(57)【要約】【課題】エンジンの間欠運転を許可する温度範囲を広くしてエネルギ効率の向上を図る。【解決手段】エンジンの間欠運転が禁止されているときには（Ｓ１１０）、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときに所定値Ｗ１を閾値Ｗｒｅｆに設定すると共に（Ｓ１３０）、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときに所定値Ｗ１より小さい所定値Ｗ２を閾値Ｗｒｅｆに設定し（Ｓ１４０）、バッテリの出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｒｅｆ以上のときにエンジンの間欠運転を許可すると共に（Ｓ１９０）、出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｒｅｆ未満のときにエンジンの間欠運転を禁止する（Ｓ２００）。これにより、バッテリ温度ｔｂに拘わらず出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１以上のときにエンジンの間欠運転を許可するものに比して間欠運転を許可する温度範囲を広くすることができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。【選択図】図２
2007191034.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出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された蓄電手段の温度に基づいて該蓄電手段の出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記検出された蓄電手段の温度が所定温度以上のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定し、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と前記第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定する判定手段と、
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と、
前記判定手段による判定結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう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】
前記判定手段は、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度以上のときには前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第１の所定値以上のときに前記内燃機関の間欠運転の許可を判定し、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第２の所定値以上のときに前記内燃機関の間欠運転の許可を判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】
前記判定手段は、前記蓄電手段から放電可能な電力量が所定電力量以上のとき、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度以上のときに前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第１の所定値に略等しくなる温度以下で且つ前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときに前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第２の所定値に略等しくなる温度以上の温度を前記所定温度として用い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】
前記判定手段は、ヒステリシスをもって前記内燃機関の間欠運転の禁止を判定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】
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続されると共に前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、電力と動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電力動力入出力手段を備える請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備え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の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
該発電手段と電力母線を共通とし、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電力母線を介して前記発電手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された蓄電手段の温度に基づいて該蓄電手段の出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記検出された蓄電手段の温度が所定温度以上のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定し、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と前記第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定する判定手段と、
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と、
前記判定手段による判定結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段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８】
請求項１ないし７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車両。
【請求項９】
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出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記蓄電手段の温度が所定温度以上のときには該蓄電手段の温度に基づいて設定される該蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、
前記蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには該蓄電手段の温度に基づいて設定される該蓄電手段の出力制限と前記第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう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。
【請求項１０】
内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段と電力母線を共通とし前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電力母線を介して前記発電手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記蓄電手段の温度が所定温度以上のときには該蓄電手段の温度に基づいて設定される該蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、
前記蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには該蓄電手段の温度に基づいて設定される該蓄電手段の出力制限と前記第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段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、動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、４軸を回転要素とするラビニョオ型プラネタリギヤセットに共線図における回転速度順に第１モータ／ジェネレータ，エンジン，駆動軸，第２モータ／ジェネレータをそれぞれ接続し、第１モータ／ジェネレータおよび第２モータ／ジェネレータと電力をやりとりするバッテリを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、駆動軸に要求される目標トルクと駆動軸の回転数との積としての基本発電力をエンジン始動に必要なエンジン始動要求電力およびバッテリ充放電可能電力から設定される電気走行可能電力と比較すると共に比較した結果に基づいてエンジンを間欠運転することにより、エネルギ効率の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００３−３３６７００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、こうした動力出力装置では、ドライバビリティを考慮して、バッテリ充放電可能電力に基づいてエンジンの間欠運転の許可を判定すると共にエンジンの間欠運転の許可が判定されたときに基本発電力に基づいてエンジンを間欠運転するものがある。バッテリは温度低下に比して充放電に伴う損失などによる温度上昇が生じやすく、バッテリ充放電可能電力は比較的低温領域で温度が高いほど大きくなると共に比較的高温領域で温度が高いほど小さくなるため、この場合には、こうしたバッテリの特性を考慮してエンジンの間欠運転の許可をより適正に判定することが望ましい。なお、ドライバビリティの他にエンジンの始動性も考慮してバッテリ充放電可能電力を用いてエンジンの間欠運転の許可を判定するものもある。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、エネルギ効率の向上を図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車両並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関の間欠運転の許可の判定をより適正に行なう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車両並びに動力出力装置の制御方法は、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、
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出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された蓄電手段の温度に基づいて該蓄電手段の出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記検出された蓄電手段の温度が所定温度以上のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定し、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と前記第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定する判定手段と、
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と、
前記判定手段による判定結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう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、蓄電手段の温度が所定温度以上のときには蓄電手段の温度に基づいて設定される蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電動機とを制御し、蓄電手段の温度が所定温度未満のときには蓄電手段の温度に基づいて設定される蓄電手段の出力制限と第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、蓄電手段の出力制限と蓄電手段の温度に基づく所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定するのである。これにより、ドライバビリティの観点からの蓄電手段の出力制限に基づく内燃機関の間欠運転の許可を、蓄電手段の温度に拘わらず一定の所定値を用いて判定するものに比してより適正に判定することができる。この結果、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記判定手段は、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度以上のときには前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第１の所定値以上のときに前記内燃機関の間欠運転の許可を判定し、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第２の所定値以上のときに前記内燃機関の間欠運転の許可を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の温度に拘わらず蓄電手段の出力制限が第１の所定値以上のときに内燃機関の間欠運転の許可を判定するものに比して内燃機関の間欠運転の許可を判定する蓄電手段の温度範囲を広くすることができる。
【０００９】
また、本発明の第１の動力出力装置において、前記判定手段は、前記蓄電手段から放電可能な電力量が所定電力量以上のとき、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度以上のときに前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第１の所定値に略等しくなる温度以下で且つ前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときに前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第２の所定値に略等しくなる温度以上の温度を前記所定温度として用いる手段であるものとすることもできる。ここで、「所定温度」は、例えば、２０℃や２５℃などの値を用いることができる。
【００１０】
さらに、本発明の第１の動力出力装置において、前記判定手段は、ヒステリシスをもって前記内燃機関の間欠運転の禁止を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の間欠運転の許可および禁止の判定が頻繁に変更されるのを抑制することができる。
【００１１】
あるいは、本発明の第１の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続されると共に前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で電力と動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電力動力入出力手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、電力動力入出力手段により内燃機関をモータリングして始動するものにおいて、内燃機関の始動性の観点からの蓄電手段の出力制限に基づく内燃機関の間欠運転の許可を、蓄電手段の温度に拘わらず一定の所定値を用いて判定するものに比してより適正に判定することができる。この場合、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１２】
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の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
該発電手段と電力母線を共通とし、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電力母線を介して前記発電手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された蓄電手段の温度に基づいて該蓄電手段の出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記検出された蓄電手段の温度が所定温度以上のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定し、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と前記第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定する判定手段と、
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と、
前記判定手段による判定結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１３】
この本発明の第２の動力出力装置では、蓄電手段の温度が所定温度以上のときには蓄電手段の温度に基づいて設定される蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御し、蓄電手段の温度が所定温度未満のときには蓄電手段の温度に基づいて設定される蓄電手段の出力制限と第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。即ち、蓄電手段の出力制限と蓄電手段の温度に基づく所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定するのである。これにより、蓄電手段の出力制限に基づく内燃機関の間欠運転の許可を、蓄電手段の温度に拘わらず一定の所定値を用いて判定するものに比してより適正に判定することができる。この結果、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【００１４】
本発明の車両は、上述の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、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出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、前記検出された蓄電手段の温度に基づいて該蓄電手段の出力制限を設定する出力制限設定手段と、前記検出された蓄電手段の温度が所定温度以上のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定し前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と前記第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定する判定手段と、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と、前記判定手段による判定結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう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や、内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段と電力母線を共通とし前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電力母線を介して前記発電手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、前記検出された蓄電手段の温度に基づいて該蓄電手段の出力制限を設定する出力制限設定手段と、前記検出された蓄電手段の温度が所定温度以上のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定し前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには前記設定された蓄電手段の出力制限と前記第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定する判定手段と、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と、前記判定手段による判定結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段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。
【００１５】
この本発明の車両では、上述の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、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、ドライバビリティの観点からの蓄電手段の出力制限に基づく内燃機関の間欠運転の許可を、蓄電手段の温度に拘わらず一定の所定値を用いて内燃機関の間欠運転の許可を判定するものに比してより適正に判定することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１６】
本発明の第１の動力出力装置の制御方法は、
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出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記蓄電手段の温度が所定温度以上のときには該蓄電手段の温度に基づいて設定される該蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、
前記蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには該蓄電手段の温度に基づいて設定される該蓄電手段の出力制限と前記第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００１７】
この本発明の第１の動力出力装置の制御方法によれば、蓄電手段の温度が所定温度以上のときには蓄電手段の温度に基づいて設定される蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電動機とを制御し、蓄電手段の温度が所定温度未満のときには蓄電手段の温度に基づいて設定される蓄電手段の出力制限と第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、蓄電手段の出力制限と蓄電手段の温度に基づく所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定するのである。これにより、ドライバビリティの観点からの蓄電手段の出力制限に基づく内燃機関の間欠運転の許可を、蓄電手段の温度に拘わらず一定の所定値を用いて判定するものに比してより適正に判定することができる。この結果、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【００１８】
本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段と電力母線を共通とし前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電力母線を介して前記発電手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記蓄電手段の温度が所定温度以上のときには該蓄電手段の温度に基づいて設定される該蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、
前記蓄電手段の温度が前記所定温度未満のときには該蓄電手段の温度に基づいて設定される該蓄電手段の出力制限と前記第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて前記内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００１９】
この本発明の第２の動力出力装置の制御方法によれば、蓄電手段の温度が所定温度以上のときには蓄電手段の温度に基づいて設定される蓄電手段の出力制限と第１の所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御し、蓄電手段の温度が所定温度未満のときには蓄電手段の温度に基づいて設定される蓄電手段の出力制限と第１の所定値より小さい第２の所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定すると共に判定した結果に基づいて内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。即ち、蓄電手段の出力制限と蓄電手段の温度に基づく所定値とに基づいて内燃機関の間欠運転の許可を判定するのである。これにより、蓄電手段の出力制限に基づく内燃機関の間欠運転の許可を、蓄電手段の温度に拘わらず一定の所定値を用いて判定するものに比してより適正に判定することができる。この結果、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、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、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。
【００２４】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２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。
【００２５】
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からのバッテリ温度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。
【００２６】
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。
【００２７】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２８】
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の動作について説明する。図２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（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２９】
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，バッテリ温度ｔｂ，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４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ温度ｔｂは、温度センサ５１により検出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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ温度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。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共にバッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいて入力制限用補正係数ｋ１と出力制限用補正係数ｋ２とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に入出力制限用補正係数ｋ１，ｋ２を乗じて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定することができる。図３にバッテリ温度ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値との関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量ＳＯＣと入力制限用補正係数ｋ１および出力制限用補正係数ｋ２との関係の一例を示す。ここで、図３中、所定温度ｔｂｒｅｆは、実施例では、基準温度として２５℃に設定するものとした。また、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ１以上のときには、図４に示すように、出力制限用補正係数ｋ２に値１が設定されるため、出力制限Ｗｏｕｔの基本値がそのまま出力制限Ｗｏｕｔとして設定されることになる。
【００３０】
こうしてデータを入力すると、間欠運転許可判定フラグＦの値を調べる（ステップＳ１１０）。ここで、間欠運転許可判定フラグＦは、エンジン２２の間欠運転が許可されるか否かを示すフラグであり、後述のステップＳ１９０，Ｓ２００で、間欠運転が許可されるときには値１が設定され、間欠運転が許可されない即ち禁止されるときには値０が設定される。
【００３１】
間欠運転許可判定フラグＦが値０のときには、エンジン２２の間欠運転は禁止されていると判断し、バッテリ温度ｔｂを所定温度ｔｂｒｅｆと比較し（ステップＳ１２０）、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときには所定値Ｗ１を閾値Ｗｒｅｆに設定し（ステップＳ１３０）、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときには所定値Ｗ１よりも小さい所定値Ｗ２を閾値Ｗｒｅｆに設定する（ステップＳ１４０）。ここで、閾値Ｗｒｅｆは、エンジン２２の間欠運転を許可するか否かを判定するために用いられるものである。また、所定値Ｗ１は、ドライバビリティやエンジン２２の始動性などを考慮して、モータＭＧ２の定格などに基づいて定められる。いま、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが比較的小さいときを考える。このときには、後述のステップＳ２６０〜Ｓ２８０でモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する際に、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに出力可能なトルクがバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔにより比較的大きく制限されることになるため、エンジン２２を停止するとドライバビリティが悪化することがある。また、エンジン２２が始動される際には、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａにトルクを出力するための電力に加えてモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングするための電力も必要となるため、出力制限Ｗｏｕｔが比較的小さいとエンジン２２の始動性が悪化することがある。こうした不都合を解消するために、実施例では、所定値Ｗ１を定める際にドライバビリティやエンジン２２の始動性などを考慮するものとした。なお、所定値Ｗ１は、ドライバビリティだけを考慮して定めるものとしてもよい。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと所定値Ｗ１および所定値Ｗ２との関係を図５に示す。同図には、後述の所定値（Ｗ１−ｈｉｓ）および所定値（Ｗ２−ｈｉｓ）も併せて示した。なお、実施例では、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ１以上のとき、即ちバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの基本値がそのまま出力制限Ｗｏｕｔとして設定されるときを考えるものとする。続いて、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを閾値Ｗｒｅｆと比較し（ステップＳ１８０）、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｒｅｆ以上のときには間欠運転許可判定フラグＦに値１を設定し（ステップＳ１９０）、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｒｅｆ未満のときには間欠運転許可判定フラグＦに値０を設定する（ステップＳ２００）。このように、エンジン２２の間欠運転が禁止されているときには、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１以上になったときにエンジン２２の間欠運転を許可し、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１より小さい所定値Ｗ２以上になったときにエンジン２２の間欠運転を許可するのである。これをバッテリ温度ｔｂの観点から考えると、バッテリ温度ｔｂが、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１に等しくなる温度ｔ１以下で且つバッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ２に等しくなる温度ｔ２以上のときにエンジン２２の間欠運転を許可することになる。いま、エンジン２２の間欠運転が禁止されているときを考えている。バッテリ５０は、充放電に伴う損失などによってバッテリ温度ｔｂが上昇するため、温度上昇が温度低下に比して起こりやすい。また、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、図５に示すように、バッテリ温度ｔｂが比較的低い領域では温度が高いほど大きくなりバッテリ温度ｔｂが比較的高い領域では温度が高いほど小さくなる。これらより、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを大きくするために、バッテリ温度ｔｂが比較的高い領域でバッテリ温度ｔｂを低下させることは比較的難しいが、バッテリ温度ｔｂが比較的低い領域でバッテリ温度ｔｂを上昇させることは比較的容易である。したがって、バッテリ温度ｔｂが比較的低い領域では、所定値Ｗ１より小さい所定値Ｗ２を用いてエンジン２２の間欠運転を許可したとしても、バッテリ温度ｔｂが上昇しやすいため、ドライバビリティがそれほど悪化することはない。以上より、実施例では、エンジン２２の間欠運転が禁止されているときには、バッテリ温度ｔｂが温度ｔ２以上で且つ温度ｔ１以下となる温度範囲内のときにエンジン２２の間欠運転を許可するものとした。この結果、バッテリ温度ｔｂがバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１以上となる温度範囲内のときにエンジン２２の間欠運転を許可するものに比して間欠運転を許可する温度範囲を低温側に広くすることができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【００３２】
ステップＳ１１０で間欠運転許可判定フラグＦが値１のときには、エンジン２２の間欠運転は許可されていると判断し、バッテリ温度ｔｂを所定温度ｔｂｒｅｆと比較し（ステップＳ１５０）、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときには所定値（Ｗ１−ｈｉｓ）を閾値Ｗｒｅｆに設定し（ステップＳ１６０）、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときには所定値（Ｗ２−ｈｉｓ）を閾値Ｗｒｅｆに設定し（ステップＳ１７０）、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを閾値Ｗｒｅｆと比較し（ステップＳ１８０）、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｒｅｆ以上のときには間欠運転許可判定フラグＦに値１を設定し（ステップＳ１９０）、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｒｅｆ未満のときには間欠運転許可判定フラグＦに値０を設定する（ステップＳ２００）。ここで、「ｈｉｓ」は、ヒステリシスの程度を示すものであり、バッテリ５０の温度特性などにより定められる。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと所定値（Ｗ１−ｈｉｓ）および所定値（Ｗ２−ｈｉｓ）との関係については前述の図５に示した。いま、エンジン２２の間欠運転が許可されているときを考えているから、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値（Ｗ１−ｈｉｓ）未満になったときにエンジン２２の間欠運転を禁止し、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値（Ｗ２−ｈｉｓ）未満になったときにエンジン２２の間欠運転を禁止することになる。これをバッテリ温度ｔｂの観点から考えると、バッテリ温度ｔｂが、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値（Ｗ１−ｈｉｓ）に等しくなる温度ｔ３より高いとき又はバッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値（Ｗ２−ｈｉｓ）に等しくなる温度ｔ４より低いときにエンジン２２の間欠運転を禁止することになる。以上説明したように、実施例では、エンジン２２の間欠運転が禁止されているときにはバッテリ温度ｔｂが温度ｔ２以上且つ温度ｔ１以下のときにエンジン２２の間欠運転を許可し、エンジン２２の間欠運転が許可されているときにはバッテリ温度ｔｂが温度ｔ２より低い温度ｔ４より低いとき又はバッテリ温度ｔｂが温度ｔ１より高い温度ｔ３より高いときにエンジン２２の間欠運転を禁止するのである。したがって、エンジン２２の間欠運転の許可と禁止とをヒステリシスをもって判定することになるから、エンジン２２の間欠運転の許可と禁止とが頻繁に変更されるのを抑制することができる。
【００３３】
次に、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＊と車両に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ２１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図６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。
【００３４】
続いて、間欠運転許可判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ２２０）、間欠運転許可判定フラグＦが値１のときには、エンジン２２の間欠運転が許可されていると判断し、要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ２３０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、エンジン２２の特性などにより定められ、エンジン２２を効率よく運転可能なパワーの下限値などに設定される。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、エンジン２２が停止されているか否かを判定し（ステップＳ２３２）、エンジン２２が停止されているときにはモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングして始動し（ステップＳ２３４）、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Ｓ２４０）。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。
【００３５】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、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（１）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（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２５０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、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（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。
【００３６】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３７】
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の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割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）により計算すると共に（ステップＳ２６０）、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（５）により計算し（ステップＳ２７０）、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モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２８０）。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、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、前述した図８の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３８】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (5)
【００３９】
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Ｓ２９０）、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。
【００４０】
ステップＳ２３０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、エンジン２２が停止されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ３００）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ３１０）、前述したステップＳ２６０〜Ｓ２９０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。値０の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を停止する。このように、ステップＳ２２０で間欠運転許可判定フラグＦが値１のときには、エンジン２２の間欠運転が許可されていると判断し、要求パワーＰｅ＊に応じてエンジン２２を間欠運転するのである。この結果、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【００４１】
一方、ステップＳ２２０で間欠運転判定フラグＦが値０のときには、エンジン２２の間欠運転は禁止されていると判断し、ステップＳ２４０〜Ｓ２９０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。この場合には、エンジン２２を継続して運転することにより、ドライバビリティの悪化を抑制している。
【００４２】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の間欠運転が禁止されているときには、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１以上のときにエンジン２２の間欠運転を許可し、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１より小さい所定値Ｗ２以上のときにエンジン２２の間欠運転を許可するから、バッテリ温度ｔｂに拘わらずバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１以上のときにエンジン２２の間欠運転を許可するものに比してエンジン２２の間欠運転を許可する温度範囲を広くすることができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【００４３】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の間欠運転の許可と禁止とをヒステリシスをもって判定するから、エンジン２２の間欠運転の許可と禁止とが頻繁に変更されるのを抑制することができる。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、基準温度として２５℃を所定温度ｔｂｒｅｆとして用いるものとしたが、２５℃に限られず、例えば、１５℃や２０℃，３０℃などのようにバッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときにバッテリ５０出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１以上となる温度範囲とバッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ２以上となる温度範囲とが存在する温度であればよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ１以上のとき即ち図４の出力制限用補正係数ｋ２が値１のときについて説明したが、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ１未満であってもバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１以上となる温度範囲があるときには、同様にエンジン２２の間欠運転を許可および禁止すればよい。バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ１より小さい所定残容量Ｓ２のときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと所定値Ｗ１，Ｗ２，（Ｗ１−ｈｉｓ），（Ｗ２−ｈｉｓ）との関係を図９に示す。同図には、参考のためにバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ１以上のときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを破線で示した。図中、「ｔ５」はバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ２のときであってバッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１に等しくなる温度であり、「ｔ６」は残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ２のときであってバッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときに出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ２に等しくなる温度であり、「ｔ７」は残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ２のときであってバッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときに出力制限Ｗｏｕｔが所定値（Ｗ１−ｈｉｓ）に等しくなる温度であり、「ｔ８」は残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ２のときであってバッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときに出力制限Ｗｏｕｔが所定値（Ｗ２−ｈｉｓ）に等しくなる温度である。図示するように、残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ２のときには、残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ１以上のときに比してエンジン２２の間欠運転を許可する温度範囲は狭くなる。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ヒステリシスをもってエンジン２２の間欠運転を禁止するものとしたが、ヒステリシスを持たないものとしてもよい。この場合、エンジン２２の間欠運転が許可されているか否かに拘わらず、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ以上のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１以上のときにエンジン２２の間欠運転を許可すると共にバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１未満のときにエンジン２２の間欠運転を禁止し、バッテリ温度ｔｂが所定温度ｔｂｒｅｆ未満のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ１より小さい所定値Ｗ２以上のときにエンジン２２の間欠運転を許可すると共にバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗ２未満のときにエンジン２２の間欠運転を禁止すればよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０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１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の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１１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。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力分配統合機構３０にエンジン２２とモータＭＧ１と駆動軸とを接続すると共に駆動軸にモータＭＧ２とを接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０を備える構成としたが、車軸に連結された駆動軸にエンジンからの動力を出力することができると共にモータからの動力を出力することができるタイプであれば、如何なる構成としても構わない。また、エンジンと、エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、発電機と電力母線を共通とし駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力可能なモータと、電力母線を介して発電機およびモータと電力をやりとりするバッテリとを備える構成としてもよい。
【００５０】
実施例では、動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車について説明したが、こうした動力出力装置を自動車以外の車両や船舶，航空機などに搭載するものとしてもよいし、動力出力装置の形態や動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００５１】
以上、本発明の実施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】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】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３】バッテリ５０におけるバッテリ温度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４】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５】バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと所定値Ｗ１，Ｗ２，（Ｗ１−ｈｉｓ），（Ｗ２−ｈｉｓ）との関係の一例を示す説明図である。
【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】バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定残容量Ｓ２のときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと所定値Ｗ１，Ｗ２，（Ｗ１−ｈｉｓ），（Ｗ２−ｈｉｓ）との関係の一例を示す説明図である。
【図１０】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１１】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】
【００５３】
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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