(57)【要約】【課題】  遊星歯車機構に内燃機関と発電機と駆動軸が接続されると共に駆動軸に電動機が接続されたハイブリッド自動車において気筒の一部を休止して内燃機関を運転する際の振動を抑制する。【解決手段】  気筒の一部を休止してエンジンを運転する際には、エンジンのクランク角ＣＡと回転数Ｎｅとに基づいてエンジンから遊星歯車機構を介して発電機側に作用するトルク変動を抑制するようフィードフォワード項としてのトルク補正値Ｔｃ１を設定すると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づく回転変動ΔＮを打ち消すようフィードバック項としてのトルク補正値Ｔｃ２を設定して、各補正値を要求トルクＴｒ＊を駆動軸に出力するために必要なモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクに加えてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。これにより、駆動軸に生じる振動をより確実に抑制することができる。【選択図】        図２
2006067655.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、
気筒の一部を休止して運転可能な内燃機関と、
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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
前記気筒の一部を休止して前記内燃機関を運転する際には、該気筒の一部の休止に伴う振動が抑制されるよう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制振制御を行なう制振制御手段と
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記制振制御手段は、前記気筒の一部の休止に伴う前記内燃機関からの振動の少なくとも一部が抑制されるよう前記電力動力入出力手段を駆動制御すると共に該電力動力入出力手段を介して該内燃機関から前記駆動軸側に伝達される振動が抑制されるよう前記電動機を駆動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】
請求項２記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の状態を検出する機関状態検出手段と、
前記駆動軸側の振動を検出する振動検出手段と、を備え、
前記制振制御手段は、前記検出された内燃機関の状態に基づいてフィードフォワード制御を用いて前記電力動力入出力手段を駆動制御すると共に前記検出された駆動軸側の振動に基づいてフィードバック制御を用いて前記電動機を駆動制御する手段である
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、
前記蓄電手段の状態を検出する蓄電状態検出手段を備え、
前記制振制御手段は、前記検出された蓄電手段の状態に基づいて前記制振制御を行なう手段である
動力出力装置。
【請求項５】
請求項４記載の動力出力装置であって、
前記蓄電状態検出手段は、前記蓄電手段の温度を検出する手段であり、
前記制振制御手段は、前記検出された蓄電手段の温度が所定の温度範囲内にあるときに前記制振制御を行なう手段である
動力出力装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の動力出力装置であって、
前記蓄電状態検出手段は、前記蓄電手段の残容量を検出する手段であり、
前記制振制御手段は、前記検出された蓄電手段の残容量が所定の残容量範囲内にあるときに前記制振制御を行なう手段である
動力出力装置。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置であって、
運転者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備え、
前記制振制御手段は、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８】
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に基づく動力を残余の１軸に入出力させる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７いずれか記載の動力出力装置。
【請求項９】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第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７いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９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１１】
気筒の一部を休止して運転可能な内燃機関と、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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記気筒の一部を休止して前記内燃機関を運転する際には、該気筒の一部の休止に伴う振動が抑制されるよう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制振制御を行なう
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、気筒の一部を休止して運転可能な可変気筒エンジンの出力軸に電動機が接続された車載用のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この動力出力装置では、気筒の一部（片バンク）を休止してエンジンを運転する際には、すべての気筒を作動させてエンジンを運転する場合に比して、エンジンからのトルク振動が大きくなることから、このトルク振動に対して逆位相のトルクを電動機から出力することにより、その振動を相殺している。
【特許文献１】特開２００２−７０５９９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、基本的には、可変気筒エンジンの出力軸に電動機からトルクを直接出力することにより振動の相殺を実現しているが、これを、電動機からトルクを直接出力できないタイプの動力出力装置、例えば、可変気筒エンジンの出力軸に遊星歯車機構を介して発電機と電動機とが接続されたタイプの動力出力装置などの構成が異なるタイプの動力出力装置に適用するときには、その構成に応じて適切に制振制御を行なうことが要求される。
【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、内燃機関と電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備える動力出力装置において気筒の一部を休止して内燃機関を運転する際に振動が生じるの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、
気筒の一部を休止して運転可能な内燃機関と、
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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
前記気筒の一部を休止して前記内燃機関を運転する際には、該気筒の一部の休止に伴う振動が抑制されるよう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制振制御を行なう制振制御手段と
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、気筒の一部を休止して内燃機関を運転する際には、気筒の一部の休止に伴う振動が抑制されるよう電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御するから、内燃機関と電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるタイプの動力出力装置において気筒の一部を休止して内燃機関を運転する際に振動が生じるの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、前記制振制御手段は、前記気筒の一部の休止に伴う前記内燃機関からの振動の少なくとも一部が抑制されるよう前記電力動力入出力手段を駆動制御すると共に該電力動力入出力手段を介して該内燃機関から前記駆動軸側に伝達される振動が抑制されるよう前記電動機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、気筒の一部を休止して内燃機関を運転する際の振動を抑制する効果をより向上させることができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の状態を検出する機関状態検出手段と、前記駆動軸側の振動を検出する振動検出手段と、を備え、前記制振制御手段は、前記検出された内燃機関の状態に基づいてフィードフォワード制御を用いて前記電力動力入出力手段を駆動制御すると共に前記検出された駆動軸側の振動に基づいてフィードバック制御を用いて前記電動機を駆動制御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、前記蓄電手段の状態を検出する蓄電状態検出手段を備え、前記制振制御手段は、前記検出された蓄電手段の状態に基づいて前記制振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、制振制御に伴って蓄電手段の状態が悪化するのを抑制することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記蓄電状態検出手段は、前記蓄電手段の温度を検出する手段であり、前記制振制御手段は、前記検出された蓄電手段の温度が所定の温度範囲内にあるときに前記制振制御を行なう手段であるものとすることもできる。また、これらの態様の本発明の動力出力装置において、前記蓄電状態検出手段は、前記蓄電手段の残容量を検出する手段であり、前記制振制御手段は、前記検出された蓄電手段の残容量が所定の残容量範囲内にあるときに前記制振制御を行なう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、運転者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備え、前記制振制御手段は、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、内燃機関の気筒の一部の停止に伴って制振制御を行ないながら要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。
【００１１】
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軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の１軸に入出力させる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接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第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する動力出力装置であって、気筒の一部を休止して運転可能な内燃機関と、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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、前記気筒の一部を休止して前記内燃機関を運転する際には該気筒の一部の休止に伴う振動が抑制されるよう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制振制御を行なう制振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奏する効果と同様の効果、例えば、内燃機関と電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるタイプの動力出力装置において気筒の一部を休止して内燃機関を運転する際に振動が生じるのを抑制することができる効果などを奏することができる。
【００１４】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
気筒の一部を休止して運転可能な内燃機関と、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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記気筒の一部を休止して前記内燃機関を運転する際には、該気筒の一部の休止に伴う振動が抑制されるよう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制振制御を行なう
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では、気筒の一部を休止して内燃機関を運転する際には、気筒の一部の休止に伴う振動が抑制されるよう電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御するから、内燃機関と電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるタイプの動力出力装置において気筒の一部を休止して内燃機関を運転する際に振動が生じるの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】
【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。
【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できる内燃機関である。このエンジン２２は、気筒の一部を休止して運転可能な可変気筒型エンジンとして構成されており、実施例では、８気筒のうち片側４気筒を休止できるようになっている。エンジン２２は、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転角を検出するクランク角センサ２３からのクランク角ＣＡなどのエンジン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。
【００２１】
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。
【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、特に、気筒の一部を休止してエンジン２２を運転させる際の動作について説明する。図２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。
【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，エンジン２２のクランク角ＣＡや回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔや残容量ＳＯＣ，電池温度Ｔｂ，充放電要求パワーＰｂ＊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、クランク角ＣＡは、クランク角センサ２３により検出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、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランク角ＣＡ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。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。バッテリ５０の残容量ＳＯＣは、電流センサにより検出されたバッテリ５０の充放電電流に基づいて演算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。電池温度Ｔｂは、温度センサ５１により検出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。充放電要求パワーＰｂ＊は、残容量ＳＯＣや電池温度Ｔｂ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】
こうしてデータが入力されると、入力したアクセル開度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に要求される要求トルクＴｒ＊を設定すると共に車両全体に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、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＊との関係を予め求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＊を導出することにより求めるものとした。要求トルク設定用マップの一例を図３に示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとを乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和をとることにより設定するものとした。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数を乗じることにより計算したり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることにより計算したりすることができる。
【００２７】
要求パワーＰｅ＊が設定されると、設定された要求パワーＰｅ＊のすべてをエンジン２２から出力するものとして要求パワーＰｅ＊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Ｓ１２０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定することにより行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例および目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図４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。
【００２８】
そして、気筒の一部を休止してエンジン２２が運転されている最中（減筒運転中）であるか否かを判定し（ステップＳ１３０）、減筒運転中であると判定されたときには、更に、入力した残容量ＳＯＣが下限値Ｓｌ（例えば、４０％や５０％など）と上限値Ｓｈ（例えば、７０％や８０％など）とにより定まる範囲内にあるか否か、入力した電池温度Ｔｂが下限値Ｔｌ（例えば、−２０℃や−１０℃など）と上限値Ｔｈ（例えば、６０℃や７０℃）とにより定まる範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）。ここで、下限値Ｓｌ，上限値Ｓｈや下限値Ｔｌ，上限値Ｔｈは、減筒運転に伴ってエンジン２２から生じる振動を後述するトルク補正値Ｔｃ１，Ｔｃ２を設定することによりモータＭＧ１，ＭＧ２で打ち消すために必要な電力をバッテリ５０から入出力可能な程度にバッテリ５０の状態が良好であるか否かを判定するためのものであり、エンジン２２の特性やバッテリ５０の特性などにより定められる。残容量ＳＯＣが下限値Ｓｌと上限値Ｓｈとにより定まる範囲内にないと判定されたり、電池温度Ｔｂが下限値Ｔｌと上限値Ｔｈとにより定まる範囲内にないと判定されたときには、エンジン２２からの振動を打ち消すために必要な電力をバッテリ５０が入出力できる状態にないと判断し、モータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク補正値Ｔｃ１，Ｔｃ２に値０を設定する（ステップＳ１６０）。
【００２９】
一方、残容量ＳＯＣが下限値Ｓｌと上限値Ｓｈとにより定まる範囲内にあり且つ電池温度Ｔｂも下限値Ｔｌと上限値Ｔｈとにより定まる範囲内にあると判定されると、バッテリ５０の状態は良好であると判断し、ステップＳ１００で入力したエンジン２２のクランク角ＣＡと回転数Ｎｅとに基づいて減筒運転時のエンジン２２のトルク変動ΔＴを設定する（ステップＳ１７０）。トルク変動ΔＴを設定する様子を図５に示す。なお、図中上部は全気筒運転時のトルク変動を示し、下部は全気筒運転時よりも大きな振動波形として現れる減筒運転時のトルク変動ΔＴを示す。トルク変動ΔＴは、図示するように、回転数Ｎｅに基づいて推定されるエンジン２２のトルク変動ΔＴの波形（振幅と周期）とクランク角ＣＡとにより求めることができる。なお、トルク変動ΔＴは、実施例では、クランク角ＣＡと回転数Ｎｅと減筒運転時のトルク変動ΔＴとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、クランク角ＣＡと回転数Ｎｅとが与えられるとマップから対応するトルク変動ΔＴを導出することにより設定するものした。
【００３０】
こうしてトルク変動ΔＴを設定すると、設定したトルク変動ΔＴを打ち消すために必要なモータＭＧ１のトルク補正値Ｔｃ１を次式（１）により設定する（ステップＳ１８０）。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６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軸はリングギヤ３２（駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。なお、図６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に伝達されるトルクと、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。トルク補正値Ｔｃ１は、図中の共線図において、キャリア３４から入力されるエンジン２２のトルク変動ΔＴがサンギヤ３１側に作用するトルクと大きさが同じで向きが反対のトルクとして設定される。
【００３１】
Tc1＝−ΔT・ρ/(1+ρ)    …（１）
【００３２】
モータＭＧ１のトルク補正値Ｔｃ１を設定すると、次に、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいて回転変動ΔＮを抽出し（ステップＳ１９０）、抽出した回転変動ΔＮに対して同周期で逆位相のトルクがモータＭＧ２から出力されるようフィードバック制御を用いてトルク補正値Ｔｃ２を設定する（ステップＳ２００）。回転変動ΔＮの抽出は、回転数Ｎｍ２に対して車両に前後振動を生じさせる周波数の領域のみを通過するバンドパスフィルタを作用させることにより行なうことができる。
【００３３】
そして、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（２）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との偏差とステップＳ１８０で設定したトルク補正値Ｔｃ１とに基づいて次式（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２１０）。式（２）は、図６の共線図の各軸の回転数の関係から容易に導き出すことができる。また、式（３）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項に前述したエンジン２２のトルク変動ΔＴを打ち消すためのフィードフォワード項（トルク補正値Ｔｃ１）とからなる関係式であり、式（３）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。この式（３）から設定されるトルク指令Ｔｍ１＊によりモータＭＧ１を制御することにより、エンジン２２のトルク変動ΔＴを抑制しながらモータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で運転すなわちエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で運転させることができる。
【００３４】
Nm1*=(Ne*・(1+ρ)-k・V)/ρ                                     …（２）
Tm1*=前回Tm1*＋KP（Nm1*-Nm1)＋KI∫(Nm1*-Nm1)dt＋Tc1    …（３）
【００３５】
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、次式（４）に示すように、トルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで割ったものを要求トルクＴｒ＊に加え、これを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ったものにステップＳ２００で設定したトルク補正値Ｔｃ２を加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算する（ステップＳ２２０）。ここで、式（４）中の右辺第１項は図６の共線図におけるＲ軸上のトルクの釣り合いの関係から導き出すことができ、式（４）中の右辺第２項はフィードバック項としてのトルク補正値Ｔｃ２である。したがって、この式（４）から設定される仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐでモータＭＧ２を制御することにより、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力しながらエンジン２２やモータＭＧ１から動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａ側に伝達させる振動をフィードバック制御により抑制することができる。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づいて次式（５）および次式（６）によりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上限および下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍａｘ，Ｔｍ２ｍｉｎを計算し（ステップＳ２３０）、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎとのうち大きい方をトルク制限Ｔｍ２ｍａｘと比較し、両者のうちの小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定する（ステップＳ２４０）。これにより、トルク指令Ｔｍ２＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。
【００３６】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr+Tc2      …（４）
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2    …（５）
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2     …（６）
【００３７】
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Ｓ２５０）、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。
【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、動力分配統合機構３０を介してエンジン２２とモータＭＧ１と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとが接続されると共にリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２が接続されたハイブリッド自動車において、気筒の一部を休止してエンジン２２を運転する際にはエンジン２２からの振動（トルク変動ΔＴ）をトルク補正値Ｔｃ１とトルク補正値Ｔｃ２とを設定することによりモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより抑制するから、気筒の一部を休止したときの車両の前後振動をより確実に抑制することができる。しかも、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが下限値Ｓｌと上限値Ｓｈとにより定まる範囲内にないときや電池温度Ｔｂが下限値Ｔ１と上限値Ｔｈとにより定まる範囲内にないときには、トルク補正値Ｔｃ１，Ｔｃ２を値０として制振制御を行なわないから、制振制御の実行に伴ってバッテリ５０に不具合（過充電や過放電など）が生じるのを抑制することができる。もとより、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて気筒の一部を休止してエンジン２２を運転したときのモータＭＧ１，ＭＧ２による制振制御の実行の可否を判定したが、残容量ＳＯＣのみに基づいて制振制御の実行の可否を判定するものとしてもよいし、電池温度Ｔｂのみに基づいて制振制御の実行の可否を判定するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、残容量ＳＯＣが下限値Ｓｌと上限値Ｓｈとにより定まる範囲内にないときや電池温度Ｔｂが下限値Ｔｌと上限値Ｔｈとにより定まる範囲内にないときには、エンジン２２の気筒の一部を休止したときであってもモータＭＧ１，ＭＧ２による制振制御は実行しないものとしたが、エンジン２２の気筒の一部の休止自体を禁止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、クランク角ＣＡと回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２のトルク変動ΔＴを設定するものとしたが、この他に、点火時期や可変バルブタイミング機構における吸排気バルブタイミングなど他の要因も考慮してトルク変動ΔＴを設定するものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいて回転変動ΔＮを抽出し、抽出した回転変動ΔＮに基づいてトルク補正値Ｔｃ２を設定するものとしたが、これに限られず、例えば、Ｇセンサにより車両の前後振動を直接検出し、検出した振動に基づいてフィードバック制御を用いてトルク補正値Ｔｃ２を設定するものとしてもよい。
【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）に接続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】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、自動車産業に利用可能である。
【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】動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図５】トルク変動ΔＴを設定する様子の一例を示す説明図である。
【図６】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。
【符号の説明】
【００４８】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２３  クランク角センサ、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  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、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】
2006067655.tif 000003
【図２】
2006067655.tif 000004
【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】
2006067655.tif 000009
【図８】
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