(57)【要約】【課題】内燃機関と電動機とを備えた動力出力装置において駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった運転モードが選択された際に、当該動力出力装置の性能低下を抑制する。【解決手段】ノーマルモードとパワーモードとの何れかのもとで走行可能なハイブリッド自動車２０では、モータ温度Ｔ１およびＴ２の少なくとも何れか一方が基準モータ温度Ｔｍｒｅｆ以上であり、かつ潤滑冷却オイルの油温Ｔａｔｆが基準油温Ｔｆｒｅｆ以上となっておりモータＭＧ１，ＭＧ２の負荷制限が必要であると判断されたときには、運転者による運転モードの選択状態に拘わらず、ノーマルモード時アクセル開度設定用マップを用いてアクセル操作に基づく動力が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモードフラグＦｍｄが値０に設定される（ステップＳ３００〜Ｓ３４０）。【選択図】図４
2008149966.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、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に対する駆動力要求操作を受け付ける駆動力要求操作受付手段と、
第１の運転モードと該第１の運転モードに比べて前記駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかを選択するための運転モード選択手段と、
前記電動機の負荷制限が不要なときには前記選択された第１または第２の運転モードに対応した運転制約を用いて前記駆動力要求操作に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記負荷制限が必要なときには前記運転モードの選択状態に拘わらず前記第１の運転モードに対応した運転制約を用いて前記駆動力要求操作に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関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に記載の動力出力装置において、
冷却媒体を用いて前記電動機を冷却する冷却手段と、
前記冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出手段とを更に備え、
前記負荷制限が必要となるのは、前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷却媒体の温度が所定の基準冷媒温度以上となるときである動力出力装置。
【請求項３】
請求項２に記載の動力出力装置において、
前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段を更に備え、
前記負荷制限が必要となるのは、前記電動機温度検出手段により検出された前記電動機の温度が所定の基準電動機温度以上となり、かつ前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷却媒体の温度が前記基準冷媒温度以上となるときである動力出力装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の動力出力装置において、
前記第１および第２の運転モードに対応した運転制約は、前記駆動力要求操作受付手段により受け付けられた操作量と前記駆動軸に要求される要求駆動力との関係をそれぞれ規定しており、
前記第２の運転モードに対応した運転制約は、前記第１の運転モードに対応した運転制約に比べて同一の前記操作量に対する前記要求駆動力を大きく設定する傾向を有している動力出力装置。
【請求項５】
請求項１から３の何れかに記載の動力出力装置において、
前記駆動力要求操作受付手段により受け付けられた操作量に基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を更に備え、
前記第１および第２の運転モードに対応した運転制約は、前記要求駆動力設定手段により設定された前記要求駆動力に応じた前記内燃機関の運転ポイントをそれぞれ規定しており、
前記第２の運転モードに対応した運転制約は、前記第１の運転モードに対応した運転制約に比べて前記内燃機関の出力トルクを大きく設定する傾向を有している動力出力装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載の動力出力装置において、
前記内燃機関からの動力の一部を用いて発電可能であると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な発電用電動機を更に備え、
前記負荷制限は、前記電動機および前記発電用電動機の負荷制限である動力出力装置。
【請求項７】
請求項６に記載の動力出力装置において、
前記内燃機関の出力軸と該出力軸とは独立に回転可能な前記駆動軸とに接続され、電力および動力の入出力を伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段を更に備える動力出力装置。
【請求項８】
請求項７に記載の動力出力装置において、
前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の回転軸とに接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段であり、前記発電用電動機は、前記第３の回転軸に動力を入出力する動力出力装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の動力出力装置を備え、前記駆動軸に連結された車軸を含むハイブリッド自動車。
【請求項１０】
駆動軸と、前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備え、第１の運転モードと該第１の運転モードに比べて所定の駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかのもとで運転可能な動力出力装置の制御方法であって、
前記電動機の負荷制限が不要なときには運転モードとして選択された第１または第２の運転モードに対応した運転制約を用いて前記駆動力要求操作に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記負荷制限が必要なときには前記運転モードの選択状態に拘わらず前記第１の運転モードに対応した運転制約を用いて前記駆動力要求操作に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関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、駆動軸に動力を出力する動力出力装置、これを備えたハイブリッド自動車、および動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の動力をトルクコンバータや自動変速機を介してプロペラシャフトに出力する車両用パワートレインとして、ノーマルモードおよびスポーツモードという２種類の出力特性を設定可能なものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用パワートレインでは、スポーツモードが選択された際に、ノーマルモード選択時に比べてアクセル開度に対するスロットル開度を大きく設定してより大きな駆動力が得られるようにしている。
【特許文献１】特開平５−７１３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、内燃機関と電動機との少なくとも何れか一方からの動力を駆動軸に出力可能な動力出力装置においても、アクセル操作のような駆動力要求操作に対する動力の出力特性をそれぞれ異なる態様で規定する複数の運転モードから所望の運転モードを選択可能とすることができる。ただし、このような動力出力装置において、通常の運転モードに比べて駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった所定の運転モードが選択されたときに、当該所定の運転モードのもとで内燃機関や電動機の運転を無条件に実行すると、動力出力装置の性能を却って低下させてしまうおそれもある。
【０００４】
そこで、本発明は、内燃機関と電動機とを備えた動力出力装置において駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった運転モードが選択された際に、当該動力出力装置の性能低下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】
本発明による動力出力装置、これを備えたハイブリッド自動車、および動力出力装置の制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００６】
本発明による動力出力装置は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に対する駆動力要求操作を受け付ける駆動力要求操作受付手段と、
第１の運転モードと該第１の運転モードに比べて前記駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかを選択するための運転モード選択手段と、
前記電動機の負荷制限が不要なときには前記選択された第１または第２の運転モードに対応した運転制約を用いて前記駆動力要求操作に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記負荷制限が必要なときには前記運転モードの選択状態に拘わらず前記第１の運転モードに対応した運転制約を用いて前記駆動力要求操作に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
この動力出力装置は、第１の運転モードと当該第１の運転モードに比べて駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかのもとで運転可能なものである。そして、この動力出力装置では、電動機の負荷制限が不要なときには選択された第１または第２の運転モードに対応した運転制約を用いて駆動力要求操作に基づく動力が駆動軸に出力されるように内燃機関と電動機とが制御される。また、電動機の負荷制限が必要なときには運転モードの選択状態に拘わらず第１の運転モードに対応した運転制約を用いて駆動力要求操作に基づく動力が駆動軸に出力されるように内燃機関と電動機とが制御される。すなわち、第１の運転モードの実行時には、第２の運転モードの実行時に比べて、駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を高める必要性が低くなることから電動機の負荷を小さくすることができる。従って、この動力出力装置のように、電動機の負荷を制限すべきときに、運転モードの選択状態に拘わらず第１の運転モードに対応した運転制約を用いて駆動力要求操作に基づく動力が駆動軸に出力されるように内燃機関と電動機とを制御すれば、第２の運転モードの選択時に生じるおそれがある電動機の発熱等に起因する動力出力装置の性能低下を抑制することが可能となる。
【０００８】
また、本発明による動力出力装置は、冷却媒体を用いて前記電動機を冷却する冷却手段と、前記冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出手段とを更に備えてもよく、前記負荷制限が必要となるのは、前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷却媒体の温度が所定の基準冷媒温度以上となるときであってもよい。すなわち、電動機を冷却する冷却媒体が基準冷媒温度以上となっているときには、負荷の増加に伴って更に昇温する電動機を冷却媒体により良好に冷却し得なくなるおそれがある。従って、冷却媒体の温度が基準冷媒温度以上となっているときに電動機の負荷制限が必要であるとみなすようにすれば、電動機の発熱を抑制して当該発熱に起因する動力出力装置の性能低下を良好に抑制することが可能となる。
【０００９】
この場合、本発明による動力出力装置は、前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段を更に備えてもよく、前記負荷制限が必要となるのは、前記電動機温度検出手段により検出された前記電動機の温度が所定の基準電動機温度以上となり、かつ前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷却媒体の温度が前記基準冷媒温度以上となるときであってもよい。すなわち、電動機の温度と当該電動機を冷却する冷却媒体の温度との間には所定の相関があることから、このように電動機の温度と冷却媒体の温度との双方を考慮すれば、電動機の負荷制限の必要性をより適正に判断して、第２の運転モードの選択時に第１の運転モードに対応した運転制約を用いて内燃機関や電動機を制御する機会を必要最小限とすることが可能となる。
【００１０】
更に、本発明による動力出力装置において、前記第１および第２の運転モードに対応した運転制約は、前記駆動力要求操作受付手段により受け付けられた操作量と前記駆動軸に要求される要求駆動力との関係をそれぞれ規定してもよく、前記第２の運転モードに対応した運転制約は、前記第１の運転モードに対応した運転制約に比べて同一の前記操作量に対する前記要求駆動力を大きく設定する傾向を有するものであってもよい。これにより、駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を良好に向上させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明による動力出力装置において、前記駆動力要求操作受付手段により受け付けられた操作量に基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を更に備えてもよく、前記第１および第２の運転モードに対応した運転制約は、前記要求駆動力設定手段により設定された前記要求駆動力に応じた前記内燃機関の運転ポイントをそれぞれ規定してもよく、前記第２の運転モードに対応した運転制約は、前記第１の運転モードに対応した運転制約に比べて前記内燃機関の出力トルクを大きく設定する傾向を有するものであってもよい。このように、第２の運転モードを実行する際に内燃機関のトルク負担を高めれば、電動機の負担を軽減しながら、駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を向上させることが可能となる。
【００１２】
そして、本発明による動力出力装置は、前記内燃機関からの動力の一部を用いて発電可能であると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な発電用電動機を更に備えてもよく、前記負荷制限は、前記電動機および前記発電用電動機の負荷制限であってもよい。また、このような動力出力装置は、前記内燃機関の出力軸と該出力軸とは独立に回転可能な前記駆動軸とに接続され、電力および動力の入出力を伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段を更に備えてもよい。更に、この場合、前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の回転軸とに接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段であってもよく、前記発電用電動機は、前記第３の回転軸に動力を入出力するものであってもよい。
【００１３】
本発明によるハイブリッド自動車は、上記何れかの動力出力装置を備え、前記駆動軸に連結された車軸を含むものである。このハイブリッド自動車に備えられた動力出力装置は、運転者の選択に応じて第１の運転モードと当該第１の運転モードに比べて駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかのもとで運転可能であると共に、第２の運転モードの選択時に生じるおそれがある電動機の発熱等に起因する動力出力装置の性能低下を抑制可能なものである。従って、このハイブリッド自動車では、複数の運転モードの選択を許容して運転者のニーズを満足させつつ走行性能の低下を抑制することが可能となる。
【００１４】
本発明による動力出力装置の制御方法は、駆動軸と、前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備え、第１の運転モードと該第１の運転モードに比べて所定の駆動力要求操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかのもとで運転可能な動力出力装置の制御方法であって、
前記電動機の負荷制限が不要なときには運転モードとして選択された第１または第２の運転モードに対応した運転制約を用いて前記駆動力要求操作に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記負荷制限が必要なときには前記運転モードの選択状態に拘わらず前記第１の運転モードに対応した運転制約を用いて前記駆動力要求操作に基づく動力が前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するものである。
【００１５】
この方法のように、電動機の負荷を制限すべきときに、運転モードの選択状態に拘わらず第１の運転モードに対応した運転制約を用いて駆動力要求操作に基づく動力が駆動軸に出力されるように内燃機関と電動機とを制御すれば、第２の運転モードの選択時に生じるおそれがある電動機の発熱等に起因する動力出力装置の性能低下を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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】
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係る動力出力装置を備えたハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、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、動力分配統合機構３０や変速機６０、モータＭＧ１，ＭＧ２を潤滑・冷却するための潤滑冷却オイルを供給する機械式オイルポンプ５５および電動オイルポンプ５６と、ハイブリッド自動車２０の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（以下「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０とを備える。
【００１８】
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、当該エンジン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により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、例えば、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２３からの信号等が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてエンジン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ＥＣＵ７０に出力する。
【００１９】
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。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にはサンギヤ軸３１ａを介してモータ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、動力分配統合機構３０は、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側と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を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２０】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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と電力のやり取りを行なう。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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り、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は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。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を実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算する。また、モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１のコイル温度を検出する温度センサ４５からのモータ温度Ｔ１やモータＭＧ２のコイル温度を検出する温度センサ４６からのモータ温度Ｔ２等も入力される。そして、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。
【００２１】
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等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２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も算出している。
【００２２】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および当該接続の解除を実行すると共に両軸の接続時にモータ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たものである。変速機６０の構成の一例を図２に示す。同図に示す変速機６０は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構６０ａとシングルピニオン式の遊星歯車機構６０ｂと２つのブレーキＢ１，Ｂ２とを含む。ダブルピニオン式の遊星歯車機構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とを備える。かかる遊星歯車機構６０ａにおいては、ブレーキＢ１をオン／オフ制御することにより、サンギヤ６１を自由に回転させるか、あるいはサンギヤ６１の回転を停止させることができる。シングルピニオン式の遊星歯車機構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る。かかる遊星歯車機構６０ｂにおいては、ブレーキＢ２をオン／オフ制御することにより、リングギヤ６６を自由に回転させるか、あるいはリングギヤ６６の回転を停止させることができる。ダブルピニオン式の遊星歯車機構６０ａとシングルピニオン式の遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６とを接続すると共に、キャリア６４とキャリア６８とを接続することにより互いに連結されている。そして、このような変速機６０において、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフすれば、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る。また、ブレーキＢ１をオフすると共にブレーキＢ２をオンすれば、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に伝達する一方（以下この状態を「Ｌｏギヤ」の状態という）、ブレーキＢ１をオンすると共にブレーキＢ２をオフすれば、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に伝達することができる（以下この状態を「Ｈｉギヤ」の状態という）。また、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンすれば、回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止することできる。実施例において、これらのブレーキＢ１，Ｂ２は、図示しない油圧式アクチュエータを駆動制御してブレーキＢ１，Ｂ２に作用させる油圧を調節することによりオン／オフ制御される。
【００２３】
機械式オイルポンプ５５は、その回転軸がクランクシャフト２６に連結されてエンジン２２により駆動され、オイルパン５７に貯留されている冷却媒体としての潤滑冷却オイル（オートマチックトランスミッションフルード：ＡＴＦ）を動力分配統合機構３０や変速機６０の機械部分、モータＭＧ１およびＭＧ２等に供給する。また、電動オイルポンプ５６は、図示しない補機バッテリからの電力により駆動され、オイルパン５７に貯留された潤滑冷却オイルを動力分配統合機構３０や変速機６０、モータＭＧ１およびＭＧ２等に供給する。なお、オイルパン５７には、そこに貯留されている潤滑冷却オイルの温度である油温Ｔａｆｔを検出する温度センサ５８が設けられている。
【００２４】
ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０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の操作位置であるシフトポジションＳＰ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８７からの車速Ｖ、オイルパン５７に設けられた温度センサ５８からの油温Ｔａｔｆ等が入力ポートを介して入力される。加えて、ハイブリッドＥＣＵ７０には、ハイブリッド自動車２０の運転モードの選択を可能とするモードスイッチ８８からのモード信号が入力される。実施例において、モードスイッチ８８は、図示しない車室内のスイッチパネルに配置されており、動力性能よりも燃費の向上を優先させながらハイブリッド自動車２０を走行させるノーマルモード（第１の運転モード）と、燃費の向上よりも動力性能を優先させながらハイブリッド自動車２０を走行させるパワーモード（第２の運転モード）との選択を運転者に対して許容する。運転者がモードスイッチ８８を介してノーマルモードを選択したときには、エンジン２２を効率よく運転して燃費を向上させることができるようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。また、運転者がモードスイッチ８８を介してパワーモードを選択したときには、ノーマルモード選択時に比べて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクを高めると共にエンジン２２の回転数を高めて運転者によるアクセル操作に対するトルク出力の応答性が向上するようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、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取りを行なっている。また、ハイブリッドＥＣＵ７０からは、変速機６０に含まれるブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータへの駆動信号や、電動オイルポンプ５６への駆動信号等も出力ポートを介して出力される。
【００２５】
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、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Ｔｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に対応する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の運転制御モードとしては、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に出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。
【００２６】
次に、上述のように構成されたハイブリッド自動車２０の動作についてについて説明する。図３は、ハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に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。
【００２７】
図３の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０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８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、変速機６０のギヤ比Ｇｒ、モードフラグＦｍｄ、充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ５０の充放電に許容される電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、変速機６０のギヤ比Ｇｒは、図示しない変速処理ルーチンにより変速機６０の変速が実行されたときに設定されてＲＡＭ７６の所定領域に記憶されるものである。更に、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ等に基づいてバッテリＥＣＵ５２によってバッテリ５０を充放電すべき電力として設定されるものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。同様に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の温度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。モードフラグＦｍｄは、ハイブリッドＥＣＵ７０により実行される図４のモード設定ルーチンを経て設定されて所定の記憶領域に保持されているものである。
【００２８】
ここで、図３の駆動制御ルーチンの説明を中断して、図４のモード設定ルーチンについて説明する。同図に示すモード設定ルーチンは、ハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。このルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、モードスイッチフラグＦｍｓｗやモータ温度Ｔ１，Ｔ２、温度センサ５８からの油温Ｔａｔｆといったモード設定に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ３００）。モードスイッチフラグＦｍｓｗは、ハイブリッドＥＣＵ７０の所定の記憶領域に保持されているものであり、例えばモードスイッチ８８からのモード信号がノーマルモードの選択を示すものである場合に値０に設定されると共にモードスイッチ８８からのモード信号がパワーモードの選択を示すものである場合に値１に設定される。また、モータ温度Ｔ，Ｔ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。続いて、ステップＳ３００にて入力したモードスイッチフラグＦｍｓｗの値に基づいて運転者によりパワーモードが選択されているか否かを判定し（ステップＳ３１０）。モードスイッチフラグＦｍｓｗが値０であれば、ノーマルモードのもとでハイブリッド自動車２０が運転されるようにモードフラグＦｍｄを値０に設定（維持）する（ステップＳ３４０）。
【００２９】
一方、ステップＳ３１０にてモードスイッチフラグＦｍｓｗが値１であって運転者によりパワーモードが選択されていると判断した場合には、更に、ステップＳ３００にて入力したモータ温度Ｔ１およびＴ２の少なくとも何れか一方が予め定められた閾値としての基準モータ温度Ｔｍｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。ステップＳ３２０にてモータ温度Ｔ１およびＴ２の少なくとも何れか一方が基準モータ温度Ｔｍｒｅｆ以上であると判断した場合には、更に、ステップＳ３００にて入力した油温Ｔａｔｆが予め定められた閾値としての基準油温Ｔｆｒｅｆ（例えば１２０〜１４０℃）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。なお、基準モータ温度Ｔｍｒｅｆおよび基準油温Ｔｆｒｅｆは、モータＭＧ１，ＭＧ２の特性やハイブリッド自動車２０の運転状態等を考慮しつつ実験、解析を経て予め定められるものである。そして、モータ温度Ｔ１およびＴ２の少なくとも何れか一方が基準モータ温度Ｔｍｒｅｆ以上であり、かつ油温Ｔａｔｆが基準油温Ｔｆｒｅｆ以上である場合には、ノーマルモードのもとでハイブリッド自動車２０が運転されるようにモードフラグＦｍｄを値０に設定（維持）する（ステップＳ３４０）。これに対して、モータ温度Ｔ１およびＴ２の双方が基準モータ温度Ｔｍｒｅｆ未満であってステップＳ３２０にて否定判断がなされた場合や、油温Ｔａｔｆが基準油温Ｔｆｒｅｆ未満であってステップＳ３３０にて否定判断がなされた場合には、パワーモードのもとでハイブリッド自動車２０が運転されるようにモードフラグＦｍｄを値１に設定（維持）する（ステップＳ３５０）。
【００３０】
このようなモード設定ルーチンが実行されることにより、モードフラグＦｍｄは、ステップＳ３４０またはＳ３５０にて基本的には運転者の選択に合致するように値０または１に設定される。ただし、モードフラグＦｍｄが値１に設定されてパワーモードのもとでハイブリッド自動車２０が運転されている最中に、ステップＳ３３０にて油温Ｔａｔｆが基準油温Ｔｆｒｅｆ以上であると判断されるとモードフラグＦｍｄが値０に設定されるので、パワーモードの続行が禁止されることになる。また、モードフラグＦｍｄが値０に設定されてノーマルモードのもとでハイブリッド自動車２０が運転されている最中に運転者がモードスイッチ８８をパワーモード側に切り換えたときに、ステップＳ３３０にて油温Ｔａｔｆが基準油温Ｔｆｒｅｆ以上であると判断された場合には、運転者によるパワーモードの選択は受け付けられないことになる。すなわち、パワーモードのもとでは、ノーマルモードに比べ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大きくなる傾向にある。従って、運転者によりパワーモードが選択された際にモータＭＧ１、ＭＧ２を冷却する潤滑冷却オイルが基準油温Ｔｆｒｅｆ以上となっていると、負荷の増加に伴って更に昇温するモータＭＧ１，ＭＧ２を潤滑冷却オイルにより良好に冷却し得なくなり、モータＭＧ１，ＭＧ２の性能を低下させてしまうおそれがある。また、潤滑冷却オイルが基準油温Ｔｆｒｅｆ以上である状態でパワーモードを実行すると、潤滑冷却オイルが更に昇温してモータＭＧ１，ＭＧ２のみならず動力分配統合機構３０や変速機６０の潤滑・冷却を良好に実行し得なくなり、スムースな動力の出力や変速が損なわれるおそれもある。このため、実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ３３０にて潤滑冷却オイルの温度が基準油温Ｔｆｒｅｆ以上となっているときにモータＭＧ１，ＭＧ２の負荷制限が必要であるとみなし、パワーモードの実行や受付を禁止することとしている。
【００３１】
さて、再度図３に戻って同図の駆動制御ルーチンについて説明すると、ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したモードフラグＦｍｄの値に基づいてハイブリッド自動車２０の運転モードをノーマルモードとパワーモードとの何れとするかを判定する（ステップＳ１１０）。モードフラグＦｍｄが値０に設定されており、運転モードをノーマルモードとすべき場合には、ステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃとノーマルモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ１２０）。また、モードフラグＦｍｄが値１に設定されており、運転モードをパワーモードとすべき場合には、ステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃとパワーモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ１３０）。ノーマルモード時アクセル開度設定用マップは、図５に示すように、０〜１００％の範囲でアクセル開度Ａｃｃに対して実行用アクセル開度Ａｃｃ＊が線形性をもつように予め作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。なお、図５に例示するノーマルモード時アクセル開度設定用マップは、アクセル開度Ａｃｃをそのまま実行用アクセル開度Ａｃｃ＊として設定するように作成されたものである。一方、パワーモード時アクセル開度設定用マップは、図５に示すように、低車速時における車両の飛び出し感を抑制すべく任意の低アクセル開度領域にあるアクセル開度Ａｃｃに対してはノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより設定されるものと同一の値を実行用アクセル開度Ａｃｃ＊として設定し、低アクセル開度領域以外の１００％までのアクセル開度Ａｃｃに対してはアクセル操作に対するトルク出力の応答性を向上させるべくノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより設定されるものよりも大きな値を実行用アクセル開度Ａｃｃ＊として設定するように作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。
【００３２】
こうしてステップＳ１２０またはＳ１３０にて実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定したならば、実行用アクセル開度Ａｃｃ＊とステップＳ１００にて入力した車速Ｖとに基づいて駆動輪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＊を設定した上で、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１４０）。実施例では、実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられた実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。このような処理が実行される結果、運転者によりパワーモードが選択されると共に上述のモード設定ルーチンによりモードフラグＦｍｄが値１に設定される場合に実行用アクセル開度Ａｃｃ＊がノーマルモードの選択時に比べて大きく設定されると、それに応じて、要求トルクＴｒ＊がノーマルモードの選択時に比べて大きく設定されることになる。また、実施例において、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を乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、図示するようにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を現在の変速機６０のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。続いて、ステップＳ１４０にて設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２が効率よく運転されるようにエンジン２２の目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１５０）。実施例では、予め定められたエンジン２２を効率よく動作させるための動作ラインと要求パワーＰｅ＊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＊とを設定するものとした。図７に、エンジン２２の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する。同図に示すように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定となることを示す相関曲線との交点から求めることができる。
【００３３】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したならば、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（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づく式（２）の計算を実行してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１６０）。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。また、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８に例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側の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。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力したときにこのトルク出力によりリングギヤ軸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。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（１）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、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。
【００３４】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)  …（１）
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  …（２）
【００３５】
ステップＳ１６０にてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、トルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との積として得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除す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）を用いて計算する（ステップＳ１７０）。更に、ステップＳ１００にて入力した変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒと要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）を用いて計算し（ステップＳ１８０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をステップＳ１７０にて計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ１９０）。このようにしてモータ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に出力するトルクをバッテリ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、図８の共線図から容易に導出することができる。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＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２００）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを得るための制御を実行する。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＊を用いてモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３６】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  …（３）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  …（４）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr  …（５）
【００３７】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０は、第１の運転モードたるノーマルモードと当該ノーマルモードに比べて駆動力要求操作としてのアクセル操作に対するトルク出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードしてのパワーモードとの何れかのもとで運転可能なものである。そして、ハイブリッド自動車２０では、図４のステップＳ３３０にて潤滑冷却オイルの油温Ｔａｔｆが基準油温Ｔｆｒｅｆ以上とはなっておらずモータＭＧ１，ＭＧ２の負荷制限が不要であると判断されたときには、運転者により選択されたノーマルモードまたはパワーモードに対応した運転制約としてのノーマルモード時またはパワーモード時アクセル開度設定用マップを用いてアクセル操作に基づく動力が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御される（図３のステップＳ１２０またはＳ１３０，Ｓ１４０〜Ｓ２００）。また、図４のステップＳ３３０にて潤滑冷却オイルの油温Ｔａｔｆが基準油温Ｔｆｒｅｆ以上となっておりモータＭＧ１，ＭＧ２の負荷制限が必要であると判断されたときには、運転者による運転モードの選択状態に拘わらずノーマルモード時アクセル開度設定用マップを用いてアクセル操作に基づく動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御される（図３のステップＳ１２０，Ｓ１４０〜Ｓ２００）。すなわち、ノーマルモードの実行時には、パワーモードの実行時に比べて、アクセル操作に対するトルク出力の応答性を高める必要性が低くなることからモータＭＧ１，ＭＧ２の負荷を小さくすることができる。従って、潤滑冷却オイルの油温Ｔａｔｆが基準油温Ｔｆｒｅｆ以上となっておりモータＭＧ１，ＭＧ２の負荷を制限すべきときに、運転者による運転モードの選択状態に拘わらずノーマルモードに対応した運転制約としてのノーマルモード時アクセル開度設定用マップを用いてエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２を制御すれば、パワーモードの選択時に生じるおそれがあるモータＭＧ１，ＭＧ２の発熱等に起因する性能低下を抑制することが可能となる。この結果、ハイブリッド自動車２０では、複数の運転モードの選択を許容することにより運転者のニーズを満足させると共に走行性能の低下を抑制することが可能となる。
【００３８】
また、上記実施例のように、潤滑冷却オイルの油温Ｔａｔｆが所定の基準油温Ｔｆｒｅｆ以上となっているときにモータＭＧ１，ＭＧ２の負荷制限が必要であるとみなすようにすれば、モータＭＧ１，ＭＧ２の発熱を抑制して当該発熱に起因するハイブリッド自動車２０の性能低下を良好に抑制することが可能となる。更に、モータＭＧ１，ＭＧ２の温度Ｔ１，Ｔ２とモータＭＧ１，ＭＧ２を冷却する潤滑冷却オイルの温度Ｔｆｒｅｆの間には所定の相関があることから、モータＭＧ１，ＭＧ２の温度Ｔ１，Ｔ２と潤滑冷却オイルの油温Ｔａｔｆとの双方を考慮すれば、モータＭＧ１，ＭＧ２の負荷制限の必要性をより適正に判断して、パワーモードが選択された際にノーマルモードに対応したノーマルモード時アクセル開度設定用マップを用いてエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２を制御する機会を必要最小限とすることが可能となる。加えて、低アクセル開度領域以外の１００％までのアクセル開度Ａｃｃに対してはノーマルモード時アクセル開度設定用マップに比べて大きな値を実行用アクセル開度Ａｃｃ＊として設定するパワーモード時アクセル開度設定用マップを用いれば、パワーモードの実行時にノーマルモードの実行時に比べて同一のアクセル開度Ａｃｃに対する要求トルクＴｒ＊を大きく設定して、アクセル操作に対するトルク出力の応答性を良好に向上させることが可能となる。なお、上記実施例のように、ノーマルモード時アクセル開度設定用マップとパワーモード時アクセル開度設定用マップとを用いる代わりに、ノーマルモード時要求トルク設定用マップと当該ノーマルモード時要求トルク設定用マップに比べて同一のアクセル開度Ａｃｃに対する要求トルクＴｒ＊を大きく設定する傾向をもったパワーモード時要求トルク設定用マップを用いてもよい。
【００３９】
図９は、実施例のハイブリッド自動車２０に適用されてハイブリッドＥＣＵ７０により実行され得る駆動制御ルーチンの他の例を示すフローチャートである。図９のルーチンもハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行されるものである。図９の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、図３のステップＳ１００と同様のデータ入力処理（ステップＳ４００）を実行した後、ステップＳ４００にて入力したアクセル開度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Ｔｒ＊を設定した上で、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ４１０）。続いて、図３のステップＳ１１０と同様にしてハイブリッド自動車２０の運転モードをノーマルモードとパワーモードとの何れとするかを判定する（ステップＳ４２０）。モードフラグＦｍｄが値０に設定されており、運転モードをノーマルモードとすべき場合には、エンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを図１０に示す燃費優先動作ライン（実施例では図７の動作ラインと同一のものとされる）と要求パワーＰｅ＊が一定となることを示す相関曲線との交点から求める（ステップＳ４３０）。また、モードフラグＦｍｄが値１に設定されており、運転モードをパワーモードとすべき場合には、エンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを上記燃費優先動作ラインに比べて内燃機関の出力トルクを大きく設定する傾向をもった図１０に示すトルク優先動作ラインと要求パワーＰｅ＊が一定となることを示す相関曲線との交点から求める（ステップＳ４４０）。そして、図３のステップＳ１６０〜Ｓ２００と同様のステップＳ４５０〜Ｓ４９０の処理を実行し、再度ステップＳ４００以降の処理を実行する。このように、アクセルペダルポジションセンサ８４により検出されたアクセル開度（アクセル操作量）Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共にエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定した上で（ステップＳ４１０）、要求パワーＰｅ＊やノーマルモード用の運転制約としての燃費優先動作ラインとパワーモード用のトルク優先動作ラインとの何れかを用いてエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２を制御してもよい。この場合、第２の運転モードとしてのパワーモードを実行する際に、エンジン２２のトルク負担を高めてエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルクを大きくすることができるので、モータＭＧ２の負担を軽減しながら、アクセル操作に対するトルク出力の応答性を向上させることが可能となる。
【００４０】
なお、上記実施例の変速機６０は、Ｈｉ，Ｌｏの２段の変速段をもって変速可能なものであるが、これに限られるものではなく、変速機は、３段以上の変速段をもって変速可能な変速機であってもよい。そして、モータＭＧ２と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとの間に介設されるギヤ機構は、変速機６０に限られるものではなく一般的な減速機であってもよい。
【００４１】
また、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものではない。すなわち、本発明は、図１１に示す変形例としてのハイブリッド自動車１２０のように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（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）に出力するものに適用されてもよい。
【００４２】
更に、実施例のハイブリッド自動車２０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に出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図１２に示す変形例としてのハイブリッド自動車２２０のように、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を備えるものに適用されてもよい。
【００４３】
そして、上記実施例においては、動力出力装置をハイブリッド自動車２０に搭載されるものとして説明したが、本発明による動力出力装置は、自動車以外の車両や船舶、航空機等の移動体に搭載されるものであってもよく、建設設備等の固定設備に組み込まれるものであってもよい。また、こうした自動車以外の移動体や固定設備に設けられる動力出力装置の制御方法も本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
【００４４】
ここで、上記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しておく。すなわち、上記実施例では、３軸式の動力分配統合機構３０あるいは対ロータ電動機２３０を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたエンジン２２が「内燃機関」に相当し、変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに機械的に接続されるか、あるいは駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸とは異なる車軸に接続されたモータＭＧ２（図１１参照）または対ロータ電動機２３０が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、運転者により操作されるアクセルペダル８３やアクセルペダルポジションセンサ８４がリングギヤ軸３２ａに対する駆動力要求操作を受け付ける「駆動力要求操作受付手段」に相当し、モードスイッチ８８が第１の運転モードとしてのノーマルモードと第２の運転モードとしてのパワーモードとの何れかを選択するための「運転モード選択手段」に相当し、図３または図９の駆動制御ルーチンを実行してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するハイブリッドＥＣＵ７０等が「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１，ＭＧ２等に潤滑冷却オイルを供給する機械式オイルポンプ５５および電動オイルポンプ５６が「冷却手段」に相当し、オイルパン５７に設けられた温度センサ５８が「冷媒温度検出手段」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２に設けられた温度センサ４５，４６が「電動機温度検出手段」に相当する。更に、実行用アクセル開度Ａｃｃ＊またはアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、モータＭＧ１あるいは対ロータ電動機２３０が「発電用電動機」に相当し、動力分配統合機構３０が「回転調整手段」および「３軸式動力入出力手段」に相当する。なお、これら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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
【００４５】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】変速機６０の概略構成図である。
【図３】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０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４】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるモード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】ノーマルモード時アクセル開度設定用マップおよびパワーモード時アクセル開度設定用マップを例示する説明図である。
【図６】要求トルク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の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する説明図である。
【図８】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９】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【図１０】燃費優先動作ラインとトルク優先動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する説明図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。
【図１２】変形例のハイブリッド自動車２２０の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
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  駆動輪、３９ｃ，３９ｄ  車輪、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、４５，４６，５８  温度センサ、４８  回転軸、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、５５  機械式オイルポンプ、５６  電動オイルポンプ、５７  オイルパン、６０  変速機、６０ａ  遊星歯車機構（ダブルピニオン式）、６０ｂ  遊星歯車機構（シングルピニオン式）、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（ハイブリッドＥＣＵ）、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、８７  車速センサ、８８  モードスイッチ、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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