(57)【要約】【課題】  エネルギ効率や動力性能の向上を図る。【解決手段】  遊星歯車機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤにそれぞれモータＭＧ１の回転軸，エンジンの出力軸，駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａが接続されると共に変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２の回転軸４８が接続されたハイブリッド自動車において、モータＭＧ２やその駆動用のインバータに異常が生じた時や高速巡航運転時には、エンジン２２から遊星歯車機構を介してリングギヤ軸３２ａに出力される直達駆動力だけで走行する直行走行モードを設定し、ブレーキＢ１およびブレーキＢ２を共にオフとしてモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離す。これにより、直行走行モード時にモータＭＧ２が連れ回されることがないから走行抵抗を小さくできる。この結果、エネルギ効率や動力性能を向上させることができる。【選択図】        図２
2006014387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続解除が可能な接続手段と、
前記電力動力入出手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に出力される直達駆動力だけで前記駆動軸に動力を出力する所定の条件が成立したとき、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記接続手段を駆動制御すると共に前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを駆動制御する直達時駆動制御手段と
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記所定の条件は、前記電動機を含む電動機駆動系に異常が生じたときに成立する条件である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記接続手段は、切替可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
請求項３記載の動力出力装置であって、
前記変速手段は、前記電動機の回転軸に接続された第１の回転要素と前記駆動軸に接続された第２の回転要素と第３の回転要素と第４の回転要素とを有し該４つの回転要素のうち任意の２つの回転要素が独立して回転すると共に該任意の２つの回転要素に従属して他の２つの回転要素が回転する回転手段と、前記第３の回転要素の回転の禁止および禁止解除が可能な第１の回転禁止手段と、前記第４の回転要素の回転の禁止および禁止解除が可能な第２の回転禁止手段とを備える手段であり、
前記直達時駆動制御手段は、前記第３の回転要素および前記第４の回転要素の回転の禁止が解除されるよう前記第１の回転禁止手段と前記第２の回転禁止手段とを駆動制御する手段である
動力出力装置。
【請求項５】
前記回転手段は、遊星歯車機構により構成されてなる請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の回転軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達する対回転子電動機である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車。
【請求項９】
前記所定の条件は、車両が高速巡航状態にあるときに成立する条件である請求項８記載の自動車。
【請求項１０】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続解除が可能な接続手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記電力動力入出手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に出力される直達駆動力だけで前記駆動軸に動力を出力する所定の条件が成立しているとき、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記接続手段を駆動制御すると共に前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを駆動制御する
動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置およびこれを搭載し前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、ハイブリッド自動車に搭載され、遊星歯車機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤにそれぞれ内燃機関の出力軸，発電機の回転軸，駆動軸が接続されると共に２段の変速機を介して駆動軸に電動機が接続された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、車速に基づいて変速機をＬｏギヤおよびＨｉギヤのいずれかに切り替えることにより、電動機からの駆動力を車速に応じたものに変換して駆動軸に出力している。
【特許文献１】特開２００２−２２５５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、動力出力装置、特にハイブリッド自動車に搭載される動力出力装置では、エネルギ効率の向上や動力性能の向上を図ることは重要な課題の一つとして考えられている。上述した動力出力装置では、発電機により反力を受け持ちながら内燃機関からの動力を駆動軸に直接出力して駆動軸を駆動することができるから、電動機を停止させた状態で駆動軸を駆動することもできる。このとき、変速機をＬｏギヤかＨｉギヤとして電動機の回転軸と駆動軸とを接続した状態では、駆動軸の駆動に伴って電動機が連れ回されるから、停止させた電動機が駆動軸を駆動させる際の駆動抵抗として作用する。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、装置のエネルギ効率をより向上させることを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、装置の動力性能をより向上させることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続解除が可能な接続手段と、
前記電力動力入出手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に出力される直達駆動力だけで前記駆動軸に動力を出力する所定の条件が成立したとき、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記接続手段を駆動制御すると共に前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを駆動制御する直達時駆動制御手段と
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、電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に出力される直達駆動力だけで駆動軸に動力を出力する所定の条件が成立したとき、電動機の回転軸と駆動軸との接続が解除されるよう接続手段を駆動制御すると共に駆動軸に動力が出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段とを駆動制御する。したがって、直達駆動力だけで駆動軸に動力を出力する際には電動機の回転軸と駆動軸とを常に接続するものに比して駆動軸の駆動抵抗を小さくできるから、装置のエネルギ効率や動力性能をより向上させることができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記所定の条件は、前記電動機を含む電動機駆動系に異常が生じたときに成立する条件であるものとすることもできる。こうすれば、装置のエネルギ効率や動力性能をより向上させることができると共に電動機駆動系の状態の悪化を防止することができる。ここで、「電動機駆動系」には、電動機の他、電動機の駆動回路やその制御手段なども含まれる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記接続手段は、切替可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記変速手段は、前記電動機の回転軸に接続された第１の回転要素と前記駆動軸に接続された第２の回転要素と第３の回転要素と第４の回転要素とを有し該４つの回転要素のうち任意の２つの回転要素が独立して回転すると共に該任意の２つの回転要素に従属して他の２つの回転要素が回転する回転手段と、前記第３の回転要素の回転の禁止および禁止解除が可能な第１の回転禁止手段と、前記第４の回転要素の回転の禁止および禁止解除が可能な第２の回転禁止手段とを備える手段であり、前記直達時駆動制御手段は、前記第３の回転要素および前記第４の回転要素の回転の禁止が解除されるよう前記第１の回転禁止手段と前記第２の回転禁止手段とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記回転手段は、遊星歯車機構により構成されてな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、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の回転軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の自動車は、
上述した各態様のいずれか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可能な動力出力装置であって、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続解除が可能な接続手段と、前記電力動力入出手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に出力される直達駆動力だけで前記駆動軸に動力を出力する所定の条件が成立したとき前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記接続手段を駆動制御すると共に前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを駆動制御する直達時駆動制御手段とを備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する
ことを要旨とする。
【００１２】
この本発明の自動車では、上述した各態様のいずれか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備える効果と同様の効果、例えば、エネルギ効率や動力性能をより向上させることができる効果や電動機駆動系の状態の悪化を防止することができる効果などを奏することができる。
【００１３】
こうした本発明の自動車において、前記所定の条件は、車両が高速巡航状態にあるときに成立する条件であるものとすることもできる。車両が高速巡航状態にあるときには駆動軸に必要な駆動力は比較的小さいから、電動機を停止させてこの電動機の回転軸と駆動軸との接続を解除することにより車両のエネルギ効率をさらに向上させることができる。
【００１４】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続解除が可能な接続手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記電力動力入出手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に出力される直達駆動力だけで前記駆動軸に動力を出力する所定の条件が成立しているとき、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記接続手段を駆動制御すると共に前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを駆動制御する
ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に出力される直達駆動力だけで駆動軸に動力を出力する所定の条件が成立したとき、電動機の回転軸と駆動軸との接続が解除されるよう接続手段を駆動制御すると共に駆動軸に動力が出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段とを駆動制御する。したがって、直達駆動力だけで駆動軸に動力を出力する際には電動機の回転軸と駆動軸とを常に接続するものに比して駆動軸の駆動抵抗を小さくできるから、装置のエネルギ効率や動力性能をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【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を介して変速機６０がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２０】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを計算している。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２１】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達できるよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯
車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。ブレーキＢ１，Ｂ２のオンオフは、実施例では、図示しない油圧式のアクチュエータの駆動によりブレーキＢ１，Ｂ２に対して作用させる油圧を調節することにより行なわれている。
【００２２】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【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。ハイブリッド自動車２０の走行モードとしては、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を駆動制御して走行するトルク変換走行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を駆動制御して走行する充放電走行モード、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して走行するモータ走行モード、モータＭＧ２の運転を停止してモータＭＧ１でエンジントルクの反力を受け持ちながらエンジン２２から動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（以下、これを直達トルクという）だけで走行する直行走行モードなどがある。なお、トルク変換走行モードと充放電走行モードは、バッテリ５０の充放電の有無が異なるだけで制御上の実質的な差異はないから、以下、これらをまとめてエンジン・モータ走行モードと呼ぶ。
【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の動作について説明する。図３は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２６】
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などを入力し（ステップＳ１００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｒ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられるとマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用のマップの一例を示す。要求パワーＰｒ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じることにより計算するものとした。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることにより求めることができる。
【００２７】
要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｒ＊とを設定すると、要求パワーＰｒ＊とバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和により車両に要求される車両要求パワーＰｖ＊を設定する（ステップＳ１２０）。ここで、充放電要求パワーＰｂ＊は、例えば、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが基準値以上のときには残容量ＳＯＣが大きくなるほど放電側のパワーが大きくなり残容量ＳＯＣが基準値未満のときには残容量ＳＯＣが小さくなるほど充電側のパワーが大きくなるよう予め定められたマップからモータＥＣＵ４０により設定され通信により入力されたものを用いるものとした。
【００２８】
続いて、モータＭＧ２やインバータ４２に異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。モータＭＧ２やインバータ４２の異常の判定は、例えば、モータＭＧ２やインバータ４２を流れる電流がトルク指令に対応するか否かを判定したり、モータＭＧ２やインバータ４２の温度が予め定められた許容限界温度を超えているか否かを判定することにより行なうことができる。
【００２９】
モータＭＧ２やインバータ４２に異常は生じていないと判定されると、車両が高速巡航状態にあるか否かを調べる（ステップＳ１４０）。高速巡航状態の判定は、例えば、車速Ｖが比較的高車速な車速Ｖｈｉ（例えば、７０ｋｍや８０ｋｍなど）以上でアクセル開度Ａｃｃがその車速Ｖで車両が巡航するために必要なアクセル開度の範囲内にあり且つアクセル開度Ａｃｃの変化量（アクセルペダル８３の操作量）が比較的小さな所定量未満にあるか否かを判定することにより行なうことができる。
【００３０】
車両が高速巡航状態ではないと判定されると、ステップＳ１２０で設定した車両要求パ
ワーＰｖ＊が所定値Ｐｒｅｆ以上か否かを判定し（ステップＳ１５０）、車両要求パワーＰｖ＊が所定値Ｐｒｅｆ以上と判定されたときには、エンジン２２を効率よく運転できると判断してエンジン・モータ走行モードを設定し（ステップＳ１６０）、車両要求パワーＰｖ＊が所定値Ｐｒｅｆ以上でない（所定値Ｐｒｅｆ未満）と判定されたときには、エンジン２２を効率よく運転できないと判断してモータ走行モードを設定する（ステップＳ１７０）。
【００３１】
そして、変速マップを用いて要求トルクＴｒ＊と車速ＶとがＨｉギヤ領域にあるか否かを調べ（ステップＳ１８０）、Ｈｉギヤ領域にあるときには変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態とするようブレーキＢ１をオンすると共にブレーキＢ２をオフとし（ステップＳ１９０）、Ｌｏギヤ領域にあるときには変速機６０のギヤの状態をＬｏギヤの状態とするようブレーキＢ１をオフすると共にブレーキＢ２をオンとする（ステップＳ２００）。なお、変速マップの一例を図５に示す。
【００３２】
ステップＳ１３０でモータＭＧ２やインバータ４２に異常が生じていると判定されたときやステップＳ１４０で高速巡航状態と判定されたときには、モータＭＧ２の運転を停止させて走行する直行走行モードを設定し（ステップＳ２２０）、ブレーキＢ１およびブレーキＢ２を共にオフする（ステップＳ２３０）。このように、ブレーキＢ１およびブレーキＢ２を共にオフとしてモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの駆動に伴ってモータＭＧ２が連れ回されることがないから、直行走行モードにおける走行抵抗を小さくすることができる。なお、モータＭＧ１やインバータ４２に異常が生じているときには、通常、エンジントルクの反力を受け持つモータＭＧ１は発電し続けてバッテリ５０に充電されることになるから、バッテリ５０の過充電を防止するために要求トルクＴｒ＊に制限を加えるものとしてもよい。
【００３３】
こうして各走行モードが設定されると、設定された走行モードで要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。具体的には、エンジン・モータ走行モードでは、車両要求パワーＰｖ＊を出力可能な運転ポイント（回転数およびトルク）のうちエンジン２２が効率よく運転できる運転ポイントを設定してこの運転ポイントにおける回転数でエンジン２２が運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にエンジン２２の直達トルクと合わせて要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、運転ポイントをエンジンＥＣＵ２４に送信しトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信することにより行なう。エンジンＥＣＵ２４は受信した運転ポイントでエンジン２２運転されるよう燃料噴射制御や点火制御などを行ない、モータＥＣＵ４０は受信したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に見合うトルクがモータＭＧ１，ＭＧ２からそれぞれ出力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。また、モータ走行モードでは、モータＭＧ２だけで要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信することにより行なう。直行走行モードでは、例えば、エンジン２２の直達トルク（＝Ｔｅ／（１＋ρ））が要求トルクＴｒ＊に一致するようエンジン２２の運転ポイントを設定すると共にエンジントルク反力を受けとめるモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、運転ポイントをエンジンＥＣＵ２４に送信しトルク指令Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信することにより行なう。
【００３４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２の運転を停止する直行走行モードで走行する際には、ブレーキＢ１およびブレーキＢ２を共にオフとしてモータＭＧ２の回転軸４８を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａから切り離すから、直行走行モードで走行する際の走行抵抗を小さくすることができる。この結果、車両のエネル
ギ効率や動力性能をより向上させることができる。しかも、モータＭＧ２やインバータ４２に異常が生じたときにモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すから、モータＭＧ２やインバータ４２の状態が悪化するのを防止することができる。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両が高速巡航状態にあるときに走行モードを直行走行モードに設定するものとしたが、エンジン・モータ走行モードに設定するものとしてもよい。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、２段の変速段をもつ変速機６０を用いたが、３段以上の変速段をもつ変速機を用いるものとしてもよいし、モータＭＧ２の回転軸４８と駆動軸（リングギヤ軸３２ａ）との接続とその解除とが可能なものであれば、こうした変速機に限られず、例えば両軸をクラッチで接続するものとしてもよい。この場合、エンジン・モータ走行モードやモータ走行モードが設定されたときにクラッチを係合し、直行走行モードが設定されたときにクラッチの係合を解除するものとすればよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の回転軸を、駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸に変速機６０を介して接続するものとしたが、図６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の回転軸を、駆動輪３９ａ，３９ｂとは異なる駆動輪３９ｃ，３９ｄに接続された駆動軸に変速機６０を介して接続するものとしても構わない。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をモータＭＧ１が接続された動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものに適用したが、図７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からの動力を、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力するものに適用するものとしてもよい。
【００３９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態としての動力出力装置を搭載す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】変速機６０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】要求トルクＴｒ＊と車速Ｖと変速機６０のギヤの状態との関係を示す変速用マップの一例を示す説明図である。
【図６】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７】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニ
オンギヤ、３４  キャリア、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ  駆動輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、４８  回転軸、５０  バッテリ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  変速機、６０ａ  ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂ  シングルピニオンの遊星歯車機構、６１  サンギヤ、６２  リングギヤ、６３ａ  第１ピニオンギヤ、６３ｂ  第２ピニオンギヤ、６４キャリア、６５  サンギヤ、６６  リングギヤ、６７  ピニオンギヤ、６８  キャリア、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｂ１，Ｂ２  ブレーキ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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