(57)【要約】【課題】  エンジンを始動できないことによる駆動軸へのトルク不足を回避する。【解決手段】  遊星歯車機構にエンジンとモータＭＧ１と駆動輪に連結された駆動軸とを接続すると共に駆動軸に変速機を介してモータＭＧ２を接続した自動車において、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下になったときでもモータＭＧ１の温度であるモータ温度θｍ１が閾値θｒｅｆ以上のときには（Ｓ１２０，Ｓ２４０）、エンジンを停止することなくアイドル運転する（Ｓ２５０）。これにより、駆動軸に比較的大きなトルクが要求されたときにモータＭＧ１によってエンジンをモータリングできずにエンジンを始動できないことによる駆動軸へのトルク不足を回避することができる。【選択図】        図４
2006306213.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、
該内燃機関を始動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可能な始動発電手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記始動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、
前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御し、前記始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限以上のときには前記内燃機関の運転の継続を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記始動発電手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出された始動発電手段の温度に基づいて前記始動発電手段の駆動制限の程度を設定すると共に該設定した始動発電手段の駆動制限の程度に基づいて制御する手段である
動力出力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記検出された始動発電手段の温度が高いほど大きくなる傾向に前記始動発電手段の駆動制限の程度を設定する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
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、
該内燃機関を始動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可能な始動発電手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記始動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、
前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記始動発電手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された始動発電手段の温度が所定温度未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御し、前記検出された始動発電手段の温度が所定温度以上のときには前記内燃機関の運転の継続を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記内燃機関を始動する際における前記始動発電手段の温度上昇の程度を学習すると共に該学習した結果を用いて前記所定温度を設定する手段である請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関からの動力を用いて作動流体を圧送する機械式圧送手段と、
電力を用いて作動流体を圧送する電気式圧送手段と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され、前記圧送された作動流体の圧力により駆動するアクチュエータを用いて前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達する動力伝達手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項７】
前記動力伝達手段は、前記電動機の回転軸と前記駆動軸と間で変速比の変更を伴って動力を伝達可能な変速伝達手段である請求項６記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記始動発電手段は、前記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を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段である請求項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と前記駆動軸と回転軸との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、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える手段である請求項８記載の動力出力装置。
【請求項１０】
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、前記第１の回転子と前記第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項８記載の動力出力装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
【請求項１２】
内燃機関と、該内燃機関を始動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可能な始動発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記始動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、
前記始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に出力すべき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始動発電手段と前記電動機とを制御し、
前記始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限以上のときには前記内燃機関の運転の継続を伴って前記駆動軸に出力すべき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始動発電手段と前記電動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【請求項１３】
内燃機関と、該内燃機関を始動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可能な始動発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記始動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、
（ａ）前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
（ｂ）前記始動発電手段の温度を検出し、
（ｃ）前記検出された始動発電手段の温度が所定温度未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御し、前記検出された始動発電手段の温度が所定温度以上のときには前記内燃機関の運転の継続を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御する
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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、駆動輪に動力を出力可能なエンジンと、エンジンを始動すると共にエンジンからの動力を用いて発電する発電用モータと、駆動輪に動力を出力可能な走行用モータと、発電用モータおよび走行用モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、を備える車両に搭載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、走行用モータからの動力を用いて走行する走行用モータ運転領域を発電用モータの温度が高いほど小さくすることにより、発電用モータの温度が比較的高いときのエンジンの間欠運転を抑制している。
【特許文献１】特開２０００−２７６７２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、発電用モータの温度が比較的高いときのエンジンの間欠運転を抑制することはできるものの、車速およびアクセル開度の程度によっては走行用モータ運転領域に該当してエンジンを運転停止する場合がある。この場合、駆動輪に比較的大きなトルクが要求されてエンジンの始動要求がなされたときには、発電用モータの温度が高いことによるトルク制限によって発電用モータによりエンジンを始動できず、運転者の要求に対処できない場合が生じる。ところで、エンジンや発電用モータ，走行用モータに加え、走行用モータからの動力を駆動軸に伝達する動力伝達部と、動力伝達部にオイルを供給するオイルポンプとを備える動力出力装置では、オイルポンプの破損などを防止することが望まれている。
【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、内燃機関を始動できないことによる駆動軸への駆動力不足を回避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、電動機から駆動軸に動力を伝達する動力伝達部に作動流体を供給する電気式圧送装置の破損などを抑制す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、
該内燃機関を始動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可能な始動発電手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記始動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、
前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御し、前記始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限以上のときには前記内燃機関の運転の継続を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の動力出力装置では、始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限未満のときには、内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に出力すべき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始動発電手段と電動機とを制御する。一方、始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限以上のときには、内燃機関の運転の継続を伴って駆動軸に出力すべき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始動発電手段と電動機とを制御する。したがって、始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限以上のときには内燃機関を継続して運転するから、駆動軸に比較的大きな駆動力が要求されたときに内燃機関を始動できないことによる駆動軸への駆動力不足を回避することができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記始動発電手段の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は前記検出された始動発電手段の温度に基づいて前記始動発電手段の駆動制限の程度を設定すると共に該設定した始動発電手段の駆動制限の程度に基づいて制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記検出された始動発電手段の温度が高いほど大きくなる傾向に前記始動発電手段の駆動制限の程度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、始動発電手段の駆動制限の程度をより適正に設定することができる。
【０００９】
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、
該内燃機関を始動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可能な始動発電手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記始動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、
前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記始動発電手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された始動発電手段の温度が所定温度未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御し、前記検出された始動発電手段の温度が所定温度以上のときには前記内燃機関の運転の継続を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１０】
この本発明の第２の動力出力装置では、始動発電手段の温度が所定温度未満のときには、内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に出力すべき要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と始動発電手段と電動機とを制御する。一方、始動発電手段の温度が所定温度以上のときには内燃機関の運転を継続を伴って駆動軸に出力すべき要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と始動発電手段と電動機とを制御する。したがって、始動発電手段の温度が所定温度以上のときには内燃機関を継続して運転するから、駆動軸に比較的大きな駆動力が要求されたときに始動発電手段の温度に基づく駆動制限によって内燃機関を始動できないことによる駆動軸への駆動力不足を回避することができる。
【００１１】
こうした本発明の第２の動力出力装置において、前記制御手段は、前記内燃機関を始動する際における前記始動発電手段の温度上昇の程度を学習すると共に該学習した結果を用いて前記所定温度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、所定温度をより適正に設定することができる。
【００１２】
本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記内燃機関からの動力を用いて作動流体を圧送する機械式圧送手段と、電力を用いて作動流体を圧送する電気式圧送手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され前記圧送された作動流体の圧力により駆動するアクチュエータを用いて前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達する動力伝達手段と、を備えるものとすることもできる。この場合、内燃機関を始動することができないことによる電気式圧送手段の過剰な運転を抑制することができる。したがって、電気式圧送手段の破損などを抑制することができる。この場合、前記動力伝達手段は、前記電動機の回転軸と前記駆動軸と間で変速比の変更を伴って動力を伝達可能な変速伝達手段であるものとすることもできる。
【００１３】
また、本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記始動発電手段は、前記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を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する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、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との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回転軸に動力を入出力可能な電動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の回転子とを有し前記第１の回転子と前記第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１４】
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第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、該内燃機関を始動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可能な始動発電手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記始動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、前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御し前記始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限以上のときには前記内燃機関の運転の継続を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える本発明の第１の動力出力装置や、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、該内燃機関を始動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可能な始動発電手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記始動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、前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記始動発電手段の温度を検出する温度検出手段と、前記検出された始動発電手段の温度が所定温度未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御し前記検出された始動発電手段の温度が所定温度以上のときには前記内燃機関の運転の継続を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える本発明の第２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ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置を搭載するから、本発明の第１または第２の動力出力装置が奏する効果、例えば、駆動軸に比較的大きな駆動力が要求されたときに内燃機関を始動することができないことによる駆動軸への駆動力不足を回避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。
【００１６】
本発明の第１の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関を始動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可能な始動発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記始動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、
前記始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に出力すべき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始動発電手段と前記電動機とを制御し、
前記始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限以上のときには前記内燃機関の運転の継続を伴って前記駆動軸に出力すべき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始動発電手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００１７】
この本発明の第１の動力出力装置の制御方法によれば、始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限未満のときには、内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に出力すべき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始動発電手段と電動機とを制御する。一方、始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限以上のときには、内燃機関の運転の継続を伴って駆動軸に出力すべき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始動発電手段と電動機とを制御する。したがって、始動発電手段の駆動制限の程度が所定制限以上のときには内燃機関を継続して運転するから、駆動軸に比較的大きな駆動力が要求されたときに内燃機関を始動できないことによる駆動軸への駆動力不足を回避することができる。
【００１８】
本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関を始動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可能な始動発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記始動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、
（ａ）前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
（ｂ）前記始動発電手段の温度を検出し、
（ｃ）前記検出された始動発電手段の温度が所定温度未満のときには前記内燃機関の間欠運転を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御し、前記検出された始動発電手段の温度が所定温度以上のときには前記内燃機関の運転の継続を伴って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始動発電手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００１９】
この本発明の第２の動力出力装置の制御法によれば、始動発電手段の温度が所定温度未満のときには内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に出力すべき要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と始動発電手段と電動機とを制御する。一方、始動発電手段の温度が所定温度以上のときには内燃機関の運転を継続を伴って駆動軸に出力すべき要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と始動発電手段と電動機とを制御する。したがって、始動発電手段の温度が所定温度以上のときには内燃機関を継続して運転するから、駆動軸に比較的大きな駆動力が要求されたときに始動発電手段の温度に基づく駆動制限によって内燃機関を始動できないことによる駆動軸への駆動力不足を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例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、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。
【００２２】
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、クランクシャフト２６に取り付けられクランク角を検出するクランクポジションセンサ２３などエンジン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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
ブレーキＢ１，Ｂ２は、図３に例示する油圧回路１００からの油圧によりオンオフされるようになっている。油圧回路１００は、図示するように、エンジン２２の回転により駆動する機械式ポンプ１０２と、図示しない電気モータを内蔵する電動ポンプ１０４と、機械式ポンプ１０２または電動ポンプ１０４からのライン油圧ＰＬを調整する３ウェイソレノイド１０６およびプレッシャーコントロールバルブ１０８と、ライン油圧ＰＬを用いてブレーキＢ１，Ｂ２の係合力を調整するリニアソレノイド１１０，１１１やコントロールバルブ１１２，１１３，アキュムレータ１１４，１１５とから構成されている。油圧回路１００では、ライン油圧ＰＬは、３ウェイソレノイド１０６を駆動してプレッシャーコントロールバルブ１０８の開閉を制御することにより調整することができ、ブレーキＢ１，Ｂ２の係合力は、リニアソレノイド１１０，１１１に印加する電流を制御することによりライン油圧ＰＬをブレーキＢ１，Ｂ２に伝達させるコントロールバルブ１１２，１１３の開閉を制御することにより調節することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
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、モータＭＧ１の温度を検出する温度センサ４５からのモータ温度θｍ１，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、電動ポンプ１０４を駆動する電動モータへの駆動信号や３ウェイソレノイド１０６への駆動信号，リニアソレノイド１１０，１１１への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。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。
【００２９】
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。
【００３０】
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００３１】
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の回転数Ｎｅ，温度センサ４５からのモータＭＧ１の温度θｍ１，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３ａからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００３２】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊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５に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００３３】
続いて、要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、エンジン２２を運転するか否かを判定するために用いられるものであり、エンジン２２から効率よく出力できるパワーの下限値やその近傍の値として設定される。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆより大きいときには、エンジン２２が運転されているか否かを判定し（ステップＳ１３０）、エンジン２２が運転されていると判定されたときには、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＊とを設定する（ステップＳ１４０）。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。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図６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。
【００３４】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）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Ｓ１５０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。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７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を変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、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＊が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３６】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍａｘを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１６０）、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を用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（４）により計算し（ステップＳ１７０）、計算したトルク制限Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１８０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の出力制限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。なお、式（４）は、前述した図７の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３７】
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (3)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (4)
【００３８】
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Ｓ１９０）、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。
【００３９】
ステップＳ１３０でエンジン２２が運転されていないと判定されたときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にトルクＴｃｒを設定する（ステップＳ２００）。ここで、トルクＴｃｒは、エンジン２２のモータリング用のトルクであり、モータＭＧ１の定格などにより定められる。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅを閾値Ｎｒｅｆと比較し（ステップＳ２１０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以下のときにはステップＳ１６０〜Ｓ１９０の処理を実行し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆより大きいときにはエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御などを開始して（ステップＳ２２０）、ステップＳ１６０〜Ｓ１９０の処理を実行する。また、閾値Ｎｒｅｆは、燃料噴射制御や点火制御を開始するエンジン２２の回転数であり、例えば、８００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなどの値が設定される。
【００４０】
ステップＳ１２０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下のときには、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Ｓ２３０）、エンジン２２が運転停止されているときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定する共に（ステップＳ２７０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２８０）、ステップＳ１６０〜Ｓ１９０の処理を実行する。この場合、エンジン２２は運転停止状態に保持される。一方、エンジン２２が運転停止されていない、即ちエンジン２２が運転されていると判定されたときには、モータ温度θｍ１を閾値θｒｅｆと比較する（ステップＳ２４０）。ここで、閾値θｒｅｆは、エンジン２２のモータリング用のトルクＴｃｒをモータＭＧ１から出力することができるか否かを判定するために用いられるものであり、モータＭＧ１の特性などにより定められる。いま、エンジン２２を始動する場合を考える。エンジン２２の始動は、前述したように、モータＭＧ１からモータリング用のトルクＴｃｒを出力してエンジン２２をモータリングすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆより大きくなったときに燃料噴射制御や点火制御を開始することにより行なわれる。ところで、モータＭＧ１から出力可能なトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍａｘを、モータ温度θｍ１が高いほど小さくなる傾向に設定された補正係数αをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１における定格最大トルクに乗じることにより設定する場合、トルク制限Ｔｍ１ｍａｘはモータ温度θｍ１が高いほど小さくなる傾向に設定される。したがって、モータ温度θｍ１が比較的高いときには、トルク制限Ｔｍ１ｍａｘがモータリング用のトルクＴｃｒに比して非常に小さいためにモータＭＧ１からモータリング用のトルクＴｃｒを出力することができず、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングできずにエンジン２２を始動できない場合が生じる。ステップＳ２４０のモータ温度θｍ１と閾値θｒｅｆとの比較は、エンジン２２を始動できないおそれがあるか否かを判定するものである。モータ温度θｍ１が閾値θｒｅｆ未満のときには、こうしたおそれはないと判断し、エンジン２２が運転停止されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定し（ステップＳ２７０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２８０）、ステップＳ１６０〜Ｓ１９０の処理を実行する。値０の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を運転停止する。このように、モータ温度θｍ１が閾値θｒｅｆ未満のときには、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を間欠運転することによりエネルギ効率の向上を図ることができる。
【００４１】
一方、モータ温度θｍ１が閾値θｒｅｆ以上のときには、次回にエンジン２２の始動要求がなされたときにエンジン２２を始動できないおそれがあると判断し、エンジン２２がアイドル運転されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄｌを設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ２５０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２６０）、ステップＳ１６０〜Ｓ１９０の処理を実行する。このように、モータ温度θｍ１が閾値θｒｅｆより高いときには、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下となってもエンジン２２を運転停止することなく継続して運転することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに比較的大きいトルクが要求されたときに、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングできずにエンジン２２を始動できないことによって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが不足するのを回避することができる。また、実施例のように、エンジン２２の回転により駆動する機械式ポンプ１０２からの油圧と図示しない電気モータを内蔵する電動ポンプ１０４からの油圧とを用いて変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を作動させる場合には、モータ温度θｍ１が閾値θｒｅｆより高いときにエンジン２２を継続して運転することにより、エンジン２２の始動要求がなされたときにエンジン２２を始動できないことによって機械式ポンプ１０２からの油圧を用いることができずに電動ポンプ１０４の温度が上昇してしまうのを抑制することができる。即ち、エンジン２２を継続して運転することにより、機械式ポンプ１０２からの油圧を用いて変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を作動させることができるから、電動ポンプ１０４を停止することができ、電動ポンプ１０４の温度上昇を抑制することができる。この結果、電動ポンプ１０４の破損などを防止することができる。
【００４２】
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ＭＧ１の温度であるモータ温度θｍ１が閾値θｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を継続して運転するから、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに比較的大きなトルクが要求されたときにエンジン２２を始動できないことによって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが不足するのを回避することができると共にエンジン２２を始動できないことによる電動ポンプ１０４の温度上昇を抑制することができる。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を運転している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下になったときには、モータ温度θｍ１を閾値θｒｅｆと比較することによりエンジン２２を運転停止するか否かを判定するものとしたが、この閾値θｒｅｆは、過去にエンジン２２を始動したときのモータ温度θｍ１の温度上昇の程度を考慮して設定するものとしてもよい。この場合の駆動制御ルーチンの一例の一部を図８に示す。この駆動制御ルーチンでは、ステップＳ１３０でエンジン２２が運転されていないと判定されたときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にエンジン２２のモータリング用のトルクＴｃｒを設定し（ステップＳ３００）、フラグＦの値を調べ（ステップＳ３１０）、フラグＦが値０のときには、モータ温度θｍ１を格納値θｓｅｔとしてＲＡＭ７６の所定アドレスに格納すると共に（ステップＳ３２０）、フラグＦに値１を設定し（ステップＳ３３０）、エンジン２２の回転数Ｎｅを閾値Ｎｒｅｆと比較する（ステップＳ３４０）。いま、エンジン２２のモータリングを開始した直後を考えれば、エンジン２２の回転数Ｎｅは閾値Ｎｒｅｆ以下であるから、そのままステップＳ１６０以降の処理を実行する。そして、次回以降に駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ３１０でフラグＦが値１であると判定され、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以下のときにはそのままステップＳ１６０以降の処理を実行し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆより大きいときには燃料噴射制御や点火制御などを開始すると共にモータ温度θｍ１から格納値θｓｅｔを減じることによりエンジン２２を始動する際のモータＭＧ１の温度上昇の程度としての上昇温度Δθｍ１を計算し（ステップＳ３５０，Ｓ３６０）、ステップＳ１６０以降の処理を実行する。そして、エンジン２２を運転している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下になったときには（ステップＳ１２０，Ｓ３７０）、図３の駆動制御ルーチンのステップ２４０で用いた閾値θｒｅｆから上昇温度Δθｍ１を減じることにより閾値θｒｅｆ２を設定すると共に（ステップＳ３８０）、モータ温度θｍ１をこの閾値θｒｅｆ２と比較し（ステップＳ３９０）、モータ温度θｍ１が閾値θｒｅｆ２未満のときにはエンジン２２を運転停止し（ステップＳ２７０）、モータ温度θｍ１が閾値θｒｅｆ２以上のときにはエンジン２２をアイドル運転する（ステップＳ２５０）。このように、エンジン２２を始動する際のモータＭＧ１の温度上昇の程度を学習すると共に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下になったときには学習結果を用いて設定した閾値θｒｅｆ２を用いてエンジン２２を運転停止するか否かを判定することにより、エンジン２２を運転停止するか否かをより適正に判定することができ、エンジン２２を始動できないことによる駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａへのトルク不足をより抑制することができると共にエンジン２２を始動できないことによる電動ポンプ１０４の温度上昇を抑制することができる。この変形例では、過去１回のエンジン２２を始動したときの上昇温度Δθｍ１を用いて閾値θｒｅｆ２を設定するものとしたが、過去１回に限らず、過去複数回のエンジン２２を始動したときの上昇温度Δθｍ１を用いて閾値θｒｅｆ２を設定するものとしてもよい。また、モータ温度θｍ１の変化の程度やエンジン２２の始動に要する時間などを学習すると共に学習結果を用いて閾値θｒｅｆ２を設定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を運転している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下になったときにモータ温度θｍ１が閾値θｒｅｆ以上のときには、エンジン２２をアイドル運転するものとしたが、エンジン２２から若干のトルクが出力されるよう制御するものとしてもよい。
【実施例２】
【００４５】
次に、本発明の第２実施例としての動力出力装置を搭載する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、図１〜図３に示した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一のハード構成をしている。したがって、重複した説明を避けるため、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成については第１実施例のハイブリッド自動車２０の構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、図４の駆動制御ルーチンに代えて図９の駆動制御ルーチンが実行される。このルーチンは、図４の駆動制御ルーチンにステップＳ３００，Ｓ３１０の処理を加えた点を除いて図４の駆動制御ルーチンと同一である。以下、追加の処理を中心に図９の駆動制御ルーチンについて説明する。
【００４７】
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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，モータ温度θｍ１，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力し（ステップＳ１００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊および要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ１１０）、要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較し（ステップＳ１２０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、ステップＳ１３０以降の処理を実行する。
【００４８】
一方、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下のときには、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Ｓ２３０）、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、ステップＳ２７０以降の処理を実行し、エンジン２２が運転停止されていないと判定されたときには、モータ温度θｍ１に基づいてモータＭＧ１から出力可能なトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍａｘを制限する程度を示す制限率βを設定する（ステップＳ３００）。ここで、トルク制限Ｔｍ１ｍａｘは、第２実施例では、値１から制限率βを減じたものをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１における定格最大トルクに乗じることにより設定するものとした。制限率βは、第２実施例では、モータ温度θｍ１と制限率βとの関係を予め定めて制限率設定用マップとして記憶しておき、モータ温度θｍ１が与えられると記憶したマップから対応する制限率βを導出して設定するものとした。制限率設定用マップの一例を図１０に示す。制限率βは、図示するように、モータ温度θｍ１が所定温度を超えるとその温度θｍ１が高いほど値０から値１に向けて大きくなる傾向に設定される。このように制限率βを設定することにより、モータ温度θｍ１が高いほど、即ち制限率βが大きいほどトルク制限Ｔｍ１ｍａｘは小さくなる。これは、モータ温度θｍ１が上限温度θｍａｘを超えないようにするためである。制限率βが閾値βｒｅｆ未満のときには、トルク制限Ｔｍ１ｍａｘは大きくモータＭＧ１からモータリング用のトルクＴｃｒを出力してエンジン２２を始動できると判断し、エンジン２２を運転停止する（ステップＳ２７０）。一方、制限率βが閾値βｒｅｆ以上のときには、トルク制限Ｔｍ１ｍａｘが小さいためにモータＭＧ１からモータリング用のトルクＴｃｒを出力できずにエンジン２２を始動できないおそれがあると判断し、エンジン２２をアイドリング運転する（ステップＳ２５０）。このように制限率βが大きいとき、即ちトルク制限Ｔｍ１ｍａｘが小さいときにはエンジン２２を継続して運転することにより、エンジン２２を始動できないことによる駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａへのトルク不足を回避することができる。しかも、エンジン２２を継続して運転することにより、機械式ポンプ１０２からの油圧を用いて変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を作動させることができるから、電動ポンプ１０４を停止することができ、電動ポンプ１０４の温度上昇を抑制することができる。この結果、電動ポンプ１０４の破損などを防止することができる。
【００４９】
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、制限率βが閾値βｒｅｆ以上のとき、即ちモータＭＧ１から出力可能なトルクが大きく制限されているときには、エンジン２２を運転停止せずにアイドル運転するから、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに比較的大きいトルクが要求されたときにエンジン２２を始動できないことによって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが不足するのを回避することができると共にエンジン２２を始動できないことによる電動ポンプ１０４の温度上昇を抑制することができる。
【００５０】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、モータＭＧ１の温度であるモータ温度θｍを用いて設定した制限率βに基づいてエンジン２２を運転停止するか否かを判定するものとしたが、制限率βを設定できるものであれば、モータＭＧ１の温度に限られず、例えば、インバータ４１の温度や，モータＭＧ１やインバータ４１を冷却する冷却水の温度，バッテリ５０の温度などを用いるものとしてもよい。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、ブレーキＢ１，Ｂ２のアクチュエータとして油圧回路を用いたが、油圧以外のアクチュエータ、例えばモータを用いたアクチュエータやソレノイドを直接的に用いたアクチュエータなどを用いるものとしてもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、モータＭＧ２からの動力を変速して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機６０を備えるものとしたが、モータＭＧ２からの動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに伝達する動力伝達部を備えるものであれば、変速機６０に限られず、例えば、クラッチや減速機などを備えるものとしてもよい。また、こうした動力伝達部を備えずにモータＭＧ２からの動力を直接的に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしてもよい。
【００５３】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、モータＭＧ２の動力を変速機６０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１１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３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１１における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００５４】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ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に出力するものとしたが、図１２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。
【００５５】
実施例では、駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力可能なエンジンと電動機とを備えるいわゆるパラレル型のハイブリッド自動車について説明したが、エンジンと、エンジンを始動すると共にエンジンからの動力を用いて発電可能な発電機と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、発電機および電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、を備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。
【００５６】
以上、本発明をハイブリッド自動車の形態として説明したが、ハイブリッド自動車に限定されるものではなく、ハイブリッド自動車に搭載された動力出力装置の形態としてもよい。この動力出力装置の形態とする場合、自動車以外の列車などの車両に搭載したり、車両以外の航空機や船舶などの移動体に搭載してもよい。また、動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００５７】
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】
【００５８】
【図１】本発明の一実施例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。
【図２】変速機６０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】油圧回路１００の構成の概略を示す構成図である。
【図４】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図７】動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図８】変形例の駆動制御ルーチンの一例の一部を示す説明図である。
【図９】第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示す説明図である。
【図１０】制限率設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１１】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１２】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】
【００５９】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２３  クランクポジションセンサ、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、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、４５  温度センサ、４８  回転軸、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  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、６１，６５  サンギヤ、６２，６６  リングギヤ、６３ａ  第１ピニオンギヤ、６３ｂ  第２ピニオンギヤ、６４，６８  キャリア、６７  ピニオンギヤ、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、１００  油圧回路、１０２  機械式ポンプ、１０４  電動ポンプ、１０６  ３ウェイソレノイド、１０８  プレッシャーコントロールバルブ、１１０，１１１  リニアソレノイド、１１２，１１３  コントロールバルブ、１１４，１１５  アキュムレータ、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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【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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