(57)【要約】【課題】内燃機関と電力と動力の入出力を伴って内燃機関の出力軸と駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力装置と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるものにおいて、装置の複雑化を招くことなく、より大きな逆回転方向の駆動力を駆動軸に出力する。【解決手段】後進方向に走行する際にモータＭＧ２の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘまでのトルクにより要求トルクＴｒ＊を出力することができないときには、上限ガード処理された範囲内でエンジンをモータリングするトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定すると共に（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）、モータＭＧ２の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘをそのトルク指令Ｔｍ２＊に設定して（ステップＳ１８０）、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。これにより、モータＭＧ２から出力可能なトルクより大きなトルクにより後進走行することができる。【選択図】図２
2007112291.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、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸および前記駆動軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸の回転方向を設定する回転方向設定手段と、
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、
前記内燃機関を運転しているときに前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときに前記回転方向設定手段により該正回転とは逆の逆回転が設定されたとき、前記内燃機関のモータリング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前記設定された回転方向に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する逆回転方向駆動制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記逆回転方向駆動制御手段は、前記設定された要求駆動力が前記電動機の逆回転方向の定格最大駆動力以下のときには前記内燃機関のモータリングを伴わずに前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に前記設定された回転方向に出力されるよう制御し、前記設定された要求駆動力が前記電動機の逆回転方向の定格最大駆動力より大きいときには前記内燃機関のモータリング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前記設定された回転方向に出力されるよう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１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４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６】
請求項５記載の車両であって、
前記回転方向設定手段に代えて、走行方向を設定する走行方向設定手段を備え、
前記電力動力入出力手段は、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関から出力された動力の少なくとも一部を車両を前進させる駆動力として前記駆動軸に出力する手段であり、
前記逆回転方向駆動制御手段は、走行方向設定手段により走行方向として後進方向が設定されたときに、前記内燃機関のモータリング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後進方向に作用する駆動力として出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である
車両。
【請求項７】
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸および前記駆動軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関を運転しているときに前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときに該正回転とは逆の逆回転の方向に前記駆動軸を回転させる状態で該駆動軸に該逆回転の方向に駆動力を出力するときには、前記内燃機関のモータリング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逆回転の方向に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御することを特徴とする、
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、エンジンと、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に駆動輪に連結された駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、このプラネタリギヤのサンギヤに動力を入出力するモータＭＧ１と、駆動軸に動力を入出力するモータＭＧ２と、エンジンのクランクシャフトの回転方向を切り替える前後進切換ギヤユニットとを備える車載用のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この動力出力装置を搭載した車両では、後進方向に走行するときには、エンジンから出力された動力が後進するための動力として駆動軸に出力されるよう前後進切換ギヤユニットを切り替えている。
【特許文献１】特開２０００−３５８３０３号公報
【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、前後進切換ギヤユニットを備えるため、エンジンからの動力を後進するための動力として駆動軸に出力できるが、前後進切換ギヤユニットの設置にスペースを要すると共に装置自体が複雑化する。前後進切換ギヤユニットを備えない構成では、後進時にはエンジンからの動力は前進方向に作用するから、通常はエンジンを停止してモータＭＧ２からの駆動力だけにより走行するが、モータＭＧ２の定格最大駆動力を超えて駆動力の出力を要請する場合には対応することができない。
【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、内燃機関と電力と動力の入出力を伴って内燃機関の出力軸と駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力装置と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるものにおいて、装置の複雑化を招くことなく、より大きな逆回転方向の駆動力を駆動軸に出力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車両並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関と電力と動力の入出力を伴って内燃機関の出力軸と駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力装置と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるものにおいて、装置の複雑化を招くことなく、電動機の定格値を超える逆回転方向の駆動力を駆動軸に出力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、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸および前記駆動軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸の回転方向を設定する回転方向設定手段と、
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、
前記内燃機関を運転しているときに前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときに前記回転方向設定手段により該正回転とは逆の逆回転が設定されたとき、前記内燃機関のモータリング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前記設定された回転方向に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する逆回転方向駆動制御手段と、
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、内燃機関を運転しているときに電力動力入出力手段を介して駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときにこの正回転とは逆の逆回転が設定されたときは、内燃機関のモータリング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逆回転の方向に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。内燃機関をモータリングすると、その反力としての駆動力が電力動力入出力手段を介して駆動軸に出力される。この駆動力は逆回転の方向に作用するから、駆動軸にはこの反力としての駆動力と電動機からの駆動力との和の駆動力が出力されることになる。この結果、正回転と逆回転とを切り換える切換ギヤユニットを備えることなく、電動機から出力される逆回転方向の駆動力より大きな駆動力を駆動軸に出力することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記逆回転方向駆動制御手段は、前記設定された要求駆動力が前記電動機の逆回転方向の定格最大駆動力以下のときには前記内燃機関のモータリングを伴わずに前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に前記設定された回転方向に出力されるよう制御し、前記設定された要求駆動力が前記電動機の逆回転方向の定格最大駆動力より大きいときには前記内燃機関のモータリング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前記設定された回転方向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、駆動軸に要求される要求駆動力が電動機の逆回転方向の定格最大駆動力より大きいときでも、この定格最大駆動力より大きな要求駆動力により近い駆動力を駆動軸に出力することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、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。また、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１０】
本発明の車両は、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、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸および前記駆動軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸の回転方向を設定する回転方向設定手段と、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、前記内燃機関を運転しているときに前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときに前記回転方向設定手段により該正回転とは逆の逆回転が設定されたとき、前記内燃機関のモータリング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前記設定された回転方向に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する逆回転方向駆動制御手段と、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。
【００１１】
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、正回転と逆回転とを切り換える切換ギヤユニットを備えることなく電動機から出力される逆回転方向の駆動力より大きな駆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。
【００１２】
こうした本発明の車両において、前記回転方向設定手段に代えて走行方向を設定する走行方向設定手段を備え、前記電力動力入出力手段は電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関から出力された動力の少なくとも一部を車両を前進させる駆動力として前記駆動軸に出力する手段であり、前記逆回転方向駆動制御手段は、走行方向設定手段により走行方向として後進方向が設定されたときに、前記内燃機関のモータリング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後進方向に作用する駆動力として出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸および前記駆動軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関を運転しているときに前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときに該正回転とは逆の逆回転の方向に前記駆動軸を回転させる状態で該駆動軸に該逆回転の方向に駆動力を出力するときには、前記内燃機関のモータリング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逆回転の方向に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御することを特徴とする。
【００１４】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関を運転しているときに電力動力入出力手段を介して駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときにこの正回転とは逆の逆回転が設定されたときは、内燃機関のモータリング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逆回転の方向に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。内燃機関をモータリングすると、その反力としての駆動力が電力動力入出力手段を介して駆動軸に出力される。この駆動力は逆回転の方向に作用するから、駆動軸にはこの反力としての駆動力と電動機からの駆動力との和の駆動力が出力されることになる。この結果、正回転と逆回転とを切り換える切換ギヤユニットを備えることなく、電動機から出力される逆回転方向の駆動力より大きな駆動力を駆動軸に出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂ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。
【００２１】
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。なお、実施例では、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）、前進方向に走行する通常のポジションとしての走行ポジション（Ｄポジション）、アクセルオフ時の制動力が大きな前進方向の走行するためのブレーキポジション（Ｂポジション）、走行を行なわない中立ポジション（Ｎポジション）、後進方向に走行する後進ポジション（Ｒポジション）などが用意されている。
【００２２】
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。
【００２３】
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、特にシフトレバー８１が後進ポジション（Ｒポジション）に操作されて後進走行する際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により実行される後進時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。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、後進時には、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が著しく小さい状態ではないときにはエンジン２２はその運転が停止される。したがって、後進時駆動制御ルーチンは、エンジン２２の運転停止を伴って実行されることになる。
【００２４】
後進時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ＭＧ２の回転数Ｎｍ２など後進走行時の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ＭＧ１２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。
【００２５】
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＊を設定すると共に（ステップＳ１１０）、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてモータＭＧ２から後進方向に出力可能な定格最大トルクＴｍ２ｍａｘを入力し（ステップＳ１２０）、設定した要求トルクＴｒ＊と入力した定格最大トルクＴｍ２ｍａｘに減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じた値とを比較する（ステップＳ１３０）。ここで、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３に要求トルク設定用マップの一例を示す。モータＭＧ２の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と定格最大トルクＴｍ２ｍａｘとの関係を予めマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が与えられるとマップから対応する定格最大トルクＴｍ２ｍａｘを導出することにより入力するものとした。図４にモータＭＧ２の定格最大トルクの一例を示す。なお、ステップＳ１３０の大きさ比較は、実施例では、絶対値としての比較とした。
【００２６】
要求トルクＴｒ＊が定格最大トルクＴｍ２ｍａｘに減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じた値以下と判定されたときには、値０をモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定すると共に（ステップＳ１４０）、要求トルクＴｒ＊をギヤ比Ｇｒで除した値をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ１５０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１９０）、後進時駆動制御ルーチンを終了する。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。なお、いま、トルク指令Ｔｍ１＊には値０が設定されているから、モータＭＧ１からトルクが出力されないようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチングが制御される。この状態のときの動力分配統合機構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５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。Ｒ軸上の太線矢印は、モータＭＧ２から減速ギヤ３５を介してリングギヤ３２に出力されるトルクＴｍ２＊を示す。
【００２７】
ステップＳ１３０で要求トルクＴｒ＊が定格最大トルクＴｍ２ｍａｘに減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じた値より大きいと判定されたときには、要求トルクＴｒ＊から定格最大トルクＴｍ２ｍａｘに減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じた値を減じたものとエンジン２２をモータリングする際にエンジン２２に出力してもよい最大トルクをリングギヤ軸３２ａに換算したトルクＴｅｍａｘとのうち小さい方をエンジン２２をモータリングすることによりリングギヤ軸３２ａに出力するモータリング出力トルクＴｇとして設定し（ステップＳ１６０）、このモータリング出力トルクＴｇがリングギヤ軸３２ａに出力されるよう次式（１）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に（ステップＳ１７０）、定格最大トルクＴｍ２ｍａｘをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ１８０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１９０）、後進時駆動制御ルーチンを終了する。ステップＳ１６０の処理はエンジン２２の回転数が大きくなりすぎないようにするガード処理である。このように、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御すると、モータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングすることになり、エンジン２２をモータリングすることによりリングギヤ軸３２ａに後進方向のトルクが出力される。この状態のときの動力分配統合機構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６に示す。図示するように、モータＭＧ１を駆動制御することにより、動力分配統合機構３０のギヤ比ρに応じたトルクがモータＭＧ２から出力されるトルクに加算して出力される。なお、式（１）は図６の共線図から容易に導くことができる。
【００２８】
Tm1*=ρ・Tg  (1)
【００２９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、後進方向に走行するときには、モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを伴うことにより、モータＭＧ２から出力されるトルクに加えてエンジン２２をモータリングする際にリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクを用いて後進走行することができる。この結果、より大きなトルク、モータＭＧ２の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘより大きなトルクにより後進走行することができる。しかも、モータＭＧ２の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘまでのトルクにより要求トルクＴｒ＊を出力することができないときにだけモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを行なうから、バッテリ５０の電力を無駄に消費するのを抑制することができる。また、エンジン２２をモータリングするときにはガード処理によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するから、エンジン２２の回転数が大きくなりすぎることによる破損などを抑止することができる。もとより、前後進切換ギヤユニットを備えないから装置を小型化することができると共に装置の複雑化を抑制することができる。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘまでのトルクにより要求トルクＴｒ＊を出力することができないときにだけモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを行なうものとしたが、後進走行するときには常にモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを行なうものとしても構わない。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をモータリングするときにはガード処理によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、エンジン２２の回転数やモータＭＧ１の回転数により可変のガード処理を行なってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。
【００３２】
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７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７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。
【００３３】
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８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。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０として説明したが、エンジン２２や動力分配統合機構３０，モータＭＧ１，ＭＧ２を備える動力出力装置の形態としてもよいし、こうした動力出力装置の制御方法の形態としても構わない。動力出力装置の形態とするときには、シフトレバー８１に代えて駆動軸の回転方向の切替を設定するものを備えればよい。また、動力出力装置の形態の場合、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に動力出力装置を搭載するものとしてもよいし、建設設備などの移動体以外の設備などに組み込むものとしてもよい。
【００３５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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により実行される後進時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】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】モータＭＧ２の定格最大トルクＴｍ２ｍａｘの一例を示す説明図である。
【図５】モータＭＧ２からのトルクだけで後進走行する際の動力分配統合機構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６】モータＭＧ１によりエンジン２２のモータリングを伴って後進走行する際の動力分配統合機構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７】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８】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】
【００３８】
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  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  車輪、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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