動力出力装置およびその制御方法並びに車両
【課題】フューエルカットに拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングする。
【解決手段】エンジンをモータリングする際には、フューエルカットしていないときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料供給時用マップ（Ｓ１３０）を用いて設定すると共にフィードバック項のゲインｋ１，ｋ２として燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１（Ｓ１４０）を用いてモータトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、フューエルカットしているときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料カット時用マップ（Ｓ１５０）を用いて設定すると共にフィードバック項のゲインｋ１，ｋ２として燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２（Ｓ１６０）を用いてモータトルク指令Ｔｍ１＊を設定して、エンジンをモータリングする。これにより、フューエルカットの有無に拘わらず、安定した回転数でエンジンをモータリングすることができる。
【解決手段】エンジンをモータリングする際には、フューエルカットしていないときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料供給時用マップ（Ｓ１３０）を用いて設定すると共にフィードバック項のゲインｋ１，ｋ２として燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１（Ｓ１４０）を用いてモータトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、フューエルカットしているときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料カット時用マップ（Ｓ１５０）を用いて設定すると共にフィードバック項のゲインｋ１，ｋ２として燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２（Ｓ１６０）を用いてモータトルク指令Ｔｍ１＊を設定して、エンジンをモータリングする。これにより、フューエルカットの有無に拘わらず、安定した回転数でエンジンをモータリングすることができる。
【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その制御方法並びに車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、内燃機関と、内燃機関の出力軸と車軸側とにキャリアとリングギヤとが接続された三軸式動力入出力装置と、三軸式動力入出力装置のサンギヤに接続された第一のモータジェネレータと、車軸側に接続された第二のモータジェネレータと、第一のモータジェネレータおよび第二のモータジェネレータと電力のやりとりが可能なバッテリと、を備え、内燃機関の排気系に配置された触媒装置が設定温度以上のときには内燃機関のフューエルカットを禁止して第一のモータジェネレータを発電機として作動させてバッテリを充電する車載用のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、バッテリの充電量が設定値に達したときには、第一のモータジェネレータを発電機としての作動を停止して内燃機関のフューエルカットを開始したり、内燃機関への吸入空気量を機関停止しない最小量として内燃機関を運転したりしている。
【特許文献１】特開２００４−３４０１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の動力出力装置と同様の構成では、第一のモータジェネレータにより内燃機関をモータリングしようとするときに、第一のモータジェネレータを内燃機関の回転数に基づいてフィードバック制御すると、内燃機関の排気系に配置された触媒装置の温度などによって内燃機関のフューエルカットが禁止されていたり許可されていたりするため、内燃機関への燃料噴射と点火の有無によって安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができない場合が生じる。特に、内燃機関のフューエルカットが禁止されている状態からフューエルカットが許可されたときには内燃機関の運転状態の急変に伴ってモータリングしている内燃機関の回転数が変化してしまう。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、内燃機関への燃料噴射の有無に拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングすることを目的とする。
【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その制御方法並びに車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
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、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには前記検出された回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには前記検出された回転数に対して前記第１の関係より前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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】
この本発明の動力出力装置では、内燃機関をモータリングする指示がなされたときには、内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に駆動軸に要求される要求駆動力に基づく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し、内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係より電力動力入出力手段から出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に要求駆動力に基づく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。即ち、内燃機関への燃料噴射と点火の有無によって制御量を変えて内燃機関をモータリングするのである。これにより、内燃機関への燃料噴射と点火の有無に拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができる。もとより、要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。ここで、「動力」は、回転数とトルクの積として表わされるものであり、同一の回転数のときや同一の回転数とみなされるときには、動力はトルクと同意となる。したがって、回転系に対して動力を入出力することはトルクを作用させることと同意となる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力する動力の制御としてフィードフォワード項を含む制御を実行する手段であり、前記第１の関係および前記第２の関係は前記フィードフォワード項に対する前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を含む関係である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関への燃料噴射と点火の有無をフィードフォワード項に反映して電力動力入出力手段を制御することができ、内燃機関への燃料噴射と点火の有無に拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができる。
【０００９】
こうした内燃機関への燃料噴射と点火の有無をフィードフォワード項に反映する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記第１の関係における前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を示す第１のマップと前記第２の関係における前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を示す第２のマップとから得られるフィードフォワード項を制御量の一つとして用いて制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、迅速な制御を行なうことができる。
【００１０】
また、内燃機関への燃料噴射と点火の有無をフィードフォワード項に反映する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力する動力の制御としてフィードバック項を含む制御を実行する手段であり、前記第１の関係および前記第２の関係は、前記フィードバック項におけるゲインを含む関係である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関への燃料噴射と点火の有無をフィードバック項にも反映して電力動力入出力手段を制御することができ、内燃機関への燃料噴射と点火の有無に拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができる。
【００１１】
本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、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、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、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取りが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには前記検出された回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには前記検出された回転数に対して前記第１の関係より前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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。
【００１３】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関への燃料噴射と点火の有無に拘わらず安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができる効果や要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、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取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、
前記内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには前記内燃機関の回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆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、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには前記内燃機関の回転数に対して前記第１の関係より前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記要求駆動力に基づく駆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、
ことを特徴とする。
【００１５】
本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関をモータリングする指示がなされたときには、内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に駆動軸に要求される要求駆動力に基づく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し、内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係より電力動力入出力手段から出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に要求駆動力に基づく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。即ち、内燃機関への燃料噴射と点火の有無によって制御量を変えて内燃機関をモータリングするのである。これにより、内燃機関への燃料噴射と点火の有無に拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができる。もとより、要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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】
【００１７】
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、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５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。
【００１８】
エンジン２２は、例えば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可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１９】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２０】
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を介して減速ギヤ３５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６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも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のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。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、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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２２】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２をモータリングしているときの動作について説明する。図３は、エンジン２２をモータリングしているときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータリング時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。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。
【００２６】
モータリング時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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、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。また、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、図示しないモータリング時のエンジン目標回転数設定処理によりアクセル開度Ａｃｃや車速Ｖなどによって設定されたものを入力するものとした。なお、このエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、エンジン２２の燃料カット（フューエルカット）が禁止されているときには、エンジン２２が失火しないようにエンジン２２の回転数Ｎｅが徐々に変化するように設定される。
【００２７】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。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。
【００２８】
続いて、エンジン２２の燃料カットを実行しているか否かを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２の燃料カットが行なわれていないとき、即ち、エンジン２２への燃料噴射と点火とが行なわれているときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するときに用いる次式（１）で示される関係式におけるフィードフォワード項ＦＦ（右辺第１項）を設定するための実行用マップとして燃料供給時用マップを設定すると共に（ステップＳ１３０）、この関係式におけるフィードバック項（右辺第２項および右辺第３項）におけるゲインｋ１，ｋ２に燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１を設定し（ステップＳ１４０）、エンジン２２の燃料カットが行なわれているときにはフィードフォワード項ＦＦを設定するための実行用マップとして燃料カット時用マップを設定すると共に（ステップＳ１５０）、フィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２に燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、式（１）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、右辺第１項は、フィードフォワード項，右辺第２項はフィードバック項における比例項、右辺第３項はフィードバック項における積分項である。フィードフォワード項ＦＦは、実施例では、エンジン２２を定常的にモータリングするのに必要なトルクとして設定されるものであり、エンジン２２の回転数Ｎｅに対してクランクシャフト２６に作用させるトルクをＴｃとすると共に動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングリヤの歯数）をρとすると、−ρ・Ｔｃ／（１＋ρ）として計算される。燃料供給時用マップと燃料カット時用マップの一例を図５に示す。燃料供給時用マップは、エンジン２２が少なくとも失火しない程度に燃料供給と点火が行なわれているため、エンジン２２の回転数Ｎｅに対して比較的小さなトルクでエンジン２２をモータリングすることができるから、フィードフォワード項ＦＦとしては負側に比較的小さな値が設定されることになる。一方、燃料カット時用マップは、エンジン２２への燃料供給が行なわれていないため、エンジン２２の回転数Ｎｅに対して燃料供給時よりは大きなトルクでエンジン２２をモータリングする必要があるため、フィードフォワード項ＦＦとしては燃料供給時用マップのときより負側に大きな値が設定されることになる。なお、何れのマップもエンジン２２の回転数Ｎｅが大きくなるほどモータリングに必要なトルクは大きくなるから、フィードフォワード項ＦＦも負側に大きな値となる。なお、燃料供給時用マップと燃料カット時用マップは、実験などによりエンジン２２の回転数Ｎｅとフィードフォワード項ＦＦとの関係を予め求めて各々のマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておくものとした。また、フィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２として設定される燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１や燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２は、エンジン２２やモータＭＧ１，動力分配統合機構３０のギヤ比ρなどにより求めることができ、燃料供給時や燃料カット時にエンジン２２をモータリングするのに必要なトルクを考慮すれば、燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１は燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２より小さな値となる。
【００２９】
Tm1*=FF+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (1)
【００３０】
こうして実行用マップとフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２とを設定すると、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと設定した実行用マップとを用いてフィードフォワード項ＦＦを設定し（ステップＳ１７０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（２）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に設定したフィードフォワード項ＦＦとフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２と計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とを用いて上述の式（１）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１８０）。ここで、フィードフォワード項ＦＦの設定は、実施例では、実行用マップとして設定された燃料供給時用マップまたは燃料カット時用マップから入力したエンジン２２の回転数Ｎｅに対応するフィードフォワード項ＦＦを導出することにより行なうものとした。また、式（２）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２をモータリングしている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（２）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。
【００３１】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (2)
【００３２】
続いて、要求トルクＴｒ＊にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えこれを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令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で割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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算し（ステップＳ２００）、計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ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Ｓ２１０）。
【００３３】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
【００３４】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２２０）、モータリング時駆動制御ルーチンを終了する。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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、燃料カットを実行していないときにはエンジン２２が失火しない程度に運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行ない、燃料カットを実行しているときには吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を停止する。このように制御することにより、エンジン２２を安定した回転数でモータリングしながら要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２からトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に相当するトルクを出力することは、その回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を乗じれば動力を出力することになるから、トルクの出力は動力の出力に相当するものとなる。
【００３５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２をモータリングする際に、エンジン２２への燃料カットを実行していないときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するときに用いる関係式におけるフィードフォワード項ＦＦを燃料供給時用マップを用いて設定すると共にこの関係式におけるフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２として燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してエンジン２２をモータリングし、エンジン２２の燃料カットが行なわれているときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料供給時用マップより負側に大きく設定される燃料カット時用マップを用いて設定すると共にフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２として燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１より大きな燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してエンジン２２をモータリングするから、エンジン２２への燃料カットを実行していないときでもエンジン２２への燃料カットを実行しているときでも安定した回転数でエンジン２２をモータリングすることができる。特に、エンジン２２をモータリングしている最中にエンジン２２への燃料カットを実行していない状態からエンジン２２への燃料カットを実行する状態に切り替わっても、切り替わった時点でフィードフォワード項ＦＦやフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２も切り替えるから、切り替えの前後を含めて安定した回転数でエンジン２２をモータリングすることができる。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をモータリングする際には、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する際に上述した式（１）で示されるフィードバック制御における関係式を用いたが、エンジン２２への燃料カットを実行していないときとエンジン２２への燃料カットを実行するときとで制御量を変更すればよいから、式（１）とは異なる関係式を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしても構わない。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をモータリングする際には、エンジン２２への燃料カットを実行していないときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料供給時用マップを用いて設定すると共にフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２として燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、エンジン２２の燃料カットが行なわれているときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料カット時用マップを用いて設定すると共にフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２として燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、フィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２についてはエンジン２２への燃料カットを実行していないときでもエンジン２２への燃料カットを実行するときでも同一の値を用いるものとしても構わない。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をモータリングする際には、エンジン２２への燃料カットを実行していないときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料供給時用マップを用いて設定し、エンジン２２の燃料カットが行なわれているときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料カット時用マップを用いて設定するものとしたが、こうしたマップを用いずにフィードフォワード項ＦＦを設定するものとしても構わない。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂ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８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂ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を備えるものとしてもよい。
【００４２】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４３】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、クランクポジションセンサ１４０とこのクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅも演算するエンジンＥＣＵ２４とが「回転数検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図３のモータリング時駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、エンジン２２をモータリングする際に、エンジン２２への燃料カットを実行していないときには、燃料供給時用マップに基づくフィードフォワード項ＦＦと燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１からなるフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し、エンジン２２への燃料カットを実行しているときには、燃料カット時用マップに基づくフィードフォワード項ＦＦと燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２からなるフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図３のモータリング時駆動制御ルーチンのステップＳ１２０〜Ｓ２２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と燃料カットを実行していないときにはエンジン２２が失火しない程度に運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行ない、燃料カットを実行しているときには吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を停止するエンジンＥＣＵ２４とが「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。また、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるものではなく、駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「回転数検出手段」としては、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅも演算するものに限定されるものではなく、クランクシャフト２６に直接取り付けられる回転数センサとしたり、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とから動力分配統合機構３０のギヤ比ρを考慮して演算するものとするなど、内燃機関の回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２をモータリングする際に、エンジン２２への燃料カットを実行していないときには、燃料供給時用マップに基づくフィードフォワード項ＦＦと燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１からなるフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、エンジン２２への燃料カットを実行しているときには、燃料カット時用マップに基づくフィードフォワード項ＦＦと燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２からなるフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、フィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２についてはエンジン２２への燃料カットを実行していないときでもエンジン２２への燃料カットを実行するときでも同一の値を用いるものとしたり、燃料供給時用マップや燃料カット時用マップを用いずにフィードフォワード項ＦＦを設定するものとしたりするなど、内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に要求駆動力に基づく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し、内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係より電力動力入出力手段から出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に要求駆動力に基づく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ものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２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用電子制御ユニット７０により実行されるモータリング時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図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】燃料供給時用マップと燃料カット時用マップの一例を示す説明図である。
【図６】エンジン２２をモータリングしている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】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８】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】
【００４７】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、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、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、内燃機関と、内燃機関の出力軸と車軸側とにキャリアとリングギヤとが接続された三軸式動力入出力装置と、三軸式動力入出力装置のサンギヤに接続された第一のモータジェネレータと、車軸側に接続された第二のモータジェネレータと、第一のモータジェネレータおよび第二のモータジェネレータと電力のやりとりが可能なバッテリと、を備え、内燃機関の排気系に配置された触媒装置が設定温度以上のときには内燃機関のフューエルカットを禁止して第一のモータジェネレータを発電機として作動させてバッテリを充電する車載用のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、バッテリの充電量が設定値に達したときには、第一のモータジェネレータを発電機としての作動を停止して内燃機関のフューエルカットを開始したり、内燃機関への吸入空気量を機関停止しない最小量として内燃機関を運転したりしている。
【特許文献１】特開２００４−３４０１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の動力出力装置と同様の構成では、第一のモータジェネレータにより内燃機関をモータリングしようとするときに、第一のモータジェネレータを内燃機関の回転数に基づいてフィードバック制御すると、内燃機関の排気系に配置された触媒装置の温度などによって内燃機関のフューエルカットが禁止されていたり許可されていたりするため、内燃機関への燃料噴射と点火の有無によって安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができない場合が生じる。特に、内燃機関のフューエルカットが禁止されている状態からフューエルカットが許可されたときには内燃機関の運転状態の急変に伴ってモータリングしている内燃機関の回転数が変化してしまう。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、内燃機関への燃料噴射の有無に拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングすることを目的とする。
【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その制御方法並びに車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
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、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには前記検出された回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには前記検出された回転数に対して前記第１の関係より前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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】
この本発明の動力出力装置では、内燃機関をモータリングする指示がなされたときには、内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に駆動軸に要求される要求駆動力に基づく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し、内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係より電力動力入出力手段から出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に要求駆動力に基づく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。即ち、内燃機関への燃料噴射と点火の有無によって制御量を変えて内燃機関をモータリングするのである。これにより、内燃機関への燃料噴射と点火の有無に拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができる。もとより、要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。ここで、「動力」は、回転数とトルクの積として表わされるものであり、同一の回転数のときや同一の回転数とみなされるときには、動力はトルクと同意となる。したがって、回転系に対して動力を入出力することはトルクを作用させることと同意となる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力する動力の制御としてフィードフォワード項を含む制御を実行する手段であり、前記第１の関係および前記第２の関係は前記フィードフォワード項に対する前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を含む関係である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関への燃料噴射と点火の有無をフィードフォワード項に反映して電力動力入出力手段を制御することができ、内燃機関への燃料噴射と点火の有無に拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができる。
【０００９】
こうした内燃機関への燃料噴射と点火の有無をフィードフォワード項に反映する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記第１の関係における前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を示す第１のマップと前記第２の関係における前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を示す第２のマップとから得られるフィードフォワード項を制御量の一つとして用いて制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、迅速な制御を行なうことができる。
【００１０】
また、内燃機関への燃料噴射と点火の有無をフィードフォワード項に反映する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力する動力の制御としてフィードバック項を含む制御を実行する手段であり、前記第１の関係および前記第２の関係は、前記フィードバック項におけるゲインを含む関係である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関への燃料噴射と点火の有無をフィードバック項にも反映して電力動力入出力手段を制御することができ、内燃機関への燃料噴射と点火の有無に拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができる。
【００１１】
本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、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、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、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取りが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには前記検出された回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには前記検出された回転数に対して前記第１の関係より前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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。
【００１３】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関への燃料噴射と点火の有無に拘わらず安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができる効果や要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、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取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、
前記内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには前記内燃機関の回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆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、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには前記内燃機関の回転数に対して前記第１の関係より前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記要求駆動力に基づく駆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、
ことを特徴とする。
【００１５】
本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関をモータリングする指示がなされたときには、内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に駆動軸に要求される要求駆動力に基づく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し、内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係より電力動力入出力手段から出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に要求駆動力に基づく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。即ち、内燃機関への燃料噴射と点火の有無によって制御量を変えて内燃機関をモータリングするのである。これにより、内燃機関への燃料噴射と点火の有無に拘わらず、安定した回転数で内燃機関をモータリングすることができる。もとより、要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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】
【００１７】
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、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５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。
【００１８】
エンジン２２は、例えば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可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１９】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２０】
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を介して減速ギヤ３５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６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも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のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。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、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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２２】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２をモータリングしているときの動作について説明する。図３は、エンジン２２をモータリングしているときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータリング時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。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。
【００２６】
モータリング時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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、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。また、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、図示しないモータリング時のエンジン目標回転数設定処理によりアクセル開度Ａｃｃや車速Ｖなどによって設定されたものを入力するものとした。なお、このエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、エンジン２２の燃料カット（フューエルカット）が禁止されているときには、エンジン２２が失火しないようにエンジン２２の回転数Ｎｅが徐々に変化するように設定される。
【００２７】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。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。
【００２８】
続いて、エンジン２２の燃料カットを実行しているか否かを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２の燃料カットが行なわれていないとき、即ち、エンジン２２への燃料噴射と点火とが行なわれているときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するときに用いる次式（１）で示される関係式におけるフィードフォワード項ＦＦ（右辺第１項）を設定するための実行用マップとして燃料供給時用マップを設定すると共に（ステップＳ１３０）、この関係式におけるフィードバック項（右辺第２項および右辺第３項）におけるゲインｋ１，ｋ２に燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１を設定し（ステップＳ１４０）、エンジン２２の燃料カットが行なわれているときにはフィードフォワード項ＦＦを設定するための実行用マップとして燃料カット時用マップを設定すると共に（ステップＳ１５０）、フィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２に燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、式（１）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、右辺第１項は、フィードフォワード項，右辺第２項はフィードバック項における比例項、右辺第３項はフィードバック項における積分項である。フィードフォワード項ＦＦは、実施例では、エンジン２２を定常的にモータリングするのに必要なトルクとして設定されるものであり、エンジン２２の回転数Ｎｅに対してクランクシャフト２６に作用させるトルクをＴｃとすると共に動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングリヤの歯数）をρとすると、−ρ・Ｔｃ／（１＋ρ）として計算される。燃料供給時用マップと燃料カット時用マップの一例を図５に示す。燃料供給時用マップは、エンジン２２が少なくとも失火しない程度に燃料供給と点火が行なわれているため、エンジン２２の回転数Ｎｅに対して比較的小さなトルクでエンジン２２をモータリングすることができるから、フィードフォワード項ＦＦとしては負側に比較的小さな値が設定されることになる。一方、燃料カット時用マップは、エンジン２２への燃料供給が行なわれていないため、エンジン２２の回転数Ｎｅに対して燃料供給時よりは大きなトルクでエンジン２２をモータリングする必要があるため、フィードフォワード項ＦＦとしては燃料供給時用マップのときより負側に大きな値が設定されることになる。なお、何れのマップもエンジン２２の回転数Ｎｅが大きくなるほどモータリングに必要なトルクは大きくなるから、フィードフォワード項ＦＦも負側に大きな値となる。なお、燃料供給時用マップと燃料カット時用マップは、実験などによりエンジン２２の回転数Ｎｅとフィードフォワード項ＦＦとの関係を予め求めて各々のマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておくものとした。また、フィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２として設定される燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１や燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２は、エンジン２２やモータＭＧ１，動力分配統合機構３０のギヤ比ρなどにより求めることができ、燃料供給時や燃料カット時にエンジン２２をモータリングするのに必要なトルクを考慮すれば、燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１は燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２より小さな値となる。
【００２９】
Tm1*=FF+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (1)
【００３０】
こうして実行用マップとフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２とを設定すると、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと設定した実行用マップとを用いてフィードフォワード項ＦＦを設定し（ステップＳ１７０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（２）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に設定したフィードフォワード項ＦＦとフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２と計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とを用いて上述の式（１）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１８０）。ここで、フィードフォワード項ＦＦの設定は、実施例では、実行用マップとして設定された燃料供給時用マップまたは燃料カット時用マップから入力したエンジン２２の回転数Ｎｅに対応するフィードフォワード項ＦＦを導出することにより行なうものとした。また、式（２）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２をモータリングしている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（２）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。
【００３１】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (2)
【００３２】
続いて、要求トルクＴｒ＊にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えこれを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令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で割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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算し（ステップＳ２００）、計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ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Ｓ２１０）。
【００３３】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
【００３４】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２２０）、モータリング時駆動制御ルーチンを終了する。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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、燃料カットを実行していないときにはエンジン２２が失火しない程度に運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行ない、燃料カットを実行しているときには吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を停止する。このように制御することにより、エンジン２２を安定した回転数でモータリングしながら要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２からトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に相当するトルクを出力することは、その回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を乗じれば動力を出力することになるから、トルクの出力は動力の出力に相当するものとなる。
【００３５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２をモータリングする際に、エンジン２２への燃料カットを実行していないときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するときに用いる関係式におけるフィードフォワード項ＦＦを燃料供給時用マップを用いて設定すると共にこの関係式におけるフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２として燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してエンジン２２をモータリングし、エンジン２２の燃料カットが行なわれているときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料供給時用マップより負側に大きく設定される燃料カット時用マップを用いて設定すると共にフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２として燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１より大きな燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してエンジン２２をモータリングするから、エンジン２２への燃料カットを実行していないときでもエンジン２２への燃料カットを実行しているときでも安定した回転数でエンジン２２をモータリングすることができる。特に、エンジン２２をモータリングしている最中にエンジン２２への燃料カットを実行していない状態からエンジン２２への燃料カットを実行する状態に切り替わっても、切り替わった時点でフィードフォワード項ＦＦやフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２も切り替えるから、切り替えの前後を含めて安定した回転数でエンジン２２をモータリングすることができる。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をモータリングする際には、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する際に上述した式（１）で示されるフィードバック制御における関係式を用いたが、エンジン２２への燃料カットを実行していないときとエンジン２２への燃料カットを実行するときとで制御量を変更すればよいから、式（１）とは異なる関係式を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしても構わない。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をモータリングする際には、エンジン２２への燃料カットを実行していないときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料供給時用マップを用いて設定すると共にフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２として燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、エンジン２２の燃料カットが行なわれているときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料カット時用マップを用いて設定すると共にフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２として燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、フィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２についてはエンジン２２への燃料カットを実行していないときでもエンジン２２への燃料カットを実行するときでも同一の値を用いるものとしても構わない。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をモータリングする際には、エンジン２２への燃料カットを実行していないときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料供給時用マップを用いて設定し、エンジン２２の燃料カットが行なわれているときにはフィードフォワード項ＦＦを燃料カット時用マップを用いて設定するものとしたが、こうしたマップを用いずにフィードフォワード項ＦＦを設定するものとしても構わない。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂ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８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂ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を備えるものとしてもよい。
【００４２】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４３】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、クランクポジションセンサ１４０とこのクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅも演算するエンジンＥＣＵ２４とが「回転数検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図３のモータリング時駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、エンジン２２をモータリングする際に、エンジン２２への燃料カットを実行していないときには、燃料供給時用マップに基づくフィードフォワード項ＦＦと燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１からなるフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し、エンジン２２への燃料カットを実行しているときには、燃料カット時用マップに基づくフィードフォワード項ＦＦと燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２からなるフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図３のモータリング時駆動制御ルーチンのステップＳ１２０〜Ｓ２２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と燃料カットを実行していないときにはエンジン２２が失火しない程度に運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行ない、燃料カットを実行しているときには吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を停止するエンジンＥＣＵ２４とが「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。また、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるものではなく、駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「回転数検出手段」としては、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅも演算するものに限定されるものではなく、クランクシャフト２６に直接取り付けられる回転数センサとしたり、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とから動力分配統合機構３０のギヤ比ρを考慮して演算するものとするなど、内燃機関の回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２をモータリングする際に、エンジン２２への燃料カットを実行していないときには、燃料供給時用マップに基づくフィードフォワード項ＦＦと燃料供給時の値ｋ１１，ｋ２１からなるフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、エンジン２２への燃料カットを実行しているときには、燃料カット時用マップに基づくフィードフォワード項ＦＦと燃料カット時の値ｋ１２，ｋ２２からなるフィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、フィードバック項におけるゲインｋ１，ｋ２についてはエンジン２２への燃料カットを実行していないときでもエンジン２２への燃料カットを実行するときでも同一の値を用いるものとしたり、燃料供給時用マップや燃料カット時用マップを用いずにフィードフォワード項ＦＦを設定するものとしたりするなど、内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に要求駆動力に基づく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し、内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには内燃機関の回転数に対して第１の関係より電力動力入出力手段から出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて内燃機関がモータリングされると共に要求駆動力に基づく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ものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２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用電子制御ユニット７０により実行されるモータリング時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図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】燃料供給時用マップと燃料カット時用マップの一例を示す説明図である。
【図６】エンジン２２をモータリングしている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】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８】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】
【００４７】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、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、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、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。
【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、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには前記検出された回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには前記検出された回転数に対して前記第１の関係より前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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、
前記制御手段は、前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力する動力の制御としてフィードフォワード項を含む制御を実行する手段であり、
前記第１の関係および前記第２の関係は、前記フィードフォワード項に対する前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を含む関係である、
動力出力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の関係における前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を示す第１のマップと前記第２の関係における前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を示す第２のマップとから得られるフィードフォワード項を制御量の一つとして用いて制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の動力出力装置であって、
前記制御手段は、前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力する動力の制御としてフィードバック項を含む制御を実行する手段であり、
前記第１の関係および前記第２の関係は、前記フィードバック項におけるゲインを含む関係である、
動力出力装置。
【請求項５】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５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車両。
【請求項７】
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、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取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、
前記内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには前記内燃機関の回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆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、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには前記内燃機関の回転数に対して前記第１の関係より前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記要求駆動力に基づく駆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、
ことを特徴と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、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには前記検出された回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには前記検出された回転数に対して前記第１の関係より前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆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、
前記制御手段は、前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力する動力の制御としてフィードフォワード項を含む制御を実行する手段であり、
前記第１の関係および前記第２の関係は、前記フィードフォワード項に対する前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を含む関係である、
動力出力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の関係における前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を示す第１のマップと前記第２の関係における前記出力軸の回転数に対する前記出力軸に出力すべきトルクとの関係を示す第２のマップとから得られるフィードフォワード項を制御量の一つとして用いて制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の動力出力装置であって、
前記制御手段は、前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力する動力の制御としてフィードバック項を含む制御を実行する手段であり、
前記第１の関係および前記第２の関係は、前記フィードバック項におけるゲインを含む関係である、
動力出力装置。
【請求項５】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５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車両。
【請求項７】
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、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取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、
前記内燃機関をモータリングする指示がなされたとき、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なってモータリングするときには前記内燃機関の回転数に対して第１の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆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、前記内燃機関における燃料噴射および点火を行なわずにモータリングするときには前記内燃機関の回転数に対して前記第１の関係より前記電力動力入出力手段から前記出力軸に出力される動力が小さくなる第２の関係を用いて得られる制御量を用いて前記内燃機関がモータリングされると共に前記要求駆動力に基づく駆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、
ことを特徴と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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２４７２０７（Ｐ２００８−２４７２０７Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９１１３７（Ｐ２００７−９１１３７）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【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１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【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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