(57)【要約】【課題】  内燃機関からの動力の一部を電力変換して残余を駆動軸に伝達する動力出力装置において駆動軸を逆回転駆動する際にも要求トルクに対応しながら運転フィーリングを良好にする。【解決手段】  エンジン２２から動力を出力しながらリバース走行する際、エンジン２２の目標パワーを出力可能な運転ポイントのうちアクセル開度が大きいほど高い回転数の運転ポイントを設定し、このポイントでエンジン２２が運転されアクセル開度に対応する要求トルクが駆動軸に出力されるよう制御する。駆動軸の要求トルクが同一でエンジン２２の出力パワーが同一でもエンジントルクが大きいほどモータＭＧ２から大きなトルクを出力する必要から、アクセル開度が大きいほど高回転低トルクの運転ポイントを設定することで要求トルクに対応でき、アクセル開度が小さいときには低回転高トルクの運転ポイントを設定することでエンジン２２の運転フィーリングを良好にできる。【選択図】        図１
2006057617.tif 000002
【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、
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電力に変換すると共に残余を所定の回転方向の動力として該駆動軸に伝達可能な電力変換力伝達手段と、
該電力変換動力伝達手段からの電力を用いて前記駆動軸に正逆両回転方向の動力を出力可能な電動機と、
操作者の指示に基づいて前記駆動軸の要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関から動力を出力しながら前記所定の回転方向とは異なる方向に前記駆動軸を回転駆動させる際には、前記設定された要求駆動力に基づいて該内燃機関から動力を出力するときの該内燃機関の目標運転ポイントを設定し、該設定した目標運転ポイントで該内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力で前記異なる方向に前記駆動軸が回転駆動されるよう該内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動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、前記内燃機関に適用した所定の条件をもって該内燃機関から動力を出力する際の運転ポイントに対して該動力を維持したまま高回転数側にオフセットした運転ポイントを前記目標運転ポイントに設定する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記所定の条件とは、燃費が良好となる条件である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記要求駆動力が大きいほど回転数が高くなる傾向に前記目標運転ポイントを設定する手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置であって、
前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
前記制御手段による制御は、前記検出された駆動軸の回転数が所定回転数未満のときに行なわれる制御である
動力出力装置。
【請求項６】
前記電力変換動力伝達手段は、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軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を入出力可能な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】
前記電力変換動力伝達手段は、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する対回転子電動機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】
請求項８記載の自動車であって、
前記要求駆動力設定手段は、アクセル開度に基づいて前記要求駆動力を設定する手段であり、
前記制御手段は、前記要求駆動力に代えて前記アクセル開度に基づいて前記目標運転ポイントを設定する手段である
自動車。
【請求項１０】
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、
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所定の回転方向の動力として該駆動軸に伝達可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に正逆両回転方向の動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関を運転している最中に前記所定の回転方向とは異なる方向に前記駆動軸を回転駆動させる際には、前記内燃機関の回転抵抗による制動力が前記電力動力入出力手段により前記所定の回転方向とは異なる方向の駆動力として前記駆動軸に出力されると共に前記電動機から前記所定の回転方向とは異なる方向の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する機関抵抗利用制御を行なう制御手段と
を備える動力出力装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の動力出力装置であって、
操作者の指示に基づいて前記駆動軸の要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備え、
前記制御手段は、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する手段である
動力出力装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記設定された要求駆動力が所定駆動力以上のときに前記機関抵抗利用制御を行なう手段である請求項１１記載の動力出力装置。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２いずれか記載の動力出力装置であって、
前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出された駆動軸の回転数が所定回転数未満のときに前記機関抵抗利用制御を行なう手段である
動力出力装置。
【請求項１４】
請求項１０ないし１３いずれか記載の動力出力装置であって、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
該蓄電手段の出力制限を設定する出力制限設定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の出力制限の範囲内で前記機関抵抗利用制御を行なう手段である
動力出力装置。
【請求項１５】
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軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段である請求項１０ないし１４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１６】
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する対回転子電動機を備える手段である請求項１０ないし１４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１７】
請求項１０ないし１６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１８】
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電力に変換すると共に残余を所定の回転方向の動力として該駆動軸に伝達可能な電力変換力伝達手段と、該電力変換動力伝達手段からの電力を用いて前記駆動軸に正逆両回転方向の動力を出力可能な電動機と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）操作者の指示に基づいて前記駆動軸の要求駆動力を設定し、
（ｂ）前記内燃機関から動力を出力しながら前記所定の回転方向とは異なる方向に前記駆動軸を回転駆動させる際には、前記設定された要求駆動力に基づいて該内燃機関から動力を出力するときの該内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
（ｃ）該設定した目標運転ポイントで該内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力で前記異なる方向に前記駆動軸が回転駆動されるよう該内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動制御する
動力出力装置の制御方法。
【請求項１９】
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所定の回転方向の動力として該駆動軸に伝達可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に正逆両回転方向の動力を出力可能な電動機と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関を運転している最中に前記所定の回転方向とは異なる方向に前記駆動軸を回転駆動させる際には、前記内燃機関の回転抵抗による制動力が前記電力動力入出力手段により前記所定の回転方向とは異なる方向の駆動力として前記駆動軸に出力されると共に前記電動機から前記所定の回転方向とは異なる方向の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する
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する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、遊星歯車機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤに発電機，内燃機関，駆動軸が接続されると共に駆動軸に電動機が接続され、内燃機関の動力を発電機と駆動軸とに分配す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、操作者の操作に基づいて駆動軸を逆回転駆動する際、内燃機関からは駆動軸を逆回転駆動できずに正回転駆動させるトルクが駆動軸に伝達されることから、バッテリの残容量が十分なときには内燃機関を停止して電動機により駆動軸を逆回転駆動し、バッテリの残容量が十分でないときには内燃機関から動力を出力して発電機により発電しながらこの発電電力を用いて内燃機関からの正回転駆動するトルクをキャンセルしつつさらに逆回転駆動に必要なトルクをプラスしたトルクを電動機から出力することにより駆動軸を逆回転駆動している。
【特許文献１】特開２００４−５６９２２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、内燃機関から動力を出力しながら駆動軸を逆回転駆動する際、内燃機関が効率よく運転できる低回転高トルクの運転ポイントで運転されるように内燃機関や発電機を制御すれば、装置全体のエネルギ効率を向上させることができるが、内燃機関から駆動軸に伝達される正回転駆動のトルクが大きくなるから、電動機でキャンセルしなければならないトルクが大きくなり、十分なトルクで駆動軸を逆回転駆動させることができない場合が生じる。一方、内燃機関が高回転低トルクの運転ポイントで運転されるように内燃機関や発電機を制御すれば、内燃機関から駆動軸に伝達される正回転駆動のトルクを小さくできるから、電動機でキャンセルしなければならないトルクを小さくでき、十分なトルクで逆回転駆動させることができる。しかしながら、こうした内燃機関の運転ポイントを運転者の操作とは無関係に定めると、その操作によって運転者が通常考える運転ポイントとは異なる運転ポイントで内燃機関が運転される場合があり、運転フィーリングを損なう。
【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、要求駆動力に対応しながら駆動軸を逆回転駆動する際の運転フィーリングをより良好なものとすることを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置および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、駆動軸を逆回転駆動する際の駆動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】
本発明の第１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、
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電力に変換すると共に残余を所定の回転方向の動力として該駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、
該電力変換動力伝達手段からの電力を用いて前記駆動軸に正逆両回転方向の動力を出力可能な電動機と、
操作者の指示に基づいて前記駆動軸の要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関から動力を出力しながら前記所定の回転方向とは異なる方向に前記駆動軸を回転駆動させる際には、前記設定された要求駆動力に基づいて該内燃機関から動力を出力するときの該内燃機関の目標運転ポイントを設定し、該設定した目標運転ポイントで該内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力で前記異なる方向に前記駆動軸が回転駆動されるよう該内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の動力出力装置では、内燃機関から動力を出力しながら所定の回転方向とは異なる方向に駆動軸を回転駆動させる際には、操作者の指示に基づいて設定された要求駆動力に基づいて内燃機関から動力を出力するときの内燃機関の目標運転ポイントを設定し、この設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力で異なる方向に駆動軸が回転駆動されるよう内燃機関と電力変換動力伝達手段と電動機とを駆動制御する。要求駆動力すなわち操作者の指示を考慮して内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に要求駆動力で異なる方向に回転駆動するから、要求駆動力に対応しながら駆動軸を逆回転駆動させる際の運転フィーリングを良好なものとすることができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記制御手段は、前記内燃機関に適用した所定の条件をもって該内燃機関から動力を出力する際の運転ポイントに対して該動力を維持したまま高回転数側にオフセットした運転ポイントを前記目標運転ポイントに設定する手段であるものとすることもできる。ここで、「前記所定の条件」には、燃費が良好となる条件が含まれる。
【０００９】
また、本発明の第１の動力出力装置において、前記制御手段は、前記要求駆動力が大きいほど回転数が高くなる傾向に前記目標運転ポイントを設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、運転者の指示に応じた回転数で内燃機関を運転することができる。
【００１０】
さらに、本発明の第１の動力出力装置において、前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記制御手段による制御は、前記検出された駆動軸の回転数が所定回転数未満のときに行なわれる制御であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の第１の動力出力装置において、前記電力変換動力伝達手段は、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軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を入出力可能な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、前記電力変換動力伝達手段は、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する対回転子電動機を備える手段であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の第１の自動車は、
上述した各態様のいずれかの本発明の第１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、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電力に変換すると共に残余を所定の回転方向の動力として該駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、該電力変換動力伝達手段からの電力を用いて前記駆動軸に正逆両回転方向の動力を出力可能な電動機と、操作者の指示に基づいて前記駆動軸の要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記内燃機関から動力を出力しながら前記所定の回転方向とは異なる方向に前記駆動軸を回転駆動させる際には、前記設定された要求駆動力に基づいて該内燃機関から動力を出力するときの該内燃機関の目標運転ポイントを設定し、該設定した目標運転ポイントで該内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力で前記異なる方向に前記駆動軸が回転駆動されるよう該内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動制御する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。
【００１３】
この本発明の第１の自動車では、上述した各態様のいずれか本発明の第１の動力出力装置を搭載するから、本発明の第１の動力出力装置が奏する効果と同様の効果、例えば、要求駆動力に対応しながら駆動軸を逆回転駆動させる際の運転フィーリングを良好なものとすることができる効果などを奏することができる。
【００１４】
こうした本発明の第１の自動車において、前記要求駆動力設定手段は、アクセル開度に基づいて前記要求駆動力を設定する手段であり、前記制御手段は、前記要求駆動力に代えて前記アクセル開度に基づいて前記目標運転ポイントを設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、アクセル開度に応じた運転ポイントで内燃機関を運転できるから、運転フィーリングを良好なものとすることができる。
【００１５】
本発明の第２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、
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所定の回転方向の動力として該駆動軸に伝達可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に正逆両回転方向の動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関を運転している最中に前記所定の回転方向とは異なる方向に前記駆動軸を回転駆動させる際には、前記内燃機関の回転抵抗による制動力が前記電力動力入出力手段により前記所定の回転方向とは異なる方向の駆動力として前記駆動軸に出力されると共に前記電動機から前記所定の回転方向とは異なる方向の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する機関抵抗利用制御を行なう制御手段と
を備えることを要旨とする。
【００１６】
この本発明の第２の動力出力装置では、内燃機関を運転している最中に所定の回転方向とは異なる方向に駆動軸を回転駆動させる際には、内燃機関の回転抵抗による制動力が電力動力入出力手段により所定の回転方向とは異なる方向の駆動力として駆動軸に出力されると共に電動機から所定の回転方向とは異なる方向の駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御する。即ち、電動機からの駆動力に加えて内燃機関の回転抵抗による制動力を所定の回転方向とは異なる方向の駆動力として用いて駆動軸を所定の回転方向とは異なる方向に回転駆動させるから、所定の回転方向とは異なる方向に駆動軸を回転駆動させる際の駆動性能をより向上させることができる。
【００１７】
こうした本発明の第２の動力出力装置において、操作者の指示に基づいて前記駆動軸の要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備え、前記制御手段は、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動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、要求駆動力に基づく駆動力で駆動軸を所定の回転方向とは異なる方向に回転駆動させることができる。この態様の本発明の第２の動力出力装置において、前記制御手段は、前記設定された要求駆動力が所定駆動力以上のときに前記機関抵抗利用制御を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸を所定の回転方向とは異なる方向に回転駆動させる際の装置の損失を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の第２の動力出力装置において、前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出された駆動軸の回転数が所定回転数未満のときに前記機関抵抗利用制御を行なう手段であるものとすることもできる。
【００１９】
さらに、本発明の第２の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、該蓄電手段の出力制限を設定する出力制限設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の出力制限の範囲内で前記機関抵抗利用制御を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸を所定回転方向とは異なる方向に回転駆動する際に蓄電手段が出力制限を超えて出力されるのを抑制することができる。
【００２０】
本発明の第２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軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を入出力可能な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する対回転子電動機を備える手段であるものとすることもできる。
【００２１】
本発明の第２の自動車は、
上述した各態様の本発明の第２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、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所定の回転方向の動力として該駆動軸に伝達可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に正逆両回転方向の動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関を運転している最中に前記所定の回転方向とは異なる方向に前記駆動軸を回転駆動させる際には、前記内燃機関の回転抵抗による制動力が前記電力動力入出力手段により前記所定の回転方向とは異なる方向の駆動力として前記駆動軸に出力されると共に前記電動機から前記所定の回転方向とは異なる方向の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する機関抵抗利用制御を行なう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。
【００２２】
この本発明の第２の自動車では、上述した各態様のいずれかの本発明の第２の動力出力装置を搭載するから、本発明の第２の動力出力装置が奏する効果と同様の効果、例えば、所定の回転方向とは異なる方向に駆動軸を回転駆動させる際の駆動性能をより向上させることができる効果などを奏することができる。
【００２３】
本発明の第１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電力に変換すると共に残余を所定の回転方向の動力として該駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、該電力変換動力伝達手段からの電力を用いて前記駆動軸に正逆両回転方向の動力を出力可能な電動機と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）操作者の指示に基づいて前記駆動軸の要求駆動力を設定し、
（ｂ）前記内燃機関から動力を出力しながら前記所定の回転方向とは異なる方向に前記駆動軸を回転駆動させる際には、前記設定された要求駆動力に基づいて該内燃機関から動力を出力するときの該内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
（ｃ）該設定した目標運転ポイントで該内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力で前記異なる方向に前記駆動軸が回転駆動されるよう該内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動制御する
ことを要旨とする。
【００２４】
この本発明の第１の動力出力装置の制御方法によれば、内燃機関から動力を出力しながら所定の回転方向とは異なる方向に駆動軸を回転駆動させる際には、操作者の指示に基づいて設定された要求駆動力に基づいて内燃機関から動力を出力するときの内燃機関の目標運転ポイントを設定し、この設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力で異なる方向に駆動軸が回転駆動されるよう内燃機関と電力変換動力伝達手段と電動機とを駆動制御する。要求駆動力すなわち操作者の指示を考慮して内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に要求駆動力で異なる方向に回転駆動するから、要求駆動力に対応しながら駆動軸を逆回転駆動させる際の運転フィーリングを良好なものとすることができる。
【００２５】
本発明の第２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所定の回転方向の動力として該駆動軸に伝達可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に正逆両回転方向の動力を出力可能な電動機と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関を運転している最中に前記所定の回転方向とは異なる方向に前記駆動軸を回転駆動させる際には、前記内燃機関の回転抵抗による制動力が前記電力動力入出力手段により前記所定の回転方向とは異なる方向の駆動力として前記駆動軸に出力されると共に前記電動機から前記所定の回転方向とは異なる方向の駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する
ことを要旨とする。
【００２６】
この本発明の第２の動力出力装置の制御方法によれば、内燃機関を運転している最中に所定の回転方向とは異なる方向に駆動軸を回転駆動させる際には、内燃機関の回転抵抗による制動力が電力動力入出力手段により所定の回転方向とは異なる方向の駆動力として駆動軸に出力されると共に電動機から所定の回転方向とは異なる方向の駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御する。即ち、電動機からの駆動力に加えて内燃機関の回転抵抗による制動力を所定の回転方向とは異なる方向の駆動力として用いて駆動軸を所定の回転方向とは異なる方向に回転駆動させるから、所定の回転方向とは異なる方向に駆動軸を回転駆動させる際の駆動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】
【００２７】
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１】
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態としての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。第１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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧
，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。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。
【００３３】
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。
【００３４】
こうして構成された第１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。
【００３５】
次に、こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２から動力を出力しながらリバース走行する際の動作について説明する。図２は、第１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、エンジン２２が運転されている最中に所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３６】
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の各回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の残容量ＳＯＣ，シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰなどのデータを入力する処理を行なう（ステップＳ１００）。ここで、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。
【００３７】
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とシフトポジションＳＰ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とシフトポジションＳＰ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とシフトポジションＳＰ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のマップの一例を示す。図３（ａ）はシフトポジションＳＰが前進走行のレンジ即ちＤ（ドライブ）レンジかＢ（ブレーキ）レンジにあるときの要求トルク設定用マップの一例を示し、図３（ｂ）はシフトポジションＳＰがリバース走行のレンジ即ちＲ（リバース）レンジにあるときの要求トルク設定用マップの一例を示す。実施例では、前進方向のトルクや車速を正の値として定めているから、ＤレンジやＢレンジでは要求トルクＴｒ＊や車速Ｖは正の値となり、Ｒレンジでは要求トルクＴｒ＊や車速Ｖは負の値となる。また、要求パワーＰｒ＊は、導出した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じて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たり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除することにより求めたりすることができる。
【００３８】
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との和によりエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ１２０）、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を効率よく運転できる運転ポイントとしての基本目標回転数Ｎｅｂと基本目標トルクＴｅｂを設定する（ステップＳ１３０）。図４に、エンジン２２を効率よく運転できる動作ラインの一例と基本目標回転数Ｎｅｂと基本目標トルクＴｅｂとを設定する様子を示す。図示するように、基本目標回転数Ｎｅｂと基本目標トルクＴｅｂは、動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊が一定の曲線との交点により求めることができる。なお、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣやアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定することができる。
【００３９】
次に、シフトポジションＳＰがＲ（リバース）レンジであるか否か（リバース走行が要求されているか否か）を判定する（ステップＳ１４０）。シフトポジションＳＰがＲレンジでないと判定すなわちＤレンジかＢレンジと判定されたときには、ステップＳ１３０で設定した基本目標回転数Ｎｅｂと基本目標トルクＴｅｂをそのままエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊に設定する（ステップＳ１５０）。
【００４０】
こうして目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝ｋ・Ｖ）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＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１６０）。動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図を図５に示す。図中、左のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。なお、図５におけるＲ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（以下、これを直達トルクＴｅｒと呼ぶ）と、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。前述したように、サンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１でありキャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅであるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊はリングギヤ軸３２ａの回
転数Ｎｒ（＝ｋ・Ｖ）とエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（１）により計算することができる。したがって、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することにより、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。ここで、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「ＫＰ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ＫＩ」は積分項のゲインである。
【００４１】
Nm1*＝(Ne*・(1＋ρ)−k・V)/ρ                         （１）
Tm1*＝前回Tm1*＋KP（Nm1*−Nm1)＋KI∫(Nm1*−Nm1)dt   （２）
【００４２】
モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに作用させるためにモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ２＊を図５の共線図のＲ軸上のトルクの釣り合い関係から定まる次式（３）により計算する（ステップＳ１７０）。
【００４３】
Tm2*＝(Tr*−Te*/（1＋ρ))/Gr＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr         （３）
【００４４】
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Ｓ１８０）、本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。
【００４５】
ステップＳ１４０でシフトポジションＳＰがＲレンジである（リバース走行が要求されている）と判定されたときには、アクセル開度Ａｃｃに基づいて、ステップＳ１３０で設定した基本目標回転数Ｎｅｂに対するオフセット量Ｎｏｓｔを設定し（ステップＳ１９０）、この設定したオフセット量Ｎｏｓｔを基本目標回転数Ｎｅｂに加えてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると共にエンジン要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除してエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定することによりリバース走行する際のエンジン２２の運転ポイントを設定し（ステップＳ２００）、設定した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＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるよう各トルク指令を設定し、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ１６０〜Ｓ１８０）、本ルーチンを終了する。図６に、リバース走行する際に目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の設定の様子を示す。図示するように、リバース走行する際には、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、エンジン２２を効率よく運転できる運転ポイント（図６における運転ポイントＰ０）をエンジン要求パワーＰｅ＊は維持したままオフセット量Ｎｏｓｔだけ高回転数側に移動させた運転ポイント（図６における運転ポイントＰ１）に設定するのである。オフセット量Ｎｏｓｔは、実施例では、アクセル開度Ａｃｃとオフセット量Ｎｏｓｔとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃが与えられるとマップから対応するオフセット量Ｎｏｓｔを導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図７に示す。図示するように、オフセット量Ｎｏｓｔはアクセル開度Ａｃｃが大きいほど大きくなるように設定されるから、リーバス走行する際には、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊としてはアクセル
開度Ａｃｃが大きいほど高くなるように設定され、目標トルクＴｅ＊としてはアクセル開度Ａｃｃが大きいほど小さくなるように設定されることになる。
【００４６】
図８に、リバース走行する際の動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数と作用するトルクの関係を示す共線図を示す。図示するように、エンジン２２から動力を出力しながらリバース走行する際には、モータＭＧ２からは要求トルクＴｒ＊とエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達される直達トルクＴｅｒ（＝Ｔｅ＊／（１＋ρ）＝−Ｔｍ１＊／ρ）との和の大きさに見合うトルクを出力する必要から、リングギヤ軸３２ａに出力できる最大トルクの絶対値はモータＭＧ２の定格最大トルクの絶対値よりも小さくなる。実施例では、アクセル開度Ａｃｃが比較的大きいときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を比較的高い回転数に設定するから、その分目標トルクＴｅ＊を小さくでき、エンジン２２の直達トルクＴｅｒを小さくできる。したがって、エンジン２２から同一のパワーを出力しモータＭＧ２から同一のトルクを出力した場合でもリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを大きくでき、モータＭＧ２の最大定格トルクに近いトルクをリングギヤ軸３２ａに作用させることができる。即ち、アクセル開度Ａｃｃに応じた比較的大きなトルクをリングギヤ軸３２ａに作用させることができるのである。一方、アクセル開度Ａｃｃが比較的小さいときには、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにはそれ程大きなトルクの出力は要求されないから、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を比較的低い回転数に設定（目標トルクＴｅ＊を高く設定）することにより、アクセル開度Ａｃｃが比較的小さいにも拘わらずエンジン２２が高回転数で運転されるのを抑制することができる。このように、要求トルクＴｒ＊に対応しながらアクセル開度Ａｃｃにより運転者が通常考える回転数でエンジン２２を運転させることができるのである。アクセル開度Ａｃｃが大きいほどエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を高く設定するのは、こうした理由による。
【００４７】
以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、リバース走行時には、エンジン要求パワーＰｅ＊を出力できるエンジン２２の運転ポイントのうちアクセル開度Ａｃｃが大きいほど高い回転数の運転ポイントとなるよう目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定し、この設定した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Ｔｅ＊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とを駆動制御するから、要求トルクＴｒ＊に対応しながらアクセル開度Ａｃｃにより運転者が通常考える運転ポイントでエンジン２２を運転させることができる。この結果、リバース走行する際の運転フィーリングを良好なものとすることができる。
【００４８】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、リバース走行する際に、エンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を効率よく運転できる運転ポイントとして基本目標回転数Ｎｅｂと基本目標トルクＴｅｂを設定すると共にアクセル開度Ａｃｃが大きいほど大きくなるようにオフセット量Ｎｏｓｔを設定し、エンジン要求パワーＰｅ＊は維持したまま基本目標回転数Ｎｅｂをオフセット量Ｎｏｓｔだけ高回転数側にオフセットした運転ポイントをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定したが、こうしたオフセット量Ｎｏｓｔを設定するものに限られず、エンジン要求パワーＰｅ＊を出力できるエンジン２２の運転ポイントのうちアクセル開度Ａｃｃが大きいほど高い回転数となるように目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定するものであれば、エンジン要求パワーＰｅ＊とアクセル開度Ａｃｃとに基づいて直接目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定するものとしてもよい。
【００４９】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃに基づいてエンジン要求パワーＰｅ＊を出力できる運転ポイントのうちアクセル開度Ａｃｃが大きいほど高い回転数となる運転ポイントを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊に設定したが、アクセル開度Ａｃｃに代えて要求トルクＴｒ＊に基づいて要求トルクＴｒ＊が大きいほど高い回転数となる運転ポイントを設定するものとしてもよい。
【００５０】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖに拘わらずアクセル開度Ａｃｃが大きいほど高回転側に移動させた運転ポイント（回転数とトルク）でエンジン２２が運転されるよう制御するものとしたが、車速Ｖが比較的高車速にあるにはエンジン２２の回転数Ｎｅによる違和感を運転者が感じにくくなることを考慮して車速Ｖが比較的低車速にあるときに限ってアクセル開度Ａｃｃが大きいほど高回転側に移動させた運転ポイントでエンジン２２が運転されるよう制御するものとしてもよい。この場合、車速Ｖが比較的高車速にあるときには、例えば、図２のステップＳ１９０，Ｓ２００の処理に代えてステップＳ１５０を実行すればよい。
【００５１】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、リバース走行する際、エンジン要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転できる動作ライン（燃費用動作ライン）とにより基本目標回転数Ｎｅｂと基本目標トルクＴｅｂを設定すると共にアクセル開度Ａｃｃに基づいてオフセット量Ｎｏｓｔを設定し、基本目標回転数Ｎｅｂと基本目標トルクＴｅｂとに対してオフセット量Ｎｏｓｔだけ高回転数側にオフセットした運転ポイントを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定するものとしたが、アクセル開度Ａｃｃに基づいて燃費用動作ラインよりも低トルク側のリバース走行用動作ラインを実行動作ラインに設定し、エンジン要求パワーＰｅ＊と実行動作ラインとにより目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定するものとしてもよい。この場合、図２の駆動制御ルーチンに代えて図９の駆動制御ルーチンを実行すればよい。以下、図９の駆動制御ルーチンについての詳細を説明する。
【００５２】
図９の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、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理と同様に、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の残容量ＳＯＣ，シフトポジションＳＰなどのデータを入力し（ステップＳ３００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速ＶとシフトポジションＳＰとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｒ＊とを設定し（ステップＳ３１０）、設定した要求パワーＰｒ＊とバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和によりエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ３２０）。要求トルクＴｒ＊や要求パワーＰｒ＊，エンジン要求パワーＰｅ＊の設定については前述した。
【００５３】
続いて、シフトポジションＳＰがＲ（リバース）レンジであるか否かを判定し（ステップＳ３３０）、Ｒ（リバース）レンジでないと判定すなわちＤ（ドライブ）レンジやＢ（ブレーキ）レンジと判定されると、図６に例示するエンジン２２を効率よく運転できる動作ライン（燃費用動作ライン）を実行動作ラインに設定し（ステップＳ３４０）、設定した実行動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ３５０）。
【００５４】
一方、シフトポジションＳＰがＲ（リバース）レンジであると判定されると、予め定められた複数のリバース走行用動作ラインのうちアクセル開度Ａｃｃが大きいほど低トルク側のリバース走行用動作ラインを選択してこれを実行動作ラインに設定し（ステップＳ３９０）、設定した実行動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じたパワー（＝Ｐｅ＊−Ｐｂ＊）とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ４００）。図１０に、複数のリバース走行用動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する様子とを示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、複数のリバース走行用動作ラインから一つが選択された実行動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊から充放電要求パワーＰｂ＊を減じたパワーが一定の曲線との交点により求めることができる。実行動作ラインはアクセル開度Ａｃｃが大きいほど低トルク側の動作ラインが設定されるから、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど高回転側の運転ポイントとして設定されることになる。そして、充放電要求パワーＰｂ＊が値０であるか否か即ちバッテリ５０の充放電が要求されているか否かを判定し（ステップＳ４１０）、充放電要求パワーＰｂ＊が値０であると判定されるとそのまま次の処理に進み、充放電要求パワーＰｂ＊が値０でないと判定されると、ステップＳ４００で設定した目標回転数Ｎｅ＊で充放電要求パワーＰｂ＊を除したものを同じくステップＳ４００で設定した目標トルクＴｅ＊に加えて目標トルクＴｅ＊を再設定する処理を行なう（ステップＳ４２０）。図１１に、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊を再設定する様子を示す。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する際に、まず、実行動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊から充放電要求パワーＰｂ＊を減じたパワーとに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定しそれから目標回転数Ｎｅ＊で充放電要求パワーＰｂ＊を除したもの（＝Ｐｂ＊／Ｎｅ＊）を目標トルクＴｅ＊に上乗せして目標トルクＴｅ＊を再設定するのは、バッテリ５０への充放電の要求に拘わらずアクセル開度Ａｃｃに対するエンジン２２の運転フィーリング（回転数Ｎｅ）を一定にするためである。
【００５５】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊が設定されると、図２のステップＳ１６０〜Ｓ１８０と同様に、目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が運転されるよう前述した式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に前述した式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ３６０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊とに基づいて前述した式（３）によりモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ３７０）、各設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する処理を行なって（ステップＳ３８０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御については前述した。
【００５６】
このように、リバース走行する際には複数のリバース走行用動作ラインのうちアクセル開度Ａｃｃが大きいほど低トルク側のリバース走行用動作ラインを選択してこれを実行動作ラインとして設定し、設定した実行用動作ラインを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定するから、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど高回転数側の運転ポイントでエンジン２２を運転させることができる。したがって、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同様にリバース走行する際の運転フィーリングを良好なものとすることができる。
【実施例２】
【００５７】
次に、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一のハード構成により構成されている。したがって、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、第１実施例のハイブリッド自動車２０の構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は重複するから省略する。図１２は、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂ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、エンジン２２が運転されている最中に所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００５８】
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、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の残容量ＳＯＣ，シフトポジションＳＰ，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなどのデータを入力する（ステップＳ５００）。ここで、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、残容量ＳＯＣや電池温度Ｔｂに基づいて、残容量ＳＯＣが小さいほど小さくなる傾向で電池温度Ｔｂが適正温度範囲を外れるほど小さくなる傾向として設定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。
【００５９】
こうしてデータを入力すると、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０〜Ｓ１３０の処理と同様に、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速ＶとシフトポジションＳＰとに基づいて要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｒ＊とを設定し（ステップＳ５１０）、設定した要求パワーＰｒ＊とバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和によりエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ５２０）、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいて基本目標回転数Ｎｅｂと基本目標トルクＴｅｂを設定する（ステップＳ５３０）。
【００６０】
そして、シフトポジションＳＰがＲ（リバース）レンジであるか否かを判定し（ステップＳ５４０）、Ｒ（リバース）レンジでないと判定すなわちＤ（ドライブ）レンジやＢ（ブレーキ）レンジと判定されると、図２のステップＳ１５０の処理すなわち基本目標回転数Ｎｅｂと基本目標トルクＴｅｂをそのまま目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊に設定する。一方、シフトポジションＳＰがＲ（リバース）レンジと判定されると、続いて、要求トルクＴｒ＊が所定トルクＴｒｅｆ以上であるか否か（ステップＳ５５０）、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満であるか否か（ステップＳ５６０）、出力制限Ｗｏｕｔが所定出力Ｗｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５７０）。ここで、所定トルクＴｒｅｆや所定車速Ｖｒｅｆ，所定出力Ｗｒｅｆは、後述するようにモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングすることによりエンジン２２のフリクションをリバース走行用のアシストトルクとして用いる際の適否を判定するためのものであり、モータＭＧ２やバッテリ５０の性能などにより定められる。要求トルクＴｒ＊が所定トルクＴｒｅｆ以上でないと判定されたり車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満でないと判定されたときにはエンジン２２のフリクションをリバース走行用のアシストトルクとして用いる必要がないと判断し、出力制限Ｗｏｕｔが所定出力Ｗｒｅｆ以上でないと判定されたときにはエンジン２２のフリクションをリバース走行用のアシストトルクとして用いるとバッテリ５０の電力に不足が生じると判断し、図２のステップＳ１９０，Ｓ２００の処理すなわちアクセル開度Ａｃｃに基づいて前述した図７に例示するマップによりオフセット量Ｎｏｓｔを設定し、基本目標回転数Ｎｅｂにオフセット量Ｎｏｓｔを加えて目標回転数Ｎｅ＊を設定すると共に設定した目標回転数Ｎｅ＊でエンジン要求パワーＰｅ＊を除して目標トルクＴｅ＊を設定する。
【００６１】
要求トルクＴｒ＊が所定トルクＴｒｅｆ以上であり且つ車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満であり且つ出力制限Ｗｏｕｔが所定出力Ｗｒｅｆ以上であると判定されると、出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でエンジンフリクションパワーＰｅｆ＊を設定し（ステップＳ５８０）、エンジンＥＣＵ２４に対して燃料カットを指示すると共に（ステップＳ５９０）、設定したエンジンフリクションパワーＰｅｆ＊を満たすようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ６００）。ここで、エンジンフリクションパワーＰｅｆ＊は、実施例では、要求パワーＰｒ＊からモータＭＧ２の定格最大パワーを減じたものをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを上限値として制限したものとして設定するものとした。また、目標回転数Ｎｅ＊は、実施例では、エンジンフリクションパワーＰｅｆ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、エンジンフリクションパワーＰｅｆ＊が与えられるとマップから対応する目標回転数Ｎｅ＊を導出することにより設定するものとした。
【００６２】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊が設定されると、目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が運転されるよう前述した式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に前述した式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ６１０）。そして、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊とに基づいて前述した式（３）と同様の次式（４）によりモータＭＧ２から出力すべき仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ６２０）、出力制限Ｗｏｕｔとトルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とに基づいて次式（５）によりモータＭＧ２のトルク制限Ｔｌｉｍを設定し（ステップＳ６３０）、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとトルク制限Ｔｌｉｍとのうち小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定する（ステップＳ６４０）。これにより、モータＭＧ２を、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔで制限したトルクとして設定することができる。
【００６３】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とが設定されると、各設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する処理を行なって（ステップＳ６５０）、本ルーチンを終了する。図１３に、エンジン２２のフリクションをアシストトルクとして用いてリバース走行する際の様子を示す説明図の一例を示す。図示するように、エンジン２２を燃料カットした状態でモータＭＧ１からＳ軸上向きのトルクＴｍ１＊を出力すると、Ｒ軸（リングギヤ軸３２ａ）には下向きのトルク（＝−Ｔｍ１＊／ρ）が作用する。この下向きのトルクは車両をリバース走行させる方向のトルクであるから、リバース走行する際のアシストトルクとして用いることができる。したがって、モータＭＧ２からＲ軸下向きのトルクを出力すると共にエンジン２２を燃料カットした状態でモータＭＧ１からＳ軸上向きのトルクを出力することにより、モータＭＧ２の定格最大トルクよりも大きなトルクをリングギヤ軸３２ａに作用させることが可能となり、リバース走行する際の走行性能をより向上させることができる。
【００６４】
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr       （４）
Tlim＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2    （５）
【００６５】
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、モータＭＧ２からのトルクによりリバース走行する際、エンジン２２を燃料カットした状態でモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングすることによりエンジン２２のフリクションをリバース走行する際のアシストトルクとして用いるから、リバース走行時の走行性能をより向上させることができる。しかも、出力制限Ｗｏｕｔの範囲内となるようエンジンフリクションパワーＰｅｆ＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１を制御するから、リバース走行する際にバッテリ５０が過剰な電力により放電されるのを抑制することができる。もとより、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力してリバース走行することができる。
【００６６】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、図１２の駆動制御ルーチンのステップＳ５５０〜Ｓ５７０で要求トルクＴｒ＊が所定トルクＴｒｅｆ以上でないと判定されたり車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満でないと判定されたり出力制限Ｗｏｕｔが所定出力Ｗｒｅｆ以上でないと判定されたときには、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１９０，Ｓ２００の処理を実行するものとしたが、他の処理たとえば図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１５０の処理を実行するものとしてもよい。
【００６７】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満のときにエンジン２２のフリクションをリバース走行する際のアシストトルクとして用いるものとしたが、車速Ｖに拘わらずエンジン２２のフリクションをリバース走行する際のアシストトルクとして用いるものとしてもよい。
【００６８】
第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂ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１４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１４における駆動輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００６９】
第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂ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１５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。
【００７０】
以上、本発明の実施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】
【００７１】
【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】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】エンジン２２の動作ラインの一例と基本目標回転数Ｎｅｂと基本目標トルクＴｅｂを設定する様子を説明する説明図である。
【図５】動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図である。
【図６】リバース走行時に目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する様子を説明する説明図である。
【図７】アクセル開度Ａｃｃとオフセット量Ｎｏｓｔとの関係を示すマップである。
【図８】リバース走行する際の動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数と作用するトルクの関係を示す共線図である。
【図９】駆動制御ルーチンの変形例を示すフローチャートである。
【図１０】複数のリバース走行用動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する様子とを示す説明図である。
【図１１】目標トルクＴｅ＊を再設定する様子を示す説明図である。
【図１２】第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂ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１３】エンジン２２のフリクションをアシストトルクとして用いてリバース走行する際の様子を示す説明図である。
【図１４】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１５】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】
【００７２】
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、３５  減速ギヤ、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ  駆動輪、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、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。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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