JP5418269B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と当該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備えた車両およびその制御方法に関する。

従来、エンジンと、エンジンのクランクシャフトに接続されたプラネタリキャリアと駆動輪に連結された駆動軸に接続されたリングギヤとを有する遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに接続された第１のモータと、駆動軸に接続された第２のモータとを備え、運転者に複数の仮想的なシフトポジションの選択を許容するハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車両では、運転者により複数の仮想的なシフトポジションの何れか一つが選択されたときに、選択された仮想的なシフトポジションと車速とに基づいてエンジン下限回転数が設定され、当該エンジン下限回転数以上の回転数でエンジンが運転される。これにより、運転者により複数の仮想的なシフトポジションの何れか一つが選択されると共にアクセルペダルが踏み込まれているときにエンジン回転数をある程度高く保ってエンジンの出力応答性を良好に確保することができる。

特開２００８−２０１２６１号公報

しかしながら、上記従来のハイブリッド車両のように仮想的なシフトポジションと車速とに基づいてエンジン下限回転数を設定するだけでは、運転者によるシフト操作に対する走行用駆動力の出力応答性は必ずしも充分なものとはならず、運転者によっては、シフト操作に応じた車両の加速フィーリングに物足りなさを覚えるかもしれない。その一方で、運転者の中には、上述のようなハイブリッド車両や電気自動車等においてシフト操作によりエネルギ効率（燃費）をより向上させることを志向する者もいるであろう。

そこで、本発明は、少なくとも駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と当該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備えた車両において、シフト操作に対する走行用駆動力の出力特性を向上させると共にシフト操作によりエネルギ効率を向上させることを可能とすることを主目的とする。

本発明の車両およびその制御方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明による車両は、
駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
運転者によるアクセル操作量を取得するアクセル操作量取得手段と、
車速を取得する車速取得手段と、
通常走行レンジおよび複数の仮想シフトレンジの中から運転者に任意のシフトレンジの選択を許容するシフトレンジ選択手段と、
それぞれ前記車速が高いほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記駆動軸に出力すべき駆動力である要求駆動力を大きくする傾向をもつと共に、前記車速が一定であるときに前記仮想シフトレンジがロー側に移行するほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記要求駆動力を大きくする傾向をもつように前記仮想シフトレンジごとに作成された複数の制約を記憶する制約記憶手段と、
運転者により前記仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、選択された仮想シフトレンジに対応した前記制約を用いて前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量と前記車速取得手段により取得された車速とに対応した前記要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記電動機を制御する制御手段と、
を備えるものである。

この車両では、それぞれ車速が高いほど同一のアクセル操作量に対応した駆動軸に出力すべき駆動力である要求駆動力を大きくする傾向をもつと共に、車速が一定であるときに仮想シフトレンジがロー側に移行するほど同一のアクセル操作量に対応した要求駆動力を大きくする傾向をもつように仮想シフトレンジごとに作成された複数の制約が制約記憶手段により記憶されている。そして、運転者により仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときには、選択された仮想シフトレンジに対応した制約を用いてアクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量と車速取得手段により取得された車速とに対応した要求駆動力が設定されると共に、当該要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるように電動機が制御される。上述のような複数の制約を仮想シフトレンジごとに作成しておけば、ある仮想シフトレンジが選択されているときには車速が高いほど走行用駆動力の出力応答性が高まり、車速一定の状態で仮想シフトレンジをロー側に移行させるほど走行用駆動力の出力応答性が高まることになるので、シフトレンジとして仮想シフトレンジを設定したり、仮想シフトレンジをロー側に移行させたりすることにより、走行用駆動力の出力応答性を高めて車両を良好に加速させることが可能となる。また、上述のような複数の制約を仮想シフトレンジごとに作成しておけば、ある仮想シフトレンジが選択されているときには車速が低いほど要求駆動力の増加が抑えられ、車速一定の状態で仮想シフトレンジをハイ側に移行させるほど要求駆動力の増加が抑えられることになるので、シフトレンジとして仮想シフトレンジを設定したり、仮想シフトレンジをハイ側に移行させたりすることにより、走行用駆動力の出力を抑えて車両のエネルギ効率を向上させることも可能となる。従って、この車両では、シフト操作に対する走行用駆動力の出力特性を向上させると共にシフト操作によりエネルギ効率を向上させることが可能となる。

また、前記複数の制約のうち、ロー側の少なくとも一つの仮想シフトレンジに対応した制約は、前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量を前記車速が高いほど実際の値よりも大きい値に換算することにより該車速が高いほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記要求駆動力を大きくする傾向をもつように作成されてもよく、前記複数の制約のうち、ハイ側の少なくとも一つの仮想シフトレンジに対応した制約は、前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量を前記車速が低いほど実際の値よりも小さい値に換算することにより該車速が低いほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記要求駆動力を小さくする傾向をもつように作成されてもよい。これにより、仮想シフトレンジをロー側に移行させることにより、走行用駆動力の出力応答性を高めて車両を良好に加速させると共に、仮想シフトレンジをハイ側に移行させることにより、走行用駆動力の出力を抑えて車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。

更に、前記車両は、通常走行用の第１の運転モード、該第１の運転モードに比べて走行用駆動力の出力応答性を優先する第２の運転モード、および前記第１および第２の運転モードに比べてエネルギ効率を優先する第３の運転モードの中から運転者に任意の運転モードの選択を許容する運転モード選択手段と、運転者により前記通常走行レンジが選択されると共に前記第１の運転モードが選択されているときには、前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量を制御アクセル操作量に設定し、運転者により前記通常走行レンジが選択されると共に前記第２の運転モードが選択されているときには、所定の操作量増加制約に従って前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量に対応した制御アクセル操作量を該アクセル操作量よりも大きくなる傾向に設定し、運転者により前記通常走行レンジが選択されると共に前記第３の運転モードが選択されているときには、所定の操作量減少制約に従って前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量に対応した制御アクセル操作量を該アクセル操作量よりも小さくなる傾向に設定する制御アクセル操作量設定手段とを備えてもよく、前記複数の制約は、前記操作量増加制約と前記操作量減少制約とに基づいて作成されてもよく、前記要求駆動力設定手段は、運転者により前記通常走行レンジが選択されているときに、前記制御アクセル操作量と前記車速と前記要求駆動力との関係を規定する通常走行用要求駆動力設定制約と前記制御アクセル操作量設定手段により設定された制御アクセル操作量と前記車速取得手段により取得された車速とを用いて前記要求駆動力を設定するものであってもよい。このように、車両の運転モードとして、通常走行用の第１の運転モードに加えて、第１の運転モードに比べて走行用駆動力の出力応答性を優先する第２の運転モードと第１および第２の運転モードに比べてエネルギ効率を優先する第３の運転モードとが用意されている場合には、第２のモード用の操作量増加制約と第３のモード用の操作量減少制約とを利用して、仮想シフトレンジ用の複数の制約をより適正に作成することが可能となる。

また、前記複数の制約は、前記操作量増加制約と前記操作量減少制約とに基づいて前記仮想シフトレンジごとに前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量と前記制御アクセル操作量との関係を規定するように作成された複数の制御アクセル操作量設定制約であってもよく、前記制御アクセル操作量設定手段は、運転者により前記仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、選択された仮想シフトレンジに対応した制御アクセル操作量設定制約と前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量とを用いて前記制御アクセル操作量を設定するものであってもよく、前記要求駆動力設定手段は、運転者により前記仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、前記通常走行用要求駆動力設定制約と前記制御アクセル操作量設定手段により設定された制御アクセル操作量と前記車速取得手段により取得された車速とを用いて前記要求駆動力を設定するものであってもよい。これにより、第２のモード用の操作量増加制約と第３のモード用の操作量減少制約とを利用して仮想シフトレンジ用の複数の制御アクセル操作量設定制約を作成しておけば、通常走行用要求駆動力設定制約すなわち単一の要求駆動力設定制約を用いて仮想シフトレンジ選択時の要求駆動力をより適正に設定可能となる。

更に、前記複数の制約は、前記操作量増加制約と前記操作量減少制約と前記通常走行用要求駆動力設定制約とに基づいて前記仮想シフトレンジごとに前記アクセル操作量と前記車速と前記要求駆動力との関係を規定するように作成された複数の要求駆動力設定制約であってもよく、前記要求駆動力設定手段は、運転者により前記仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、選択された仮想シフトレンジに対応した要求駆動力設定制約と前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量と前記車速取得手段により取得された車速とを用いて前記要求駆動力を設定するものであってもよい。

そして、前記車両は、内燃機関と、動力を入出力可能な第２の電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記第２の電動機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段とを更に備えてもよく、前記制御手段は、前記要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記電動機と前記第２の電動機とを制御するものであってもよい。

本発明による車両の制御方法は、
駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、運転者によるアクセル操作量を取得するアクセル操作量取得手段と、車速を取得する車速取得手段と、通常走行レンジおよび複数の仮想シフトレンジの中から運転者に任意のシフトレンジの選択を許容するシフトレンジ選択手段とを備えた車両の制御方法であって、
（ａ）運転者により前記仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、それぞれ前記車速が高いほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記駆動軸に出力すべき駆動力である要求駆動力を大きくする傾向をもつと共に前記車速が一定であるときに前記仮想シフトレンジがロー側に移行するほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記要求駆動力を大きくする傾向をもつように前記仮想シフトレンジごとに作成された複数の制約から運転者により選択された仮想シフトレンジに対応したものを抽出し、抽出した制約を用いて前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量と前記車速取得手段により取得された車速とに対応した前記要求駆動力を設定するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）にて設定された要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記電動機を制御するステップと、
を含むものである。

この方法によれば、シフト操作に対する走行用駆動力の出力特性を向上させると共にシフト操作によりエネルギ効率を向上させることが可能となる。

本発明の実施例に係る車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 ノーマルモード制御アクセル開度設定用マップ、パワーモード制御アクセル開度設定用マップおよびＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップを例示する説明図である。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるＳレンジ選択時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応した制御アクセル開度設定用マップの一例を示す説明図である。 仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応した制御アクセル開度設定用マップの他の例を示す説明図である。 仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応した制御アクセル開度設定用マップの更に他の例を示す説明図である。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインと回転数ＮｅとトルクＴｅとの相関曲線とを例示する説明図である。 下限エンジン回転数設定用マップの一例を示す説明図である。 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。 換算係数設定用マップの一例を示す説明図である。 仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応した要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応した要求トルク設定用マップの他の例を示す説明図である。 変形例に係るハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。

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、本発明の実施例に係る車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト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に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。

エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４による燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受ける。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ＥＣＵ７０に送信する。

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と噛合すると共にリングギヤ３２と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とを有し、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成されたシングルピニオン式遊星歯車機構である。かかる動力分配統合機構３０の第１要素であるキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、第２要素であるサンギヤ３１にはモータＭＧ１の回転軸が、第３要素であるリングギヤ３２には駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａと減速ギヤ３５とを介してモータＭＧ２の回転軸がそれぞれ連結されている。動力分配統合機構３０は、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側と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からギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。

モータＭＧ１およびＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電され、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとることにすれば、バッテリ５０は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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る。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の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等が入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。更に、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。

バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池として構成されており、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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力される。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２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（充電割合）ＳＯＣを算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定可能である。

ハイブリッドＥＣＵ７０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や、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したようにエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等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等と各種制御信号やデータのやり取りを行う。また、ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）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（シフトポジション）に対応したシフトレンジＳＲを検出するシフトレンジセンサ８２からのシフトレンジＳＲ、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ストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。更に、実施例のハイブリッド自動車２０の運転席近傍には、運転モードとして動力性能すなわちアクセル操作に対するトルク出力の応答性を優先するパワーモード（第２の運転モード）を選択するためのパワースイッチ（運転モード選択手段）８８が設けられており、このパワースイッチ８８もハイブリッドＥＣＵ７０に接続されている。加えて、実施例のハイブリッド自動車２０の運転席近傍には、運転モードとしてエンジン２２の燃費やエネルギ効率を優先するＥＣＯモード（第３の運転モード）を選択するためのＥＣＯスイッチ（運転モード選択手段）８９が設けられており、このＥＣＯスイッチ８９もハイブリッドＥＣＵ７０に接続されている。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションとして、駐車時に選択される駐車レンジに対応したＰポジション、後進走行用のリバースレンジに対応したＲポジション、中立のニュートラルレンジに対応したＮポジション、通常の前進走行用のドライブレンジ（Ｄレンジ）に対応したＤポジションに加えて、複数の仮想シフトレンジＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ３，ＳＲ４，ＳＲ５およびＳＲ６からの任意の仮想シフトレンジの選択を可能とするシーケンシャルシフトレンジ（Ｓレンジ）に対応したシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションが用意されている。運転者によりシフトレバー８１がＳポジションにセットされると、その際の車速Ｖ等に応じて仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の中の何れかが初期レンジとして設定され、以後、シフトレバー８１がアップシフト指示ポジションにセットされると仮想シフトレンジが１段階ずつ上げられる（アップシフトされる）一方、シフトレバー８１がダウンシフト指示ポジションにセットされると仮想シフトレンジが１段階ずつ下げられる（ダウンシフトされる）。また、シフトレンジセンサ８２は、シフトレバー８１の操作に応じて現在の仮想シフトレンジ（ＳＲ１〜ＳＲ６の何れか）をシフトレンジＳＲとして出力する。

上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０の走行に際しては、ハイブリッドＥＣＵ７０により、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃに基づいて制御アクセル開度Ａｃｃ＊が設定され、当該制御アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに基づいて駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊が設定され、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸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の運転制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワー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、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワー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トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸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の運転を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モード等がある。そして、実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク変換運転モードや充放電運転モードのもとで所定条件が成立した場合、エンジン２２を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。

また、実施例のハイブリッド自動車２０においてパワースイッチ８８とＥＣＯスイッチ８９との双方がオフされていると、運転モードとしてノーマルモード（第１の運転モード）が選択されることになり、この状態では、ハイブリッドＥＣＵ７０により、所定のパワーモードフラグＦｐｗｒが値０に設定されると共にノーマルモード選択時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車２０が制御されることになる。実施例では、シフトレンジＳＲとしてＤレンジが選択されると共に運転モードとしてノーマルモードが選択された状態でアクセルペダル８３が踏み込まれると、アクセルペダルポジションセンサ８４により検出されたアクセル開度Ａｃｃとノーマルモード制御アクセル開度設定用マップとに基づいて制御アクセル開度Ａｃｃ＊が設定され、当該制御アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊が設定される。図２において一点鎖線で示すように実施例のノーマルモード制御アクセル開度設定用マップは、０〜１００％の範囲でアクセル開度Ａｃｃに対して制御アクセル開度Ａｃｃ＊が線形性をもつように、すなわちアクセル開度Ａｃｃをそのまま制御アクセル開度Ａｃｃ＊として設定するように予め作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。

更に、パワースイッチ８８がオンされてハイブリッド自動車２０の運転モードとしてパワーモードが選択されると、ハイブリッドＥＣＵ７０により、上記パワーモードフラグＦｐｗｒが値１に設定されると共に予め定められたパワーモード選択時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車２０が制御されることになる。実施例では、シフトレンジＳＲとしてＤレンジが選択されると共に運転モードとしてパワーモードが選択された状態でアクセルペダル８３が踏み込まれると、アクセルペダルポジションセンサ８４により検出されたアクセル開度Ａｃｃとパワーモード制御アクセル開度設定用マップ（操作量増加制約）とに基づいて制御アクセル開度Ａｃｃ＊が設定され、当該制御アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊が設定される。実施例のパワーモード制御アクセル開度設定用マップは、図２において実線で示すような非線形マップであり、低車速時における車両の飛び出し感を抑制すべく任意の低アクセル開度領域にあるアクセル開度Ａｃｃに対してはノーマルモード制御アクセル開度設定用マップにより設定されるものと同一の値を制御アクセル開度Ａｃｃ＊として設定し、低アクセル開度領域以外の１００％までのアクセル開度Ａｃｃに対してはアクセル操作に対するトルク出力の応答性を向上させるべくノーマルモード制御アクセル開度設定用マップにより設定されるものよりも大きな値を制御アクセル開度Ａｃｃ＊として設定するように作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。これにより、運転者によりパワーモードが選択されたときには、ノーマルモードの選択時に比べてリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが高まるようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御され、それにより運転者によるアクセル操作に対するトルク出力の応答性を向上させることができる。

更に、ＥＣＯスイッチ８９がオンされてハイブリッド自動車２０の運転モードとしてＥＣＯモードが選択されると、ハイブリッドＥＣＵ７０により、上記ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１に設定されると共に予め定められたＥＣＯモード選択時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車２０が制御されることになる。実施例では、シフトレンジＳＲとしてＤレンジが選択されると共に運転モードとしてＥＣＯモードが選択された状態でアクセルペダル８３が踏み込まれると、アクセルペダルポジションセンサ８４により検出されたアクセル開度ＡｃｃとＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップ（操作量減少制約）とに基づいて制御アクセル開度Ａｃｃ＊が設定され、当該制御アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊が設定される。実施例のＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップは、図２において破線で示すような非線形マップであり、アクセル操作に対するトルク出力の応答性を低下させるべくノーマルモード制御アクセル開度設定用マップにより設定されるものよりも小さな値を制御アクセル開度Ａｃｃ＊として設定するように作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。これにより、運転者によりＥＣＯモードが選択されたときには、ノーマルモードの選択時に比べて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが低下するようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御され、それによりエンジン２２の燃料消費率やモータＭＧ２による消費電力を低下させてエネルギ効率を向上させることができる。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に運転者によりシーケンシャルシフトレンジ（Ｓレンジ）が選択された状態でハイブリッド自動車２０が走行しているときの動作について説明する。図３は、Ｓレンジが選択された状態で運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれたときに実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間ごとに（例えば、数ｍｓｅｃごとに）実行されるＳレンジ選択時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

図３のＳレンジ選択時駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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、シフトレンジセンサ８２からのシフトレンジＳＲ、車速センサ８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力されるものであり、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力されるものである。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したシフトレンジＳＲすなわち運転者により選択された仮想シフトレンジに対応した制御アクセル開度設定用マップをＲＯＭ７４から読み出す（ステップＳ１１０）。

ここで、実施例のハイブリッド自動車２０では、それぞれ仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかに対応付けされると共にアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと制御アクセル開度Ａｃｃ＊との関係を規定する複数の制御アクセル開度設定用マップが予め作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。実施例において、複数の制御アクセル開度設定用マップは、それぞれ車速Ｖが高いほど同一のアクセル開度Ａｃｃ（アクセル操作量）に対応した要求トルクＴｒ＊（要求駆動力）を大きくする傾向をもつと共に、車速Ｖが一定であるときに仮想シフトレンジがロー側に移行するほど同一のアクセル開度Ａｃｃに対応した要求トルクＴｒ＊を大きくする傾向をもつように仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６ごとに作成される。

実施例において、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応した複数の制御アクセル開度設定用マップは、上述のパワーモード制御アクセル開度設定用マップおよびＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップとに基づいて作成される。ロー側の仮想シフトレンジに対応した制御アクセル開度設定用マップは、例えば、当該仮想シフトレンジにおける実用上の最高速度についてのアクセル開度Ａｃｃと制御アクセル開度Ａｃｃ＊との相関曲線をパワーモード制御アクセル開度設定用マップにおけるアクセル開度Ａｃｃと制御アクセル開度Ａｃｃ＊との相関曲線と一致させた上で、実験・解析結果に基づいて車速Ｖが低いほどアクセル開度Ａｃｃと制御アクセル開度Ａｃｃ＊との相関曲線をノーマルモード制御アクセル開度設定用マップにおける直線（図２における一点鎖線参照）に近づくように定めることにより作成される。また、ハイ側の仮想シフトレンジに対応した制御アクセル開度設定用マップは、例えば、当該仮想シフトレンジにおける実用上の最低速度についてのアクセル開度Ａｃｃと制御アクセル開度Ａｃｃ＊との相関曲線をＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップにおけるアクセル開度Ａｃｃと制御アクセル開度Ａｃｃ＊との相関曲線と一致させた上で、実験・解析結果に基づいて車速Ｖが高いほどアクセル開度Ａｃｃと制御アクセル開度Ａｃｃ＊との相関曲線をノーマルモード制御アクセル開度設定用マップにおける直線（図２における一点鎖線参照）に近づくように定めることにより作成される。

これにより、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応した制御アクセル開度設定用マップのうち、例えば最もロー側の仮想シフトレンジＳＲ１に対応した制御アクセル開度設定用マップは、図４に示すように、車速Ｖが高いほど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に対応した制御アクセル開度Ａｃｃ＊を当該アクセル開度Ａｃｃよりも非線形に大きく設定するものとされ、実質的にアクセル開度Ａｃｃを車速Ｖが高いほど実際の値よりも大きい値に換算する傾向を有する。また、実施例において、例えば最もハイ側の仮想シフトレンジＳＲ６に対応した制御アクセル開度設定用マップは、図５に示すように、車速Ｖが低いほど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に対応した制御アクセル開度Ａｃｃ＊を当該アクセル開度Ａｃｃよりも非線形に小さく設定するものとされ、実質的にアクセル開度Ａｃｃを車速Ｖが低いほど実際の値よりも小さい値に換算する傾向を有する。更に、例えば中間段の仮想シフトレンジＳＲ４に対応した制御アクセル開度設定用マップは、図６に示すように、高車速域では車速Ｖが高いほど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に対応した制御アクセル開度Ａｃｃ＊を当該アクセル開度Ａｃｃよりも非線形に大きく設定すると共に、低車速域では車速Ｖが低いほど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に対応した制御アクセル開度Ａｃｃ＊を当該アクセル開度Ａｃｃよりも非線形に小さく設定するものとされる。

ステップＳ１１０にて、シフトレンジＳＲすなわち運転者により選択された仮想シフトレンジに対応した制御アクセル開度設定用マップを読み出したならば、当該制御アクセル開度設定用マップからステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに対応した制御アクセル開度Ａｃｃ＊を導出・設定する（ステップＳ１２０）。そして、ステップＳ１００にて入力した車速ＶとステップＳ１２０にて設定した制御アクセル開度Ａｃｃ＊とに基づいてリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、車両全体に要求される要求パワーＰ＊を設定する（ステップＳ１３０）。実施例では、制御アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が図７に例示する要求トルク設定用マップとして予め定められてＲＯＭ７４に記憶されており、このマップから制御アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに対応した要求トルクＴｒ＊が導出・設定される。これにより、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れが選択されていても車速Ｖが高いほど同一のアクセル開度Ａｃｃに対応した要求トルクＴｒ＊が大きく設定されることになり、車速Ｖが一定であればシフトレンジＳＲが仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６のうちのロー側のものであるほど同一のアクセル開度Ａｃｃに対応した要求トルクＴｒ＊が大きく設定されることになる。また、実施例において、要求パワーＰ＊は、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、図示するようにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。

次いで、エンジン２２が運転されているか否かを判定し（ステップＳ１４０）、エンジン２２が運転されている場合には、更にエンジン２２の運転を続行すべきか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１５０では、例えば、車速Ｖが所定の間欠禁止車速以上であること、要求パワーＰ＊が所定のエンジン停止閾値以上であることといった間欠禁止条件の何れか一つが成立しているとエンジン２２の運転を続行すべきと判断される。また、ステップＳ１５０にてエンジン２２の運転を続行すべきではないと判断された場合、所定のエンジン停止フラグがオンされ（ステップＳ１５５）、本ルーチンが終了する。エンジン停止フラグがオンされた場合には、ハイブリッドＥＣＵ７０により図示しないエンジン停止制御ルーチンが実行される。エンジン停止制御ルーチンは、エンジン２２に対する燃料供給を停止した状態で、例えばエンジン２２の回転数Ｎｅが所定の停止直前回転数に達するまでエンジン２２の回転を抑制するための負のトルクをモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共に、回転数Ｎｅが停止直前回転数に達したタイミングでピストンを保持するための正のトルクをモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊として設定し、更に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する処理であり、かかるエンジン停止制御ルーチンが終了するとエンジン停止フラグがオフされる。

ステップＳ１５０にてエンジン２２の運転を続行すべきと判断された場合には、要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２の仮の目標運転ポイントである仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとを設定する（ステップＳ１６０）。実施例では、エンジン２２を効率よく動作させるために予め定められた動作ラインと要求パワーＰ＊とに基づいてエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとが設定される。図８に、エンジン２２の動作ラインと回転数ＮｅとトルクＴｅとの相関曲線とを例示する。同図に示すように、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとは、上記動作ラインと要求パワーＰ＊（Ｎｅ×Ｔｅ）が一定となることを示す相関曲線との交点として求めることができる。

エンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと仮目標トルクＴｅｔｍｐとを設定したならば、ステップＳ１００にて入力した車速ＶとシフトレンジＳＲ（仮想シフトレンジ）とに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅの下限値である下限エンジン回転数Ｎｅｍｉｎを設定する（ステップＳ１７０）。実施例では、Ｓレンジが選択されているときに、車速ＶとシフトレンジＳＲ（ＳＲ１〜ＳＲ６）とに応じて下限エンジン回転数Ｎｅｍｉｎを定めることとしており、下限エンジン回転数Ｎｅｍｉｎは、同一の車速Ｖに対してシフトレンジＳＲの段数が大きくなるほど（ＳＲ１からＳＲ６に至るほど）小さな値に設定される。そして、実施例では、車速ＶとシフトレンジＳＲと下限エンジン回転数Ｎｅｍｉｎとの関係が予め定められて図９に例示するような下限エンジン回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、下限エンジン回転数Ｎｅｍｉｎとしては、与えられた車速ＶとシフトレンジＳＲとに対応したものが当該マップから導出・設定される。これにより、運転者により仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れか一つが選択されると共にアクセルペダル８３が踏み込まれているときにエンジン２２の回転数Ｎｅをある程度高く保ってエンジン２２の出力応答性を良好に確保することができる。ステップＳ１７０にて下限エンジン回転数Ｎｅｍｉｎを設定したならば、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと下限エンジン回転数Ｎｅｍｉｎとの大きい方をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定すると共に、ステップＳ１３０にて設定した要求パワーＰ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１８０）。

ステップＳ１８０の処理の後、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、目標トルクＴｅ＊や計算した目標回転数Ｎｍ１＊、現在の回転数Ｎｍ１等を用いて次式（２）に従いモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１９０）。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。図１０に動力分配統合機構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例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側のＲ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１にトルクＴｍ１を出力させたときにこのトルク出力によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２にトルクＴｍ２を出力させたときに減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（１）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、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-Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）

モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとステップＳ１９０にて設定したモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および（４）に従い計算する（ステップＳ２００）。更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算する（ステップＳ２１０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値に設定する（ステップＳ２２０）。このようしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、リングギヤ軸３２ａに出力されるトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に制限することができる。なお、式（５）は、図１０の共線図から容易に導出することができる。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，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２３０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。なお、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。また、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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに従ってエンジン２２が作動するようにスロットル開度制御や燃料噴射制御、点火時期制御等を実行する。

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）

一方、ステップＳ１４０にてエンジン２２が運転されていないと判断された場合には、更にエンジン２２の運転停止を続行すべきか否かを判定する（ステップＳ２４０）。ステップＳ２４０では、例えば、車速Ｖが所定の間欠許可車速以下であること、要求パワーＰ＊がエンジン始動閾値未満であることといったエンジン停止条件のすべてが成立しているとエンジン２２の運転停止を続行すべきと判断される。また、ステップＳ２４０にてエンジン２２の運転停止を続行すべきではないと判断された場合、所定のエンジン始動フラグがオンされ（ステップＳ２４５）、本ルーチンが終了する。エンジン始動フラグがオンされた場合には、ハイブリッドＥＣＵ７０により図示しないエンジン始動制御ルーチンが実行される。エンジン始動時駆動制御ルーチンは、モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングしながらエンジン２２を始動させると共に、エンジン２２のクランキングに伴ってリングギヤ軸３２ａに作用する駆動トルクに対する反力としてのトルクをキャンセルしつつ要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ２を駆動制御する処理であり、エンジン始動時駆動制御ルーチンが終了するとエンジン始動フラグがオフされることになる。これに対して、ステップＳ２４０にてエンジン２２の運転停止を続行すべきと判断された場合には、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊をそれぞれ値０に設定した上で（ステップＳ２５０）、上述のステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理を実行する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信した後（ステップＳ２３０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、それぞれ車速Ｖが高いほど同一のアクセル開度Ａｃｃに対応した要求トルクＴｒ＊を大きくする傾向をもつと共に、車速Ｖが一定であるときにシフトレンジＳＲ（仮想シフトレンジ）がロー側に移行するほど同一のアクセル開度Ａｃｃに対応した要求トルクＴｒ＊を大きくする傾向をもつように仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６ごとに作成された複数の制御アクセル開度設定用マップがＲＯＭ７４に記憶されている。そして、運転者により仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れか一つが選択されたときには、選択された仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかに対応した制御アクセル開度設定用マップを用いてアクセルペダルポジションセンサ８４により取得されたアクセル開度Ａｃｃに対応した制御アクセル開度Ａｃｃ＊が設定されると共に当該制御アクセル開度Ａｃｃ＊と車速センサ８７により取得された車速Ｖとに対応した要求トルクＴｒ＊が設定され（ステップＳ１１０〜Ｓ１３０）、当該要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ１４０〜Ｓ２５０）。

すなわち、上記実施例において、例えばロー側の仮想シフトレンジＳＲ１に対応した制御アクセル開度設定用マップは、アクセルペダルポジションセンサ８４により取得されたアクセル開度Ａｃｃを車速Ｖが高いほど実際の値よりも大きい値（制御アクセル開度Ａｃｃ＊）に換算することにより車速Ｖが高いほど同一のアクセル開度Ａｃｃに対応した要求トルクＴｒ＊を大きくする傾向をもつように作成されている。また、例えばハイ側の仮想シフトレンジＳＲ６に対応した制御アクセル開度設定用マップは、アクセルペダルポジションセンサ８４により取得されたアクセル開度Ａｃｃを車速Ｖが低いほど実際の値よりも小さい値（制御アクセル開度Ａｃｃ＊）に換算することにより車速Ｖが低いほど同一のアクセル開度Ａｃｃに対応した要求トルクＴｒ＊を小さくする傾向をもつように作成されている。従って、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかが選択されているときには車速Ｖが高いほど走行用トルクの出力応答性が高まり、車速Ｖが一定の状態でシフトレンジＳＲ（仮想シフトレンジ）をロー側に移行させるほど走行用トルクの出力応答性が高まることになるので、シフトレンジＳＲとして仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかを設定したり、シフトレンジＳＲ（仮想シフトレンジ）をロー側に移行させたりすることにより、走行用トルクの出力応答性を高めてハイブリッド自動車２０を良好に加速させることが可能となる。また、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかが選択されているときには車速Ｖが低いほど要求トルクＴｒ＊が低めに設定され、車速Ｖが一定の状態でシフトレンジＳＲ（仮想シフトレンジ）をハイ側に移行させるほど要求トルクＴｒ＊が低めに設定されることになるので、シフトレンジＳＲとして仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の何れかを設定したり、シフトレンジＳＲ（仮想シフトレンジ）をハイ側に移行させたりすることにより、走行用トルクの出力すなわちエンジン２２の燃料消費率やモータＭＧ２による消費電力を低下させてエネルギ効率を向上させることも可能となる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフト操作に対する走行用トルクの出力特性を向上させると共にシフト操作によりエネルギ効率を向上させることが可能となる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応した複数の制御アクセル開度設定用マップがパワーモード制御アクセル開度設定用マップ（操作量増加制約）およびＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップ（操作量減少制約）とに基づいて作成されている。すなわち、ハイブリッド自動車２０の運転モードとして、通常走行用のノーマルモードに加えて、ノーマルモードに比べて走行用トルクの出力応答性を優先するパワーモードと、ノーマルモードおよびパワーモードに比べてエネルギ効率を優先するＥＣＯモードとが用意されている場合には、パワーモード制御アクセル開度設定用マップとＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップとを利用して、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応した複数の制御アクセル開度設定用マップをより適正に作成することが可能となる。そして、このようにパワーモード制御アクセル開度設定用マップとＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップとを利用して仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６に対応した複数の制御アクセル開度設定用マップを作成しておけば、ノーマルモード用の要求トルク設定用マップすなわち単一の要求トルク設定用マップを用いて仮想シフトレンジ選択時の要求トルクＴｒ＊をより適正に設定することができる。

ただし、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６ごとに制御アクセル開度設定用マップを用意する代わりに、図１１に示すような車速Ｖと換算係数ｋ（−１≦ｋ≦１）との関係を規定する換算係数設定用マップを用意し、当該換算係数設定用マップとパワーモード制御アクセル開度設定用マップとＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップとを利用して制御アクセル開度Ａｃｃ＊を設定してもよい。この場合、換算係数設定用マップから取得された車速Ｖに対応した換算係数ｋが正の値であれば、パワーモード制御アクセル開度設定用マップからアクセルペダルポジションセンサ８４に検出されたアクセル開度Ａｃｃに対応した値を取得すると共に、取得した値と換算係数ｋとの積を当該アクセル開度Ａｃｃに加算することにより制御アクセル開度Ａｃｃ＊を設定することができる。また、換算係数設定用マップから取得された車速Ｖに対応した換算係数ｋが負の値であれば、ＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップからアクセルペダルポジションセンサ８４に検出されたアクセル開度Ａｃｃに対応した値を取得すると共に、取得した値と換算係数ｋとの積を当該アクセル開度Ａｃｃに加算することにより制御アクセル開度Ａｃｃ＊を設定することができる。

更に、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６ごとに制御アクセル開度設定用マップを用意する代わりに、パワーモード制御アクセル開度設定用マップとＥＣＯモード制御アクセル開度設定用マップと要求トルク設定用マップ（図７）とを利用して、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６ごとにアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を規定する要求トルク設定用マップを用意してもよい。図１２にロー側の仮想シフトレンジに対応した要求トルク設定マップの一例を示し、図１３にハイ側の仮想シフトレンジに対応した要求トルク設定マップの一例を示す。なお、図１２および図１３における二点鎖線は、図７の要求トルク設定用マップをそれぞれ示す。このように仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６ごとに要求トルク設定用マップを用意した場合には、例えば図３のルーチンのステップＳ１２０を省略すると共にステップＳ１１０にて入力したシフトレンジＳＲすなわち運転者により選択された仮想シフトレンジに対応した要求トルク設定用マップをＲＯＭ７４から読み出し、ステップＳ１３０にてアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応した要求トルクＴｒ＊を仮想シフトレンジに対応した要求トルク設定用マップから導出すればよい。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とが減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により減速してリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものではない。すなわち、本発明は、図１４に示す変形例に係るハイブリッド自動車１２０のように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１４における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。そして、本発明が走行用動力の出力源として電動機のみを有する電気自動車にも適用され得ることはいうまでもない。

ここで、上記実施例および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しておく。すなわち、上記実施例および変形例では、駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに連結されたリングギヤ軸３２ａに動力を出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ２と電力やり取り可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、運転者によるアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４が「アクセル操作量取得手段」に相当し、車速Ｖを検出する車速センサ８７が「車速取得手段」に相当し、通常走行用のＤレンジおよび複数の仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６の中から運転者に任意のシフトレンジＳＲの選択を許容するシフトレバー８１が「シフトレンジ選択手段」に相当し、仮想シフトレンジＳＲ１〜ＳＲ６ごとに作成された複数の制御アクセル開度設定用マップを記憶するＲＯＭ７４が「制約記憶手段」に相当し、図３のステップＳ１１０〜Ｓ１３０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、図３のステップＳ１４０〜Ｓ２５０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせが「制御手段」に相当する。また、パワースイッチ８８およびＥＣＯスイッチ８９が「運転モード選択手段」に相当し、ハイブリッドＥＣＵ７０が「制御アクセル操作量設定手段」に相当し、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「第２の電動機」に相当し、動力分配統合機構３０が「動力分配手段」に相当する。

ただし、「電動機」や「第２の電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、キャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「アクセル操作量取得手段」は、運転者によるアクセル操作量を取得可能なものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「車速取得手段」は、車速を取得可能なものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「シフトレンジ選択手段」は、通常走行レンジおよび複数の仮想シフトレンジの中から運転者に任意のシフトレンジの選択を許容するものであれば、ボタン操作によりシフトレンジの選択を可能とするもののようなシフトレバー８１以外の如何なる形式のものであっても構わない。「制約記憶手段」は、それぞれ車速が高いほど同一のアクセル操作量に対応した要求駆動力を大きくする傾向をもつと共に、車速が一定であるときに仮想シフトレンジがロー側に移行するほど同一のアクセル操作量に対応した要求駆動力を大きくする傾向をもつように仮想シフトレンジごとに作成された複数の制約を記憶するものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「要求駆動力設定手段」は、運転者により仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、選択された仮想シフトレンジに対応した制約を用いてアクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量と車速取得手段により取得された車速とに対応した要求駆動力を設定するものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるように電動機等を制御するものであれば、単一の電子制御ユニットといったようなハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「運転モード選択手段」は、通常走行用の第１の運転モード、走行用駆動力の出力応答性を優先する第２の運転モード、およびエネルギ効率を優先する第３の運転モードの中から運転者に任意の運転モードの選択を許容するものであれば、単一のスイッチといったようなパワースイッチ８８およびＥＣＯスイッチ８９との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「動力分配手段」は、内燃機関の機関軸と第１電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力するものであれば、動力分配統合機構３０以外のダブルピニオン式遊星歯車機構やデファレンシャルギヤといった他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例および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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。

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、３５ 減速ギヤ、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ 車輪、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、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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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 シフトレンジセンサ、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 ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、８８ パワースイッチ、８９ ＥＣＯスイッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

1. 駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
   前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
   運転者によるアクセル操作量を取得するアクセル操作量取得手段と、
   車速を取得する車速取得手段と、
   通常走行レンジおよび複数の仮想シフトレンジの中から運転者に任意のシフトレンジの選択を許容するシフトレンジ選択手段と、
   それぞれ前記車速が高いほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記駆動軸に出力すべき駆動力である要求駆動力を大きくする傾向をもつと共に、前記車速が一定であるときに前記仮想シフトレンジがロー側に移行するほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記要求駆動力を大きくする傾向をもつように前記仮想シフトレンジごとに作成された複数の制約を記憶する制約記憶手段と、
   運転者により前記仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、選択された仮想シフトレンジに対応した前記制約を用いて前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量と前記車速取得手段により取得された車速とに対応した前記要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   前記要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記電動機を制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 請求項１に記載の車両において、
   前記複数の制約のうち、ロー側の少なくとも一つの仮想シフトレンジに対応した制約は、前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量を前記車速が高いほど実際の値よりも大きい値に換算することにより該車速が高いほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記要求駆動力を大きくする傾向をもつように作成されており、前記複数の制約のうち、ハイ側の少なくとも一つの仮想シフトレンジに対応した制約は、前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量を前記車速が低いほど実際の値よりも小さい値に換算することにより該車速が低いほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記要求駆動力を小さくする傾向をもつように作成されている車両。
3. 請求項１または２に記載の車両において、
   通常走行用の第１の運転モード、該第１の運転モードに比べて走行用駆動力の出力応答性を優先する第２の運転モード、および前記第１および第２の運転モードに比べてエネルギ効率を優先する第３の運転モードの中から運転者に任意の運転モードの選択を許容する運転モード選択手段と、
   運転者により前記通常走行レンジが選択されると共に前記第１の運転モードが選択されているときには、前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量を制御アクセル操作量に設定し、運転者により前記通常走行レンジが選択されると共に前記第２の運転モードが選択されているときには、所定の操作量増加制約に従って前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量に対応した制御アクセル操作量を該アクセル操作量よりも大きくなる傾向に設定し、運転者により前記通常走行レンジが選択されると共に前記第３の運転モードが選択されているときには、所定の操作量減少制約に従って前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量に対応した制御アクセル操作量を該アクセル操作量よりも小さくなる傾向に設定する制御アクセル操作量設定手段とを更に備え、
   前記複数の制約は、前記操作量増加制約と前記操作量減少制約とに基づいて作成されており、前記要求駆動力設定手段は、運転者により前記通常走行レンジが選択されているときに、前記制御アクセル操作量と前記車速と前記要求駆動力との関係を規定する通常走行用要求駆動力設定制約と前記制御アクセル操作量設定手段により設定された制御アクセル操作量と前記車速取得手段により取得された車速とを用いて前記要求駆動力を設定する車両。
4. 請求項３に記載の車両において、
   前記複数の制約は、前記操作量増加制約と前記操作量減少制約とに基づいて前記仮想シフトレンジごとに前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量と前記制御アクセル操作量との関係を規定するように作成された複数の制御アクセル操作量設定制約であり、
   前記制御アクセル操作量設定手段は、運転者により前記仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、選択された仮想シフトレンジに対応した制御アクセル操作量設定制約と前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量とを用いて前記制御アクセル操作量を設定し、
   前記要求駆動力設定手段は、運転者により前記仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、前記通常走行用要求駆動力設定制約と前記制御アクセル操作量設定手段により設定された制御アクセル操作量と前記車速取得手段により取得された車速とを用いて前記要求駆動力を設定する車両。
5. 請求項３に記載の車両において、
   前記複数の制約は、前記操作量増加制約と前記操作量減少制約と前記通常走行用要求駆動力設定制約とに基づいて前記仮想シフトレンジごとに前記アクセル操作量と前記車速と前記要求駆動力との関係を規定するように作成された複数の要求駆動力設定制約であり、
   前記要求駆動力設定手段は、運転者により前記仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、選択された仮想シフトレンジに対応した要求駆動力設定制約と前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量と前記車速取得手段により取得された車速とを用いて前記要求駆動力を設定する車両。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載の車両において、
   内燃機関と、
   動力を入出力可能な第２の電動機と、
   前記内燃機関の出力軸と前記第２の電動機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段とを更に備え、
   前記制御手段は、前記要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記電動機と前記第２の電動機とを制御する車両。
7. 駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、運転者によるアクセル操作量を取得するアクセル操作量取得手段と、車速を取得する車速取得手段と、通常走行レンジおよび複数の仮想シフトレンジの中から運転者に任意のシフトレンジの選択を許容するシフトレンジ選択手段とを備えた車両の制御方法であって、
   （ａ）運転者により前記仮想シフトレンジの何れか一つが選択されたときに、それぞれ前記車速が高いほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記駆動軸に出力すべき駆動力である要求駆動力を大きくする傾向をもつと共に前記車速が一定であるときに前記仮想シフトレンジがロー側に移行するほど同一の前記アクセル操作量に対応した前記要求駆動力を大きくする傾向をもつように前記仮想シフトレンジごとに作成された複数の制約から運転者により選択された仮想シフトレンジに対応したものを抽出し、抽出した制約を用いて前記アクセル操作量取得手段により取得されたアクセル操作量と前記車速取得手段により取得された車速とに対応した前記要求駆動力を設定するステップと、
   （ｂ）ステップ（ａ）にて設定された要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記電動機を制御するステップと、
   を含む車両の制御方法。