(57)【要約】【課題】内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と第３の軸との３軸に接続された遊星歯車機構などの３軸式動力入出力装置を備えるものにおいて、第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で第３の軸を所望の回転数に維持しながら内燃機関を所定の回転数で無負荷運転する。【解決手段】変速機によりリングギヤ軸と駆動軸との接続が解除された状態でアイドル学習条件が成立したときに、第１モータと第２モータからのトルクをキャリアを介してエンジンのクランクシャフトに作用させないため、両方のモータから所定の係数比に基づいて計算された各トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に相当するトルクの出力を伴ってリングギヤ軸の回転数（第２モータの回転数Ｎｍ２）が値０になるよう第１モータと第２モータをフィードバック制御し、エンジンをアイドル回転数Ｎｉｄｌでアイドル運転する。【選択図】図３
2008162483.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、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と第３の軸との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、
前記第３の軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記第３の軸からの動力を変速段の変更を伴って前記駆動軸に伝達すると共に該第３の軸と該駆動軸との接続の解除が可能な変速解除手段と、
前記変速解除手段により前記第３の軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したとき、前記発電機からの動力の出力と前記電動機からの動力の出力とを伴って前記第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に前記内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう該内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速解除手段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】
前記制御手段は、前記第３の軸が前記第１の所定回転数をもって回転するよう前記発電機と前記電動機とをフィードバック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】
前記制御手段は、前記３軸式動力入出力手段より前記発電機側の回転系の慣性モーメントである発電機側慣性モーメントに基づく第１のトルクが前記発電機から出力されると共に前記３軸式動力入出力手段より前記電動機側の回転系の慣性モーメントである電動機側慣性モーメントに基づく第２のトルクが前記電動機から出力されるよう前記発電機と前記電動機とを制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１のトルクとして前記３軸式動力入出力手段の３軸の回転に関する制約に基づく第１の係数と前記発電機側慣性モーメントとを乗じて得られる第１の定数を用いて得られるトルクが前記発電機から出力されると共に前記第２のトルクとして前記３軸式動力入出力手段の３軸の回転に関する制約に基づく第２の係数と前記電動機側慣性モーメントとを乗じて得られる第２の定数を用いて得られるトルクが前記電動機から出力されるよう前記発電機と前記電動機とを制御する手段である請求項３記載の動力出力装置。
【請求項５】
請求項４記載の動力出力装置であって、
前記３軸式動力入出力手段は、サンギヤとリングギヤとキャリアの３つを回転要素とする遊星歯車機構であり、
前記第１の定数と前記第２の定数は、前記発電機側慣性モーメントをＩｓ、前記電動機側慣性モーメントをＩｒ、前記リングギヤの歯数に対する前記サンギヤの歯数であるギヤ比をρ、としたときに次式の比によって表される定数である、
動力出力装置。
−（１＋ρ）・Ｉｓ：ρ（１＋ρ）・Ｉｒ
【請求項６】
請求項４または請求項５記載の動力出力装置であって、
前記第３の軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
前記第１のトルクは、前記第１の定数に前記検出された第３の軸の回転数から前記第１の所定回転数を減じた回転数を乗じて得られるトルクであり、
前記第２のトルクは、前記第２の定数に前記検出された第３の軸の回転数から前記第１の所定回転数を減じた回転数を乗じて得られるトルクである、
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、
前記所定条件は、前記内燃機関をアイドル運転するときの制御量を学習するためのアイドル学習条件であり、
前記第１の所定回転数は、値０の回転数であり、
前記第２の所定回転数は、所定のアイドル回転数である、
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、車軸が前記駆動軸に接続されてなる車両。
【請求項９】
駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置に内燃機関と共に組み込まれる駆動装置であって、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と第３の軸との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、
前記第３の軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記第３の軸からの動力を変速段の変更を伴って前記駆動軸に伝達すると共に該第３の軸と該駆動軸との接続の解除が可能な変速解除手段と、
前記変速解除手段により前記第３の軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したとき、前記発電機からの動力の出力と前記電動機からの動力の出力とを伴って前記第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に前記内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう該内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速解除手段とを制御する制御手段と、
を備える駆動装置。
【請求項１０】
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と第３の軸との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、前記第３の軸に動力を入出力可能な電動機と、前記第３の軸からの動力を変速段の変更を伴って駆動軸に伝達すると共に該第３の軸と該駆動軸との接続の解除が可能な変速解除手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
前記変速解除手段により前記第３の軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したとき、前記発電機からの動力の出力と前記電動機からの動力の出力とを伴って前記第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に前記内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう該内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速解除手段とを制御する、
動力出力装置の制御方法。
【請求項１１】
駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置に内燃機関と共に組み込まれ、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と第３の軸との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、前記第３の軸に動力を入出力可能な電動機と、前記第３の軸からの動力を変速段の変更を伴って前記駆動軸に伝達すると共に該第３の軸と該駆動軸との接続の解除が可能な変速解除手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記変速解除手段により前記第３の軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したとき、前記発電機からの動力の出力と前記電動機からの動力の出力とを伴って前記第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に前記内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう該内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速解除手段とを制御する、
駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置や駆動装置およびこれらの制御方法並びに車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、ジェネレータと、エンジンの出力軸とジェネレータの回転軸とにキャリアとサンギヤとがそれぞれ接続されると共に駆動輪にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのリングギヤに接続されたモータとを備え、エンジンをアイドル運転するときの制御量を学習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、バッテリ交換時などのバッテリクリア後に学習用のアイドル運転を強制的に行なうことにより、バッテリクリア後の次の始動時により適正なアイドル空気量の学習値をもってアイドル運転することを可能にしている。
【特許文献１】特開２００６−８３７３４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、停車中にエンジンをアイドル運転したときに駆動輪に接続されたリングギヤが回転することはないが、変速機のクラッチなどによりリングギヤと駆動輪との接続の解除が可能な動力出力装置では、停車中にリングギヤと駆動輪との接続が解除された状態でエンジンをアイドル運転するとキャリアの回転に伴ってリングギヤが回転する場合がある。この場合、装置を搭載する車両の発進時などにリングギヤと駆動輪とを接続する際にショックが生じたり車両に振動が生じたりするため、アイドル運転中にリングギヤが回転しないよう制御することが望ましい。この課題に対し、リングギヤに接続されたモータを駆動する手法やサンギヤに接続されたジェネレータを駆動する手法が考えられるが、いずれの手法によってもキャリアを介してエンジンの出力軸にトルクが作用するため、エンジンのアイドル回転数を維持できなくなってしまう。
【０００４】
本発明の動力出力装置や駆動装置およびこれらの制御方法並びに車両は、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と第３の軸との３軸に接続された遊星歯車機構などの３軸式動力入出力装置を備えるものにおいて、第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で第３の軸を所望の回転数に維持しながら内燃機関を所定の回転数で無負荷運転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や駆動装置およびこれらの制御方法並びに車両は、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可能な動力出力装置であって、
内燃機関と、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と第３の軸との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、
前記第３の軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記第３の軸からの動力を変速段の変更を伴って前記駆動軸に伝達すると共に該第３の軸と該駆動軸との接続の解除が可能な変速解除手段と、
前記変速解除手段により前記第３の軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したとき、前記発電機からの動力の出力と前記電動機からの動力の出力とを伴って前記第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に前記内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう該内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速解除手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、変速解除手段により第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したときには、発電機からの動力の出力と電動機からの動力の出力とを伴って第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう内燃機関と発電機と電動機と変速解除手段とを制御する。これにより、第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で第３の軸を所望の回転数に維持しながら内燃機関を所定の回転数で無負荷運転することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記第３の軸が前記第１の所定回転数をもって回転するよう前記発電機と前記電動機とをフィードバック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、発電機と電動機とをフィードバック制御することにより、第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で第３の軸を所望の回転数に維持することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記３軸式動力入出力手段より前記発電機側の回転系の慣性モーメントである発電機側慣性モーメントに基づく第１のトルクが前記発電機から出力されると共に前記３軸式動力入出力手段より前記電動機側の回転系の慣性モーメントである電動機側慣性モーメントに基づく第２のトルクが前記電動機から出力されるよう前記発電機と前記電動機とを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、前記第１のトルクとして前記３軸式動力入出力手段の３軸の回転に関する制約に基づく第１の係数と前記発電機側慣性モーメントとを乗じて得られる第１の定数を用いて得られるトルクが前記発電機から出力されると共に前記第２のトルクとして前記３軸式動力入出力手段の３軸の回転に関する制約に基づく第２の係数と前記電動機側慣性モーメントとを乗じて得られる第２の定数を用いて得られるトルクが前記電動機から出力されるよう前記発電機と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
この第１の定数と第２の定数とを用いて発電機と電動機とを制御する態様の本発明の動力出力装置において、前記３軸式動力入出力手段は、サンギヤとリングギヤとキャリアの３つを回転要素とする遊星歯車機構であり、前記第１の定数と前記第２の定数は、前記発電機側慣性モーメントをＩｓ、前記電動機側慣性モーメントをＩｒ、前記リングギヤの歯数に対する前記サンギヤの歯数であるギヤ比をρ、としたときに次式の比によって表される定数であるものとすることもできる。
−（１＋ρ）・Ｉｓ：ρ（１＋ρ）・Ｉｒ
【００１１】
また、第１の定数と第２の定数とを用いて発電機と電動機とを制御する態様の本発明の動力出力装置において、前記第３の軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記第１のトルクは、前記第１の定数に前記検出された第３の軸の回転数から前記第１の所定回転数を減じた回転数を乗じて得られるトルクであり、前記第２のトルクは、前記第２の定数に前記検出された第３の軸の回転数から前記第１の所定回転数を減じた回転数を乗じて得られるトルクであるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の動力出力装置において、前記所定条件は、前記内燃機関をアイドル運転するときの制御量を学習するためのアイドル学習条件であり、前記第１の所定回転数は、値０の回転数であり、前記第２の所定回転数は、所定のアイドル回転数であるものとすることもできる。こうすれば、第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態でアイドル学習条件が成立したときに第３の軸を回転させることなく内燃機関を所定のアイドル回転数でアイドル運転することができる。
【００１３】
本発明の車両は、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可能な動力出力装置であって、内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と第３の軸との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、前記第３の軸に動力を入出力可能な電動機と、前記第３の軸からの動力を変速段の変更を伴って前記駆動軸に伝達すると共に該第３の軸と該駆動軸との接続の解除が可能な変速解除手段と、前記変速解除手段により前記第３の軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したとき、前記発電機からの動力の出力と前記電動機からの動力の出力とを伴って前記第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に前記内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう該内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速解除手段とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。
【００１４】
この本発明の車両によれば、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、第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で第３の軸を所望の回転数に維持しながら内燃機関を所定の回転数で無負荷運転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。
【００１５】
本発明の駆動装置は、
駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置に内燃機関と共に組み込まれる駆動装置であって、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と第３の軸との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、
前記第３の軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記第３の軸からの動力を変速段の変更を伴って前記駆動軸に伝達すると共に該第３の軸と該駆動軸との接続の解除が可能な変速解除手段と、
前記変速解除手段により前記第３の軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したとき、前記発電機からの動力の出力と前記電動機からの動力の出力とを伴って前記第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に前記内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう該内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速解除手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１６】
この本発明の駆動装置では、変速解除手段により第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したときには、発電機からの動力の出力と電動機からの動力の出力とを伴って第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に駆動装置と共に動力出力装置に組み込まれる内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう内燃機関と発電機と電動機と変速解除手段とを制御する。これにより、第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で第３の軸を所望の回転数に維持しながら内燃機関を所定の回転数で無負荷運転することができる。
【００１７】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と第３の軸との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、前記第３の軸に動力を入出力可能な電動機と、前記第３の軸からの動力を変速段の変更を伴って前記駆動軸に伝達すると共に該第３の軸と該駆動軸との接続の解除が可能な変速解除手段とを備え、駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
前記変速解除手段により前記第３の軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したとき、前記発電機からの動力の出力と前記電動機からの動力の出力とを伴って前記第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に前記内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう該内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速解除手段とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１８】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、変速解除手段により第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したときには、発電機からの動力の出力と電動機からの動力の出力とを伴って第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう内燃機関と発電機と電動機と変速解除手段とを制御する。これにより、第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で第３の軸を所望の回転数に維持しながら内燃機関を所定の回転数で無負荷運転することができる。
【００１９】
本発明の駆動装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置に内燃機関と共に組み込まれ、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と第３の軸との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、前記第３の軸に動力を入出力可能な電動機と、前記第３の軸からの動力を変速段の変更を伴って前記駆動軸に伝達すると共に該第３の軸と該駆動軸との接続の解除が可能な変速解除手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記変速解除手段により前記第３の軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したとき、前記発電機からの動力の出力と前記電動機からの動力の出力とを伴って前記第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に前記内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう該内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速解除手段とを制御する、
ことを特徴とする。
【００２０】
この本発明の駆動装置の制御方法では、変速解除手段により第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で所定条件が成立したときには、発電機からの動力の出力と電動機からの動力の出力とを伴って第３の軸が第１の所定回転数をもって回転すると共に駆動装置と共に動力出力装置に組み込まれる内燃機関が第２の所定回転数をもって無負荷運転されるよう内燃機関と発電機と電動機と変速解除手段とを制御する。これにより、第３の軸と駆動軸との接続が解除された状態で第３の軸を所望の回転数に維持しながら内燃機関を所定の回転数で無負荷運転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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】
【００２２】
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に接続されたリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に出力する変速機６０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。
【００２３】
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の冷却水の温度（冷却水温Ｔｗ）を検出する水温センサ２３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。
【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から変速機６０，駆動軸３６，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。
【００２６】
変速機６０は、図示しないブレーキやクラッチを有し、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続および接続の解除を行なうと共に両軸を接続した状態ではリングギヤ軸３２ａの回転数を４段に変速して動力を駆動軸３６に伝達できるよう構成されている。
【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、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、変速機６０の図示しないブレーキやクラッチのアクチュエータ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。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。なお、実施例では、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがあり、シフトポジションＳＰが駐車ポジションや中立ポジションのときには、変速機６０のブレーキやクラッチが開放されてリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続は解除される。
【００２９】
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、特に駐車中にエンジン２２をアイドル運転する制御量を学習するためのアイドル学習条件が成立したときの動作について説明する。アイドル学習条件は、実施例では、エンジン２２がアイドル運転されている条件やエンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定温度（例えば、６５℃や７０℃など）以上である条件などの全ての条件が満たされたときに成立するものとした。アイドル学習条件が成立したときには、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に学習を開始する指示信号が送信され、指示信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２がアイドル回転数Ｎｉｄｌ（例えば、８００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなど）でアイドル運転されるよう燃料噴射制御や点火制御などを行なうと共に必要な制御量（例えば、図示しないスロットルバルブの開度など）の学習を開始する。学習が完了すると、エンジンＥＣＵ２４からハイブリッド用電子制御ユニット７０に学習の完了を示す信号が送信される。図２は、エンジン２２が学習用にアイドル運転されるのと並行して、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駐車中アイドル学習時モータ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、シフトポジションＳＰが駐車ポジションの状態でアイドル学習条件が成立したときに制御量の学習が完了するまで所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３０】
駐車中アイドル学習時モータ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、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２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ＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されるモータ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。
【００３１】
こうしてデータを入力すると、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と第１定数ｋｇとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算すると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と第２定数ｋｍとを用いて式（２）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を計算し（ステップＳ１１０）、計算したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップ１２０）、本ルーチンを終了する。ここで、式（１）および式（２）は、リングギヤ軸３２ａを回転させないと共に、即ち、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を値０の目標回転数Ｎｍ２＊で維持すると共に、エンジン２２をアイドル回転数Ｎｉｄｌでアイドル運転するためのフィードバック制御における関係式である。式（１）および式（２）中、回転数（−Ｎｍ２）は値０の目標回転数Ｎｍ２＊に対するモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の偏差であり、「ｋ」は比例項のゲインである。また、第１定数ｋｇおよび第２定数ｋｍは、モータＭＧ１，ＭＧ２からのトルクがキャリア３４を介してエンジン２２のクランクシャフト２６に作用しないようにするためのものであり、リングギヤ３２の歯数に対するサンギヤ３１の歯数である動力分配統合機構３０のギヤ比ρと、サンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１の回転子を含む回転系の慣性モーメントＩｓと、リングギヤ３２に接続されたモータＭＧ２の回転子を含み変速機６０から駆動軸３６側を除く回転系の慣性モーメントＩｒとを用いて、式（３）の係数比によって表される定数である。式（３）の係数比は、エンジン２２からのトルクとキャリア３４の回転角加速度とを値０とする条件のもと、動力分配統合機構３０の各ギヤの運動方程式から導出することができる。なお、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に相当するトルクがモータＭＧ１から出力されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に相当するトルクがモータＭＧ２から出力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。
【００３２】
Tm1* = k・kg・(-Nm2)   (1)
Tm2*= k・km・(-Nm2)   (2)
kg：km= -(1+ρ)・Is：ρ(1+ρ)・Ir   (3)
【００３３】
いま、駐車中にエンジン２２を学習用にアイドル運転しているときに、キャリア３４の回転に伴ってリングギヤ３２が僅かに正回転したときを考える。図３に、この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が変化する様子の一例を示す。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であるリングギヤ３２の回転数を示し、実線の共線図は変化前の状態を示し、破線の共線図は変化後の状態を示す。このとき、車両の発進時に変速機６０によりリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とが接続されるのに備えてリングギヤ軸３２ａの回転数を値０にするため、モータＭＧ１のみから正のトルクを出力するとサンギヤ３１の回転角速度の変化に伴ってモータＭＧ１側の慣性モーメントＩｓに応じてキャリア３４に正のトルクが作用してしまい、モータＭＧ２のみから負のトルクを出力するとリングギヤ３２の回転角速度の変化に伴ってモータＭＧ２側の慣性モーメントＩｒに応じてキャリア３４に負のトルクが作用してしまうから、エンジン２２のクランクシャフト２６にトルクが作用してエンジン２２の回転数がアイドル回転数Ｎｉｄｌから変更されてしまう。これに対し、上述した式（３）の係数比をもってモータＭＧ１とモータＭＧ２との両方からトルクを出力することにより、エンジン２２のクランクシャフト２６にトルクを作用させることなくリングギヤ軸３２ａを所望の回転数にすることができるから、エンジン２２をアイドル回転数Ｎｉｄｌでアイドル運転することができる。この結果、モータＭＧ１，ＭＧ２の制御に干渉されることなくエンジン２２をアイドル運転するときの制御量を学習することができる。
【００３４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、変速機６０によりリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続が解除された状態でアイドル学習条件が成立したときに、モータＭＧ１，ＭＧ２からのトルクをキャリア３４を介してエンジン２２のクランクシャフト２６に作用させないため、モータＭＧ１とモータＭＧ２との両方からのトルクの出力を伴ってリングギヤ軸３２ａを所望の回転数に維持するようモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御し、エンジン２２をアイドル回転数Ｎｉｄｌでアイドル運転する。これにより、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続が解除された状態でリングギヤ軸３２ａを所望の回転数に維持しながらエンジン２２を所定の回転数で無負荷運転することができる。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰが駐車ポジションのときの処理として説明したが、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続が解除された状態での処理であればよく、シフトポジションＳＰが中立ポジションのときの処理としてもよい。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アイドル学習条件が成立してエンジン２２をアイドル運転するときの処理として説明したが、如何なる条件が成立してエンジン２２を無負荷運転するときの処理としてもよく、例えば空調装置の暖房要求による条件や浄化装置の触媒を暖機する条件などが成立してエンジン２２を無負荷運転するときの処理としてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２を値０の目標回転数Ｎｍ２＊で回転させるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとしたが、値０の目標回転数Ｎｍ２＊に拘わらず、モータＭＧ２を如何なる目標回転数Ｎｍ２＊で回転させるようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとしてもよい。この場合、上述した式（１）および式（２）中、回転数（−Ｎｍ２）に代えて回転数（Ｎｍ２＊−Ｎｍ２）を用いてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を計算して制御するものとすればよい。
【００３８】
実施例のバイブリッド自動車２０では、変速機６０は、４段の変速段を有するものとしたが、４段に限られるものではなく、２段以上の変速段を有するものとしてもよい。
【００３９】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、サンギヤ３１，リングギヤ３２，キャリア３４の３つの回転要素による動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２が「電動機」に相当し、リングギヤ軸３２ａの回転数を４段に変速して駆動軸３６に動力を伝達すると共にリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続の解除が可能な変速機６０が「変速解除手段」に相当し、シフトポジションＳＰが駐車ポジションなどのときにリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続を解除するよう変速機６０を駆動し、変速機６０によりリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続が解除された状態でエンジン２２のアイドル学習条件が成立したときに学習を開始する指示信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し、このときにモータＭＧ１とモータＭＧ２の両方からのトルクの出力を伴ってリングギヤ軸３２ａの回転数を値０にするようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を計算してモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、受信したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するモータＥＣＵ４０と、指示信号を受信してエンジン２２がアイドル回転数Ｎｉｄｌでアイドル運転されるよう燃料噴射制御や点火制御などを行なうエンジンＥＣＵ２４とが「制御手段」に相当する。また、回転位置検出センサ４４により検出されるモータＭＧ２の回転子の回転位置に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２すなわちリングギヤ軸３２ａの回転数を計算するモータＥＣＵ４０が「回転数検出手段」に相当する。なお、実施例の要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、実施例の要素をもって課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明のついての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４０】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としてもよいし、エンジン２２と共に動力出力装置に組み込まれるモータＭＧ１とモータＭＧ２と動力分配統合機構３０と変速機６０とハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える駆動装置の形態としてもよい。さらに、こうした動力出力装置や駆動装置の制御方法の形態としても構わない。
【００４１】
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】
【００４２】
本発明は、動力出力装置や駆動装置，車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【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により実行される駐車中アイドル学習時モータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】キャリア３４の回転に伴ってリングギヤ３２が僅かに正回転した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が変化する様子の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２３  水温センサ、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、３６  駆動軸、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  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、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、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、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2008162483.tif 000003
【図２】
2008162483.tif 000004
【図３】
2008162483.tif 000005