(57)【要約】【課題】  車両のショックを防止する。【解決手段】  動力分配統合機構３０の第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１にモータＭＧ１を、キャリア３４にエンジン２２のクランクシャフト２６を、それぞれ接続すると共に、第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ４１に第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４を、キャリア４４に第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ４２を、リングギヤ４２にモータＭＧ２を、それぞれ接続し、第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４をケースに固定するためのブレーキＢＲを設ける。エンジン２２の運転を停止してブレーキＢＲを接続する要求がされたとき、動力分配統合機構３０の各回転要素に入出力されるトルクのバランスを保持したままモータＭＧ１，ＭＧ２によりエンジン２２の回転数を徐々に値０になるよう調整し回転数が値０に至った時点でブレーキＢＲをオンとする。これにより、ブレーキＢＲをオンからオフする際のショックを低減できる。【選択図】        図１
2005081931.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、
発電可能な第１の電動機と、
発電可能な第２の電動機と、
前記駆動軸に連結された第１の軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と前記第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と前記第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、該複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に該複数の軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を入出力させる多軸式動力入出力手段と、
前記内燃機関の出力軸の固定と該固定の解除とを行なう固定解除手段と、
前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸を固定する際、または、前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸の固定を解除する際、前記駆動軸に出力されるトルクの変動が抑制されるよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段と
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、前記固定解除手段による前記内燃機関の出力軸の固定が要請されたとき、該内燃機関の出力軸の回転数を調整するよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御すると共に該調整の後に前記内燃機関の出力軸を固定するよう前記固定解除手段を駆動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】
前記駆動制御手段は、前記内燃機関の出力軸の回転数が略値０となるよう前記駆動軸の回転数に基づいて前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御すると共に該駆動制御の後に前記内燃機関の出力軸を固定するよう前記固定解除手段を駆動制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記内燃機関の出力軸の回転数が緩変化して略値０に至るよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動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】
前記駆動制御手段は、前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸が固定されている状態で該固定の解除が要請されたとき、該固定解除手段に作用するトルクが調整されるよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御すると共に該調整の後に前記内燃機関の出力軸の固定を解除するよう前記固定解除手段を駆動制御する手段である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記駆動制御手段は、前記固定解除手段に作用するトルクが略値０となるよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御すると共に該駆動制御の後に前記内燃機関の出力軸の固定を解除するよう前記固定解除手段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】
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、
発電可能な第１の電動機と、
発電可能な第２の電動機と、
前記駆動軸に連結された第１の軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と前記第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と前記第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、該複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に該複数の軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を入出力させる多軸式動力入出力手段と、
前記内燃機関の出力軸の固定と該固定の解除とを行なう固定解除手段と、
前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸が固定されているとき、前記第１の電動機および前記第２の電動機の効率が高くなるトルク比をもって前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段と
を備える動力出力装置。
【請求項８】
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、
発電可能な第１の電動機と、
発電可能な第２の電動機と、
前記駆動軸に連結された第１の軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と前記第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と前記第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、該複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に該複数の軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を入出力させる多軸式動力入出力手段と、
前記内燃機関の出力軸の固定と該固定の解除とを行なう固定解除手段と、
前記第１の電動機を含む第１の電動機駆動系の温度と前記第２の電動機を含む第２の電動機駆動系の温度とを検出する温度検出手段と、
前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸が固定されているとき、前記検出された温度に応じたトルク比をもって前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段と
を備える動力出力装置。
【請求項９】
前記駆動制御手段は、前記検出された第１の電動機駆動系の温度と前記検出された第２の電動機駆動系の温度とのうち低い方を優先して駆動するトルク比をもって前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する手段である請求項８記載の動力出力装置。
【請求項１０】
前記駆動制御手段は、通常時には前記内燃機関の出力軸の固定が解除されるよう前記固定解除手段を駆動制御すると共に前記駆動軸に要求される要求動力が所定の低動力範囲内であると共に所定の出力条件が成立したときには前記内燃機関の出力軸が固定されるよう前記固定解除手段を駆動制御する手段である請求項１ないし９いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか記載の動力出力装置であって、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段を備え、
前記駆動制御手段は、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第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する手段である
を備える動力出力装置。
【請求項１２】
前記多軸式動力入出力手段は、前記第１の軸と前記第２の軸と前記第３の軸の３軸を有し該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１軸に動力が入出力される第１の３軸式動力入出力手段と、前記第４の軸と前記第１の軸に連結された第５の軸と前記第２の軸に連結された第６の軸の３軸を有し該３軸のうちのいいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力が入出力される第２の３軸式動力入出力手段とを備える手段である請求項１ないし１１いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１３】
前記第１の３軸式動力入出力手段および／または前記第２の３軸式動力入出力手段は、遊星歯車機構により構成されてなる請求項１２記載の動力出力装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３いずれか記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に機械的に車軸が連結されてなる自動車。
【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し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載し駆動軸に機械的に車軸が接続されてなる自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤに第１モータが，キャリアに出力軸（駆動軸）が，リングギヤにエンジンがそれぞれ接続されると共にダブルピニオン式の第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤに第２モータが，キャリアに第１プラネタリギヤＰ１のキャリアが，リングギヤに第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤが，それぞれ接続され、第１プラネタリギヤＰ１キャリアおよび第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤをハウジングに固定可能なブレーキを備えるものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３４１５３号公報（図１３）
【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、ブレーキのオンオフを切り替えることによりエンジンの出力軸を固定したり固定を解除したりすることができるものの、オンオフを切り替える際にショックが生じ、ドライバビリティを損なう場合がある。
【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、こうした問題を解決し、内燃機関の出力軸の固定する際や固定を解除する際のショックを抑制す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、ドライバビリティの悪化を防止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は、装置全体のエネルギ効率を向上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、第１の電動機や第２の電動機の過熱を防止する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】
本発明の第１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、
発電可能な第１の電動機と、
発電可能な第２の電動機と、
前記駆動軸に連結された第１の軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と前記第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と前記第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、該複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に該複数の軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を入出力させる多軸式動力入出力手段と、
前記内燃機関の出力軸の固定と該固定の解除とを行なう固定解除手段と、
前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸を固定する際、または、前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸の固定を解除する際、前記駆動軸に出力されるトルクの変動が抑制されるよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段と
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、多軸式動力入出力手段が、駆動軸に連結された第１の軸と内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有しこれら複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に複数の軸に入出力される動力の収支をもって駆動軸に動力を入出力させ、固定解除手段が内燃機関の出力軸の固定と固定の解除とを行なう。この固定解除手段により内燃機関の出力軸を固定する際や内燃機関の出力軸の固定を解除する際、駆動軸に出力されるトルクの変動が抑制されるよう第１の電動機と第２の電動機とを駆動制御するから、固定解除手段による内燃機関の出力軸を固定する際や固定を解除する際のショックを低減することができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記駆動制御手段は、前記固定解除手段による前記内燃機関の出力軸の固定が要請されたとき、該内燃機関の出力軸の回転数を調整するよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御すると共に該調整の後に前記内燃機関の出力軸を固定するよう前記固定解除手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記駆動制御手段は、前記内燃機関の出力軸の回転数が略値０となるよう前記駆動軸の回転数に基づいて前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御すると共に該駆動制御の後に前記内燃機関の出力軸を固定するよう前記固定解除手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記駆動制御手段は、前記内燃機関の出力軸の回転数が緩変化して略値０に至るよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動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、ショックをより低減することができる。
【０００９】
また、本発明の第１の動力出力装置において、前記駆動制御手段は、前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸が固定されている状態で該固定の解除が要請されたとき、該固定解除手段に作用するトルクが調整されるよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御すると共に該調整の後に前記内燃機関の出力軸の固定を解除するよう前記固定解除手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記駆動制御手段は、前記固定解除手段に作用するトルクが略値０となるよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御すると共に該駆動制御の後に前記内燃機関の出力軸の固定を解除するよう前記固定解除手段を駆動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、ショックをより低減することができる。
【００１０】
本発明の第２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、
発電可能な第１の電動機と、
発電可能な第２の電動機と、
前記駆動軸に連結された第１の軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と前記第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と前記第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、該複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に該複数の軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を入出力させる多軸式動力入出力手段と、
前記内燃機関の出力軸の固定と該固定の解除とを行なう固定解除手段と、
前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸が固定されているとき、前記第１の電動機および前記第２の電動機の効率が高くなるトルク比をもって前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段と
を備えることを要旨とする。
【００１１】
この本発明の第２の動力出力装置では、多軸式動力入出力手段が、駆動軸に連結された第１の軸と内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、これら複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に複数の軸に入出力される動力の収支をもって駆動軸に動力を入出力させ、固定解除手段が、内燃機関の出力軸の固定と固定の解除とを行なう。この固定解除手段により内燃機関の出力軸が固定されているとき、第１の電動機および第２の電動機の効率が高くなるトルク比をもって第１の電動機と第２の電動機とを駆動制御するから、装置全体のエネルギ効率をより向上させることができる。
【００１２】
本発明の第３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、
発電可能な第１の電動機と、
発電可能な第２の電動機と、
前記駆動軸に連結された第１の軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と前記第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と前記第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、該複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に該複数の軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を入出力させる多軸式動力入出力手段と、
前記内燃機関の出力軸の固定と該固定の解除とを行なう固定解除手段と、
前記第１の電動機を含む第１の電動機駆動系の温度と前記第２の電動機を含む第２の電動機駆動系の温度とを検出する温度検出手段と、
前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸が固定されているとき、前記検出された温度に応じたトルク比をもって前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段と
を備えることを要旨とする。
【００１３】
この本発明の第３の動力出力装置では、多軸式動力入出力手段が、駆動軸に連結された第１の軸と内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、これら複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に複数の軸に入出力される動力の収支をもって駆動軸に動力を入出力させ、固定解除手段が、内燃機関の出力軸の固定と固定の解除とを行なう。この固定解除手段により内燃機関の出力軸が固定されているとき、第１の電動機を含む第１の電動機駆動系の温度と前記第２の電動機を含む第２の電動機駆動系の温度とに応じたトルク比をもって第１の電動機と第２の電動機とを駆動制御するから、電動機駆動系の温度を電動機の駆動に適した温度とすることができる。
【００１４】
こうした本発明の第３の動力出力装置において、前記駆動制御手段は、前記検出された第１の電動機駆動系の温度と前記検出された第２の電動機駆動系の温度とのうち低い方を優先して駆動するトルク比をもって前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動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、電動機駆動系が過熱することによる不都合、例えば、電動機からの出力が低下したり寿命が短くなるのを抑制することができる。
【００１５】
本発明の第１ないし第３いずれかの動力出力装置において、前記駆動制御手段は、通常時には前記内燃機関の出力軸の固定が解除されるよう前記固定解除手段を駆動制御すると共に前記駆動軸に要求される要求動力が所定の低動力範囲内であると共に所定の出力条件が成立したときには前記内燃機関の出力軸が固定されるよう前記固定解除手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうした切り替えにより、装置を効率をよく運転することができる。ここで、「所定の出力条件」は、装置が備える蓄電手段の残容量に基づいて設定されるなど、要求動力以外の要素に基づいて設定されるものが考えられる。
【００１６】
また、本発明の第１ないし第３いずれかの動力出力装置において、操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段を備え、前記駆動制御手段は、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第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動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、操作者の要求に基づく動力を駆動軸に出力することができる。
【００１７】
さらに、本発明の第１ないし第３いずれかの動力出力装置において、前記多軸式動力入出力手段は、前記第１の軸と前記第２の軸と前記第３の軸の３軸を有し該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１軸に動力が入出力される第１の３軸式動力入出力手段と、前記第４の軸と前記第１の軸に連結された第５の軸と前記第２の軸に連結された第６の軸の３軸を有し該３軸のうちのいいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力が入出力される第２の３軸式動力入出力手段とを備える手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の第１ないし第３の動力出力装置において、前記第１の３軸式動力入出力手段および／または前記第２の３軸式動力入出力手段は、遊星歯車機構により構成されてなるものとすることもできる。
【００１８】
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ないし第３いずれかの動力出力装置、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、内燃機関と、発電可能な第１の電動機と、発電可能な第２の電動機と、前記駆動軸に連結された第１の軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と前記第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と前記第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、該複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に該複数の軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を入出力させる多軸式動力入出力手段と、前記内燃機関の出力軸の固定と該固定の解除とを行なう固定解除手段と、前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸の固定する際または前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸の固定を解除する際、前記駆動軸に出力されるトルクの変動が抑制されるよう前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段とを備える動力出力装置、または、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、発電可能な第１の電動機と、発電可能な第２の電動機と、前記駆動軸に連結された第１の軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と前記第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と前記第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、該複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に該複数の軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を入出力させる多軸式動力入出力手段と、前記内燃機関の出力軸の固定と該固定の解除とを行なう固定解除手段と、前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸が固定されているとき、前記第１の電動機および前記第２の電動機の効率が高くなるトルク比をもって前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段とを備える動力出力装置、あるいは、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、発電可能な第１の電動機と、発電可能な第２の電動機と、前記駆動軸に連結された第１の軸と前記内燃機関の出力軸に連結された第２の軸と前記第１の電動機の回転軸に連結された第３の軸と前記第２の電動機の回転軸に連結された第４の軸を含む複数の軸を有し、該複数の軸のうちのいずれか２軸の回転数が決定されると残余の軸の回転数が決定されると共に該複数の軸に入出力される動力の収支をもって前記駆動軸に動力を入出力させる多軸式動力入出力手段と、前記内燃機関の出力軸の固定と該固定の解除とを行なう固定解除手段と、前記第１の電動機を含む第１の電動機駆動系の温度と前記第２の電動機を含む第２の電動機駆動系の温度とを検出する温度検出手段と、前記固定解除手段により前記内燃機関の出力軸が固定されているとき、前記検出された温度に応じたトルク比をもって前記第１の電動機と前記第２の電動機とを駆動制御する駆動制御手段とを備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に機械的に車軸が連結されてなることを要旨とする。
【００１９】
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第１ないし第３いずれか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、固定解除手段による内燃機関の出力軸を固定する際や固定を解除する際のショックを低減することができる効果や装置全体のエネルギ効率をより向上させることができる効果、電動機を含む電動機駆動系の温度を駆動に適した温度とする効果などを奏することができる。
【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、本発明の第１実施例としての動力出力装置を搭載す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。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のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続されると共に駆動輪６９ａ，６９ｂにデファレンシャルギヤ６８を介して接続された４軸式の動力分配統合機構３０と、この動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、同じく動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータ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。
【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、二つのプラネタリギヤＰ１，Ｐ２とブレーキＢＲとにより構成されている。第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１にはモータＭＧ１の回転軸が、ピニオンギヤ３３を連結するキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、それぞれ接続されている。また、第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４はブレーキＢＲを介してケースに接続されている。第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ４１には第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４（エンジン２２のクランクシャフト２６）が、リングギヤ４２にはモータＭＧ２の回転軸が、ピニオンギヤ４３を連結するキャリア４４には駆動軸６５と第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２とが、それぞれ接続されている。駆動軸６５はデファレンシャルギヤ６８を介して駆動輪６９ａ，６９ｂに機械的に連結されているから、駆動軸に６５に出力された動力は最終的には駆動輪６９ａ，６９ｂに出力されることになる。
【００２４】
こうして構成された動力分配統合機構３０は、ブレーキＢＲをオフとすることにより、第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２と第２プラネタリギヤＰ２のキャリア４４とに接続された駆動軸６５と、第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４と第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ４１とに接続されたエンジン２２のクランクシャフト２６と、第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１の回転軸と、第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ４２に接続されたモータＭＧ２の回転軸と、の４軸を回転要素とするいわゆる４要素タイプの動力分配統合機構として機能させることができる。この４要素タイプの動力分配統合機構として機能する際の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係とを示す共線図を図２に示す。図中、左端のＲ２軸は、モータＭＧ２の回転軸の回転数Ｎｍ２である第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ４２の回転数を示し、Ｒ１，Ｃ２軸は、駆動軸６５の回転数Ｎｄである第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４の回転数を示すと共に第２プラネタリギヤＰ２のキャリア４４の回転数を示し、Ｃ１，Ｓ２軸は、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転数Ｎｅ（以下、エンジン２２の回転数Ｎｅと呼ぶ）である第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４の回転数を示すと共に第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ４１の回転数を示す。そして、右端のＳ１軸は、モータＭＧ１の回転軸の回転数Ｎｍ１である第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１の回転数を示す。この共線図は、各回転要素に作用するトルクを共線を梁に見立てたときにこの梁に作用する力と同一視することができるものである。したがって、各回転要素に作用するトルク或いは作用させるべきトルクを、同様の力が作用している梁の釣り合いを解くことにより計算することができる。なお、図中、ρ１は第１プラネタリギヤＰ１のギヤ比（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）であり、ρ２は第２プラネタリギヤＰ２のギヤ比（サンギヤ４１の歯数／リングギヤ４２の歯数）である。
【００２５】
また、動力分配統合機構３０は、ブレーキＢＲをオンとすることにより、エンジン２２のクランクシャフト２６をケースに固定してモータＭＧ１，ＭＧ２の一方または両方を用いて駆動軸６５に動力を出力させるものとして機能させることができる。この場合の共線図を図３に示す。
【００２６】
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５１，５２を介してバッテリ６０と電力のやりとりを行なう。インバータ５１，５２とバッテリ６０とを接続する電力ライン６４は、各インバータ５１，５２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６０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６０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）５０により駆動制御されている。モータＥＣＵ５０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５３，５４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ＥＣＵ５０からは、インバータ５１，５２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ５０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。
【００２７】
バッテリ６０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）６２によって管理されている。バッテリＥＣＵ６２には、バッテリ６０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ６０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６０の出力端子に接続された電力ライン６４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６０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６０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ＥＣＵ６２では、バッテリ６０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く残容量（ＳＯＣ）やこの残容量（ＳＯＣ）と電池温度とに基づく入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなども演算または設定している。
【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は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ５０，バッテリＥＣＵ６２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ＥＣＵ５０，バッテリＥＣＵ６２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２９】
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６５に出力すべき駆動要求トルクＴｄ＊を計算し、この駆動要求トルクＴｄ＊に対応する要求動力が効率よく駆動軸６５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駆動軸６５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６０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６０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駆動軸６５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ＭＧ１やモータＭＧ２から要求動力に見合う動力を駆動軸６５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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードはバッテリ６０の充放電を行なうか否かの差があるだけで実質的な制御における差違はない。したがって、以下、トルク変換運転モードと充放電運転モードとを含めて通常運転モードと呼ぶ。
【００３０】
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、運転中のエンジン２２を停止して通常運転モードよる走行からモータ運転モードによる走行に切り替える際の動作と停止中のエンジン２２を始動してモータ運転モードによる走行から通常運転モードによる走行に切り替える際の動作について説明する。説明の都合上、これらの切り替え動作を説明する前に、駆動要求トルクＴｄ＊を設定する動作と、この駆動要求トルクＴｄ＊を駆動軸６５に出力するために行なわれる通常運転モードの基本的な動作とモータ運転モードの基本的な動作について説明する。図４は、実施例のハイブリッド自動車２０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要求トルク設定処理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、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。駆動要求トルク設定処理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，充放電要求パワーＰｂ＊などのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ５３，５４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ＥＣＵ５０から通信により入力するものとした。また、バッテリ６０を充放電するための要求充放電パワーＰｂ＊は、残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ６２から通信により入力するものとした。こうしてデータを入力すると、入力した車速Ｖに換算係数ｋを乗じて駆動軸６５の回転数Ｎｄを設定し（ステップＳ１０２）、入力したアクセル開度Ａｃｃとに基づいて駆動軸６５に出力すべき駆動要求トルクＴｄ＊を設定すると共に（ステップＳ１０４）、設定した駆動要求トルクＴｄ＊と回転数Ｎｄと入力した充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいて車両に要求される車両要求パワーＰ＊を設定して（ステップＳ１０６）、本ルーチンを終了する。駆動要求トルクＴｄ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと駆動要求トルクＴｄ＊との関係を予め求めて要求トルク設定マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられたときにマップから対応する駆動要求トルクＴｄ＊を導出することにより行なうものとした。このマップの一例を図５に示す。また、車両要求パワーＰ＊は、駆動要求トルクＴｄ＊と回転数Ｎｄとを乗じた値と充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和により計算することができる。
【００３１】
通常運転モードにおける処理は、図６の通常運転制御ルーチンにより行なわれる。この通常運転制御ルーチンでは、前述した図４の駆動要求トルク設定処理ルーチンにより設定された車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上であるか車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上であるとき、即ち、車両に比較的大きな動力が要求されたときや比較的高速で走行しているときに所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。通常運転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、車両要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。エンジン要求パワーＰｅ＊の設定は、エンジン２２の応答性がモータＭＧ１，ＭＧ２などに比して遅いことから、いままでにこのルーチンが実行されて設定されたエンジン要求パワーＰｅ＊と今回設定された車両要求パワーＰ＊とを用いて車両要求パワーＰ＊がいずれエンジン要求パワーＰｅ＊として設定されるようなまし処理やレート処理を用いてエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する。これによりエンジン２２は無理なくエンジン要求パワーＰｅ＊を出力することができる。
【００３２】
エンジン要求パワーＰｅ＊を設定すると、エンジン要求パワー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Ｓ１２２）。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エンジン要求パワー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７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとエンジン要求パワー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。続いて、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊と駆動要求トルクＴｄ＊とに基づいて動力分配統合機構３０を４要素タイプとして機能させているものとしたときのモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれ次式（１），（２）により計算する（ステップＳ１２４）。ここで、目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊は、図２に示す共線図における釣り合いの関係から容易に導出することができる。
【００３３】
【数１】
2005081931.tif 000003
【００３４】
こうしてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０にそれぞれ送信して（ステップＳ１２６）、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から目標トルクＴｅ＊に見合うトルクが出力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、目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ５０は、目標トルクＴｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共に目標トルクＴｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ５１，５２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３５】
モータ運転モードにおける処理は、図８に例示するモータ運転制御ルーチンにより行なわれる。このモータ運転制御ルーチンは、図４の駆動要求トルク設定処理ルーチンにより設定された車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であり車速Ｖも閾値Ｖｒｅｆ未満であるとき、即ち、車両が低速で走行しているか停車している状態で比較的低い動力が要求されているときに所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。このモータ運転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、エンジン２２の停止を保持し（ステップＳ１３０）、モータＭＧ１から出力すべきトルクとモータＭＧ２から出力すべきトルクとの比であるトルク比α（＝Ｔｍ１＊／Ｔｍ２＊）を設定する（ステップＳ１３２）。ここで、トルク比αは、実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２の効率が最もよくなるトルク比を実験的に求めて予めＲＯＭ７４に記憶したものを用いるものとした。そして、設定されたトルク比αと図３の共線図における釣り合いの式（次式（３）の関係式）とを満たすようモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１３４）、設定した目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ５０に送信する処理を行なって（ステップＳ１３６）、本ルーチンを終了する。
【００３６】
【数２】
2005081931.tif 000004
【００３７】
次に、通常運転モードで走行している最中にモータ運転モードによる走行への切り替えが要求されたときの処理について説明する。図９は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ運転切替処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。モータ運転切替処理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、エンジン２２を運転停止するようエンジン２２の目標トルクＴｅ＊として値０を設定すると共に（ステップＳ２００）、駆動要求トルクＴｄ＊を駆動軸６５に出力するための次式（４），（５）の関係式を満たすようにモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して（ステップＳ２０２）、目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０に送信してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを駆動させる（ステップＳ２０４）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２は、実際には、目標トルクＴｅ＊として値０を設定してエンジン２２を駆動制御した際の応答遅れに応じてなまし処理やレート処理が施されて最終的に式（４），（５）の関係を満たすように駆動制御される。これにより、エンジン２２はトルクの出力なしに回転している状態でモータＭＧ１，ＭＧ２により駆動要求トルクＴｄ＊が駆動軸６５に出力されることになる。
【００３８】
【数３】
2005081931.tif 000005
【００３９】
そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ２０６）。ここで、実施例では、エンジン２２の回転数が緩やかに変化しながら値０に至るようなまし処理やレート処理を施してエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する。続いて、設定した目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸６５の回転数Ｎｄとを用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定する（ステップＳ２０８）。このモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、図２の共線図における回転数の関係（２軸の回転数が決まると他の軸の回転数が決まる関係）から容易に計算することができる。そして、設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とを用いて次式（６）によりモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊を設定する（ステップＳ２１０）。このようにエンジン２２の回転数が緩やかに変化しながら値０に至るようにモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊を設定するのは、モータＭＧ１の正方向のトルク（図２の共線図における上向きのトルク）を維持して、モータＭＧ１から駆動軸６５に作用するトルクが抜けるのを防止するためである。なお、式（６）中の「Ｋｐ」は比例項におけるゲインを示し、「Ｋｉ」は積分項におけるゲインを示す。
【００４０】
【数４】
2005081931.tif 000006
【００４１】
モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊を設定すると、駆動要求トルクＴｄ＊に目標トルクＴｍ１＊を減じてモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊を設定し（ステップＳ２１２）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ５０に送信してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動させる（ステップＳ２１４）。その後、エンジン２２の現在の回転数Ｎｅを調べ（ステップＳ２１６）、エンジン２２の回転数Ｎｅが値０となるまでステップＳ２０６〜Ｓ２１４の処理を繰り返す（ステップＳ２１６）。これにより、トルクの変動なしに駆動要求トルクＴｄ＊を駆動軸６５に出力させながらエンジン２２の回転数Ｎｅを値０に向けて調整することができる。なお、エンジン２２の現在の回転数Ｎｅは、図４のルーチンのステップＳ１００において回転位置検出センサ５３，５４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸の回転位置に基づいて演算されモータＥＣＵ５０により通信により入力されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２から、図２の共線図における回転数の関係から計算して得られたものを用いるものとした。
【００４２】
エンジン２２の回転数Ｎｅが値０に至ったと判定されると、ブレーキＢＲをオンして（ステップＳ２１８）、本ルーチンを終了する。これにより、前述した図８に例示するモータ運転制御ルーチンが実行され、図３の共線図の状態で駆動要求トルクＴｄ＊が駆動軸６５に出力されることになる。
【００４３】
図１０に、通常運転モードからモータ運転モードに切り替える際の駆動軸６５とエンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸のトルクと回転数の時間変化の様子を説明する説明図を示す。図２の共線図の状態で動力分配統合機構３０を４要素タイプの動力分配統合機構として機能させているときに、時刻ｔ１に通常運転モードからモータ運転モードへの切り替えが要求されると、エンジン２２から出力されるトルクを停止し、これに伴って駆動軸６５への駆動要求トルクＴｄ＊を維持するためにモータＭＧ１，ＭＧ２から出力されるトルクが引き上げられるようモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動制御される。エンジン２２から出力されるトルクが停止する時刻ｔ２に、図２の共線図におけるトルクの釣り合いを保ったままエンジン２２の回転数Ｎｅを徐々に値０に落とすようにモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動制御され、エンジン２２の回転数Ｎｅが値０となった時刻ｔ３にブレーキＢＲをオンとする。ブレーキＢＲは、エンジン２２の回転数Ｎｅを値０に落としてからオンされるから、これにより駆動軸６５へのトルクの変動は生じない。時刻ｔ４にブレーキＢＲの係合が完了すると、動力分配統合機構３０は図３の共線図の状態として機能することになり、図３の共線図の状態で駆動要求トルクＴｄ＊が駆動軸６５に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動制御される。
【００４４】
次に、モータ運転モードで走行している最中に通常運転モードによる走行が要求されたときの処理について説明する。このモータ運転モードから通常運転モードへの切り替え処理は、基本的には、通常運転モードからモータ運転モードへの切り替えの処理と逆の処理となる。図１１は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される通常運転切替処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。通常運転切替処理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、エンジン２２のクランクシャフト２６にトルクが作用しないよう、即ち、ブレーキＢＲがオフされたときにエンジン２２の回転数Ｎｅが値０で動力分配統合機構３０に入出力されるトルクがバランスするよう前述した式（４），（５）の関係式を用いてモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２３０）、設定した目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ５０に送信してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動させる（ステップＳ２３２）。
【００４５】
その後、ブレーキＢ１をオフして（ステップＳ２３４）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊としてエンジン２２を始動させるための回転数Ｎｓｔを設定し（ステップＳ２３６）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸６５の回転数Ｎｄとに基づいてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定し（ステップＳ２３８）、設定した目標回転数Ｎｍ１＊でモータＭＧ１が駆動するよう前述した式（６）を用いてモータＭＧ１が出力すべき目標トルクＴｍ１＊を設定する（ステップＳ２４０）。そして、駆動要求トルクＴｄ＊から設定した目標トルクＴｍ１＊を減じると共にエンジン２２の始動に必要なトルクＴｓｔを加えた値をモータＭＧ２が出力すべきモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊として設定し（ステップＳ２４２）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ５０に送信してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動させ（ステップＳ２４６）、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｓｔに至るまでステップＳ２３６〜Ｓ２４６までの処理を繰り返す（ステップＳ２４８）。これにより、駆動要求トルクＴｄ＊を駆動軸６５に出力させながらエンジン２２のクランクシャフト２６にエンジン２２の始動に必要なトルクを出力することができる。
【００４６】
エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｓｔに至ると、エンジン２２を始動する処理を行なって（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。これにより、動力分配統合機構３０を４要素タイプの動力分配統合機構として機能させて、前述の図６の通常運転制御ルーチンの処理が行なわれることになる。
【００４７】
以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の運転を停止してブレーキＢＲをオンする際には、エンジン２２の回転数Ｎｅが緩変化して値０に至るよう駆動軸６５の回転数Ｎｄに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御し、エンジン２２の回転数Ｎｅが値０となった時点でブレーキＢＲをオンとしてエンジン２２のクランクシャフト２６を固定し、ブレーキＢＲをオフしてエンジン２２の運転を開始する際には、固定されているエンジン２２のクランクシャフト２６にトルクが作用しないようモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御してからブレーキＢＲをオフとしてエンジン２２を始動させる。したがって、こうしたブレーキＢＲの切り替えの際にショックが発生するのを低減することができる。また、こうした切り替えを運転者の要求や車両の状態に応じて行なうから、装置のエネルギ効率をより向上させることができる。もとより、運転者により要求された駆動要求トルクＴｄ＊を駆動軸６５に出力させることができる。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ運転モードにおけるモータＭＧ１，ＭＧ２からそれぞれ出力すべきトルクの比をモータＭＧ１，ＭＧ２の効率が高くなる比として設定するものとしたが、モータＭＧ１やインバータ５１の温度とモータＭＧ２やインバータ５２の温度をそれぞれ図示しない温度センサにより検出し、この検出された温度に基づいてトルク比を設定するものとしてもよい。例えば、検出された温度の低い方を優先して駆動するトルク比とすれば、駆動要求トルクＴｄ＊を駆動軸６５に出力させながらモータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ５１，５２の温度を駆動に適した温度に維持することができる。この結果、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ５１，５２が過熱することによる不都合、例えば、出力低下や短寿命などを抑制することができる。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１にモータＭＧ１の回転軸を接続し、第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４と第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ４１とにエンジン２２のクランクシャフト２６を接続し、第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２と第２プラネタリギヤＰ２のキャリア４４に駆動軸６５を接続し、第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ４２にモータＭＧ２の回転軸を接続し、第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４にブレーキＢＲを介してケースに接続したが、接続関係はこれに限定されるものではなく、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の連結位置と駆動軸６５の連結位置とを入れ替えると共に第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２にブレーキＢＲを介してケースを接続するものとしてもよい。
【００５０】
上述した各実施例やその変形例では、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２と動力分配統合機構３０を備え駆動軸６５に動力を出力する動力出力装置を自動車に搭載するものとしたが、こうした動力出力装置を自動車以外の列車などの車両や船舶，航空機などの移動体に搭載するものとしてもよいし、建設機器などの移動しない設備の動力源として用いるものとしてもよい。
【００５１】
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】
【００５２】
本発明は、自動車産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載す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】４要素タイプの動力分配統合機構として機能させた際の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図である。
【図３】モータＭＧ１，ＭＧ２により駆動軸６５に動力を出力させる際の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図である。
【図４】実施例のハイブリッド自動車２０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要求トルク設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと駆動要求トルクＴｄ＊との関係を示すマップである。
【図６】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される通常運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】エンジン要求パワーＰｅ＊に基づいて目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定する様子を説明する説明図である。
【図８】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ運転切替処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】通常運転モードからモータ運転モードに運転モードを切り替える際の駆動軸６５とエンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸のトルクと回転数の時間変化の様子を説明する説明図である。
【図１１】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される通常運転切替処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
２０  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、３１，４１  サンギヤ、３２，４２  リングギヤ、３３，４３  ピニオンギヤ、３４，４４  キャリア、５０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５１，５２  インバータ、５３，５４  回転位置検出センサ、６０  バッテリ、６２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６４  電力ライン、６５  駆動軸、６８  デファレンシャルギヤ、６９ａ，６９ｂ  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、Ｐ１，Ｐ２  プラネタリギヤ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、ＢＲ  ブレーキ。
【図１】
2005081931.tif 000007
【図２】
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【図３】
2005081931.tif 000009
【図４】
2005081931.tif 000010
【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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