(57)【要約】【課題】  製造バラツキや経年使用による変化などに拘わらず、電動機や発電機，内燃機関の性能を十分に発揮させる。【解決手段】  モータ走行しているときに推定されるモータＭＧ２の推定消費電力Ｐｍｎｏｍとバッテリ５０の実充放電電力Ｐｒｅａｌとから式（１）の係数Ｍ１，Ｍ２を最小二乗法により求めてモータＭＧ２の消費電力を補償し、モータＭＧ１により発電して走行しているときに推定されるモータＭＧ１の推定発電電力Ｐｇｎｏｍと推定消費電力Ｐｍｎｏｍと実充放電電力Ｐｒｅａｌとから式（２）の係数Ｇ１，Ｇ２を最小二乗法により求めてモータＭＧ１の発電電力を補償する。  Preal=M1・Pmnom+M2  (1)  Preal-(M1・Pmnom+M2)=G1・Pgnom+G2  (2)【選択図】        図１
2005143188.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、
該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
該発電手段からの電力を用いて前記駆動軸に動力を出力可能な駆動手段と、
前記発電手段からの電力を用いた充電と前記駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段と、
前記駆動手段を駆動している状態のときに前記駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該駆動手段により消費されると推定される推定消費電力と前記蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力とに基づいて前記推定消費電力を補償する第１補償関係を設定し、前記発電手段を駆動している状態のときに前記発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該発電手段により発電されると推定される推定発電電力と前記実充放電電力と前記第１補償関係を用いて前記推定消費電力を補償した補償消費電力とに基づいて前記推定発電電力を補償する第２補償関係を設定する補償関係設定手段と、
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と、
該設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記設定した補償関係を用いて前記内燃機関と前記発電手段と前記駆動手段とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記補償関係設定手段は、前記駆動手段だけを駆動している状態のときに前記第１補償関係を設定し、前記内燃機関を始動した後に前記発電機を駆動した状態のときに前記第２補償関係を設定する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記補償関係設定手段は、前記実充放電電力をＰｒｅａｌ、前記推定消費電力をＰｍｎｏｍとしたときに、前記第１補償関係として、
Ｐｒｅａｌ＝Ｍ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２
の関係式を用いると共に該関係式の係数Ｍ１，Ｍ２を最小二乗法を用いて設定し、前記推定発電電力をＰｇｎｏｍ、前記補償消費電力を前記設定した係数Ｍ１，Ｍ２を用いてＭ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２としたときに、前記第２補償関係として、
Ｐｒｅａｌ−（Ｍ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２）＝Ｇ１・Ｐｇｎｏｍ＋Ｇ２
の関係式を用いると共に該関係式の係数Ｇ１，Ｇ２を最小二乗法を用いて設定する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記蓄電手段から出力可能な出力制限電力から前記第２補償関係により補償される推定発電電力を減じて得られる出力可能電力の範囲内で前記駆動手段を駆動制御す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】
前記制御手段は、前記蓄電手段から出力可能な出力制限電力から前記第２補償関係により補償される推定発電電力を減じて得られる出力可能電力に対して前記第１補償関係を用いて前記駆動手段から出力可能な出力可能指令値を算出すると共に該算出した出力可能指令値の範囲内で前記駆動手段を制御す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６】
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、
該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
該発電手段からの電力を用いて前記駆動軸に動力を出力可能な駆動手段と、
前記発電手段からの電力を用いた充電と前記駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段と、
前記駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該駆動手段により消費されると推定される推定消費電力をＰｍｎｏｍとし、前記発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該発電手段により発電されると推定される推定発電電力をＰｇｎｏｍとし、前記蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力をＰｒｅａｌとしたときに、
Ｐｒｅａｌ＝Ｍ・Ｐｍｎｏｍ＋Ｇ・Ｐｇｎｏｍ＋Ｋ
の関係式を用いて該関係式の係数Ｍ，Ｇ，Ｋを最小二乗法を用いて設定することにより電力収支の補償関係を設定する補償関係設定手段と、
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と、
該設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記設定した補償関係を用いて前記内燃機関と前記発電手段と前記駆動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７】
前記制御手段は、前記蓄電手段から出力可能な出力制限電力から前記設定した係数Ｇおよび係数Ｋを用いて補償した推定発電電力を減じて得られる出力可能電力の範囲内で前記駆動手段を駆動制御する手段である請求項６記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記蓄電手段から出力可能な出力制限電力から前記設定した係数Ｇおよび係数Ｋを用いて補償した推定発電電力を減じて得られる出力可能電力に対して前記設定した係数Ｍを用いて前記駆動手段から出力可能な出力可能指令値を算出すると共に該算出した出力可能指令値の範囲内で前記駆動手段を制御する手段である請求項６記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置であって、
前記発電手段は、発電機を備える手段であり、
前記駆動手段は、電動機を供える手段であり、
前記補償関係設定手段は、前記制御用の指令値としてトルク指令を用い、前記推定消費電力として前記電動機のトルク指令と該電動機の回転軸の回転数との積を該電動機の効率で除して得られるものを用い、前記推定発電電力として前記発電機のトルク指令と該発電機の回転軸の回転数との積を該発電機の効率で除して得られるものを用いて補償関係を設定する手段である
動力出力装置。
【請求項１０】
前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、発電を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な手段である請求項１ないし９いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１１】
前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に接続された発電機とを備える手段である請求項１０記載の動力出力装置。
【請求項１２】
前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを備え、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子発電機である請求項１０記載の動力出力装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなる自動車。
【請求項１４】
内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段からの電力を用いて駆動用動力を出力可能な駆動手段と、前記発電手段からの電力を用いた充電と前記駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置における電力収支を補償するための補償関係を設定する補償関係設定方法であって、
（ａ）前記駆動手段だけを駆動している状態のときに、前記駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該駆動手段により消費されると推定される推定消費電力と前記蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力とに基づいて前記推定消費電力を補償する第１補償関係を設定し、
（ｂ）前記発電手段を駆動している状態のときに、前記発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該発電手段により発電されると推定される推定発電電力と前記実充放電電力と前記第１補償関係を用いて前記推定消費電力を補償した補償消費電力とに基づいて前記推定発電電力を補償する第２補償関係を設定する
補償関係設定方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の補償関係設定方法であって、
前記ステップ（ａ）は、前記実充放電電力をＰｒｅａｌ、前記推定消費電力をＰｍｎｏｍとしたときに、前記第１補償関係として、
Ｐｒｅａｌ＝Ｍ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２
の関係式を用いると共に該関係式の係数Ｍ１，Ｍ２を最小二乗法を用いて設定するステップであり、
前記ステップ（ｂ）は、前記推定発電電力をＰｇｎｏｍ、前記補償消費電力を前記ステップ（ａ）により設定された係数Ｍ１，Ｍ２を用いてＭ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２としたときに、前記第２補償関係として、
Ｐｒｅａｌ−（Ｍ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２）＝Ｇ１・Ｐｇｎｏｍ＋Ｇ２
の関係式を用いると共に該関係式の係数Ｇ１，Ｇ２を最小二乗法を用いて設定するステップである
補償関係設定方法。
【請求項１６】
内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段からの電力を用いて駆動用動力を出力可能な駆動手段と、前記発電手段からの電力を用いた充電と前記駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置における電力収支を補償するための補償関係を設定する補償関係設定方法であって、
前記駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該駆動手段により消費されると推定される推定消費電力をＰｍｎｏｍとし、前記発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該発電手段により発電されると推定される推定発電電力をＰｇｎｏｍとし、前記蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力をＰｒｅａｌとしたときに、前記補償関係として、
Ｐｒｅａｌ＝Ｍ・Ｐｍｎｏｍ＋Ｇ・Ｐｇｎｏｍ＋Ｋ
の関係式を用いると共に該関係式の係数Ｍ，Ｇ，Ｋを最小二乗法を用いて設定する
補償関係設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに補償関係設定方法に関し、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並びに動力出力装置における電力収支を補償するための補償関係を設定する補償関係設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンの出力軸を遊星歯車機構を介して車軸に連結された駆動軸に接続すると共に遊星歯車機構の回転要素に発電機を接続し、駆動軸に電動機を接続し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、操作者の操作と装置の状態とに基づいてエンジンの運転状態や電動機，発電機の運転状態を設定する際に、設定された電動機や発電機の運転状態がその限界を超えるような場合には、限界を超えないように電動機や発電機の運転状態を設定し、この結果に基づいて内燃機関の運転状態を設定している。これにより、電動機や発電機を大型化することなく、エンジンの性能を十分に発揮させるものとしている。
【特許文献１】特開２０００−３３３３０４号公報（図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、限界を超えないよう電動機や発電機の運転状態を設定して運転することにより、理論上では電動機や発電機は限界を超えて運転されることはないが、電動機や発電機の製造バラツキや経年使用による変化などにより、電動機や発電機で消費あるいは発電される実際の電力が制御上の指令値から計算される電力と異なる場合が生じる。この場合、制御上では、限界を超えないよう電動機や発電機を運転制御しているものの、電動機や発電機の一方または双方が実際には限界を超えて運転されたり或いは限界より必要以上に低い性能の範囲内で運転されてしまう。電動機や発電機をその限界を超えて運転すれば発熱を生じたり場合によっては破損などを生じてしまう。また、電動機や発電機をその限界より必要以上に低い性能の範囲内で運転すれば、エンジンの性能を十分に発揮させるものではなくなってしまう。
【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、製造バラツキや経年使用による変化などに拘わらず、電動機や発電機，内燃機関の性能を十分に発揮させると共に電動機や発電機が限界を超えることにより生じる不都合を抑止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、装置や自動車の電力収支をより正確に行なうことを目的の一つとする。本発明の補償関係設定方法は、動力出力装置における電力収支を補償するための補償関係をより正確に設定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およびこれを搭載する自動車並びに補償関係設定方法は、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、
該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
該発電手段からの電力を用いて前記駆動軸に動力を出力可能な駆動手段と、
前記発電手段からの電力を用いた充電と前記駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段と、
前記駆動手段を駆動している状態のときに前記駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該駆動手段により消費されると推定される推定消費電力と前記蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力とに基づいて前記推定消費電力を補償する第１補償関係を設定し、前記発電手段を駆動している状態のときに前記発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該発電手段により発電されると推定される推定発電電力と前記実充放電電力と前記第１補償関係を用いて前記推定消費電力を補償した補償消費電力とに基づいて前記推定発電電力を補償する第２補償関係を設定する補償関係設定手段と、
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と、
該設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記設定した補償関係を用いて前記内燃機関と前記発電手段と前記駆動手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の動力出力装置では、駆動軸に動力を出力可能な駆動手段を駆動している状態のときに駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて駆動手段により消費されると推定される推定消費電力と、内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段からの電力を用いた充電と駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力とに基づいて推定消費電力を補償する第１補償関係を設定し、発電手段を駆動している状態のときに、発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて発電手段により発電されると推定される推定発電電力と実充放電電力と第１補償関係を用いて推定消費電力を補償した補償消費電力とに基づいて推定発電電力を補償する第２補償関係を設定し、操作者の操作に基づいて設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう設定した補償関係を用いて内燃機関と発電手段と駆動手段とを制御する。即ち、駆動手段を制御する際の指令値に基づいて駆動手段により消費されると推定される推定消費電力を第１補償関係により補償すると共に発電手段を制御する際の指令値に基づいて発電手段により発電されると推定される推定発電電力を第２補償関係により補償し、補償した推定消費電力と推定発電電力とを用いて要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関や発電手段や駆動手段を制御するのである。この結果、発電手段や駆動手段に製造バラツキが生じていたり経年使用により性能に変化を生じていても、内燃機関や発電手段や駆動手段をより適正に制御することができる。即ち、製造バラツキや経年使用による変化などに拘わらず、内燃機関や発電手段や駆動手段の性能を十分に発揮させると共に駆動手段や発電手段が限界を超えることにより生じる不都合を抑止することができる。また、こうした補償した推定消費電力や推定発電電力を用いて制御するから、装置の電力収支をより正確に行なうことができる。もとより、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。
【０００８】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記補償関係設定手段は、前記駆動手段だけを駆動している状態のときに前記第１補償関係を設定し、前記内燃機関を始動した後に前記発電機を駆動した状態のときに前記第２補償関係を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に補償関係を設定することができる。
【０００９】
また、本発明の第１動力出力装置において、前記補償関係設定手段は、前記実充放電電力をＰｒｅａｌ、前記推定消費電力をＰｍｎｏｍとしたときに、前記第１補償関係として、
Ｐｒｅａｌ＝Ｍ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２
の関係式を用いると共に該関係式の係数Ｍ１，Ｍ２を最小二乗法を用いて設定し、前記推定発電電力をＰｇｎｏｍ、前記補償消費電力を前記設定した係数Ｍ１，Ｍ２を用いてＭ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２としたときに、前記第２補償関係として、
Ｐｒｅａｌ−（Ｍ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２）＝Ｇ１・Ｐｇｎｏｍ＋Ｇ２
の関係式を用いると共に該関係式の係数Ｇ１，Ｇ２を最小二乗法を用いて設定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補償関係や第２補償関係をより迅速により容易により適正に設定することができる。このように最小二乗法を用いる場合、サンプルの数やその分布、或いは、重みをもって用いるものとしてもよい。
【００１０】
さらに、本発明の第１の動力出力装置において、前記制御手段は、前記蓄電手段から出力可能な出力制限電力から前記第２補償関係により補償される推定発電電力を減じて得られる出力可能電力の範囲内で前記駆動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し、前記蓄電手段から出力可能な出力制限電力から前記第２補償関係により補償される推定発電電力を減じて得られる出力可能電力に対して前記第１補償関係を用いて前記駆動手段から出力可能な出力可能指令値を算出すると共に該算出した出力可能指令値の範囲内で前記駆動手段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、過大な電力による蓄電手段の充放電を抑止することができる。
【００１１】
本発明の第２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、
該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
該発電手段からの電力を用いて前記駆動軸に動力を出力可能な駆動手段と、
前記発電手段からの電力を用いた充電と前記駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段と、
前記駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該駆動手段により消費されると推定される推定消費電力をＰｍｎｏｍとし、前記発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該発電手段により発電されると推定される推定発電電力をＰｇｎｏｍとし、前記蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力をＰｒｅａｌとしたときに、
Ｐｒｅａｌ＝Ｍ・Ｐｍｎｏｍ＋Ｇ・Ｐｇｎｏｍ＋Ｋ
の関係式を用いて該関係式の係数Ｍ，Ｇ，Ｋを最小二乗法を用いて設定することにより電力収支の補償関係を設定する補償関係設定手段と、
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と、
該設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記設定した補償関係を用いて前記内燃機関と前記発電手段と前記駆動手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１２】
この本発明の第２の動力出力装置では、駆動軸に動力を出力可能な駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて駆動手段により消費されると推定される推定消費電力をＰｍｎｏｍとし、内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて発電手段により発電されると推定される推定発電電力をＰｇｎｏｍとし、発電手段からの電力を用いた充電と駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力をＰｒｅａｌとしたときに、
Ｐｒｅａｌ＝Ｍ・Ｐｍｎｏｍ＋Ｇ・Ｐｇｎｏｍ＋Ｋ
の関係式を用いてこの関係式の係数Ｍ，Ｇ，Ｋを最小二乗法を用いて設定することにより電力収支の補償関係を設定し、操作者の操作に基づいて設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう設定した補償関係を用いて内燃機関と発電手段と駆動手段とを制御する。即ち、制御用の指令値に基づいて駆動手段により消費され発電手段により発電されると推定される推定消費電力と推定発電電力と蓄電手段を実際に充放電する実充放電電力とによって電力収支の補償関係を設定し、この設定した補償関係を用いて要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関や発電手段や駆動手段を制御するのである。この結果、発電手段や駆動手段に製造バラツキが生じていたり経年使用により性能に変化を生じていても、内燃機関や発電手段や駆動手段をより適正に制御することができる。即ち、製造バラツキや経年使用による変化などに拘わらず、内燃機関や発電手段や駆動手段の性能を十分に発揮させると共に駆動手段や発電手段が限界を超えることにより生じる不都合を抑止することができる。また、こうした補償関係を用いて制御するから、装置の電力収支をより正確に行なうことができる。もとより、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。なお、最小二乗法を用いる場合、サンプルの数やその分布、或いは、重みをもって用いるものとしてもよい。
【００１３】
こうした本発明の第２の動力出力装置において、前記制御手段は、前記蓄電手段から出力可能な出力制限電力から前記設定した係数Ｇおよび係数Ｋを用いて補償した推定発電電力を減じて得られる出力可能電力の範囲内で前記駆動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し、前記蓄電手段から出力可能な出力制限電力から前記設定した係数Ｇおよび係数Ｋを用いて補償した推定発電電力を減じて得られる出力可能電力に対して前記設定した係数Ｍを用いて前記駆動手段から出力可能な出力可能指令値を算出すると共に該算出した出力可能指令値の範囲内で前記駆動手段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、過大な電力による蓄電手段の充放電を抑止することができる。
【００１４】
これらの本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記発電手段は発電機を備える手段であり、前記駆動手段は電動機を供える手段であり、前記補償関係設定手段は、前記制御用の指令値としてトルク指令を用い、前記推定消費電力として前記電動機のトルク指令と該電動機の回転軸の回転数との積を該電動機の効率で除して得られるものを用い、前記推定発電電力として前記発電機のトルク指令と該発電機の回転軸の回転数との積を該発電機の効率で除して得られるものを用いて補償関係を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１５】
また、本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、発電を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な手段であるものとすることもできる。この場合、前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に接続された発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを備え、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子発電機であるものとすることもできる。
【００１６】
本発明の自動車は、上述したいずれかの態様の本発明の第１または第２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、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段からの電力を用いて前記駆動軸に動力を出力可能な駆動手段と、前記発電手段からの電力を用いた充電と前記駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段と、前記駆動手段を駆動している状態のときに前記駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該駆動手段により消費されると推定される推定消費電力と前記蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力とに基づいて前記推定消費電力を補償する第１補償関係を設定し、前記発電手段を駆動している状態のときに前記発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該発電手段により発電されると推定される推定発電電力と前記実充放電電力と前記第１補償関係を用いて前記推定消費電力を補償した補償消費電力とに基づいて前記推定発電電力を補償する第２補償関係を設定する補償関係設定手段と、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と、該設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記設定した補償関係を用いて前記内燃機関と前記発電手段と前記駆動手段とを制御する制御手段と、を備える第１の動力出力装置や、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、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段からの電力を用いて前記駆動軸に動力を出力可能な駆動手段と、前記発電手段からの電力を用いた充電と前記駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段と、前記駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該駆動手段により消費されると推定される推定消費電力をＰｍｎｏｍとし、前記発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該発電手段により発電されると推定される推定発電電力をＰｇｎｏｍとし、前記蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力をＰｒｅａｌとしたときに、
Ｐｒｅａｌ＝Ｍ・Ｐｍｎｏｍ＋Ｇ・Ｐｇｎｏｍ＋Ｋ
の関係式を用いて該関係式の係数Ｍ，Ｇ，Ｋを最小二乗法を用いて設定することにより電力収支の補償関係を設定する補償関係設定手段と、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と、該設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記設定した補償関係を用いて前記内燃機関と前記発電手段と前記駆動手段とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなるものとすることもできる。
【００１７】
この本発明の自動車によれば、上述したいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置を搭載するから、本発明の第１または第２の動力出力装置が奏する効果、例えば、製造バラツキや経年使用による変化などに拘わらず、内燃機関や発電手段や駆動手段の性能を十分に発揮させると共に駆動手段や発電手段が限界を超えることにより生じる不都合を抑止することができる効果や装置の電力収支をより正確に行なうことができる効果や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効果などと同様な効果を奏することができる。
【００１８】
本発明の第１の補償関係設定方法は、
内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段からの電力を用いて駆動用動力を出力可能な駆動手段と、前記発電手段からの電力を用いた充電と前記駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置における電力収支を補償するための補償関係を設定する補償関係設定方法であって、
（ａ）前記駆動手段だけを駆動している状態のときに、前記駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該駆動手段により消費されると推定される推定消費電力と前記蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力とに基づいて前記推定消費電力を補償する第１補償関係を設定し、
（ｂ）前記発電手段を駆動している状態のときに、前記発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該発電手段により発電されると推定される推定発電電力と前記実充放電電力と前記第１補償関係を用いて前記推定消費電力を補償した補償消費電力とに基づいて前記推定発電電力を補償する第２補償関係を設定する
ことを要旨とする。
【００１９】
この本発明の第１の補償関係設定方法によれば、駆動軸に動力を出力可能な駆動手段を駆動している状態のときに駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて駆動手段により消費されると推定される推定消費電力と、内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段からの電力を用いた充電と駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力とに基づいて推定消費電力を補償する第１補償関係を設定し、発電手段を駆動している状態のときに、発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて発電手段により発電されると推定される推定発電電力と実充放電電力と第１補償関係を用いて推定消費電力を補償した補償消費電力とに基づいて推定発電電力を補償する第２補償関係を設定することができる。こうして設定した第１補償関係や第２補償関係を用いて動力出力装置を制御することにより、動力出力装置における電力収支をより適正に行なうことができる。
【００２０】
こうした本発明の第１の補償関係設定方法において、前記ステップ（ａ）は、前記実充放電電力をＰｒｅａｌ、前記推定消費電力をＰｍｎｏｍとしたときに、前記第１補償関係として、
Ｐｒｅａｌ＝Ｍ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２
の関係式を用いると共に該関係式の係数Ｍ１，Ｍ２を最小二乗法を用いて設定するステップであり、前記ステップ（ｂ）は、前記推定発電電力をＰｇｎｏｍ、前記補償消費電力を前記ステップ（ａ）により設定された係数Ｍ１，Ｍ２を用いてＭ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２としたときに、前記第２補償関係として、
Ｐｒｅａｌ−（Ｍ１・Ｐｍｎｏｍ＋Ｍ２）＝Ｇ１・Ｐｇｎｏｍ＋Ｇ２
の関係式を用いると共に該関係式の係数Ｇ１，Ｇ２を最小二乗法を用いて設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、第１補償関係や第２補償関係をより迅速により容易により適正に設定することができる。このように最小二乗法を用いる場合、サンプルの数やその分布、或いは、重みをもって用いるものとしてもよい。
【００２１】
本発明の第２の補償関係設定方法は、
内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段からの電力を用いて駆動用動力を出力可能な駆動手段と、前記発電手段からの電力を用いた充電と前記駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置における電力収支を補償するための補償関係を設定する補償関係設定方法であって、
前記駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該駆動手段により消費されると推定される推定消費電力をＰｍｎｏｍとし、前記発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて該発電手段により発電されると推定される推定発電電力をＰｇｎｏｍとし、前記蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力をＰｒｅａｌとしたときに、前記補償関係として、
Ｐｒｅａｌ＝Ｍ・Ｐｍｎｏｍ＋Ｇ・Ｐｇｎｏｍ＋Ｋ
の関係式を用いると共に該関係式の係数Ｍ，Ｇ，Ｋを最小二乗法を用いて設定する
ことを要旨とする。
【００２２】
この本発明の第２の補償関係設定方法によれば、駆動軸に動力を出力可能な駆動手段を目標駆動状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて駆動手段により消費されると推定される推定消費電力をＰｍｎｏｍとし、内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段を目標発電状態で駆動する際の制御用の指令値に基づいて発電手段により発電されると推定される推定発電電力をＰｇｎｏｍとし、発電手段からの電力を用いた充電と駆動手段への電力の供給とが可能な蓄電手段を実際に充放電した実充放電電力をＰｒｅａｌとしたときに、Ｐｒｅａｌ＝Ｍ・Ｐｍｎｏｍ＋Ｇ・Ｐｇｎｏｍ＋Ｋ、の関係式を用いてこの関係式の係数Ｍ，Ｇ，Ｋを最小二乗法を用いて設定することにより電力収支の補償関係を設定することができる。そして、こうして設定した補償関係を用いて動力出力装置を制御することにより、動力出力装置における電力収支をより適正に行なうことができる。なお、最小二乗法を用いる場合、サンプルの数やその分布、或いは、重みをもって用いるものとしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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】
【００２４】
図１は、本発明の第１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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２８】
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電圧センサ５１ａからのバッテリ電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、特に搭載する動力出力装置における電力収支を補償するための補償関係を設定する際の動作や設定した補償関係を用いて駆動制御する際の動作について説明する。まず、補償関係を設定する際の動作について説明し、その後、設定した補償関係を用いた駆動制御について説明する。
【００３２】
図２はモータＭＧ２に関する電力収支を補償する第１補償関係を設定する第１補償関係設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図３は第１補償関係を用いてモータＭＧ１に関する電力収支を補償する第２補償関係を設定する第２補償関係設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。第１補償関係設定処理ルーチンはエンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけにより走行している際（モータ運転モードにより走行している際）にハイブリッド用電子制御ユニット７０によって実行され、第２補償関係設定ルーチンはエンジン２２を運転した状態でバッテリ５０の充放電を伴って走行している際（トルク変換運転モードや充放電運転モードにより走行している際）にハイブリッド用電子制御ユニット７０によって実行される。以下、第１補償関係の設定について説明し、その後、第２補償関係の設定について説明する。
【００３３】
エンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけにより走行している際に図２の第１補償関係設定処理ルーチンが実行されると、まず、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２やモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊，バッテリ５０の充放電電流Ｉｂやバッテリ電圧Ｖｂなどの第１補償関係を設定するのに用いるデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されるモータＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の充放電電流Ｉｂやバッテリ電圧Ｖｂは電圧センサ５１ａや電流センサ５１ｂにより検出されバッテリＥＣＵ５２に入力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。なお、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、後述する駆動制御ルーチンにより設定されたものを用いている。トルク指令Ｔｍ２＊の設定については後述する。
【００３４】
こうしてデータを入力すると、入力した充放電電流Ｉｂとバッテリ電圧Ｖｂとの積により実充放電電力Ｐｒｅａｌを計算すると共に（ステップＳ１１０）、入力した回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊との積をモータＭＧ２の効率η２で除して推定消費電力Ｐｍｎｏｍを計算し（ステップＳ１２０）、計算した実充放電電力Ｐｒｅａｌと推定消費電力Ｐｍｎｏｍとを対のデータとしてＲＡＭ７６の所定領域に格納する（ステップＳ１３０）。そして、こうして格納したデータ数が所定数に至ったか否かを判定し（ステップＳ１４０）、データ数が所定数に至っていないときにはステップＳ１００のデータ入力処理に戻り、データ数が所定数に至ったときには、次式（１）の関係式と所定数のデータとを用いて最小二乗法により係数Ｍ１，Ｍ２を計算して設定し（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。ここで、データ数としての所定数は、式（１）の関係式における係数Ｍ１，Ｍ２が適正な値として設定される程度の数として設定されている。なお、所定数のデータは適度に分布していることが好ましい。最小二乗法による係数Ｍ１，Ｍ２の計算は周知であるから、その説明は省略する。
【００３５】
Preal=M1・Pmnom+M2  (1)
【００３６】
いま、エンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけにより走行している状態を考えているから、バッテリ５０を充放電する実充放電電力ＰｒｅａｌはモータＭＧ２により実際に消費されている電力となる。従って、求めた係数Ｍ１，Ｍ２を式（１）に代入すれば、右辺はモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ２とから計算される推定消費電力Ｐｍｎｏｍを実際にモータＭＧ２で消費される電力に補償するものとなる。こうして補償したモータＭＧ２の消費電力を用いることにより、ハイブリッド自動車２０が搭載する動力出力装置の電力収支をより適正に行なうことができる。
【００３７】
エンジン２２を運転した状態でバッテリ５０の充放電を伴って走行している際に図３の第２補償関係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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，バッテリ５０の充放電電流Ｉｂやバッテリ電圧Ｖｂなどの第２補償関係を設定するのに用いるデータを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は、前述したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と同様に、回転位置検出センサ４３により検出されるモータＭＧ１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。なお、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、後述する駆動制御ルーチンにより設定されたものを用いている。トルク指令Ｔｍ１＊の設定についても後述する。
【００３８】
こうしてデータを入力すると、入力した充放電電流Ｉｂとバッテリ電圧Ｖｂとの積により実充放電電力Ｐｒｅａｌを計算し（ステップＳ２１０）、入力した回転数Ｎｍ１とトルク指令Ｔｍ１＊との積をモータＭＧ１の効率η１で除して推定発電電力Ｐｇｎｏｍを計算すると共に（ステップＳ２２０）、入力した回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊との積をモータＭＧ２の効率で除して推定消費電力Ｐｍｎｏｍを計算し（ステップＳ２３０）、計算した実充放電電力Ｐｒｅａｌと推定発電電力Ｐｇｎｏｍと推定消費電力Ｐｍｎｏｍとを一組のデータとしてＲＡＭ７６の所定領域に格納する（ステップＳ２４０）。そして、こうして格納したデータ数が所定数に至ったか否かを判定し（ステップＳ２５０）、データ数が所定数に至っていないときにはステップＳ２００のデータ入力処理に戻り、データ数が所定数に至ったときには、次式（２）の関係式と所定数のデータとを用いて最小二乗法により係数Ｇ１，Ｇ２を計算して設定し（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。ここで、データ数としての所定数は、式（１）の関係式における係数Ｍ１，Ｍ２を求める際に説明した程度の数と同様の数、即ち、式（２）の関係式における係数Ｇ１，Ｇ２が適正な値として設定される程度の数として設定されている。なお、こうした所定数のデータは適度に分布していることが好ましい。また、最小二乗法による係数Ｇ１，Ｇ２の計算についても係数Ｍ１，Ｍ２の計算と同様に周知であるから、その説明は省略する。
【００３９】
Preal-(M1・Pmnom+M2)=G1・Pgnom+G2  (2)
【００４０】
上述の式（２）の関係式の左辺第２項は、式（１）の関係式の右辺であるから実際にモータＭＧ２により消費されている電力である。従って、式（２）の左辺は、バッテリ５０を充放電する実充放電電力Ｐｒｅａｌから実際にモータＭＧ２により消費されている電力を減じたものとなり、実際にモータＭＧ１により発電されている電力を意味することになる。従って、求めた係数Ｇ１，Ｇ２を式（２）に代入すれば、その右辺はモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１とから計算される推定発電電力Ｐｇｎｏｍを実際にモータＭＧ１で発電している電力に補償するものとなる。こうして補償したモータＭＧ１の発電電力を用いることにより、ハイブリッド自動車２０が搭載する動力出力装置の電力収支をより適正に行なうことができる。
【００４１】
次に、こうして求めた補償関係を用いて駆動制御する際の動作について説明する。図４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。
【００４２】
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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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Ｓ３００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３ａ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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１ｃにより検出されたバッテリ５０の電池温度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。ここで、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定することができる。図５に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図６にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００４３】
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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ３１０）。要求トルクＴｒ＊は、第１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７に要求トルク設定用マップの一例を示す。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を乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００４４】
続いて、設定した要求パワー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Ｓ３２０）。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＊とを求めることにより行なわれる。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＊とを設定する様子の一例を図８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。
【００４５】
次に、設定した目標回転数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とを用いて次式（３）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（４）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ３３０）。ここで、式（３）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９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に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（３）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、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、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。また、式（４）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（４）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。
【００４６】
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ)                     (3)
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt  (4)
【００４７】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと補償関係を用いて得られるモータＭＧ１の発電電力とを用いて次式（５）によりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍａｘを計算すると共に（ステップＳ３４０）、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から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）により計算し（ステップＳ３５０）、計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ３６０）。このようにモータ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に出力する要求トルクＴｒ＊を、補償関係を考慮して考えられるバッテリ５０の出力制限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（６）は、前述した図９の共線図から容易に導き出すことができる。
【００４８】
Tmax＝η2・[(Wout−(G1・Pgnom＋G2)−M2]/(Nm2・M1)    (5)
Tm2tmp＝[Tr*＋(G1・Pgnom＋G2)/(Nm1・ρ)]/Gr            (6)
【００４９】
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＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ３７０）、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が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転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、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊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。
【００５０】
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、モータ運転モードにより走行しているときに第１補償関係を設定してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ２とから計算される推定消費電力Ｐｍｎｏｍを実際にモータＭＧ２で消費される電力に補償し、充放電運転モードにより走行しているときに第２補償関係を設定してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１とから計算される推定発電電力Ｐｇｎｏｍを実際にモータＭＧ１で発電している電力に補償するから、モータＭＧ１やモータＭＧ２に製造バラツキが生じていたり、モータＭＧ１やモータＭＧ２に経年使用による性能の変化が生じていても、モータＭＧ１やモータＭＧ２をより適正に駆動することができ、より適正な電力収支を行なうことができる。この結果、モータＭＧ１やモータＭＧ２の性能を十分に発揮させることができると共にこれに伴ってエンジン２２の性能をも十分に発揮させることができる。したがって、モータＭＧ１やモータＭＧ２が限界を超えて駆動することにより生じる不都合、例えば破損などにより生じる不都合を抑止することができる。また、こうして補償したモータＭＧ１の発電電力やモータＭＧ２の発電電力を用いて駆動制御を行なうから、より適正にモータＭＧ１やモータＭＧ２，エンジン２２を制御することができる。もとより、運転者が要求する要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを駆動輪６３ａ、６３ｂに出力することができる。
【００５１】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、上述した式（５）により第１補償関係と第２補償関係とを用いてトルク制限Ｔｍａｘを計算すると共に計算したトルク制限Ｔｍａｘを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を制限したが、第２補償関係を用いてモータＭＧ２により消費可能な最大電力Ｗｍａｘを次式（７）により計算し、この最大電力Ｗｍａｘの範囲内でモータＭＧ２を駆動制御するものとしてもよい。
【００５２】
Wmax＝Wout−(G1・Pgnom＋G2)    (7)
【実施例２】
【００５３】
次に、本発明の第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、図１に例示した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一のハード構成をしている。従って、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハード構成については第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成の説明をもって説明したものとし、重複した説明は省略する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、充放電運転モードにより走行している際に図１０に例示する補償関係設定処理ルーチンにより補償関係を設定し、設定した補償関係を用いて駆動制御を行なう。以下、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂにおける補償関係の設定の動作と駆動制御について説明する。なお、図１０に例示する補償関係設定処理ルーチンのステップＳ４００〜Ｓ４５０の処理は図３に例示した第２補償関係設定処理ルーチンのステップＳ２００〜Ｓ２５０の処理と同一である。
【００５４】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される補償関係設定処理ルーチンでは、ステップＳ４００〜Ｓ４５０の処理により、充放電電力Ｐｒｅａｌと推定発電電力Ｐｇｎｏｍと推定消費電力Ｐｍｎｏｍとを組とするデータが所定数に至ると、次式（８）の関係式と所定数のデータとを用いて最小二乗法により係数Ｍ，Ｇ，Ｋを計算して設定し（ステップＳ４６０）、本ルーチンを終了する。ここで、データ数としての所定数は、式（８）の関係式における係数Ｍ，Ｇ，Ｋが適正な値として設定されるのに必要な程度の数として設定されている。なお、こうした所定数のデータは適度に分布していることが好ましい。ここで、係数Ｍ，Ｇ，Ｋの計算手法としては、式（９）が最小となるよう係数Ｍ，Ｇ，Ｋを求めればよく、式（９）を係数Ｍ，Ｇ，Ｋによって偏微分して得られるものを値０に等しいとする式（１０）〜（１２）を連立して解けばよい。
【００５５】
Preal=M・Pmnom+G・Pgnom+K                      (8)
Σ[M・Pmnom(i)+G・Pgnom(i)+K-Preal(i)]2         (9)
MΣPmnon(i)2+GΣPmnom(i)・Pgnom(i)+KΣPmnom(i)=ΣPmnom(i)・Preal(i) (10)
MΣPmnom(i)・Pgnom(i)+GΣPgnom(i)2+KΣPgnom(i)=ΣPgnom(i)・Preal(i)  (11)
MΣPmnon(i)+GΣPgnom(i)+KΣ1=ΣPreal(i)                             (12)
【００５６】
こうして求めた係数Ｍ，Ｇ，Ｋを式（８）に代入したものは、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１とから計算される推定発電電力ＰｇｎｏｍとモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ２とから計算される推定消費電力Ｐｍｎｏｍとを実際にモータＭＧ１で発電している電力と実際にモータＭＧ２で消費している電力との差（実充放電電力Ｐｒｅａｌ）に補償するものとなる。こうして補償したモータＭＧ１の発電電力を用いることにより、ハイブリッド自動車２０が搭載する動力出力装置の電力収支をより適正に行なうことができる。
【００５７】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、上述した式（５）に代えて次式（１３）を用いてトルク制限Ｔｍａｘを得る点を除いて図４に例示した駆動制御ルーチンと同一の駆動制御ルーチンを用いて駆動制御を行なっている。このように、駆動制御することにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を、補償関係を考慮して考えられるバッテリ５０の出力制限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。
【００５８】
Tmax＝η2・[(Wout−(G・Pgnom＋K)]/(Nm2・M)    (13)
【００５９】
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０によれば、充放電運転モードにより走行している際に補償関係を設定してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１とから計算される推定発電電力ＰｇｎｏｍとモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ２とから計算される推定消費電力Ｐｍｎｏｍとを実際にモータＭＧ１で発電している電力と実際にモータＭＧ２で消費している電力との差（実充放電電力Ｐｒｅａｌ）に補償するから、モータＭＧ１やモータＭＧ２に製造バラツキが生じていたり、モータＭＧ１やモータＭＧ２に経年使用による性能の変化が生じていても、モータＭＧ１やモータＭＧ２をより適正に駆動することができ、より適正な電力収支を行なうことができる。この結果、モータＭＧ１やモータＭＧ２の性能を十分に発揮させることができると共にこれに伴ってエンジン２２の性能をも十分に発揮させることができる。したがって、モータＭＧ１やモータＭＧ２が限界を超えて駆動することにより生じる不都合、例えば破損などにより生じる不都合を抑止することができる。また、こうして補償したモータＭＧ１の発電電力やモータＭＧ２の発電電力を用いて駆動制御を行なうから、より適正にモータＭＧ１やモータＭＧ２，エンジン２２を制御することができる。もとより、運転者が要求する要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを駆動輪６３ａ、６３ｂに出力することができる。
【００６０】
第２実施例のハイブリッド自動車２０では、上述した式（１３）により補償関係を用いてトルク制限Ｔｍａｘを計算すると共に計算したトルク制限Ｔｍａｘを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を制限したが、補償関係を用いてモータＭＧ２により消費可能な最大電力Ｗｍａｘを次式（１４）により計算し、この最大電力Ｗｍａｘの範囲内でモータＭＧ２を駆動制御するものとしてもよい。
【００６１】
Wmax＝Wout−(G・Pgnom＋K)    (14)
【００６２】
第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、所定数のデータを関係式に代入し、最小二乗法により係数Ｍ１，Ｍ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｍ，Ｇ，Ｋを計算するものとしたが、データに重みを持たせて最小二乗法を適用するなど、種々の手法により係数Ｍ１，Ｍ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｍ，Ｇ，Ｋを計算するものとしてもよい。
【００６３】
第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ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１１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１１における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００６４】
第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ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１２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。
【００６５】
第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、動力出力装置を搭載した自動車として本発明の実施の形態を用いて説明したが、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに動力を出力する動力出力装置としての形態としてもよく、或いは、モータＭＧ１やモータＭＧ２の発電電力や消費電力を補償する補償関係を設定する設定手法としての形態としてもよい。
【００６６】
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】
【００６７】
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】
【００６８】
【図１】本発明の第１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る。
【図２】モータＭＧ２に関する電力収支を補償する第１補償関係を設定する第１補償関係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３】第１補償関係を用いてモータＭＧ１に関する電力収支を補償する第２補償関係を設定する第２補償関係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４】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５】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図６】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図７】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図９】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１０】第２実施例のモータＭＧ１とモータＭＧ２に関する電力収支を補償する補償関係を設定する補償関係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１１】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１２】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】
【００６９】
２０，１２０，２２０  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  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、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  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、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【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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