動力出力装置およびその制御方法並びに車両
【課題】内燃機関の燃料カット時や始動の際の初爆時などに蓄電装置が過大な電力によって充放電されるのを抑制すると共にその際に生じ得るトルクショックを抑制する。
【解決手段】燃料カットや初爆のときには、モータリング用のトルクＴｍ１ｔｍｐを駆動軸出力トルクの総和が値０〜要求トルクＴｒ＊の範囲内かつバッテリ入出力電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内である関係から求めたトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、燃料カットや初爆により駆動軸に作用するトルクＴｃｕｔ，Ｔｅｘｐとした適合トルクＴｅｒａｊとトルク指令Ｔｍ１＊から計算された直達トルクＴｅｒをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとバッテリ余裕電力αから得られる直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘで制限したトルクと要求トルクＴｒ＊からモータトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（Ｓ２００〜Ｓ２６０）。
【解決手段】燃料カットや初爆のときには、モータリング用のトルクＴｍ１ｔｍｐを駆動軸出力トルクの総和が値０〜要求トルクＴｒ＊の範囲内かつバッテリ入出力電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内である関係から求めたトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、燃料カットや初爆により駆動軸に作用するトルクＴｃｕｔ，Ｔｅｘｐとした適合トルクＴｅｒａｊとトルク指令Ｔｍ１＊から計算された直達トルクＴｅｒをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとバッテリ余裕電力αから得られる直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘで制限したトルクと要求トルクＴｒ＊からモータトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（Ｓ２００〜Ｓ２６０）。
【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、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に車軸側の駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに動力を入出力するモータＭＧ１と、駆動軸に動力を入出力するモータＭＧ２と、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、エンジンへの燃料供給を停止する燃料カットを行なうときには、エンジンの回転数に応じた山形トルクをモータＭＧ２から出力することにより、エンジンの燃料カットに伴って駆動軸に生じ得るトルクショックを打ち消している。
【特許文献１】特開平１０−２４８１１４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では、駆動軸への動力の出力の状態やバッテリの状態，モータＭＧ２から出力する山形トルクの大きさなどにもよるが、エンジンの燃料カットの際にモータＭＧ２から山形トルクを出力することにより、バッテリから過大な電力を放電するときが生じる。
【０００４】
こうしたエンジンの燃料カットとの場合とは逆に、エンジンを始動する際には、その初爆のタイミングで初爆に伴って駆動軸に出力されるトルクを打ち消すようモータＭＧ２からトルクを出力する場合には、バッテリを過大な電力で充電してしまうことが生じる。
【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、内燃機関の燃料カット時や内燃機関の始動時における初爆時などの内燃機関の運転状態の急変に伴って二次電池などの蓄電装置が過大な電力によって充放電されるの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その制御方法並びに車両は、内燃機関の燃料カット時や内燃機関の始動時における初爆時などの内燃機関の運転状態の急変時に生じ得るトルクショック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】
【０００６】
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。
【０００７】
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トルクを入出力する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、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
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、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記検出された前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された前記電動機回転数と前記設定された要求トルクと前記設定された入出力制限とを用いて前記電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定する駆動制限設定手段と、
前記設定された駆動制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、
前記設定された駆動制限と前記蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定するトルク制限設定手段と、
前記電力動力入出力手段を前記目標駆動状態で駆動したときに前記駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと前記内燃機関の運転状態の変更に伴って前記駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを前記設定されたトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび前記設定された要求トルクに基づいて前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定する目標電動機トルク設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され、前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動され、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう、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。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、駆動軸に要求される要求トルクに基づいて内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、電力動力入出力手段の駆動状態と電動機の回転数と要求トルクと蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限とを用いて電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定すると共に設定した駆動制限の範囲内で設定した目標運転ポイントで内燃機関を運転するよう電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定する。続いて、設定した駆動制限と蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定すると共に電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと内燃機関の運転状態の変更に伴って駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを設定したトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび要求トルクに基づいて蓄電手段の入出力制限の範囲内で電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定する。そして、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転され、設定した目標駆動状態で電力動力入出力手段が駆動され、設定した目標電動機トルクが電動機から出力されるよう、内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように、電力動力入出力手段の目標駆動状態での駆動と内燃機関の運転状態の変更とを考慮して計算される駆動軸に出力される駆動軸作用トルクを、電力動力入出力手段の駆動制限と蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づくトルク制限で制限して制限後トルクを求め、この制限後トルクと要求トルクとから電動機の目標電動機トルクを設定するから、内燃機関の運転状態の変更の際にも蓄電手段の入出力制限から余裕電力まで超過する範囲内で制御することができる。これにより、入出力制限から余裕電力を超える過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。また、内燃機関の運転状態の変更を加味して電動機目標トルクを設定するから、内燃機関の運転状態の変更に伴って生じ得るトルクショックを抑制することができる。もとより、蓄電手段の入出力制限から余裕電力までの範囲内で要求トルクを駆動軸に出力することができる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記駆動制限設定手段は、前記駆動軸に出力されるトルクが値０から前記設定された要求トルクまでの範囲内となる関係と、前記電力動力入出力手段から入出力される電力と前記電動機から入出力される電力との和が前記設定された入出力制限の範囲内となる関係と、に基づいて前記駆動制限を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記余裕電力は、所定時間内であれば前記設定された入出力制限を超えて前記蓄電手段を充放電しても該蓄電手段の性能に悪影響を与えない程度の超過分の電力であるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記目標電動機トルク設定手段は、前記要求トルクから前記制限後トルクを減じて得られるトルクを更に前記設定された入出力制限で制限して前記目標電動機トルクを設定する手段であるものとすることもできる。また、前記目標駆動状態作用トルクは、前記出力軸と前記駆動軸との回転数変化がないとしたときに計算上として前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクに対して前記出力軸と前記駆動軸との回転数変化を考慮した係数を用いて得られるトルクであるものとすることもできる。
【００１２】
あるいは、本発明の動力出力装置において、前記運転状態変更作用トルクは、前記内燃機関を始動するときの初爆に基づいて前記駆動軸に作用するとして設定されたトルクであるものとすることもできる。また、前記運転状態変更作用トルクは、前記内燃機関への燃料供給の停止に基づいて前記駆動軸に作用するとして設定されたトルクであるものとすることもできる。この他、運転状態変更作用トルクとしては、排気を吸気系に供給する装置においては排気の吸気系への供給を開始する際に駆動軸に作用するとして設定されたトルクや排気の吸気系への供給を停止する際に駆動軸に作用するとして設定されたトルクなどを用いるものとすることもできる。
【００１３】
また、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、動力を入出力可能な発電機と、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、を備える手段であり、前記駆動状態検出手段は前記発電機の回転数である発電機回転数を検出する手段であり、前記目標運転ポイント設定手段は前記内燃機関を運転すべき目標回転数と前記内燃機関から出力すべき目標トルクとを前記目標運転ポイントとして設定する手段であり、前記駆動制限設定手段は前記発電機から出力してもよいトルクの範囲の上下限としての発電機トルク制限を前記駆動制限として設定する手段であり、前記目標駆動状態設定手段は、前記内燃機関が前記設定された目標回転数で回転するよう前記発電機から出力すべきトルクの目標値である目標発電機トルクを前記目標駆動状態として設定する手段であり、前記制御手段は、前記設定された目標トルクが前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御し、前記設定された目標発電機トルクが前記発電機から出力されるよう該発電機を制御し、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１４】
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トルクを入出力する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、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、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、前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、前記検出された前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された前記電動機回転数と前記設定された要求トルクと前記設定された入出力制限とを用いて前記電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定する駆動制限設定手段と、前記設定された駆動制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、前記設定された駆動制限と前記蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定するトルク制限設定手段と、前記電力動力入出力手段を前記目標駆動状態で駆動したときに前記駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと前記内燃機関の運転状態の変更に伴って前記駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを前記設定されたトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび前記設定された要求トルクに基づいて前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定する目標電動機トルク設定手段と、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され、前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動され、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう、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。
【００１５】
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、入出力制限から余裕電力を超える過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる効果や内燃機関の運転状態の変更に伴って生じ得るトルクショックを抑制することができる効果、蓄電手段の入出力制限から余裕電力までの範囲内で要求トルク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。
【００１６】
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トルクを入出力する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、前記駆動軸に動力を出力す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トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、
（ｂ）前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記電動機の回転数と前記要求トルクと前記蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限とを用いて前記電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定し、
（ｃ）前記設定した駆動制限の範囲内で前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定し、
（ｄ）前記設定した駆動制限と前記蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定し、
（ｅ）前記電力動力入出力手段を前記目標駆動状態で駆動したときに前記駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと前記内燃機関の運転状態の変更に伴って前記駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを前記設定したトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび前記要求トルクに基づいて前記入出力制限の範囲内で前記電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定し、
（ｆ）前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され、前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動され、前記設定した目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう、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、
ことを要旨とする。
【００１７】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、駆動軸に要求される要求トルクに基づいて内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、電力動力入出力手段の駆動状態と電動機の回転数と要求トルクと蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限とを用いて電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定すると共に設定した駆動制限の範囲内で設定した目標運転ポイントで内燃機関を運転するよう電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定する。続いて、設定した駆動制限と蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定すると共に電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと内燃機関の運転状態の変更に伴って駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを設定したトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび要求トルクに基づいて蓄電手段の入出力制限の範囲内で電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定する。そして、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転され、設定した目標駆動状態で電力動力入出力手段が駆動され、設定した目標電動機トルクが電動機から出力されるよう、内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように、電力動力入出力手段の目標駆動状態での駆動と内燃機関の運転状態の変更とを考慮して計算される駆動軸に出力される駆動軸作用トルクを、電力動力入出力手段の駆動制限と蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づくトルク制限で制限して制限後トルクを求め、この制限後トルクと要求トルクとから電動機の目標電動機トルクを設定するから、内燃機関の運転状態の変更の際にも蓄電手段の入出力制限から余裕電力まで超過する範囲内で制御することができる。これにより、入出力制限から余裕電力を超える過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。また、内燃機関の運転状態の変更を加味して電動機目標トルクを設定するから、内燃機関の運転状態の変更に伴って生じ得るトルクショックを抑制することができる。もとより、蓄電手段の入出力制限から余裕電力までの範囲内で要求トルクを駆動軸に出力することができる。
【００１８】
こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ｂ）は、前記駆動軸に出力されるトルクが値０から前記要求トルクまでの範囲内となる関係と、前記電力動力入出力手段から入出力される電力と前記電動機から入出力される電力との和が前記入出力制限の範囲内となる関係と、に基づいて前記駆動制限を設定するステップであるものとすることもできる。また、前記余裕電力は、所定時間内であれば前記設定された入出力制限を超えて前記蓄電手段を充放電しても該蓄電手段の性能に悪影響を与えない程度の超過分の電力であるものとすることもできる。
【００１９】
また、本発明の動力出力装置の制御方法において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、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、を備える手段であり、前記電力動力入出力手段の駆動状態は、前記発電機の回転数である発電機回転数であり、前記ステップ（ａ）は、前記内燃機関を運転すべき目標回転数と前記内燃機関から出力すべき目標トルクとを前記目標運転ポイントとして設定するステップであり、前記ステップ（ｂ）は、前記発電機から出力してもよいトルクの範囲の上下限としての発電機トルク制限を前記駆動制限として設定するステップであり、前記ステップ（ｃ）は、前記内燃機関が前記設定された目標回転数で回転するよう前記発電機から出力すべきトルクの目標値である目標発電機トルクを前記目標駆動状態として設定するステップであり、前記ステップ（ｆ）は、前記設定された目標トルクが前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御し、前記設定された目標発電機トルクが前記発電機から出力されるよう該発電機を制御し、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御するステップである、ものとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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の燃料カットするときやエンジン２２の始動時の初爆のタイミングのときの動作について説明する。図５は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。
【００３０】
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，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。
【００３１】
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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（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６に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルク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との和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋｖを乗じること（Ｎｒ＝ｋｖ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。
【００３２】
続いて、エンジン２２の運転状態を判定する（ステップＳ１２０）。エンジン２２の運転状態としては、負荷運転の状態、燃料噴射しながらモータリングしている状態、燃料カットしながらモータリングしている状態、始動している最中の状態、運転停止している状態がある。本発明は、エンジン２２の運転状態が急変するとき、特に燃料カットするときや始動時の初爆のタイミングのときの動作を考えているから、エンジン２２が運転停止している状態は本発明の中核をなさないため、詳細な説明は省略する。以下、まず、通常の負荷運転をしているときを説明し、その後、モータリングの最中に燃料カットするときについて説明し、最後に始動時の初爆のタイミングのときについて説明する。
【００３３】
エンジン２２を負荷運転しているときには、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００３４】
次に、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（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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１４０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力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８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２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（１）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。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３６】
続いて、次式（３）および式（４）を共に満たすようモータＭＧ１からトルクを出力してもよい上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ１８０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐを式（５）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップ１９０）。ここで、式（３）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸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（４）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９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。
【００３７】
0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr* (3)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)
【００３８】
次に、エンジン２２の始動時における初爆のタイミングであるか或いはエンジン２２をモータリングしている最中における燃料カットのタイミングであるか否かを判定し（ステップＳ２００）、判定結果に基づいて適合トルクＴｅｒａｊを設定する（ステップＳ２１０〜Ｓ２３０）。ここで、初爆のタイミングであるか否かについては、実施例では、エンジン２２の始動時にエンジン２２をモータリングをしてその回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆに至ったときにエンジンＥＣＵ２４により燃料噴射制御と点火制御とが開始されるから、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆに至るタイミングとして判定することができる。また、燃料カットのタイミングであるか否かについては、実施例では、エンジンＥＣＵ２４からハイブリッド用電子制御ユニット７０に対して燃料カットする直前に燃料カットを実行する旨の制御信号を送信するから、この制御信号を受信しているか否かにより判定することができる。適合トルクＴｅｒａｊは、エンジン２２の始動時における初爆やエンジン２２をモータリングしている最中における燃料カットにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとして設定されるものであり、実験などにより求めることができる。いま、エンジン２２を負荷運転しているときを考えているから、初爆のタイミングでも燃料カットのタイミングでもないと判定され、ステップＳ２１０により値０が適合トルクＴｅｒａｊに設定される。
【００３９】
こうして適合トルクＴｅｒａｊを設定すると、設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と適合トルクＴｅｒａｊとを用いて動力分配統合機構３０を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクである直達トルクＴｅｒを次式（６）により計算する（２４０）。ここで、式（６）中の「ｋｉ」は、モータＭＧ１から出力されるトルクのうちエンジン２２の回転数変化やモータＭＧ１の回転数変化に用いられるトルクの割合であり、エンジン２２の回転数変化やモータＭＧ１の回転数変化によって求めることができる。定常状態であれば、エンジン２２もモータＭＧ１も回転数変化しないから、「ｋｉ」には値０が設定されることになる。
【００４０】
Ter=-Tm1*・(1-ki)/ρ+Teraj (6)
【００４１】
次に、式（３），（４）により求めたトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとバッテリ５０の余裕電力αとを用いて次式（７），（８）により直達トルクＴｅｒとしてバッテリ５０の性能上許容できる範囲の上下限としての直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定し（ステップＳ２５０）、式（９）に示すように、計算した直達トルクＴｅｒを直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘで制限して得られるトルク（制限後トルク）を要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２から出力すべき仮のトルクとしての仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定する（ステップＳ２６０）。ここで、バッテリ５０の余裕電力αは、バッテリ５０を充放電する電力が１００ｍｓｅｃや２００ｍｓｅｃ程度の短時間であれば入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを超えてもバッテリ５０に支障がない程度の超過分の電力であり、バッテリ５０の種類や容量などにより定めることができる。いま、負荷運転しているときを考えているから、適合トルクＴｅｒａｊには値０が設定されていること、直達トルクＴｅｒがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔによる制限を受けたモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊により設定されていること、とを考えると、直達トルクＴｅｒは制限を受けないものと同一の値となる。なお、式（７），（８）中の「ｋｉ」は、式（６）の「ｋｉ」と同一であり、モータＭＧ１から出力されるトルクのうちエンジン２２の回転数変化やモータＭＧ１の回転数変化に用いられるトルクの割合である。
【００４２】
Termin=-Tm1min(1-ki)/ρ-α/(Nm2/Gr) (7)
Termax=-Tm1max(1-ki)/ρ+α/(Nm2/Gr) (8)
Tm2tmp=[Tr*-max(min(Ter,Termax),Termin)]/Gr (9)
【００４３】
そして、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（１０）および式（１１）により計算すると共に（ステップＳ２７０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（１２）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Ｓ２８０）。
【００４４】
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (10)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (11)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (12)
【００４５】
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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２９０）、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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，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。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００４６】
次に、エンジン２２をモータリングしている最中に燃料カットするときについて考える。この場合、ステップＳ１２０では、モータリング中と判定され、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にはエンジン２２の回転数が徐々にエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎに近づくようにそのときのエンジン２２の回転数Ｎｅからレート値Ｔｒｔを減じた値を更にエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎで制限した値が設定され、目標トルクＴｅ＊には値０が設定される（ステップＳ１６０）。ここで、エンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎは、車速ＶやシフトポジションＳＰ，走行モード（パワーモードであるか否か）などにより定められるものである。また、レート値Ｔｒｔは、エンジン２２に燃料供給が行なわれているときにはエンジン２２が失火しない程度の大きさに設定されており、エンジン２２に対して燃料カットを行なっているときには燃料供給を行なっているときより大きな値が設定されている。なお、その大きさの程度は、駆動制御ルーチンの起動頻度やエンジン２２の性能などにより設定される。
【００４７】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と値０の目標トルクＴｅ＊とを設定すると、上述の式（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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（１３）によりモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１７０）。ここで、式（１３）は、上述した式（２）と同様に、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（１３）中、右辺第２項の「ｋ３」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ４」は積分項のゲインである。式（１３）の右辺第１項は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊定常的に回転させるのにモータＭＧ１から出力すべきトルクであり、エンジン２２への燃料供給を行なっているときには目標回転数Ｎｅ＊が大きくなるほどその絶対値も大きくなるが比較的小さな値が用いられ、エンジン２２に対して燃料カットを行なっているときにはエンジン２２の回転数に応じたフリクション仕事に応じた値が用いられる。
【００４８】
Tm1tmp=f(Ne*)+k3(Nm1*-Nm1)+k4∫(Nm1*-Nm1)dt (13)
【００４９】
そして、ステップＳ１８０，Ｓ１９０の処理によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、エンジン２２をモータリングしていても燃料カットのタイミングではないと判定されたときには適合トルクＴｅｒａｊに値０を設定し（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、この適合トルクＴｅｒａｊを用いてステップＳ２４０〜Ｓ２８０の処理によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２９０）、駆動制御ルーチンを終了する。エンジン２２をモータリングしている最中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図１０に示す。
【００５０】
ステップＳ２００で燃料カットのタイミングであると判定されると、エンジン２２をモータリングしている最中における燃料カットにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとして設定されている燃料カット時作用トルクＴｃｕｔを適合トルクＴｅｒａｊとして設定し（ステップＳ２３０）、この燃料カット時作用トルクＴｃｕｔが設定された適合トルクＴｅｒａｊを用いて上述した式（６）により直達トルクＴｅｒを計算する（ステップＳ２４０）。そして、式（７），（８）により得られる直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘにより直達トルクＴｅｒを制限してモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ２６０）、式（１０），（１１）により得られるトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで式（１２）により仮トルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２８０）、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２９０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように制御することにより、即ち、エンジン２２の燃料カットのタイミングのときの燃料カット時作用トルクＴｃｕｔが設定された適合トルクＴｅｒａｊを加算して得られる直達トルクＴｅｒを、バッテリ５０の余裕電力αを用いた直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限することによりモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共にこれをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定して、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御することにより、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから余裕電力αを超える過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。また、燃料カットにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する燃料カット時作用トルクＴｃｕｔを適合トルクＴｅｒａｊとして設定してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御することにより、エンジン２２の燃料カットの際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。なお、燃料カットのタイミングは、１００ｍｓｅｃ程度の時間を考えればよいから、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔより余裕電力α分だけ大きな電力によるバッテリ５０の充放電を長時間に亘って行なうことはない。
【００５１】
次に、エンジン２２の始動時における初爆のタイミングのときについて考える。この場合、ステップＳ１２０では、エンジン２２の始動中と判定され、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐには、始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づくトルクが設定される（ステップＳ１５０）。エンジン２２の始動時のトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図１１に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐとして設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ１２にエンジン２２を安定して閾値Ｎｒｅｆ以上でモータリングすることができるトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１３からレート処理を用いて仮トルクＴｍ１ｔｍｐを値０とし、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始し、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１５から発電用のトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する。
【００５２】
こうしてモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定すると、ステップＳ１８０，Ｓ１９０の処理によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、エンジン２２の始動時における初爆のタイミングではないと判定されたときには適合トルクＴｅｒａｊに値０を設定し（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、この適合トルクＴｅｒａｊを用いてステップＳ２４０〜Ｓ２８０の処理によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２９０）、駆動制御ルーチンを終了する。エンジン２２を始動している最中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図１２に示す。
【００５３】
ステップＳ２００でエンジン２２の始動時の初爆のタイミングであると判定されると、初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとして設定されている初爆時作用トルクＴｅｘｐを適合トルクＴｅｒａｊとして設定し（ステップＳ２２０）、この初爆時作用トルクＴｅｘｐが設定された適合トルクＴｅｒａｊを用いて上述した式（６）により直達トルクＴｅｒを計算する（ステップＳ２４０）。そして、式（７），（８）により得られる直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘにより直達トルクＴｅｒを制限してモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ２６０）、式（１０），（１１）により得られるトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで式（１２）により仮トルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２８０）、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２９０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように制御することにより、即ち、エンジン２２の始動時における初爆のタイミングのときの初爆時作用トルクＴｅｘｐが設定された適合トルクＴｅｒａｊを加算して得られる直達トルクＴｅｒを、バッテリ５０の余裕電力αを用いた直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限することによりモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共にこれをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定して、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御することにより、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから余裕電力αを超える過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。また、初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する初爆時作用トルクＴｅｘｐを適合トルクＴｅｒａｊとして設定してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御することにより、エンジン２２の始動時における初爆の際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。なお、初爆のタイミングは、１００ｍｓｅｃ程度の時間を考えればよいから、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔより余裕電力α分だけ大きな電力によるバッテリ５０の充放電を長時間に亘って行なうことはない。
【００５４】
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の燃料カットのタイミングのときには、エンジン２２をモータリングするのに必要な仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸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（式（３））とモータ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（式（４））とを用いて得られるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘにより制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、燃料カットにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する燃料カット時作用トルクＴｃｕｔが設定された適合トルクＴｅｒａｊとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２およびモータＭＧ１の回転数変化とにより直達トルクＴｅｒを計算すると共にこの直達トルクＴｅｒをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとバッテリ５０の余裕電力αとを用いて設定される直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限して得られる制限後トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定し、この仮トルクＴｍ２ｔｍｐをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから得られるトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、これらの設定値を用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、エンジン２２の燃料カット時に入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから余裕電力αを超える過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。また、燃料カットにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する燃料カット時作用トルクＴｃｕｔを適合トルクＴｅｒａｊとして用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御するから、エンジン２２の燃料カットの際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。もとより、燃料カット時でも要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを出力して走行することができる。
【００５５】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の始動時における初爆のタイミングのときには、エンジン２２を始動するのに必要な仮トルクＴｍ１ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘにより制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する初爆時作用トルクＴｅｘｐが設定された適合トルクＴｅｒａｊとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２およびモータＭＧ１の回転数変化とにより直達トルクＴｅｒを計算すると共にこの直達トルクＴｅｒをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとバッテリ５０の余裕電力αとを用いて設定される直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限して得られる制限後トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定し、この仮トルクＴｍ２ｔｍｐをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから得られるトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、これらの設定値を用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、エンジン２２の始動時における初爆時に入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから余裕電力αを超える過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。また、初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する初爆時作用トルクＴｅｘｐを適合トルクＴｅｒａｊとして用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御するから、エンジン２２の始動時における初爆の際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。もとより、初爆時でも要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを出力して走行することができる。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸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（式（３））とモータ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（式（４））とによりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定するものとしたが、この手法に限定されるものではなく、如何なる手法によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定するものとしてもよい。
【００５７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１から出力されるトルクのうちエンジン２２の回転数変化やモータＭＧ１の回転数変化に用いられるトルクの割合（「ｋｉ」）を考慮して直達トルクＴｅｒを計算したり直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定するものとしたが、式（６）中の「ｋｉ」を常に値０として直達トルクＴｅｒを計算したり直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定するものとしても構わない。
【００５８】
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。
【００５９】
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１３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１３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。
【００６０】
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１４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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、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くバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度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を演算するバッテリＥＣＵ５２が「入出力制限設定手段」に相当し、回転位置検出センサ４３とこの回転位置検出センサ４３からの信号に基づいてモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を演算するモータＥＣＵ４０とが「駆動状態検出手段」に相当し、回転位置検出センサ４４とこの回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を演算するモータＥＣＵ４０とが「電動機回転数検出手段」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５の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「要求トルク設定手段」に相当し、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との和として要求パワーＰｅ＊を計算すると共に要求パワーＰｅ＊に基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したり、燃料供給時のレート値や燃料カット時のレート値を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と値０の目標トルクＴｅ＊を設定したりする図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１６０など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「目標運転ポイント設定手段」に相当し、モータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸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（式（３））とモータ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（式（４））とを用いてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１８０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「駆動制限設定手段」に相当し、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるよう計算されたモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限することによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１７０，Ｓ１９０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「目標駆動状態設定手段」に相当し、トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとエンジン２２やモータＭＧ１の回転数変化とバッテリ５０の余裕電力αとを用いて直達トルクＴｅｒとしてバッテリ５０の性能上許容できる範囲の上下限としての直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ２５０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「トルク制限設定手段」に相当し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にエンジン２２およびモータＭＧ１の回転数変化を加味して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクと燃料カットや初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する適合トルクＴｅｒａｊとの和である直達トルクＴｅｒを直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限して得られる制限後トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共にこれをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ２４０，Ｓ２６０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「目標電動機トルク設定手段」に相当し、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ２９０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４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。
【００６３】
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に限定されるされるものではなく、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トルク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、電力動力入出力手段や電動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。「入出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段の充放電してもよい許容最大電力である入出力制限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。「駆動状態検出手段」としては、回転位置検出センサ４３とこの回転位置検出センサ４３からの信号に基づいてモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を演算するものに限定されるものではなく、電力動力入出力手段の駆動状態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。「電動機回転数検出手段」としては、回転位置検出センサ４４とこの回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を演算するものに限定されるものではなく、電動機の回転数である電動機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。「要求トルク設定手段」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トルク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。「目標運転ポイント設定手段」としては、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との和として要求パワーＰｅ＊を計算すると共に要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を効率よく運転する制約を用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したり、燃料供給時のレート値や燃料カット時のレート値を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と値０の目標トルクＴｅ＊を設定したりするものに限定されるものではなく、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２をできる限り大きなトルクを出力する制約を用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したり、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２をできる限り小さな音で運転する制約を用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したりするなど、設定された要求トルクに基づいて内燃機関を運転すべき目標運転ポイント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。「駆動制限設定手段」としては、モータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸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（式（３））とモータ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（式（４））とを用いてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定するものに限定されるものではなく、式（３），（４）の関係を用いてモータＭＧ１に供給してもよい電流値の上下限を設定するなど、電力動力入出力手段の駆動状態と電動機回転数と要求トルクと入出力制限とを用いて電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限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。「目標駆動状態設定手段」としては、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるよう計算されたモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限することによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものに限定されるものではなく、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるよう計算されたモータＭＧ１の仮目標電流を駆動制限として設定された電流範囲の上下限で制限することによりモータＭＧ１の目標電流を設定するものとするなど、駆動制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関を運転するよう電力動力入出力手段の目標駆動状態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。「トルク制限設定手段」としては、トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとエンジン２２やモータＭＧ１の回転数変化とバッテリ５０の余裕電力αとを用いて直達トルクＴｅｒとしてバッテリ５０の性能上許容できる範囲の上下限としての直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定するものに限定されるものではなく、エンジン２２やモータＭＧ１の回転数変化を考慮せずに直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定するものとしたり、バッテリ５０の入力側の余裕電力と出力側の余裕電力とを異なるものを用いて直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定するものとしたりするなど、駆動制限と蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限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。「目標電動機トルク設定手段」としては、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にエンジン２２およびモータＭＧ１の回転数変化を加味して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクと燃料カットや初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する適合トルクＴｅｒａｊとの和である直達トルクＴｅｒを直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限して得られる制限後トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共にこれをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものに限定されるものではなく、電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと内燃機関の運転状態の変更に伴って駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクをトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび要求トルクに基づいて蓄電手段の入出力制限の範囲内で電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルク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。「内燃機関の運転状態の変更」としては、エンジン２２の始動時における初爆やエンジン２２の燃料カットに限定されるものではなく、排気を吸気系に供給する排気供給装置（ＥＧＲ）を備えるエンジンにおいては排気の吸気系への供給開始時や排気の吸気系への供給停止時など内燃機関の運転状態を変更するときであれば如何なる場合でもよい。「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、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、目標運転ポイントで内燃機関が運転され、目標駆動状態で電力動力入出力手段が駆動され、目標電動機トルクが電動機から出力されるよう、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。
【００６４】
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】
【００６５】
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】
【００６６】
【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】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】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６】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図８】エンジン２２からパワーを出力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９】トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する様子を説明する説明図である。
【図１０】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１１】エンジン２２の始動時に用いられるトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。
【図１２】エンジン２２の始動時においてエンジン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１３】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１４】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】
【００６７】
２０，１２０，２２０ 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）、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、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、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、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に車軸側の駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに動力を入出力するモータＭＧ１と、駆動軸に動力を入出力するモータＭＧ２と、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、エンジンへの燃料供給を停止する燃料カットを行なうときには、エンジンの回転数に応じた山形トルクをモータＭＧ２から出力することにより、エンジンの燃料カットに伴って駆動軸に生じ得るトルクショックを打ち消している。
【特許文献１】特開平１０−２４８１１４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では、駆動軸への動力の出力の状態やバッテリの状態，モータＭＧ２から出力する山形トルクの大きさなどにもよるが、エンジンの燃料カットの際にモータＭＧ２から山形トルクを出力することにより、バッテリから過大な電力を放電するときが生じる。
【０００４】
こうしたエンジンの燃料カットとの場合とは逆に、エンジンを始動する際には、その初爆のタイミングで初爆に伴って駆動軸に出力されるトルクを打ち消すようモータＭＧ２からトルクを出力する場合には、バッテリを過大な電力で充電してしまうことが生じる。
【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、内燃機関の燃料カット時や内燃機関の始動時における初爆時などの内燃機関の運転状態の急変に伴って二次電池などの蓄電装置が過大な電力によって充放電されるの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その制御方法並びに車両は、内燃機関の燃料カット時や内燃機関の始動時における初爆時などの内燃機関の運転状態の急変時に生じ得るトルクショック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】
【０００６】
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。
【０００７】
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トルクを入出力する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、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
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、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記検出された前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された前記電動機回転数と前記設定された要求トルクと前記設定された入出力制限とを用いて前記電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定する駆動制限設定手段と、
前記設定された駆動制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、
前記設定された駆動制限と前記蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定するトルク制限設定手段と、
前記電力動力入出力手段を前記目標駆動状態で駆動したときに前記駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと前記内燃機関の運転状態の変更に伴って前記駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを前記設定されたトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび前記設定された要求トルクに基づいて前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定する目標電動機トルク設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され、前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動され、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう、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。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、駆動軸に要求される要求トルクに基づいて内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、電力動力入出力手段の駆動状態と電動機の回転数と要求トルクと蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限とを用いて電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定すると共に設定した駆動制限の範囲内で設定した目標運転ポイントで内燃機関を運転するよう電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定する。続いて、設定した駆動制限と蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定すると共に電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと内燃機関の運転状態の変更に伴って駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを設定したトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび要求トルクに基づいて蓄電手段の入出力制限の範囲内で電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定する。そして、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転され、設定した目標駆動状態で電力動力入出力手段が駆動され、設定した目標電動機トルクが電動機から出力されるよう、内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように、電力動力入出力手段の目標駆動状態での駆動と内燃機関の運転状態の変更とを考慮して計算される駆動軸に出力される駆動軸作用トルクを、電力動力入出力手段の駆動制限と蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づくトルク制限で制限して制限後トルクを求め、この制限後トルクと要求トルクとから電動機の目標電動機トルクを設定するから、内燃機関の運転状態の変更の際にも蓄電手段の入出力制限から余裕電力まで超過する範囲内で制御することができる。これにより、入出力制限から余裕電力を超える過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。また、内燃機関の運転状態の変更を加味して電動機目標トルクを設定するから、内燃機関の運転状態の変更に伴って生じ得るトルクショックを抑制することができる。もとより、蓄電手段の入出力制限から余裕電力までの範囲内で要求トルクを駆動軸に出力することができる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記駆動制限設定手段は、前記駆動軸に出力されるトルクが値０から前記設定された要求トルクまでの範囲内となる関係と、前記電力動力入出力手段から入出力される電力と前記電動機から入出力される電力との和が前記設定された入出力制限の範囲内となる関係と、に基づいて前記駆動制限を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記余裕電力は、所定時間内であれば前記設定された入出力制限を超えて前記蓄電手段を充放電しても該蓄電手段の性能に悪影響を与えない程度の超過分の電力であるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記目標電動機トルク設定手段は、前記要求トルクから前記制限後トルクを減じて得られるトルクを更に前記設定された入出力制限で制限して前記目標電動機トルクを設定する手段であるものとすることもできる。また、前記目標駆動状態作用トルクは、前記出力軸と前記駆動軸との回転数変化がないとしたときに計算上として前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクに対して前記出力軸と前記駆動軸との回転数変化を考慮した係数を用いて得られるトルクであるものとすることもできる。
【００１２】
あるいは、本発明の動力出力装置において、前記運転状態変更作用トルクは、前記内燃機関を始動するときの初爆に基づいて前記駆動軸に作用するとして設定されたトルクであるものとすることもできる。また、前記運転状態変更作用トルクは、前記内燃機関への燃料供給の停止に基づいて前記駆動軸に作用するとして設定されたトルクであるものとすることもできる。この他、運転状態変更作用トルクとしては、排気を吸気系に供給する装置においては排気の吸気系への供給を開始する際に駆動軸に作用するとして設定されたトルクや排気の吸気系への供給を停止する際に駆動軸に作用するとして設定されたトルクなどを用いるものとすることもできる。
【００１３】
また、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、動力を入出力可能な発電機と、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、を備える手段であり、前記駆動状態検出手段は前記発電機の回転数である発電機回転数を検出する手段であり、前記目標運転ポイント設定手段は前記内燃機関を運転すべき目標回転数と前記内燃機関から出力すべき目標トルクとを前記目標運転ポイントとして設定する手段であり、前記駆動制限設定手段は前記発電機から出力してもよいトルクの範囲の上下限としての発電機トルク制限を前記駆動制限として設定する手段であり、前記目標駆動状態設定手段は、前記内燃機関が前記設定された目標回転数で回転するよう前記発電機から出力すべきトルクの目標値である目標発電機トルクを前記目標駆動状態として設定する手段であり、前記制御手段は、前記設定された目標トルクが前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御し、前記設定された目標発電機トルクが前記発電機から出力されるよう該発電機を制御し、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１４】
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トルクを入出力する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、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、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、前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、前記検出された前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された前記電動機回転数と前記設定された要求トルクと前記設定された入出力制限とを用いて前記電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定する駆動制限設定手段と、前記設定された駆動制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、前記設定された駆動制限と前記蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定するトルク制限設定手段と、前記電力動力入出力手段を前記目標駆動状態で駆動したときに前記駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと前記内燃機関の運転状態の変更に伴って前記駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを前記設定されたトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび前記設定された要求トルクに基づいて前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定する目標電動機トルク設定手段と、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され、前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動され、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう、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。
【００１５】
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、入出力制限から余裕電力を超える過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる効果や内燃機関の運転状態の変更に伴って生じ得るトルクショックを抑制することができる効果、蓄電手段の入出力制限から余裕電力までの範囲内で要求トルク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。
【００１６】
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トルクを入出力する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、前記駆動軸に動力を出力す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トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、
（ｂ）前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記電動機の回転数と前記要求トルクと前記蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限とを用いて前記電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定し、
（ｃ）前記設定した駆動制限の範囲内で前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定し、
（ｄ）前記設定した駆動制限と前記蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定し、
（ｅ）前記電力動力入出力手段を前記目標駆動状態で駆動したときに前記駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと前記内燃機関の運転状態の変更に伴って前記駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを前記設定したトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび前記要求トルクに基づいて前記入出力制限の範囲内で前記電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定し、
（ｆ）前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され、前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動され、前記設定した目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう、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、
ことを要旨とする。
【００１７】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、駆動軸に要求される要求トルクに基づいて内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、電力動力入出力手段の駆動状態と電動機の回転数と要求トルクと蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限とを用いて電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定すると共に設定した駆動制限の範囲内で設定した目標運転ポイントで内燃機関を運転するよう電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定する。続いて、設定した駆動制限と蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定すると共に電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと内燃機関の運転状態の変更に伴って駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを設定したトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび要求トルクに基づいて蓄電手段の入出力制限の範囲内で電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定する。そして、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転され、設定した目標駆動状態で電力動力入出力手段が駆動され、設定した目標電動機トルクが電動機から出力されるよう、内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように、電力動力入出力手段の目標駆動状態での駆動と内燃機関の運転状態の変更とを考慮して計算される駆動軸に出力される駆動軸作用トルクを、電力動力入出力手段の駆動制限と蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づくトルク制限で制限して制限後トルクを求め、この制限後トルクと要求トルクとから電動機の目標電動機トルクを設定するから、内燃機関の運転状態の変更の際にも蓄電手段の入出力制限から余裕電力まで超過する範囲内で制御することができる。これにより、入出力制限から余裕電力を超える過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。また、内燃機関の運転状態の変更を加味して電動機目標トルクを設定するから、内燃機関の運転状態の変更に伴って生じ得るトルクショックを抑制することができる。もとより、蓄電手段の入出力制限から余裕電力までの範囲内で要求トルクを駆動軸に出力することができる。
【００１８】
こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ｂ）は、前記駆動軸に出力されるトルクが値０から前記要求トルクまでの範囲内となる関係と、前記電力動力入出力手段から入出力される電力と前記電動機から入出力される電力との和が前記入出力制限の範囲内となる関係と、に基づいて前記駆動制限を設定するステップであるものとすることもできる。また、前記余裕電力は、所定時間内であれば前記設定された入出力制限を超えて前記蓄電手段を充放電しても該蓄電手段の性能に悪影響を与えない程度の超過分の電力であるものとすることもできる。
【００１９】
また、本発明の動力出力装置の制御方法において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、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、を備える手段であり、前記電力動力入出力手段の駆動状態は、前記発電機の回転数である発電機回転数であり、前記ステップ（ａ）は、前記内燃機関を運転すべき目標回転数と前記内燃機関から出力すべき目標トルクとを前記目標運転ポイントとして設定するステップであり、前記ステップ（ｂ）は、前記発電機から出力してもよいトルクの範囲の上下限としての発電機トルク制限を前記駆動制限として設定するステップであり、前記ステップ（ｃ）は、前記内燃機関が前記設定された目標回転数で回転するよう前記発電機から出力すべきトルクの目標値である目標発電機トルクを前記目標駆動状態として設定するステップであり、前記ステップ（ｆ）は、前記設定された目標トルクが前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御し、前記設定された目標発電機トルクが前記発電機から出力されるよう該発電機を制御し、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御するステップである、ものとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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の燃料カットするときやエンジン２２の始動時の初爆のタイミングのときの動作について説明する。図５は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。
【００３０】
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，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。
【００３１】
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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（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６に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルク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との和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋｖを乗じること（Ｎｒ＝ｋｖ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。
【００３２】
続いて、エンジン２２の運転状態を判定する（ステップＳ１２０）。エンジン２２の運転状態としては、負荷運転の状態、燃料噴射しながらモータリングしている状態、燃料カットしながらモータリングしている状態、始動している最中の状態、運転停止している状態がある。本発明は、エンジン２２の運転状態が急変するとき、特に燃料カットするときや始動時の初爆のタイミングのときの動作を考えているから、エンジン２２が運転停止している状態は本発明の中核をなさないため、詳細な説明は省略する。以下、まず、通常の負荷運転をしているときを説明し、その後、モータリングの最中に燃料カットするときについて説明し、最後に始動時の初爆のタイミングのときについて説明する。
【００３３】
エンジン２２を負荷運転しているときには、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００３４】
次に、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（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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１４０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力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８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２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（１）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。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３６】
続いて、次式（３）および式（４）を共に満たすようモータＭＧ１からトルクを出力してもよい上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ１８０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐを式（５）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップ１９０）。ここで、式（３）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸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（４）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９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。
【００３７】
0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr* (3)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)
【００３８】
次に、エンジン２２の始動時における初爆のタイミングであるか或いはエンジン２２をモータリングしている最中における燃料カットのタイミングであるか否かを判定し（ステップＳ２００）、判定結果に基づいて適合トルクＴｅｒａｊを設定する（ステップＳ２１０〜Ｓ２３０）。ここで、初爆のタイミングであるか否かについては、実施例では、エンジン２２の始動時にエンジン２２をモータリングをしてその回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆに至ったときにエンジンＥＣＵ２４により燃料噴射制御と点火制御とが開始されるから、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆに至るタイミングとして判定することができる。また、燃料カットのタイミングであるか否かについては、実施例では、エンジンＥＣＵ２４からハイブリッド用電子制御ユニット７０に対して燃料カットする直前に燃料カットを実行する旨の制御信号を送信するから、この制御信号を受信しているか否かにより判定することができる。適合トルクＴｅｒａｊは、エンジン２２の始動時における初爆やエンジン２２をモータリングしている最中における燃料カットにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとして設定されるものであり、実験などにより求めることができる。いま、エンジン２２を負荷運転しているときを考えているから、初爆のタイミングでも燃料カットのタイミングでもないと判定され、ステップＳ２１０により値０が適合トルクＴｅｒａｊに設定される。
【００３９】
こうして適合トルクＴｅｒａｊを設定すると、設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と適合トルクＴｅｒａｊとを用いて動力分配統合機構３０を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクである直達トルクＴｅｒを次式（６）により計算する（２４０）。ここで、式（６）中の「ｋｉ」は、モータＭＧ１から出力されるトルクのうちエンジン２２の回転数変化やモータＭＧ１の回転数変化に用いられるトルクの割合であり、エンジン２２の回転数変化やモータＭＧ１の回転数変化によって求めることができる。定常状態であれば、エンジン２２もモータＭＧ１も回転数変化しないから、「ｋｉ」には値０が設定されることになる。
【００４０】
Ter=-Tm1*・(1-ki)/ρ+Teraj (6)
【００４１】
次に、式（３），（４）により求めたトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとバッテリ５０の余裕電力αとを用いて次式（７），（８）により直達トルクＴｅｒとしてバッテリ５０の性能上許容できる範囲の上下限としての直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定し（ステップＳ２５０）、式（９）に示すように、計算した直達トルクＴｅｒを直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘで制限して得られるトルク（制限後トルク）を要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２から出力すべき仮のトルクとしての仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定する（ステップＳ２６０）。ここで、バッテリ５０の余裕電力αは、バッテリ５０を充放電する電力が１００ｍｓｅｃや２００ｍｓｅｃ程度の短時間であれば入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを超えてもバッテリ５０に支障がない程度の超過分の電力であり、バッテリ５０の種類や容量などにより定めることができる。いま、負荷運転しているときを考えているから、適合トルクＴｅｒａｊには値０が設定されていること、直達トルクＴｅｒがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔによる制限を受けたモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊により設定されていること、とを考えると、直達トルクＴｅｒは制限を受けないものと同一の値となる。なお、式（７），（８）中の「ｋｉ」は、式（６）の「ｋｉ」と同一であり、モータＭＧ１から出力されるトルクのうちエンジン２２の回転数変化やモータＭＧ１の回転数変化に用いられるトルクの割合である。
【００４２】
Termin=-Tm1min(1-ki)/ρ-α/(Nm2/Gr) (7)
Termax=-Tm1max(1-ki)/ρ+α/(Nm2/Gr) (8)
Tm2tmp=[Tr*-max(min(Ter,Termax),Termin)]/Gr (9)
【００４３】
そして、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（１０）および式（１１）により計算すると共に（ステップＳ２７０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（１２）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Ｓ２８０）。
【００４４】
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (10)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (11)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (12)
【００４５】
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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２９０）、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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，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。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００４６】
次に、エンジン２２をモータリングしている最中に燃料カットするときについて考える。この場合、ステップＳ１２０では、モータリング中と判定され、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にはエンジン２２の回転数が徐々にエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎに近づくようにそのときのエンジン２２の回転数Ｎｅからレート値Ｔｒｔを減じた値を更にエンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎで制限した値が設定され、目標トルクＴｅ＊には値０が設定される（ステップＳ１６０）。ここで、エンジン下限回転数Ｎｅｍｉｎは、車速ＶやシフトポジションＳＰ，走行モード（パワーモードであるか否か）などにより定められるものである。また、レート値Ｔｒｔは、エンジン２２に燃料供給が行なわれているときにはエンジン２２が失火しない程度の大きさに設定されており、エンジン２２に対して燃料カットを行なっているときには燃料供給を行なっているときより大きな値が設定されている。なお、その大きさの程度は、駆動制御ルーチンの起動頻度やエンジン２２の性能などにより設定される。
【００４７】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と値０の目標トルクＴｅ＊とを設定すると、上述の式（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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（１３）によりモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１７０）。ここで、式（１３）は、上述した式（２）と同様に、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（１３）中、右辺第２項の「ｋ３」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ４」は積分項のゲインである。式（１３）の右辺第１項は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊定常的に回転させるのにモータＭＧ１から出力すべきトルクであり、エンジン２２への燃料供給を行なっているときには目標回転数Ｎｅ＊が大きくなるほどその絶対値も大きくなるが比較的小さな値が用いられ、エンジン２２に対して燃料カットを行なっているときにはエンジン２２の回転数に応じたフリクション仕事に応じた値が用いられる。
【００４８】
Tm1tmp=f(Ne*)+k3(Nm1*-Nm1)+k4∫(Nm1*-Nm1)dt (13)
【００４９】
そして、ステップＳ１８０，Ｓ１９０の処理によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、エンジン２２をモータリングしていても燃料カットのタイミングではないと判定されたときには適合トルクＴｅｒａｊに値０を設定し（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、この適合トルクＴｅｒａｊを用いてステップＳ２４０〜Ｓ２８０の処理によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２９０）、駆動制御ルーチンを終了する。エンジン２２をモータリングしている最中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図１０に示す。
【００５０】
ステップＳ２００で燃料カットのタイミングであると判定されると、エンジン２２をモータリングしている最中における燃料カットにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとして設定されている燃料カット時作用トルクＴｃｕｔを適合トルクＴｅｒａｊとして設定し（ステップＳ２３０）、この燃料カット時作用トルクＴｃｕｔが設定された適合トルクＴｅｒａｊを用いて上述した式（６）により直達トルクＴｅｒを計算する（ステップＳ２４０）。そして、式（７），（８）により得られる直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘにより直達トルクＴｅｒを制限してモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ２６０）、式（１０），（１１）により得られるトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで式（１２）により仮トルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２８０）、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２９０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように制御することにより、即ち、エンジン２２の燃料カットのタイミングのときの燃料カット時作用トルクＴｃｕｔが設定された適合トルクＴｅｒａｊを加算して得られる直達トルクＴｅｒを、バッテリ５０の余裕電力αを用いた直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限することによりモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共にこれをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定して、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御することにより、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから余裕電力αを超える過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。また、燃料カットにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する燃料カット時作用トルクＴｃｕｔを適合トルクＴｅｒａｊとして設定してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御することにより、エンジン２２の燃料カットの際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。なお、燃料カットのタイミングは、１００ｍｓｅｃ程度の時間を考えればよいから、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔより余裕電力α分だけ大きな電力によるバッテリ５０の充放電を長時間に亘って行なうことはない。
【００５１】
次に、エンジン２２の始動時における初爆のタイミングのときについて考える。この場合、ステップＳ１２０では、エンジン２２の始動中と判定され、モータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐには、始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づくトルクが設定される（ステップＳ１５０）。エンジン２２の始動時のトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図１１に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐとして設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ１２にエンジン２２を安定して閾値Ｎｒｅｆ以上でモータリングすることができるトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１３からレート処理を用いて仮トルクＴｍ１ｔｍｐを値０とし、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始し、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１５から発電用のトルクを仮トルクＴｍ１ｔｍｐに設定する。
【００５２】
こうしてモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを設定すると、ステップＳ１８０，Ｓ１９０の処理によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、エンジン２２の始動時における初爆のタイミングではないと判定されたときには適合トルクＴｅｒａｊに値０を設定し（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、この適合トルクＴｅｒａｊを用いてステップＳ２４０〜Ｓ２８０の処理によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２９０）、駆動制御ルーチンを終了する。エンジン２２を始動している最中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図１２に示す。
【００５３】
ステップＳ２００でエンジン２２の始動時の初爆のタイミングであると判定されると、初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとして設定されている初爆時作用トルクＴｅｘｐを適合トルクＴｅｒａｊとして設定し（ステップＳ２２０）、この初爆時作用トルクＴｅｘｐが設定された適合トルクＴｅｒａｊを用いて上述した式（６）により直達トルクＴｅｒを計算する（ステップＳ２４０）。そして、式（７），（８）により得られる直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘにより直達トルクＴｅｒを制限してモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ２６０）、式（１０），（１１）により得られるトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで式（１２）により仮トルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２８０）、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２９０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように制御することにより、即ち、エンジン２２の始動時における初爆のタイミングのときの初爆時作用トルクＴｅｘｐが設定された適合トルクＴｅｒａｊを加算して得られる直達トルクＴｅｒを、バッテリ５０の余裕電力αを用いた直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限することによりモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共にこれをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定して、モータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御することにより、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから余裕電力αを超える過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。また、初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する初爆時作用トルクＴｅｘｐを適合トルクＴｅｒａｊとして設定してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御することにより、エンジン２２の始動時における初爆の際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。なお、初爆のタイミングは、１００ｍｓｅｃ程度の時間を考えればよいから、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔより余裕電力α分だけ大きな電力によるバッテリ５０の充放電を長時間に亘って行なうことはない。
【００５４】
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の燃料カットのタイミングのときには、エンジン２２をモータリングするのに必要な仮トルクＴｍ１ｔｍｐをモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸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（式（３））とモータ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（式（４））とを用いて得られるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘにより制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、燃料カットにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する燃料カット時作用トルクＴｃｕｔが設定された適合トルクＴｅｒａｊとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２およびモータＭＧ１の回転数変化とにより直達トルクＴｅｒを計算すると共にこの直達トルクＴｅｒをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとバッテリ５０の余裕電力αとを用いて設定される直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限して得られる制限後トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定し、この仮トルクＴｍ２ｔｍｐをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから得られるトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、これらの設定値を用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、エンジン２２の燃料カット時に入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから余裕電力αを超える過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。また、燃料カットにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する燃料カット時作用トルクＴｃｕｔを適合トルクＴｅｒａｊとして用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御するから、エンジン２２の燃料カットの際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。もとより、燃料カット時でも要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを出力して走行することができる。
【００５５】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の始動時における初爆のタイミングのときには、エンジン２２を始動するのに必要な仮トルクＴｍ１ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘにより制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する初爆時作用トルクＴｅｘｐが設定された適合トルクＴｅｒａｊとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２およびモータＭＧ１の回転数変化とにより直達トルクＴｅｒを計算すると共にこの直達トルクＴｅｒをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとバッテリ５０の余裕電力αとを用いて設定される直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限して得られる制限後トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定し、この仮トルクＴｍ２ｔｍｐをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから得られるトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、これらの設定値を用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、エンジン２２の始動時における初爆時に入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから余裕電力αを超える過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。また、初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する初爆時作用トルクＴｅｘｐを適合トルクＴｅｒａｊとして用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御するから、エンジン２２の始動時における初爆の際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。もとより、初爆時でも要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを出力して走行することができる。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸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（式（３））とモータ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（式（４））とによりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定するものとしたが、この手法に限定されるものではなく、如何なる手法によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定するものとしてもよい。
【００５７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１から出力されるトルクのうちエンジン２２の回転数変化やモータＭＧ１の回転数変化に用いられるトルクの割合（「ｋｉ」）を考慮して直達トルクＴｅｒを計算したり直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定するものとしたが、式（６）中の「ｋｉ」を常に値０として直達トルクＴｅｒを計算したり直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定するものとしても構わない。
【００５８】
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。
【００５９】
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１３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１３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。
【００６０】
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１４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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、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くバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度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を演算するバッテリＥＣＵ５２が「入出力制限設定手段」に相当し、回転位置検出センサ４３とこの回転位置検出センサ４３からの信号に基づいてモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を演算するモータＥＣＵ４０とが「駆動状態検出手段」に相当し、回転位置検出センサ４４とこの回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を演算するモータＥＣＵ４０とが「電動機回転数検出手段」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５の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「要求トルク設定手段」に相当し、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との和として要求パワーＰｅ＊を計算すると共に要求パワーＰｅ＊に基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したり、燃料供給時のレート値や燃料カット時のレート値を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と値０の目標トルクＴｅ＊を設定したりする図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１６０など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「目標運転ポイント設定手段」に相当し、モータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸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（式（３））とモータ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（式（４））とを用いてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１８０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「駆動制限設定手段」に相当し、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるよう計算されたモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限することによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１７０，Ｓ１９０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「目標駆動状態設定手段」に相当し、トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとエンジン２２やモータＭＧ１の回転数変化とバッテリ５０の余裕電力αとを用いて直達トルクＴｅｒとしてバッテリ５０の性能上許容できる範囲の上下限としての直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ２５０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「トルク制限設定手段」に相当し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にエンジン２２およびモータＭＧ１の回転数変化を加味して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクと燃料カットや初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する適合トルクＴｅｒａｊとの和である直達トルクＴｅｒを直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限して得られる制限後トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共にこれをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ２４０，Ｓ２６０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「目標電動機トルク設定手段」に相当し、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ２９０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４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。
【００６３】
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に限定されるされるものではなく、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トルク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、電力動力入出力手段や電動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。「入出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段の充放電してもよい許容最大電力である入出力制限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。「駆動状態検出手段」としては、回転位置検出センサ４３とこの回転位置検出センサ４３からの信号に基づいてモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を演算するものに限定されるものではなく、電力動力入出力手段の駆動状態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。「電動機回転数検出手段」としては、回転位置検出センサ４４とこの回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を演算するものに限定されるものではなく、電動機の回転数である電動機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。「要求トルク設定手段」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トルク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。「目標運転ポイント設定手段」としては、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との和として要求パワーＰｅ＊を計算すると共に要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を効率よく運転する制約を用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したり、燃料供給時のレート値や燃料カット時のレート値を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と値０の目標トルクＴｅ＊を設定したりするものに限定されるものではなく、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２をできる限り大きなトルクを出力する制約を用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したり、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２をできる限り小さな音で運転する制約を用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したりするなど、設定された要求トルクに基づいて内燃機関を運転すべき目標運転ポイント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。「駆動制限設定手段」としては、モータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸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（式（３））とモータ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（式（４））とを用いてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定するものに限定されるものではなく、式（３），（４）の関係を用いてモータＭＧ１に供給してもよい電流値の上下限を設定するなど、電力動力入出力手段の駆動状態と電動機回転数と要求トルクと入出力制限とを用いて電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限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。「目標駆動状態設定手段」としては、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるよう計算されたモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限することによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものに限定されるものではなく、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるよう計算されたモータＭＧ１の仮目標電流を駆動制限として設定された電流範囲の上下限で制限することによりモータＭＧ１の目標電流を設定するものとするなど、駆動制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関を運転するよう電力動力入出力手段の目標駆動状態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。「トルク制限設定手段」としては、トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘとエンジン２２やモータＭＧ１の回転数変化とバッテリ５０の余裕電力αとを用いて直達トルクＴｅｒとしてバッテリ５０の性能上許容できる範囲の上下限としての直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定するものに限定されるものではなく、エンジン２２やモータＭＧ１の回転数変化を考慮せずに直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定するものとしたり、バッテリ５０の入力側の余裕電力と出力側の余裕電力とを異なるものを用いて直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘを設定するものとしたりするなど、駆動制限と蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限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。「目標電動機トルク設定手段」としては、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にエンジン２２およびモータＭＧ１の回転数変化を加味して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクと燃料カットや初爆により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する適合トルクＴｅｒａｊとの和である直達トルクＴｅｒを直達トルク制限Ｔｅｒｍｉｎ，Ｔｅｒｍａｘによって制限して得られる制限後トルクと要求トルクＴｒ＊とに基づいてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共にこれをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものに限定されるものではなく、電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと内燃機関の運転状態の変更に伴って駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクをトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび要求トルクに基づいて蓄電手段の入出力制限の範囲内で電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルク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。「内燃機関の運転状態の変更」としては、エンジン２２の始動時における初爆やエンジン２２の燃料カットに限定されるものではなく、排気を吸気系に供給する排気供給装置（ＥＧＲ）を備えるエンジンにおいては排気の吸気系への供給開始時や排気の吸気系への供給停止時など内燃機関の運転状態を変更するときであれば如何なる場合でもよい。「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、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、目標運転ポイントで内燃機関が運転され、目標駆動状態で電力動力入出力手段が駆動され、目標電動機トルクが電動機から出力されるよう、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。
【００６４】
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】
【００６５】
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】
【００６６】
【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】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】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６】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図８】エンジン２２からパワーを出力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９】トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する様子を説明する説明図である。
【図１０】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１１】エンジン２２の始動時に用いられるトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。
【図１２】エンジン２２の始動時においてエンジン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１３】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１４】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】
【００６７】
２０，１２０，２２０ 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）、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、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、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トルクを入出力する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、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
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、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記検出された前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された前記電動機回転数と前記設定された要求トルクと前記設定された入出力制限とを用いて前記電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定する駆動制限設定手段と、
前記設定された駆動制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、
前記設定された駆動制限と前記蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定するトルク制限設定手段と、
前記電力動力入出力手段を前記目標駆動状態で駆動したときに前記駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと前記内燃機関の運転状態の変更に伴って前記駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを前記設定されたトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび前記設定された要求トルクに基づいて前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定する目標電動機トルク設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され、前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動され、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう、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】
前記駆動制限設定手段は、前記駆動軸に出力されるトルクが値０から前記設定された要求トルクまでの範囲内となる関係と、前記電力動力入出力手段から入出力される電力と前記電動機から入出力される電力との和が前記設定された入出力制限の範囲内となる関係と、に基づいて前記駆動制限を設定する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記余裕電力は、所定時間内であれば前記設定された入出力制限を超えて前記蓄電手段を充放電しても該蓄電手段の性能に悪影響を与えない程度の超過分の電力である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記目標電動機トルク設定手段は、前記要求トルクから前記制限後トルクを減じて得られるトルクを更に前記設定された入出力制限に基づいて制限して前記目標電動機トルクを設定する手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記目標駆動状態作用トルクは、前記出力軸と前記駆動軸との回転数変化がないとしたときに計算上として前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクに対して前記出力軸と前記駆動軸との回転数変化を考慮した係数を用いて得られるトルクである請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記運転状態変更作用トルクは、前記内燃機関を始動するときの初爆に基づいて前記駆動軸に作用するとして設定されたトルクである請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記運転状態変更作用トルクは、前記内燃機関への燃料供給の停止に基づいて前記駆動軸に作用するとして設定されたトルクである請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置であって、
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、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、を備える手段であり、
前記駆動状態検出手段は、前記発電機の回転数である発電機回転数を検出する手段であり、
前記目標運転ポイント設定手段は、前記内燃機関を運転すべき目標回転数と前記内燃機関から出力すべき目標トルクとを前記目標運転ポイントとして設定する手段であり、
前記駆動制限設定手段は、前記発電機から出力してもよいトルクの範囲の上下限としての発電機トルク制限を前記駆動制限として設定する手段であり、
前記目標駆動状態設定手段は、前記内燃機関が前記設定された目標回転数で回転するよう前記発電機から出力すべきトルクの目標値である目標発電機トルクを前記目標駆動状態として設定する手段であり、
前記制御手段は、前記設定された目標トルクが前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御し、前記設定された目標発電機トルクが前記発電機から出力されるよう該発電機を制御し、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８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１０】
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トルクを入出力する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、前記駆動軸に動力を出力す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トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、
（ｂ）前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記電動機の回転数と前記要求トルクと前記蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限とを用いて前記電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定し、
（ｃ）前記設定した駆動制限の範囲内で前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定し、
（ｄ）前記設定した駆動制限と前記蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定し、
（ｅ）前記電力動力入出力手段を前記目標駆動状態で駆動したときに前記駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと前記内燃機関の運転状態の変更に伴って前記駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを前記設定したトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび前記要求トルクに基づいて前記入出力制限の範囲内で前記電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定し、
（ｆ）前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され、前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動され、前記設定した目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう、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、
動力出力装置の制御方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ｂ）は、前記駆動軸に出力されるトルクが値０から前記要求トルクまでの範囲内となる関係と、前記電力動力入出力手段から入出力される電力と前記電動機から入出力される電力との和が前記入出力制限の範囲内となる関係と、に基づいて前記駆動制限を設定するステップである請求項１０記載の動力出力装置の制御方法。
【請求項１２】
前記余裕電力は、所定時間内であれば前記設定された入出力制限を超えて前記蓄電手段を充放電しても該蓄電手段の性能に悪影響を与えない程度の超過分の電力である請求項１０または１１記載の動力出力装置の制御方法。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２いずれか記載の動力出力装置の制御方法であって、
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、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、を備える手段であり、
前記電力動力入出力手段の駆動状態は、前記発電機の回転数である発電機回転数であり、
前記ステップ（ａ）は、前記内燃機関を運転すべき目標回転数と前記内燃機関から出力すべき目標トルクとを前記目標運転ポイントとして設定するステップであり、
前記ステップ（ｂ）は、前記発電機から出力してもよいトルクの範囲の上下限としての発電機トルク制限を前記駆動制限として設定するステップであり、
前記ステップ（ｃ）は、前記内燃機関が前記設定された目標回転数で回転するよう前記発電機から出力すべきトルクの目標値である目標発電機トルクを前記目標駆動状態として設定するステップであり、
前記ステップ（ｆ）は、前記設定された目標トルクが前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御し、前記設定された目標発電機トルクが前記発電機から出力されるよう該発電機を制御し、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御するステップである、
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トルクを入出力する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、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
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、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記検出された前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された前記電動機回転数と前記設定された要求トルクと前記設定された入出力制限とを用いて前記電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定する駆動制限設定手段と、
前記設定された駆動制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、
前記設定された駆動制限と前記蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定するトルク制限設定手段と、
前記電力動力入出力手段を前記目標駆動状態で駆動したときに前記駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと前記内燃機関の運転状態の変更に伴って前記駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを前記設定されたトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび前記設定された要求トルクに基づいて前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定する目標電動機トルク設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され、前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動され、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう、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】
前記駆動制限設定手段は、前記駆動軸に出力されるトルクが値０から前記設定された要求トルクまでの範囲内となる関係と、前記電力動力入出力手段から入出力される電力と前記電動機から入出力される電力との和が前記設定された入出力制限の範囲内となる関係と、に基づいて前記駆動制限を設定する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記余裕電力は、所定時間内であれば前記設定された入出力制限を超えて前記蓄電手段を充放電しても該蓄電手段の性能に悪影響を与えない程度の超過分の電力である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記目標電動機トルク設定手段は、前記要求トルクから前記制限後トルクを減じて得られるトルクを更に前記設定された入出力制限に基づいて制限して前記目標電動機トルクを設定する手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記目標駆動状態作用トルクは、前記出力軸と前記駆動軸との回転数変化がないとしたときに計算上として前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクに対して前記出力軸と前記駆動軸との回転数変化を考慮した係数を用いて得られるトルクである請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記運転状態変更作用トルクは、前記内燃機関を始動するときの初爆に基づいて前記駆動軸に作用するとして設定されたトルクである請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記運転状態変更作用トルクは、前記内燃機関への燃料供給の停止に基づいて前記駆動軸に作用するとして設定されたトルクである請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置であって、
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、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、を備える手段であり、
前記駆動状態検出手段は、前記発電機の回転数である発電機回転数を検出する手段であり、
前記目標運転ポイント設定手段は、前記内燃機関を運転すべき目標回転数と前記内燃機関から出力すべき目標トルクとを前記目標運転ポイントとして設定する手段であり、
前記駆動制限設定手段は、前記発電機から出力してもよいトルクの範囲の上下限としての発電機トルク制限を前記駆動制限として設定する手段であり、
前記目標駆動状態設定手段は、前記内燃機関が前記設定された目標回転数で回転するよう前記発電機から出力すべきトルクの目標値である目標発電機トルクを前記目標駆動状態として設定する手段であり、
前記制御手段は、前記設定された目標トルクが前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御し、前記設定された目標発電機トルクが前記発電機から出力されるよう該発電機を制御し、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８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１０】
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トルクを入出力する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、前記駆動軸に動力を出力す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トルクに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、
（ｂ）前記電力動力入出力手段の駆動状態と前記電動機の回転数と前記要求トルクと前記蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限とを用いて前記電力動力入出力手段を駆動してもよい範囲の上下限としての駆動制限を設定し、
（ｃ）前記設定した駆動制限の範囲内で前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定し、
（ｄ）前記設定した駆動制限と前記蓄電手段の性能上の余裕電力とに基づいて前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクの許容範囲の上下限としてのトルク制限を設定し、
（ｅ）前記電力動力入出力手段を前記目標駆動状態で駆動したときに前記駆動軸に出力されるトルクである目標駆動状態作用トルクと前記内燃機関の運転状態の変更に伴って前記駆動軸に出力されるトルクである運転状態変更作用トルクとの和のトルクである駆動軸作用トルクを前記設定したトルク制限により制限してなる制限後トルクおよび前記要求トルクに基づいて前記入出力制限の範囲内で前記電動機から出力すべきトルクの目標値である目標電動機トルクを設定し、
（ｆ）前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され、前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動され、前記設定した目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう、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、
動力出力装置の制御方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ｂ）は、前記駆動軸に出力されるトルクが値０から前記要求トルクまでの範囲内となる関係と、前記電力動力入出力手段から入出力される電力と前記電動機から入出力される電力との和が前記入出力制限の範囲内となる関係と、に基づいて前記駆動制限を設定するステップである請求項１０記載の動力出力装置の制御方法。
【請求項１２】
前記余裕電力は、所定時間内であれば前記設定された入出力制限を超えて前記蓄電手段を充放電しても該蓄電手段の性能に悪影響を与えない程度の超過分の電力である請求項１０または１１記載の動力出力装置の制御方法。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２いずれか記載の動力出力装置の制御方法であって、
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、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、を備える手段であり、
前記電力動力入出力手段の駆動状態は、前記発電機の回転数である発電機回転数であり、
前記ステップ（ａ）は、前記内燃機関を運転すべき目標回転数と前記内燃機関から出力すべき目標トルクとを前記目標運転ポイントとして設定するステップであり、
前記ステップ（ｂ）は、前記発電機から出力してもよいトルクの範囲の上下限としての発電機トルク制限を前記駆動制限として設定するステップであり、
前記ステップ（ｃ）は、前記内燃機関が前記設定された目標回転数で回転するよう前記発電機から出力すべきトルクの目標値である目標発電機トルクを前記目標駆動状態として設定するステップであり、
前記ステップ（ｆ）は、前記設定された目標トルクが前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御し、前記設定された目標発電機トルクが前記発電機から出力されるよう該発電機を制御し、前記設定された目標電動機トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御するステップである、
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】
【公開番号】特開２００８−２４７２２６（Ｐ２００８−２４７２２６Ａ）
【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２００７−９１５７９（Ｐ２００７−９１５７９）
【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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