動力出力装置およびその制御方法並びに車両
【課題】内燃機関に接続された発電装置や駆動軸に動力を入出力する電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置を備えるものにおいて、蓄電装置に異常が生じているときにより適正に対処する。
【解決手段】エンジンを運転停止している状態でバッテリに異常が生じていると判定された停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときには（Ｓ１３０，Ｓ１４０）、エンジンを始動し（Ｓ１５０）、システムメインリレーをオフとして二つのモータを駆動するインバータからバッテリを切り離し（Ｓ１７０）、要求トルクＴｒ＊が駆動軸に出力されるようエンジンと二つのモータとを制御する（Ｓ１８０〜Ｓ２３０）。一方、停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには（Ｓ１３０，Ｓ１４０）、エンジンを始動せずに二つのモータを駆動停止してシステムメインリレーをオフとする（Ｓ２４０，Ｓ２５０）。
【解決手段】エンジンを運転停止している状態でバッテリに異常が生じていると判定された停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときには（Ｓ１３０，Ｓ１４０）、エンジンを始動し（Ｓ１５０）、システムメインリレーをオフとして二つのモータを駆動するインバータからバッテリを切り離し（Ｓ１７０）、要求トルクＴｒ＊が駆動軸に出力されるようエンジンと二つのモータとを制御する（Ｓ１８０〜Ｓ２３０）。一方、停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには（Ｓ１３０，Ｓ１４０）、エンジンを始動せずに二つのモータを駆動停止してシステムメインリレーをオフとする（Ｓ２４０，Ｓ２５０）。
【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、エンジンのクランクシャフトと駆動軸とに接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構に接続された第１のモータ（ＭＧ１）と、駆動軸に接続された第２のモータ（ＭＧ２）と、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりをするバッテリと、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、バッテリの充放電が禁止されている状態で駆動軸にトルクを出力している最中にモータＭＧ２の駆動制限がなされたときには、エンジンの運転を停止すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を停止することにより、モータＭＧ１，ＭＧ２にインバータを介して接続された電力系に接続された他の機器が破損するのを抑制している。
【特許文献１】特開２００７−１９６７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした動力出力装置では、エンジンを運転停止してモータからの動力だけを駆動軸に出力している最中にバッテリに異常が生じたときには、ある程度の走行を継続するために動力源としてのエンジンを始動する必要が生じる。また、バッテリに異常が生じているときには、その破損を防止するためにバッテリの充放電をできるだけ行なわないようにすることも望まれる。
【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、内燃機関に接続された発電装置や駆動軸に動力を入出力する電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置を備えるものにおいて、蓄電装置に異常が生じているときにより適正に対処することを主目的とする。
【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、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関をモータリングすると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の運転を停止している状態で前記蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に該停止中異常時における前記内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御すると共に該内燃機関が始動された以降は前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動しない制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、内燃機関の運転を停止している状態で蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時にその停止中異常時における内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには、内燃機関が始動されるよう内燃機関と発電手段とを制御すると共に内燃機関が始動された以降は蓄電手段の充放電を行なうことなく要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。これにより、駆動軸に動力を出力することができると共に内燃機関の始動後は蓄電手段の充放電が行なわれるのを抑制することができる。一方、停止中異常時に停止中異常時始動回数が所定回数以上のときには、内燃機関を始動しない。これにより、蓄電手段の充放電が行なわれるのをより抑制することができ、蓄電手段に更に異常が生じるのを抑制することができる。これらより、停止中異常時に、停止中異常時始動回数に応じてより適正に対処することができると言える。
【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、前記蓄電手段に異常が生じていると判定されない通常時に前記内燃機関が始動されたときには、前記停止中異常時始動回数を保持する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには、前記電動機が駆動停止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。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続および接続の解除を行なう接続解除手段を備え、前記制御手段は、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動することなく前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続が解除されるよう前記接続解除手段を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、蓄電手段の充放電が行なわれるのをより確実に抑制する回避することができる。この場合、前記制御手段は、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数未満のときには前記内燃機関を始動した後に前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続が解除されるよう前記接続解除手段を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
あるいは、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記蓄電手段に異常が生じていると判定されたときに、該判定された旨を運転者に報知する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
加えて、本発明の動力出力装置において、前記発電手段は、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段であるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１３】
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、前記内燃機関をモータリングすると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の運転を停止している状態で前記蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に該停止中異常時における前記内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御すると共に該内燃機関が始動された以降は前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動しない制御手段と、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。
【００１４】
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、停止中異常時に、停止中異常時始動回数に応じてより適正に対処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。
【００１５】
この本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関をモータリングすると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止している状態で前記蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に該停止中異常時における前記内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御すると共に該内燃機関が始動された以降は前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動しない、
ことを特徴とする。
【００１６】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関の運転を停止している状態で蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時にその停止中異常時における内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには、内燃機関が始動されるよう内燃機関と発電手段とを制御すると共に内燃機関が始動された以降は蓄電手段の充放電を行なうことなく要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。これにより、駆動軸に動力を出力することができると共に内燃機関の始動後は蓄電手段の充放電が行なわれるのを抑制することができる。一方、停止中異常時に停止中異常時始動回数が所定回数以上のときには、内燃機関を始動しない。これにより、蓄電手段の充放電が行なわれるのをより抑制することができ、蓄電手段に更に異常が生じるのを抑制することができる。これらより、停止中異常時に、停止中異常時始動回数に応じてより適正に対処することができると言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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】
【００１８】
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に減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する駆動回路としてのインバータ４１，４２と、充放電可能なバッテリ５０と、バッテリ５０とインバータ４１，４２との間に介在するシステムメインリレー５６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。
【００１９】
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する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２０】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とをシステムメインリレー５６を介して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。この電力ライン５４には、平滑用コンデンサ５７が接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２２】
バッテリ５０は、リチウムイオン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。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，電圧センサ５７ａからの平滑コンデンサ５７の電圧（以下、コンデンサ電圧という）Ｖｃ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からは、システムメインリレー５６への駆動信号や警告灯８９への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。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。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にバッテリ５０に異常が生じていると判定された際の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される異常判定時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、バッテリ５０に異常が生じていると判定された以降に繰り返し実行される。なお、バッテリ５０に異常が生じているか否かの判定は、実施例では、イグニッションオンされた以降に実行される図示しない異常判定ルーチンにより設定されたフラグ（バッテリ５０が正常であると判定されたときに値０、バッテリ５０に異常が生じていると判定されたときに値１が設定されるフラグ）をバッテリＥＣＵ５２から通信により入力すると共に入力したフラグの値を調べることにより行なうものとした。
【００２６】
異常判定時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、バッテリ５０に異常が生じている旨を運転者に報知するために警告灯８９を点灯し（ステップＳ１００）、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，電圧センサ５７ａからのコンデンサ電圧Ｖｃなど制御に必要なデータを入力する処理を実行し（ステップＳ１１０）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１２０）。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３に要求トルク設定用マップの一例を示す。なお、実施例では、イグニッションオンされた直後などシフトポジションＳＰが駐車ポジションにあるときには、要求トルクＴｒ＊に値０が設定されるものとした。
【００２７】
続いて、エンジン２２が運転停止されているか否かを判定し（ステップＳ１３０）、エンジン２２が運転停止されていない即ち運転されていると判定されたときには、システムメインリレー５６をオフとしてバッテリ５０を電力ライン５４から切り離す(ステップＳ１７０）。以下、バッテリ５０が電力ライン５４から切り離された状態をバッテリ遮断状態という。
【００２８】
そして、コンデンサ５７の目標電圧Ｖｃ＊を設定する（ステップＳ１８０）。目標電圧Ｖｃ＊は、モータＭＧ１，ＭＧ２から出力可能なトルクの領域がコンデンサ電圧Ｖｃによって定まることから、実施例では、インバータ４１，４２の電力ライン５４からバッテリ５０が遮断された状態で走行するために必要なモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの領域を考慮してコンデンサ５７の耐圧未満の電圧を設定するものとした。
【００２９】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとに基づいて次式（１）によりエンジン２２から出力すべき目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ２００）。ここで、目標回転数Ｎｅ＊は、バッテリ遮断状態で走行する際にコンデンサ５７に作用させるべき電圧などを考慮して例えば１８００ｒｐｍや２０００ｒｐｍなどに設定することができる。また、式（１）は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊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（１）中、「ｋ１」は比例項のゲインであり、「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３０】
Te*=k1(Ne*-Ne)+k2∫(Ne*-Ne)dt (1)
【００３１】
そして、コンデンサ電圧Ｖｃと目標電圧Ｖｃ＊とに基づいて次式（２）によりコンデンサ５７に入出力すべき目標電力Ｗ＊を設定すると共に（ステップＳ２１０）、式（３）および式（４）を用いてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２２０）。ここで、式（２）は、コンデンサ電圧Ｖｃを目標電圧Ｖｃ＊に一致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、「ｋ３」は比例項のゲインであり、「ｋ４」は積分項のゲインである。また、式（３）は、モータＭＧ１やモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が要求トルクＴｒ＊となる関係であり、式（４）は、モータＭＧ１やモータＭＧ２によりコンデンサ５７に入出力される電力の総和が目標電力Ｗ＊となる関係である。式（３）中、「ρ」は動力分配統合機構３０のギヤ比を示し、「Ｇｒ」は減速ギヤ３５のギヤ比を示す。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する様子を図４に示す。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は、図示するように、式（３）の関係を満たすラインと式（４）の関係を満たすラインとの交点におけるトルク（図中、Ｔ１，Ｔ２）として求めることができる。バッテリ遮断状態で走行する際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５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。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。式（３）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。
【００３２】
W*=k3(Vc-Vc*)+k4∫(Vc-Vc*)dt (2)
-Tm1*/ρ+Tm2*・Gr=Tr* (3)
Tm1*・Nm1+Tm2*・Nm2=W* (4)
【００３３】
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にそれぞれ送信して（ステップＳ２３０）、異常判定時制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。この場合、コンデンサ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｃ＊に近づくと共に要求トルクＴｒ＊に応じたトルクが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と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することになる。したがって、バッテリ５０に異常が生じたと判定されたときでも、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。しかも、この際には、コンデンサ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｃ＊に対して低下し過ぎたり上昇し過ぎたりするのを抑制することができる。さらに、コンデンサ５７の耐圧未満の電圧を目標電圧Ｖｃ＊に設定するから、コンデンサ５７をより確実に保護することができる。
【００３４】
ステップＳ１３０でエンジン２２が運転停止されていると判定されたときには、過去にバッテリ５０に異常が生じていると判定された状態でエンジン２２を始動した回数である停止中異常時始動回数ｎを閾値ｎｒｅｆと比較する（ステップＳ１４０）。ここで、停止中異常時始動回数ｎは、バッテリ５０が修理されたり交換されたときなどに初期値としての値０にリセットされ、異常判定始動時回数ｎの値に拘わらずバッテリ５０に異常が生じていないと判定された状態でエンジン２２が始動されたときには前回値が保持される。この停止中異常時始動回数ｎは、実施例では、図示しない不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリなど）や、イグニッションの状態に拘わらず図示しない補機バッテリから電力が供給される図示しない電源用電子制御ユニットのＲＡＭなど、イグニッションオフされた以降でも記憶したデータを保持可能な記憶媒体に記憶させるものとした。閾値ｎｒｅｆは、バッテリ５０に異常が生じていると判定された状態でエンジン２２の始動を許容する回数であり、バッテリ５０の特性などにより定められる。いま、エンジン２２が運転停止されているときを考えているから、エンジン２２を始動しないと、システムメインリレー５６を切り離した以降は、コンデンサ５７の容量の範囲内でモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに動力を出力するか惰性で走行するかになるため、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力しながら走行を継続することは困難となる。一方、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動する際には、モータＭＧ１による発電や電力消費によってバッテリ５０の充放電が行なわれることが多いが、バッテリ５０に異常が生じたと判定された以降にこうしたバッテリ５０の充放電が頻繁に行なわれると、バッテリ５０に更に異常（例えば、破損など）を生じるおそれがある。これらを考慮して、実施例では、ステップＳ１４０の停止中異常時始動回数ｎと閾値ｎｒｅｆとの比較により、エンジン２２の始動を許容するか否かを判定するものとした。
【００３５】
停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の始動を許容すると判断し、エンジン２２が始動されるよう始動指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信する（ステップＳ１５０）。始動指令を受信したモータＥＣＵ４０は、エンジン２２をモータリングするためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようモータＭＧ１を制御する。また、始動指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングによってエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以上に至ったときにエンジン２２の点火制御や燃料噴射制御を開始する。なお、このとき、モータＭＧ２については要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるよう制御するものとした。ここで、要求トルクＴｒ＊は、エンジン２２の始動に要する時間が比較的短時間（例えば、数百ｍｓｅｃ程度）であるため、実施例では、始動指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０に送信する直前に設定された値を保持するものとした。
【００３６】
そして、エンジン２２の始動が完了するのを待って（ステップＳ１５５）、前回の停止中異常時始動回数（前回ｎ）に値１を加えて停止中異常時始動回数ｎを更新し（ステップＳ１６０）、システムメインリレー５６をオフとして（ステップＳ１７０）、ステップＳ１８０〜Ｓ２３０以降の処理を実行して、異常判定時制御ルーチンを終了する。これにより、エンジン２２を運転停止している状態でバッテリ５０に異常が生じたと判定されたときでも、エンジン２２を始動し、エンジン２２からの出力された動力の一部をモータＭＧ１とモータＭＧ２とによる動力−電力、電力−動力の変換を伴って要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。こうしてエンジン２２が始動されると、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、ステップＳ１３０でエンジン２２は運転停止されていない即ち運転されていると判定され、ステップＳ１７０以降の処理を実行する。
【００３７】
一方、停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の始動を許容しないと判断し、エンジン２２を始動することなく、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を停止するよう駆動停止指令をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２４０）、システムメインリレー５６をオフとして（ステップＳ２５０）、異常判定時制御ルーチンを終了する。駆動停止指令を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を停止する（例えば、インバータ４１，４２のゲート遮断を行なう）。即ち、走行を停止するのである。これにより、バッテリ５０の充放電が行なわれるのを抑制することができ、バッテリ５０に更に異常が生じる（例えば、破損など）のを抑制することができる。
【００３８】
図６は、イグニッションの状態とバッテリ５０の異常判定の状態とエンジン２２の状態と停止中異常時始動回数ｎとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。図６の例では、図示するように、イグニッションオンされている状態でバッテリ５０の異常判定がなされた時刻ｔ１に、エンジン２２が運転停止されているときにはエンジン２２を始動し、システムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離し、それ以降はエンジン２２の運転を伴っ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。これにより、バッテリ５０の異常判定がなされた以降でも走行することができる。そして、イグニッションオフされた時刻ｔ２にエンジン２２を運転停止すると共にバッテリ５０の異常判定を解除し、その後は、バッテリ５０の異常判定がなされていない状態でエンジン２２を始動したときには停止中異常時始動回数ｎの値を保持し（時刻ｔ３〜ｔ４）、バッテリ５０の異常判定がなされた状態でエンジン２２を始動したときには停止中異常時始動回数ｎを更新する（時刻ｔ５）。そして、バッテリ５０の異常判定がなされたときに停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには（時刻ｔ６）、エンジン２２を始動せずにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動停止状態とすると共にシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離す。これにより、バッテリ５０に更に異常が生じる（例えば、破損など）のを抑制することができる。
【００３９】
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の運転を停止している状態でバッテリ５０に異常が生じていると判定された停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときには、エンジン２２を始動し、システムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離し、要求トルクＴｒ＊が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と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、バッテリ５０に異常が生じていると判定されたときでも走行することができる。また、停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を始動することなくモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動停止してシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離すから、バッテリ５０に更に異常が生じるのを抑制することができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の異常判定がなされていない状態でエンジン２２を始動したときには、停止中異常時始動回数ｎの値を保持するものとしたが、値０にリセットするものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転を停止している状態でバッテリ５０に異常が生じていると判定された停止中異常時には、停止中異常時始動回数ｎに拘わらずシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離すものとしたが、停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときにだけシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離すものとしてもよいし、停止中異常時始動回数ｎに拘わらずシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離さないものとしてもよい。システムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離さない場合、システムメインリレー５６を備えないハード構成としてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０に異常が生じていると判定されたときには、警告灯８９を点灯するものとしたが、これに限られず、例えば、音声出力により運転者に報知するものなどバッテリ５０に異常が生じている旨を運転者に報知するものであれば如何なるものとしてもよい。また、こうした運転者への報知を行なわないものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４５】
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９の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２に発電用のモータＭＧ１が接続されていると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにモータＭＧ２が接続され、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２にシステムメインリレー５６を介してバッテリ５０が接続されているものとしてもよい。
【００４６】
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。
【００４７】
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と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものが「発電手段」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、エンジン２２の運転を停止している状態でバッテリ５０に異常が生じていると判定された停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の始動指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信しエンジン２２の始動が完了するのを待ってシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離し要求トルクＴｒ＊が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＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信し、停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を始動することなくモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動停止指令をモータＥＣＵ４０に送信してシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離す図２の異常判定時制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、始動指令を受信したときにはエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以上に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始しエンジン２２の始動完了後は目標回転数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、始動指令を受信したときにはエンジン２２をモータリングするためのトルクが出力されるようモータＭＧ１を制御しエンジン２２の始動完了後はトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し駆動停止指令を受信したときにはモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を停止するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、システムメインリレー５６が「接続解除手段」に相当する。さらに、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。対ロータ電動機２３０も「発電手段」に相当する。
【００４８】
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。「発電手段」としては、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０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、内燃機関をモータリングすると共に内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電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、リチウムイオン電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素電池としたり鉛蓄電池としたりするなど、発電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。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２の運転を停止している状態でバッテリ５０に異常が生じていると判定された停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときには、エンジン２２を始動してシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離して要求トルクＴｒ＊が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、停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を始動することなくモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動停止するものに限定されるものではなく、バッテリ５０に異常が生じている旨を運転者に報知するために警告灯８９を点灯するものとしたり、停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときに又は停止中異常時始動回数ｎに拘わらずシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離さないものとしたり、バッテリ５０の異常判定がなされていない状態でエンジン２２を始動したときに停止中異常時始動回数ｎの値を保持する又は値０にリセットするものとしたりするなど、内燃機関の運転を停止している状態で蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に停止中異常時における内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには内燃機関が始動されるよう内燃機関と発電手段とを制御すると共に内燃機関が始動された以降は蓄電手段の充放電を行なうことなく駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御し、停止中異常時に停止中異常時始動回数が所定回数以上のときには内燃機関を始動しないものであれば如何なるものとしても構わない。「接続解除手段」としては、システムメインリレー５６に限定されるものではなく、発電手段の駆動回路や電動機の駆動回路と蓄電手段との接続および接続の解除を行なう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。
【００４９】
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】
【００５０】
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】
【００５１】
【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】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される異常判定時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する様子を示す説明図である。
【図５】バッテリ遮断状態で走行する際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示す説明図である。
【図６】イグニッションの状態とバッテリ５０の異常判定の状態とエンジン２２の状態と停止中異常時始動回数ｎとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、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、５６ システムメインリレー、５７ 平滑用コンデンサ、５７ａ 電圧センサ、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、８９ 警告灯、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、エンジンのクランクシャフトと駆動軸とに接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構に接続された第１のモータ（ＭＧ１）と、駆動軸に接続された第２のモータ（ＭＧ２）と、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりをするバッテリと、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、バッテリの充放電が禁止されている状態で駆動軸にトルクを出力している最中にモータＭＧ２の駆動制限がなされたときには、エンジンの運転を停止すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を停止することにより、モータＭＧ１，ＭＧ２にインバータを介して接続された電力系に接続された他の機器が破損するのを抑制している。
【特許文献１】特開２００７−１９６７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした動力出力装置では、エンジンを運転停止してモータからの動力だけを駆動軸に出力している最中にバッテリに異常が生じたときには、ある程度の走行を継続するために動力源としてのエンジンを始動する必要が生じる。また、バッテリに異常が生じているときには、その破損を防止するためにバッテリの充放電をできるだけ行なわないようにすることも望まれる。
【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、内燃機関に接続された発電装置や駆動軸に動力を入出力する電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置を備えるものにおいて、蓄電装置に異常が生じているときにより適正に対処することを主目的とする。
【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、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関をモータリングすると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の運転を停止している状態で前記蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に該停止中異常時における前記内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御すると共に該内燃機関が始動された以降は前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動しない制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、内燃機関の運転を停止している状態で蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時にその停止中異常時における内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには、内燃機関が始動されるよう内燃機関と発電手段とを制御すると共に内燃機関が始動された以降は蓄電手段の充放電を行なうことなく要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。これにより、駆動軸に動力を出力することができると共に内燃機関の始動後は蓄電手段の充放電が行なわれるのを抑制することができる。一方、停止中異常時に停止中異常時始動回数が所定回数以上のときには、内燃機関を始動しない。これにより、蓄電手段の充放電が行なわれるのをより抑制することができ、蓄電手段に更に異常が生じるのを抑制することができる。これらより、停止中異常時に、停止中異常時始動回数に応じてより適正に対処することができると言える。
【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、前記蓄電手段に異常が生じていると判定されない通常時に前記内燃機関が始動されたときには、前記停止中異常時始動回数を保持する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには、前記電動機が駆動停止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。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続および接続の解除を行なう接続解除手段を備え、前記制御手段は、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動することなく前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続が解除されるよう前記接続解除手段を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、蓄電手段の充放電が行なわれるのをより確実に抑制する回避することができる。この場合、前記制御手段は、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数未満のときには前記内燃機関を始動した後に前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続が解除されるよう前記接続解除手段を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
あるいは、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記蓄電手段に異常が生じていると判定されたときに、該判定された旨を運転者に報知する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
加えて、本発明の動力出力装置において、前記発電手段は、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段であるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１３】
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、前記内燃機関をモータリングすると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の運転を停止している状態で前記蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に該停止中異常時における前記内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御すると共に該内燃機関が始動された以降は前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動しない制御手段と、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。
【００１４】
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、停止中異常時に、停止中異常時始動回数に応じてより適正に対処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。
【００１５】
この本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関をモータリングすると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止している状態で前記蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に該停止中異常時における前記内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御すると共に該内燃機関が始動された以降は前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動しない、
ことを特徴とする。
【００１６】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関の運転を停止している状態で蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時にその停止中異常時における内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには、内燃機関が始動されるよう内燃機関と発電手段とを制御すると共に内燃機関が始動された以降は蓄電手段の充放電を行なうことなく要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。これにより、駆動軸に動力を出力することができると共に内燃機関の始動後は蓄電手段の充放電が行なわれるのを抑制することができる。一方、停止中異常時に停止中異常時始動回数が所定回数以上のときには、内燃機関を始動しない。これにより、蓄電手段の充放電が行なわれるのをより抑制することができ、蓄電手段に更に異常が生じるのを抑制することができる。これらより、停止中異常時に、停止中異常時始動回数に応じてより適正に対処することができると言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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】
【００１８】
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に減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する駆動回路としてのインバータ４１，４２と、充放電可能なバッテリ５０と、バッテリ５０とインバータ４１，４２との間に介在するシステムメインリレー５６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。
【００１９】
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する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２０】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２１】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とをシステムメインリレー５６を介して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。この電力ライン５４には、平滑用コンデンサ５７が接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２２】
バッテリ５０は、リチウムイオン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。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，電圧センサ５７ａからの平滑コンデンサ５７の電圧（以下、コンデンサ電圧という）Ｖｃ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からは、システムメインリレー５６への駆動信号や警告灯８９への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。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。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にバッテリ５０に異常が生じていると判定された際の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される異常判定時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、バッテリ５０に異常が生じていると判定された以降に繰り返し実行される。なお、バッテリ５０に異常が生じているか否かの判定は、実施例では、イグニッションオンされた以降に実行される図示しない異常判定ルーチンにより設定されたフラグ（バッテリ５０が正常であると判定されたときに値０、バッテリ５０に異常が生じていると判定されたときに値１が設定されるフラグ）をバッテリＥＣＵ５２から通信により入力すると共に入力したフラグの値を調べることにより行なうものとした。
【００２６】
異常判定時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、バッテリ５０に異常が生じている旨を運転者に報知するために警告灯８９を点灯し（ステップＳ１００）、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，電圧センサ５７ａからのコンデンサ電圧Ｖｃなど制御に必要なデータを入力する処理を実行し（ステップＳ１１０）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１２０）。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３に要求トルク設定用マップの一例を示す。なお、実施例では、イグニッションオンされた直後などシフトポジションＳＰが駐車ポジションにあるときには、要求トルクＴｒ＊に値０が設定されるものとした。
【００２７】
続いて、エンジン２２が運転停止されているか否かを判定し（ステップＳ１３０）、エンジン２２が運転停止されていない即ち運転されていると判定されたときには、システムメインリレー５６をオフとしてバッテリ５０を電力ライン５４から切り離す(ステップＳ１７０）。以下、バッテリ５０が電力ライン５４から切り離された状態をバッテリ遮断状態という。
【００２８】
そして、コンデンサ５７の目標電圧Ｖｃ＊を設定する（ステップＳ１８０）。目標電圧Ｖｃ＊は、モータＭＧ１，ＭＧ２から出力可能なトルクの領域がコンデンサ電圧Ｖｃによって定まることから、実施例では、インバータ４１，４２の電力ライン５４からバッテリ５０が遮断された状態で走行するために必要なモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの領域を考慮してコンデンサ５７の耐圧未満の電圧を設定するものとした。
【００２９】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとに基づいて次式（１）によりエンジン２２から出力すべき目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ２００）。ここで、目標回転数Ｎｅ＊は、バッテリ遮断状態で走行する際にコンデンサ５７に作用させるべき電圧などを考慮して例えば１８００ｒｐｍや２０００ｒｐｍなどに設定することができる。また、式（１）は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊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（１）中、「ｋ１」は比例項のゲインであり、「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３０】
Te*=k1(Ne*-Ne)+k2∫(Ne*-Ne)dt (1)
【００３１】
そして、コンデンサ電圧Ｖｃと目標電圧Ｖｃ＊とに基づいて次式（２）によりコンデンサ５７に入出力すべき目標電力Ｗ＊を設定すると共に（ステップＳ２１０）、式（３）および式（４）を用いてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２２０）。ここで、式（２）は、コンデンサ電圧Ｖｃを目標電圧Ｖｃ＊に一致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、「ｋ３」は比例項のゲインであり、「ｋ４」は積分項のゲインである。また、式（３）は、モータＭＧ１やモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が要求トルクＴｒ＊となる関係であり、式（４）は、モータＭＧ１やモータＭＧ２によりコンデンサ５７に入出力される電力の総和が目標電力Ｗ＊となる関係である。式（３）中、「ρ」は動力分配統合機構３０のギヤ比を示し、「Ｇｒ」は減速ギヤ３５のギヤ比を示す。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する様子を図４に示す。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は、図示するように、式（３）の関係を満たすラインと式（４）の関係を満たすラインとの交点におけるトルク（図中、Ｔ１，Ｔ２）として求めることができる。バッテリ遮断状態で走行する際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５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。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。式（３）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。
【００３２】
W*=k3(Vc-Vc*)+k4∫(Vc-Vc*)dt (2)
-Tm1*/ρ+Tm2*・Gr=Tr* (3)
Tm1*・Nm1+Tm2*・Nm2=W* (4)
【００３３】
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にそれぞれ送信して（ステップＳ２３０）、異常判定時制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。この場合、コンデンサ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｃ＊に近づくと共に要求トルクＴｒ＊に応じたトルクが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と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することになる。したがって、バッテリ５０に異常が生じたと判定されたときでも、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。しかも、この際には、コンデンサ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｃ＊に対して低下し過ぎたり上昇し過ぎたりするのを抑制することができる。さらに、コンデンサ５７の耐圧未満の電圧を目標電圧Ｖｃ＊に設定するから、コンデンサ５７をより確実に保護することができる。
【００３４】
ステップＳ１３０でエンジン２２が運転停止されていると判定されたときには、過去にバッテリ５０に異常が生じていると判定された状態でエンジン２２を始動した回数である停止中異常時始動回数ｎを閾値ｎｒｅｆと比較する（ステップＳ１４０）。ここで、停止中異常時始動回数ｎは、バッテリ５０が修理されたり交換されたときなどに初期値としての値０にリセットされ、異常判定始動時回数ｎの値に拘わらずバッテリ５０に異常が生じていないと判定された状態でエンジン２２が始動されたときには前回値が保持される。この停止中異常時始動回数ｎは、実施例では、図示しない不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリなど）や、イグニッションの状態に拘わらず図示しない補機バッテリから電力が供給される図示しない電源用電子制御ユニットのＲＡＭなど、イグニッションオフされた以降でも記憶したデータを保持可能な記憶媒体に記憶させるものとした。閾値ｎｒｅｆは、バッテリ５０に異常が生じていると判定された状態でエンジン２２の始動を許容する回数であり、バッテリ５０の特性などにより定められる。いま、エンジン２２が運転停止されているときを考えているから、エンジン２２を始動しないと、システムメインリレー５６を切り離した以降は、コンデンサ５７の容量の範囲内でモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに動力を出力するか惰性で走行するかになるため、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力しながら走行を継続することは困難となる。一方、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動する際には、モータＭＧ１による発電や電力消費によってバッテリ５０の充放電が行なわれることが多いが、バッテリ５０に異常が生じたと判定された以降にこうしたバッテリ５０の充放電が頻繁に行なわれると、バッテリ５０に更に異常（例えば、破損など）を生じるおそれがある。これらを考慮して、実施例では、ステップＳ１４０の停止中異常時始動回数ｎと閾値ｎｒｅｆとの比較により、エンジン２２の始動を許容するか否かを判定するものとした。
【００３５】
停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の始動を許容すると判断し、エンジン２２が始動されるよう始動指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信する（ステップＳ１５０）。始動指令を受信したモータＥＣＵ４０は、エンジン２２をモータリングするためのトルクがモータＭＧ１から出力されるようモータＭＧ１を制御する。また、始動指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングによってエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以上に至ったときにエンジン２２の点火制御や燃料噴射制御を開始する。なお、このとき、モータＭＧ２については要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるよう制御するものとした。ここで、要求トルクＴｒ＊は、エンジン２２の始動に要する時間が比較的短時間（例えば、数百ｍｓｅｃ程度）であるため、実施例では、始動指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０に送信する直前に設定された値を保持するものとした。
【００３６】
そして、エンジン２２の始動が完了するのを待って（ステップＳ１５５）、前回の停止中異常時始動回数（前回ｎ）に値１を加えて停止中異常時始動回数ｎを更新し（ステップＳ１６０）、システムメインリレー５６をオフとして（ステップＳ１７０）、ステップＳ１８０〜Ｓ２３０以降の処理を実行して、異常判定時制御ルーチンを終了する。これにより、エンジン２２を運転停止している状態でバッテリ５０に異常が生じたと判定されたときでも、エンジン２２を始動し、エンジン２２からの出力された動力の一部をモータＭＧ１とモータＭＧ２とによる動力−電力、電力−動力の変換を伴って要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。こうしてエンジン２２が始動されると、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、ステップＳ１３０でエンジン２２は運転停止されていない即ち運転されていると判定され、ステップＳ１７０以降の処理を実行する。
【００３７】
一方、停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の始動を許容しないと判断し、エンジン２２を始動することなく、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を停止するよう駆動停止指令をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２４０）、システムメインリレー５６をオフとして（ステップＳ２５０）、異常判定時制御ルーチンを終了する。駆動停止指令を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を停止する（例えば、インバータ４１，４２のゲート遮断を行なう）。即ち、走行を停止するのである。これにより、バッテリ５０の充放電が行なわれるのを抑制することができ、バッテリ５０に更に異常が生じる（例えば、破損など）のを抑制することができる。
【００３８】
図６は、イグニッションの状態とバッテリ５０の異常判定の状態とエンジン２２の状態と停止中異常時始動回数ｎとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。図６の例では、図示するように、イグニッションオンされている状態でバッテリ５０の異常判定がなされた時刻ｔ１に、エンジン２２が運転停止されているときにはエンジン２２を始動し、システムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離し、それ以降はエンジン２２の運転を伴っ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。これにより、バッテリ５０の異常判定がなされた以降でも走行することができる。そして、イグニッションオフされた時刻ｔ２にエンジン２２を運転停止すると共にバッテリ５０の異常判定を解除し、その後は、バッテリ５０の異常判定がなされていない状態でエンジン２２を始動したときには停止中異常時始動回数ｎの値を保持し（時刻ｔ３〜ｔ４）、バッテリ５０の異常判定がなされた状態でエンジン２２を始動したときには停止中異常時始動回数ｎを更新する（時刻ｔ５）。そして、バッテリ５０の異常判定がなされたときに停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには（時刻ｔ６）、エンジン２２を始動せずにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動停止状態とすると共にシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離す。これにより、バッテリ５０に更に異常が生じる（例えば、破損など）のを抑制することができる。
【００３９】
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の運転を停止している状態でバッテリ５０に異常が生じていると判定された停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときには、エンジン２２を始動し、システムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離し、要求トルクＴｒ＊が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と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、バッテリ５０に異常が生じていると判定されたときでも走行することができる。また、停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を始動することなくモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動停止してシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離すから、バッテリ５０に更に異常が生じるのを抑制することができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の異常判定がなされていない状態でエンジン２２を始動したときには、停止中異常時始動回数ｎの値を保持するものとしたが、値０にリセットするものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転を停止している状態でバッテリ５０に異常が生じていると判定された停止中異常時には、停止中異常時始動回数ｎに拘わらずシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離すものとしたが、停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときにだけシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離すものとしてもよいし、停止中異常時始動回数ｎに拘わらずシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離さないものとしてもよい。システムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離さない場合、システムメインリレー５６を備えないハード構成としてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０に異常が生じていると判定されたときには、警告灯８９を点灯するものとしたが、これに限られず、例えば、音声出力により運転者に報知するものなどバッテリ５０に異常が生じている旨を運転者に報知するものであれば如何なるものとしてもよい。また、こうした運転者への報知を行なわないものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４５】
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９の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２に発電用のモータＭＧ１が接続されていると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにモータＭＧ２が接続され、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２にシステムメインリレー５６を介してバッテリ５０が接続されているものとしてもよい。
【００４６】
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。
【００４７】
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と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものが「発電手段」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、エンジン２２の運転を停止している状態でバッテリ５０に異常が生じていると判定された停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の始動指令をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信しエンジン２２の始動が完了するのを待ってシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離し要求トルクＴｒ＊が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＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信し、停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を始動することなくモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動停止指令をモータＥＣＵ４０に送信してシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離す図２の異常判定時制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、始動指令を受信したときにはエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以上に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始しエンジン２２の始動完了後は目標回転数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、始動指令を受信したときにはエンジン２２をモータリングするためのトルクが出力されるようモータＭＧ１を制御しエンジン２２の始動完了後はトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し駆動停止指令を受信したときにはモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を停止するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、システムメインリレー５６が「接続解除手段」に相当する。さらに、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。対ロータ電動機２３０も「発電手段」に相当する。
【００４８】
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。「発電手段」としては、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０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、内燃機関をモータリングすると共に内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電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、リチウムイオン電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素電池としたり鉛蓄電池としたりするなど、発電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。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２の運転を停止している状態でバッテリ５０に異常が生じていると判定された停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときには、エンジン２２を始動してシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離して要求トルクＴｒ＊が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、停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を始動することなくモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動停止するものに限定されるものではなく、バッテリ５０に異常が生じている旨を運転者に報知するために警告灯８９を点灯するものとしたり、停止中異常時に停止中異常時始動回数ｎが閾値ｎｒｅｆ未満のときに又は停止中異常時始動回数ｎに拘わらずシステムメインリレー５６によりバッテリ５０を電力ライン５４から切り離さないものとしたり、バッテリ５０の異常判定がなされていない状態でエンジン２２を始動したときに停止中異常時始動回数ｎの値を保持する又は値０にリセットするものとしたりするなど、内燃機関の運転を停止している状態で蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に停止中異常時における内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには内燃機関が始動されるよう内燃機関と発電手段とを制御すると共に内燃機関が始動された以降は蓄電手段の充放電を行なうことなく駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御し、停止中異常時に停止中異常時始動回数が所定回数以上のときには内燃機関を始動しないものであれば如何なるものとしても構わない。「接続解除手段」としては、システムメインリレー５６に限定されるものではなく、発電手段の駆動回路や電動機の駆動回路と蓄電手段との接続および接続の解除を行なう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。
【００４９】
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】
【００５０】
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】
【００５１】
【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】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される異常判定時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する様子を示す説明図である。
【図５】バッテリ遮断状態で走行する際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示す説明図である。
【図６】イグニッションの状態とバッテリ５０の異常判定の状態とエンジン２２の状態と停止中異常時始動回数ｎとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、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、５６ システムメインリレー、５７ 平滑用コンデンサ、５７ａ 電圧センサ、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、８９ 警告灯、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、
前記内燃機関をモータリングすると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の運転を停止している状態で前記蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に該停止中異常時における前記内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御すると共に該内燃機関が始動された以降は前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動しない制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記蓄電手段に異常が生じていると判定されない通常時に前記内燃機関が始動されたときには、前記停止中異常時始動回数を保持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、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには、前記電動機が駆動停止されるよう該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のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続および接続の解除を行なう接続解除手段を備え、
前記制御手段は、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動することなく前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続が解除されるよう前記接続解除手段を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数未満のときには前記内燃機関を始動した後に前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続が解除されるよう前記接続解除手段を制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記蓄電手段に異常が生じていると判定されたときに、該判定された旨を運転者に報知する手段である請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記発電手段は、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段である請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段である請求項７記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つの請求項に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、前記内燃機関をモータリングすると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止している状態で前記蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に該停止中異常時における前記内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御すると共に該内燃機関が始動された以降は前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動しない、
ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関をモータリングすると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の運転を停止している状態で前記蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に該停止中異常時における前記内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御すると共に該内燃機関が始動された以降は前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動しない制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記蓄電手段に異常が生じていると判定されない通常時に前記内燃機関が始動されたときには、前記停止中異常時始動回数を保持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、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには、前記電動機が駆動停止されるよう該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のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続および接続の解除を行なう接続解除手段を備え、
前記制御手段は、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動することなく前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続が解除されるよう前記接続解除手段を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数未満のときには前記内燃機関を始動した後に前記発電手段の駆動回路および前記電動機の駆動回路と前記蓄電手段との接続が解除されるよう前記接続解除手段を制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記蓄電手段に異常が生じていると判定されたときに、該判定された旨を運転者に報知する手段である請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記発電手段は、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段である請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段である請求項７記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つの請求項に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、前記内燃機関をモータリングすると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止している状態で前記蓄電手段に異常が生じていると判定された停止中異常時に該停止中異常時における前記内燃機関の始動回数である停止中異常時始動回数が所定回数未満のときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記発電手段とを制御すると共に該内燃機関が始動された以降は前記蓄電手段の充放電を行なうことなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記停止中異常時に前記停止中異常時始動回数が前記所定回数以上のときには前記内燃機関を始動しない、
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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１８４６３４（Ｐ２００９−１８４６３４Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９４４５（Ｐ２００８−２９４４５）
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【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２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【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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