(57)【要約】【課題】  内燃機関の回転数を急増させる際に電動機から必要以上に大きな動力を出力することなく駆動軸に要求される動力を出力する。【解決手段】  要求トルクＴｒ＊が急増したときには、要求トルクＴｒ＊に基づく要求パワーＰｅ＊により目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定し（Ｓ１０４）、エンジンが目標回転数Ｎｅ＊で運転されるようクランクシャフトに取り付けられたモータのトルク指令Ｔｍ３＊を設定する（Ｓ１０６）と共にエンジンを目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊で運転したときに対応するトルクがプラネタリギヤに接続されたモータから出力されるようトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（Ｓ１１０）、駆動軸に要求トルクＴｒ＊が出力されるようにバッテリの入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸に取り付けられたモータのトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（Ｓ１１２〜１１６）。【選択図】        図２
2006187167.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、電力と動力との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を前記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出力可能な駆動軸用電動機と、
前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機と、
前記電力動力入出力手段と前記駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機との電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記設定された要求動力の増減により前記内燃機関の回転数を増減するときには前記出力軸用電動機からの動力の出力を伴って前記設定された要求動力に基づく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駆動軸用電動機と前記出力軸用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、
前記設定された要求動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
該設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転したときに前記出力軸用電動機からの動力の出力を伴わずに前記駆動軸に前記設定された要求動力を出力するために前記電力動力入出力手段から出力すべき駆動力に基づいて該電力動力入出力手段の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された目標駆動力が出力されるよう制御する手段である
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、前記設定された目標回転数と前記検出された回転数との差が小さくなるよう前記出力軸用電動機を制御する手段である
動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記設定された要求動力の増加により前記内燃機関の回転数を増加するときには前記出力軸用電動機から該内燃機関の回転数が増加する方向の動力が出力されるよう該出力軸用電動機を制御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】
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、電力と動力との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を前記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出力可能な駆動軸用電動機と、
前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機と、
前記電力動力入出力手段と前記駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機との電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記設定された要求動力に基づいて前記駆動軸用電動機を回生制御している最中に所定条件が成立したときには前記出力軸用電動機により前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求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駆動軸用電動機と前記出力軸用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６】
前記所定条件は、前記蓄電手段が満充電に近い所定状態に至った条件である請求項５記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記駆動軸用電動機の回生制御により得られる回生電力を用いて前記出力軸用電動機により前記内燃機関がモータリングされるよう該出力軸用電動機を制御する手段である請求項５または６記載の動力出力装置。
【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と、前記回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機と、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の回転子とを有し電磁作用を伴う該第１の回転子と該第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、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
【請求項１１】
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との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を前記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出力可能な駆動軸用電動機と、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機と、前記電力動力入出力手段と前記駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機との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、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
前記設定された要求動力の増減により前記内燃機関の回転数を増減するときには前記出力軸用電動機からの動力の出力を伴って前記設定された要求動力に基づく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駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【請求項１２】
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との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を前記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出力可能な駆動軸用電動機と、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機と、前記電力動力入出力手段と前記駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機との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、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
前記設定された要求動力に基づいて前記駆動軸用電動機を回生制御している最中に所定条件が成立したときには前記出力軸用電動機により前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求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駆動軸用電動機と前記出力軸用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、ハイブリッド自動車に搭載され、エンジンからの走行用の動力をプラネタリギヤと第１モータとにより駆動軸に伝達すると共に、この駆動軸に第２モータからも走行用の動力を出力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、エンジンの回転数を増減させるときにエンジンの目標回転数と実際の回転数との差分が所定の値よりも大きいときには目標回転数を実際の回転数の近くに再設定して、エンジンの動力を駆動軸に伝達すると共に再設定した目標回転数と実際の回転数との差分を小さくするよう第１モータを駆動している。
【特許文献１】特開平１０−２８９０２１号公報（図１９）
【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、エンジンの回転数を大きく変化させようとするときには目標回転数を実際の回転数の近くに再設定して徐々に回転数を増減するようエンジンや第１モータの制御を行なうから、スムースに回転数を増減させることができるものの、当初の目標回転数に至るまでに時間がかかる場合が生じる。また、アクセルペダルが大きく踏み込まれてエンジンの回転数を急増させようとするときには、エンジンの動力を駆動軸に伝えるための第１モータからの動力を一時的に小さくすることでエンジンの回転数を上昇させるため、エンジンの動力のうち駆動軸に出力される動力が小さくなってしまう。こうした制御により不足する動力は第２モータから出力しなければならないが、不足する動力が大きくなればそれに対応するために第２モータとしてより大出力のものを搭載する必要がある。
【０００４】
ところで、上述したような動力出力装置から制動力を出力するには駆動軸に接続された第２モータを回生制御すればよいが、バッテリが満充電に近いときなどのようにバッテリの充電できる電力が制限された状態のときには第２モータを回生制御することにより得られる電力を十分に受け入れることができないから、第２モータの回生制御により所望の制動力を得ることができない場合が生じる。こうした問題に対し、第１モータによりエンジンをモータリングして電力を消費する方法が考えられるが、この場合、第１モータの出力の反力としてのトルクが駆動軸に伝達され、これを打ち消すよう第２モータからの制動力を再計算しなければならない。
【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、内燃機関の回転数を迅速に増減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、内燃機関の回転数を急増させる際に電動機から必要以上に大きな動力を出力することなく駆動軸に要求される動力を出力することを目的の一つとする。さらに、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、二次電池などの蓄電手段の充電が制限された状態でも電動機を回生制御して要求動力に基づいた制動力を得ることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
本発明の第１の動力出力装置は、
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、電力と動力との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を前記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出力可能な駆動軸用電動機と、
前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機と、
前記電力動力入出力手段と前記駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機との電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記設定された要求動力の増減により前記内燃機関の回転数を増減するときには前記出力軸用電動機からの動力の出力を伴って前記設定された要求動力に基づく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駆動軸用電動機と前記出力軸用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。
【０００８】
この本発明の第１の動力出力装置では、駆動軸に要求される要求動力の増減により内燃機関の回転数を増減するときには、内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機からの動力の出力を伴って要求動力に基づく動力を駆動軸に出力するよう内燃機関と電力動力入出力手段と駆動軸用電動機と出力軸用電動機とを制御する。すなわち、出力軸用電動機の動力を用いて内燃機関の回転数を増減するのである。この結果、内燃機関の回転数を迅速に増減させることができる。
【０００９】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記設定された要求動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、該設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転したときに前記出力軸用電動機からの動力の出力を伴わずに前記駆動軸に前記設定された要求動力を出力するために前記電力動力入出力手段から出力すべき駆動力に基づいて該電力動力入出力手段の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関と前記出力軸用電動機とを制御すると共に前記設定された目標駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。このように電力動力入出力手段を制御すると、内燃機関を目標運転ポイントで運転したときのトルクに相当するトルクを駆動軸に出力することができるため、駆動軸用電動機からもそれに応じた動力を出力するだけでよいが、内燃機関の回転数が設定された目標回転数と大きく異なる場合には、内燃機関を目標運転ポイントで運転させるまでに時間を要するものとなる。この場合、出力軸用電動機からの動力の出力を伴って内燃機関が目標運転ポイントで運転されるよう制御することにより、内燃機関の回転数を設定された目標回転数に迅速に至らせることができる。この結果、駆動軸用電動機から必要以上に大きな動力を出力することなく要求動力に基づく動力を駆動軸に出力することができると共に内燃機関を迅速に目標運転ポイントで運転することができる。
【００１０】
また、目標運転ポイント設定手段と目標駆動力設定手段とを備える態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記内燃機関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設定された目標回転数と前記検出された回転数との差が小さくなるよう前記出力軸用電動機を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、内燃機関の回転数をより迅速に増減することができる。
【００１１】
さらに、本発明の第１の動力出力装置において、前記制御手段は、前記設定された要求動力の増加により前記内燃機関の回転数を増加するときには前記出力軸用電動機から該内燃機関の回転数が増加する方向の動力が出力されるよう該出力軸用電動機を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の第２の動力出力装置は、
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、電力と動力との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を前記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出力可能な駆動軸用電動機と、
前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機と、
前記電力動力入出力手段と前記駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機との電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記設定された要求動力に基づいて前記駆動軸用電動機を回生制御している最中に所定条件が成立したときには前記出力軸用電動機により前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求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駆動軸用電動機と前記出力軸用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。
【００１３】
この本発明の第２の動力出力装置では、駆動軸に動力を出力可能な駆動軸用電動機を駆動軸に要求される要求動力に基づいて回生制御している最中に所定条件が成立したときには、内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機により内燃機関をモータリングすると共に要求動力を駆動軸に出力する。すなわち、駆動軸用電動機により駆動軸に制動力を作用させる際に回生される電力の少なくとも一部を出力軸用電動機により内燃機関をモータリングすることで消費するのである。これにより、蓄電手段に充電される電力を小さくすることができるから、例えば、蓄電手段の充電が制限された状態でも要求動力に基づいた制動力を得ることができる。また、出力軸用電動機は電力動力入出力手段を介さずに直接内燃機関に動力を出力するから、内燃機関のモータリングに伴って駆動軸に動力が出力されることがない。したがって、電力動力入出力手段を介して内燃機関をモータリングするもののように、内燃機関のモータリングにより駆動軸に及ぼされる動力を駆動軸用電動機により打ち消す制御を行なう必要がない。
【００１４】
こうした本発明の第２の動力出力装置において、前記所定条件は、前記蓄電手段が満充電に近い所定状態に至った条件であるものとすることもできるし、前記制御手段は、前記駆動軸用電動機の回生制御により得られる回生電力を用いて前記出力軸用電動機により前記内燃機関がモータリングされるよう該出力軸用電動機を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１５】
本発明の第１又は第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と、前記回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機と、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の回転子とを有し電磁作用を伴う該第１の回転子と該第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。
【００１６】
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、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との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を前記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出力可能な駆動軸用電動機と、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機と、前記電力動力入出力手段と前記駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機との電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記設定された要求動力の増減により前記内燃機関の回転数を増減するときには前記出力軸用電動機からの動力の出力を伴って前記設定された要求動力に基づく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駆動軸用電動機と前記出力軸用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、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との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を前記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出力可能な駆動軸用電動機と、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機と、前記電力動力入出力手段と前記駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機との電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記設定された要求動力に基づいて前記駆動軸用電動機を回生制御している最中に所定条件が成立したときには前記出力軸用電動機により前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求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駆動軸用電動機と前記出力軸用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。
【００１７】
この本発明の自動車では、上述した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、内燃機関の回転数を迅速に増減させることができる効果や、小型の駆動軸用電動機を用いても内燃機関の回転数を急増させる際に駆動軸に要求される動力を出力することができる効果、蓄電手段の充電が制限された状態でも要求動力に基づいた制動力を得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。
【００１８】
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との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を前記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駆動軸用電動機と、前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な出力軸用電動機と、前記電力動力入出力手段と前記駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機との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）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記設定された要求動力の増減により前記内燃機関の回転数を増減する回転数増減時には、前記出力軸用電動機からの動力の出力を伴って前記設定された要求動力に基づく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駆動軸用電動機と前記出力軸用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１の動力出力装置の制御方法では、駆動軸に要求される要求動力の増減により内燃機関の回転数を増減するときには、内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機からの動力の出力を伴って要求動力に基づく動力を駆動軸に出力するよう内燃機関と電力動力入出力手段と駆動軸用電動機と出力軸用電動機とを制御する。すなわち、出力軸用電動機の動力を用いて内燃機関の回転数を増減するのである。この結果、内燃機関の回転数を迅速に増減させることができる。
【００２０】
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前記駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を前記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駆動軸用電動機と、前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な出力軸用電動機と、前記電力動力入出力手段と前記駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機との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）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記設定された要求動力に基づいて前記駆動軸用電動機を回生制御している最中に所定条件が成立した所定回生時には、前記出力軸用電動機により前記内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求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駆動軸用電動機と前記出力軸用電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００２１】
この本発明の第２の動力出力装置の制御方法では、駆動軸に動力を出力可能な駆動軸用電動機を駆動軸に要求される要求動力に基づいて回生制御している最中に所定条件が成立したときには、内燃機関の出力軸に動力を出力可能な出力軸用電動機により内燃機関をモータリングすると共に要求動力を駆動軸に出力する。すなわち、駆動軸用電動機により駆動軸に制動力を作用させる際に回生される電力の少なくとも一部を出力軸用電動機により内燃機関をモータリングすることで消費するのである。これにより、蓄電手段に充電される電力を小さくすることができるから、例えば、蓄電手段の充電が制限された状態でも要求動力に基づいた制動力を得ることができる。また、出力軸用電動機は電力動力入出力手段を介さずに直接内燃機関に動力を出力するから、内燃機関のモータリングに伴って駆動軸に動力が出力されることがない。したがって、電力動力入出力手段を介して内燃機関をモータリングするもののように、内燃機関のモータリングにより駆動軸に及ぼされる動力を駆動軸用電動機により打ち消す制御を行なう必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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】
【００２３】
図１は、本発明の一実施例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、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されるエンジン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、クランクシャフト２６に接続されたモータＭＧ３と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。
【００２４】
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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２５】
モータＭＧ１やモータＭＧ２，モータＭＧ３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４１，４２，４３を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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、回転数センサ４４，４５，４６により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の回転子の回転位置などのモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御するために必要な信号が入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２，４３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、電子制御ユニット７０と通信しており、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，ＭＧ３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通信により電子制御ユニット７０に出力する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。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。また、電子制御ユニット７０からは、駆動輪３９ａ，３９ｂに制動力を出力するブレーキ８９ａ，８９ｂ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。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、これらと各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２８】
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がエンジン２２の回転数を急増させる際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行される走行時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の回転数が急増するときだけでなく通常の制御にも用いられるから、まずこのルーチンの通常の動作について説明する。なお、このルーチンは、ブレーキペダル８５が踏み込まれずに走行を行なっている間、所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。
【００２９】
走行時制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、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，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，モータ回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３，バッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊，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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３は、回転位置検出センサ４４，４５，４６により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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。また、バッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、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。
【００３０】
こうしてデータを入力すると、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰ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Ｓ１０２）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰ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とブレーキペダルポジションＢＰ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、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。
【００３１】
次に、設定した要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ライン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＊とを設定する（ステップＳ１０４）。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。
【００３２】
続いて、設定した目標回転数Ｎｅ＊をモータＭＧ３の目標回転数Ｎｍ３＊に設定すると共に設定した目標回転数Ｎｍ３＊と現在の回転数Ｎｍ３とに基づいて式（１）によりモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊を計算する（ステップＳ１０６）。式（１）は、モータＭＧ３を目標回転数Ｎｍ３＊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（１）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。
【００３３】
Tm3*＝前回Tm3*＋k1(Nm3*−Nm3)＋k2∫(Nm3*−Nm3)dt  …（1）
【００３４】
そして、要求パワーＰｅ＊の変化幅に応じてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の値を調整するための係数ｋを設定し（ステップＳ１０８）、設定した係数ｋと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とを用いて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１１０）。ここで、係数ｋは、要求パワーＰｅ＊に基づいて要求されるモータＭＧ１のトルクのうち実際にモータＭＧ１から出力するトルクの割合を決定するものであり、エンジン２２の運転状態を目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に移行させながら要求トルクＴｒ＊の変化に応じたトルクをより多くリングギヤ軸３２ａに出力できるよう設定される。したがって、係数ｋには基本的には値１が設定され、要求パワーＰｅ＊の変化幅が大きくなるに従ってエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に変化させるために徐々に小さくなるよう設定されるのが好ましい。実施例では、要求パワーＰｅ＊と前回このルーチンを実行した際の要求パワーＰｅ＊との偏差ΔＰｅ＊と係数ｋとの関係を予め定めて係数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、偏差ΔＰｅ＊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に係数設定用マップの一例を示す。なお、式（２）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をトルク指令Ｔｍ１＊について解いたものに係数ｋを乗じたものである。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。式（２）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｓ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＊の運転ポイントで運転したときのエンジン２２のトルクＴｅ＊がサンギヤ３１に作用するトルクＴｅｓと、これと釣り合いをとるためにモータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１＊とを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２から出力される目標トルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクである直達トルクＴｅｒ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。
【００３５】
Tm1* =（-ρ/(1+ρ)）×Te* × k           …（2）
【００３６】
モータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が得られると、バッテリ５０の入力出制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔからモータ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）と同様の計算により得られるモータＭＧ３の消費電力（発電電力）との和を減じたものをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除して、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Ｓ１１２）、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Ｓ１１４）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘにより仮モータトルク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Ｓ１１６）。こうすることにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をバッテリ５０の入力出制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で設定することができる。なお、式（５）は、前述した図６の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３７】
Tmin＝(Win−（Tm1*・Nm1＋Tm3*・Nm3))/Nm2      (3)
Tmax＝(Wout−（Tm1*・Nm1＋Tm3*・Nm3))/Nm2    (4)
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr          (5)
【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，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊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，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ１１８）、走行時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の燃料噴射制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に相当するトルクが出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３が駆動されるようインバータ４１，４２，４３のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３９】
いま、アクセルペダル８３が大きく踏み込まれて要求トルクＴｒ＊が急増したときを考える。要求トルクＴｒ＊が増加すると、これに伴ってエンジン２２の目標トルクＴｅ＊や目標回転数Ｎｅ＊が増加する。目標トルクＴｅ＊が増加すると、式（２）よりトルク指令Ｔｍ１＊の絶対値が増加することによりモータＭＧ１からより大きなトルクが出力されるため、その反力としてより大きな直達トルクＴｅｒがリングギヤ軸３２ａに出力される。一方、目標回転数Ｎｅ＊が増加すると式（１）よりトルク指令Ｔｍ３＊も増加するから、モータＭＧ３からより大きなトルクが出力され、エンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させる。これらのことにより、より大きな直達トルクＴｅｒをリングギヤ軸３２ａに出力しながらエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に目標回転数Ｎｅ＊に近づけることができる。要求トルクＴｒ＊が急増した時点における動力分配統合機構３０の各回転要素の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、破線で表す共線Ｂは要求トルクＴｒ＊が急増した時点の各回転要素の状態を示し、実線で表す共線Ａは要求トルクＴｒ＊に基づいて計算される目標トルクＴｅ＊や目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２を運転した時の各回転要素の状態を示す。図示するように、共線Ｂの状態において、モータＭＧ１からは目標とする共線Ａの状態に基づいて計算されたトルク指令Ｔｍ１＊に相当する大きなトルクが出力されるが、エンジン２２からＳ軸上に作用するトルクＴｅｓは現在のエンジン２２の回転数Ｎｅと図４のマップとから決定されるトルクＴｅに基づいたものとなるから、トルクＴｅｓはモータＭＧ１からのトルクよりも小さいものとなる。一方、モータＭＧ３から目標回転数Ｎｅ＊と回転数Ｎｅの差に応じて増加したトルクＴｍ３＊が出力されるから、これがＳ軸上に及ぼすトルクとトルクＴｅｓとの和を考慮するとモータＭＧ１からのトルクよりも大きなものとなる。この結果、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１やエンジン２２の回転数Ｎｅが上昇する。このように、要求トルクＴｒ＊が急増したことによりエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるときでも、モータＭＧ１からより大きなトルクを出力できることにより要求トルクＴｒ＊の急増前よりも大きな直達トルクＴｅｒが得られるから、モータＭＧ２からは要求トルクＴｒ＊と直達トルクＴｅｒの差分のトルクを出力すればよく、必要以上に大きなトルクを出力することなく要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力することができる。なお、要求トルクＴｒ＊が急減したときも同様である。
【００４０】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に運転者がブレーキペダル８５を踏み込んで制動力を作用させているときの動作について説明する。図８は、電子制御ユニット７０により実行される制動時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、ブレーキペダル８５が踏み込まれている間、所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。
【００４１】
制動時制御ルーチンが実行されると、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やブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ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Ｓ２００）。
【００４２】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度ＡｃｃとブレーキポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて車両に要求される制動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＊を設定する（ステップＳ２０２）。この設定は、前述した走行時制御ルーチンと同様の方法により行なわれるので詳細な説明を省略する。続いて、車速Ｖに基づいて要求トルクＴｒ＊のうちモータＭＧ２の持分を定めるモータ分配率ｒを設定し、設定したモータ分配率ｒを要求トルクＴｒ＊に乗じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊からモータＭＧ２の持分を減じたものに換算係数Ｇｂを乗じてブレーキ８９ａ，８９ｂから出力すべきブレーキトルクＴｂ＊を計算する（ステップＳ２０４）。実施例では、十分な制動力を出力可能なモータをモータＭＧ２として用いているから、車速Ｖが値０近傍以外についてはモータ分配率ｒに値１を設定するものとした。この設定は、車速Ｖとモータ分配率ｒとの関係を予め定めてモータ分配率設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられると記憶したマップから対応するモータ分配率ｒを導出して設定するものとした。図９にモータ分配率設定用マップの一例を示す。また、換算係数Ｇｂは、リングギヤ軸３２ａに出力すべき制動トルクを駆動輪３９ａ，３９ｂに出力する際のトルクに換算するものとして定められる。
【００４３】
続いて、モータＭＧ２から制動トルクを出力することによって回収された電力をバッテリ５０が受け入れることができるかどうかを判断するため、モータＭＧ２が回収する電力Ｗをトルク指令Ｔｍ２＊と現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の積として計算すると共に計算した電力Ｗに所定電力αを加えたものがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを超えるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ここで、所定電力αは、制御の急変などで予期せぬ電力によりバッテリ５０が過充電にならないよう余裕を持たせる程度の小さな値として予め設定されている。電力Ｗに所定電力αを加えたものがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを超えないときは、モータＭＧ２からの電力をバッテリ５０に充電できると判断して、モータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊に値０を設定し（ステップＳ２０８）、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊にもそれぞれ値０を設定する（ステップＳ２１０）。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，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊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，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信すると共にブレーキ８９ａ，８９ｂからブレーキトルクＴｂ＊が出力されるようブレーキ８９ａ，８９ｂの図示しないアクチュエータを駆動制御して（ステップＳ２１２）、本ルーチンを終了する。このとき、エンジン２２はアイドリング運転されるか運転停止されるよう制御され、モータＭＧ１，ＭＧ３はトルクを出力しないように制御される。
【００４４】
一方、ステップＳ２０６において電力Ｗに所定電力αを加えたものがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを超えると判定されたときは、バッテリ５０に充電できない分の電力Ｗｓｅｔを電力Ｗに所定電力αを加えたものからバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを減じて計算し、これを消費するのに必要なエンジン２２の回転数Ｎｅｓｅｔを電力Ｗｓｅｔに基づいて設定する（ステップＳ２１４）。実施例では、電力Ｗｓｅｔと回転数Ｎｅｓｅｔとの関係を予め定め回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、電力Ｗｓｅｔが与えられると記憶したマップから対応する回転数Ｎｅｓｅｔを導出して設定するものとした。図１０に回転数設定用マップの一例を示す。続いて、回転数ＮｅｓｅｔをモータＭＧ３の目標回転数Ｎｍ３＊に設定し、走行時制御ルーチンで用いたモータＭＧ３を目標回転数Ｎｍ３＊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（１）によりモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊を設定する（ステップＳ２１６）。そして、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊にそれぞれ値０を設定し（ステップＳ２１０）、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，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信すると共にブレーキ８９ａ，８９ｂからブレーキトルクＴｂ＊が出力されるようブレーキ８９ａ，８９ｂの図示しないアクチュエータを駆動制御して（ステップＳ２１２）、本ルーチンを終了する。このとき、エンジンＥＣＵ２４はエンジン２２からトルクを出力しないよう燃料カット制御などの制御を行ない、モータＭＧ１は値０のトルクを出力するように制御される。このように、モータＭＧ２が回収する電力Ｗに所定電力αを加えたものがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎよりも大きいときには、バッテリ５０に充電できない分の電力Ｗｓｅｔを消費するようモータＭＧ３によってエンジン２２をモータリングするから、モータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊に基づいたトルク指令Ｔｍ２＊をリングギヤ軸３２ａに出力すると共にバッテリ５０の過充電を防止することができる。また、エンジン２２のモータリングを行なう際にモータＭＧ１からはトルクを出力しないから、反力としてのトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されない。この結果、モータＭＧ２の出力を決定する際にモータリングによる反力を考慮する必要がないから、モータＭＧ２では要求トルクＴｒ＊に基づいた制御を行なうだけでよい。
【００４５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、要求トルクＴｒ＊が急増したときには、これに伴って増加したエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に応じたトルクをモータＭＧ１から出力し、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊になるようにモータＭＧ３を制御する。これにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に応じたトルクを出力することができると共にエンジン２２の回転数を迅速に上昇させることができる。しかも、モータＭＧ１をこのように制御するから、エンジン２２やモータＭＧ１からリングギヤ軸３２ａに作用する直達トルクＴｅｒが大きいものとなるため、モータＭＧ２からのトルクを必要以上に大きくする必要がない。従って、モータＭＧ２として小型のものを用いても、要求トルクＴｒ＊の急増時にリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に応じたトルクを出力することができる。
【００４６】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２を回生制御することにより回収する電力Ｗに所定電力αを加えたものがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎよりも大きいときには、バッテリ５０に充電できない分の電力Ｗｓｅｔを消費するようモータＭＧ３によりエンジン２２をモータリングするから、モータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊に基づいたトルク指令Ｔｍ２＊をリングギヤ軸３２ａに出力すると共にバッテリ５０の過充電を防止することができる。また、エンジン２２のモータリングを行なう際にモータＭＧ１からはトルクを出力しないから、モータＭＧ２の出力を決定する際にモータリングによる反力としてのトルクを考慮する必要がなく、モータＭＧ２では要求トルクＴｒ＊に基づいた制御を行なうだけでよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求トルクＴｒ＊により設定された目標トルクＴｅ＊に基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算したが、トルク指令Ｔｍ１＊を決定する方法はこうしたものに限られない。例えば、要求トルクＴｒ＊を次回走行時制御ルーチンが実行されるまでに到達可能な値に再設定して、これに基づいてトルク指令Ｔｍ１＊を決定する方法や、前回走行時制御ルーチンが実行されたときの要求トルクＴｒ＊から今回の要求トルクＴｒ＊への変化率を求めて、この変化率と前回走行時制御ルーチンが実行されたときのトルク指令Ｔｍ１＊とに基づいてトルク指令Ｔｍ１＊を決定する方法など、様々なものが考えられる。ただし、トルク指令Ｔｍ１＊はエンジン２２やモータＭＧ１から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する直達トルクＴｅｒの大きさを左右するものであるから、要求トルクＴｒ＊が増加するに従って増加する又は大きくは減少しない傾向で定められることが望ましい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求パワーＰｅ＊に基づいて要求されるモータＭＧ１のトルクのうち実際にモータＭＧ１から出力するトルクの割合を決定する係数ｋを用いてトルク指令Ｔｍ１＊を計算するものとしたが、係数ｋを用いずにトルク指令Ｔｍ１＊を計算するものとしても差し支えない。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電力Ｗに所定電力αを加えたものがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを超えるか否かを判定してモータＭＧ３によるエンジン２２のモータリングをするかどうかを決定するものとしたが、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが予めある程度の余裕をもって設定されているものであれば、所定電力αを省略するものとしてもよい。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０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の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸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。
【００５１】
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を備えるものとしてもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２から見てモータＭＧ１やモータＭＧ２と反対側にモータＭＧ３を配置する構成として図示したが、エンジン２２から見て同じ側にモータＭＧ１やモータＭＧ２，モータＭＧ３を配置するものとしてもよい。
【００５３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、自動車産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例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。
【図２】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行時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】係数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】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７】要求トルクＴｒ＊急増時の動力分配統合機構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】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】モータ分配率設定用マップの一例を示す
【図１０】回転数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】
【００５６】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  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、３７ギヤ機構、３８  ディファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、３９ｃ，３９ｄ  車輪、４０  モータＥＣＵ、４１，４２，４３  インバータ、４４，４５，４６  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ＥＣＵ、５４  電力ライン、７０  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、８９ａ，８９ｂ  ブレーキ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インターロータ、２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３  モータ。
【図１】
2006187167.tif 000003
【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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