(57)【要約】【課題】  過給機専用のモータを用いずに過給機を必要に応じて効率よく機能させる。【解決手段】  エンジン２２からの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに連結されたリングギヤ軸３２ａに出力するために駆動するモータＭＧ１の回転軸にクラッチＣ１と連結ギヤ２４４とを介して過給機２４０の連結軸２４２を接続する。そして、エンジン２２の回転数がその排気のエネルギでは過給機２４０を機能させることができない回転数未満のときにエンジン２２の回転数を増加させる際にはクラッチＣ１をオンとすると共にバイパスバルブ２３６を開成してモータＭＧ１の回転軸の動力を用いて過給機２４０を機能させる。これにより、過給機２４０を必要に応じて効率よく機能させることができる。【選択図】        図１
2006037876.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、
過給機を有する内燃機関と、
前記駆動軸へ出力される動力の少なくとも一部を調整可能な電動機と、
該電動機の回転軸の動力を用いて前記過給機が駆動されるよう該電動機の回転軸の動力を該過給機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２】
前記動力伝達手段は、前記電動機の回転軸と前記過給機との動力の伝達と動力の遮断とが可能な手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の動力出力装置であって、
前記過給機は、前記内燃機関の吸気系に設けられた吸気用タービンと、該内燃機関の排気系に設けられた排気用タービンと、前記吸気用タービンと前記排気用タービンとを連結する連結軸とを有するターボ装置であり、
前記動力伝達手段は、前記連結軸を回転駆動可能な手段である
動力出力装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、前記吸気系の前記吸気用タービンの下流部と前記排気系の前記排気用タービンの上流側とを連絡する第１連絡流路と、該第１連絡流路に設けられた第１バルブと、前記排気系の前記排気用タービンの上流側と該排気用タービンの下流側とを連絡する第２連絡流路と、該第２連絡流路に設けられた第２バルブと、を備える機関である請求項３記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記内燃機関の回転数を増加するとき、前記過給機による過給が行なわれるよう前記電動機を駆動制御する制御手段を備える請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が所定回転数未満のときに前記過給機による過給が行なわれるよう前記電動機を駆動制御する手段である請求項５記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数未満のときには前記電動機の回転軸と前記過給機との動力の伝達が可能となるよう前記動力伝達手段を制御し、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数以上のときには前記電動機の回転軸と前記過給機との動力の伝達が遮断されるよう前記動力伝達手段を制御する手段である請求項２に係る請求項６記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記電動機の回転軸との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を備える請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８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１０】
前記車軸または該車軸とは異なる車軸に動力を出力可能な少なくとも一つの電動機を備える請求項９記載の自動車。
【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、エンジンからの排気エネルギを用いてエンジンに過給する過給機の回転軸に過給機用モータを取り付け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、燃費が最もよくなるようエンジンの回転数を選択し、その回転数で運転されるエンジンから要求されるトルクが出力されるよう過給機用モータを駆動する。これにより、燃費よく動力を出力することができるものとされている。
【特許文献１】特開２０００−４５８１２号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の動力出力装置では、過給機を駆動するために専用の過給機用モータを取り付けると共にこの過給機用モータをエンジンの運転に応じて駆動制御する必要がある。ハイブリッド自動車では、走行用や発電用のモータを搭載するから、こうしたモータの他に過給機用モータをも搭載しなければならない。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、過給機専用のモータによらずに過給機を機能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は、過給機の駆動を効率よく行なう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する動力出力装置であって、
過給機を有する内燃機関と、
前記駆動軸へ出力される動力の少なくとも一部を調整可能な電動機と、
該電動機の回転軸の動力を用いて前記過給機が駆動されるよう該電動機の回転軸の動力を該過給機に伝達する動力伝達手段と、
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、駆動軸へ出力される動力の少なくとも一部を調整可能な電動機の回転軸の動力を用いて内燃機関の過給機を駆動することができる。したがって、過給機を専用のモータを用いることなく機能させることができる。しかも、必要に応じて電動機を駆動することができるから、必要に応じて過給機を機能させることができ、過給機を効率よく駆動することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記動力伝達手段は、前記電動機の回転軸と前記過給機との動力の伝達と動力の遮断とが可能な手段であるものとすることもできる。こうすれば、必要に応じて電動機の回転軸と過給機との動力の伝達を行なったり遮断することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記過給機は、前記内燃機関の吸気系に設けられた吸気用タービンと、該内燃機関の排気系に設けられた排気用タービンと、前記吸気用
タービンと前記排気用タービンとを連結する連結軸とを有するターボ装置であり、前記動力伝達手段は前記連結軸を回転駆動可能な手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の排気のエネルギを用いて過給することもできる。この場合、前記内燃機関は、前記吸気系の前記吸気用タービンの下流部と前記排気系の前記排気用タービンの上流側とを連絡する第１連絡流路と、該第１連絡流路に設けられた第１バルブと、前記排気系の前記排気用タービンの上流側と該排気用タービンの下流側とを連絡する第２連絡流路と、該第２連絡流路に設けられた第２バルブと、を備える機関であるものとすることもできる。こうすれば、吸気系や排気系が過剰な圧力にならないように調整することができる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の回転数を増加するとき、前記過給機による過給が行なわれるよう前記電動機を駆動制御する制御手段を備えるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が所定回転数未満のときに前記過給機による過給が行なわ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。ここで、「所定回転数」としては、内燃機関からの排気によるエネルギにより過給機を十分に機能させることができる回転数を用いることができる。こうすれば、内燃機関の回転数が所定回転数未満のときには電動機の回転軸から伝達される動力により過給機を機能させ、内燃機関の回転数が所定回転数以上のときには内燃機関からの排気によるエネルギにより過給機を機能させることができる。さらにこの場合、電動機の回転軸と過給機との動力の伝達を遮断可能な態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数未満のときには前記電動機の回転軸と前記過給機との動力の伝達が可能となるよう前記動力伝達手段を制御し、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数以上のときには前記電動機の回転軸と前記過給機との動力の伝達が遮断されるよう前記動力伝達手段を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
また、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記電動機の回転軸との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を備えるものとすることでもできる。
【００１２】
本発明の自動車は、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、過給機を有する内燃機関と、前記駆動軸へ出力される動力の少なくとも一部を調整可能な電動機と、該電動機の回転軸の動力を用いて前記過給機が駆動されるよう該電動機の回転軸の動力を該過給機に伝達する動力伝達手段と、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。
【００１３】
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、駆動軸へ出力される動力の少なくとも一部を調整可能な電動機の回転軸の動力を用いて内燃機関の過給機を駆動することができる効果や、必要に応じて過給機を機能させることができる効果、過給機を効率よく駆動することができる効果などと同様な効果を奏することができる。なお、本発明の自動車は、前記車軸または該車軸とは異なる車軸に動力を出力可能な少なくとも一つの電動機を備えるものとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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】
【００１５】
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。
【００１６】
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、排気のエネルギを用いて過給する過給機２４０を備える。過給機２４０は、エアクリーナ２２２に接続された吸気管２２４に設けられた吸気用タービンと排気管２３４に設けられた排気用タービンとこれらのタービンを連結する連結軸２４２とから構成されており、連結軸２４２はクラッチＣ１と連結ギヤ２４４を介してモータＭＧ１の回転軸に連結されている。吸気管２２４の過給機２４０の下流側はウエストゲートバルブ２２６が取り付けられた連絡管により排気管２３４の過給機２４０の上流側と連絡しており、排気管２３４の過給機２４０の上流側はバイパスバルブ２３６が取り付けられたバイパス管により排気管２３４の過給機２４０の下流側と連絡している。ウエストゲートバルブ２２６は、吸気管２３４の過給機２４０の下流側の圧力が所定圧に達すると開成されるようハイブリッド用電子制御ユニット７０により駆動制御されており、これにより、吸気管２２４の過給機２４０の下流側の圧力は所定圧以下に調整されている。エンジン２２は、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。
【００１７】
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の回転軸が、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。
【００１８】
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。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。
【００１９】
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。
【００２０】
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からは、ウエストゲートバルブ２２６への駆動信号やバイパスバルブへの駆動信号、クラッチＣ１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。また、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、特にモータＭＧ１により過給機２４０が駆動される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）に繰り返し実行される。
【００２３】
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の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，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の入出力制限Ｗｉｎ，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。
【００２４】
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＊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３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を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００２５】
設定した要求パワー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。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。
【００２６】
次に、設定した要求トルクＴｒ＊を閾値Ｔｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１３０）エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をエンジン２２の回転数Ｎｅと比較し（ステップＳ１４０）、エンジン２２の回転数Ｎｅを閾値Ｎｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、過給機２４０によりエンジン２２を過給する必要性を判断するために駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクとして設定されるものであり、車両の特性により定めることができる。また、閾値Ｎｒｅｆは、エンジン２２の排気のエネルギにより過給機２４０を十分に機能させることができるエンジン２２の回転数として設定されるものであり、エンジン２２の性能や過給機２４０の性能、車両の特性などにより定めることができる。要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以上でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が現在のエンジン２２の回転数Ｎｅより大きく、更に、エンジン２２の回転数
Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ未満のときには、過給機２４０による過給は必要であるがエンジン２２の排気のエネルギでは過給機２４０を十分に機能させることができないと判断し、バイパスバルブ２３６を開成すると共に（ステップＳ１６０）、クラッチＣ１をオンとして（ステップＳ１７０）、モータＭＧ１の回転軸の動力により過給機２４０を機能させる。ここで、ステップＳ１４０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊がエンジン２２の回転数Ｎｅより大きいことをモータＭＧ１の回転軸により過給機２４０を機能させる条件としているのは、エンジン２２の回転数を増加するとき、即ち駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される動力が大きくなるときにだけ、エンジン２２を過給する必要が生じるからである。ハイブリッド自動車２０の車速Ｖが小さいために駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが比較的小さくエンジン２２の回転数Ｎｅが比較的小さいとき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に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、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。図示するように、車速Ｖが比較的小さいときにはモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は比較的大きくなるから、モータＭＧ１の回転軸の動力により過給機２４０を十分に機能させることができる。なお、モータＭＧ１の回転軸の動力により過給機２４０を機能させるときにバイパスバルブ２３６を開成するのは、過給機２４０の排気用タービンが回転することにより、過給機２４０の上流側の圧力が過剰な負圧になるのを抑制するためである。
【００２７】
一方、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ未満であったり、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊がそのときのエンジン２２の回転数Ｎｅ以下であったり、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以上であるときには、過給機２４０による過給が不要であると判断したり、エンジン２２の排気のエネルギにより過給機２４０を機能させることができる状態にあると判断し、バイパスバルブ２３６を閉成すると共に（ステップＳ１８０）、クラッチＣ１をオフとする（ステップＳ１９０）。
【００２８】
こうしてバイパスバルブ２３６やクラッチＣ１の状態を設定すると、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Ｓ２００）。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り、図５に示す共線図を用いれば容易に導くことができる。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。
【００２９】
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ)                     …（１）
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt  …（２）
【００３０】
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下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ２１０）、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（５）により計算し（ステップＳ２２０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘの範囲内で仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２３０）。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。なお、式（５）は、前述した図５の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３１】
Tmin＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2      …（３）
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2      …（４）
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr          …（５）
【００３２】
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Ｓ２４０）、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。
【００３３】
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の回転軸の動力を用いて過給機２４０を機能させることができる。したがって、過給機２４０を機能させる専用のモータを用いる必要がない。しかも、エンジン２２の回転数Ｎｅがエンジン２２の排気のエネルギにより過給機２４０を機能させることができる回転数として設定された閾値Ｎｒｅｆ未満のときであってエンジン２２の回転数Ｎｅを増加させるときにだけ、クラッチＣ１をオンとしてモータＭＧ１の回転軸と過給機２４０の連結軸２４２とを連結し、モータＭＧ１の回転軸の動力を用いて過給機２４０を機能させるから、エンジン２２の排気のエネルギにより過給機２４０を機能させることができない状態のときでも過給機２４０を機能させることができる。即ち、必要に応じて過給機２４０を機能させることができ、過給機２４０を効率よく駆動することができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の回転数Ｎｅがエンジン２２の排気のエネルギにより過給機２４０を機能させることができる回転数として設定された閾値Ｎｒｅｆ以上のときには、クラッチＣ１をオフとしてモータＭＧ１の回転軸と過給機２４０の連結軸２４２との連結を解除することにより、エンジン２２の排気のエネルギにより過給機２４０を機能させることができる。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以上でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が現在のエンジン２２の回転数Ｎｅより大きく、更に、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ未満のときに、クラッチＣ１をオンとしてモータＭＧ１の回転軸の動力により過給機２４０を機能させるものとしたが、要求トルクＴｒ＊が閾値Ｔｒｅｆ以上でなくても、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が現在のエンジン２２の回転数Ｎｅより大きいときやエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ未満のときにクラッチＣ１をオンとしてモータＭＧ１の回転軸の動力により過給機２４０を機能させるものとしてもよく、単にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が現在のエンジン２２の回転数Ｎｅより大きいときにクラッチＣ１をオンとしてモータＭＧ１の回転軸の動力により過給機２４
０を機能させるものとしてもよい。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、過給機２４０としてエンジン２２の排気のエネルギを用いて過給するタイプ（ターボ式）のものを用いるものとしたが、エンジン２２の排気のエネルギを用いずに過給するタイプのものを用いるものとしてもかまわない。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、過給機２４０の連結軸２４２にクラッチＣ１と連結ギヤ２４４とを用いてモータＭＧ１の回転軸を連結するものとしたが、過給機２４０の連結軸２４２にモータＭＧ１の回転軸の動力を伝達することができれば如何なるものを用いて連結するものとしても差し支えない。
【００３７】
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６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。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の回転数ＮｅをモータＭＧ１により調整することにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジン２２からの動力を出力する際のモータＭＧ１の回転軸の動力を用いて過給機２４０を機能させるものとしたが、モータＭＧ２の回転軸の動力を用いて過給機２４０を機能させるものとしてもかまわない。
【００３９】
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、こうした動力分配統合機構３０を備えないものとしても差し支えない。
【００４０】
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】
【００４１】
【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５】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。
【符号の説明】
【００４２】
２０，１２０  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、２２２  エアクリーナ、２２４  吸気管、２２６  ウエストゲートバルブ、２３４  排気管、２３６  バイパスバルブ、２４０  過給機、２４２  連結軸、２４４  連結ギヤ、Ｃ１  クラッチ、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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