(57)【要約】【課題】  車両全体のエネルギ効率の向上を図る。【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、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のリングギヤ３７にエンジンＥＧ１を、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３９にエンジンＥＧ２を、第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６にモータＭＧ２と駆動軸６５とを接続する。エンジンＥＧ２から駆動軸６５に動力を出力する第１運転パターンと、エンジンＥＧ１から駆動軸６５に動力を出力する第２運転パターンと、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方から駆動軸６５に動力を出力する第３運転パターンと、エンジンＥＧ１，ＥＧ２を停止してモータＭＧ２から駆動軸６５に動力を出力するモータ運転モードとのうちから運転者の要求に応じて効率よく運転できる運転パターンを選択して駆動制御する。【選択図】        図１
2005295691.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、
第１内燃機関と、
第２内燃機関と、
第１電動機と、
第２電動機と、
前記第１内燃機関の出力軸に連結された第１軸と前記第２内燃機関の出力軸に連結された第２軸と前記第１電動機の回転軸に連結された第３軸と前記第２電動機の回転軸に連結された第４軸の４軸を含む複数の軸を有し、前記駆動軸に前記４軸のいずれかの軸が連結されてなり、該４軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させ、前記複数の軸に入出力される動力の収支をとって前記第１内燃機関と前記第２内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とからの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する複数軸式動力入出力手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記複数軸式動力入出力手段は、前記駆動軸に前記第３軸または前記第４軸が連結されてなる手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記複数軸式動力入出力手段は、前記駆動軸に前記第１軸または前記第２軸が連結されてなる手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記複数軸式動力入出力手段は、前記第１内燃機関の出力軸と前記第１軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除機構と、前記第２内燃機関の出力軸と前記第２軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除機構とを備え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】
前記第１接続解除機構および前記第２接続解除機構のうち少なくとも一方はワンウェイクラッチである請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記複数軸式動力入出力手段は、前記４軸のうち前記駆動軸に連結された軸が該４軸のうち最大の回転数で回転するか最小の回転数で回転するかのいずれかで回転するよう該４軸を連結してなる手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記複数軸式動力入出力手段は、前記４軸のうち前記駆動軸に連結された軸が該４軸のうち最大の回転数で回転することもなく最小の回転数で回転することもなく回転するよう連結してなる手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【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であって、
操作者の操作に基づいて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、
該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第１内燃機関と前記第２内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機と前記複数軸式動力入出力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９】
請求項８記載の動力出力装置であって、
前記第１電動機および前記第２電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段を備え、
前記制御手段は、前記第１内燃機関からの動力を用いることなしに前記第２内燃機関からの動力を用い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制御する第１制御と、前記第２内燃機関からの動力を用いることなしに前記第１内燃機関からの動力を用い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制御する第２制御と、前記第１内燃機関からの動力と前記第２内燃機関からの動力とを用い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制御する第３制御と、前記第１内燃機関からの動力および前記第２内燃機関からの動力の双方を用いることなしに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制御する第４制御と、を切り替え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制御する手段である
動力出力装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記第１制御または前記第２制御において動力を用いない内燃機関については該内燃機関の運転を停止する手段である請求項９記載の動力出力装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記設定された要求動力に基づいて前記第１制御と前記第２制御と前記第３制御と前記第４制御のうちからいずれかの制御を選択し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制御する手段である請求項９または１０記載の動力出力装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記設定された要求動力に基づく動力が効率よく前記駆動軸に出力されるよう制御する手段である請求項８ないし１１いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１３】
前記複数軸式動力入出力手段は、三つの回転要素を有する第１遊星歯車と、三つの回転要素を有し該三つの回転要素のうちのいずれか二つの回転要素が前記第１遊星歯車の三つの回転要素のうちのいずれか二つの回転要素に各々接続された第２遊星歯車とを備え、前記第２遊星歯車の三つの回転要素のうち前記第１遊星歯車の三つの回転要素のいずれにも接続されていない回転要素と前記第１遊星歯車の三つの回転要素とに接続された四つの軸を前記４軸とする手段である請求項１ないし１２いずれか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、車軸が前記駆動軸に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する自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、車軸に接続されたトランスミッションに作動装置を取り付け、モータの回転軸にクラッチを介してエンジンを接続した二組の構成を各々クラッチとブレーキとを介して作動装置に取り付けた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、クラッチとブレーキとを適宜作動し、二つのモータと二つのエンジンとを種々に組み合わせてエンジンを効率のよい運転ポイントで運転することにより、車両全体のエネルギ効率の向上を図っている。
【特許文献１】特開平１１−３１１３７号公報（図１）
【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、作動装置の特性上、一方の組のエンジンを効率のよい運転ポイントで運転する場合、他方の組についてはその反力をキャンセルするトルクを出力すると共にトランスミッションへの出力軸の回転数と一方の組の回転数とにより定まる回転数で回転させなければならず、他方の組のエンジンを効率のよい運転ポイントで運転することはできない。即ち、二つのエンジンにおける運転の自由度は低いものになっている。
【０００４】
一方、近年では、モータにより駆動する電気自動車やエンジンとモータとを搭載するハイブリッド自動車，燃料電池を搭載する燃料電池車など種々の構成の動力出力装置が自動車に搭載されており、こうした動力出力装置では、エネルギ効率の向上が課題の一つとなっている。
【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、二つの電動機と二つの内燃機関を備える動力出力装置およびこれを搭載する自動車において、二つの内燃機関における運転の自由度が高い構成を提案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、装置全体または車両全体のエネルギ効率の向上を図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、
第１内燃機関と、
第２内燃機関と、
第１電動機と、
第２電動機と、
前記第１内燃機関の出力軸に連結された第１軸と前記第２内燃機関の出力軸に連結された第２軸と前記第１電動機の回転軸に連結された第３軸と前記第２電動機の回転軸に連結された第４軸の４軸を含む複数の軸を有し、前記駆動軸に前記４軸のいずれかの軸が連結されてなり、該４軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させ、前記複数の軸に入出力される動力の収支をとって前記第１内燃機関と前記第２内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とからの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する複数軸式動力入出力手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、第１内燃機関の出力軸に連結された第１軸と第２内燃機関の出力軸に連結された第２軸と第１電動機の回転軸に連結された第３軸と第２電動機の回転軸に連結された第４軸の４軸を含む複数の軸を有し、駆動軸にこの４軸のいずれかの軸が連結されてなり、この４軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させる複数軸式動力入出力手段により、少なくとも第１内燃機関と第２内燃機関と第１電動機と第２電動機とからこの４軸に入出力された動力の収支をとって駆動軸に出力する。したがって、第１内燃機関と第２内燃機関と第１電動機と第２電動機の駆動を適宜調整することにより、装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記複数軸式動力入出力手段は、前記駆動軸に前記第３軸または前記第４軸が連結されてなる手段であるものとすることもできるし、前記駆動軸に前記第１軸または前記第２軸が連結されてなる手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記複数軸式動力入出力手段は、前記第１内燃機関の出力軸と前記第１軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除機構と、前記第２内燃機関の出力軸と前記第２軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除機構とを備える手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１接続解除機構と第２接続解除機構とを適宜作動させることにより、第１内燃機関と第２内燃機関の運転の自由度を高いものとすることができる。この結果、第１内燃機関や第２内燃機関を効率のよい運転ポイントで運転したり、運転を停止することにより、装置のエネルギ効率を向上させることができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記第１接続解除機構および前記第２接続解除機構のうち少なくとも一方はワンウェイクラッチであるものとすることもできる。こうすれば、接続解除機構における接続や接続の解除を内燃機関の運転により行なうことができる。
【００１１】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記複数軸式動力入出力手段は、前記４軸のうち前記駆動軸に連結された軸が該４軸のうち最大の回転数で回転するか最小の回転数で回転するかのいずれかで回転するよう該４軸を連結してなる手段であるものとすることもできるし、前記４軸のうち前記駆動軸に連結された軸が該４軸のうち最大の回転数で回転することもなく最小の回転数で回転することもなく回転するよう連結してなる手段であるものとすることもできる。
【００１２】
あるいは、本発明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要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、該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第１内燃機関と前記第２内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機と前記複数軸式動力入出力手段とを制御する制御手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、操作者の操作に基づく動力を駆動軸に出力することができる。この場合、前記制御手段は、前記設定された要求動力に基づく動力が効率よく前記駆動軸に出力されるよう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、装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１３】
この制御手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記第１電動機および前記第２電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段を備え、前記制御手段は、前記第１内燃機関からの動力を用いることなしに前記第２内燃機関からの動力を用い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制御する第１制御と、前記第２内燃機関からの動力を用いることなしに前記第１内燃機関からの動力を用い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制御する第２制御と、前記第１内燃機関からの動力と前記第２内燃機関からの動力とを用い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制御する第３制御と、前記第１内燃機関からの動力および前記第２内燃機関からの動力の双方を用いることなしに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制御する第４制御と、を切り替え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、第１制御と第２制御と第３制御と第４制御の４つの制御を切り替えて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。この場合、前記制御手段は、前記第１制御または前記第２制御において動力を用いない内燃機関については該内燃機関の運転を停止する手段であるものとすることもできる。また、前記制御手段は、前記設定された要求動力に基づいて前記第１制御と前記第２制御と前記第３制御と前記第４制御のうちからいずれかの制御を選択し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、要求動力に応じた制御により駆動軸に動力を出力することができる。
【００１４】
本発明の動力出力装置において、前記複数軸式動力入出力手段は、三つの回転要素を有する第１遊星歯車と、三つの回転要素を有し該三つの回転要素のうちのいずれか二つの回転要素が前記第１遊星歯車の三つの回転要素のうちのいずれか二つの回転要素に各々接続された第２遊星歯車とを備え、前記第２遊星歯車の三つの回転要素のうち前記第１遊星歯車の三つの回転要素のいずれにも接続されていない回転要素と前記第１遊星歯車の三つの回転要素とに接続された四つの軸を前記４軸とする手段であるものとすることもできる。こうすれば、二つの遊星歯車を用いることにより複数軸式動力入出力手段を構成することができる。
【００１５】
本発明の自動車は、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する動力出力装置であって、第１内燃機関と、第２内燃機関と、第１電動機と、第２電動機と、前記第１内燃機関の出力軸に連結された第１軸と前記第２内燃機関の出力軸に連結された第２軸と前記第１電動機の回転軸に連結された第３軸と前記第２電動機の回転軸に連結された第４軸の４軸を含む複数の軸を有し、前記駆動軸に前記４軸のいずれかの軸が連結されてなり、該４軸のうちのいずれか２軸の回転数に基づいて残余の２軸を回転させ、前記複数の軸に入出力される動力の収支をとって前記第１内燃機関と前記第２内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とからの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する複数軸式動力入出力手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００１６】
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１内燃機関と第２内燃機関と第１電動機と第２電動機の駆動を適宜調整することによって装置のエネルギ効率を向上させることができる効果や第１内燃機関と第２内燃機関の運転の自由度を高いものとす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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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１】
【００１８】
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。第１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ＥＧ１，ＥＧ２と、エンジンＥＧ１，ＥＧ２のクランクシャフト２６，２７にダンパ２８，２９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とギヤ機構６６と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。
【００１９】
エンジンＥＧ１，ＥＧ２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、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４，２５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ＥＣＵ２４，２５には、エンジンＥＧ１，ＥＧ２を運転制御するために必要な信号、例えばエンジンＥＧ１，ＥＧ２の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２２，２３からの信号などが入力されている。エンジンＥＣＵ２４，２５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ＥＧ１，ＥＧ２を運転制御すると共に必要に応じてエンジンＥＧ１，ＥＧ２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。
【００２０】
動力分配統合機構３０は、２つのシングルピニオン式のプラネタリギヤＰ１，Ｐ２と２つのワンウェイクラッチ４１，４２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、リングギヤ３２にはワンウェイクラッチ４２を介してエンジンＥＧ２のクランクシャフト２７が、ピニオンギヤ３３を連結するキャリア３４にはワンウェイクラッチ４１を介してＥＧ１のクランクシャフト２６が、それぞれ接続されている。第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６にはモータＭＧ２の回転軸が、リングギヤ３７には第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４が、ピニオンギヤ３８を連結するキャリア３９には第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２が、それぞれ接続されている。第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６に接続された駆動軸６５は、ギヤ機構６６とデファレンシャルギヤ６８を介して駆動輪６９ａ，６９ｂに接続されている。ワンウェイクラッチ４１，４２は、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の回転数Ｎｅ１，Ｎｅ２がキャリア３４（リングギヤ３７），リングギヤ３２（キャリア３９）の回転数よりも大きくなろうとするときに噛み合って一体化してエンジンＥＧ１，ＥＧ２からの動力をキャリア３４，リングギヤ３２に伝達し、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の回転数Ｎｅ１，Ｎｅ２がキャリア３４，リングギヤ３２の回転数に比して小さいときには空転してキャリア３４，リングギヤ３２からエンジンＥＧ１，ＥＧ２を切り離す。
【００２１】
モータＭＧ１，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。
【００２２】
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。
【００２３】
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ＥＣＵ２４，２５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ＥＣＵ２４，２５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。
【００２４】
こうして構成された第１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駆動軸６５に出力されるように、エンジンＥＧ１とエンジンＥＧ２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジンＥＧ１とエンジンＥＧ２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ＥＧ１とエンジンＥＧ２とのうちの一方または両方から出力されるようにエンジンＥＧ１とエンジンＥＧ２とを運転制御すると共にエンジンＥＧ１やエンジンＥＧ２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ＥＧ１とエンジンＥＧ２とのうちの一方または両方から出力されるようにエンジンＥＧ１とエンジンＥＧ２と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ＥＧ１やエンジンＥＧ２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ＥＧ１とエンジンＥＧ２との両方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。
【００２５】
上述のトルク変換運転モードや充放電運転モードのようにエンジンＥＧ１やエンジンＥＧ２から動力を出力する運転パターンとしては、エンジンＥＧ１を停止した状態でエンジンＥＧ２から動力を出力してこれをモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸６５に出力する第１運転パターンと、エンジンＥＧ２を停止した状態でエンジンＥＧ１から動力を出力してこれをモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸６５に出力する第２運転パターンと、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方から動力を出力してこれをモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸６５に出力する第３運転パターンとがある。まず、第１運転パターンについて説明する。この運転パターンの共線図を図２に示す。第１プラネタリギヤＰ１と第２プラネタリギヤＰ２とを上記のように接続した場合には、図示するように、第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１（以下、Ｓ１軸という）と、第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４および第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７（以下、Ｃ１，Ｒ２軸という）と、第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２および第２プラネタリギヤＰ２のキャリア３９（以下、Ｒ１，Ｃ２軸という）と、第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６（以下、Ｓ２軸という）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要素タイプでは、４軸のうちの２軸の回転数が決まると残りの２軸の回転数が決まり、３軸に入出力する動力が決まると残りの軸の動力は従属関係として決まる。図中、左のＳ１軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１である第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ１，Ｒ２軸は第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のリングギヤ３７の回転数を示す。また、Ｒ１，Ｃ２軸は、エンジンＥＧ２の回転数Ｎｅ２である第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２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３９の回転数を示す。右端のＳ２軸は、駆動軸６５およびモータＭＧ２の回転数Ｎｄである第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６の回転数を示す。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）、ρ２は第２プラネタリギヤＰ２のギヤ比（サンギヤ３６の歯数／リングギヤ３７の歯数）を示す。この運転パターンでは、エンジンＥＧ１は停止している。エンジンＥＧ１はワンウェイクラッチ４１を介してキャリア３４に接続されているから、エンジンＥＧ１を停止した状態でも４要素の共線図は動作する。したがって、４軸のうちの３軸に動力の入出力を行なう場合を考えればよい。この場合、図示するように、エンジンＥＧ２から出力した動力をモータＭＧ１，ＭＧ２でトルク変換して駆動軸６５に出力する。
【００２６】
続いて、第２運転パターンについて説明する。この運転パターンの共線図を図３に示す。この運転パターンでは、エンジンＥＧ２が停止している。上述したように、エンジンＥＧ２もワンウェイクラッチ４２を介してリングギヤ３２に接続されているから、エンジンＥＧ２は停止した状態を保持することができ、この状態で共線図を考えることができる。この場合、前述した第１運転パターンと同様、エンジンＥＧ１に出力した動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸６５に出力する。さらに、第３運転パターンについて説明する。この運転パターンの共線図を図４に示す。このときには、エンジンＥＧ１とエンジンＥＧ２とから出力した動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸６５に出力する。なお、モータ運転モードでは、図５の共線図に示すように、エンジンＥＧ１，ＥＧ２を共に停止している状態であるので、エンジンＥＧ１にワンウェイクラッチ４１を介して接続された第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４の回転数が値０となり、駆動軸６５にはモータＭＧ２からトルクを出力する。
【００２７】
次に、各運転パターンの特徴について説明する。まず、第１運転パターンと第２運転パターンとを比較する。図６にエンジンＥＧ１，ＥＧ２を同一の運転ポイントで運転したときの第１運転パターンと第２運転パターンとの共線図を示す。いま、駆動軸６５に要求される要求動力（回転数Ｎｄ×トルクＴｄ）の全部をエンジンＥＧ１，ＥＧ２のうちの一方から出力するためにエンジンＥＧ１，ＥＧ２を効率のよい運転ポイント（回転数Ｎｅ，トルクＴｅ）で運転することを考える。図中、実線はエンジンＥＧ２をこの運転ポイントで運転する第１運転パターンの共線図を示し、点線はエンジンＥＧ１を同様の運転ポイントで運転する第２運転パターンの共線図を示す。このとき、エンジンＥＧ１，ＥＧ２からの動力の一部は、ギヤ比ρ１，ρ２に基づく分配比により駆動軸６５に直接出力される。エンジンＥＧ１，ＥＧ２から駆動軸６５に直接出力されるトルク（以下、直達トルクという）Ｔｅｓ１，Ｔｅｓ２は次式（１），（２）により計算される。式（１），（２）より、エンジンＥＧ２を運転する場合の直達トルクＴｅｓ２は、エンジンＥＧ１を運転する場合の直達トルクＴｅｓ１に比して大きいことは明らかである。ここで、充放電を伴わずにエンジンＥＧ１，ＥＧ２からの動力の全部をトルク変換して駆動軸６５に出力する場合を考えると、要求トルクＴｄとエンジンＥＧ１，ＥＧ２からの直達トルクＴｅｓ１，Ｔｅｓ２との偏差のトルクはモータＭＧ２から出力される。このモータＭＧ２から出力するトルクは、エンジンＥＧ１，ＥＧ２からの動力の一部をモータＭＧ１により発電しその電力をモータＭＧ２により駆動するという電力変換を伴うので、電力変換を伴わない場合に比して効率が低下する。したがって、全体としてのエネルギ効率は、エンジンＥＧ１，ＥＧ２から駆動軸６５への直達トルクが大きいほど高くなる。この結果、通常は第１運転パターンの方が効率が高くなる。
【００２８】
【数１】
2005295691.tif 000003
【００２９】
続いて、駆動軸６５の回転数Ｎｄが比較的大きくて要求動力（Ｎｄ×Ｔｄ）が小さいとき、即ち、車両が高速巡航運転をしているときを考える。この場合、駆動軸６５の回転数Ｎｄは比較的大きくなりエンジンの回転数Ｎｅは比較的小さくなる。図７にエンジンＥＧ１，ＥＧ２を同一の運転ポイントで運転したときの第１運転パターンと第２運転パターンとの共線図を示す。図中、実線はエンジンＥＧ１を上述の運転ポイント（回転数Ｎｅ，トルクＴｅ）で運転する第２運転パターンの共線図を示し、点線はエンジンＥＧ２を同様の運転ポイントで運転する第１運転パターンの共線図を示す。エンジンＥＧ１，ＥＧ２をこのような運転ポイントで運転すると、第１運転パターンの共線図に示すように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負となるような場合が生じる。このとき、モータＭＧ１は、エンジンＥＧ２からの動力に対して反力をとるために回転方向と同一方向のトルクを出力しなければならないので力行駆動される。エネルギ収支を考えると、このときのモータＭＧ２は、モータＭＧ１による電力消費を賄うために回生駆動されることとなる。この状態は、駆動軸６５に出力される動力の一部をモータＭＧ２で発電し、発電した電力をモータＭＧ１に供給して駆動軸６５よりも上流側の動力分配統合機構３０に動力として出力するものとなり、動力−電力−動力のいわゆる動力循環が発生する。この動力循環は一部のエネルギに何回も発電効率とモータ効率とが作用する結果、全体としてのエネルギ効率は低下するものとなる。前述したように、通常は第１運転パターンの方が第２運転パターンに比して効率が高くなるが、このような動力循環を起こしているときには、必ずしも第１運転パターンの方が効率が高くなるとはいえない。したがって、動力循環の程度によっては全体としてのエネルギ効率は動力循環を起こさない第２運転パターンの方が高くなる場合がある。また、車速と要求動力によっては第１運転パターンと第２運転パターンとのうちのいずれで運転しても動力循環を起こす場合もある。この場合、全体としてのエネルギ効率はエンジンＥＧ１，ＥＧ２の効率と動力循環によるモータＭＧ１，ＭＧ２の効率とを考慮して考えることができるが、通常はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が大きい第２運転パターンの方が動力循環の程度が小さくなりエネルギ効率が高くなると考えられる。これらのことより、エネルギ効率の観点から、第１運転パターンのみ動力循環を生じるときから第１，第２運転パターンの両方とも動力循環を生じるまでの間のどこかで第１運転パターンから第２運転パターンに切り替えるのが好適である。エネルギ効率は動力循環の発生により直ちに低下する訳ではないから、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の効率とモータＭＧ１，ＭＧ２の効率とを考慮して第１運転パターンから第２運転パターンに切り替える切り替えポイントを設定すればよい。ただし、この観点に基づいて切り替えを行なうと、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負となったときにモータＭＧ２のトルクの向きが反転し、さらにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が低下したときに第１運転パターンから第２運転パターンに切り替わってモータＭＧ２のトルクの向きがまた反転する。このようなモータＭＧ２のトルクの反転を抑制するため���は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が値０となったときに第１運転パターンから第２運転パターンに切り替える方法もある。さらに、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を調べることなく、車速Ｖや駆動軸６５に要求される要求トルクＴｄに基づいて第１運転パターンから第２運転パターンに切り替える方法もある。この場合、例えば、高速巡航運転のように比較的高速で走行している状態で比較的低トルクが要求されているときには、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負になる可能性があると判断して第１運転パターンから第２運転パターンに切り替えるのである。なお、駆動軸６５に要求される要求トルクＴｄが比較的大きいときには、エンジンＥＧ１，ＥＧ２を共に運転する第３運転パターンにより駆動される。
【００３０】
次に、こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図８は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動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、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３１】
駆動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，エンジンＥＧ１，ＥＧ２の回転数Ｎｅ１，Ｎｅ２，バッテリ６０を充放電するための要求充放電パワーＰｂ＊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ＥＧ１，ＥＧ２の回転数Ｎｅ１，Ｎｅ２は、クランクポジションセンサ２２，２３により検出されるエンジンＥＧ１，ＥＧ２の回転位置に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４，２５から通信により入力するものとした。また、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。
【００３２】
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軸６５に出力すべき駆動要求トルクＴｄ＊とエンジンＥＧ１，ＥＧ２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。駆動要求トルクＴｄ＊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Ｔｄ＊を導出して設定するものとした。図９に要求トルク設定用マップの一例を示す。エンジン要求パワーＰｅ＊は、設定した駆動要求トルクＴｄ＊に駆動軸６５の回転数Ｎｄを乗じたものとバッテリ６０が要求する要求充放電パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、駆動軸６５の回転数Ｎｄ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。
【００３３】
続いて、エンジン要求パワーＰｅ＊と閾値Ｐｒｅｆとを比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方を停止してモータ運転モードで走行するか否かを判定するために用いられる閾値である。エンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の運転を停止するために目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊とに値０を設定し（ステップＳ１３０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にも値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に駆動要求トルクＴｄ＊を設定し（ステップＳ１４０）、設定したエンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊や目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊についてはエンジンＥＣＵ２４，２５に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０にそれぞれ送信して（ステップＳ２３０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４，２５は、エンジンＥＧ１，ＥＧ２が目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊とによって示される運転ポイント、即ちエンジンＥＧ１，ＥＧ２を停止するよう燃料噴射制御や点火制御などを停止する。なお、エンジンＥＣＵ２４，２５は、エンジンＥＧ１，ＥＧ２が運転されているときには燃料噴射制御や点火制御などの制御を停止してエンジンＥＧ１，ＥＧ２の運転を停止するが、エンジンＥＧ１，ＥＧ２が停止しているときには、その状態（停止状態）を保持する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ５０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５１，５２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３４】
エンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、車速Ｖを閾値Ｖ１ｒｅｆと比較すると共に駆動要求トルクＴｄ＊を閾値Ｔ１ｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、閾値Ｖ１ｒｅｆや閾値Ｔ１ｒｅｆは、運転パターンを選択するための閾値である。閾値Ｖ１ｒｅｆは、動力循環のおそれがある車速であるか否かを判定するために用いられる閾値であり、閾値Ｔ１ｒｅｆは、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方から動力を出力すべきか否かを判定するために用いられる閾値である。車速Ｖが閾値Ｖ１ｒｅｆ未満であり、駆動要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１ｒｅｆ未満であるとき、即ち比較的低速で走行しているときに比較的低トルクが要求されたときには、動力循環のない通常の状態と判断し、第１運転パターンを選択し、エンジン要求パワーＰｅ＊とエンジンＥＧ２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ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ２＊とを設定すると共に（ステップＳ１６０）、エンジンＥＧ１の運転を停止するためにエンジンＥＧ１の目標回転数Ｎｅ１＊と目標トルクＴｅ１＊とに値０を設定する（ステップＳ１７０）。図１０にエンジンＥＧ２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ２＊とを設定する様子を示す。目標回転数Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ２＊は、図示するように、エンジンＥＧ２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＊（Ｎｅ２＊×Ｔｅ２＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。車速Ｖが閾値Ｖ１ｒｅｆ以上であり、駆動要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１ｒｅｆ未満であるとき、即ち比較的高速で走行しているときに比較的低トルクが要求されたときには、動力循環の可能性が高いと判断し、第２運転パターンを選択し、第１運転パターンにおけるエンジンＥＧ２の目標回転数Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ２＊との設定と同様にエンジンＥＧ１の目標回転数Ｎｅ１＊と目標トルクＴｅ１＊とを設定すると共に（ステップＳ１８０）、エンジンＥＧ２の運転を停止するためにエンジンＥＧ２の目標回転数Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ２＊とに値０を設定する（ステップＳ１９０）。駆動要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ１ｒｅｆ以上のとき、即ち比較的高トルクが要求されたときには、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方から動力を出力すべきであると判断し、第３運転パターンを選択してエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊とを設定する（ステップＳ２００）。ここで、第３運転パターンのエンジンＥＧ１，ＥＧ２の運転ポイント（目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊，目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊）の設定方法の一例について説明する。この例では、まず、分配比ｋ（エンジンＥＧ１から出力すべき要求パワーＰｅ１＊／エンジン要求パワーＰｅ＊）を設定し、分配比ｋとエンジン要求パワーＰｅ＊とを用いてエンジンＥＧ１，ＥＧ２から出力すべき要求パワーＰｅ１＊，Ｐｅ２＊を計算する。そして、設定した要求パワーＰｅ１＊，Ｐｅ２＊をエンジンＥＧ１，ＥＧ２から出力するためにエンジンＥＧ１，ＥＧ２のうちの一方または両方を効率よく運転できる運転ポイントを設定する。実施例では、分配比ｋには値０．５を設定���るものとした。即ち、エンジンＥＧ１，ＥＧ２のそれぞれに半分のエンジン要求パワー（Ｐｅ＊／２）を設定するものとした。そして、運転ポイントの設定は、エンジンＥＧ１（Ｃ１，Ｒ２軸）とエンジンＥＧ２（Ｒ１，Ｃ２軸）とをギヤ比１：１に内分する箇所に仮想的なエンジンがあるものとして、半分のエンジン要求パワー（Ｐｅ＊／２）を出力するためにこの仮想的なエンジンを効率よく運転できる仮運転ポイント（回転数Ｎｅ＊，トルクＴｅ＊）を設定し、設定した回転数Ｎｅ＊と駆動軸６５の回転数Ｎｄとに基づく共線図を用いてエンジンＥＧ１，ＥＧ２の運転ポイントを設定することにより行なうものとした。このようにエンジンＥＧ１，ＥＧ２の運転ポイントを設定する様子を図１１に示す。なお、分配比ｋは、第３運転パターンが選択されたときの説明にのみ用いたが、第１運転パターンのときには値０を設定し、第２運転パターンのときには値１を設定すればよい。
【００３５】
エンジンＥＧ１，ＥＧ２の運転ポイントを設定すると、運転されるエンジンの目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を次式（３）により計算する（ステップＳ２１０）。ここで、運転されるエンジンは、第１運転パターンのときにはエンジンＥＧ２であり、第２運転パターンのときにはエンジンＥＧ１であり、第３運転パターンのときにはエンジンＥＧ１，ＥＧ２のいずれであっても構わない。式（３）は、運転されるエンジンを目標回転数Ｎｅ＊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（３）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインを示し、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインを示す。
【００３６】
【数２】
2005295691.tif 000004
【００３７】
こうしてトルク指令Ｔｍ１＊を計算すると、駆動要求トルクＴｄ＊とトルク指令Ｔｍ１＊とギヤ比ρ１，ρ２と分配比ｋとを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を次式（４）により計算し（ステップＳ２２０）、設定したエンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊や目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊についてはエンジンＥＣＵ２４，２５に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０にそれぞれ送信して（ステップＳ２３０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４，２５は、エンジンＥＧ１，ＥＧ２が目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊とによって示される運転ポイントで運転されるようエンジンＥＧ１，ＥＧ２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ５０は、上述したのと同様にインバータ５１，５２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３８】
【数３】
2005295691.tif 000005
【００３９】
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ＥＧ１を停止した状態でエンジンＥＧ２から動力を出力してこれをモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸６５に出力する第１運転パターンと、エンジンＥＧ２を停止した状態でエンジンＥＧ１から動力を出力してこれをモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸６５に出力する第２運転パターンと、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方から動力を出力してこれをモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸６５に出力する第３運転パターンと、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方を停止してモータＭＧ２から駆動軸６５に動力を出力するモータ運転モードとを切り替えて駆動制御することができる。即ち、駆動軸６５の回転数Ｎｄと要求トルクＴｄとに基づいて全体としての効率が高くなる運転パターン（運転モード）を選択して駆動制御を行なうことができる。したがって、エンジンの運転の自由度を高いものとすることができる。
【００４０】
また、第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、通常走行時には、第１運転パターンを選択し、エンジンＥＧ１を停止した状態で効率よく運転されたエンジンＥＧ２からの動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸６５に出力するから、エネルギ効率の向上を図ることができる。さらに、第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、高速巡航運転などのように比較的高速で走行しているときに駆動軸６５に比較的小さいトルクが要求されたときには、第２運転パターンを選択し、エンジンＥＧ２を停止した状態で効率よく運転されたエンジンＥＧ１からの動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸６５に出力する。これにより、第１運転パターンに比して動力循環を抑制することができ、車両全体としてのエネルギ効率の向上を図ることができる。第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、駆動軸６５に高トルクが要求されたときには、第３運転パターンを選択し、効率よく運転されたエンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方から出力した動力をモータＭＧ１，ＭＧ２でトルク変換して駆動軸６５に出力する。この結果、駆動軸６５に高トルクを出力することができる。なお、第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、駆動軸６５の回転数Ｎｄおよび要求トルクＴｄが小さく、バッテリ６０の残容量（ＳＯＣ）にも余裕があるときには、モータ運転モードを選択し、エンジンＥＧ１，ＥＧ２を停止してモータＭＧ２からの動力により走行する。したがって、発進時の騒音や振動などを抑制することができる。
【００４１】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、第３運転パターンが選択されたとき、分配比ｋには値０．５を設定するものとしたが、値０より大きく値１より小さい範囲であれば如何なる値を設定してもよい。
【００４２】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、第３運転パターンが選択されたとき、エンジンＥＧ１，ＥＧ２から出力すべき要求パワーＰｅ１＊，Ｐｅ２＊は、エンジン要求パワーＰｅ＊と分配比ｋとを用いて設定するものとしたが、一方のエンジンから出力すべき要求パワーに所定値αを設定すると共に他方のエンジンから出力すべき要求パワーに残余（Ｐｅ＊−α）を設定するものとしてもよい。また、一方のエンジンから出力すべき要求パワーについては効率よく運転できる運転ポイント（回転数Ｎｅ＊，トルクＴｅ＊）で運転するための要求パワー（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）を設定し、他方のエンジンから出力すべき要求パワーについてはエンジン要求パワーＰｅ＊から一方のエンジンから出力すべき要求パワー（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）を減じたものを設定するものとしてもよい。
【００４３】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、第３運転パターンが選択されてエンジンＥＧ１，ＥＧ２から出力すべき要求パワーＰｅ１＊，Ｐｅ２＊が設定されたときには、仮想的なエンジンの仮運転ポイントを設定してこれを用いてエンジンＥＧ１，ＥＧ２の運転ポイントを設定するものとしたが、一方のエンジンの運転ポイントを効率よく運転できるポイントに設定し、設定した運転ポイントを用いて他方のエンジンの運転ポイントを設定するものとしてもよい。例えば、エンジンＥＧ２を効率よく運転できる運転ポイントで運転する場合を考えると、エンジンＥＧ２の運転ポイントとしてエンジンＥＧ２を効率よく運転できる運転ポイント（目標回転数Ｎｅ２＊，目標トルクＴｅ２＊）を設定し、設定したエンジンＥＧ２の目標回転数Ｎｅ２＊と駆動軸６５の回転数Ｎｄとギヤ比ρ１，ρ２とに基づいてエンジンＥＧ１の運転ポイント（目標回転数Ｎｅ１＊，目標トルクＴｅ１＊）を設定することができる。
【００４４】
第１実施例のハイブリッド自動車２０により実行される駆動制御ルーチンでは、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆより大きいか否かにより第１運転パターンと第２運転パターンとを選択するものとしたが、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が値０より小さいか否かにより第１運転パターンと第２運転パターンとを選択するものとしてもよいし、車両全体のエネルギ効率が高くなるよう第１運転パターンと第２運転パターンとを選択するものとしてもよい。ここで、エネルギ効率が高くなるよう第１運転パターンと第２運転パターンとを選択する場合、第１，第２運転パターンのうち効率のよい運転パターンが切り替わるポイントを実験などにより予め求めておき、そのポイントで第１運転パターンと第２運転パターンとを切り替えるものとしてもよい。なお、これら以外の手法により第１運転パターンと第２運転パターンとを切り替えるものとしても差し支えない。
【００４５】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、動力を出力しない側のエンジンは停止するものとしたが、所定の状態で運転（例えば、アイドリング運転など）するものとしてもよい。
【００４６】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｓ１軸にモータＭＧ１を接続し、Ｃ１，Ｒ２軸にエンジンＥＧ１を接続し、Ｒ１，Ｃ２軸にエンジンＥＧ２を接続し、Ｓ２軸にはモータＭＧ２および駆動軸６５を接続するものとしたが、これ以外の接続方法としてもよい。４軸に２つのエンジンと２つのモータとを接続する接続方法はその組み合わせを考えれば６通りあり、このうちエンジン，エンジン，モータ，モータの順に接続する接続方法とモータ，モータ，エンジン，エンジンの順に接続する接続方法、エンジン，モータ，エンジン，モータの順に接続する接続方法とモータ，エンジン，モータ，エンジンの順に接続する接続方法、はそれぞれ同一であるとすると、４通りの接続方法がある。この４通りの接続方法について第１実施例と同様に駆動軸６５にモータが接続される場合を考えると６通りある。実施例では、そのうちの１つについて説明した。他の５通りの接続方法について図１２に示す。図中、「＊」印は駆動軸６５が接続された軸を示す。各構成については、第１実施例と同様に、２つのエンジンのうちの一方のエンジンを運転する第１運転パターンと、他方のエンジンを運転する第２運転パターンと、両方のエンジンを運転する第３運転パターンと、両方のエンジンを運転しないモータ運転モードとが可能である。したがって、これら５通りの構成でも第１実施例と同様に駆動軸６５の回転数Ｎｄや要求トルクＴｄなどに基づいて全体としての効率が高くなる運転パターン（運転モード）を選択して駆動制御することができる。
【００４７】
第１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のリングギヤ３２と第２プラネタリギヤＰ２のキャリア３９とを接続する共に第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のリングギヤ３７とを接続して４軸を回転要素とするいわゆる４要素としたが、２つのプラネタリギヤＰ１，Ｐ２の３つの回転要素のうちからそれぞれ２つの回転要素を選んで接続する接続方法はその組み合わせを考えれば１８通りあるから、実施例以外の１７通りのうちから１つの接続方法を選択して４要素としてもよい。また、第１実施例のハイブリッド自動車２０では、２つのプラネタリギヤＰ１，Ｐ２はシングルピニオン式のプラネタリギヤを用いるものとしたが、いずれか一方または両方をダブルピニオン式のプラネタリギヤを用いるものとしてもよい。即ち、シングルピニオン式のプラネタリギヤ同士を接続するもの他に、シングルピニオン式のプラネタリギヤとダブルピニオン式のプラネタリギヤとを接続するものやダブルピニオン式のプラネタリギヤ同士を接続するものとしてもよい。第１実施例のハイブリッド自動車２０では、３要素のプラネタリギヤを２つ組み合わせて４要素としたが、動力の収支をとって回転させるものであればプラネタリギヤ以外の３要素のものを２つ組み合わせて４要素としてもよい。第１実施例のハイブリッド自動車２０では、２つのプラネタリギヤＰ１，Ｐ２の３つの回転要素のうちからそれぞれ２つの回転要素を選んで接続して４軸を回転要素とする４要素としたが、４つの回転要素を有するものを用いてもよい。
【実施例２】
【００４８】
図１３は、本発明の第２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１２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例のハイブリッド自動車１２０は、図示するように、動力分配統合機構１３０の構成が異なる点を除いて第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。したがって、第２実施例のハイブリッド自動車１２０の構成のうち第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４９】
第２実施例のハイブリッド自動車１２０が備える動力分配統合機構１３０は、図１３に示すように、２つのシングルピニオン式のプラネタリギヤＰ３，Ｐ４とクラッチＣ１とワンウェイクラッチ１４１とにより構成されている。第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ１３１にはモータＭＧ１の回転軸が、リングギヤ１３２にはモータＭＧ２の回転軸が、ピニオンギヤ１３３を連結するキャリア１３４にはワンウェイクラッチ１４１を介してエンジンＥＧ１のクランクシャフト２６が、それぞれ接続されている。第４プラネタリギヤＰ４のサンギヤ１３６にはクラッチＣ１を介してＥＧ２のクランクシャフト２７が、リングギヤ１３７には第１プラネタリギヤＰ３のキャリア１３４が、ピニオンギヤ１３８を連結するキャリア１３９には第３プラネタリギヤＰ３のリングギヤ１３２が、それぞれ接続されている。第４プラネタリギヤＰ４のサンギヤ３６に接続された駆動軸１６５は、ギヤ機構６６とデファレンシャルギヤ６８を介して駆動輪６９ａ，６９ｂに接続されている。
【００５０】
こうして構成された第２実施例のハイブリッド自動車１２０でも、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同様に、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駆動軸６５に出力されるように、エンジンＥＧ１とエンジンＥＧ２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジンＥＧ１とエンジンＥＧ２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としても、第１実施例と同様に、トルク変換運転モードや充放電運転モード、モータ運転モードなどがある。
【００５１】
第２実施例におけるエンジンＥＧ１やエンジンＥＧ２から動力を出力する運転パターンとしては、クラッチＣ１をオフとしてエンジンＥＧ２を駆動軸１６５から切り離してこのエンジンＥＧ２を停止する共にエンジンＥＧ１から動力を出力してこれをモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸１６５に出力する第４運転パターンと、エンジンＥＧ１を停止すると共にクラッチＣ１をオンとしてエンジンＥＧ２を駆動軸１６５に接続してこのエンジンＥＧ２から駆動軸１６５に直接動力を出力する第５運転パターンと、エンジンＥＧ１から出力した動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸１６５に出力すると共にクラッチＣ１をオンとしてエンジンＥＧ２を駆動軸１６５に接続してこのエンジンＥＧ２から出力した動力を駆動軸１６５に直接出力する第６運転パターンとがある。まず、第４運転パターンについて説明する。この運転パターンの共線図を図１４に示す。第３プラネタリギヤと第４プラネタリギヤとを上記のように接続した場合には、上述した第１実施例と同様に、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。図中、左のＳ３軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１である第１プラネタリギヤＰ３のサンギヤ１３１の回転数を示し、Ｃ３，Ｒ４軸はエンジンＥＧ１の回転数Ｎｅ１である第３プラネタリギヤＰ３のキャリア１３４の回転数を示すと共に第４プラネタリギヤＰ４のリングギヤ１３７の回転数を示す。また、Ｒ３，Ｃ４軸は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２である第１プラネタリギヤＰ３のリングギヤ１３２の回転数を示すと共に第４プラネタリギヤＰ４のキャリア１３９の回転数を示す。右端のＳ４軸は、駆動軸１６５の回転数Ｎｄである第４プラネタリギヤＰ４のサンギヤ１３６の回転数を示す。なお、図中、ρ３は第３プラネタリギヤＰ３のギヤ比（サンギヤ１３１の歯数／リングギヤ１３２の歯数）、ρ４は第４プラネタリギヤＰ４のギヤ比（サンギヤ１３６の歯数／リングギヤ１３７の歯数）を示す。この運転パターンでは、クラッチＣ１をオフにするから、プラネタリギヤＰ３のサンギヤ１３１（駆動軸１６５）からエンジンＥＧ２が切り離された状態で動作している。この場合、図示するように、エンジンＥＧ１から出力した動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸１６５に出力する。なお、クラッチＣ１のオンオフ制御は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により行なわれる。
【００５２】
続いて、第５運転パターンについて説明する。この運転パターンの共線図を図１５に示す。この運転パターンでは、エンジンＥＧ１を停止すると共にクラッチＣ１をオンとしてエンジンＥＧ２を駆動軸１６５に接続し、このエンジンＥＧ２から出力した動力を駆動軸１６５に直接出力する。さらに、第６運転パターンについて説明する。この運転パターンの共線図を図１６に示す。この運転パターンでは、第５運転パターンと同様にエンジンＥＧ２を駆動軸１６５に接続し、エンジンＥＧ１から出力した動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸１６５に出力すると共にエンジンＥＧ２から出力した動力を駆動軸１６５に直接出力する。なお、モータ運転モードでは、図１７の共線図に示すように、クラッチＣ１をオフとしてエンジンＥＧ２を駆動軸１６５から切り離した状態でエンジンＥＧ１，ＥＧ２を停止してモータＭＧ１，ＭＧ２からトルクを作用させることにより駆動軸１６５に動力を出力する。
【００５３】
次に、各運転パターンの特徴について説明する。まず、車両の発進時を考える。このときには、駆動軸１６５の回転数Ｎｄは値０であるから、第５運転パターンや第６運転パターンのようにクラッチＣ１をオンにすることによりエンジンＥＧ２を駆動軸１６５に接続してエンジンＥＧ２から動力を出力することはできない。したがって、発進時には、第４運転パターンを選択し、エンジンＥＧ１を効率よく運転して出力した動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸１６５に出力する。即ち、第４運転パターンは、発進時や低速時に適合する運転パターンであるといえる。続いて、駆動軸１６５の回転数Ｎｄが大きくなりエンジンＥＧ２を効率よく運転できる回転数となった場合について考える。駆動軸１６５に要求されるトルクが比較的小さいときには、第５運転パターンを選択し、クラッチＣ１をオンとしてエンジンＥＧ２を効率よく運転して出力した動力を駆動軸１６５に直接出力する。これにより、モータＭＧ１，ＭＧ２によるトルク変換を伴う場合に比して全体としてのエネルギ効率の向上を図ることができる。即ち、第５運転パターンは、中速以上のときに有利な運転パターンであるといえる。一方、駆動軸１６５に要求されるトルクが比較的大きいときには、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方を運転する第６運転パターンを選択して駆動する。即ち、第５運転パターンに加えてエンジンＥＧ１からの動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸１６５に出力する。したがって、高トルクを駆動軸１６５に出力することができる。
【００５４】
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車１２０の動作について説明する。図１８は、第２実施例のハイブリッド自動車１２０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、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００５５】
駆動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、図８の駆動制御ルーチンのステップＳ１００，Ｓ１１０の処理と同様に、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，エンジンＥＧ１，ＥＧ２の回転数Ｎｅ１，Ｎｅ２，要求充放電パワーＰｂ＊などのデータを入力し（ステップＳ３００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸１６５に出力すべき駆動要求トルクＴｄ＊とエンジンＥＧ１，ＥＧ２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ３１０）。
【００５６】
続いて、モータ運転モードで走行するか否かをエンジン要求パワーＰｅ＊と閾値Ｐｒｅｆとを比較することにより判定する（ステップＳ３２０）。エンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、モータ運転モードで走行すると判断し、クラッチＣ１をオフとして（ステップＳ３３０）、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の運転を停止するために目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊とに値０を設定し（ステップＳ３４０）、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ３５０）。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の設定は、実施例では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が値０となるようトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、この状態で駆動軸１６５にモータＭＧ２からのトルクが作用するようトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより行なうものとした。その様子を図１９に示す。このようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ２から出力したトルクＴｍ２＊はトルク変換されて駆動軸１６５に出力される。しかも、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が値０となるようトルク指令Ｔｍ１＊を設定することにより、モータＭＧ１による電力消費を値０とすることができる。
【００５７】
こうしてエンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊や目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊や目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊についてはエンジンＥＣＵ２４，２５に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０にそれぞれ送信して（ステップＳ５００）、本ルーチンを終了する。エンジンＥＣＵ２４，２５とモータＥＣＵ５０における制御については上述した。
【００５８】
エンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、車速Ｖを閾値Ｖ２ｒｅｆと比較すると共に駆動要求トルクＴｄ＊を閾値Ｔ２ｒｅｆと比較する（ステップＳ３６０）。ここで、閾値Ｖ２ｒｅｆ，Ｔ２ｒｅｆは、運転パターンを選択するための閾値である。閾値Ｖ２ｒｅｆは、クラッチＣ１をオンにしてエンジンＥＧ２から駆動軸１６５に直接動力を出力するか否かを判定するために用いられる閾値である。閾値Ｔ２ｒｅｆは、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方から動力を出力するか否かを判定するために用いられる閾値である。車速Ｖが閾値Ｖ２ｒｅｆ未満のとき、例えば発進時や低速時などである程度の大きさのトルクが要求されるときには、第４運転パターンを選択し、クラッチＣ１をオフとして（ステップＳ３７０）、図８の駆動制御ルーチンのステップＳ１６０，Ｓ１７０の処理と同様に、エンジン要求パワーＰｅ＊とエンジンＥＧ１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ＥＧ１の目標回転数Ｎｅ１＊と目標トルクＴｅ１＊とを設定すると共にエンジンＥＧ２を停止するためにエンジンＥＧ２の目標回転数Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ２＊とに値０を設定する（ステップＳ３８０，Ｓ３９０）。そして，設定したエンジンＥＧ１の目標回転数Ｎｅ１＊と現在の回転数Ｎｅ１とに基づいて上述した式（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ４００）、設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と駆動要求トルクＴｄ＊とギヤ比ρ１，ρ２とに基づいて上述した式（４）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ４１０）、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊や目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を対応する各ＥＣＵに送信して（ステップＳ５００）、駆動制御ルーチンを終了する。このように制御することにより、比較的低速で走行しているときのエネルギ効率の向上を図ることができる。
【００５９】
車速Ｖが閾値Ｖ２ｒｅｆ以上であり、駆動要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ２ｒｅｆ未満のとき、例えば中高速で巡航運転しているときなどには、エンジンＥＧ２を効率よく運転できると判断し、第５運転パターンを選択し、クラッチＣ１をオンとして（ステップＳ４２０）、エンジンＥＧ２の目標回転数Ｎｅ２＊に駆動軸１６５の回転数Ｎｄを設定すると共に目標トルクＴｅ２＊に駆動要求トルクＴｄ＊を設定し（ステップＳ４３０）、エンジンＥＧ１を停止するためにエンジンＥＧ１の目標回転数Ｎｅ１＊と目標トルクＴｅ１＊に値０を設定し（ステップＳ４４０）、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に値０を設定し（ステップＳ４５０）、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊や目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を各ＥＣＵに送信して（ステップＳ５００）、駆動制御ルーチンを終了する。このように制御することにより、中速以上で走行しているときのエネルギ効率の向上を図ることができる。
【００６０】
車速Ｖが閾値Ｖ２ｒｅｆ以上であり、駆動要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ２ｒｅｆ以上のときには、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方から動力を出力すべきであると判断し、第６運転パターンを選択し、クラッチＣ１をオンとして（ステップＳ４６０）、エンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊を設定する（ステップＳ４７０）。エンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊および目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊の設定は、実施例では、エンジンＥＧ２の目標回転数Ｎｅ２＊に駆動軸１６５の回転数Ｎｄを設定し、エンジンＥＧ２を効率よく動作させる動作ラインと目標回転数Ｎｅ２＊とに基づいて目標トルクＴｅ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ２＊に目標トルクＴｅ２＊を乗じてエンジンＥＧ２から出力すべき要求パワーＰｅ２＊（Ｎｅ２＊×Ｔｅ２＊）を計算し、計算した要求パワーＰｅ２＊をエンジン要求パワーＰｅ＊から減じてエンジンＥＧ１から出力すべき要求パワーＰｅ１＊を計算し、計算した要求パワーＰｅ１＊とエンジンＥＧ１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ＥＧ１の目標回転数Ｎｅ１＊と目標トルクＴｅ１＊とを設定することにより行なうものとした。このようにエンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊を設定することにより、エンジンＥＧ１，ＥＧ２を効率よく運転することができ、全体としてのエネルギ効率の向上を図ることができる。また、このようにエンジンＥＧ１，ＥＧ２を運転することができるよう前述した閾値Ｔ２ｒｅｆを設定すればよい。
【００６１】
続いて、第４運転パターンにおけるモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の計算と同様にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を計算し（ステップＳ４８０，Ｓ４９０）、設定したエンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊や目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を対応する各ＥＣＵに送信して（ステップＳ５００）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００６２】
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車１２０によれば、エンジンＥＧ２を停止した状態でエンジンＥＧ１からの動力を駆動軸１６５に出力する第４運転パターンと、エンジンＥＧ１を停止した状態でエンジンＥＧ２からの動力を直接駆動軸１６５に出力する第５運転パターンと、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方から動力を出力する第６運転パターンと、エンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方を停止してモータＭＧ１，ＭＧ２からの動力を駆動軸１６５に出力するモータ運転モードとを切り替えて駆動制御することができる。即ち、駆動軸１６５の回転数Ｎｄおよび要求トルクＴｄに応じて全体としてのエネルギ効率が高くなる運転パターン（運転モード）を選択して駆動制御を行なうことができる。
【００６３】
また、実施例のハイブリッド自動車１２０によれば、発進時には、第４運転パターンを選択し、エンジンＥＧ２を停止した状態で効率よく運転されたエンジンＥＧ１から出力された動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸１６５に出力するから、駆動軸１６５の回転数Ｎｄが小さいことによりエンジンＥＧ２を運転することができないときでもエンジンＥＧ１からの動力により走行することができる。さらに、第２実施例のハイブリッド自動車１２０によれば、エンジンＥＧ２を効率よく運転できる車速のときに駆動軸１６５に比較的低トルクが要求されたときには、第５運転パターンを選択し、エンジンＥＧ１を停止した状態で効率よく運転されたエンジンＥＧ２から出力した動力を駆動軸１６５に直接出力する。したがって、エネルギ効率の向上を図ることができる。第２実施例のハイブリッド自動車１２０によれば、駆動軸１６５に比較的大きなトルクが要求されたときには、第６運転パターンを選択し、効率よく運転されたエンジンＥＧ１，ＥＧ２の両方から動力を出力するから、駆動軸１６５に高トルクを出力することができる。なお、第２実施例のハイブリッド自動車１２０によれば、駆動軸１６５の回転数Ｎｄおよび要求トルクＴｄが小さく、バッテリ６０の残容量（ＳＯＣ）にも余裕があるときには、モータ運転モードを選択し、エンジンＥＧ１，ＥＧ２を停止してモータＭＧ１，ＭＧ２からトルクを作用させることにより駆動軸１６５に動力を出力して走行することができる。
【００６４】
第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、車速Ｖが閾値Ｖ２ｒｅｆ以上であり駆動要求トルクＴｄ＊が閾値Ｔ２ｒｅｆ未満のときには、第５運転パターンを選択するものとしたが、車速Ｖが閾値Ｖ２ｒｅｆよりも大きい閾値Ｖ３ｒｅｆ以上のとき、例えば高速巡航運転のときなどには、第４運転パターンを選択するものとしてもよい。高速巡航運転のときには、駆動軸１６５の回転数Ｎｄは比較的大きく駆動要求トルクＴｄ＊は比較的小さい。このときに第５運転パターンを選択すると、エンジンＥＧ２を高回転低トルクの領域で運転することとなり、エンジンＥＧ２のエネルギ効率は低下する。第４運転パターンを選択し、効率よく運転されたエンジンＥＧ１から出力した動力をモータＭＧ１，ＭＧ２によりトルク変換して駆動軸１６５に出力すれば、全体としてのエネルギ効率は、モータＭＧ１，ＭＧ２によるエネルギ変換の際のロスを考慮しても第５運転パターンに比して高くなる場合が生じる。このような理由により高速巡航運転をしているときなどには、第４運転パターンを選択するものとしてもよい。なお、第４運転パターンと第５運転パターンの選択は、車速Ｖに基づいて行なうものに限られず、全体としてのエネルギ効率などに基づいて行なうものとしてもよいし、他の要因に基づいて行なうものとしてもよい。
【００６５】
第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、第１実施例と同様に、動力を出力しないエンジンについては停止するものとしたが、所定の状態（例えば、アイドリング）で運転するものとしてもよい。
【００６６】
第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、Ｓ１軸にモータＭＧ１を接続し、Ｃ１，Ｒ２軸にエンジンＥＧ１を接続し、Ｒ１，Ｃ２軸にモータＭＧ１，ＭＧ２ＭＧ２を接続し、Ｓ２軸にエンジンＥＧ２および駆動軸１６５を接続するものとしたが、これ以外の接続方法としてもよい。４軸に２つのエンジンと２つのモータとを接続する接続方法は、第１実施例の変形例と同様に、４通りある。この４通りの接続方法について第２実施例と同様に駆動軸１６５にエンジンが接続される場合を考えると６通りある。実施例では、そのうちの１つについて説明した。他の５通りの接続方法について図２０に示す。図中、「＊」印は駆動軸６５が接続された軸を示す。各構成については、第２実施例と同様に、２つのエンジンのうちの一方のエンジンを運転する第４運転パターンと、他方のエンジンを運転する第５運転パターンと、両方のエンジンを運転する第６運転パターンと、両方のエンジンを運転しないモータ運転モードとが可能である。したがって、これら５通りの構成でも第２実施例と同様に駆動軸１６５の回転数Ｎｄや要求トルクＴｄなどに基づいて全体としての効率が高くなる運転パターン（運転モード）を選択して駆動制御することができる。
【００６７】
第２実施例のハイブリッド自動車２０でも、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同様に、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３９とを接続する共に第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のリングギヤ３７とを接続して４軸を回転要素とするいわゆる４要素としたが、２つのプラネタリギヤＰ１，Ｐ２の３つの回転要素のうちからそれぞれ２つの回転要素を選んで接続する接続方法はその組み合わせを考えれば１８通りあるから、実施例以外の１７通りのうちから１つの接続方法を選択して４要素としてもよい。また、第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、２つのプラネタリギヤＰ１，Ｐ２はシングルピニオン式のプラネタリギヤを用いるものとしたが、いずれか一方または両方をダブルピニオン式のプラネタリギヤを用いるものとしてもよい。即ち、シングルピニオン式のプラネタリギヤ同士を接続するもの他に、シングルピニオン式のプラネタリギヤとダブルピニオン式のプラネタリギヤとを接続するものやダブルピニオン式のプラネタリギヤ同士を接続するものとしてもよい。第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、３要素のプラネタリギヤを２つ組み合わせて４要素としたが、動力の収支をとって回転させるものであればプラネタリギヤ以外の３要素のものを２つ組み合わせて４要素としてもよい。第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、２つのプラネタリギヤＰ１，Ｐ２の３つの回転要素のうちからそれぞれ２つの回転要素を選んで接続して４軸を回転要素とする４要素とするものとしたが、４つの回転要素を有するものを用いてもよい。
【００６８】
上述した各実施例やその変形例では、エンジンＥＧ１，ＥＧ２とモータＭＧ１，ＭＧ２と動力分配統合機構３０，１３０とを備え、駆動軸６５，１６５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。
【００６９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】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。
【図２】第１運転パターンにおけ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説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図３】第２運転パターンにおけ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説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図４】第３運転パターンにおけ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説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図５】モータ運転モードにおけ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説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図６】通常時における第１運転パターンと第２運転パターンとを共線図を用いて比較する様子を示す説明図である。
【図７】高回転で駆動している駆動軸６５に低トルクの動力を作用させる際の第１運転パターンと第２運転パターンとを共線図を用いて比較する様子を示す説明図である。
【図８】第１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９】駆動要求トルク設定用マップの一例である。
【図１０】エンジンＥＧ２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ２＊を設定する様子を示す説明図である。
【図１１】第３運転パターンが選択されたときにエンジンＥＧ１，ＥＧ２の目標回転数Ｎｅ１＊，Ｎｅ２＊と目標トルクＴｅ１＊，Ｔｅ２＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図１２】４軸に２つのエンジンと２つのモータとを接続する接続方法のうち第１実施例以外の接続方法である。
【図１３】第２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１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１４】第４運転パターンにおける動力分配統合機構１３０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説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図１５】第５運転パターンにおける動力分配統合機構１３０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説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図１６】第６運転パターンにおける動力分配統合機構１３０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説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図１７】モータ運転モードにおける動力分配統合機構１３０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説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図１８】第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１９】モータ運転モードが選択されたときにトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する様子を示す説明図である。
【図２０】４軸に２つのエンジンと２つのモータとを接続する接続方法のうち第２実施例以外の接続方法である。
【符号の説明】
【００７１】
２０，１２０  ハイブリッド自動車、２２，２３  クランクポジションセンサ、２４，２５  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６，２７  クランクシャフト、２８，２９  ダンパ、３０，１３０  動力分配統合機構、３１，３６，１３１，１３６  サンギヤ、３２，３７，１３２，１３７  リングギヤ、３３，３８、１３３，１３８  ピニオンギヤ、３４，３９，１３４，１３９  キャリア、４１，４２，１４１  ワンウェイクラッチ、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、６５，１６５  駆動軸、６６ギヤ機構、６８  デファレンシャルギヤ、６９ａ，６９ｂ  駆動輪、７０  ハイブリッド電子制御ユニット、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，Ｐ３，Ｐ４  プラネタリギヤ、ＥＧ１，ＥＧ２  エンジン、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｃ１  クラッチ。
【図１】
2005295691.tif 000006
【図２】
2005295691.tif 000007
【図３】
2005295691.tif 000008
【図４】
2005295691.tif 000009
【図５】
2005295691.tif 000010
【図６】
2005295691.tif 000011
【図７】
2005295691.tif 000012
【図８】
2005295691.tif 000013
【図９】
2005295691.tif 000014
【図１０】
2005295691.tif 000015
【図１１】
2005295691.tif 000016
【図１２】
2005295691.tif 000017
【図１３】
2005295691.tif 000018
【図１４】
2005295691.tif 000019
【図１５】
2005295691.tif 000020
【図１６】
2005295691.tif 000021
【図１７】
2005295691.tif 000022
【図１８】
2005295691.tif 000023
【図１９】
2005295691.tif 000024
【図２０】
2005295691.tif 000025