(57)【要約】【課題】エンジンをモータでモータリングして始動する際に昇圧回路を介してモータに直流電力を出力するバッテリの劣化を抑制する。【解決手段】エンジンの始動指示がなされたときに、昇圧回路からモータを駆動する駆動回路への電力ラインに取り付けられた平滑用のコンデンサの端子間電圧Ｖｃが上限電圧Ｖｍａｘになるよう昇圧回路を制御し（ステップＳ１４０，Ｓ２００）、コンデンサの端子間電圧Ｖｃが上限電圧Ｖｍａｘ以上になったら端子間電圧Ｖｃを徐々に低下させてモータの定常駆動電圧Ｖｒｅｆにする（ステップＳ１８０，Ｓ２００）と共にエンジンをモータでモータリングして（ステップＳ１８０〜Ｓ２００）、エンジンの回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｆｉｒｅになったらエンジンにおける点火制御等を開始する（ステップＳ２１０，Ｓ２２０）。【選択図】図２
2008236985.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、
該内燃機関をモータリング可能な電動機と、
直流電力の供給を受けて前記電動機を駆動する駆動回路と、
直流電力を出力する二次電池と、
該二次電池からの直流電力を昇圧して前記駆動回路に供給可能な電圧変換手段と、
該電圧変換手段から前記駆動回路の電力ラインに取り付けられて該駆動回路に供給される直流電力を平滑可能なコンデンサと、
前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記電圧変換手段と前記内燃機関と前記駆動回路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、前記二次電池からの直流電力の出力が所定電力以下に制限されている状態で前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記電圧変換手段と前記内燃機関と前記駆動回路とを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、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が所定の変化率をもって徐々に低下して前記定常駆動電圧に至るよう前記電圧変換手段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】
前記所定電圧は、前記駆動回路のスイッチング素子の耐圧または前記コンデンサの耐圧のうち低いほうの電圧である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置であって、
前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と回転軸との３軸を有し該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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な駆動用電動機と、
を備え、
前記電動機は、前記回転軸に動力を入出力可能に接続されてなり、
前記駆動回路は、前記電動機および前記駆動用電動機を駆動する回路であり、
前記制御手段は、前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記駆動回路と前記電圧変換手段とを制御する手段である
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が搭載され、車軸が前記駆動軸に接続されて走行する車両。
【請求項７】
内燃機関および直流電力を出力する二次電池と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれる駆動装置であって、
前記内燃機関をモータリング可能な電動機と、
直流電力の供給を受けて前記電動機を駆動する駆動回路と、
前記二次電池からの直流電力を昇圧して前記駆動回路に供給可能な電圧変換手段と、
該電圧変換手段から前記駆動回路の電力ラインに取り付けられて該駆動回路に供給される直流電力を平滑可能なコンデンサと、
前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記内燃機関の制御と共に前記電圧変換手段と前記駆動回路とを制御する制御手段と、
を備える駆動装置。
【請求項８】
内燃機関と、該内燃機関をモータリング可能な電動機と、直流電力の供給を受けて前記電動機を駆動する駆動回路と、直流電力を出力する二次電池と、該二次電池からの直流電力を昇圧して前記駆動回路に供給可能な電圧変換手段と、該電圧変換手段から前記駆動回路の電力ラインに取り付けられて該駆動回路に供給される直流電力を平滑可能なコンデンサとを備え駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記電圧変換手段と前記内燃機関と前記駆動回路とを制御する
ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
【請求項９】
内燃機関および直流電力を出力する二次電池と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれ、前記内燃機関をモータリング可能な電動機と、直流電力の供給を受けて前記電動機を駆動する駆動回路と、前記二次電池からの直流電力を昇圧して前記駆動回路に供給可能な電圧変換手段と、該電圧変換手段から前記駆動回路の電力ラインに取り付けられて該駆動回路に供給される直流電力を平滑可能なコンデンサと、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記内燃機関の制御と共に前記電圧変換手段と前記駆動回路とを制御する
ことを特徴と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、エンジンをモータリングするスタータモータと、スタータモータと車輪を駆動するホイールモータとに電力を供給可能なバッテリと、バッテリからの直流電力を昇圧してホイールモータの駆動回路に供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの高圧側に設けられた平滑コンデンサとを備え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、エンジンを始動する際にバッテリの端子間電圧が所定電圧以下になったときには、スタータモータとバッテリとの接続を遮断すると共にスタータモータとコンデンサとを接続して、ＤＣ／ＤＣコンバータでコンデンサの電圧を昇圧してコンデンサを充電した後にＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止することにより、コンデンサからの放電電力を用いてスタータモータを駆動してエンジンを始動している。
【特許文献１】特開平１１−３３２０１２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の他にエンジンをモータリングするためのモータを備える動力出力装置として、バッテリからの直流電力を昇圧してモータの駆動回路に供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、駆動回路の電力ラインに取り付けられた平滑コンデンサとを備えるものがある。この装置では、エンジンを始動する際にはエンジンをモータリングするために比較的大きな電力を要するため、バッテリの負荷が大きくなってバッテリの劣化が促進されることがある。
【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、内燃機関を電動機でモータリングして始動する際に電動機に直流電力を出力する二次電池の劣化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する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関をモータリング可能な電動機と、
直流電力の供給を受けて前記電動機を駆動する駆動回路と、
直流電力を出力する二次電池と、
該二次電池からの直流電力を昇圧して前記駆動回路に供給可能な電圧変換手段と、
該電圧変換手段から前記駆動回路の電力ラインに取り付けられて該駆動回路に供給される直流電力を平滑可能なコンデンサと、
前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記電圧変換手段と前記内燃機関と前記駆動回路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、内燃機関の始動指示がなされたときに、コンデンサの端子間電圧が電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう電圧変換手段を制御する。これにより、コンデンサが充電されることになる。そして、コンデンサの端子間電圧が所定電圧に至った以降にコンデンサの端子間電圧が徐々に低下して定常駆動電圧に至ると共に内燃機関がモータリングされて始動されるよう電圧変換手段と内燃機関と駆動回路とを制御する。二次電池からの直流電力とコンデンサからの放電電力とを用いて電動機を駆動して内燃機関をモータリングするから、二次電池から出力される直流電力を抑制することができ、二次電池の劣化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、前記制御手段は、前記二次電池からの直流電力の出力が所定電力以下に制限されている状態で前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記電圧変換手段と前記内燃機関と前記駆動回路とを制御する手段であるものとすることもできる。二次電池からの直流電力の出力が制限されているときでもコンデンサからの放電電力を用いて内燃機関をモータリングするから、内燃機関をより迅速に始動することができる。ここで、「所定電力」には、内燃機関をモータリングして始動するために必要な電力の下限値が含まれる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が所定の変化率をもって徐々に低下して前記定常駆動電圧に至るよう前記電圧変換手段を制御する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、前記所定電圧は、前記駆動回路のスイッチング素子の耐圧または前記コンデンサの耐圧のうち低いほうの電圧であるものとすることもできる。こうすれば、コンデンサの端子間電圧を駆動回路のスイッチング素子やコンデンサの耐圧の範囲内の電圧にすることができる。
【００１１】
そして、本発明の動力出力装置において、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と回転軸との３軸を有し該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、前記駆動軸に動力を入出力可能な駆動用電動機と、を備え、前記電動機は、前記回転軸に動力を入出力可能に接続されてなり、前記駆動回路は、前記電動機および前記駆動用電動機を駆動する回路であり、前記制御手段は、前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記駆動回路と前記電圧変換手段と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、内燃機関を始動し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。
【００１２】
本発明の車両は、上述したいずれかの態様の本発明の動力出力装置、すなわち、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、該内燃機関をモータリング可能な電動機と、直流電力の供給を受けて前記電動機を駆動する駆動回路と、直流電力を出力する二次電池と、該二次電池からの直流電力を昇圧して前記駆動回路に供給可能な電圧変換手段と、該電圧変換手段から前記駆動回路の電力ラインに取り付けられて該駆動回路に供給される直流電力を平滑可能なコンデンサと、前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記電圧変換手段と前記内燃機関と前記駆動回路とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置が搭載され、車軸が前記駆動軸に接続されて走行することを要旨とする。
【００１３】
こうした本発明の車両では、上述したいずれかの態様の本発明の動力出力装置が搭載されているから、動力出力装置の奏する効果、例えば、二次電池の劣化を抑制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。
【００１４】
本発明の駆動装置は、
内燃機関および直流電力を出力する二次電池と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれる駆動装置であって、
前記内燃機関をモータリング可能な電動機と、
直流電力の供給を受けて前記電動機を駆動する駆動回路と、
前記二次電池からの直流電力を昇圧して前記駆動回路に供給可能な電圧変換手段と、
該電圧変換手段から前記駆動回路の電力ラインに取り付けられて該駆動回路に供給される直流電力を平滑可能なコンデンサと、
前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記内燃機関の制御と共に前記電圧変換手段と前記駆動回路とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１５】
こうした本発明の駆動装置では、内燃機関の始動指示がなされたときに、コンデンサの端子間電圧が電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう電圧変換手段を制御する。これにより、コンデンサが充電されることになる。そして、コンデンサの端子間電圧が所定電圧に至った以降にコンデンサの端子間電圧が徐々に低下して定常駆動電圧に至ると共に内燃機関がモータリングされて始動されるよう内燃機関の制御と共に電圧変換手段と駆動回路とを制御する。二次電池からの直流電力とコンデンサからの放電電力とを用いて電動機を駆動して内燃機関をモータリングするから、二次電池から出力される直流電力を抑制することができ、二次電池の劣化を抑制することができる。
【００１６】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関をモータリング可能な電動機と、直流電力の供給を受けて前記電動機を駆動する駆動回路と、直流電力を出力する二次電池と、該二次電池からの直流電力を昇圧して前記駆動回路に供給可能な電圧変換手段と、該電圧変換手段から前記駆動回路の電力ラインに取り付けられて該駆動回路に供給される直流電力を平滑可能なコンデンサとを備え駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記電圧変換手段と前記内燃機関と前記駆動回路とを制御する
ことを特徴とする。
【００１７】
こうした本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関の始動指示がなされたときに、コンデンサの端子間電圧が電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう電圧変換手段を制御する。これにより、コンデンサが充電されることになる。そして、コンデンサの端子間電圧が所定電圧に至った以降にコンデンサの端子間電圧が徐々に低下して定常駆動電圧に至ると共に内燃機関がモータリングされて始動されるよう電圧変換手段と内燃機関と駆動回路とを制御する。二次電池からの直流電力とコンデンサからの放電電力とを用いて電動機を駆動して内燃機関をモータリングするから、二次電池から出力される直流電力を抑制することができ、二次電池の劣化を抑制することができる。
【００１８】
本発明の駆動装置の制御方法は、
内燃機関および直流電力を出力する二次電池と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれ、前記内燃機関をモータリング可能な電動機と、直流電力の供給を受けて前記電動機を駆動する駆動回路と、前記二次電池からの直流電力を昇圧して前記駆動回路に供給可能な電圧変換手段と、該電圧変換手段から前記駆動回路の電力ラインに取り付けられて該駆動回路に供給される直流電力を平滑可能なコンデンサと、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記内燃機関の始動指示がなされたときに、前記コンデンサの端子間電圧が前記電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう前記電圧変換手段を制御し、前記コンデンサの端子間電圧が前記所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して前記定常駆動電圧に至ると共に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記内燃機関の制御と共に前記電圧変換手段と前記駆動回路とを制御する
ことを特徴とする。
【００１９】
こうした本発明の駆動装置の制御方法では、内燃機関の始動指示がなされたときに、コンデンサの端子間電圧が電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう電圧変換手段を制御する。これにより、コンデンサが充電されることになる。そして、コンデンサの端子間電圧が所定電圧に至った以降にコンデンサの端子間電圧が徐々に低下して定常駆動電圧に至ると共に内燃機関がモータリングされて始動されるよう内燃機関の制御と共に電圧変換手段と内燃機関とを制御する。二次電池からの直流電力とコンデンサからの放電電力とを用いて電動機を駆動して内燃機関をモータリングするから、二次電池から出力される直流電力を抑制することができ、二次電池の劣化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】
【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】
【００２１】
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り、図２はハイブリッド自動車２０に搭載される昇圧回路４５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、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と昇圧回路４５を介して電力をやりとりするバッテリ５０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、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２
２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。
【００２４】
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および昇圧回路４５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および昇圧回路４５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５４ａおよび負極母線５４ｂ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。また、電力ライン５４には、平滑用のコンデンサ４６が接続されている。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，コンデンサ４６の端子間に設置された電圧センサ４７からの端子間電圧Ｖｃ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や昇圧回路４５への駆動信号などが出力されている。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。
【００２５】
昇圧回路４５は、図２に示すように、２個のトランジスタＴＡ，ＴＢと２個のダイオードＤＡ，ＤＢとリアクトルＬとにより構成されている。２個のトランジスタＴＡ，ＴＢは、それぞれ電力ライン５４の正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに接続され、その接続点にリアクトルＬが接続されている。リアクトルＬと負極母線５４ｂとにはバッテリ５０の正極端子と負極端子とが接続されており、このバッテリ５０の端子間に平滑用のコンデンサ４８が接続されている。また、２個のトランジスタＴＡ，ＴＢは、それぞれ２個のダイオードＤＡ，ＤＢが並列接続されている。したがって、トランジスタＴＡのオンオフの割合やトランジスタＴＢのオンオフの割合を制御することにより、バッテリ５０の直流電圧を昇圧してインバータ４１，４２に出力したり、インバータ４１，４２の正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ５０を充電したりすることができる。
【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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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】
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，車速を検出する車速センサ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。
【００２８】
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。
【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、特に停止しているエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図３はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始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、エンジン２２の始動指示がなされたときに実行される。
【００３０】
始動時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，コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃ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に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサ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、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃは、電圧センサ４７により検出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＊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４に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００３２】
続いて、モータリング許可フラグＦの値を調べる（ステップＳ１２０）。ここで、モータリング許可フラグＦは、モータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされているときに値１に設定されるフラグであり、初期値として値０が設定される。したがって、ステップＳ１２０の処理が最初に実行されたときには、モータリング許可フラグＦは値０に設定されている。
【００３３】
モータリング許可フラグＦが値０のとき、すなわち、モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングが開始されていないときには、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃと上限電圧Ｖｍａｘとを比較する（ステップＳ１３０）。ここで、上限電圧Ｖａｘは、モータＭＧ１，ＭＧ２が定常駆動する際の定常駆動電圧Ｖｒｅｆ（例えば、３００Ｖ）より高くインバータ４１，４２の耐圧およびコンデンサ４６の耐圧のうちの低いほうの電圧より若干低い電圧（例えば、６００Ｖ）に設定されるものとする。
【００３４】
端子間電圧Ｖｃが上限電圧Ｖｍａｘより低いときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定すると共に（ステップＳ１４０）コンデンサ４６の目標端子間電圧Ｖｃ＊を上限電圧Ｖｍａｘに設定して（ステップＳ１５０）、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のトルク指令Ｔｍ２＊を式（１）により設定する（ステップＳ１９０）。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を減速ギヤ３５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、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、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。
【００３５】
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (1)
【００３６】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊および目標端子間電圧Ｖｃ＊を設定したら、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊および目標端子間電圧ＶｃをモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２００）。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊および目標端子間電圧Ｖｃ＊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と共にコンデンサ４６の端子間電圧が目標端子間電圧Ｖｃ＊となるよう昇圧回路４５のトランジスタＴＡ，ＴＢのスイッチング制御を行なう。
【００３７】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅがエンジン２２の点火制御や燃料噴射制御などを開始する点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに至っているか否かを判定し（ステップＳ２１０）、回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆに至っていないときには、ステップＳ１００の処理に戻り、モータリング許可フラグＦが値１になるか、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃが上限電圧Ｖｍｘ以上となるまで、ステップＳ１００〜Ｓ１５０，Ｓ１９０〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。ここで、点火開始回転数Ｎｆｉｒｅは、実施例では、共振回転数帯より余裕をもって大きな回転数、例えば１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなどのように設定されている。モータリング許可フラグＦが値０であり、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃが上限電圧Ｖｍａｘ未満であるときには、トルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定すると共にコンデンサ４６の目標端子間電圧Ｖｃ＊を上限値Ｖｍａｘに設定するから（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）、エンジン２２をモータリングせずにコンデンサ４６の端子間電圧を上限電圧Ｖｍａｘにする制御が実行される。
【００３８】
こうしてコンデンサ４６の端子間電圧を上限電圧Ｖｍａｘにする制御が実行されて、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃが上限電圧Ｖｍａｘ以上になると（ステップＳ１３０）、続いて、エンジン２２のモータリングを開始すると共にコンデンサ４６の端子間電圧を降圧する制御を実行する。こうした制御では、まず、モータリング許可フラグＦを値１に設定すると共にエンジン２２のモータリングを開始時からの経過時間ｔの計測を開始して（ステップＳ１６０）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅや経過時間ｔを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１７０）。図６は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するためのトルク指令設定用マップの一例を示す説明図である。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅや始動開始時からの経過時間ｔとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊との関係を予め定めてトルク指令設定用マップとして記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅや始動開始時からの経過時間ｔが与えられると記憶したマップから対応するトルク指令Ｔｍ１＊を導出して設定するものとした。トルク指令設定用マップでは、図示するように、ステップＳ１６０の処理でモータリング許可フラグＦに値１が設定された時刻ｔ１の直後からレート処理を用いて迅速に比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時刻ｔ２に、エンジン２２を安定して点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上でモータリングすることができるトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに至った時刻ｔ３からレート処理を用いて迅速にトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時刻ｔ４に終了する。このようにエンジン２２の始動指示がなされた直後に大きなトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２をモータリングすることにより、迅速にエンジン２２を点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上に回転させて始動させることができる。
【００３９】
続いて、目標端子間電圧Ｖｃ＊を上限電圧Ｖｍａｘから時間変化率ｋをもって徐々に低下させて時刻ｔ４で定常駆動電圧Ｖｒｅｆとなるようエンジン２２のモータリング開始時からの経過時間ｔを用いて次式（２）により設定する（ステップＳ１８０）。ここで、時間変化率ｋは、実施例では、時刻ｔ１〜ｔ４の間で目標端子間電圧Ｖｃ＊を上限電圧Ｖｍａｘから定常駆動電圧Ｖｒｅｆに低下させる変化率として設定するものとした。このように目標端子間電圧Ｖｃ＊を設定するのは、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃを徐々に低下させて得られるコンデンサ４６の放電電力（上限電圧Ｖｍａｘと定常駆動電圧Ｖｒｅｆとの差の二乗に基づくエネルギー）をモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いるためである。
【００４０】
Vc*=max(Vmax-k・t,Vref)    (2)
【００４１】
こうしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とコンデンサ４６の目標端子間電圧Ｖｃ＊を設定すると、ステップＳ１９０〜Ｓ２１０の処理を実行して、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに至っていないときにはステップＳ１００の処理に戻る。ここで、ステップＳ１４０の処理でモータリング許可フラグＦを値１に設定しているから、ステップＳ１００の処理に戻ってからは、ステップＳ１３０，Ｓ１６０の処理を実行せずにステップＳ１００〜ステップＳ１２０，ステップＳ１７０〜Ｓ２１０の処理を実行することになる。このように、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃが上限電圧Ｖｍａｘ以上になったときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに上昇させると共にコンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃを徐々に低下させて定常駆動電圧Ｖｒｅｆにする制御が実行される。
【００４２】
こうしてエンジン２２をモータリングしてエンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上になったときには（ステップＳ２１０）、燃料噴射制御や点火制御を開始して（ステップＳ２２０）、エンジン２２が完爆したか否かを判定する（ステップＳ２３０）。エンジン２２が完爆していないときには、ステップＳ１００に戻ってエンジン２２のモータリングを継続して、エンジン２２が完爆したときに始動時制御ルーチンを終了する。
【００４３】
図７は、エンジン２２の始動指示がなされてからのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊およびエンジン２２の回転数Ｎｅ，コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃの時間変化の様子の一例を示す説明図である。ここでは、説明のため、エンジン２２の始動指示がなされる前のコンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃは、定常駆動電圧Ｖｒｅｆになっているものとする。エンジン２２の始動指示がなされると、図示するように、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃを定常駆動電圧Ｖｒｅｆから上限電圧Ｖｍａｘに昇圧する。これにより、コンデンサ４６が充電される。このとき、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１を値０に設定しているから、エンジン２２はモータリングされず、エンジン２２の回転数は上昇しない。そして、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃが上限電圧Ｖｍａｘに至ると（時刻ｔ１）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を図６に例示したトルク指令設定用マップを用いて設定するからエンジン２２がモータＭＧ１によりモータリングされてエンジン２２の回転数Ｎｅが上昇する。この際に、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃを徐々に低下させるから、コンデンサ４６から放電電力が出力され、バッテリ５０から出力される電力とコンデンサ４６の放電電力とを用いてモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されることになる。こうして、エンジン２２をモータＭＧ１でモータリングする際にバッテリ５０から出力される電力とコンデンサ４６の放電電力とを用いることができるから、バッテリ５０の負荷を低減してバッテリ５０の劣化を抑制することができる。
【００４４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃを昇圧した後にコンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃを徐々に低下させながらエンジン２２をモータリングするから、エンジン２２をモータＭＧ１でモータリングする際にバッテリ５０の放電電力と共にコンデンサ４６の放電電力を用いることができ、バッテリ５０の負荷を低減してバッテリ５０の劣化を抑制することができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃが上限電圧Ｖｍａｘに至った以降は目標端子間電圧Ｖｃ＊を上限電圧Ｖｍａｘから時間変化率ｋをもって低下して定常駆動電圧Ｖｒｅｆに至るよう設定するものとしたが、目標端子間電圧Ｖｃ＊は上限電圧Ｖｍａｘから徐々に低下して定常駆動電圧Ｖｒｅｆになればよいから、上限電圧Ｖｍａｘから曲線状に低下するものとしてもよいし、ステップ状に低下するものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃが上限電圧Ｖｍａｘに至った以降は目標端子間電圧Ｖｃ＊を時刻ｔ１〜ｔ４の間で上限電圧Ｖｍａｘから定常駆動電圧Ｖｍａｘに低下させる時間変化率ｋをもって設定するものとしたが、モータＭＧ１，ＭＧ２で消費する電力からバッテリから出力可能な電力を減じた電力がコンデンサ４６から放電されるようモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態やバッテリの動作状態に基づいて時間変化率ｋを設定するものとしてもよい。この場合、目標端子間電圧Ｖｃ＊の上限値（実施例では、上限電圧Ｖｍａｘ）をモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態やバッテリの動作状態に基づいて適宜設定するものとするのが望ましい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、上限電圧Ｖｍａｘをインバータ４１，４２のスイッチング素子の耐圧およびコンデンサ４６の耐圧のいずれか低いほうの電圧より若干低い電圧として設定するものとしたが、定常駆動電圧Ｖｒｅｆからインバータ４１，４２のスイッチング素子の耐圧およびコンデンサ４６の耐圧のいずれか低いほうの電圧の範囲内であれば如何なる電圧にしてもよいし、モータＭＧ１，ＭＧ２で消費する電力からバッテリから出力可能な電力を減じた電力をコンデンサ４６の放電電力で賄えるよう上限電圧Ｖｍａｘを設定するものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の始動指示がなされたときに図３に例示した始動時制御ルーチンが実行されるものとしたが、バッテリ５０の温度やバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などに基づいてバッテリ５０から出力可能な電力が所定電力以下に制限された状態でエンジン２２の始動指示がなされたときに図３に例示した始動時制御ルーチンが実行されるものとしてもよい。ここで、「所定電力」には、エンジン２２をモータリングするのに必要な電力の下限値が含まれる。この場合、バッテリ５０から出力可能な電力が所定電力以下に制限されないときには、ステップＳ１２０〜Ｓ１６０，Ｓ１８０の処理を省略して、コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃを上限電圧Ｖｍａｘにして上限電圧Ｖｍａｘから定常駆動電圧Ｖｒｅｆに降圧する処理を実行せずに、エンジン２２の始動指示がなされた直後から図６に例示したトルク指令設定用マップを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２を制御する処理を実行するのが望ましい。
【００４９】
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８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８における駆動輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続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、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９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。
【００５１】
実施例では、本発明を走行用の動力源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車に適用する場合を例示したが、本発明を走行用の動力源としてエンジンのみを備える通常のエンジン車に適用するものとしてもよい。この場合において、エンジンをモータリング可能なスタータ用のモータを用いてエンジンをモータリングするものとするのが望ましい。
【００５２】
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「電動機」に相当し、インバータ４１が「駆動回路」に相当し、バッテリ５０が二次電池に相当し、昇圧回路４５が「電圧変換手段」に相当し、コンデンサ４６が「コンデンサ」に相当し、エンジン２２の始動指示がなされたときコンデンサ４６の目標端子間電圧Ｖｃ＊を上限電圧Ｖｍａｘに設定してコンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃ＊が上限電圧Ｖｍａｘに至った以降にコンデンサ４６の目標端子間電圧Ｖｃ＊が徐々に低下して定常駆動電圧Ｖｒｅｆに至るよう目標端子間電圧Ｖｃ＊を設定すると共にエンジン２２がモータリングされて始動されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信したりエンジン２２の点火制御や燃料噴射制御の開始指示をエンジンＥＣＵ２４に送信する図３の始動時制御ルーチンのステップＳ１２０〜Ｓ２２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に基づいてインバータ４１のスイッチング素子を制御したり目標端子間電圧Ｖｃ＊に基づいて昇圧回路４５を制御するモータＥＣＵ４０とエンジン２２における点火制御や燃料噴射制御を開始するエンジンＥＣＵ２４とが「制御手段」に相当する。動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「駆動用電動機」に相当する。また、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａも要求される要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や目標端子難電圧Ｖｃ＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図３の始動時制御ルーチンのステップＳ１９０，Ｓ２００の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，目標端子間電圧Ｖｃ＊に基づいてインバータ４４１，４２や昇圧回路４５を制御するモータＥＣＵ４０とエンジンＥＣＵ２４とを組み合わせたものも「制御手段」に相当し、インバータ４１とインバータ４２とを組み合わせたものも「駆動回路」に相当する。さらに、対ロータ電動機２３０も「電動機」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「駆動回路」としては、直流電力の供給を受けて電動機を駆動するものであれば如何なるタイプの駆動回路であっても構わない。「電圧変換手段」としては、リアクトルＬを用いた昇圧回路４５に限定されるものではなく、コンデンサを用いたチャージポンプ型の昇圧回路など、二次電池からの直流電力を昇圧して駆動回路に供給可能な電圧変換手段であれば如何なるタイプの電圧変換種団であっても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２の始動指示がなされたときコンデンサ４６の目標端子間電圧Ｖｃ＊を上限電圧Ｖｍａｘに設定してコンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃ＊が上限電圧Ｖｍａｘに至った以降にコンデンサ４６の目標端子間電圧Ｖｃ＊が徐々に低下して定常駆動電圧Ｖｒｅｆに至るよう目標端子間電圧Ｖｃ＊を設定して昇圧回路４５を制御したりエンジン２２がモータリングされて始動されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に基づいてインバータ４１のスイッチング素子を制御したりエンジン２２の点火制御や燃料噴射制御を開始するものに限定されるものではなく、内燃機関の始動指示がなされたときに、コンデンサの端子間電圧が電動機を定常駆動する際の定常駆動電圧より高い所定電圧になるよう電圧変換手段を制御し、コンデンサの端子間電圧が所定電圧に至った以降に該コンデンサの端子間電圧が徐々に低下して定常駆動電圧に至ると共に内燃機関がモータリングされて始動されるよう電圧変換手段と内燃機関と駆動回路とを制御するものとであれば如何なるものとしても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と内燃機関の出力軸と回転軸との３軸を有し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ものであれば如何なるものとしても構わない。「駆動用電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。なお、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、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に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。
【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、動力出力装置や車両の製造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】昇圧回路４５の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始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４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】動力分配統合機構３０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】トルク指令設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】エンジン２２の始動指示がなされてからのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊およびエンジン２２の回転数Ｎｅ，コンデンサ４６の端子間電圧Ｖｃの時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【図８】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９】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、３２０  電気自動車、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、４５  昇圧回路、４６，４８  コンデンサ、４７  電圧センサ、５０  バッテリ、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、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、Ｌ  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、ＴＡ，ＴＢ  トランジスタ。
【図１】
2008236985.tif 000003
【図２】
2008236985.tif 000004
【図３】
2008236985.tif 000005
【図４】
2008236985.tif 000006
【図５】
2008236985.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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