動力出力装置およびその制御方法並びに車両
【課題】アクセルオフ時に生じ得る蓄電装置の過大な電力による放電を抑制する。
【解決手段】アクセル急減時には、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジンを効率よく運転する動作ラインとを用いてエンジンの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共に（Ｓ１１０〜Ｓ１４０）、時定数Ｔ１より小さな時定数Ｔ２を用いた緩変化処理により制御用トルクＴ＊を設定し（Ｓ１７０）、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊でエンジンが運転されると共に制御用トルクＴ＊がバッテリの入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸に出力されるようモータトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して制御する（Ｓ１８０〜Ｓ２４０）。これにより、制御状態を入力制限Ｗｉｎに近い電力によりバッテリを充電する状態とし、モータの制御モードが移行するときに生じ得る過大な電力によるバッテリの放電を抑制することができる。
【解決手段】アクセル急減時には、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジンを効率よく運転する動作ラインとを用いてエンジンの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共に（Ｓ１１０〜Ｓ１４０）、時定数Ｔ１より小さな時定数Ｔ２を用いた緩変化処理により制御用トルクＴ＊を設定し（Ｓ１７０）、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊でエンジンが運転されると共に制御用トルクＴ＊がバッテリの入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸に出力されるようモータトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して制御する（Ｓ１８０〜Ｓ２４０）。これにより、制御状態を入力制限Ｗｉｎに近い電力によりバッテリを充電する状態とし、モータの制御モードが移行するときに生じ得る過大な電力によるバッテリの放電を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置および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接続されたモータＭＧ１と、車軸側に動力を出力するモータＭＧ２と、二つのモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリとを備える車載用の装置であって、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードとして変調率が値１以下の正弦波制御モードと変調率が値１を超える過変調制御モードと矩形波信号による矩形波制御モードとを切り替える際には通常時より小さな時定数のなまし処理を行なう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、これにより、バッテリの入出力許容制限を迅速に変化させ、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードが変更された際に生じ得るバッテリの過大な電力による充放電を抑制している。
【特許文献１】特開２００６−１７４５６７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、アクセルを大きく踏み込んだ状態から急にアクセルオフするまで戻すと、エンジンの急激な出力変化と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードの切り替えとが重なり、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードの切り替えの際のトルクの乱れにより、短時間ではあるが過大な電力によりバッテリを放電する場合が生じる。
【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、アクセルオフ時に生じ得るバッテリなどの蓄電装置の過大な電力による放電を抑制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、
動力を入出力する発電機と、
前記駆動軸と前記内燃機関の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、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電機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最大許容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、
アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記検出されたアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて前記内燃機関から出力されるように前記内燃機関の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、
前記アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには前記設定された入出力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が運転されて前記設定された要求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発電機と前記電動機とを制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定された入出力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が運転されて前記検出されたアクセル操作量に対して前記第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時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発電機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、アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには、蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されてアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って設定した要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、アクセル操作量急減時であるときには、蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されてアクセル操作量に対して第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。即ち、アクセル操作量急減時ではないときにはアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って設定した要求駆動力が駆動軸に出力されるよう発電機と電動機とを制御し、アクセル操作量急減時であるときにはアクセル操作量に対して第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる急減時駆動力が駆動軸に出力されるよう発電機と電動機とを制御するのである。アクセル急減時であるから、急減時駆動力は要求駆動力より小さくなり、これにより、アクセル操作量急減時に生じ得る蓄電手段の過大な電力による放電を抑制することができる。
【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、前記発電機および前記電動機の少なくとも一方を、変調率が値１以下の正弦波制御モードと変調率が値１を超える過変調制御モードと矩形波信号による矩形波制御モードとを切り替え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、アクセル操作量急減時に発電機や電動機の制御モードを切り替える際に生じ得るトルクの乱れに伴う蓄電手段の過大な電力による放電を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記アクセル操作量急減時ではないときには前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記発電機を制御すると共に該発電機の制御と前記内燃機関の制御により前記駆動軸に作用する駆動力と前記要求駆動力との差の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記発電機を制御すると共に該発電機の制御と前記内燃機関の制御により前記駆動軸に作用する駆動力と前記急減時駆動力との差の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記第１の緩変化処理は第１の時定数を用いた緩変化処理であり、前記第２の緩変化処理は前記第１の時定数より小さな第２の時定数を用いた緩変化処理である、ものとすることもできる。こうすれば、容易に第２の緩変化処理を第１の緩変化処理より大きく変化する処理とすることができる。この他、緩変化処理としてレート処理を用いる場合には、第１の緩変化処理については第１のレート値を用いたレート処理とし、第２の緩変化処理としては第１のレート値より大きな第２のレート値を用いたレート処理とすることもできる。
【００１１】
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、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記内燃機関の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、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電機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最大許容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、アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、前記検出されたアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて前記内燃機関から出力されるように前記内燃機関の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、前記アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには前記設定された入出力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が運転されて前記設定された要求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発電機と前記電動機とを制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定された入出力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が運転されて前記検出されたアクセル操作量に対して前記第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時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発電機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。
【００１２】
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、アクセル操作量急減時に生じ得る蓄電手段の過大な電力による放電を抑制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。
【００１３】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の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、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電機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、
（ａ）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最大許容電力である入出力制限を設定し、
（ｂ）アクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って要求駆動力を設定し、
（ｃ）前記設定した要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて前記内燃機関から出力されるように前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
（ｄ）前記アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには前記設定した入出力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が運転されて前記設定した要求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発電機と前記電動機とを制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定した入出力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が運転されて前記アクセル操作量に対して前記第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時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発電機と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには、蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されてアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って設定した要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、アクセル操作量急減時であるときには、蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されてアクセル操作量に対して第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。即ち、アクセル操作量急減時ではないときにはアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って設定した要求駆動力が駆動軸に出力されるよう発電機と電動機とを制御し、アクセル操作量急減時であるときにはアクセル操作量に対して第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる急減時駆動力が駆動軸に出力されるよう発電機と電動機とを制御するのである。アクセル急減時であるから、急減時駆動力は要求駆動力より小さくなり、これにより、アクセル操作量急減時に生じ得る蓄電手段の過大な電力による放電を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
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。
【００１７】
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を介して燃焼室に吸入し、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからのバッテリ電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。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５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図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。
【００２５】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０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。
【００２６】
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に出力すべき仮トルクＴｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ１１０）、設定した仮トルクＴｔｍｐと前回このルーチンが実行されたときに設定された要求トルクＴｒ＊（以下、前回要求トルクＴｒ＊という。）とに対して時定数Ｔ１を用いた緩変化処理（例えば、なまし処理など）を施して前回要求トルクＴｒ＊から仮トルクＴｔｍｐに近づくよう要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１２０）。ここで、仮トルクＴｔｍｐは、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと仮トルクＴｔｍｐとの関係を予め定めて仮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仮トルクＴｔｍｐを導出して設定するものとした。図６に仮トルク設定用マップの一例を示す。仮トルクＴｔｍｐに緩変化処理を施して要求トルクＴｒ＊を設定するのは、要求トルクＴｒ＊の急変に対するエンジン２２の応答遅れが大きくなりすぎることによりバッテリ５０を過大な電力で充放電したり制御に破綻が生じたりしないようにするためである。したがって、時定数Ｔ１は、エンジン２２の応答遅れを考慮して設定することができる。
【００２７】
こうして要求トルクＴｒ＊を設定すると、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との和としてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ１３０）、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Ｓ１４０）。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との設定は、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。なお、要求パワーＰｅ＊を設定する際に用いるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・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。
【００２８】
続いて、アクセル開度Ａｃｃが比較的大きな値からアクセルオフされたアクセル急減時であるか否かを判定し（ステップＳ１５０）、アクセル急減時ではないときには、制御用トルクＴ＊として要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１６０）。
【００２９】
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Ｓ１８０）。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。
【００３０】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３１】
続いて、式（３）および式（４）を共に満たすモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ１９０）、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２００）。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から制御用トルクＴ＊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。
【００３２】
0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦T* (3)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)
【００３３】
そして、制御用トルクＴ＊に設定したトルク指令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て更に減速ギヤ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（６）により計算すると共に（ステップＳ２１０）、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（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）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Ｓ２３０）。ここで、式（６）は、図８の共線図から容易に導くことができる。
【００３４】
Tm2tmp=(T*+Tm1*/ρ)/Gr (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)
【００３５】
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Ｓ２４０）、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＊をそのまま設定した制御用トルクＴ＊を出力して走行することができる。
【００３６】
ステップＳ１５０でアクセル急減時であると判定されると、設定した仮トルクＴｔｍｐと前回このルーチンが実行されたときに設定された制御用トルクＴ＊（以下、前回制御用トルクＴ＊という。）とに対して要求トルクＴｒ＊を設定したときに用いた時定数Ｔ１より小さな値の時定数Ｔ２を用いた緩変化処理（例えば、なまし処理など）を施して前回制御用トルクＴ＊から仮トルクＴｔｍｐに近づくよう制御用トルクＴ＊を設定し（ステップＳ１７０）、設定した制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるよう上述したステップＳ１８０〜Ｓ２３０の処理によりモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、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（ステップＳ２４０）、駆動制御ルーチンを終了する。時定数Ｔ２を用いて設定した制御用トルクＴ＊は、時定数Ｔ２がアクセル急減時ではないときの時定数Ｔ１より小さいことから、アクセル急減時ではないときの制御用トルクＴ＊に比して増減のスピード（変化の早さ）が大きいものとなる。アクセル開度Ａｃｃをステップ応答的に減少したときのアクセル急減時の制御用トルクＴ＊の時間変化とアクセル急減時ではないときの制御用トルクＴ＊の時間変化の一例を図１０に示す。図中、実線がアクセル急減時の制御用トルクＴ＊であり、破線がアクセル急減時ではないときの制御用トルクＴ＊である。図示するように、小さな時定数Ｔ２を用いて設定した制御用トルクＴ＊は、大きな時定数Ｔ１を用いて設定した制御用トルクＴ＊に比して迅速に低下する。一方、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊は、時定数Ｔ１を用いた緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊によって設定されているから、アクセル急減時では、エンジン２２の運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）の応答性は制御用トルクＴ＊の応答性に比して低いものとなる。このため、エンジン２２からは制御用トルクＴ＊に対応するパワーより大きいパワーが出力されることになり、その差分のパワーでバッテリ５０を充電することになる。バッテリ５０を充電する電力は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で設定されることを考えると、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに近いものとなる。この状態について更に説明する。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０のモータＥＣＵ４０では、モータＭＧ１，ＭＧ２を、その回転数と出力するトルクとに応じて、回転数およびトルクが小さい領域から順に、変調率が値１以下の正弦波制御モード，変調率が値１を超える過変調制御モード，矩形波信号による矩形波制御モードを切り替えて制御している。モータ回転数および出力トルクと制御モードとの関係の一例を図１１に示す。アクセル急減時では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクが急減するため、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊も急減し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊も急減する。このため、モータＭＧ１については、アクセル急減時の直前では比較的大きな回転数で大きなトルクを出力しているが、アクセル急減時には急激に回転数と出力トルクを低下させることになる。図１１中の矢印線がモータＭＧ１の駆動状態の変化の様子を示している。このとき、モータＭＧ１の制御モードは、矩形波制御モードから短時間のうちに過変調制御モードを介して正弦波制御モードに移行する。このとき、モータＭＧ１の出力トルクに乱れが生じる場合があり、このトルクの乱れにより短時間ではあるが予期しないモータＭＧ１による比較的大きな電力消費が行なわれる場合が生じる。中速以上の車速におけるアクセル急減時では、モータＭＧ２についても、アクセル急減時の直前では比較的大きな回転数で大きなトルクを出力しているが、アクセル急減時には急激に回転数と出力トルクを低下させることになり、モータＭＧ２の制御モードも、モータＭＧ１と同様に、矩形波制御モードから短時間のうちに過変調制御モードを介して正弦波制御モードに移行し、制御モードの移行時に生じるトルクも乱れに伴う予期しない短時間のモータＭＧ２による電力消費が行なわれる場合が生じる。実施例では、アクセル急減時の制御状態としてはバッテリ５０を入力制限Ｗｉｎに近い電力で充電する状態としているから、モータＭＧ１やモータＭＧ２の制御モードの移行に伴う短時間の電力消費が生じても、この電力消費を出力制限Ｗｏｕｔの範囲内のバッテリ５０からの放電で賄うことができる。即ち、アクセル急減時には小さな時定数Ｔ２を用いて設定される制御用トルクＴ＊を用いて動力出力装置の制御状態を入力制限Ｗｉｎに近い電力でバッテリ５０が充電される状態とすることにより、モータＭＧ１やモータＭＧ２の制御モードの移行に伴う短時間の電力消費が生じても、過大な電力によるバッテリ５０の放電を抑制することができるのである。アクセル急減時のアクセル開度Ａｃｃと動力出力装置の制御状態とモータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードとバッテリ５０を入出力する実際の電力（実電力）の時間変化の一例を図１２に示す。図示するように、動力出力装置の制御状態を入力制限Ｗｉｎの電力によりバッテリ５０を充電する状態とすることにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードが移行するときにモータＭＧ１，ＭＧ２による短時間の電力消費が生じても過大な電力によるバッテリ５０の放電を抑止することができる。
【００３８】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセル急減時には、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとを用いてエンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共に要求トルクＴｒ＊の設定に用いる緩変化処理の時定数Ｔ１より小さな時定数Ｔ２を用いた緩変化処理により制御用トルクＴ＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御して、動力出力装置の制御状態を入力制限Ｗｉｎに近い電力によりバッテリ５０を充電する状態とすることにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードが移行するときにモータＭＧ１，ＭＧ２による短時間の電力消費が生じても、過大な電力によるバッテリ５０の放電を抑制することができる。もとより、アクセル急減時ではないときには要求トルクＴｒ＊がそのまま設定された制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、バッテリ５０を過充電したり過放電したりすることなく要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求トルクＴｒ＊を設定するのに時定数Ｔ１の緩変化処理（例えば、なまし処理）を用い、アクセル急減時の制御用トルクＴ＊を設定するのに時定数Ｔ１より小さい時定数Ｔ２の緩変化処理（例えば、なまし処理）を用いたが、緩変化処理として「なまし処理」以外の処理、例えばレート処理などを用いるものとしてもよい。緩変化処理としてレート処理を用いる場合、アクセル急減時の制御用トルクＴ＊を設定するときに用いるレート値を要求トルクＴｒ＊を設定するときに用いるレート値より大きい値とすればよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、上述した式（３），（４）を満たす範囲内でモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを制限するトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを求めてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定したが、式（３），（４）を満たす範囲内によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの制限を受けることなく仮トルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共にこのトルク指令Ｔｍ１＊を用いて式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしても構わない。この他、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしても構わない。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、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。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５１ｂ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、アクセルペダルポジションセンサ８４が「アクセル操作量検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく仮トルクＴｔｍｐと前回の要求トルクＴｒ＊とに時定数Ｔ１の緩変化処理を施して要求トルクＴｒ＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０，Ｓ１２０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、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との和としてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定すると共に要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインと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＊とを設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０，Ｓ１４０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、アクセル急減時ではないときには、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとを用いて設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊をそのまま設定した制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信し、アクセル急減時には、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとを用いて設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊の設定に用いる緩変化処理の時定数Ｔ１より小さな時定数Ｔ２を用いた緩変化処理により設定された制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１５０〜Ｓ２４０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。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。「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、動力を入出力するものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、駆動軸と内燃機関の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。「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を充放電してもよい最大許容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。「アクセル操作量検出手段」としては、アクセルペダルポジションセンサ８４に限定されるものではなく、アクセルペダル８３に代えてアクセルレバーを備える装置ではアクセルレバーポジションセンサとするなど、アクセル操作量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とに基づく仮トルクＴｔｍｐと前回の要求トルクＴｒ＊とに時定数Ｔ１の緩変化処理を施して要求トルク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だけに基づく仮トルクと前回の要求トルクＴｒ＊とに時定数Ｔ１の緩変化処理を施して要求トルクＴｒ＊を設定するものとするなど、アクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って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。「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との和としてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定すると共に要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインと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＊とを設定するものに限定されるものではなく、エンジン２２を効率よく運転する動作ラインに代えてエンジン２２から大きなトルクを出力する動作ラインを用いるなど、要求駆動力を駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて内燃機関から出力されるように内燃機関の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。「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、アクセル急減時ではないときには、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとを用いて設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊をそのまま設定した制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、アクセル急減時には、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとを用いて設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊の設定に用いる緩変化処理の時定数Ｔ１より小さな時定数Ｔ２を用いた緩変化処理により設定された制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、緩変化処理としてレート処理を用いて要求トルクＴｒ＊や制御用トルクＴ＊を設定するものとするなど、アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されて要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、アクセル操作量急減時であるときには蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されてアクセル操作量に対して第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機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。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。
【００４５】
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】
【００４６】
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】
【００４７】
【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】仮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】アクセル開度Ａｃｃをステップ応答的に減少したときのアクセル急減時の制御用トルクＴ＊の時間変化とアクセル急減時ではないときの制御用トルクＴ＊の時間変化の一例を示す説明図である。
【図１１】モータ回転数および出力トルクと制御モードとの関係の一例を示す説明図である。
【図１２】アクセル急減時のアクセル開度Ａｃｃと動力出力装置の制御状態とモータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードとバッテリ５０を入出力する実際の電力（実電力）の時間変化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。
【符号の説明】
【００４８】
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、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 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、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接続されたモータＭＧ１と、車軸側に動力を出力するモータＭＧ２と、二つのモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリとを備える車載用の装置であって、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードとして変調率が値１以下の正弦波制御モードと変調率が値１を超える過変調制御モードと矩形波信号による矩形波制御モードとを切り替える際には通常時より小さな時定数のなまし処理を行なう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、これにより、バッテリの入出力許容制限を迅速に変化させ、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードが変更された際に生じ得るバッテリの過大な電力による充放電を抑制している。
【特許文献１】特開２００６−１７４５６７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、アクセルを大きく踏み込んだ状態から急にアクセルオフするまで戻すと、エンジンの急激な出力変化と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードの切り替えとが重なり、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードの切り替えの際のトルクの乱れにより、短時間ではあるが過大な電力によりバッテリを放電する場合が生じる。
【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、アクセルオフ時に生じ得るバッテリなどの蓄電装置の過大な電力による放電を抑制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、
動力を入出力する発電機と、
前記駆動軸と前記内燃機関の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、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電機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最大許容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、
アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記検出されたアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて前記内燃機関から出力されるように前記内燃機関の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、
前記アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには前記設定された入出力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が運転されて前記設定された要求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発電機と前記電動機とを制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定された入出力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が運転されて前記検出されたアクセル操作量に対して前記第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時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発電機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、アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには、蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されてアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って設定した要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、アクセル操作量急減時であるときには、蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されてアクセル操作量に対して第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。即ち、アクセル操作量急減時ではないときにはアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って設定した要求駆動力が駆動軸に出力されるよう発電機と電動機とを制御し、アクセル操作量急減時であるときにはアクセル操作量に対して第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる急減時駆動力が駆動軸に出力されるよう発電機と電動機とを制御するのである。アクセル急減時であるから、急減時駆動力は要求駆動力より小さくなり、これにより、アクセル操作量急減時に生じ得る蓄電手段の過大な電力による放電を抑制することができる。
【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、前記発電機および前記電動機の少なくとも一方を、変調率が値１以下の正弦波制御モードと変調率が値１を超える過変調制御モードと矩形波信号による矩形波制御モードとを切り替え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、アクセル操作量急減時に発電機や電動機の制御モードを切り替える際に生じ得るトルクの乱れに伴う蓄電手段の過大な電力による放電を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記アクセル操作量急減時ではないときには前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記発電機を制御すると共に該発電機の制御と前記内燃機関の制御により前記駆動軸に作用する駆動力と前記要求駆動力との差の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記発電機を制御すると共に該発電機の制御と前記内燃機関の制御により前記駆動軸に作用する駆動力と前記急減時駆動力との差の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記第１の緩変化処理は第１の時定数を用いた緩変化処理であり、前記第２の緩変化処理は前記第１の時定数より小さな第２の時定数を用いた緩変化処理である、ものとすることもできる。こうすれば、容易に第２の緩変化処理を第１の緩変化処理より大きく変化する処理とすることができる。この他、緩変化処理としてレート処理を用いる場合には、第１の緩変化処理については第１のレート値を用いたレート処理とし、第２の緩変化処理としては第１のレート値より大きな第２のレート値を用いたレート処理とすることもできる。
【００１１】
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、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記内燃機関の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、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電機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最大許容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、アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、前記検出されたアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて前記内燃機関から出力されるように前記内燃機関の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、前記アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには前記設定された入出力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が運転されて前記設定された要求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発電機と前記電動機とを制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定された入出力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が運転されて前記検出されたアクセル操作量に対して前記第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時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発電機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。
【００１２】
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、アクセル操作量急減時に生じ得る蓄電手段の過大な電力による放電を抑制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。
【００１３】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の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、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電機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、
（ａ）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最大許容電力である入出力制限を設定し、
（ｂ）アクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って要求駆動力を設定し、
（ｃ）前記設定した要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて前記内燃機関から出力されるように前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
（ｄ）前記アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには前記設定した入出力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が運転されて前記設定した要求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発電機と前記電動機とを制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定した入出力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が運転されて前記アクセル操作量に対して前記第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時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発電機と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには、蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されてアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って設定した要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、アクセル操作量急減時であるときには、蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されてアクセル操作量に対して第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。即ち、アクセル操作量急減時ではないときにはアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って設定した要求駆動力が駆動軸に出力されるよう発電機と電動機とを制御し、アクセル操作量急減時であるときにはアクセル操作量に対して第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる急減時駆動力が駆動軸に出力されるよう発電機と電動機とを制御するのである。アクセル急減時であるから、急減時駆動力は要求駆動力より小さくなり、これにより、アクセル操作量急減時に生じ得る蓄電手段の過大な電力による放電を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
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。
【００１７】
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を介して燃焼室に吸入し、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからのバッテリ電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。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５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図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。
【００２５】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０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。
【００２６】
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に出力すべき仮トルクＴｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ１１０）、設定した仮トルクＴｔｍｐと前回このルーチンが実行されたときに設定された要求トルクＴｒ＊（以下、前回要求トルクＴｒ＊という。）とに対して時定数Ｔ１を用いた緩変化処理（例えば、なまし処理など）を施して前回要求トルクＴｒ＊から仮トルクＴｔｍｐに近づくよう要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１２０）。ここで、仮トルクＴｔｍｐは、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと仮トルクＴｔｍｐとの関係を予め定めて仮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仮トルクＴｔｍｐを導出して設定するものとした。図６に仮トルク設定用マップの一例を示す。仮トルクＴｔｍｐに緩変化処理を施して要求トルクＴｒ＊を設定するのは、要求トルクＴｒ＊の急変に対するエンジン２２の応答遅れが大きくなりすぎることによりバッテリ５０を過大な電力で充放電したり制御に破綻が生じたりしないようにするためである。したがって、時定数Ｔ１は、エンジン２２の応答遅れを考慮して設定することができる。
【００２７】
こうして要求トルクＴｒ＊を設定すると、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との和としてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ１３０）、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Ｓ１４０）。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との設定は、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。なお、要求パワーＰｅ＊を設定する際に用いるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・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。
【００２８】
続いて、アクセル開度Ａｃｃが比較的大きな値からアクセルオフされたアクセル急減時であるか否かを判定し（ステップＳ１５０）、アクセル急減時ではないときには、制御用トルクＴ＊として要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１６０）。
【００２９】
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Ｓ１８０）。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。
【００３０】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３１】
続いて、式（３）および式（４）を共に満たすモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ１９０）、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２００）。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から制御用トルクＴ＊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。
【００３２】
0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦T* (3)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)
【００３３】
そして、制御用トルクＴ＊に設定したトルク指令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て更に減速ギヤ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（６）により計算すると共に（ステップＳ２１０）、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（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）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Ｓ２３０）。ここで、式（６）は、図８の共線図から容易に導くことができる。
【００３４】
Tm2tmp=(T*+Tm1*/ρ)/Gr (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)
【００３５】
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Ｓ２４０）、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＊をそのまま設定した制御用トルクＴ＊を出力して走行することができる。
【００３６】
ステップＳ１５０でアクセル急減時であると判定されると、設定した仮トルクＴｔｍｐと前回このルーチンが実行されたときに設定された制御用トルクＴ＊（以下、前回制御用トルクＴ＊という。）とに対して要求トルクＴｒ＊を設定したときに用いた時定数Ｔ１より小さな値の時定数Ｔ２を用いた緩変化処理（例えば、なまし処理など）を施して前回制御用トルクＴ＊から仮トルクＴｔｍｐに近づくよう制御用トルクＴ＊を設定し（ステップＳ１７０）、設定した制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるよう上述したステップＳ１８０〜Ｓ２３０の処理によりモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、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（ステップＳ２４０）、駆動制御ルーチンを終了する。時定数Ｔ２を用いて設定した制御用トルクＴ＊は、時定数Ｔ２がアクセル急減時ではないときの時定数Ｔ１より小さいことから、アクセル急減時ではないときの制御用トルクＴ＊に比して増減のスピード（変化の早さ）が大きいものとなる。アクセル開度Ａｃｃをステップ応答的に減少したときのアクセル急減時の制御用トルクＴ＊の時間変化とアクセル急減時ではないときの制御用トルクＴ＊の時間変化の一例を図１０に示す。図中、実線がアクセル急減時の制御用トルクＴ＊であり、破線がアクセル急減時ではないときの制御用トルクＴ＊である。図示するように、小さな時定数Ｔ２を用いて設定した制御用トルクＴ＊は、大きな時定数Ｔ１を用いて設定した制御用トルクＴ＊に比して迅速に低下する。一方、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊は、時定数Ｔ１を用いた緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊によって設定されているから、アクセル急減時では、エンジン２２の運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）の応答性は制御用トルクＴ＊の応答性に比して低いものとなる。このため、エンジン２２からは制御用トルクＴ＊に対応するパワーより大きいパワーが出力されることになり、その差分のパワーでバッテリ５０を充電することになる。バッテリ５０を充電する電力は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で設定されることを考えると、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに近いものとなる。この状態について更に説明する。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０のモータＥＣＵ４０では、モータＭＧ１，ＭＧ２を、その回転数と出力するトルクとに応じて、回転数およびトルクが小さい領域から順に、変調率が値１以下の正弦波制御モード，変調率が値１を超える過変調制御モード，矩形波信号による矩形波制御モードを切り替えて制御している。モータ回転数および出力トルクと制御モードとの関係の一例を図１１に示す。アクセル急減時では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクが急減するため、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊も急減し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊も急減する。このため、モータＭＧ１については、アクセル急減時の直前では比較的大きな回転数で大きなトルクを出力しているが、アクセル急減時には急激に回転数と出力トルクを低下させることになる。図１１中の矢印線がモータＭＧ１の駆動状態の変化の様子を示している。このとき、モータＭＧ１の制御モードは、矩形波制御モードから短時間のうちに過変調制御モードを介して正弦波制御モードに移行する。このとき、モータＭＧ１の出力トルクに乱れが生じる場合があり、このトルクの乱れにより短時間ではあるが予期しないモータＭＧ１による比較的大きな電力消費が行なわれる場合が生じる。中速以上の車速におけるアクセル急減時では、モータＭＧ２についても、アクセル急減時の直前では比較的大きな回転数で大きなトルクを出力しているが、アクセル急減時には急激に回転数と出力トルクを低下させることになり、モータＭＧ２の制御モードも、モータＭＧ１と同様に、矩形波制御モードから短時間のうちに過変調制御モードを介して正弦波制御モードに移行し、制御モードの移行時に生じるトルクも乱れに伴う予期しない短時間のモータＭＧ２による電力消費が行なわれる場合が生じる。実施例では、アクセル急減時の制御状態としてはバッテリ５０を入力制限Ｗｉｎに近い電力で充電する状態としているから、モータＭＧ１やモータＭＧ２の制御モードの移行に伴う短時間の電力消費が生じても、この電力消費を出力制限Ｗｏｕｔの範囲内のバッテリ５０からの放電で賄うことができる。即ち、アクセル急減時には小さな時定数Ｔ２を用いて設定される制御用トルクＴ＊を用いて動力出力装置の制御状態を入力制限Ｗｉｎに近い電力でバッテリ５０が充電される状態とすることにより、モータＭＧ１やモータＭＧ２の制御モードの移行に伴う短時間の電力消費が生じても、過大な電力によるバッテリ５０の放電を抑制することができるのである。アクセル急減時のアクセル開度Ａｃｃと動力出力装置の制御状態とモータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードとバッテリ５０を入出力する実際の電力（実電力）の時間変化の一例を図１２に示す。図示するように、動力出力装置の制御状態を入力制限Ｗｉｎの電力によりバッテリ５０を充電する状態とすることにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードが移行するときにモータＭＧ１，ＭＧ２による短時間の電力消費が生じても過大な電力によるバッテリ５０の放電を抑止することができる。
【００３８】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセル急減時には、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとを用いてエンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共に要求トルクＴｒ＊の設定に用いる緩変化処理の時定数Ｔ１より小さな時定数Ｔ２を用いた緩変化処理により制御用トルクＴ＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御して、動力出力装置の制御状態を入力制限Ｗｉｎに近い電力によりバッテリ５０を充電する状態とすることにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードが移行するときにモータＭＧ１，ＭＧ２による短時間の電力消費が生じても、過大な電力によるバッテリ５０の放電を抑制することができる。もとより、アクセル急減時ではないときには要求トルクＴｒ＊がそのまま設定された制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、バッテリ５０を過充電したり過放電したりすることなく要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求トルクＴｒ＊を設定するのに時定数Ｔ１の緩変化処理（例えば、なまし処理）を用い、アクセル急減時の制御用トルクＴ＊を設定するのに時定数Ｔ１より小さい時定数Ｔ２の緩変化処理（例えば、なまし処理）を用いたが、緩変化処理として「なまし処理」以外の処理、例えばレート処理などを用いるものとしてもよい。緩変化処理としてレート処理を用いる場合、アクセル急減時の制御用トルクＴ＊を設定するときに用いるレート値を要求トルクＴｒ＊を設定するときに用いるレート値より大きい値とすればよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、上述した式（３），（４）を満たす範囲内でモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを制限するトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを求めてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定したが、式（３），（４）を満たす範囲内によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの制限を受けることなく仮トルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共にこのトルク指令Ｔｍ１＊を用いて式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしても構わない。この他、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしても構わない。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、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。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５１ｂ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、アクセルペダルポジションセンサ８４が「アクセル操作量検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく仮トルクＴｔｍｐと前回の要求トルクＴｒ＊とに時定数Ｔ１の緩変化処理を施して要求トルクＴｒ＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０，Ｓ１２０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、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との和としてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定すると共に要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインと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＊とを設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０，Ｓ１４０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、アクセル急減時ではないときには、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとを用いて設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊をそのまま設定した制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信し、アクセル急減時には、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとを用いて設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊の設定に用いる緩変化処理の時定数Ｔ１より小さな時定数Ｔ２を用いた緩変化処理により設定された制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１５０〜Ｓ２４０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。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。「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、動力を入出力するものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、駆動軸と内燃機関の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。「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を充放電してもよい最大許容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。「アクセル操作量検出手段」としては、アクセルペダルポジションセンサ８４に限定されるものではなく、アクセルペダル８３に代えてアクセルレバーを備える装置ではアクセルレバーポジションセンサとするなど、アクセル操作量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とに基づく仮トルクＴｔｍｐと前回の要求トルクＴｒ＊とに時定数Ｔ１の緩変化処理を施して要求トルク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だけに基づく仮トルクと前回の要求トルクＴｒ＊とに時定数Ｔ１の緩変化処理を施して要求トルクＴｒ＊を設定するものとするなど、アクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って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。「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との和としてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定すると共に要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインと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＊とを設定するものに限定されるものではなく、エンジン２２を効率よく運転する動作ラインに代えてエンジン２２から大きなトルクを出力する動作ラインを用いるなど、要求駆動力を駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて内燃機関から出力されるように内燃機関の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。「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、アクセル急減時ではないときには、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとを用いて設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊をそのまま設定した制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、アクセル急減時には、時定数Ｔ１の緩変化処理により設定された要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとを用いて設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊の設定に用いる緩変化処理の時定数Ｔ１より小さな時定数Ｔ２を用いた緩変化処理により設定された制御用トルクＴ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、緩変化処理としてレート処理を用いて要求トルクＴｒ＊や制御用トルクＴ＊を設定するものとするなど、アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されて要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、アクセル操作量急減時であるときには蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転されてアクセル操作量に対して第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機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。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。
【００４５】
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】
【００４６】
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】
【００４７】
【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】仮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】アクセル開度Ａｃｃをステップ応答的に減少したときのアクセル急減時の制御用トルクＴ＊の時間変化とアクセル急減時ではないときの制御用トルクＴ＊の時間変化の一例を示す説明図である。
【図１１】モータ回転数および出力トルクと制御モードとの関係の一例を示す説明図である。
【図１２】アクセル急減時のアクセル開度Ａｃｃと動力出力装置の制御状態とモータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードとバッテリ５０を入出力する実際の電力（実電力）の時間変化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。
【符号の説明】
【００４８】
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、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 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、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、
動力を入出力する発電機と、
前記駆動軸と前記内燃機関の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、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電機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最大許容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、
アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記検出されたアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて前記内燃機関から出力されるように前記内燃機関の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、
前記アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには前記設定された入出力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が運転されて前記設定された要求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発電機と前記電動機とを制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定された入出力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が運転されて前記検出されたアクセル操作量に対して前記第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時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発電機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】
前記制御手段は、前記発電機および前記電動機の少なくとも一方を、変調率が値１以下の正弦波制御モードと変調率が値１を超える過変調制御モードと矩形波信号による矩形波制御モードとを切り替えて制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記アクセル操作量急減時ではないときには前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記発電機を制御すると共に該発電機の制御と前記内燃機関の制御により前記駆動軸に作用する駆動力と前記要求駆動力との差の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記発電機を制御すると共に該発電機の制御と前記内燃機関の制御により前記駆動軸に作用する駆動力と前記急減時駆動力との差の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置であって、
前記第１の緩変化処理は、第１の時定数を用いた緩変化処理であり、
前記第２の緩変化処理は、前記第１の時定数より小さな第２の時定数を用いた緩変化処理である、
動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４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６】
内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の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、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電機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、
（ａ）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最大許容電力である入出力制限を設定し、
（ｂ）アクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って要求駆動力を設定し、
（ｃ）前記設定した要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて前記内燃機関から出力されるように前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
（ｄ）前記アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには前記設定した入出力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が運転されて前記設定した要求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発電機と前記電動機とを制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定した入出力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が運転されて前記アクセル操作量に対して前記第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時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発電機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、
動力を入出力する発電機と、
前記駆動軸と前記内燃機関の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、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電機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最大許容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、
アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記検出されたアクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて前記内燃機関から出力されるように前記内燃機関の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、
前記アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには前記設定された入出力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が運転されて前記設定された要求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発電機と前記電動機とを制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定された入出力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が運転されて前記検出されたアクセル操作量に対して前記第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時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発電機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】
前記制御手段は、前記発電機および前記電動機の少なくとも一方を、変調率が値１以下の正弦波制御モードと変調率が値１を超える過変調制御モードと矩形波信号による矩形波制御モードとを切り替えて制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記アクセル操作量急減時ではないときには前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記発電機を制御すると共に該発電機の制御と前記内燃機関の制御により前記駆動軸に作用する駆動力と前記要求駆動力との差の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記発電機を制御すると共に該発電機の制御と前記内燃機関の制御により前記駆動軸に作用する駆動力と前記急減時駆動力との差の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置であって、
前記第１の緩変化処理は、第１の時定数を用いた緩変化処理であり、
前記第２の緩変化処理は、前記第１の時定数より小さな第２の時定数を用いた緩変化処理である、
動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４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６】
内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動軸と前記内燃機関の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、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電機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、
（ａ）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最大許容電力である入出力制限を設定し、
（ｂ）アクセル操作量に対して第１の緩変化処理を伴って要求駆動力を設定し、
（ｃ）前記設定した要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに必要な要求パワーが所定の制約に基づいて前記内燃機関から出力されるように前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
（ｄ）前記アクセル操作量が比較的大きな所定操作量から急に値０とされるアクセル操作量急減時ではないときには前記設定した入出力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が運転されて前記設定した要求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発電機と前記電動機とを制御し、前記アクセル操作量急減時であるときには前記設定した入出力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が運転されて前記アクセル操作量に対して前記第１の緩変化処理より大きく変化する第２の緩変化処理を伴って求められる駆動力である急減時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発電機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９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２５４６５０（Ｐ２００８−２５４６５０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１００７０１（Ｐ２００７−１００７０１）
【出願日】平成１９年４月６日（２００７．４．６）
【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２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月６日（２００７．４．６）
【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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