動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
【課題】 バッテリの過大な電力による充放電を抑制する。
【解決手段】 変速状態のときやスリップ状態のときには（Ｓ１３０，Ｓ１４０）、バッテリに入出力される入出力電力ＰｂａｔからモータＭＧ１，ＭＧ２に入出力される想定電力Ｐｍ１＊，Ｐｍ２＊を減じて計算した電力偏差Ｐｂｄに対して通常時の値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いてなまし処理を施し（Ｓ２６０，Ｓ１７０）、これとバッテリの入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとに基づいて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを設定する（Ｓ１８０）。これにより、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを通常時に比して迅速に変化させることができるから、バッテリの過大な電力による充放電を抑制することができる。
【解決手段】 変速状態のときやスリップ状態のときには（Ｓ１３０，Ｓ１４０）、バッテリに入出力される入出力電力ＰｂａｔからモータＭＧ１，ＭＧ２に入出力される想定電力Ｐｍ１＊，Ｐｍ２＊を減じて計算した電力偏差Ｐｂｄに対して通常時の値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いてなまし処理を施し（Ｓ２６０，Ｓ１７０）、これとバッテリの入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとに基づいて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを設定する（Ｓ１８０）。これにより、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを通常時に比して迅速に変化させることができるから、バッテリの過大な電力による充放電を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、遊星歯車機構の３つの回転要素にエンジンのクランクシャフトと発電機と車軸に連結した駆動軸とを接続すると共に駆動軸に変速機を介して電動機を接続し、発電機および電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置を備える自動車に搭載されたものが提案されている（特許文献１参照）。この装置では、変速機の変速段を車速に応じて切り替えることにより電動機からの動力を車速に応じた動力に変換して駆動軸に出力している。
【特許文献１】特開２００２−２２５５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、こうした動力出力装置では、蓄電装置を保護しつつ電動機をより適正に制御することが課題の一つとされている。特に、こうした動力出力装置を自動車に搭載する場合、バッテリの小型化が図られることから、この課題はより重要なものとなる。上述の動力出力装置では、変速機の変速段を切り替えるときなど電動機の駆動状態が大きく変化するときには、電動機の制御に必要な時間の経過により、電動機により入出力される計算上の電力と実際の電力とに偏差が生じ、その程度によっては蓄電装置を過大な電力で充放電する場合が生じる。また、電動機の駆動状態が大きく変化するときには、蓄電装置が過充電または過放電してしまう場合が生じる。ところで、こうした動力出力装置では、電動機から出力される動力の振動を抑制することも望まれている。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、電動機の駆動状態に応じて電動機を駆動制御することを目的の一つとする。本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、蓄電装置の過大な電力による充放電を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、要求動力に基づく動力を出力することを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、蓄電装置の過充電および過放電を抑制することを目的の一つとする。本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、電動機から出力される動力の振動を抑制することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の第１の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の動力出力装置では、電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには電動機の通常の駆動制御により駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには通常の駆動制御とは異なる電動機の非通常の駆動制御により要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、電動機の駆動状態に応じて電動機を駆動制御することができる。もとより、要求動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し前記非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段を備え、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第１の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第２の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、非通常駆動状態のときには、通常駆動状態のときの変化程度より大きな変化程度をもって入出力許容範囲を設定するから、入出力許容範囲を迅速に変化させるとができる。この結果、蓄電手段に過大な電力による充放電が行なわれるのを抑制することができる。
【０００９】
この電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲を設定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記蓄電手段に入出力されている入出力電力を検出する電力検出手段を備え、前記制御手段は、前記設定された要求動力に基づいて前記内燃機関の運転ポイントを設定すると共に前記設定された要求動力と前記設定された内燃機関の運転ポイントと前記入出力許容範囲とに基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動指令を設定し前記設定した運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した駆動指令に基づいて前記電力動力入出力手段と前記電動機とが駆動するよう制御する手段であり、前記入出力許容範囲設定手段は、前記蓄電手段の入出力制限と前記検出された入出力電力と前記設定された駆動指令から想定される前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される想定電力とに基づいて前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に入出力許容範囲を設定することができる。この結果、蓄電手段の過大な電力による充放電をより抑制することができる。この態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記入出力許容範囲設定手段は、前記検出された入出力電力と前記想定される想定電力との偏差に対して前記第１の変化程度または前記第２の変化程度をもって変化処理を施して得られる電力を前記蓄電手段の入出力制限から減じることにより前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲を設定する態様の本発明の第１の動力
出力装置において、前記入出力許容範囲設定手段は、前記通常駆動状態のときには第１の時定数のなまし処理を用いて前記入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記第１の時定数より小さな第２の時定数のなまし処理を用いて前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲を設定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記入出力許容範囲設定手段は、前記非通常駆動状態のときには前記電動機の駆動変化量に基づいて前記第２の変化程度を設定し、該設定された第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に入出力許容範囲を設定することができ、蓄電手段の過大な電力による充放電をより効果的に抑制することができる。
【００１２】
或いは、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲を設定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段を備え、前記入出力許容範囲設定手段は、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときに前記非通常駆動状態として前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、変速段変更状態のときの蓄電手段の過大な電力による充放電を抑制することができる。この態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記入出力許容範囲設定手段は、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態と該変速段の変更が終了してから所定時間経過するまでの状態とを前記変速段変更状態として前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の第１の動力出力装置において、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段と、前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段に許容される上下限の電圧として第１の目標上下限電圧を設定し前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第１の目標上下限電圧とは異なる第２の目標上下限電圧を設定する目標上下限電圧設定手段と、を備え、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第１の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第２の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて蓄電手段の過充電および過放電を抑制することができる。
【００１４】
この電動機の駆動状態に応じて目標上下限電圧を設定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記目標上下限電圧設定手段は前記通常駆動状態のときには第１の電圧を目標上限電圧として設定し前記電動機の回転数を小さくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第１の電圧より低い第２の電圧を目標上限電圧として設定する手段であり、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第１の電圧が設定された目標上限電圧より高いときには該蓄電手段の電圧が該目標上限電圧以下となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第２の電圧が設定された目標上限電圧より高いときには該蓄電手段の電圧が該目標上限電圧以下となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて蓄電手段の過充電を抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された目標上限電圧より高いときには、該蓄電手段の電圧
と該目標上限電圧との偏差に基づいて該偏差が打ち消される方向に制御する手段であるものとすることもできる。
【００１５】
また、電動機の駆動状態に応じて目標上下限電圧を設定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記目標上下限電圧設定手段は前記通常駆動状態のときには第３の電圧を目標下限電圧として設定し前記電動機の回転数を大きくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第３の電圧より高い第４の電圧を目標下限電圧として設定する手段であり、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第３の電圧が設定された目標下限電圧より低いときには該蓄電手段の電圧が該目標下限電圧以上となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第４の電圧が設定された目標下限電圧より低いときには該蓄電手段の電圧が該目標下限電圧以上となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて蓄電手段の過放電を抑制することができる。
【００１６】
本発明の第１の動力出力装置において、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときに前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定する現在回転数推定手段と、前記通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段と、を備え、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲をより適正に設定することができる。
【００１７】
この非通常駆動状態のときに現在の電動機の回転数を推定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記入出力許容範囲設定手段は、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定し、該設定した制御用回転数に基づいて前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、現在回転数の振動を抑制することができる。この結果、入出力許容範囲の振動を抑制することができるから、電動機から出力される動力の振動を抑制することができる。この場合、前記入出力許容範囲設定手段は、前記電動機の回転数を小さくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには、前記現在回転数が小さくなるときには該現在回転数を制御用回転数に設定し、前記現在回転数が小さくならないときには該現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定する手段であるものとすることもできるし、前記電動機の回転数を大きくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには、前記現在回転数が大きくなるときには該現在回転数を制御用回転数に設定し、前記現在回転数が大きくならないときには該現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１８】
本発明の第１の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出
力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるもとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１９】
本発明の第２の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
前記前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御し、前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００２０】
本発明の第２の動力出力装置では、電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには電動機の通常の駆動制御により駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電動機を制御し、電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには通常の駆動制御とは異なる電動機の非通常の駆動制御により要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電動機を制御する。これにより、電動機の駆動状態に応じて電動機を駆動制御することができる。もとより、要求動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる。
【００２１】
こうした本発明の第２の動力出力装置において、前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し前記非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段を備え、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第１の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第２の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、非通常駆動状態のときには、通常駆動状態のときの第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって入出力許容範囲を設定するから、入出力許容範囲を迅速に変化させることができる。この結果、蓄電手段に過大な電力による充放電が行なわれるのを抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の第２の動力出力装置において、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときに前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定する現在回転数推定手段と、前記通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段と、を備え、前記制御手段は前記通常の駆動制御と
して前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲をより適正に設定することができる。
【００２３】
本発明の第１の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置、即ち、基本的には、 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える本発明の第１の動力出力装置や、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、前記前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御し前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する制御手段と、を備える本発明の第２の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００２４】
この本発明の第１の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置を搭載するから、本発明の第１または第２の動力出力装置が奏する効果、例えば、電動機の駆動状態に応じて電動機を駆動制御することができる効果や要求動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる効果などと同様な効果を奏することができる。
【００２５】
本発明の第２の自動車は、上述の電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲を設定する態様の動力出力装置と、駆動軸に接続された車軸に連結された駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、を備え、前記入出力許容範囲設定手段は前記スリップ検出手段によりスリップが検出された状態を含むスリップ検出状態のときに前記非通常駆動状態として前記入出力許容範囲を設定する手段であることを要旨とする。この本発明の第２の自動車では、スリップが検出されたときの蓄電手段の過大な電力による充放電を抑制することができる。
【００２６】
本発明の第１の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記電動機の駆動変化量が前
記所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定し、
（ｂ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｃ）該設定した要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定した入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００２７】
この本発明の第１の動力出力装置の制御方法によれば、電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって電力動力入出力手段および電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって入出力許容範囲を設定し、駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されると共に設定した入出力許容範囲内で電力動力入出力手段および電動機が駆動されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、非通常駆動状態のときには、通常駆動状態のときの変化程度より大きな変化程度をもって入出力許容範囲を設定するから、入出力許容範囲を迅速に変化させることができる。この結果、蓄電手段に過大な電力による充放電が行なわれるのを抑制することができる。もとより、要求動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる。
【００２８】
こうした本発明の第１の動力出力装置の制御方法において、前記蓄電手段に入出力されている入出力電力を検出するステップを備え、前記ステップ（ｃ）は、前記設定した要求動力に基づいて前記内燃機関の運転ポイントを設定すると共に前記設定した要求動力と前記設定した内燃機関の運転ポイントと前記入出力許容範囲とに基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動指令を設定し、前記設定した運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した駆動指令に基づいて前記電力動力入出力手段と前記電動機とが駆動するよう制御するステップであり、前記ステップ（ａ）は、前記蓄電手段の入出力制限と前記検出した入出力電力と前記設定した駆動指令から想定される前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される想定電力とに基づいて前記入出力許容範囲を設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、より適正に入出力許容範囲を設定することができる。この結果、蓄電手段の過大な電力による充放電をより抑制することができる。
【００２９】
本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記蓄電手段の電圧を検出し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには前記蓄電手段に許容される上下限の電圧として第１の目標上下限電圧を設定し、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには前記第１の目標上下限電圧とは異なる第２の目標上下限電圧を設定し、
（ｄ）前記通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第１の目標上下限電圧
の範囲内となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記非通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第１の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００３０】
この本発明の第２の動力出力装置の制御方法によれば、変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには蓄電手段に許容される上下限の電圧として第１の目標上下限電圧を設定し、駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されると共に蓄電手段の電圧が第１の目標上下限電圧の範囲内となるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。一方、変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには第１の目標上下限電圧とは異なる第２の目標上下限電圧を設定し、要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されると共に蓄電手段の電圧が第２の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて蓄電手段の過充電および過放電を抑制することができる。
【００３１】
本発明の第３の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記電動機の回転数である電動機回転数を検出し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには、前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定し、
（ｄ）前記変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、
（ｅ）前記通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記非通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００３２】
この本発明の第３の動力出力装置の制御方法によれば、変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには、検出した電動機の回転数である電動機回転数に基づいて電力動力入出力手段および電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、設定した入出力許容範囲内で電力動力入出力手段および電動機が駆動されると共に駆動軸に要求される要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。一方、変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには、検出した電動機の回転数である電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転
数である現在回転数を推定し、推定した現在回転数に基づいて電力動力入出力手段および電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、設定した入出力許容範囲内で電力動力入出力手段および電動機が駆動されると共に駆動軸に要求される要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲をより適正に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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。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、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置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。
【００３５】
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。
【００３６】
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にはリングギヤ軸３２ａを介して変速機６０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からギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００３７】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することが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の一方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とモータＭＧ２と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、共に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。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などが入力されており、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が出力されている。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によりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを計算している。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。
【００３８】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達できるよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。ブレーキＢ１，Ｂ２のオンオフは、実施例では、図示しない油圧式のアクチュエータの駆動によりブレーキＢ１，Ｂ２に対して作用させる油圧を調節することにより行なわれている。
【００３９】
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電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃ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）も計算している。
【００４０】
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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力されている。なお、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。
【００４１】
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としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求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。
【００４２】
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の動作について説明する。図３は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆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、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００４３】
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、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０に入出力される入出力電力Ｐｂａｔ，変速状態判定フラグＦ１，スリップ状態判定フラグＦ２などのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、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の回転子の回転位置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。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１ｃにより検出されるバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定され
たものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。バッテリ５０に入出力される入出力電力Ｐｂａｔは、電圧センサ５１ａにより検出されるバッテリ５０の端子間電圧Ｖｂに電流センサ５１ｂにより検出されるバッテリ５０への充放電電流Ｉｂを乗じたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。変速状態判定フラグＦ１は、図示しない切替処理ルーチンにより、変速機６０の変速段の切替処理が開始されたときに値１が設定され、切替処理が完了したときに値０が設定されてＲＡＭ７６の所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。スリップ状態判定フラグＦ２は、図示しないスリップ判定ルーチンにより、駆動輪３９ａ，３９ｂに接続されたモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいて計算された角加速度αがスリップ判定閾値αｒｅｆ以上となりスリップが発生したときに値１が設定され、角加速度αがスリップ判定閾値αｒｅｆ未満となりスリップが収束したときに値０が設定されてＲＡＭ７６の所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。
【００４４】
こうしてデータを入力すると、前回このルーチンが実行されたときに設定されたモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令（前回Ｔｍ１＊，前回Ｔｍ２＊）に今回ステップＳ１００で入力したモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を乗じることによりモータＭＧ１，ＭＧ２に入出力される想定電力Ｐｍ１＊，Ｐｍ２＊を計算すると共に（ステップＳ１１０）、バッテリ５０に入出力される入出力電力Ｐｂａｔから想定電力Ｐｍ１＊と想定電力Ｐｍ２＊とを減じて電力偏差Ｐｂｄを計算する（ステップＳ１２０）。ここで、電力偏差Ｐｂｄは、回転位置検出センサ４３，４４などのセンシング遅れやハイブリッド用電子制御ユニット７０やモータＥＣＵ４０による演算遅れ，ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０との間の通信遅れなどによって生じるモータＭＧ１，ＭＧ２から実際に入出力される電力Ｐｍ１，Ｐｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊から計算される想定電力Ｐｍ１＊，Ｐｍ２＊との偏差が反映されるものとなる。したがって、電力偏差Ｐｄｂは、モータＭＧ１やモータＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の変化が大きいときには大きく変化し、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の変化が小さいときには小さく変化する。
【００４５】
続いて、変速状態判定フラグＦ１とスリップ状態判定フラグＦ２との値を調べ（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、これらのフラグＦ１，Ｆ２が共に値０であるときには、これらのフラグＦ１，Ｆ２に共に値０が設定されてから所定時間が経過しているか否かを調べる（ステップＳ１５０）。ここで、所定時間は、切替処理ルーチンにより切替処理が完了したと判定されてからモータＭＧ２の駆動状態が安定するまでに要する時間やスリップ判定ルーチンによりスリップが収束したと判定されてからモータＭＧ２の駆動状態が安定するまでに要する時間などにより定めることができる。なお、実施例では、これらのフラグＦ１，Ｆ２に値０が設定されてからの所定時間として同一の時間を用いるものとしたが、それぞれ定めた異なる時間を用いるものとしてもよい。
【００４６】
変速状態判定フラグＦ１とスリップ状態判定フラグＦ２とが共に値０であり、これらのフラグＦ１，Ｆ２に共に値０が設定されてから所定時間が経過しているとき、即ち変速状態でもスリップ状態でもない通常時には、モータＭＧ２が通常に駆動されていると判断し、通常時の値Ｔ１をなまし処理の時定数Ｔｃに設定し（ステップＳ１６０）、設定した電力偏差Ｐｂｄに対して時定数Ｔｃを用いてなまし処理を施すことにより電力偏差Ｐｂｄｓｍｏを計算すると共に（ステップＳ１７０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔから電力偏差Ｐｂｄｓｍｏを減じることにより入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算する（ステップＳ１８０）。
【００４７】
続いて、ステップＳ１００で入力したアクセル開度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＊とエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１９０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求
トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。エンジン要求パワーＰｅ＊は、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和により設定するものとした。ここで、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることにより求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を現在の変速機６０の減速比Ｇｒで除することにより求めたりすることができる。
【００４８】
エンジン要求パワーＰｅ＊を設定すると、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２のエンジン回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２００）。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５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、エンジン２２の動作ラインとエンジン要求パワー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。
【００４９】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、設定した目標回転数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とに基づいて次式（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のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２１０）。動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２の回転数を示す。前述したように、サンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数でありキャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅであるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）と目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（１）により計算することができる。したがって、計算した目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することにより、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。また、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、実施例では、目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とを用いてフィードバック制御における関係式（２）により設定するものとした。ここで、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインを示し、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインを示す。
【００５０】
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/（Gr・ρ） …（１）
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt …（２）
【００５１】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すると、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除することによりモータ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）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、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とを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクｔｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ２３０）、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２４０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図６の共線図から容易に導き出すことがで
きる。
【００５２】
Tmin＝(Winf−Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax＝(Woutf−Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr …（５）
【００５３】
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のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信する共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２５０）、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＊，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トルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００５４】
一方、ステップＳ１３０〜Ｓ１５０で変速状態判定フラグＦ１やスリップ状態判定フラグＦ２の一方が値１のときやこれらのフラグＦ１，Ｆ２に値０が設定されてから所定時間が経過していないとき、即ち変速状態やスリップ状態の非通常時には、モータＭＧ２が通常の駆動とは異なる状態として駆動されると判断し、通常時の値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃに設定する（ステップＳ２６０）。そして、この設定した時定数Ｔｃを用いて設定した電力偏差Ｐｂｄになまし処理を施して電力偏差Ｐｂｄｓｍｏを計算すると共に（ステップＳ１７０）、計算した電力偏差Ｐｂｄｓｍｏをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔから減じて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１９０以降の処理を実行する。このように、通常時の値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃに設定して電力偏差Ｐｂｄのなまし処理に用いることにより、電力偏差Ｐｂｄの変化に対して電力偏差Ｐｂｄｓｍｏの変化を迅速なものとし、これにより、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，ＷｏｕｔｆをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化に迅速に対応させることができる。この結果、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の急変によって生じ得るバッテリ５０の過大な電力による充放電を抑制することができる。
【００５５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、変速状態やスリップ状態のときのようにモータＭＧ２の駆動状態が急変するときには、バッテリ５０に入出力される入出力電力ＰｂａｔからモータＭＧ１，ＭＧ２に入出力される想定電力Ｐｍ１＊，Ｐｍ２＊を減じて計算した電力偏差Ｐｂｄに対して通常時の値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いてなまし処理を施し、これを用いて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するから、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを迅速に変化させることができる。これにより、バッテリ５０の過大な電力による充放電を抑制することができる。もとより、要求動力に基づく動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、変速状態のときやスリップ状態のときに通常時の値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いて電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施すものとしたが、これ以外のときであってもモータＭＧ２の駆動状態が比較的大きく変化するとき、例えば、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んだ状態からアクセルペダル８３を離してブレーキペダル８５を大きく踏み込んだときのように駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊が大きく変化することによりエンジン２２の運転ポイントおよびモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊が大きく変化するときには、値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いて電力
偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施すものとしてもよい。
【００５７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施して計算した電力偏差Ｐｂｄｓｍｏをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから減じることにより入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するものとしたが、電力偏差Ｐｂｄを入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから減じたものに対してなまし処理を施すことにより入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するものとしてもよい。
【００５８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、通常時には値Ｔ１をなまし処理の時定数Ｔｃとして電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施したものを用いて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算し、変速状態のときやスリップ状態のときには値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施したものを用いて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するものとしたが、変速状態のときやスリップ状態のときに通常時より大きな変化程度をもって入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するものであれば、電力偏差Ｐｂｄに対してこれ以外の処理、例えばレート処理を施したものを用いて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するものとしてもよい。
【００５９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、変速状態のときやスリップ状態のときには値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いて電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施すものとしたが、この値Ｔ２は定数に限られず、モータＭＧ２の駆動状態の変化の程度が大きいほど小さくなる傾向の値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いて電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施すものとしてもよい。
【実施例２】
【００６０】
次に、本発明の第２実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハード構成は、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一である。したがって、重複した説明を回避するため、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハード構成については、第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０では、図３の駆動制御ルーチンに代えて図７の駆動制御ルーチンを実行する。なお、この駆動制御ルーチンも所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００６１】
駆動制御ルーチンが実行されると、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０が充放電すべき要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂ，変速状態判定フラグＦ１などのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂは、電圧センサ５１ａにより検出されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００６２】
続いて、変速状態判定フラグＦ１の値を調べ（ステップＳ３１０）、変速状態判定フラグＦ１が値０であるとき、即ち変速状態でないときには、電圧Ｖｂ１を目標上電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に電圧Ｖｂ１より低い電圧Ｖｂ３を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定する（ステップＳ３３０）。ここで、目標上下限電圧Ｖｂｍａｘ，Ｖｂｍｉｎは、バッテリ５０に過充電や過放電のおそれがあるか否かを判定するためのものであり、電圧Ｖｂ１，Ｖｂ３はバッテリ５０の特性などにより定められる。
【００６３】
次に、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂを調べる（ステップＳ３６０）。端子間電圧Ｖｂ
が目標下限電圧Ｖｂｍｉｎより低いときには、バッテリ５０に過充電のおそれはないものの過放電のおそれがあると判断し、入力制限補正値ΔＷｉｎに値０を設定すると共に端子間電圧Ｖｂと目標下限電圧Ｖｂｍｉｎとに基づいて次式（６）により出力制限補正値ΔＷｏｕｔを設定し（ステップＳ３７０）、端子間電圧Ｖｂが目標下限電圧Ｖｂｍｉｎ以上であり目標上限電圧Ｖｂｍａｘ以下であるときには、バッテリ５０に過充電および過放電のおそれはないと判断し、入出力制限補正値ΔＷｉｎ，ΔＷｏｕｔに共に値０を設定し（ステップＳ３８０）、端子間電圧Ｖｂが目標下限電圧Ｖｂｍａｘより高いときには、バッテリ５０に過充電のおそれがあると判断し、端子間電圧Ｖｂと目標上限電圧Ｖｂｍａｘとに基づいて式（７）により入力制限補正値ΔＷｉｎを設定すると共に出力制限補正値ΔＷｏｕｔに値０を設定する（ステップＳ３９０）。ここで、式（６）は端子間電圧Ｖｂと目標下限電圧Ｖｂｍｉｎとの偏差を打ち消すためのフィードバック制御の式であり、式（７）は端子間電圧Ｖｂと目標上限電圧Ｖｂｍａｘとの偏差を打ち消すためのフィードバック制御の式である。式（６）中、右辺第１項の「ｋ３」は比例項のゲインを示し、右辺第２項の「ｋ４」は積分項のゲインを示す。また、式（７）中、右辺第１項の「ｋ５」は比例項のゲインを示し、右辺第２項の「ｋ６」は積分項のゲインを示す。そして、設定した出力制限補正値ΔＷｉｎ，ΔＷｏｕｔを入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから減じることにより入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを設定し（ステップＳ４００）、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ２００〜Ｓ２５０の処理と同一の処理を実行し（ステップＳ４１０〜Ｓ４７０）、駆動制御ルーチンを終了する。いま、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂが目標下限電圧Ｖｂｍｉｎより低いときを考える。このとき、出力制限補正値ΔＷｉｎには正の値が設定されるから、出力許容制限Ｗｏｕｔｆは、端子間電圧Ｖｂが目標下限電圧Ｖｂｍｉｎ以上のときに比して小さくなる。これにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の上限がより制限される方向になるから、モータＭＧ２の電力消費の上限が制限され、余剰電力をバッテリ５０に供給することができる。この結果、バッテリ５０の過放電を抑制することができる。そして、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂが目標下限電圧Ｖｂｍｉｎ以上になると、ステップＳ３８０で出力制限補正値ΔＷｏｕｔには値０を設定し、式（６）中第２項の積分項の値をリセットする。次に、端子間電圧Ｖｂが目標上限電圧Ｖｂｍａｘより高いときを考える。このときには、入力制限補正値ΔＷｉｎに負の値が設定されるから、入力許容Ｗｉｎｆは、端子間電圧Ｖｂが目標上限電圧Ｖｂｍａｘ以下のときに比して大きくなる。これにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の下限がより制限される方向になるから、モータＭＧ２の電力消費の下限が制限され、バッテリ５０への電力供給を抑制することができる。この結果、バッテリ５０の過充電を抑制することができる。そして、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂが目標上限電圧Ｖｂｍａｘ以下になると、ステップＳ３８０で入力制限補正値ΔＷｉｎには値０を設定し、式（７）中第２項の積分項の値をリセットする。
【００６４】
ΔWout＝k3(Vbmin−Vb)＋k4∫(Vbmin−Vb)dt …（６）
ΔWin＝k5(Vbmax−Vb)＋k6∫(Vbmax−Vb)dt …（７）
【００６５】
ステップＳ３１０で変速状態判定フラグＦ１が値１であるとき、即ち、変速状態のときには、その変速が変速機６０のギヤの状態をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えるアップシフト変速であるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。ここで、アップシフト変速であるか否かは、例えば、変速機６０の変速段の切替処理が開始される直前の変速機６０のギヤ比Ｇｒに基づいて判定することができる。アップシフト変速であると判定されたときには、電圧Ｖｂ１より低い電圧Ｖｂ２を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に電圧Ｖｂ３を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定し（ステップＳ３４０）、前述したステップＳ３６０以降の処理を実行する。いま、モータＭＧ２からのパワーを保持しながらアップシフト変速を行なう場合を考える。この場合、回転位置検出センサ４３，４４などのセンシング遅れやハイブリッド用電子制御ユニット７０やモータＥＣＵ４０による演算遅れ，ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０との間の通信遅れなどによ
ってモータＭＧ２の実際の消費電力は落ち込む。したがって、変速状態でないときと同様に電圧Ｖｂ１を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると、モータＭＧ２の消費電力の落ち込み分がバッテリ５０に供給され、バッテリ５０が過充電になるおそれがある。一方、電圧Ｖｂ１より低い電圧Ｖｂ２を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すれば、モータＭＧ２の電力消費の下限が制限されやすくなるから、バッテリ５０への電力供給を抑制することができ、バッテリ５０への過充電を抑制することができる。電圧Ｖｂ２は、アップシフト変速を行なう際のバッテリ５０への過充電が抑制されるような電圧が設定され、バッテリ５０の特性などにより定めることができる。
【００６６】
ステップＳ３２０でアップシフト変速でない、即ち変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えるダウンシフト変速であると判定されたときには、電圧Ｖｂ１を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に電圧Ｖｂ３より高い電圧Ｖｂ４を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定し（ステップＳ３５０）、前述したステップＳ３６０以降の処理を実行する。いま、モータＭＧ２からのパワーを保持しながらダウンシフト変速を行なう場合を考える。この場合、前述したセンシング遅れや演算遅れ，通信遅れなどによってモータＭＧ２の実際の消費電力は大きくなる。したがって、変速状態でないときと同様に電圧Ｖｂ３を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定すると、モータＭＧ２の消費電力の増加によってバッテリ５０が過放電になるおそれがある。一方、電圧Ｖｂ３より高い電圧Ｖｂ４を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定すれば、ダウンシフト変速を行なう際のモータＭＧ２の電力消費をより制限することができるから、バッテリ５０への電力供給をより行なうことができ、バッテリ５０の過放電を抑制することができる。電圧Ｖｂ４は、ダウンシフト変速を行なう際にバッテリ５０の過充電が抑制されるような電圧が設定され、バッテリ５０の特性などにより定めることができる。
【００６７】
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、アップシフト変速を行なうときには、変速状態でないときに比して低い電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に変速状態でないときと同様の電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定し、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂが設定した目標上下限電圧Ｖｂｍａｘ，Ｖｂｍｉｎの制限範囲内となるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、バッテリ５０の過充電を抑制することができる。また、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、ダウンシフト変速を行なうときには、変速状態でないときに比して高い電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定すると共に変速状態でないときと同様の電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定し、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂが設定した目標上下限電圧Ｖｂｍａｘ，Ｖｂｍｉｎの制限範囲内となるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、バッテリ５０の過放電を抑制することができる。
【００６８】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、アップシフト変速を行なうときには変速状態でないときに比して低い電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に変速状態でないとき同様の電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定し、ダウンシフト変速を行なうときには変速状態でないときの電圧に比して高い電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定すると共に変速状態でないときと同様の電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定するものとしたが、アップシフト変速を行なうときには変速状態でないときに比して低い電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に変速状態でないとき同様の電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定するものの、ダウンシフト変速を行なうときには変速状態でないときと同様の電圧を目標上下限電圧Ｖｂｍａｘ，Ｖｂｍｉｎに設定するものとしてもよいし、ダウンシフト変速を行なうときには変速状態でないときに比して高い電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定すると共に変速状態でないときと同様の電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定するものの、アップシフト変速を行なうときには変速状態でないときと同様の電圧を目標上下限電圧Ｖｂｍａｘ，Ｖｂｍｉｎに設定するものとしてもよい。
【実施例３】
【００６９】
次に、本発明の第３実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０Ｃについて説明する。第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃのハード構成は、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一である。したがって、重複した説明を回避するため、第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃのハード構成については、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。第３実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０では、図３の駆動制御ルーチンに代えて図８の駆動制御ルーチンを実行する。なお、この駆動制御ルーチンも所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００７０】
駆動制御ルーチンが実行されると、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０が充放電すべき要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，変速状態判定フラグＦ１などのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ５００）。
【００７１】
続いて、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１９０〜Ｓ２１０の処理と同一の処理を実行する（ステップＳ５１０〜Ｓ５３０）。そして、変速状態判定フラグＦ１の値を調べ（ステップＳ５４０）、変速状態判定フラグＦ１が値０であるとき、即ち変速状態でないときには、ステップＳ５００で入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ５６０）、設定した制御用回転数Ｎｍ２＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊および回転数Ｎｍ１とバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとを用いてトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（８）および式（９）により計算し（ステップＳ５９０）、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ２３０〜Ｓ２５０の処理と同一の処理を実行し（ステップＳ６００〜Ｓ６２０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００７２】
Tmin＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2* …（８）
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2* …（９）
【００７３】
一方、ステップＳ５４０で変速状態判定フラグＦ１が値１であるとき、即ち変速状態のときには、その変速がアップシフト変速であるか否かを判定し（ステップＳ５５０）、アップシフト変速であると判定されたときには図９に例示するアップシフト変速時制御用回転数設定処理を実行し（ステップＳ５７０）、アップシフト変速でない、即ちダウンシフト変速であると判定されたときには図１０に例示するダウンシフト変速時制御用回転数設定処理を実行し（ステップＳ５８０）、前述したステップＳ５９０〜Ｓ６２０の処理を実行し、駆動制御ルーチンを終了する。以下、まず、図９のアップシフト変速時制御用回転数設定処理について説明し、その後、図１０のダウンシフト変速時制御用回転数設定処理について説明する。
【００７４】
アップシフト変速時制御用回転数設定処理では、まず、図８の駆動制御ルーチンのステップＳ５００で入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて現在のモータＭＧ２の回転数である現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを推定する（ステップＳ７００）。アップシフト変速を行なう際には、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が比較的大きな変化程度をもって減少するため、ステップＳ５００で入力されるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、各センサのセンシング遅れやハイブリッド用電子制御ユニット７０やモータＥＣＵ４０による演算遅れ，ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０との間の通信遅れなどによって実際のモータＭＧ２の回転数との間にズレを生じる。したがって、ステップＳ７００の処理は、入力されるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて実際のモータＭＧ２の回転数を推定する処理となる。この処理は、実施例では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分に時間ｔを乗じたものをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に加えることにより行なうものとした。こ
こで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分は、例えば、今回入力されたモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と前回入力されたモータＭＧ２の回転数（前回Ｎｍ２）との差をこのルーチンの起動間隔（実施例では、数ｍｓｅｃ）で除することにより計算することができる。また、時間ｔは、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを適正に推定できるようセンシング遅れや演算遅れ，通信遅れなどを考慮して設定される。続いて、推定した現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）と比較し（ステップＳ７１０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）以上のときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）に所定値ｈｉｓを加えたもの（前回Ｎｍ２＊＋ｈｉｓ）と比較する（ステップＳ７２０）。ここで、所定値ｈｉｓは、ヒステリシスの程度を示すものであり、モータＭＧ２の特性などに基づいて定めることができる。現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より小さいときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ７３０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）以上であり前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）に所定値ｈｉｓを加えたものより小さいときには前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ７４０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）に所定値ｈｉｓを加えたものより大きいときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔから所定値ｈｉｓを減じたものを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ７５０）、アップシフト変速時制御用回転数設定処理を終了する。図１１にアップシフト変速を行なう際の現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの変化に対する制御用回転数Ｎｍ２＊の変化の様子を示す。図示するように、制御用回転数Ｎｍ２＊は、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてはヒステリシスを持たせないものとして設定されると共に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてはヒステリシスを持たせたものとして設定される。このように現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの振動によって図８の駆動制御ルーチンのステップＳ５９０で設定されるトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘが振動することによってモータＭＧ２から出力されるトルクが振動してしまうのを抑制することができる。また、このとき、現在回転数Ｎｍ２＊を用いて制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を直接的に用いて制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものに比して制御用回転数Ｎｍ２＊をより適正に設定することができる。なお、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてヒステリシスを持たせないのは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が減少するアップシフト変速の際の現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔと制御用回転数Ｎｍ２＊との間のズレを抑制するためである。
【００７５】
図１０のダウンシフト変速時制御用回転数設定処理では、まず、図８の駆動制御ルーチンのステップＳ５００で入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて図９のアップシフト変速時制御用回転数設定処理のステップＳ７００と同様に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを推定し（ステップＳ８００）、推定した現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）と比較し（ステップＳ８１０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より小さいときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）から所定値ｈｉｓを減じたもの（前回Ｎｍ２＊−ｈｉｓ）と比較する（ステップＳ８２０）。現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）以上のときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ８３０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より小さく前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）から所定値ｈｉｓを減じたもの以上のときには前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ８４０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）から所定値ｈｉｓを減じたもの以下のときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに所定値ｈｉｓを加えたものを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ８５０）、ダウンシフト変速時制御用回転数設定処理を終了する。ここで、所定値ｈｉｓは、実施例では、アップシフト変速のときの所定値ｈｉｓと同一の値を用いるものとした。図１２にダウンシフト変速を行なう際の現在
回転数Ｎｍ２ｅｓｔの変化に対する制御用回転数Ｎｍ２＊の変化の様子を示す。図示するように、制御用回転数Ｎｍ２＊は、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてはヒステリシスを持たせないものとして設定されると共に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてはヒステリシスを持たせたものとして設定される。このように現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することにより、アップシフト変速のときと同様にモータＭＧ２から出力されるトルクが振動してしまうのを抑制することができる。なお、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてヒステリシスを持たせないのは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が増加するダウンシフト変速の際の現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔと制御用回転数Ｎｍ２＊との間のズレを抑制するするためである。
【００７６】
以上説明した第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃによれば、アップシフト変速やダウンシフト変速を行なうときには、検出したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを推定すると共に推定した現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定し、制御用回転数Ｎｍ２＊を用いてトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを設定し、そのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘの範囲内で設定したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるよう制御するから、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの振動に伴ってトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘが振動することによってモータＭＧ２から出力されるトルクが振動してしまうのを抑制することができる。しかも、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するから、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を直接的に用いて制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものに比して制御用回転数Ｎｍ２＊をより適正に設定することができる。
【００７７】
第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃでは、変速機６０の変速段を切り替えるときには、その変速がアップシフト変速であるかダウンシフト変速であるかに拘わらず現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものとしたが、アップシフト変速を行なうときにだけ現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものとしてもよいし、ダウンシフト変速を行なうときにだけ現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２ｅｓｔを設定するものとしてもよい。また、制御用回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスを持たせず、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを直接的に制御用回転数Ｎｍ２＊に設定するものとしてもよい。
【００７８】
第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃでは、アップシフト変速を行なう際に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスを持たせるための所定値ｈｉｓとダウンシフト変速を行なう際に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスを持たせるための所定値ｈｉｓとを同じ値を用いるものとしたが、異なる値を用いるものとしてもよい。
【００７９】
第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃでは、アップシフト変速を行なう際に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてはヒステリシスを持たせないものとしたが、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてもヒステリシスを持たせるものとしてもよい。また、第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃでは、ダウンシフト変速を行なう際に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてはヒステリシスを持たせないものとしたが、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてもヒステリシスを持たせるものとしてもよい。
【００８０】
第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃでは、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータ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を考慮して設定するものとしたが、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊についてもモータＭＧ１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Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを考慮して設定するものとしてもよい。この場合の駆動制御ルーチンの一例を図１３に示す。この駆動制御ルーチンは、図８の駆動制御ルーチンとステップＳ５００〜Ｓ
５８０の処理については同一である。この駆動制御ルーチンでは、制御用回転数Ｎｍ２＊を設定すると、前述した式（５）により仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定し（ステップＳ９００）、次式（１０）および式（１１）を共に満たすモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する（ステップＳ９１０）。ここで、式（１０）はモータＭＧ１やモータＭＧ２により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内となる関係であり、式（１１）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図１４に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。こうしてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると、ステップＳ５３０で設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップ９２０）、ステップＳ９００で設定した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ９３０，Ｓ９４０）、エンジン２２の回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれ対応するＥＣＵに送信して（ステップＳ９５０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することにより、バッテリ５０の過大な電力の充放電をより抑制することができる。なお、トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを用いてトルク指令Ｔｍ１＊を設定する処理（ステップＳ９１０，Ｓ９２０）は、第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂにも適用することができる。
【００８１】
0≦−Tm1*/ρ＋Tm2tmp・Gr≦Tr* …（１０）
Win≦Tm1*・Nm1＋Tm2tmp・Nm2≦Wout …（１１）
【００８２】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ，２０Ｃでは、Ｌｏ，Ｈｉギヤの２段の変速段を有する変速機６０を備えるものとしたが、変速機６０の変速段は２段に限られず、３段以上の変速段を有する変速機を備えるものとしてもよいし、こうした有段変速機に限られず、無段変速機を備えるものとしてもよい。また、変速機を備えないものとしてもよい。
【００８３】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ，２０Ｃでは、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１５の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速して駆動輪３９ａ，３９ｂとは異なる駆動輪３９ｃ，３９ｄに接続された駆動軸に出力するものとしてもよい。
【００８４】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ，２０Ｃでは、エンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１６の変形例のハイブリッド自動車２２０に示すように、エンジン２２からの動力を、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２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２の動力の一部を駆動軸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２３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力するものとしてもよい。
【００８５】
実施例では、内燃機関からの動力と電動機からの動力とを駆動軸に出力可能なハイブリッド自動車に適用したが、こうしたハイブリッド自動車に限定されるものではなく、電動機からの動力だけで走行する通常の電気自動車にも適用することができる。また、内燃機
関からの動力と電動機からの動力とを駆動軸に出力する動力出力装置を自動車以外の車両や航空機，船舶などに搭載するものとしてもよいし、動力出力装置の形態や動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００８６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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。
【図２】変速機６０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド自動車２０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４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインと目標回転数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。
【図６】動力分配統合機構３０の各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である。
【図７】第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂ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８】第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃ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９】アップシフト変速時制御用回転数設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】ダウンシフト変速時制御用回転数設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】アップシフト変速を行なう際の現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの変化に対する制御用回転数Ｎｍ２＊の変化の様子を示す説明図である。
【図１２】ダウンシフト変速を行なう際の現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの変化に対する制御用回転数Ｎｍ２＊の変化の様子を示す説明図である。
【図１３】変形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１４】トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を示す説明図である。
【図１５】変形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。
【図１６】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００８８】
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，１２０，２２０ 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、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 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、４８ 回転軸、５０ バッテリ、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、６０ａ ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂシングルピニオンの遊星歯車機構、６１，６５ サンギヤ、６２，６６ リングギ、６３，６７ ピニオンギヤ、６４，６８ キャリア、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、遊星歯車機構の３つの回転要素にエンジンのクランクシャフトと発電機と車軸に連結した駆動軸とを接続すると共に駆動軸に変速機を介して電動機を接続し、発電機および電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置を備える自動車に搭載されたものが提案されている（特許文献１参照）。この装置では、変速機の変速段を車速に応じて切り替えることにより電動機からの動力を車速に応じた動力に変換して駆動軸に出力している。
【特許文献１】特開２００２−２２５５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、こうした動力出力装置では、蓄電装置を保護しつつ電動機をより適正に制御することが課題の一つとされている。特に、こうした動力出力装置を自動車に搭載する場合、バッテリの小型化が図られることから、この課題はより重要なものとなる。上述の動力出力装置では、変速機の変速段を切り替えるときなど電動機の駆動状態が大きく変化するときには、電動機の制御に必要な時間の経過により、電動機により入出力される計算上の電力と実際の電力とに偏差が生じ、その程度によっては蓄電装置を過大な電力で充放電する場合が生じる。また、電動機の駆動状態が大きく変化するときには、蓄電装置が過充電または過放電してしまう場合が生じる。ところで、こうした動力出力装置では、電動機から出力される動力の振動を抑制することも望まれている。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、電動機の駆動状態に応じて電動機を駆動制御することを目的の一つとする。本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、蓄電装置の過大な電力による充放電を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、要求動力に基づく動力を出力することを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、蓄電装置の過充電および過放電を抑制することを目的の一つとする。本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、電動機から出力される動力の振動を抑制することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の第１の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の動力出力装置では、電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには電動機の通常の駆動制御により駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには通常の駆動制御とは異なる電動機の非通常の駆動制御により要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、電動機の駆動状態に応じて電動機を駆動制御することができる。もとより、要求動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し前記非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段を備え、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第１の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第２の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、非通常駆動状態のときには、通常駆動状態のときの変化程度より大きな変化程度をもって入出力許容範囲を設定するから、入出力許容範囲を迅速に変化させるとができる。この結果、蓄電手段に過大な電力による充放電が行なわれるのを抑制することができる。
【０００９】
この電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲を設定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記蓄電手段に入出力されている入出力電力を検出する電力検出手段を備え、前記制御手段は、前記設定された要求動力に基づいて前記内燃機関の運転ポイントを設定すると共に前記設定された要求動力と前記設定された内燃機関の運転ポイントと前記入出力許容範囲とに基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動指令を設定し前記設定した運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した駆動指令に基づいて前記電力動力入出力手段と前記電動機とが駆動するよう制御する手段であり、前記入出力許容範囲設定手段は、前記蓄電手段の入出力制限と前記検出された入出力電力と前記設定された駆動指令から想定される前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される想定電力とに基づいて前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に入出力許容範囲を設定することができる。この結果、蓄電手段の過大な電力による充放電をより抑制することができる。この態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記入出力許容範囲設定手段は、前記検出された入出力電力と前記想定される想定電力との偏差に対して前記第１の変化程度または前記第２の変化程度をもって変化処理を施して得られる電力を前記蓄電手段の入出力制限から減じることにより前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲を設定する態様の本発明の第１の動力
出力装置において、前記入出力許容範囲設定手段は、前記通常駆動状態のときには第１の時定数のなまし処理を用いて前記入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記第１の時定数より小さな第２の時定数のなまし処理を用いて前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲を設定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記入出力許容範囲設定手段は、前記非通常駆動状態のときには前記電動機の駆動変化量に基づいて前記第２の変化程度を設定し、該設定された第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に入出力許容範囲を設定することができ、蓄電手段の過大な電力による充放電をより効果的に抑制することができる。
【００１２】
或いは、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲を設定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段を備え、前記入出力許容範囲設定手段は、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときに前記非通常駆動状態として前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、変速段変更状態のときの蓄電手段の過大な電力による充放電を抑制することができる。この態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記入出力許容範囲設定手段は、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態と該変速段の変更が終了してから所定時間経過するまでの状態とを前記変速段変更状態として前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の第１の動力出力装置において、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段と、前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段に許容される上下限の電圧として第１の目標上下限電圧を設定し前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第１の目標上下限電圧とは異なる第２の目標上下限電圧を設定する目標上下限電圧設定手段と、を備え、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第１の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第２の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて蓄電手段の過充電および過放電を抑制することができる。
【００１４】
この電動機の駆動状態に応じて目標上下限電圧を設定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記目標上下限電圧設定手段は前記通常駆動状態のときには第１の電圧を目標上限電圧として設定し前記電動機の回転数を小さくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第１の電圧より低い第２の電圧を目標上限電圧として設定する手段であり、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第１の電圧が設定された目標上限電圧より高いときには該蓄電手段の電圧が該目標上限電圧以下となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第２の電圧が設定された目標上限電圧より高いときには該蓄電手段の電圧が該目標上限電圧以下となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて蓄電手段の過充電を抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された目標上限電圧より高いときには、該蓄電手段の電圧
と該目標上限電圧との偏差に基づいて該偏差が打ち消される方向に制御する手段であるものとすることもできる。
【００１５】
また、電動機の駆動状態に応じて目標上下限電圧を設定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記目標上下限電圧設定手段は前記通常駆動状態のときには第３の電圧を目標下限電圧として設定し前記電動機の回転数を大きくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第３の電圧より高い第４の電圧を目標下限電圧として設定する手段であり、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第３の電圧が設定された目標下限電圧より低いときには該蓄電手段の電圧が該目標下限電圧以上となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第４の電圧が設定された目標下限電圧より低いときには該蓄電手段の電圧が該目標下限電圧以上となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて蓄電手段の過放電を抑制することができる。
【００１６】
本発明の第１の動力出力装置において、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときに前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定する現在回転数推定手段と、前記通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段と、を備え、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲をより適正に設定することができる。
【００１７】
この非通常駆動状態のときに現在の電動機の回転数を推定する態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記入出力許容範囲設定手段は、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定し、該設定した制御用回転数に基づいて前記入出力許容範囲を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、現在回転数の振動を抑制することができる。この結果、入出力許容範囲の振動を抑制することができるから、電動機から出力される動力の振動を抑制することができる。この場合、前記入出力許容範囲設定手段は、前記電動機の回転数を小さくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには、前記現在回転数が小さくなるときには該現在回転数を制御用回転数に設定し、前記現在回転数が小さくならないときには該現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定する手段であるものとすることもできるし、前記電動機の回転数を大きくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには、前記現在回転数が大きくなるときには該現在回転数を制御用回転数に設定し、前記現在回転数が大きくならないときには該現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１８】
本発明の第１の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出
力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるもとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１９】
本発明の第２の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
前記前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御し、前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００２０】
本発明の第２の動力出力装置では、電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには電動機の通常の駆動制御により駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電動機を制御し、電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには通常の駆動制御とは異なる電動機の非通常の駆動制御により要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電動機を制御する。これにより、電動機の駆動状態に応じて電動機を駆動制御することができる。もとより、要求動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる。
【００２１】
こうした本発明の第２の動力出力装置において、前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し前記非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段を備え、前記制御手段は前記通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第１の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第２の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、非通常駆動状態のときには、通常駆動状態のときの第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって入出力許容範囲を設定するから、入出力許容範囲を迅速に変化させることができる。この結果、蓄電手段に過大な電力による充放電が行なわれるのを抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の第２の動力出力装置において、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときに前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定する現在回転数推定手段と、前記通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段と、を備え、前記制御手段は前記通常の駆動制御と
して前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行し前記非通常の駆動制御として前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲をより適正に設定することができる。
【００２３】
本発明の第１の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置、即ち、基本的には、 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える本発明の第１の動力出力装置や、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、前記前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御し前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する制御手段と、を備える本発明の第２の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００２４】
この本発明の第１の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置を搭載するから、本発明の第１または第２の動力出力装置が奏する効果、例えば、電動機の駆動状態に応じて電動機を駆動制御することができる効果や要求動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる効果などと同様な効果を奏することができる。
【００２５】
本発明の第２の自動車は、上述の電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲を設定する態様の動力出力装置と、駆動軸に接続された車軸に連結された駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、を備え、前記入出力許容範囲設定手段は前記スリップ検出手段によりスリップが検出された状態を含むスリップ検出状態のときに前記非通常駆動状態として前記入出力許容範囲を設定する手段であることを要旨とする。この本発明の第２の自動車では、スリップが検出されたときの蓄電手段の過大な電力による充放電を抑制することができる。
【００２６】
本発明の第１の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記電動機の駆動変化量が前
記所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定し、
（ｂ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｃ）該設定した要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定した入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００２７】
この本発明の第１の動力出力装置の制御方法によれば、電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって電力動力入出力手段および電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって入出力許容範囲を設定し、駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されると共に設定した入出力許容範囲内で電力動力入出力手段および電動機が駆動されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、非通常駆動状態のときには、通常駆動状態のときの変化程度より大きな変化程度をもって入出力許容範囲を設定するから、入出力許容範囲を迅速に変化させることができる。この結果、蓄電手段に過大な電力による充放電が行なわれるのを抑制することができる。もとより、要求動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる。
【００２８】
こうした本発明の第１の動力出力装置の制御方法において、前記蓄電手段に入出力されている入出力電力を検出するステップを備え、前記ステップ（ｃ）は、前記設定した要求動力に基づいて前記内燃機関の運転ポイントを設定すると共に前記設定した要求動力と前記設定した内燃機関の運転ポイントと前記入出力許容範囲とに基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動指令を設定し、前記設定した運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した駆動指令に基づいて前記電力動力入出力手段と前記電動機とが駆動するよう制御するステップであり、前記ステップ（ａ）は、前記蓄電手段の入出力制限と前記検出した入出力電力と前記設定した駆動指令から想定される前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される想定電力とに基づいて前記入出力許容範囲を設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、より適正に入出力許容範囲を設定することができる。この結果、蓄電手段の過大な電力による充放電をより抑制することができる。
【００２９】
本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記蓄電手段の電圧を検出し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには前記蓄電手段に許容される上下限の電圧として第１の目標上下限電圧を設定し、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには前記第１の目標上下限電圧とは異なる第２の目標上下限電圧を設定し、
（ｄ）前記通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第１の目標上下限電圧
の範囲内となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記非通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第１の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００３０】
この本発明の第２の動力出力装置の制御方法によれば、変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには蓄電手段に許容される上下限の電圧として第１の目標上下限電圧を設定し、駆動軸に要求される要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されると共に蓄電手段の電圧が第１の目標上下限電圧の範囲内となるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。一方、変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには第１の目標上下限電圧とは異なる第２の目標上下限電圧を設定し、要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されると共に蓄電手段の電圧が第２の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて蓄電手段の過充電および過放電を抑制することができる。
【００３１】
本発明の第３の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記電動機の回転数である電動機回転数を検出し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには、前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定し、
（ｄ）前記変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、
（ｅ）前記通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記非通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００３２】
この本発明の第３の動力出力装置の制御方法によれば、変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには、検出した電動機の回転数である電動機回転数に基づいて電力動力入出力手段および電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、設定した入出力許容範囲内で電力動力入出力手段および電動機が駆動されると共に駆動軸に要求される要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。一方、変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには、検出した電動機の回転数である電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転
数である現在回転数を推定し、推定した現在回転数に基づいて電力動力入出力手段および電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、設定した入出力許容範囲内で電力動力入出力手段および電動機が駆動されると共に駆動軸に要求される要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。こうすれば、電動機の駆動状態に応じて入出力許容範囲をより適正に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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。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、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置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。
【００３５】
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。
【００３６】
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にはリングギヤ軸３２ａを介して変速機６０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からギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００３７】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することが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の一方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とモータＭＧ２と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、共に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。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などが入力されており、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が出力されている。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によりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを計算している。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。
【００３８】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達できるよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。ブレーキＢ１，Ｂ２のオンオフは、実施例では、図示しない油圧式のアクチュエータの駆動によりブレーキＢ１，Ｂ２に対して作用させる油圧を調節することにより行なわれている。
【００３９】
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電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃ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）も計算している。
【００４０】
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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力されている。なお、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。
【００４１】
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としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求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。
【００４２】
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の動作について説明する。図３は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆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、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００４３】
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、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０に入出力される入出力電力Ｐｂａｔ，変速状態判定フラグＦ１，スリップ状態判定フラグＦ２などのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、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の回転子の回転位置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。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１ｃにより検出されるバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定され
たものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。バッテリ５０に入出力される入出力電力Ｐｂａｔは、電圧センサ５１ａにより検出されるバッテリ５０の端子間電圧Ｖｂに電流センサ５１ｂにより検出されるバッテリ５０への充放電電流Ｉｂを乗じたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。変速状態判定フラグＦ１は、図示しない切替処理ルーチンにより、変速機６０の変速段の切替処理が開始されたときに値１が設定され、切替処理が完了したときに値０が設定されてＲＡＭ７６の所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。スリップ状態判定フラグＦ２は、図示しないスリップ判定ルーチンにより、駆動輪３９ａ，３９ｂに接続されたモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいて計算された角加速度αがスリップ判定閾値αｒｅｆ以上となりスリップが発生したときに値１が設定され、角加速度αがスリップ判定閾値αｒｅｆ未満となりスリップが収束したときに値０が設定されてＲＡＭ７６の所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。
【００４４】
こうしてデータを入力すると、前回このルーチンが実行されたときに設定されたモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令（前回Ｔｍ１＊，前回Ｔｍ２＊）に今回ステップＳ１００で入力したモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を乗じることによりモータＭＧ１，ＭＧ２に入出力される想定電力Ｐｍ１＊，Ｐｍ２＊を計算すると共に（ステップＳ１１０）、バッテリ５０に入出力される入出力電力Ｐｂａｔから想定電力Ｐｍ１＊と想定電力Ｐｍ２＊とを減じて電力偏差Ｐｂｄを計算する（ステップＳ１２０）。ここで、電力偏差Ｐｂｄは、回転位置検出センサ４３，４４などのセンシング遅れやハイブリッド用電子制御ユニット７０やモータＥＣＵ４０による演算遅れ，ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０との間の通信遅れなどによって生じるモータＭＧ１，ＭＧ２から実際に入出力される電力Ｐｍ１，Ｐｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊から計算される想定電力Ｐｍ１＊，Ｐｍ２＊との偏差が反映されるものとなる。したがって、電力偏差Ｐｄｂは、モータＭＧ１やモータＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の変化が大きいときには大きく変化し、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の変化が小さいときには小さく変化する。
【００４５】
続いて、変速状態判定フラグＦ１とスリップ状態判定フラグＦ２との値を調べ（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、これらのフラグＦ１，Ｆ２が共に値０であるときには、これらのフラグＦ１，Ｆ２に共に値０が設定されてから所定時間が経過しているか否かを調べる（ステップＳ１５０）。ここで、所定時間は、切替処理ルーチンにより切替処理が完了したと判定されてからモータＭＧ２の駆動状態が安定するまでに要する時間やスリップ判定ルーチンによりスリップが収束したと判定されてからモータＭＧ２の駆動状態が安定するまでに要する時間などにより定めることができる。なお、実施例では、これらのフラグＦ１，Ｆ２に値０が設定されてからの所定時間として同一の時間を用いるものとしたが、それぞれ定めた異なる時間を用いるものとしてもよい。
【００４６】
変速状態判定フラグＦ１とスリップ状態判定フラグＦ２とが共に値０であり、これらのフラグＦ１，Ｆ２に共に値０が設定されてから所定時間が経過しているとき、即ち変速状態でもスリップ状態でもない通常時には、モータＭＧ２が通常に駆動されていると判断し、通常時の値Ｔ１をなまし処理の時定数Ｔｃに設定し（ステップＳ１６０）、設定した電力偏差Ｐｂｄに対して時定数Ｔｃを用いてなまし処理を施すことにより電力偏差Ｐｂｄｓｍｏを計算すると共に（ステップＳ１７０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔから電力偏差Ｐｂｄｓｍｏを減じることにより入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算する（ステップＳ１８０）。
【００４７】
続いて、ステップＳ１００で入力したアクセル開度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＊とエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１９０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求
トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。エンジン要求パワーＰｅ＊は、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和により設定するものとした。ここで、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることにより求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を現在の変速機６０の減速比Ｇｒで除することにより求めたりすることができる。
【００４８】
エンジン要求パワーＰｅ＊を設定すると、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２のエンジン回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２００）。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５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、エンジン２２の動作ラインとエンジン要求パワー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。
【００４９】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、設定した目標回転数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とに基づいて次式（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のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２１０）。動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２の回転数を示す。前述したように、サンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数でありキャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅであるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）と目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（１）により計算することができる。したがって、計算した目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することにより、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。また、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、実施例では、目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とを用いてフィードバック制御における関係式（２）により設定するものとした。ここで、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインを示し、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインを示す。
【００５０】
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/（Gr・ρ） …（１）
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt …（２）
【００５１】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すると、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除することによりモータ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）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、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とを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクｔｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ２３０）、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２４０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図６の共線図から容易に導き出すことがで
きる。
【００５２】
Tmin＝(Winf−Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax＝(Woutf−Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr …（５）
【００５３】
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のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信する共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２５０）、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＊，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トルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００５４】
一方、ステップＳ１３０〜Ｓ１５０で変速状態判定フラグＦ１やスリップ状態判定フラグＦ２の一方が値１のときやこれらのフラグＦ１，Ｆ２に値０が設定されてから所定時間が経過していないとき、即ち変速状態やスリップ状態の非通常時には、モータＭＧ２が通常の駆動とは異なる状態として駆動されると判断し、通常時の値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃに設定する（ステップＳ２６０）。そして、この設定した時定数Ｔｃを用いて設定した電力偏差Ｐｂｄになまし処理を施して電力偏差Ｐｂｄｓｍｏを計算すると共に（ステップＳ１７０）、計算した電力偏差Ｐｂｄｓｍｏをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔから減じて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１９０以降の処理を実行する。このように、通常時の値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃに設定して電力偏差Ｐｂｄのなまし処理に用いることにより、電力偏差Ｐｂｄの変化に対して電力偏差Ｐｂｄｓｍｏの変化を迅速なものとし、これにより、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，ＷｏｕｔｆをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化に迅速に対応させることができる。この結果、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の急変によって生じ得るバッテリ５０の過大な電力による充放電を抑制することができる。
【００５５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、変速状態やスリップ状態のときのようにモータＭＧ２の駆動状態が急変するときには、バッテリ５０に入出力される入出力電力ＰｂａｔからモータＭＧ１，ＭＧ２に入出力される想定電力Ｐｍ１＊，Ｐｍ２＊を減じて計算した電力偏差Ｐｂｄに対して通常時の値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いてなまし処理を施し、これを用いて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するから、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを迅速に変化させることができる。これにより、バッテリ５０の過大な電力による充放電を抑制することができる。もとより、要求動力に基づく動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、変速状態のときやスリップ状態のときに通常時の値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いて電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施すものとしたが、これ以外のときであってもモータＭＧ２の駆動状態が比較的大きく変化するとき、例えば、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んだ状態からアクセルペダル８３を離してブレーキペダル８５を大きく踏み込んだときのように駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊が大きく変化することによりエンジン２２の運転ポイントおよびモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊が大きく変化するときには、値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いて電力
偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施すものとしてもよい。
【００５７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施して計算した電力偏差Ｐｂｄｓｍｏをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから減じることにより入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するものとしたが、電力偏差Ｐｂｄを入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから減じたものに対してなまし処理を施すことにより入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するものとしてもよい。
【００５８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、通常時には値Ｔ１をなまし処理の時定数Ｔｃとして電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施したものを用いて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算し、変速状態のときやスリップ状態のときには値Ｔ１より小さな値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施したものを用いて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するものとしたが、変速状態のときやスリップ状態のときに通常時より大きな変化程度をもって入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するものであれば、電力偏差Ｐｂｄに対してこれ以外の処理、例えばレート処理を施したものを用いて入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを計算するものとしてもよい。
【００５９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、変速状態のときやスリップ状態のときには値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いて電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施すものとしたが、この値Ｔ２は定数に限られず、モータＭＧ２の駆動状態の変化の程度が大きいほど小さくなる傾向の値Ｔ２をなまし処理の時定数Ｔｃとして用いて電力偏差Ｐｂｄに対してなまし処理を施すものとしてもよい。
【実施例２】
【００６０】
次に、本発明の第２実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハード構成は、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一である。したがって、重複した説明を回避するため、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハード構成については、第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０では、図３の駆動制御ルーチンに代えて図７の駆動制御ルーチンを実行する。なお、この駆動制御ルーチンも所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００６１】
駆動制御ルーチンが実行されると、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０が充放電すべき要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂ，変速状態判定フラグＦ１などのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂは、電圧センサ５１ａにより検出されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００６２】
続いて、変速状態判定フラグＦ１の値を調べ（ステップＳ３１０）、変速状態判定フラグＦ１が値０であるとき、即ち変速状態でないときには、電圧Ｖｂ１を目標上電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に電圧Ｖｂ１より低い電圧Ｖｂ３を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定する（ステップＳ３３０）。ここで、目標上下限電圧Ｖｂｍａｘ，Ｖｂｍｉｎは、バッテリ５０に過充電や過放電のおそれがあるか否かを判定するためのものであり、電圧Ｖｂ１，Ｖｂ３はバッテリ５０の特性などにより定められる。
【００６３】
次に、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂを調べる（ステップＳ３６０）。端子間電圧Ｖｂ
が目標下限電圧Ｖｂｍｉｎより低いときには、バッテリ５０に過充電のおそれはないものの過放電のおそれがあると判断し、入力制限補正値ΔＷｉｎに値０を設定すると共に端子間電圧Ｖｂと目標下限電圧Ｖｂｍｉｎとに基づいて次式（６）により出力制限補正値ΔＷｏｕｔを設定し（ステップＳ３７０）、端子間電圧Ｖｂが目標下限電圧Ｖｂｍｉｎ以上であり目標上限電圧Ｖｂｍａｘ以下であるときには、バッテリ５０に過充電および過放電のおそれはないと判断し、入出力制限補正値ΔＷｉｎ，ΔＷｏｕｔに共に値０を設定し（ステップＳ３８０）、端子間電圧Ｖｂが目標下限電圧Ｖｂｍａｘより高いときには、バッテリ５０に過充電のおそれがあると判断し、端子間電圧Ｖｂと目標上限電圧Ｖｂｍａｘとに基づいて式（７）により入力制限補正値ΔＷｉｎを設定すると共に出力制限補正値ΔＷｏｕｔに値０を設定する（ステップＳ３９０）。ここで、式（６）は端子間電圧Ｖｂと目標下限電圧Ｖｂｍｉｎとの偏差を打ち消すためのフィードバック制御の式であり、式（７）は端子間電圧Ｖｂと目標上限電圧Ｖｂｍａｘとの偏差を打ち消すためのフィードバック制御の式である。式（６）中、右辺第１項の「ｋ３」は比例項のゲインを示し、右辺第２項の「ｋ４」は積分項のゲインを示す。また、式（７）中、右辺第１項の「ｋ５」は比例項のゲインを示し、右辺第２項の「ｋ６」は積分項のゲインを示す。そして、設定した出力制限補正値ΔＷｉｎ，ΔＷｏｕｔを入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから減じることにより入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを設定し（ステップＳ４００）、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ２００〜Ｓ２５０の処理と同一の処理を実行し（ステップＳ４１０〜Ｓ４７０）、駆動制御ルーチンを終了する。いま、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂが目標下限電圧Ｖｂｍｉｎより低いときを考える。このとき、出力制限補正値ΔＷｉｎには正の値が設定されるから、出力許容制限Ｗｏｕｔｆは、端子間電圧Ｖｂが目標下限電圧Ｖｂｍｉｎ以上のときに比して小さくなる。これにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の上限がより制限される方向になるから、モータＭＧ２の電力消費の上限が制限され、余剰電力をバッテリ５０に供給することができる。この結果、バッテリ５０の過放電を抑制することができる。そして、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂが目標下限電圧Ｖｂｍｉｎ以上になると、ステップＳ３８０で出力制限補正値ΔＷｏｕｔには値０を設定し、式（６）中第２項の積分項の値をリセットする。次に、端子間電圧Ｖｂが目標上限電圧Ｖｂｍａｘより高いときを考える。このときには、入力制限補正値ΔＷｉｎに負の値が設定されるから、入力許容Ｗｉｎｆは、端子間電圧Ｖｂが目標上限電圧Ｖｂｍａｘ以下のときに比して大きくなる。これにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の下限がより制限される方向になるから、モータＭＧ２の電力消費の下限が制限され、バッテリ５０への電力供給を抑制することができる。この結果、バッテリ５０の過充電を抑制することができる。そして、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂが目標上限電圧Ｖｂｍａｘ以下になると、ステップＳ３８０で入力制限補正値ΔＷｉｎには値０を設定し、式（７）中第２項の積分項の値をリセットする。
【００６４】
ΔWout＝k3(Vbmin−Vb)＋k4∫(Vbmin−Vb)dt …（６）
ΔWin＝k5(Vbmax−Vb)＋k6∫(Vbmax−Vb)dt …（７）
【００６５】
ステップＳ３１０で変速状態判定フラグＦ１が値１であるとき、即ち、変速状態のときには、その変速が変速機６０のギヤの状態をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えるアップシフト変速であるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。ここで、アップシフト変速であるか否かは、例えば、変速機６０の変速段の切替処理が開始される直前の変速機６０のギヤ比Ｇｒに基づいて判定することができる。アップシフト変速であると判定されたときには、電圧Ｖｂ１より低い電圧Ｖｂ２を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に電圧Ｖｂ３を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定し（ステップＳ３４０）、前述したステップＳ３６０以降の処理を実行する。いま、モータＭＧ２からのパワーを保持しながらアップシフト変速を行なう場合を考える。この場合、回転位置検出センサ４３，４４などのセンシング遅れやハイブリッド用電子制御ユニット７０やモータＥＣＵ４０による演算遅れ，ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０との間の通信遅れなどによ
ってモータＭＧ２の実際の消費電力は落ち込む。したがって、変速状態でないときと同様に電圧Ｖｂ１を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると、モータＭＧ２の消費電力の落ち込み分がバッテリ５０に供給され、バッテリ５０が過充電になるおそれがある。一方、電圧Ｖｂ１より低い電圧Ｖｂ２を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すれば、モータＭＧ２の電力消費の下限が制限されやすくなるから、バッテリ５０への電力供給を抑制することができ、バッテリ５０への過充電を抑制することができる。電圧Ｖｂ２は、アップシフト変速を行なう際のバッテリ５０への過充電が抑制されるような電圧が設定され、バッテリ５０の特性などにより定めることができる。
【００６６】
ステップＳ３２０でアップシフト変速でない、即ち変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えるダウンシフト変速であると判定されたときには、電圧Ｖｂ１を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に電圧Ｖｂ３より高い電圧Ｖｂ４を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定し（ステップＳ３５０）、前述したステップＳ３６０以降の処理を実行する。いま、モータＭＧ２からのパワーを保持しながらダウンシフト変速を行なう場合を考える。この場合、前述したセンシング遅れや演算遅れ，通信遅れなどによってモータＭＧ２の実際の消費電力は大きくなる。したがって、変速状態でないときと同様に電圧Ｖｂ３を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定すると、モータＭＧ２の消費電力の増加によってバッテリ５０が過放電になるおそれがある。一方、電圧Ｖｂ３より高い電圧Ｖｂ４を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定すれば、ダウンシフト変速を行なう際のモータＭＧ２の電力消費をより制限することができるから、バッテリ５０への電力供給をより行なうことができ、バッテリ５０の過放電を抑制することができる。電圧Ｖｂ４は、ダウンシフト変速を行なう際にバッテリ５０の過充電が抑制されるような電圧が設定され、バッテリ５０の特性などにより定めることができる。
【００６７】
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、アップシフト変速を行なうときには、変速状態でないときに比して低い電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に変速状態でないときと同様の電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定し、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂが設定した目標上下限電圧Ｖｂｍａｘ，Ｖｂｍｉｎの制限範囲内となるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、バッテリ５０の過充電を抑制することができる。また、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、ダウンシフト変速を行なうときには、変速状態でないときに比して高い電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定すると共に変速状態でないときと同様の電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定し、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂが設定した目標上下限電圧Ｖｂｍａｘ，Ｖｂｍｉｎの制限範囲内となるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、バッテリ５０の過放電を抑制することができる。
【００６８】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、アップシフト変速を行なうときには変速状態でないときに比して低い電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に変速状態でないとき同様の電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定し、ダウンシフト変速を行なうときには変速状態でないときの電圧に比して高い電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定すると共に変速状態でないときと同様の電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定するものとしたが、アップシフト変速を行なうときには変速状態でないときに比して低い電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定すると共に変速状態でないとき同様の電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定するものの、ダウンシフト変速を行なうときには変速状態でないときと同様の電圧を目標上下限電圧Ｖｂｍａｘ，Ｖｂｍｉｎに設定するものとしてもよいし、ダウンシフト変速を行なうときには変速状態でないときに比して高い電圧を目標下限電圧Ｖｂｍｉｎに設定すると共に変速状態でないときと同様の電圧を目標上限電圧Ｖｂｍａｘに設定するものの、アップシフト変速を行なうときには変速状態でないときと同様の電圧を目標上下限電圧Ｖｂｍａｘ，Ｖｂｍｉｎに設定するものとしてもよい。
【実施例３】
【００６９】
次に、本発明の第３実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０Ｃについて説明する。第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃのハード構成は、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一である。したがって、重複した説明を回避するため、第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃのハード構成については、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。第３実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０では、図３の駆動制御ルーチンに代えて図８の駆動制御ルーチンを実行する。なお、この駆動制御ルーチンも所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００７０】
駆動制御ルーチンが実行されると、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０が充放電すべき要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，変速状態判定フラグＦ１などのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ５００）。
【００７１】
続いて、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１９０〜Ｓ２１０の処理と同一の処理を実行する（ステップＳ５１０〜Ｓ５３０）。そして、変速状態判定フラグＦ１の値を調べ（ステップＳ５４０）、変速状態判定フラグＦ１が値０であるとき、即ち変速状態でないときには、ステップＳ５００で入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ５６０）、設定した制御用回転数Ｎｍ２＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊および回転数Ｎｍ１とバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとを用いてトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（８）および式（９）により計算し（ステップＳ５９０）、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ２３０〜Ｓ２５０の処理と同一の処理を実行し（ステップＳ６００〜Ｓ６２０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００７２】
Tmin＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2* …（８）
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2* …（９）
【００７３】
一方、ステップＳ５４０で変速状態判定フラグＦ１が値１であるとき、即ち変速状態のときには、その変速がアップシフト変速であるか否かを判定し（ステップＳ５５０）、アップシフト変速であると判定されたときには図９に例示するアップシフト変速時制御用回転数設定処理を実行し（ステップＳ５７０）、アップシフト変速でない、即ちダウンシフト変速であると判定されたときには図１０に例示するダウンシフト変速時制御用回転数設定処理を実行し（ステップＳ５８０）、前述したステップＳ５９０〜Ｓ６２０の処理を実行し、駆動制御ルーチンを終了する。以下、まず、図９のアップシフト変速時制御用回転数設定処理について説明し、その後、図１０のダウンシフト変速時制御用回転数設定処理について説明する。
【００７４】
アップシフト変速時制御用回転数設定処理では、まず、図８の駆動制御ルーチンのステップＳ５００で入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて現在のモータＭＧ２の回転数である現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを推定する（ステップＳ７００）。アップシフト変速を行なう際には、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が比較的大きな変化程度をもって減少するため、ステップＳ５００で入力されるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、各センサのセンシング遅れやハイブリッド用電子制御ユニット７０やモータＥＣＵ４０による演算遅れ，ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０との間の通信遅れなどによって実際のモータＭＧ２の回転数との間にズレを生じる。したがって、ステップＳ７００の処理は、入力されるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて実際のモータＭＧ２の回転数を推定する処理となる。この処理は、実施例では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分に時間ｔを乗じたものをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に加えることにより行なうものとした。こ
こで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分は、例えば、今回入力されたモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と前回入力されたモータＭＧ２の回転数（前回Ｎｍ２）との差をこのルーチンの起動間隔（実施例では、数ｍｓｅｃ）で除することにより計算することができる。また、時間ｔは、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを適正に推定できるようセンシング遅れや演算遅れ，通信遅れなどを考慮して設定される。続いて、推定した現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）と比較し（ステップＳ７１０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）以上のときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）に所定値ｈｉｓを加えたもの（前回Ｎｍ２＊＋ｈｉｓ）と比較する（ステップＳ７２０）。ここで、所定値ｈｉｓは、ヒステリシスの程度を示すものであり、モータＭＧ２の特性などに基づいて定めることができる。現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より小さいときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ７３０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）以上であり前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）に所定値ｈｉｓを加えたものより小さいときには前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ７４０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）に所定値ｈｉｓを加えたものより大きいときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔから所定値ｈｉｓを減じたものを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ７５０）、アップシフト変速時制御用回転数設定処理を終了する。図１１にアップシフト変速を行なう際の現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの変化に対する制御用回転数Ｎｍ２＊の変化の様子を示す。図示するように、制御用回転数Ｎｍ２＊は、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてはヒステリシスを持たせないものとして設定されると共に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてはヒステリシスを持たせたものとして設定される。このように現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの振動によって図８の駆動制御ルーチンのステップＳ５９０で設定されるトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘが振動することによってモータＭＧ２から出力されるトルクが振動してしまうのを抑制することができる。また、このとき、現在回転数Ｎｍ２＊を用いて制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を直接的に用いて制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものに比して制御用回転数Ｎｍ２＊をより適正に設定することができる。なお、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてヒステリシスを持たせないのは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が減少するアップシフト変速の際の現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔと制御用回転数Ｎｍ２＊との間のズレを抑制するためである。
【００７５】
図１０のダウンシフト変速時制御用回転数設定処理では、まず、図８の駆動制御ルーチンのステップＳ５００で入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて図９のアップシフト変速時制御用回転数設定処理のステップＳ７００と同様に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを推定し（ステップＳ８００）、推定した現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）と比較し（ステップＳ８１０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より小さいときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）から所定値ｈｉｓを減じたもの（前回Ｎｍ２＊−ｈｉｓ）と比較する（ステップＳ８２０）。現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）以上のときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ８３０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より小さく前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）から所定値ｈｉｓを減じたもの以上のときには前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ８４０）、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）から所定値ｈｉｓを減じたもの以下のときには現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに所定値ｈｉｓを加えたものを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ８５０）、ダウンシフト変速時制御用回転数設定処理を終了する。ここで、所定値ｈｉｓは、実施例では、アップシフト変速のときの所定値ｈｉｓと同一の値を用いるものとした。図１２にダウンシフト変速を行なう際の現在
回転数Ｎｍ２ｅｓｔの変化に対する制御用回転数Ｎｍ２＊の変化の様子を示す。図示するように、制御用回転数Ｎｍ２＊は、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてはヒステリシスを持たせないものとして設定されると共に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてはヒステリシスを持たせたものとして設定される。このように現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することにより、アップシフト変速のときと同様にモータＭＧ２から出力されるトルクが振動してしまうのを抑制することができる。なお、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてヒステリシスを持たせないのは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が増加するダウンシフト変速の際の現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔと制御用回転数Ｎｍ２＊との間のズレを抑制するするためである。
【００７６】
以上説明した第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃによれば、アップシフト変速やダウンシフト変速を行なうときには、検出したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを推定すると共に推定した現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定し、制御用回転数Ｎｍ２＊を用いてトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを設定し、そのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘの範囲内で設定したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるよう制御するから、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの振動に伴ってトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘが振動することによってモータＭＧ２から出力されるトルクが振動してしまうのを抑制することができる。しかも、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するから、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を直接的に用いて制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものに比して制御用回転数Ｎｍ２＊をより適正に設定することができる。
【００７７】
第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃでは、変速機６０の変速段を切り替えるときには、その変速がアップシフト変速であるかダウンシフト変速であるかに拘わらず現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものとしたが、アップシフト変速を行なうときにだけ現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものとしてもよいし、ダウンシフト変速を行なうときにだけ現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２ｅｓｔを設定するものとしてもよい。また、制御用回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスを持たせず、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔを直接的に制御用回転数Ｎｍ２＊に設定するものとしてもよい。
【００７８】
第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃでは、アップシフト変速を行なう際に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスを持たせるための所定値ｈｉｓとダウンシフト変速を行なう際に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスを持たせるための所定値ｈｉｓとを同じ値を用いるものとしたが、異なる値を用いるものとしてもよい。
【００７９】
第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃでは、アップシフト変速を行なう際に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてはヒステリシスを持たせないものとしたが、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてもヒステリシスを持たせるものとしてもよい。また、第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃでは、ダウンシフト変速を行なう際に現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてはヒステリシスを持たせないものとしたが、現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてもヒステリシスを持たせるものとしてもよい。
【００８０】
第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃでは、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータ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を考慮して設定するものとしたが、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊についてもモータＭＧ１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Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを考慮して設定するものとしてもよい。この場合の駆動制御ルーチンの一例を図１３に示す。この駆動制御ルーチンは、図８の駆動制御ルーチンとステップＳ５００〜Ｓ
５８０の処理については同一である。この駆動制御ルーチンでは、制御用回転数Ｎｍ２＊を設定すると、前述した式（５）により仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定し（ステップＳ９００）、次式（１０）および式（１１）を共に満たすモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する（ステップＳ９１０）。ここで、式（１０）はモータＭＧ１やモータＭＧ２により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内となる関係であり、式（１１）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図１４に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。こうしてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると、ステップＳ５３０で設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップ９２０）、ステップＳ９００で設定した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ９３０，Ｓ９４０）、エンジン２２の回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれ対応するＥＣＵに送信して（ステップＳ９５０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することにより、バッテリ５０の過大な電力の充放電をより抑制することができる。なお、トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを用いてトルク指令Ｔｍ１＊を設定する処理（ステップＳ９１０，Ｓ９２０）は、第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂにも適用することができる。
【００８１】
0≦−Tm1*/ρ＋Tm2tmp・Gr≦Tr* …（１０）
Win≦Tm1*・Nm1＋Tm2tmp・Nm2≦Wout …（１１）
【００８２】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ，２０Ｃでは、Ｌｏ，Ｈｉギヤの２段の変速段を有する変速機６０を備えるものとしたが、変速機６０の変速段は２段に限られず、３段以上の変速段を有する変速機を備えるものとしてもよいし、こうした有段変速機に限られず、無段変速機を備えるものとしてもよい。また、変速機を備えないものとしてもよい。
【００８３】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ，２０Ｃでは、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１５の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速して駆動輪３９ａ，３９ｂとは異なる駆動輪３９ｃ，３９ｄに接続された駆動軸に出力するものとしてもよい。
【００８４】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ，２０Ｃでは、エンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１６の変形例のハイブリッド自動車２２０に示すように、エンジン２２からの動力を、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２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２の動力の一部を駆動軸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２３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力するものとしてもよい。
【００８５】
実施例では、内燃機関からの動力と電動機からの動力とを駆動軸に出力可能なハイブリッド自動車に適用したが、こうしたハイブリッド自動車に限定されるものではなく、電動機からの動力だけで走行する通常の電気自動車にも適用することができる。また、内燃機
関からの動力と電動機からの動力とを駆動軸に出力する動力出力装置を自動車以外の車両や航空機，船舶などに搭載するものとしてもよいし、動力出力装置の形態や動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００８６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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。
【図２】変速機６０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド自動車２０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４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインと目標回転数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。
【図６】動力分配統合機構３０の各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である。
【図７】第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂ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８】第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃ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９】アップシフト変速時制御用回転数設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】ダウンシフト変速時制御用回転数設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】アップシフト変速を行なう際の現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの変化に対する制御用回転数Ｎｍ２＊の変化の様子を示す説明図である。
【図１２】ダウンシフト変速を行なう際の現在回転数Ｎｍ２ｅｓｔの変化に対する制御用回転数Ｎｍ２＊の変化の様子を示す説明図である。
【図１３】変形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１４】トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を示す説明図である。
【図１５】変形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。
【図１６】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００８８】
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，１２０，２２０ 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、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 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、４８ 回転軸、５０ バッテリ、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、６０ａ ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂシングルピニオンの遊星歯車機構、６１，６５ サンギヤ、６２，６６ リングギ、６３，６７ ピニオンギヤ、６４，６８ キャリア、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段を備え、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第１の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第２の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項３】
請求項２記載の動力出力装置であって、
前記蓄電手段に入出力されている入出力電力を検出する電力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記設定された要求動力に基づいて前記内燃機関の運転ポイントを設定すると共に前記設定された要求動力と前記設定された内燃機関の運転ポイントと前記入出力許容範囲とに基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動指令を設定し、前記設定した運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した駆動指令に基づいて前記電力動力入出力手段と前記電動機とが駆動するよう制御する手段であり、
前記入出力許容範囲設定手段は、前記蓄電手段の入出力制限と前記検出された入出力電力と前記設定された駆動指令から想定される前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される想定電力とに基づいて前記入出力許容範囲を設定する手段である
動力出力装置。
【請求項４】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記検出された入出力電力と前記想定される想定電力との偏差に対して前記第１の変化程度または前記第２の変化程度をもって変化処理を施して得られる電力を前記蓄電手段の入出力制限から減じることにより前記入出力許容範囲を設定する手段である請求項３記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記通常駆動状態のときには第１の時定数のなまし処理を用いて前記入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記第１の時定
数より小さな第２の時定数のなまし処理を用いて前記入出力許容範囲を設定する手段である請求項２ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記非通常駆動状態のときには前記電動機の駆動変化量に基づいて前記第２の変化程度を設定し、該設定された第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する手段である請求項２ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
請求項２ないし６いずれか記載の動力出力装置であって、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段を備え、
前記入出力許容範囲設定手段は、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときに前記非通常駆動状態として前記入出力許容範囲を設定する手段である
動力出力装置。
【請求項８】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態と該変速段の変更が終了してから所定時間経過するまでの状態とを前記変速段変更状態として前記入出力許容範囲を設定する手段である請求項７記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１記載の動力出力装置であって、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、
前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段に許容される上下限の電圧として第１の目標上下限電圧を設定し、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第１の目標上下限電圧とは異なる第２の目標上下限電圧を設定する目標上下限電圧設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第１の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第２の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項１０】
請求項９記載の動力出力装置であって、
前記目標上下限電圧設定手段は、前記通常駆動状態のときには第１の電圧を目標上限電圧として設定し、前記電動機の回転数を小さくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第１の電圧より低い第２の電圧を目標上限電圧として設定する手段であり、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第１の電圧が設定された目標上限電圧より高いときには該蓄電手段の電圧が該目標上限電圧以下となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第２の電圧が設定された目標上限電圧より高いときには該蓄電手段の電圧が該目標上限電圧以下となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された目標上限電圧より高いときには、該蓄電手段の電圧と該目標上限電圧との偏差に基づいて該偏差が打ち消され
る方向に制御する手段である請求項１０記載の動力出力装置。
【請求項１２】
請求項９ないし１１いずれか記載の動力出力装置であって、
前記目標上下限電圧設定手段は、前記通常駆動状態のときには第３の電圧を目標下限電圧として設定し、前記電動機の回転数を大きくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第３の電圧より高い第４の電圧を目標下限電圧として設定する手段であり、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第３の電圧が設定された目標下限電圧より低いときには該蓄電手段の電圧が該目標下限電圧以上となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第４の電圧が設定された目標下限電圧より低いときには該蓄電手段の電圧が該目標下限電圧以上となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項１３】
請求項１記載の動力出力装置であって、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときに前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定する現在回転数推定手段と、
前記通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項１４】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記非通常駆動状態のときには、前記推定された現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定し、該設定した制御用回転数に基づいて前記入出力許容範囲を設定する手段である請求項１３記載の動力出力装置。
【請求項１５】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記電動機の回転数を小さくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには、前記現在回転数が小さくなるときには該現在回転数を制御用回転数に設定し、前記現在回転数が小さくならないときには該現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定する手段である請求項１４記載の動力出力装置。
【請求項１６】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記電動機の回転数を大きくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには、前記現在回転数が大きくなるときには該現在回転数を制御用回転数に設定し、前記現在回転数が大きくならないときには該現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定する手段である請求項１４または１５記載の動力出力装置。
【請求項１７】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし１６いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１８】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項１ないし１６いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１９】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
前記前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御し、前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の動力出力装置であって、
前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段を備え、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第１の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第２の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項２１】
請求項１９記載の動力出力装置であって、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときに前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定する現在回転数推定手段と、
前記通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項２２】
請求項１ないし２１いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
【請求項２３】
請求項２ないし８，１７，１８，２０いずれか記載の動力出力装置と、
前記駆動軸に接続された車軸に連結された駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
を備え、
前記入出力許容範囲設定手段は、前記スリップ検出手段によりスリップが検出された状態を含むスリップ検出状態のときに前記非通常駆動状態として前記入出力許容範囲を設定する手段である
自動車。
【請求項２４】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、（ａ）前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記電動機の駆動変化量が前記所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定し、
（ｂ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｃ）該設定した要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定した入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の動力出力装置の制御方法であって、
前記蓄電手段に入出力されている入出力電力を検出するステップを備え、
前記ステップ（ｃ）は、前記設定した要求動力に基づいて前記内燃機関の運転ポイントを設定すると共に前記設定した要求動力と前記設定した内燃機関の運転ポイントと前記入出力許容範囲とに基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動指令を設定し、前記設定した運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した駆動指令に基づいて前記電力動力入出力手段と前記電動機とが駆動するよう制御するステップであり、
前記ステップ（ａ）は、前記蓄電手段の入出力制限と前記検出した入出力電力と前記設定した駆動指令から想定される前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される想定電力とに基づいて前記入出力許容範囲を設定するステップである
動力出力装置の制御方法。
【請求項２６】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記蓄電手段の電圧を検出し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには前記蓄電手段に許容される上下限の電圧として第１の目標上下限電圧を設定し、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには前記第１の目標上下限電圧とは異なる第２の目標上下限電圧を設定し、
（ｄ）前記通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第１の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記非通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第２の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【請求項２７】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記電動機の回転数である電動機回転数を検出し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには、前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定し、
（ｄ）前記変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて入出力許容範囲を設定し、
（ｅ）前記通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記非通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段を備え、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第１の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第２の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項３】
請求項２記載の動力出力装置であって、
前記蓄電手段に入出力されている入出力電力を検出する電力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記設定された要求動力に基づいて前記内燃機関の運転ポイントを設定すると共に前記設定された要求動力と前記設定された内燃機関の運転ポイントと前記入出力許容範囲とに基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動指令を設定し、前記設定した運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した駆動指令に基づいて前記電力動力入出力手段と前記電動機とが駆動するよう制御する手段であり、
前記入出力許容範囲設定手段は、前記蓄電手段の入出力制限と前記検出された入出力電力と前記設定された駆動指令から想定される前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される想定電力とに基づいて前記入出力許容範囲を設定する手段である
動力出力装置。
【請求項４】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記検出された入出力電力と前記想定される想定電力との偏差に対して前記第１の変化程度または前記第２の変化程度をもって変化処理を施して得られる電力を前記蓄電手段の入出力制限から減じることにより前記入出力許容範囲を設定する手段である請求項３記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記通常駆動状態のときには第１の時定数のなまし処理を用いて前記入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記第１の時定
数より小さな第２の時定数のなまし処理を用いて前記入出力許容範囲を設定する手段である請求項２ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記非通常駆動状態のときには前記電動機の駆動変化量に基づいて前記第２の変化程度を設定し、該設定された第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する手段である請求項２ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
請求項２ないし６いずれか記載の動力出力装置であって、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段を備え、
前記入出力許容範囲設定手段は、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときに前記非通常駆動状態として前記入出力許容範囲を設定する手段である
動力出力装置。
【請求項８】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態と該変速段の変更が終了してから所定時間経過するまでの状態とを前記変速段変更状態として前記入出力許容範囲を設定する手段である請求項７記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１記載の動力出力装置であって、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、
前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段に許容される上下限の電圧として第１の目標上下限電圧を設定し、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第１の目標上下限電圧とは異なる第２の目標上下限電圧を設定する目標上下限電圧設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第１の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第２の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項１０】
請求項９記載の動力出力装置であって、
前記目標上下限電圧設定手段は、前記通常駆動状態のときには第１の電圧を目標上限電圧として設定し、前記電動機の回転数を小さくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第１の電圧より低い第２の電圧を目標上限電圧として設定する手段であり、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第１の電圧が設定された目標上限電圧より高いときには該蓄電手段の電圧が該目標上限電圧以下となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第２の電圧が設定された目標上限電圧より高いときには該蓄電手段の電圧が該目標上限電圧以下となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された目標上限電圧より高いときには、該蓄電手段の電圧と該目標上限電圧との偏差に基づいて該偏差が打ち消され
る方向に制御する手段である請求項１０記載の動力出力装置。
【請求項１２】
請求項９ないし１１いずれか記載の動力出力装置であって、
前記目標上下限電圧設定手段は、前記通常駆動状態のときには第３の電圧を目標下限電圧として設定し、前記電動機の回転数を大きくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには前記第３の電圧より高い第４の電圧を目標下限電圧として設定する手段であり、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第３の電圧が設定された目標下限電圧より低いときには該蓄電手段の電圧が該目標下限電圧以上となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記検出された蓄電手段の電圧が前記第４の電圧が設定された目標下限電圧より低いときには該蓄電手段の電圧が該目標下限電圧以上となるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項１３】
請求項１記載の動力出力装置であって、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときに前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定する現在回転数推定手段と、
前記通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項１４】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記非通常駆動状態のときには、前記推定された現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定し、該設定した制御用回転数に基づいて前記入出力許容範囲を設定する手段である請求項１３記載の動力出力装置。
【請求項１５】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記電動機の回転数を小さくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには、前記現在回転数が小さくなるときには該現在回転数を制御用回転数に設定し、前記現在回転数が小さくならないときには該現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定する手段である請求項１４記載の動力出力装置。
【請求項１６】
前記入出力許容範囲設定手段は、前記電動機の回転数を大きくする変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときには、前記現在回転数が大きくなるときには該現在回転数を制御用回転数に設定し、前記現在回転数が大きくならないときには該現在回転数に対してヒステリシスをもって制御用回転数を設定する手段である請求項１４または１５記載の動力出力装置。
【請求項１７】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし１６いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１８】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項１ないし１６いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１９】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
前記前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記電動機の通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御し、前記電動機の駆動変化量が所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記通常の駆動制御とは異なる前記電動機の非通常の駆動制御により前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の動力出力装置であって、
前記通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段を備え、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第１の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記入出力許容範囲設定手段により前記第２の変化程度をもって設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項２１】
請求項１９記載の動力出力装置であって、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む変速段変更状態のときを前記非通常駆動状態として該非通常駆動状態のときに前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定する現在回転数推定手段と、
前記通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて前記入出力許容範囲を設定する入出力許容範囲設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記通常の駆動制御として前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行し、前記非通常の駆動制御として前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電動機を駆動制御する制御を実行する手段である
動力出力装置。
【請求項２２】
請求項１ないし２１いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
【請求項２３】
請求項２ないし８，１７，１８，２０いずれか記載の動力出力装置と、
前記駆動軸に接続された車軸に連結された駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
を備え、
前記入出力許容範囲設定手段は、前記スリップ検出手段によりスリップが検出された状態を含むスリップ検出状態のときに前記非通常駆動状態として前記入出力許容範囲を設定する手段である
自動車。
【請求項２４】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、（ａ）前記電動機の駆動変化量が所定変化量未満となる通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて第１の変化程度をもって前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記電動機の駆動変化量が前記所定変化量以上となる状態を含む非通常駆動状態のときには前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記第１の変化程度より大きな第２の変化程度をもって前記入出力許容範囲を設定し、
（ｂ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｃ）該設定した要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定した入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の動力出力装置の制御方法であって、
前記蓄電手段に入出力されている入出力電力を検出するステップを備え、
前記ステップ（ｃ）は、前記設定した要求動力に基づいて前記内燃機関の運転ポイントを設定すると共に前記設定した要求動力と前記設定した内燃機関の運転ポイントと前記入出力許容範囲とに基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動指令を設定し、前記設定した運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した駆動指令に基づいて前記電力動力入出力手段と前記電動機とが駆動するよう制御するステップであり、
前記ステップ（ａ）は、前記蓄電手段の入出力制限と前記検出した入出力電力と前記設定した駆動指令から想定される前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される想定電力とに基づいて前記入出力許容範囲を設定するステップである
動力出力装置の制御方法。
【請求項２６】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記蓄電手段の電圧を検出し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには前記蓄電手段に許容される上下限の電圧として第１の目標上下限電圧を設定し、前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには前記第１の目標上下限電圧とは異なる第２の目標上下限電圧を設定し、
（ｄ）前記通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第１の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記非通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された第２の目標上下限電圧の範囲内となるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【請求項２７】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記電動機の回転数である電動機回転数を検出し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速段を変更している状態を含む非通常駆動状態のときには、前記検出された電動機回転数に基づいて現在の電動機の回転数である現在回転数を推定し、
（ｄ）前記変速伝達手段の変速段を変更していない通常駆動状態のときには前記検出された電動機回転数に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力が許容される入出力許容範囲を設定し、前記非通常駆動状態のときには前記推定された現在回転数に基づいて入出力許容範囲を設定し、
（ｅ）前記通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された電動機回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記非通常駆動状態のときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記推定された現在回転数に基づいて設定された入出力許容範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２６０５２９（Ｐ２００８−２６０５２９Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３５８２４（Ｐ２００８−１３５８２４）
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【分割の表示】特願２００５−９８５４１（Ｐ２００５−９８５４１）の分割
【原出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【分割の表示】特願２００５−９８５４１（Ｐ２００５−９８５４１）の分割
【原出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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