(57)【要約】【課題】動力循環をより迅速に解消すると共に動力循環を解消する際にバッテリに過大な電力が入出力されるのを抑制する。【解決手段】  動力循環を生じるとき、エンジンからの直達トルクが要求トルクＴｒ＊に等しくなるよう目標運転ポイントからトルクだけを変更した運転ポイントでエンジンを運転すると共に２つのモータを制御する動力循環解消制御を行なうと（Ｓ３７０〜Ｓ３９０）予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリの入出力制限の範囲内となるときには（Ｓ４１０）その制御を行ない、その制御を行なうと予測消費電力Ｐｍ＊が入出力制限の範囲外となるときには（Ｓ４１０）直達トルクが要求トルクＴｒ＊に等しくなると共に予測消費電力Ｐｍ＊が入出力制限の範囲内となるよう目標運転ポイントから回転数およびトルクを変更した運転ポイントでエンジンを運転すると共に２つのモータを制御する（Ｓ３７０〜Ｓ３９０，Ｓ４５０）。【選択図】図１０
2007099155.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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、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、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転すると前記電力動力入出力手段により電力を消費すると共に前記電動機により電力を発電する力行回生状態となる場合、前記設定された目標トルクの変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸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力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内となる通常時には該力行回生解消制御を実行し、前記力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲外となる非通常時には前記設定された目標回転数の変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸に出力されると共に前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内とな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入出力制限回避制御を実行する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段を備え、
前記制御手段は、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前記変速伝達手段とを制御する手段である
動力出力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、所定時間内に前記変速伝達手段の変速比の変更が行なわれると共に前記通常時から前記非通常時に移行するのが予測される変速移行予測状態であるか否かを判定し、該変速移行予測状態が判定されたときには、前記通常時であっても前記入出力制限回避制御を実行する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記通常時であっても前記入出力制限回避制御を実行するときには、前記蓄電手段の入出力制限の制限の程度が大きいほど大きくなる傾向の回転数で前記内燃機関が運転されるよう制御する手段である請求項３記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記通常時であっても前記入出力制限回避制御を実行している最中に前記駆動軸の回転数の増加に伴って前記変速伝達手段の変速比の変更が行なわれるときには、前記蓄電手段の入出力制限の制限の程度が大きいほど大きくなると共に前記駆動軸の回転数が大きいほど大きくなる傾向の回転数で前記内燃機関が運転されるよう制御する手段である請求項３記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記入出力制限回避制御を実行している最中に前記変速伝達手段の変速比の変更を行なうときには、前記内燃機関の回転数が保持された状態で変速比の変更が行なわれるよう制御する手段である請求項２ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記入出力制限回避制御は、前記電力動力入出力手段による電力の消費が小さくなる方向の前記設定された目標回転数の変更を伴って行なう制御である請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
【請求項８】
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軸のうちいずれか２軸に入出力した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ないし７いずれか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を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
【請求項１０】
内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて駆動する駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、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と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標トルクの変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸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力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により該電力動力入出力手段および該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内となる通常時には該力行回生解消制御を実行し、前記力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲外となる非通常時には前記設定された目標回転数の変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸に出力されると共に前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内とな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入出力制限回避制御を実行する制御手段と、
を備える駆動装置。
【請求項１１】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され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、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントで前記内燃機関を運転すると前記電力動力入出力手段により電力を消費すると共に前記電動機により電力を発電する力行回生状態となる場合、
前記設定された目標トルクの変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸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力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内となるときには、該力行回生解消制御を実行し、
前記力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲外となるときには、前記設定された目標回転数の変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸に出力されると共に前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内とな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入出力制限回避制御を実行する、
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自動車並びに駆動装置、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、エンジンの出力軸と駆動軸とにキャリアとリングギヤとが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに動力を入出力する第１モータと、駆動軸に動力を入出力する第２モータと、第１モータおよび第２モータと電力をやりとりするバッテリと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、第２モータにより電力を発電すると共に第１モータにより電力を消費して動力を出力する動力−電力−動力の動力循環を生じないような回転数およびトルクからなる運転ポイントでエンジンを運転すると共にエンジンからの動力を遊星歯車機構と２つのモータとによりトルク変換して駆動軸に出力することにより、装置のエネルギ効率の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００４−３６０６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした動力出力装置では、動力循環を生じたときには、エンジンの回転数およびトルクを変更してエンジンおよび２つのモータを制御することにより動力循環を解消することができる。この動力循環をより迅速に解消するために、エンジンの回転数を変更せずにエンジンから遊星歯車機構を介して駆動軸に出力されるトルクが要求トルクに等しくなるようエンジンと２つのモータとを制御することも考えられるが、この場合、バッテリの出力制限が大きく制限されているときなどには、第１モータによる電力消費をバッテリからの電力により賄う際にバッテリから過大な電力が出力されてしまう場合が生じる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置、動力出力装置の制御方法は、電力動力入出力手段により電力を消費すると共に電動機により電力を発電する力行回生状態をより迅速に解消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並びに駆動装置、動力出力装置の制御方法は、力行回生状態を解消する際に蓄電装置に過大な電力が入出力されるのを抑制することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置、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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、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、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転すると前記電力動力入出力手段により電力を消費すると共に前記電動機により電力を発電する力行回生状態となる場合、前記設定された目標トルクの変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸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力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内となる通常時には該力行回生解消制御を実行し、前記力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲外となる非通常時には前記設定された目標回転数の変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸に出力されると共に前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内とな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入出力制限回避制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントで内燃機関を運転すると電力動力入出力手段により電力を消費すると共に電動機により電力を発電する力行回生状態となる場合には、設定した目標トルクの変更を伴って内燃機関から電力動力入出力手段を介して駆動軸に出力される駆動力が要求駆動力となって駆動軸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力行回生解消制御を実行すると電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段とやりとりされる電力が蓄電手段の入出力制限の範囲内となる通常時には力行回生解消制御を実行し、力行回生解消制御を実行すると電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段とやりとりされる電力が蓄電手段の入出力制限の範囲外となる非通常時には設定した目標回転数の変更を伴って内燃機関から電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が要求駆動力となって駆動軸に出力されると共に電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段とやりとりされる電力が蓄電手段の入出力制限の範囲内とな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入出力制限回避制御を実行する。これにより、通常時には力行回生状態をより迅速に解消することができる。また、通常時か非通常時かに拘わらず力行回生状態を解消する際に蓄電手段に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段を備え、前記制御手段は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前記変速伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
この変速伝達手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、所定時間内に前記変速伝達手段の変速比の変更が行なわれると共に前記通常時から前記非通常時に移行するのが予測される変速移行予測状態であるか否かを判定し、該変速移行予測状態が判定されたときには、前記通常時であっても前記入出力制限回避制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、変速移行予測状態のときに内燃機関の目標回転数を予め変更しておくことにより、変速伝達手段の変速比の変更が行なわれるときに通常時から非通常時に移行するのを抑制することができる。この結果、変速比の変更が行なわれるときに予期しない内燃機関の回転数の変更によって運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記通常時であっても前記入出力制限回避制御を実行するときには、前記蓄電手段の入出力制限の制限の程度が大きいほど大きくなる傾向の回転数で前記内燃機関が運転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、蓄電手段の入出力制限の制限の程度に応じた回転数で内燃機関を運転することができる。また、前記制御手段は、前記通常時であっても前記入出力制限回避制御を実行している最中に前記駆動軸の回転数の増加に伴って前記変速伝達手段の変速比の変更が行なわれるときには、前記蓄電手段の入出力制限の制限の程度が大きいほど大きくなると共に前記駆動軸の回転数が大きいほど大きくなる傾向の回転数で前記内燃機関が運転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、蓄電手段の入出力制限の制限の程度と駆動軸の回転数とに応じた回転数で内燃機関を運転することができる。
【００１０】
また、変速伝達手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記入出力制限回避制御を実行している最中に前記変速伝達手段の変速比の変更を行なうときには、前記内燃機関の回転数が保持された状態で変速比の変更が行なわ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、変速伝達手段の変速比の変更が行なわれるときに前記内燃機関の回転数が変更されるのを抑制することができる。この結果、変速比の変更が行なわれるときの予期しない内燃機関の回転数の変更によって運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。
【００１１】
本発明の動力出力装置において、前記入出力制限回避制御は、前記電力動力入出力手段による電力の消費が小さくなる方向の前記設定された目標回転数の変更を伴って行なう制御であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段に過大な電力が入出力されるのをより抑制することができる。
【００１２】
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軸のうちいずれか２軸に入出力した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。
【００１３】
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、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され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、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転すると前記電力動力入出力手段により電力を消費すると共に前記電動機により電力を発電する力行回生状態となる場合、前記設定された目標トルクの変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸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力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内となる通常時には該力行回生解消制御を実行し、前記力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲外となる非通常時には前記設定された目標回転数の変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸に出力されると共に前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内とな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入出力制限回避制御を実行する制御手段と、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。
【００１４】
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、上述の本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、通常時に電力動力入出力手段により電力を消費すると共に電動機により電力を発電する力行回生状態をより迅速に解消することができる効果や、通常時か非通常時かに拘わらず力行回生状態を解消する際に蓄電手段に過大な電力が入出力されるのを抑制す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。
【００１５】
本発明の駆動装置は、
内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて駆動する駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、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と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転すると前記電力動力入出力手段により電力を消費すると共に前記電動機により電力を発電する力行回生状態となる場合、前記設定された目標トルクの変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸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力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により該電力動力入出力手段および該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内となる通常時には該力行回生解消制御を実行し、前記力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲外となる非通常時には前記設定された目標回転数の変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸に出力されると共に前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内とな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入出力制限回避制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１６】
この本発明の駆動装置では、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントで内燃機関を運転すると電力動力入出力手段により電力を消費すると共に電動機により電力を発電する力行回生状態となる場合には、設定した目標トルクの変更を伴って内燃機関から電力動力入出力手段を介して駆動軸に出力される駆動力が要求駆動力となって駆動軸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力行回生解消制御を実行すると電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段とやりとりされる電力が蓄電手段の入出力制限の範囲内となる通常時には力行回生解消制御を実行し、力行回生解消制御を実行すると電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段とやりとりされる電力が蓄電手段の入出力制限の範囲外となる非通常時には設定した目標回転数の変更を伴って内燃機関から電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が要求駆動力となって駆動軸に出力されると共に電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段とやりとりされる電力が蓄電手段の入出力制限の範囲内とな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入出力制限回避制御を実行する。これにより、通常時には力行回生状態をより迅速に解消することができる。また、通常時か非通常時かに拘わらず力行回生状態を解消する際に蓄電手段に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。
【００１７】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され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、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントで前記内燃機関を運転すると前記電力動力入出力手段により電力を消費すると共に前記電動機により電力を発電する力行回生状態となる場合、
前記設定された目標トルクの変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸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力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内となるときには、該力行回生解消制御を実行し、
前記力行回生解消制御を実行すると前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲外となるときには、前記設定された目標回転数の変更を伴って前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力となって前記駆動軸に出力されると共に前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段とやりとりされる電力が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内とな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入出力制限回避制御を実行する、
ことを要旨とする。
【００１８】
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントで内燃機関を運転すると電力動力入出力手段により電力を消費すると共に電動機により電力を発電する力行回生状態となる場合には、設定した目標トルクの変更を伴って内燃機関から電力動力入出力手段を介して駆動軸に出力される駆動力が要求駆動力となって駆動軸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力行回生解消制御を実行すると電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段とやりとりされる電力が蓄電手段の入出力制限の範囲内となる通常時には力行回生解消制御を実行し、力行回生解消制御を実行すると電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段とやりとりされる電力が蓄電手段の入出力制限の範囲外となる非通常時には設定した目標回転数の変更を伴って内燃機関から電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が要求駆動力となって駆動軸に出力されると共に電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段とやりとりされる電力が蓄電手段の入出力制限の範囲内とな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入出力制限回避制御を実行する。これにより、通常時には力行回生状態をより迅速に解消することができる。また、通常時か非通常時かに拘わらず力行回生状態を解消する際に蓄電手段に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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】
【００２０】
図１は、本発明の一実施例としての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、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、自動車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。
【００２１】
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には、例えば、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２３からの信号などが入力されている。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。
【００２２】
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には変速機６０を介してモータＭＧ２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は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に連結されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２３】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に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の一方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とモータＭＧ２と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、共に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、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。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。
【００２４】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達可能に構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。
【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。
【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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力されている。なお、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ハイブリッド自動車２０の動作、特にモータＭＧ２が発電機として機能すると共にモータＭＧ１が電動機として機能することにより一部のエネルギに対して動力−電力−動力の循環を生じるときの動作について説明する。図３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５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒ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。なお、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４に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値との関係の一例を示し、図５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。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂが低温のときなどには比較的大きく制限されることになる。変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒで除することにより求めることができる。ここで、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ることができる。
【００３０】
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３９ａ，３９ｂ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Ｓ１１０）。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を乗じたものからバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊を減じてロスＬｏｓｓを加えたものとして計算することができる。なお、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定され、放電要求の場合には正の値が設定され、充電要求の場合には負の値が設定される。
【００３１】
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＊とからなる目標運転ポイントを設定する（ステップＳ１２０）。この設定では、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。
【００３２】
次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｖ・ｋ）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（ステップＳ１３０）。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（以下、このトルクを直達トルクＴｅｒという）と、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。
【００３３】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-V・k/ρ              (1)
【００３４】
こうして目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると、計算した目標回転数Ｎｍ１＊が正の値であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。モータＭＧ１が負の回転数で回転する際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９に示す。なお、図８はモータＭＧ１が正の回転数で回転する際のものである。モータＭＧ１が正の回転数で回転する図８の状態では、モータＭＧ１は発電機として機能するから、エンジン２２から出力される動力の一部をモータＭＧ１により電力に変換し、変換した電力の一部または全部はモータＭＧ２によって消費される。一方、モータＭＧ１が負の回転数で回転する図９の状態では、モータＭＧ１は電動機として機能するから、リングギヤ軸３２ａに出力される動力はエンジン２２から出力される動力とモータＭＧ１から出力される動力との和となり、過剰な動力の出力を是正するためにモータＭＧ２は発電機として機能することになる。このとき、エンジン２２とモータＭＧ１とから出力された動力の一部をモータＭＧ２により電力として回生し、この回生した電力をモータＭＧ１により消費して動力として出力することになり、一部のエネルギに対して動力−電力−動力の循環（以下、動力循環という）が生じる。こうした動力循環はモータＭＧ１やモータＭＧ２の効率が何度も掛けられることになるから、車両としてのエネルギ効率は低下する。ステップＳ１４０の処理は、こうした動力循環を生じるか否かを判定するものとなる。
【００３５】
モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が正の値であると判定されたときには、こうした動力循環を生じないと判断し、変速機６０の変速要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１５０）。変速要求は、実施例では、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とに基づいて所定のタイミングで行なうものとした。変速要求がなされていないと判定されたときには、回転数変更判定フラグＦに値０を設定し（ステップＳ１７５）、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１８０）。ここで、回転数変更判定フラグＦは、ステップＳ１２０で設定された目標運転ポイントにおける目標回転数Ｎｅ＊とは異なる回転数が目標回転数Ｎｅ＊として再設定されたときに値１が設定されるフラグである。この目標回転数Ｎｅ＊が再設定されるときについては後述する。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】
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３７】
モータＭＧ１のトルク指令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Ｓ１９０）、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と変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒとを用いてモータ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Ｓ２００）、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Ｓ２１０）。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Ｓ２２０）、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】
一方、ステップＳ１５０で変速機６０の変速要求がなされていると判定されたときには、変速中であるか否かを判定し（ステップＳ１６０）、変速中でないと判定されたときには、変速機６０の変速段を変更する変速処理の開始を指示して（ステップＳ１７０）、ステップＳ１７５以降の処理を実行する。こうして変速処理の開始が指示されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、図３の駆動制御ルーチンと並行して図示しない変速処理ルーチンを実行し、変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に変更するＬｏ−Ｈｉ変速を行なうときにはブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態からブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態に変更し、変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変更するＨｉ−Ｌｏ変速を行なうときにはブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態からブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態に変更する。ステップＳ１６０で変速中であると判定されたときには、そのままステップＳ１７５以降の処理を実行する。そして、変速機６０の変速段の変更が完了したときには、次回に図３の駆動制御ルーチンが実行されたときにステップＳ１５０で変速機６０の変速要求はなされていないと判定される。
【００４１】
ステップＳ１４０でモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が正の値ではないと判定されたときには、動力循環を生じると判断し、図１０に例示する動力循環時処理を実行し（ステップＳ２３０）、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Ｓ２２０）、駆動制御ルーチンを終了する。以下、図１０の動力循環時処理について説明する。
【００４２】
動力循環時処理では、まず、変速機６０の変速要求がなされているか否かを判定し（ステップＳ３００）、変速要求がなされていないと判定されたときには、回転数変更判定フラグＦに値０を設定し（ステップＳ３１０）、要求トルクＴｒ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いてエンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に等しくなるよう次式（６）によりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を再設定する（ステップＳ３７０）。いま、動力循環を生じるときを考えているから、目標トルクＴｅ＊を再設定しない場合には、前述の図９に示したように、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒは要求トルクＴｒ＊よりも大きくなりモータＭＧ２は発電機として機能する。したがって、ステップＳ３７０の処理は、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に等しくなるよう図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定された目標運転ポイントにおける目標トルクＴｅ＊よりも小さいトルクを目標トルクＴｅ＊として再設定する処理となる。こうして目標トルクＴｅ＊を再設定すると、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とを用いて前述した式（２）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Ｓ３８０）、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒとを用いて前述した式（５）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ３９０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に目標回転数Ｎｍ１＊を乗じて得られるモータＭＧ１の予測消費電力Ｐｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に回転数Ｎｍ２を乗じて得られるモータＭＧ２の予測消費電力Ｐｍ２＊との和として２つのモータの予測消費電力Ｐｍ＊を計算し（ステップＳ４００）、計算した予測消費電力Ｐｍ＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと比較する（ステップＳ４１０）。この予測消費電力Ｐｍ＊は、２つのモータによりバッテリ５０とやりとりされると予測される電力である。いま、動力循環を生じるときを考えている。このとき、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に等しくなるよう目標運転ポイントにおける目標トルクＴｅ＊とは異なるトルクを目標トルクＴｅ＊として再設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を略値０にすることにより、モータＭＧ２による電力の回生を解除して動力循環を解消しようとすると、モータＭＧ１の駆動に要する電力をバッテリ５０から供給される電力のみで賄うことになる。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが比較的大きいときには出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でこの電力を賄うことができるが、バッテリ温度Ｔｂが比較的低いときなどのようにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが比較的小さいときにはこの電力が出力制限Ｗｏｕｔより大きくなる場合があり、この場合にこの電力をバッテリ５０からの電力により賄おうとするとバッテリ５０から過大な電力が出力されてしまう。ステップＳ４１０の予測消費電力Ｐｍ＊とバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの比較は、動力循環を解消する際にバッテリ５０に過大な電力が入出力されないか否かを判定する処理である。なお、以下��は、動力循環を解消するために目標運転ポイントからトルクだけを変更したトルク変更運転ポイントでエンジン２２を運転しようとするときに、予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるときを通常時と呼び、予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となるときを非通常時と呼ぶものとする。
【００４３】
Te*=Tr*・(1+ρ)  (6)
【００４４】
予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる通常時には、動力循環を解消する際にバッテリ５０に過大な電力は入出力されないと判断し、回転数変更判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ４２０）、回転数変更判定フラグＦが値０のときには、変速機６０の変速要求がなされているか否かを判定し（ステップＳ４３０）、変速要求がなされていないと判定されたときには、所定時間内に変速機６０の変速処理が行なわれると共に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外になるのが予測される変速移行予測状態であるか否かを判定し（ステップＳ４４０）、変速移行予測状態でないと判定されたときには（ステップＳ４５０）、動力循環時処理を終了する。この場合、エンジン２２は、目標運転ポイントからトルクだけを変更したトルク変更運転ポイントで運転されることになる。ここで、ステップＳ４４０の所定時間内に変速機６０の変速処理が行なわれるか否かの予測は、要求トルクＴｒ＊や車速Ｖの変化などに基づいて行なうことができる。例えば、動力循環を生じるときであって変速機６０がＬｏギヤの状態のときに運転者がアクセルペダル８３を踏み込んで車速Ｖが大きくなっていくときには、所定時間内に変速機６０の変速段の変更が行なわれると予測することができる。また、所定時間内に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外になるか否かの予測は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の変化などに基づいて行なうことができる。例えば、動力循環を生じるときであってエンジン２２の回転数Ｎｅが一定の状態のときに車速Ｖが徐々に大きくなっていくときには、動力分配統合機構３０の力学的な関係により、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は小さくなっていくため（負の値が大きくなっていくため）、所定時間内に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外になると予測することができる。一方、動力循環を生じるときであってエンジン２２の回転数Ｎｅが一定の状態のときに車速Ｖが徐々に小さくなっていくときには、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は大きくなっていくため（負の値が小さくなっていくため）、通常、所定時間内に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外になるとは予測されない。
【００４５】
このように、動力循環を生じるときであって通常時に変速移行予測状態でないときには、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に等しくなると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が略値０となるよう目標運転ポイントからトルクだけを変更したトルク変更運転ポイントでエンジン２２を運転すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、目標運転ポイントから回転数およびトルクを変更した運転ポイントでエンジン２２を運転すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに比して動力循環をより迅速に解消することができる。なお、このとき、予測電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内であるため、動力循環を解消する際にバッテリ５０への過大な電力の入出力は行なわれない。
【００４６】
トルク変更運転ポイントでエンジン２２を運転しようとすると予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となる非通常時には（ステップＳ４１０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に所定値ΔＮｅを加えることにより目標回転数Ｎｅ＊を再計算し（ステップＳ４５０）、回転数変更判定フラグＦに値１を設定し（ステップＳ４７０）、再設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｖ・ｋ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて前述した式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を再計算し（ステップＳ４８０）、ステップＳ３８０〜Ｓ４００の処理を実行する。ここで、所定値ΔＮｅは、モータＭＧ１の定格や、バッテリ５０の容量および出力制限Ｗｏｕｔなどに基づいて設定することができる。そして、ステップＳ４１０で予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となったときには、回転数変更判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ４２０）、回転数変更判定フラグＦには値１が設定されているから、そのまま動力循環時処理を終了する。この場合には、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に等しくなると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が略値０となると共に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるよう目標運転ポイントから回転数およびトルクを変更した運転ポイントでエンジン２２を運転すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、動力循環を解消することができると共にこの際にバッテリ５０に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。
【００４７】
トルク変更運転ポイントでエンジン２２を運転しようとすると予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる通常時であって変速移行予測状態であると判定されたときには（ステップＳ４１０，Ｓ４４０）、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｖ・ｋ）とバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定し（ステップＳ４６０）、回転数変更判定フラグＦに値１を設定し（ステップＳ４７０）、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を再計算し（ステップＳ４８０）、ステップＳ３８０以降の処理を実行する。ここで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと目標回転数Ｎｅ＊との関係を予め目標回転数再設定用マップとして定めてＲＯＭ７４に記憶しておき、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとが与えられると記憶したマップから対応するエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を導出して再設定するものとした。目標回転数再設定用マップの一例を図１１に示す。図中、所定回転数Ｎｒｅｆは、変速機６０の変速段の変更が行なわれるリングギヤ軸３２ａの回転数である。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、図示するように、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが所定回転数Ｎｒｅｆ未満のときにはその回転数Ｎｒが大きいほど大きくなる傾向に設定され、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが所定回転数Ｎｒｅｆ以上のときには一定となるよう設定される。これは、動力分配統合機構３０の力学的な関係により、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが大きいほどモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が小さくなる（負の値が大きくなる）ことによってモータＭＧ１の消費電力が大きくなるのを抑制するためである。いま、動力循環を生じるときであって変速機６０がＬｏギヤの状態のときに運転者がアクセルペダル８３を軽く踏み込むことにより、車速Ｖが徐々に大きくなっていき、変速移行予測状態を経てＬｏ−Ｈｉ変速が行なわれる場合を考える。この場合、通常時であって変速移行予測状態のときにトルク変更運転ポイントでエンジン２２を運転していると、変速中に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となり、即ち変速中に通常時から非通常時に移行し、変速中の予期しないエンジン２２の回転数Ｎｅの変更によって運転者に違和感を与えてしまう場合がある。一方、通常時であっって変速移行予測状態のときにリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒの増加に伴って徐々にエンジン２２の回転数Ｎｅを大きくしていけば、エンジン２２の回転数Ｎｅが急変するのを抑制することができると共に変速中に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となる、即ち変速中に通常時から非通常時に移行するのを抑制することができる。この結果、変速中に予期しないエンジン２２の回転数Ｎｅの変更が行なわれるのを抑制することができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。次に、動力循環を生じるときであって変速機６０がＨｉギヤの状態のときに車速Ｖが徐々に低下してＨｉ−Ｌｏ変速が行なわれる場合を考える。この場合、エンジン２２の回転数Ｎｅを一定として考えると、通常時には、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが徐々に小さくなるのに伴ってモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は徐々に大きくなり（負の値が小さくなり）モータＭＧ１の消費電力は小さくなっていくため、変速移行予測状態を経てＨｉ−Ｌｏ変速が行なわれることは考えにくい。したがって、図１１では、一例として、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが所定回転数Ｎｒｅｆ以上の領域において回転数Ｎｒに拘わらず目標回転数Ｎｅ＊が一定となるよう設定するものとした。また、図１１に示すように、目標回転数Ｎｅ＊は、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど大きくなる傾向に設定される。これは、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さいほどモータＭＧ１の消費電力を小さくする必要が生じるためである。なお、動力循環を生じるときであって通常時に変速移行予測状態であると判定されるときには、通常、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定された目標運転ポイントにおける目標回転数Ｎｅ＊は比較的小さい値となり、ステップＳ４６０で再設定されるエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊はステップＳ１２０で設定された目標回転数Ｎｅ＊よりも大きな値となる。したがって、通常時に変速移行予測状態であると判定されてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が再設定されたときには、動力分配統合機構３０の力学的な関係により、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊も大きくなり、即ち値０に近づき、モータＭＧ１の消費電力は小さくなるから、ステップＳ４１０で予測消費電力Ｐｍ＊はバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内であると判定され、回転数変更判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ４２０）、回転数変更判定フラグＦには値１が設定されているから、そのまま動力循環時処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ３００で変速機６０の変速要求がなされているときには、変速中か否かを判定し（ステップＳ３２０）、変速中でないと判定されたときには変速処理の開始を指示する（ステップＳ３３０）。そして、回転数変更判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ３４０）、回転数変更判定フラグＦが値０のときには、ステップＳ３７０〜Ｓ４００の処理を実行し、ステップＳ４１０で予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる通常時には、ステップＳ４２０、Ｓ４３０で回転数変更判定フラグＦが値０であると判定されると共に変速要求がなされていると判定され、動力循環時処理を終了する。一方、ステップＳ４１０で予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となる非通常時には、目標運転ポイントにおける目標回転数Ｎｅ＊から所定値ΔＮｅだけ回転数を大きくして目標回転数Ｎｅ＊を再計算し（ステップＳ４５０）、回転数変更判定フラグＦに値１を設定し（ステップＳ４７０）、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を再計算し（ステップＳ４８０）、ステップＳ３８０〜Ｓ４００の処理を実行し、ステップＳ４１０で予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となったときには、ステップＳ４２０で回転数変更判定フラグＦが値１であると判定され、動力循環時処理を終了する。
【００４９】
ステップＳ３４０で回転数変更判定フラグＦが値１のときには、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に代えて前回のエンジン２２の目標回転数（前回Ｎｅ＊）を目標回転数Ｎｅ＊として再設定し（ステップＳ３５０）、再設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとを用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を再計算し（ステップＳ３６０）、ステップＳ３７０以降の処理を実行する。このように、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定された目標運転ポイントから回転数およびトルクを変更した運転ポイントでエンジン２２を運転すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２を制御している最中に変速機６０の変速要求がなされたとき、即ち動力循環を生じるときであって非通常時に変速機６０の変速要求がなされたときや動力循環を生じるときであって通常時に変速移行予測状態を経て変速機６０の変速要求がなされたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを保持した状態で変速段を変更することにより、変速中の予期しないエンジン２２の回転数Ｎｅの変更によって運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。なお、このときには、変速機６０の変速段の変更が完了してステップＳ３００で変速要求がなされていないと判定されるまでエンジン２２の回転数Ｎｅは保持されることになる。また、通常時に変速移行予測状態を経ずに変速機６０の変速段の変更が行なわれたときに、変速中に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となったときには、ステップＳ４５０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が再設定されるが、ステップＳ４７０で回転数変更判定フラグＦに値１が設定されるため、次回以降に動力循環時処理が行なわれたときには変速段の変更が完了するまでエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は保持されることになる。
【００５０】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、動力循環を生じるときに、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に等しくなると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が略値０となるよう目標運転ポイントからトルクだけを変更したトルク変更運転ポイントでエンジン２２を運転すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する動力循環解消制御を行なうとモータＭＧ１，ＭＧ２によりバッテリ５０に入出力される予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる通常時には動力循環解消制御を行ない、動力循環解消制御を行なうと予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となる非通常時にはエンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に等しくなると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が略値０となると共に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるよう目標運転ポイントから回転数およびトルクを変更した運転ポイントでエンジン２２を運転すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。これにより、通常時には、動力循環をより迅速に解消することができる。また、通常時か非通常時かに拘わらず動力循環を解消する際にバッテリ５０に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。
【００５１】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、動力循環を生じるときに、通常時であっても所定時間内に変速機６０のＬｏ−Ｈｉ変速が行なわれると共に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外になるのが予測される変速移行予測状態であるときには、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが大きいほど大きくなると共にバッテリ５０の出力制限が小さいほど大きくなる傾向の回転数でエンジン２２を運転するから、変速中に通常時から非通常時に移行することによって予期しないエンジン２２の回転数Ｎｅの変更が行なわれるのを抑制することができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。
【００５２】
さらに、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、動力循環を解消するために目標運転ポイントから回転数およびトルクを変更した運転ポイントでエンジン２２を運転している最中に変速機６０の変速要求がなされたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを保持した状態で変速機６０の変速段を変更するから、変速中の予期しないエンジン２２の回転数Ｎｅの変更に伴って運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。
【００５３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力循環を生じるときであって非通常時には、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に等しくなるよう再計算した目標トルクＴｅ＊と予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるよう再計算した目標回転数Ｎｅ＊とからなる運転ポイントでエンジン２２が運転されるよう制御するものとしたが、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に等しくなると共に予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるものであれば、目標運転ポイントから回転数だけを変更した運転ポイントでエンジン２２が運転されると共にエンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に等しくなるよう制御するものとしてもよい。
【００５４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力循環を生じるときに通常時であっても変速移行予測状態であるときには、図１１に示したように、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとに基づいてマップを用いて直接的に目標回転数Ｎｅ＊を再設定するものとしたが、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとに基づいて直接的に目標回転数Ｎｅ＊を再設定するものでなくてもよい。例えば、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づいて変速機６０の変速段が変更されるときのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊である変速時目標回転数を設定すると共に変速時目標回転数とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに基づいて計算により目標回転数Ｎｅ＊を再設定するものとしてもよいし、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとバッテリ５０の出力制限をＷｏｕｔとに基づいて変化量ΔＮｅ２を設定すると共に目標運転ポイントにおける目標回転数Ｎｅ＊に変化量ΔＮｅ２を加えることにより目標回転数Ｎｅ＊を再設定するものとしてもよい。後者の場合の変化量設定用マップの一例を図１２に示す。変化量ΔＮｅは、図１２に示すように、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが大きいほど大きくなると共にバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど大きくなる傾向に設定される。この理由については、前述した図１１の目標回転数再設定用マップの説明と同様であるので省略する。
【００５５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力循環を生じるきに通常時であっても変速移行予測状態のときには、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが大きいほど大きくなると共にバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど大きくなる傾向に目標回転数Ｎｅ＊を再設定するものとしたが、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど大きくなる傾向に設定するものであればよい。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力循環を生じるときであって通常時には、変速移行予測状態であるか否かを判定するものとしたが、変速移行予測状態であるか否かを判定しないものとしてもよい。この場合、通常時には目標運転ポイントからトルクだけを変更したトルク変更運転ポイントでエンジン２２を運転し、非通常時には目標運転ポイントから回転数およびトルクを変更した運転ポイントでエンジン２２を運転すればよい。
【００５７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、目標回転数変更判定フラグＦが値１のときに６０の変速要求がなされたとき、即ち目標運転ポイントから回転数およびトルクを変更した運転ポイントでエンジン２２を運転している最中に変速機６０の変速要求がなされたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを保持した状態で変速機６０の変速段を変更するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅを保持せずに変速機６０の変速段を変更するものとしてもよい。
【００５８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｈｉ，Ｌｏの２段の変速段をもって変速可能な変速機６０を用いるものとしたが、変速機の変速段は２段に限られず、３段以上の変速段をもって変速可能な変速機を用いるものとしてもよい。
【００５９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を変速してリングギヤ軸３２ａに出力する変速機６０を備えるものとしたが、変速機６０に代えて、モータＭＧ２からの動力を所定の減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに出力する減速ギヤを備えるものとしてもよいし、変速機６０や減速ギヤ３５を備えずにモータＭＧ２からの動力を直接的にリングギヤ軸３２ａに出力するものとしてもよい。これらの場合、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１４０でモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が正の値ではないと判定されたときには、図１０の動力循環時処理に代えて、図１３の動力循環時処理を実行し、ステップＳ２２０の処理を実行するものとしてもよい。以下、図１３の動力循環時処理について説明する。この動力循環時処理では、図１０の動力循環時処理のステップＳ３７０〜Ｓ４００の処理と同様にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を再計算すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を計算すると共に予測消費電力Ｐｍ＊を計算する（ステップＳ５００〜Ｓ５３０）。なお、ステップＳ５２０でモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を計算する際に用いられるギヤ比「Ｇｒ」は、この変形例では、減速ギヤを備える場合には減速ギヤのギヤ比が設定され、変速機も減速機も備えない場合には値１が設定される。次に、計算した予測消費電力Ｐｍ＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと比較し（ステップＳ５４０）、予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる通常時には、動力循環時処理を終了する。一方、予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となる非通常時には、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に所定値ΔＮｅを加えて目標回転数Ｎｅ＊を再計算し（ステップＳ５５０）、図１０の動力循環時処理のステップＳ４８０の処理と同様にモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を再計算し（ステップＳ５６０）、ステップＳ５１０〜Ｓ５３０の処理を行なって、予測消費電力Ｐｍ＊がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となったときに動力循環時処理を終了する。この場合、実施例と同様に、動力循環を生じるときに、通常時には動力循環をより迅速に解消することができ、通常時か非通常時かに拘わらずに動力循環を解消する際にバッテリ５０に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。
【００６０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速して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１４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３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１４における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００６１】
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３９ａ，３９ｂ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１５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３９ａ，３９ｂ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。
【００６２】
実施例では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２と変速機６０とバッテリ５０とを備える動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０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用いるものとしてもよい。また、動力出力装置のうちエンジンを備えない駆動装置の形態として用いるものとしてもよい。
【００６３】
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】
【００６４】
【図１】本発明の一実施例としての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】変速機６０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】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４】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値との関係の一例を示す説明図である。
【図５】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】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】動力循環時処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】目標回転数再設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１２】変化量設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１３】変形例の動力循環時処理の一例を示すマップの一例を示す説明図である。
【図１４】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１５】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】
【００６５】
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、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ  駆動輪、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、４８  回転軸、５０  バッテリ、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  変速機、６０ａ  ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂ  シングルピニオンの遊星歯車機構、６１，６５  サンギヤ、６２，６６  リングギヤ、６３ａ  第１ピニオンギヤ、６３ｂ  第２ピニオンギヤ、６４，６８  キャリア、６７  ピニオンギヤ、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、Ｂ１，Ｂ２  ブレーキ。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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