JP4973256B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関と、動力軸に接続されると共に前記動力軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記動力軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記動力軸に動力を入出力する電動機と、前記動力軸と車軸側とに接続され両軸間の動力の伝達および該伝達の解除が可能な動力伝達手段とを備える車両およびその制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、エンジンと、このエンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に車軸側にリングギヤが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに接続された第１モータと、リングギヤに動力を入出力する第２モータとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、停車時にエンジンを始動または停止する際には、第２モータによってリングギヤが固定されるよう第２モータを制御すると共にリングギヤが固定された状態でエンジンがクランキングまたは回転停止されるよう第１モータを制御することにより、エンジンの始動や停止の際に車両にショックや揺れが生じるのを抑制している。
特開２００６−８１３２４号公報

ところで、上述の構成に加えて遊星歯車機構のリングギヤと車軸との間に変速機を備える車両では、シフトレバーがパーキングポジションに操作されたときには、通常、駆動輪がロックされると共に変速機によってリングギヤが車軸側から切り離されてフリーの状態となる。第１モータからのトルクの出力はリングギヤ側へのトルクの出力を伴うから、リングギヤがフリーの状態では、第１モータからのトルクによってリングギヤが回転する場合が生じる。このため、リングギヤが回転しないようにするために上述したように第２モータによってリングギヤを固定することを考えることができるが、何らかの原因により第２モータによってリングギヤを固定することができないときには、リングギヤの回転を抑制することができない。

本発明の車両およびその制御方法は、電力動力入出力手段や電動機から動力が入出力される動力軸と車軸側との動力の伝達および伝達の解除が可能な動力伝達手段を備える車両において、駐車ポジションにシフト操作されて動力軸と車軸側との動力の伝達が遮断されている状態で電動機によって動力軸の回転を抑制できないときでもこれに適切に対処することを目的とする。

本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
内燃機関と、
動力軸に接続されると共に前記動力軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記動力軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記動力軸に動力を入出力する電動機と、
前記動力軸と車軸側とに接続され、両軸間の動力の伝達および該伝達の解除が可能な動力伝達手段と、
駐車ポジションにシフト操作されて前記動力軸と前記車軸側との動力の伝達が解除されているとき、通常時には前記電動機によって前記動力軸の回転が抑制されるよう該電動機を制御し、前記電動機によって前記動力軸の回転を抑制することができない非通常時には前記電力動力入出力手段からの動力の入出力を伴って前記動力軸の回転が抑制されるよう該電力動力入出力手段を制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、駐車ポジションにシフト操作されて動力軸と車軸側との動力の伝達が解除されているとき、通常時には電動機によって動力軸の回転が抑制されるよう電動機を制御し、電動機によって動力軸の回転を抑制することができない非通常時には電力動力入出力手段からの動力の入出力を伴って動力軸の回転が抑制されるよう電力動力入出力手段を制御する。この結果、駐車ポジションにシフト操作されて動力軸と車軸側との動力の伝達が解除されたときに電動機によって動力軸の回転を抑制することができないときでもこれに適切に対処することができる。

こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関が運転されている最中に前記非通常時となったときには、該内燃機関が自立運転されるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記電力動力入出力手段からの動力の入出力を伴って前記動力軸の回転が抑制されるよう該電力動力入出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関が運転されている最中の非通常時に対処することができる。

また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関を始動するために前記電力動力入出力手段により該内燃機関をクランキングしている最中に前記非通常時となったときには、前記内燃機関のクランキングを停止すると共に前記電力動力入出力手段からの動力の入出力を伴って前記動力軸の回転が抑制されるよう該電力動力入出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関をクランキングしている最中の非通常時に対処することができる。

さらに、本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関を運転停止するために前記電力動力入出力手段から該内燃機関を回転停止させる方向の駆動力を出力している最中に前記非通常時となったときには、該内燃機関を回転停止させる方向の駆動力の出力を停止すると共に前記電力動力入出力手段からの動力の入出力を伴って前記駆動軸の回転が抑制されるよう該電力動力入出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電力動力入出力手段から内燃機関を回転停止させる方向に駆動力を出力している最中の非通常時に対処することができる。

本発明の車両において、前記動力軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記制御手段は、前記非通常時には、前記回転数検出手段により検出される動力軸の回転数が値０を含む所定回転数の範囲内となるよう前記電力動力入出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記非通常時には、前記回転数検出手段により検出される動力軸の回転数と前記所定回転数との偏差が打ち消される方向に前記電力動力入出力手段の目標駆動力を設定すると共に該設定した目標駆動力で該電力動力入出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の車両において、前記制御手段は、前記電動機を含む電動機駆動系に異常が生じたときに前記非通常時として制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の車両において、前記動力軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記制御手段は、前記回転数検出手段により検出された動力軸の回転数が値０を含む第２の所定回転数の範囲内にないときに前記非通常時として制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の車両において、前記電動機は、回転子が前記動力軸に接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該動力軸に動力を入出力可能な電動機であり、前記制御手段は、前記通常時には、前記固定子の磁界の向きを固定して前記回転子が回転しないよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記電動機は、交流同期電動機であり、前記制御手段は、前記通常時には、前記電動機に直流電流を印加することにより前記固定子の磁界の向きが固定されるよう制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記動力軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段とを備える手段であるものとすることもできる。

本発明の車両において、前記動力伝達手段は、前記動力軸と前記車軸側との動力の伝達を変速段の変更を伴って行なう変速手段であるものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、動力軸に接続されると共に前記動力軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記動力軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記動力軸に動力を入出力する電動機と、前記動力軸と車軸側とに接続され両軸間の動力の伝達および該伝達の解除が可能な動力伝達手段とを備える車両の制御方法であって、
駐車ポジションにシフト操作されて前記動力軸と前記車軸側との動力の伝達が解除されているとき、通常時には前記電動機によって前記動力軸の回転が抑制されるよう該電動機を制御し、前記電動機によって前記動力軸の回転を抑制することができない非通常時には前記電力動力入出力手段からの動力の入出力を伴って前記動力軸の回転が抑制されるよう該電力動力入出力手段を制御する
ことを要旨とする。

本発明の車両の制御方法によれば、駐車ポジションにシフト操作されて動力軸と車軸側との動力の伝達が解除されているとき、通常時には電動機によって動力軸の回転が抑制されるよう電動機を制御し、電動機によって動力軸の回転を抑制することができない非通常時には電力動力入出力手段からの動力の入出力を伴って動力軸の回転が抑制されるよう電力動力入出力手段を制御する。この結果、駐車ポジションにシフト操作されて動力軸と車軸側との動力の伝達が解除されたときに電動機によって動力軸の回転を抑制することができないときでもこれに適切に対処することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２はモータＭＧ１，ＭＧ２を中心とした電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して接続された駆動軸３６に出力する変速機６０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には動力軸としてのリングギヤ軸３２ａがそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａから変速機６０，駆動軸３６，デファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。

駆動軸３６には、駆動軸３６上のパーキングギヤ９２と、パーキングギヤ９２と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール９４とからなるパーキングロック機構９０が取り付けられている。パーキングロックポール９４は、シフトレバー８１の他のポジションから駐車ポジション（Ｐポジション）への操作信号またはＰポジションから他のポジションへの操作信号を入力したハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ９２との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。

モータＭＧ１，ＭＧ２は、図１および図２に示すように、いずれも永久磁石が取り付けられたロータ４５ａ，４６ａと三相コイルが巻回されたステータ４５ｂ，４６ｂとを有して発電機として駆動できると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２は、いずれも６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２とこのトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２に逆並列接続された６個のダイオードＤ１〜Ｄ６，Ｄ７〜Ｄ１２とにより構成されている。各６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２は、バッテリ５０の正極が接続された正極母線とバッテリ５０の負極が接続された負極母線とに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつペアで配置され、その接続点にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、対をなすトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２のオン時間の割合を調節することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。このモータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２のロータ４５ａ，４６ａに取り付けられた回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２のロータ４５ａ，４６ａの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルのＵ相，Ｖ相に流れる相電流を検出する電流センサ４７Ｕ，４７Ｖ，４８Ｕ，４８Ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ１２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

変速機６０は、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達およびリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続の解除を行なうことができるように構成されている。変速機６０の構成の一例を図３に示す。図示するように、変速機６０は、シングルピニオンの遊星歯車機構６２，６４，６６と二つのクラッチＣ１，Ｃ２と三つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とにより構成されている。遊星歯車機構６２は、外歯歯車のサンギヤ６２ｓと、このサンギヤ６２ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２ｒと、サンギヤ６２ｓに噛合すると共にリングギヤ６２ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６２ｐと、複数のピニオンギヤ６２ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６２ｃとを備えており、サンギヤ６２ｓはクラッチＣ２のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続または接続の解除ができるようになっていると共にブレーキＢ１のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６２ｃはブレーキＢ２のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっている。遊星歯車機構６４は、外歯歯車のサンギヤ６４ｓと、このサンギヤ６４ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６４ｒと、サンギヤ６４ｓに噛合すると共にリングギヤ６４ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６４ｐと、複数のピニオンギヤ６４ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６４ｃとを備えており、サンギヤ６４ｓは遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓに接続され、リングギヤ６４ｒはクラッチＣ１のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続またはその解除ができるようになっており、キャリア６４ｃは遊星歯車機構６２の
リングギヤ６２ｒに接続されている。遊星歯車機構６６は、外歯歯車のサンギヤ６６ｓと、このサンギヤ６６ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６ｒと、サンギヤ６６ｓに噛合すると共にリングギヤ６６ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６６ｐと、複数のピニオンギヤ６６ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６６ｃとを備えており、サンギヤ６６ｓは遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒに接続され、リングギヤ６６ｒはブレーキＢ３のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６６ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒと遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃと駆動軸３６とに接続されている。変速機６０は、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを全てオフにすることによりリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離すことができ、クラッチＣ１とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を比較的大きな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を１速の状態という）、クラッチＣ１とブレーキＢ２とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を１速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を２速の状態という）、クラッチＣ１とクラッチＢ１とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ２，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を２速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を３速の状態という）、クラッチＣ１，Ｃ２をオンとすると共にクラッチＢ１，Ｂ２，Ｂ３をオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転をそのまま駆動軸３６に伝達する（以下、この状態を４速の状態という）。また、この変速機６０は、クラッチＣ２とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を反転かつ減速して駆動軸３６に伝達する（以下、この状態をリバースの状態という）。クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のオンオフは、図示しない油圧式のアクチュエータの駆動により行なわれる。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、シフトレバー８１の他のポジションからＰポジションへ操作信号をシフトポジションセンサ８２から入力すると、パーキングロック機構９０のパーキングロックを行なうと共に変速機６０の二つのクラッチＣ１，Ｃ２および三つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の全てをオフとしてリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離す。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクを計算し、要求トルクと車速Ｖとに応じた変速段となるよう変速機６０が制御され、要求トルクと変速機６０の変速段とに応じたトルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、シフトレバー８１が駐車ポジション（Ｐポジション）のときの動作について説明する。図４は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シフトレバー８１がＰポジションとされると共にエンジン２２が運転されているときに所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，モータロック許否判定フラグＦ１など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２のロータ４５ａ，４６ａの回転位置θｍ１，θｍ２に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、モータロック許否判定フラグＦ１は、モータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックが許可されるか否かを判定するためにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図５に例示するモータロック許否判定ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。ここで、図５のモータロック許否判定ルーチンでは、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰやモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，モータＭＧ２の異常判定フラグＦ２を入力し（ステップＳ２００）、入力したシフトポジションＳＰが駐車ポジション（Ｐポジション）であるか否か、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の絶対値が所定回転数Ｎｍ２ｒｅｆ未満か否か、モータＭＧ２やインバータ４２が正常か否かを判定し（ステップＳ２１０〜Ｓ２３０）、これらの全てが肯定的な判定のときにはモータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックを許可するためにモータロック許否判定フラグＦ１に値１をセットし（ステップＳ２４０）、これらの判定のいずれかが否定的な判定のときにはモータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックを禁止するためにモータロック許否判定フラグＦ１に値０をセットして（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。ここで、モータＭＧ２の異常判定フラグＦ２は、モータＥＣＵ４０により実行される図示しない異常判定ルーチンにより設定されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。なお、異常判定フラグＦ２は、モータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックを行なうことができないモータＭＧ２やインバータ４２の異常を判定するためのフラグであり、例えばモータＭＧ２やインバータ４２の周辺に取り付けられた図示しない温度センサにより検出されるモータ温度やインバータ温度がその上限温度を超えたときや電流センサ４８Ｕ，４８Ｖにより検出される相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２が通常取りうる範囲を超えたときなどに値１がセットされる。また、所定回転数Ｎｍ２ｒｅｆは、モータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックが可能なモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ）の上限として予め設定されている。

こうしてデータを入力すると、入力したモータロック許否判定フラグＦ１の値を調べ（ステップＳ１１０）、モータロック許否判定フラグＦ１が値１のときには、モータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックが許可されていると判断し、モータロック指令をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１２０）。モータロック指令を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２のロータ４６ａをロックすることによりリングギヤ軸３２ａがロックされるようインバータ４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。モータＭＧ２のロータ４６ａをロックする様子の一例を図６に示す。図示するように、モータＭＧ２のＵ相，Ｖ相，Ｗ相のうちの二相に直流電流を印加することにより、この二相で各々形成される磁界（図中、破線矢印で示す磁界）を合成した固定磁界がステータ４６ｂに形成され、この固定磁界に永久磁石が取り付けられたロータ４６ａが引きつけられてロックされる。

続いて、エンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ１３０）、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１４０）。エンジン要求パワーＰｅ＊は、アクセル開度Ａｃｃや残容量ＳＯＣなどから設定されるバッテリ５０に要求される充電要求パワーＰｂ＊に基づいて設定される。また、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１５０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。シフトレバー８１がＰポジションでエンジン２２からパワーを出力しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を値０と考えてこの共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを示す。このように、エンジン２２からパワーを出力している状態でモータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力すると、リングギヤ軸３２ａにトルク（−Ｔｍ１／ρ）が作用するが、このリングギヤ軸３２ａに取り付けられたロータ４６ａがモータＭＧ２によってロックされているから、リングギヤ軸３２ａは回転しない。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ (1)
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ１６０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。なお、モータＭＧ２の制御については、上述したように、モータロック指令を受信したモータＥＣＵ４０が、モータＭＧ２のロータ４６ａをロックするためにモータＭＧ２の各相のうちの二相に直流電流が印加するようインバータ４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。したがって、シフトレバー８１がＰポジションのときには、変速機６０によって駆動軸３６から切り離されたリングギヤ軸３２ａをモータＭＧ２によってロックすると共にこの状態でエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する。

ステップＳ１１０でモータロック許否判定フラグＦ１が値０と判定されたときには、モータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックは禁止されていると判断し、モータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定し（ステップＳ１７０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に所定回転数（例えば８００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなどのアイドリング回転数）Ｎｉｄｌｅを設定すると共に所定回転数Ｎｉｄｌｅでエンジン２２が自立運転するよう自立運転指令をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１８０）、リングギヤ軸３２ａが回転しないようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて前述した式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（３）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ１９０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。なお、自立運転指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、所定回転数Ｎｉｄｌｅでエンジン２２が自立運転するよう燃料噴射制御や点火制御を行なう。また、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にモータＭＧ２からトルクが出力されないようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。エンジン２２を所定回転数Ｎｉｄｌｅで自立運転している状態でリングギヤ軸３２ａが回転しないようにモータＭＧ１を制御する際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図９に示す。図示するように、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようモータＭＧ１を制御することにより、リングギヤ軸３２ａが回転しないようにすることができる。式（３）は、エンジン２２を所定回転数Ｎｉｄｌｅで自立運転している状態でリングギヤ軸３２ａが回転しないようにモータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（３）中、右辺第１項の「ｋ３」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋ４」は積分項のゲインである。

Tm1*=k3(Nm1*-Nm1)+k4∫(Nm1*-Nm1)dt (3)

次に、シフトレバー８１が（駐車ポジション）Ｐポジションのときにエンジン２２の始動要求がなされたときの実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図１０は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シフトレバー８１がＰポジションでエンジン２２の始動要求がなされたときに実行される。

駐車ポジション時始動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、図５のモータロック許否判定ルーチンにより設定されたモータロック許否判定フラグＦ１を入力して（ステップＳ３００）、入力したモータロック許否判定フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ３１０）。モータロック許否判定フラグＦ１が値１のときには、モータＭＧ２によってリングギヤ軸３２ａがロックされるようモータロック指令をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ３２０）、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ３３０）、始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に設定したトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ３４０）。エンジン２２の始動時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図１１に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ１２にエンジン２２を安定して回転数Ｎｒｅｆ以上でクランキングすることができるトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１３からレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１５から発電用のトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。ここで、回転数Ｎｒｅｆは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。モータＭＧ１でエンジン２２をクランキングする際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１２に示す。図示するように、エンジン２２をクランキングするためにモータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力すると、動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａにトルク（−Ｔｍ１／ρ）が作用するが、リングギヤ軸３２ａはモータＭＧ２によってロックされているから、エンジン２２をクランキングする際にモータＭＧ１からのトルクＴｍ１によってリングギヤ軸３２ａが回転することはない。

そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上か否かを判定する（ステップＳ３５０）。エンジン２２のクランキングを開始した直後は、否定的な判定がなされ、次にエンジン２２が完爆したか否かを判定する（ステップＳ３７０）。エンジン２２をクランキングした直後はここでも否定的な判定がなされてステップＳ３００に戻る。エンジン２２がクランキングされて回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ以上となると、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御の指示をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ３６０）。燃料噴射制御や点火制御の開始指示を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２における燃料噴射制御や点火制御を実行する。そして、ステップＳ３００〜Ｓ３６０の処理が繰り返し実行されて、エンジン２２が完爆したときに（ステップＳ３７０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ３１０でモータロック許否判定フラグＦ１が値０と判定されたときには、モータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックは禁止されていると判断し、モータＭＧ２によってリングギヤ軸３２ａがロックされている最中のときにはこのロックが解除されるようモータロック解除指令をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ３８０，Ｓ３９０）。モータロック解除指令を受けたモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックを解除する。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ４００）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅが値０か否かを判定し（ステップＳ４１０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが値０のときにはそのまま本ルーチンを終了する。エンジン２２のクランキングを開始する前にステップＳ３１０でモータロック許否判定フラグＦ１が値０と判定されたときには始動要求に拘わらず何もせずに本ルーチンを終了することになる。これは、前述したように、エンジン２２をクランキングするためにモータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力すると、動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａにトルク（−Ｔｍ１／ρ）が作用するが（図１２参照）、モータロック許否判定フラグＦ１が値０のときにはモータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを受け止めることができなくなることに基づく。

一方、ステップＳ４１０でエンジン２２の回転数Ｎｅが値０でないと判定、即ちエンジン２２をクランキングしている最中にステップＳ３１０でモータロック許否判定フラグＦ１が値０と判定されたときには、エンジン２２をクランキングしている最中にリングギヤ軸３２ａのロックを維持することができなくなったと判断し、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（４）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて前述した式（３）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を計算してこのトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ４２０）、ステップＳ３６０で既に燃料噴射制御や点火制御の開始指示をエンジンＥＣＵ２４に送信しているときには（ステップＳ４３０）、フューエルカット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ４４０）、ステップＳ４００に戻って処理を繰り返し、エンジン２２の回転数Ｎｅが値０となったときに（ステップＳ４１０）本ルーチンを終了する。モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングしている最中にモータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックを維持することができなくなった際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１３に示す。図示するように、エンジン２２をクランキングしている最中にリングギヤ軸３２ａのロックを維持することができなくなったときには、モータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングを中止し、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてリングギヤ軸３２ａが回転しないようモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定してこの目標回転数Ｎｍ１＊でモータＭＧ１が回転するよう制御するのである。エンジン２２のクランキングを中止すると、エンジン２２の回転数はフリクションによって値０に向けて変化するが、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊はエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて式（４）を用いて計算されるから、エンジン２２のクランキングが中止されてからエンジン２２が停止されるまでのエンジン２２の回転数Ｎｅが変化する間でもリングギヤ軸３２ａの回転は抑制される。

Nm1*=Ne・(1+ρ)/ρ (4)

なお、駐車ポジション時始動制御ルーチンのステップＳ３１０でモータロック許否判定フラグＦ１が値０と判定されてエンジン２２が始動されなかったときには、エンジン２２の始動要求がなされている間はステップＳ３００，Ｓ３１０，Ｓ３８０，Ｓ４１０の処理を繰り返し実行、即ち何もせずにこのルーチンを終了し、モータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａをロックすることができる状態に至って図５のモータロック許否判定ルーチンでモータロック許否判定フラグＦ１に値１がセットされたときに、改めてエンジン２２の始動処理が開始されることになる。また、駐車ポジション時始動制御ルーチンの実行によってエンジン２２が始動されたときには、エンジン２２が運転されている状態と判断されて次回からシフトレバー８１が駐車ポジションから他のポジションへ操作されたりエンジン２２の運転が停止されるまでの間に亘って図４の駐車ポジション時運転制御ルーチンが実行されることになる。

次に、図４の駐車ポジション時運転制御ルーチンが実行されている最中にエンジン２２の停止要求がなされた際の実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図１４は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シフトレバー８１がＰポジションでエンジン２２の停止要求がなされたときに実行される。

駐車ポジション時停止制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、フューエルカット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ５００）。フューエルカット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の図示しない燃料噴射弁の燃料噴射を停止する。そして、モータロック許否判定フラグＦ１を入力し（ステップＳ５１０）、入力したモータロック許否判定フラグＦ１の値を調べ（ステップＳ５２０）、モータロック許否判定フラグＦ１が値１のときには、モータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックが許可されていると判断し、モータロック指令をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ５３０）、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ５４０）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてエンジン２２の回転を停止させるためにモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に設定したトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ５５０）。ここで、トルク指令Ｔｍ１＊は、実施例では、図１５のエンジン２２の運転を停止する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅが停止直前回転数Ｎｓｔｐに達するまでエンジン２２の回転を抑制するトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、回転数Ｎｅが停止直前回転数Ｎｓｔｐに達したタイミング（時刻ｔ２１）でピストンを保持するトルクに切り替わるよう設定されている。モータＭＧ１からのトルクによりエンジン２２の回転を停止させる際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１６に示す。図示するように、モータＭＧ１から図中Ｓ軸の下向きのトルクＴｍ１を出力することにより、エンジン２２の回転を引き下げることができる。モータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力すると、動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａにトルク（−Ｔｍ１／ρ）が作用するが、リングギヤ軸３２ａはモータＭＧ２によってロックされているから、モータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１によってリングギヤ軸３２ａが回転することはない。

そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが値０か否かを判定する（ステップＳ５６０）。エンジン２２の回転を停止させるためのモータＭＧ１のトルクＴｍ１が出力された直後は、エンジン２２の回転数Ｎｅは値０でないと判定されてステップＳ５１０に戻って処理を繰り返す。エンジン２２の回転が停止してエンジン２２の回転数Ｎｅが値０となったときには（ステップＳ５６０）、これで本ルーチンを終了する。

ステップＳ５２０でモータロック許否判定フラグＦ１が値０と判定されたときには、モータＭＧ２によってリングギヤ軸３２ａがロックされている最中のときにはこのロックが解除されるようモータロック解除指令をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ５７０，Ｓ５８０）。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力し、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて前述した式（４）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて前述した式（３）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を計算してこのトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信する処理をエンジン２２の回転数Ｎｅが値０となるまで繰り返し実行して本ルーチンを終了する（ステップＳ５９０〜Ｓ６１０）。エンジン２２の運転を停止する際にモータＭＧ２によってリングギヤ軸３２ａをロックできなくなった際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１７に示す。図示するように、エンジン２２の回転を停止するためのモータＭＧ１からのトルクＴｍ１の出力を中止し、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてリングギヤ軸３２ａが回転しないようモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定してこの目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようモータＭＧ１を制御するのである。この場合、エンジン２２の回転数はフリクションによって値０に向けて変化するが、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊はエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて式（４）を用いて計算されるから、エンジン２２の回転を停止させるためのモータＭＧ１のトルクＴｍ１の出力が中止されてからエンジン２２が停止されるまでのエンジン２２の回転数Ｎｅが変化する間でもリングギヤ軸３２ａの回転は抑制される。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトレバー８１が駐車ポジション（Ｐポジション）とされると共にエンジン２２が運転されているときには、モータロック許否判定フラグＦ１が値１のときにはモータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａがロックされるようモータＭＧ２を制御し、モータロック許否判定フラグＦ１が値０でモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａをロックすることができないときにはエンジン２２が所定回転数Ｎｉｄｌｅで自立運転すると共にリングギヤ軸３２ａが回転しないようモータＭＧ１を制御するから、エンジン２２を運転している最中にモータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａでロックすることができない状態に至ったときでもこれに適切に対処することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトレバー８１が駐車ポジション（Ｐポジション）とされると共にエンジン２２の始動要求がなされたときには、モータロック許否判定フラグＦ１が値１のときにはモータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａをロックした状態でモータＭＧ１によりエンジン２２がクランキングされるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、モータロック許否判定フラグＦ１が値０でモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａをロックすることができないときにはモータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングを中止すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてリングギヤ軸３２ａが回転しないようモータＭＧ１を制御するから、エンジン２２の始動要求がなされたときにモータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａでロックすることができない状態に至ったときでもこれに適切に対処することができる。

さらに、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトレバー８１が駐車ポジション（Ｐポジション）とされると共に運転しているエンジン２２の停止要求がなされたときには、モータロック許否判定フラグＦ１が値１のときにはモータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａをロックした状態でモータＭＧ１からのトルクによりエンジン２２の回転が停止するようモータＭＧ１を制御し、モータロック許否判定フラグＦ１が値０のときにはエンジン２２の回転を停止するためのモータＭＧ１のトルクＴｍ１の出力を中止すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてリングギヤ軸３２ａが回転しないようモータＭＧ１を制御するから、エンジン２２の停止要求がなされたときにモータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａでロックすることができない状態に至ったときでもこれに適切に対処することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図４の駐車ポジション時運転制御ルーチンのステップＳ１９０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に基づいて式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算するものとしたが、エンジン２２の現在の回転数Ｎｅに基づいて式（４）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の各相のうちの二相に直流電流を印加することによりモータＭＧ２でリングギヤ軸３２ａをロックするものとしたが、これに限られず、リングギヤ軸３２ａが回転しないよう（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と値０近傍の回転数との偏差が打ち消されるよう）モータＭＧ２を制御するものであれば、例えば、次式（５）を用いてトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共にこのトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２を制御するなどとしてもよい。

Tm2*=Tm1*/ρ+k5(0-Nm2)+k6∫(0-Nm2)dt (5)

実施例のハイブリッド自動車２０では、図４の駐車ポジション時運転制御ルーチンのステップＳ１９０や図１０の駐車ポジション時始動制御ルーチンのステップＳ４２０，図１４の駐車ポジション時停止制御ルーチンのステップＳ６００で、比例項と積分項とを用いたフィードバック制御によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、比例項だけを用いたフィードバック制御によりトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよいし、比例項と微分項とを用いたフィードバック制御によりトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよいし、比例項と微分項と積分項とを用いたフィードバック制御によりトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、４段の変速段を切替可能な変速機６０を用いるものとしたが、切替可能な変速段は４段に限られるものではなく、２段や３段であってもよいし、５段以上であっても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６との間で変速段の変更を伴って動力を伝達する変速機６０を備えるものとしたが、シフトレバーが駐車ポジションのときにリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との動力の伝達と遮断とが可能なものであれば、変速機６０に限られず、例えば両軸をクラッチなどにより接続するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ１３２と動力軸３２ｂに接続されたアウターロータ１３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を動力軸３２ｂに伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機１３０を備えるものとしてもよい。

ここで、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１との組み合わせや対ロータ電動機１３０が「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、変速機６０が「動力伝達手段」に相当し、シフトレバー８１が駐車ポジション（Ｐポジション）のとき、モータロック許否判定フラグＦ１が値１のときにはモータＭＧ２よるロータ４６ａのロックによりリングギヤ軸３２ａがロックされるようモータＭＧ２を制御し、モータロック許否判定フラグＦ１が値０でモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａをロックすることができないときにはモータＭＧ１によりリングギヤ軸３２ａが回転しないようエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてフィードバック制御によりモータＭＧ１を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、回転位置検出センサ４４と、この回転位置検出センサ４４により検出されたモータＭＧ２のロータ４６ａの回転位置θｍ２に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを演算するモータＥＣＵ４０とが「回転数検出手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機１３０に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、シフトレバー８１がＰポジションのとき、モータロック許否判定フラグＦ１が値１のときにはモータＭＧ２よるロータ４６ａのロックによりリングギヤ軸３２ａがロックされるようモータＭＧ２を制御し、モータロック許否判定フラグＦ１が値０でモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａをロックすることができないときにはモータＭＧ１によりリングギヤ軸３２ａが回転しないようエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてフィードバック制御によりモータＭＧ１を制御するものに限定されるものではなく、駐車ポジションにシフト操作されて動力軸と車軸側との動力の伝達が解除されているとき、通常時には電動機によって動力軸の回転が抑制されるよう電動機を制御し、電動機によって動力軸の回転を抑制することができない非通常時には電力動力入出力手段からの動力の入出力を伴って動力軸の回転が抑制されるよう電力動力入出力手段を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれかに軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両の形態としてもよいし、車両の制御方法の形態としてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車産業に利用可能である。

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 モータＭＧ１，ＭＧ２とインバータ４１，４２を含む電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。 変速機６０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータロック許否判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータＭＧ２のロータ４６ａをロックしている様子の一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 シフトレバー８１がＰポジションでエンジン２２からパワーを出力しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 モータＭＧ１でリングギヤ軸３２ａを回転しないようにする際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジン２２を始動する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。 モータＭＧ１でエンジン２２をクランキングする際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングしている最中にモータＭＧ２によるリングギヤ軸３２ａのロックを維持することができなくなった際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車ポジション時停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジン２２を運転停止する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。 モータＭＧ１からのトルクによりエンジン２２の回転を停止させる際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 エンジン２２の運転を停止する際にモータＭＧ２によってリングギヤ軸３２ａをロックできなくなった際の動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５ａ，４６ａ ロータ、４５ｂ，４６ｂ ステータ、４７Ｕ，４７Ｖ，４８Ｕ，４８Ｖ 電流センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ 変速機、６２，６４，６６ 遊星歯車機構、６２ｓ，６４ｓ，６６ｓ サンギヤ、６２ｃ，６４ｃ，６６ｃ キャリア、６２ｒ，６４ｒ，６６ｒ リングギヤ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ パーキングロック機構、９２ パーキングギヤ、９４ パーキングロックポール、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ、１３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｔ１〜Ｔ１２ トランジスタ、Ｄ１〜Ｄ１２ ダイオード、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ。

Claims (12)

1. 内燃機関と、
   動力を入出力する発電機と、
   前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と動力軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
   前記動力軸に動力を入出力する電動機と、
   前記動力軸と車軸側の駆動軸とに接続され、両軸間の動力の伝達および該伝達の解除が可能な動力伝達手段と、
   駐車ポジションにシフト操作されて前記動力軸と前記駆動軸との動力の伝達が解除されているとき、通常時には前記電動機によって前記動力軸の回転が抑制されるよう該電動機を制御し、前記電動機によって前記動力軸の回転を抑制することができない非通常時には前記発電機からの動力の入出力を伴って前記動力軸の回転が抑制されるよう該発電機を制御する制御手段と
   を備える車両。
2. 前記制御手段は、前記内燃機関が運転されている最中に前記非通常時となったときには、該内燃機関が自立運転されるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記発電機からの動力の入出力を伴って前記動力軸の回転が抑制されるよう該発電機を制御する手段である請求項１記載の車両。
3. 前記制御手段は、前記内燃機関を始動するために前記発電機により該内燃機関をクランキングしている最中に前記非通常時となったときには、前記内燃機関のクランキングを停止すると共に前記発電機からの動力の入出力を伴って前記動力軸の回転が抑制されるよう該発電機を制御する手段である請求項１または２記載の車両。
4. 前記制御手段は、前記内燃機関を運転停止するために前記発電機から該内燃機関を回転停止させる方向の駆動力を出力している最中に前記非通常時となったときには、該内燃機関を回転停止させる方向の駆動力の出力を停止すると共に前記発電機からの動力の入出力を伴って前記駆動軸の回転が抑制されるよう該発電機を制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
5. 請求項１ないし４いずれか記載の車両であって、
   前記動力軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記非通常時には、前記回転数検出手段により検出される動力軸の回転数が値０を含む所定回転数の範囲内となるよう前記発電機を制御する手段である
   車両。
6. 前記制御手段は、前記非通常時には、前記回転数検出手段により検出される動力軸の回転数と前記所定回転数との偏差が打ち消される方向に前記発電機の目標駆動力を設定すると共に該設定した目標駆動力で該発電機を制御する手段である請求項５記載の車両。
7. 前記制御手段は、前記電動機を含む電動機駆動系に異常が生じたときに前記非通常時として制御する手段である請求項１ないし６いずれか記載の車両。
8. 請求項１ないし７いずれか記載の車両であって、
   前記動力軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記回転数検出手段により検出された動力軸の回転数が値０を含む第２の所定回転数の範囲内にないときに前記非通常時として制御する手段である
   車両。
9. 請求項１ないし８いずれか記載の車両であって、
   前記電動機は、回転子が前記動力軸に接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該動力軸に動力を入出力可能な電動機であり、
   前記制御手段は、前記通常時には、前記固定子の磁界の向きを固定して前記回転子が回転しないよう前記電動機を制御する手段である
   車両。
10. 請求項９記載の車両であって、
    前記電動機は、交流同期電動機であり、
    前記制御手段は、前記通常時には、前記電動機に直流電流を印加することにより前記固定子の磁界の向きが固定されるよう制御する手段である
    車両。
11. 前記動力伝達手段は、前記動力軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速段の変更を伴って行なう変速手段である請求項１ないし１０いずれか記載の車両。
12. 内燃機関と、動力を入出力する発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と動力軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記動力軸に動力を入出力する電動機と、前記動力軸と車軸側の駆動軸とに接続され、両軸間の動力の伝達および該伝達の解除が可能な動力伝達手段と、を備える車両の制御方法であって、
    駐車ポジションにシフト操作されて前記動力軸と前記駆動軸との動力の伝達が解除されているとき、通常時には前記電動機によって前記動力軸の回転が抑制されるよう該電動機を制御し、前記電動機によって前記動力軸の回転を抑制することができない非通常時には前記発電機からの動力の入出力を伴って前記動力軸の回転が抑制されるよう該発電機を制御する
    車両の制御方法。
    

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