(57)【要約】【課題】電動機から駆動軸に動力を出力不能で電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に動力を出力しているときの蓄電手段をより確実に保護することができる。【解決手段】モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａへの動力の出力が不能であるときには、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ及びモータＭＧ１の最大定格トルクにより定められる負荷率制限Ｔｍ１Ｒに基づいてモータＭＧ１から入出力される駆動力の範囲を設定し、該設定した駆動力の範囲内で動力分配統合機構３０及びモータＭＧ１を介してエンジン２２から出力される駆動力だけがリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する。このように、バッテリ５０と電力のやりとりを行うモータＭＧ１の駆動力の範囲を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ及び負荷率制限Ｔｍ１Ｒに基づいて設定するため、過大な電力がバッテリ５０に入出力されることを防止可能である。【選択図】図１
2007118751.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、電力と動力との入出力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電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
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、
前記電動機から前記駆動軸への動力の出力が不能となる所定の条件が成立しているときには、前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記電力動力入出力手段の駆動範囲を設定し、該設定した駆動範囲内で前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から出力される駆動力だけが前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と該電力動力入出力手段とを制御する制御手段と、
を備えた動力出力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電力動力入出力手段の駆動範囲として前記電力動力入出力手段の駆動力の範囲を設定する、
請求項１に記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電力動力入出力手段の最大定格駆動力により定められる負荷率制限にも基づいて前記電力動力入出力手段の駆動範囲を設定し、前記蓄電手段の入力制限に基づく駆動力の範囲の下限と前記負荷率制限に基づく駆動力の範囲の下限とのうち小さい方を前記電力動力入出力手段から出力される駆動力の範囲の下限として設定する、
請求項２に記載の動力出力装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の動力出力装置であって、
前記蓄電手段の蓄電状態を把握する蓄電状態把握手段、を備え、
前記制御手段は、蓄電状態把握手段によって把握された前記蓄電状態が所定の要充電範囲にあるときには、前記蓄電手段へ電力を出力すると共に前記内燃機関から出力される駆動力だけが該駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御し、前記蓄電状態が所定の要放電範囲にあるときには、前記蓄電手段から出力された電力により前記電力動力入出力手段が駆動されると共に前記内燃機関から出力される駆動力だけが該駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御する、
動力出力装置。
【請求項５】
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第３の回転軸の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が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の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り、
前記制御手段は、前記蓄電状態が所定の要充電範囲にあるときには、前記発電機の目標回転数を該発電機の発電側の値に設定することにより前記蓄電手段へ電力を出力すると共に前記内燃機関から出力される駆動力だけが該駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御し、前記蓄電状態が所定の要放電範囲にあるときには、前記発電機の目標回転数を該発電機の駆動側の値に設定することにより前記蓄電手段から出力された電力により前記電力動力入出力手段が駆動されると共に前記内燃機関から出力される駆動力だけが該駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御する、
請求項４に記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記発電機の目標回転数に対応する前記内燃機関の回転数が該内燃機関が安定して駆動可能な所定の駆動可能範囲を外れたときには、該駆動可能範囲内になるよう該内燃機関の目標回転数を設定する、
請求項５に記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記蓄電状態が前記要充電範囲と前記要放電範囲との間にある所定の中間範囲にあるときには、前記蓄電状態が前記要充電範囲にあるときの発電機の目標回転数よりも小さな目標回転数に設定する、
請求項５又は６に記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記所定の条件は、前記電動機を含む電動機駆動系に異常が生じたときに成立する条件である、
請求項１〜７のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに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１０】
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、電力と動力との入出力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電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、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利用して駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
前記電動機から前記駆動軸への動力の出力が不能となる所定の条件が成立しているときには、前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記電力動力入出力手段の駆動範囲を設定し、該設定した駆動範囲内で前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から出力される駆動力だけが該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と該電力動力入出力手段とを駆動制御する、
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、それを搭載した車両及び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、プラネタリギヤのサンギヤ，キャリア，リングギヤにそれぞれ内燃機関の出力軸，発電機の回転軸，駆動軸が接続されると共に駆動軸に電動機の回転軸が接続されたハイブリッド自動車に搭載され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、発電機で反力を受け持つことにより内燃機関からの動力の一部を駆動軸に直接出力すると共に発電機の発電電力を用いて電動機から動力を駆動軸に出力することにより、内燃機関からの動力をトルク変換して駆動軸に出力することができる。
【特許文献１】特開平１０−９８８０５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、発電機により反力を受け持つことで内燃機関からの動力の一部を駆動軸に出力できるから、電動機やその駆動回路の異常などにより電動機から駆動軸に動力を出力できなくなった場合でも駆動軸に動力を出力することができる。この場合、発電機により発電される電力は電動機で消費できずに蓄電装置に充電され続けることになるため、蓄電装置を保護することが必要であった。また、蓄電装置の過充電を防止するために発電機を停止させるとエンジンからの動力を駆動軸に伝達できなくなる問題があった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、電動機から駆動軸に動力を出力不能で電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に動力を出力しているときの蓄電手段をより確実に保護することができる動力出力装置、それを搭載した車両及び動力出力装置の制御方法を提供することを目的の一つとする。また、電動機から駆動軸に動力を出力不能で電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に動力を出力しているときの動力性能をできる限り確保することができる動力出力装置、それを搭載した車両及び動力出力装置の制御方法を提供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、電力と動力との入出力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電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
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、
前記電動機から前記駆動軸への動力の出力が不能となる所定の条件が成立しているときには、前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記電力動力入出力手段の駆動範囲を設定し、該設定した駆動範囲内で前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から出力される駆動力だけが前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と該電力動力入出力手段とを制御する制御手段と、
を備えたものである。
【０００７】
この動力出力装置では、電動機から駆動軸への動力の出力が不能となる所定の条件が成立しているときには、蓄電手段の入出力制限に基づいて電力動力入出力手段の駆動範囲を設定し、該設定した駆動範囲内で電力動力入出力手段を介して内燃機関から出力される駆動力だけが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を制御する。このように、蓄電手段と電力のやりとりを行う電力動力入出力手段の駆動範囲を蓄電手段の入出力制限に基づいて設定するため、過大な電力が蓄電手段に入出力されることを防止可能である。したがって、電動機から駆動軸に動力を出力不能で電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に動力を出力しているときの蓄電手段をより確実に保護することができる。
【０００８】
本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記電力動力入出力手段の駆動範囲として前記電力動力入出力手段の駆動力の範囲を設定してもよい。こうすれば、蓄電手段の入出力制限を用いて電力動力入出力手段の駆動力の範囲を設定することができる。
【０００９】
前記電力動力入出力手段の駆動力の範囲を設定す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、前記電力動力入出力手段の最大定格駆動力により定められる負荷率制限にも基づいて前記電力動力入出力手段の駆動範囲を設定し、前記蓄電手段の入力制限に基づく駆動力の範囲の下限と前記負荷率制限に基づく駆動力の範囲の下限とのうち小さい方を前記電力動力入出力手段から出力される駆動力の範囲の下限として設定してもよい。こうすれば、電力動力入出力手段の負荷率制限をも用いて電力動力入出力手段の駆動力の範囲をより小さな範囲に設定するため、蓄電手段を一層確実に保護することができる。なお、前記蓄電手段の入力制限に基づく下限の絶対値と前記電力動力入出力手段の負荷率制限に基づく下限の絶対値とのうち小さい方を前記駆動力の範囲の下限として設定してもよい。
【００１０】
本発明の動力出力装置は、前記蓄電手段の蓄電状態を把握する蓄電状態把握手段、を備え、前記制御手段は、蓄電状態把握手段によって把握された前記蓄電状態が所定の要充電範囲にあるときには、前記蓄電手段へ電力を出力すると共に前記内燃機関から出力される駆動力だけが該駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御し、前記蓄電状態が所定の要放電範囲にあるときには、前記蓄電手段から出力された電力により前記電力動力入出力手段が駆動されると共に前記内燃機関から出力される駆動力だけが該駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御してもよい。こうすれば、蓄電状態が所定の要充電範囲にあるときには、蓄電手段に電力を充電させ、蓄電状態が所定の要放電範囲にあるときには、蓄電手段に蓄電された電力を消費させて蓄電手段の過充電を抑制可能であるため、電動機から駆動軸に動力を出力不能で電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に動力を出力しているときの動力性能をできる限り確保することができる。
【００１１】
蓄電状態把握手段を備えた態様の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第３の回転軸の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が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の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り、前記制御手段は、前記蓄電状態が所定の要充電範囲にあるときには、前記発電機の目標回転数を該発電機の発電側の値に設定することにより前記蓄電手段へ電力を出力すると共に前記内燃機関から出力される駆動力だけが該駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御し、前記蓄電状態が所定の要放電範囲にあるときには、前記発電機の目標回転数を該発電機の駆動側の値に設定することにより前記蓄電手段から出力された電力により前記電力動力入出力手段が駆動されると共に前記内燃機関から出力される駆動力だけが該駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御してもよい。こうすれば、発電機の目標回転数を設定することにより、蓄電手段への充電と蓄電手段に蓄電された電力の消費とを比較的容易に切り替えることができる。このとき、前記制御手段は、前記発電機の目標回転数に対応する前記内燃機関の回転数が該内燃機関が安定して駆動可能な所定の駆動可能範囲を外れたときには、該駆動可能範囲内になるよう該内燃機関の目標回転数を設定してもよい。こうすれば、内燃機関の回転数が所定の駆動可能範囲内になるため、安定した内燃機関の駆動を確保することができる。このとき、前記制御手段は、前記蓄電状態が前記要充電範囲と前記要放電範囲との間にある所定の中間範囲にあるときには、前記蓄電状態が前記要充電範囲にあるときの発電機の目標回転数よりも小さな目標回転数に設定してもよい。こうすれば、蓄電手段の蓄電状態が所定の中間範囲にあるときには目標回転数を小さくして発電量を抑えることが可能であるため、蓄電手段をより確実に保護することができるし、蓄電手段の過充電を抑制して動力性能をできる限り確保することができる。
【００１２】
本発明の動力出力装置において、前記所定の条件は、前記電動機を含む電動機駆動系に異常が生じたときに成立する条件としてもよい。ここで、「電動機駆動系」には、電動機の他、これを駆動する駆動回路や制御手段なども含まれる。
【００１３】
本発明の車両は、上述したいずれかに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ものである、本発明の動力出力装置は、電動機から駆動軸に動力を出力不能で電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に動力を出力しているときの蓄電手段をより確実に保護することができるから、これを搭載した車両も同様の効果を奏するものとなる。
【００１４】
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前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力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電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、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利用して駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
前記電動機から前記駆動軸への動力の出力が不能となる所定の条件が成立しているときには、前記蓄電手段の入出力制限に基づいて前記電力動力入出力手段の駆動範囲を設定し、該設定した駆動範囲内で前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から出力される駆動力だけが該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と該電力動力入出力手段とを駆動制御することを含むものである。
【００１５】
この動力出力装置の制御方法では、電動機から駆動軸への動力の出力が不能となる所定の条件が成立しているときには、蓄電手段の入出力制限に基づいて電力動力入出力手段の駆動範囲を設定し、該設定した駆動範囲内で電力動力入出力手段を介して内燃機関から出力される駆動力だけが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を制御する。このように、蓄電手段と電力のやりとりを行う電力動力入出力手段の駆動範囲を蓄電手段の入出力制限に基づいて設定するため、過大な電力が蓄電手段に入出力されることを防止可能である。したがって、電動機から駆動軸に動力を出力不能で電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に動力を出力しているときの蓄電手段をより確実に保護することができる。なお、この動力出力装置の制御方法において、上述した動力出力装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した動力出力装置の機能を実現するようなステップを追加してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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に取り付けられた電流センサ５１ｂ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、モータＭＧ２の駆動を停止してモータＭＧ１で反力を受け持ちながらエンジン２２からの動力が動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに伝達されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを駆動制御して走行する直行走行モードなどがある。直行走行モードは、主としてモータＭＧ２やインバータ４２に異常が生じたときに実行されるモードである。
【００２４】
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、ＲＯＭ７４に記憶され、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２５】
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Ｓ１００）。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、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の残容量ＳＯＣは、電流センサ５１ｂにより検出されたバッテリ５０の充放電電流の積算値に基づいて演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。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３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４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。
【００２６】
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（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５に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００２７】
こうして要求トルクＴｒ＊を設定すると、モータＭＧ２やインバータ４２に異常が生じモータＭＧ２がトルクを発生できない状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。モータＭＧ２やインバータ４２の異常の判定は、例えば、モータＭＧ２やインバータ４２を流れる電流がトルク指令に対応するか否かを判定したり、モータＭＧ２やインバータ４２の温度が予め設定された許容限界温度を超えているか否かを判定したりすることにより行なう。モータＭＧ２がトルクを発生できるときには、通常時制御を実行し（ステップＳ１３０）、このルーチンを終了する。
【００２８】
ここで、ステップＳ１３０の通常時制御について説明する。まず、ステップＳ１１０で設定した要求トルクＴｒ＊からエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。要求パワーＰｅ＊は、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ものとした。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。次に、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＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）の曲線との交点からエンジンの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。続いて、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで運転したときに要求するトルクが出力可能なようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。このとき、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づいて設定することにより、要求トルクＴｒ＊を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定する。そして、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う。このように、モータＭＧ２がトルクを出力可能であるときには、車両に要求されるパワーが効率よく出力されるように、エンジン２０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御する。
【００２９】
一方、ステップＳ１２０でモータＭＧ２がトルクを発生できない状態であるときには、モータＭＧ２の電力の入出力を行うインバータ４２をゲート遮断する指令をモータＥＣＵ４０へ送信し（ステップＳ１４０）、ステップＳ１３０〜Ｓ２７０の直行走行時制御（直行走行モード）を実行する。図６に、直行走行モードで走行しているときの動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図を示す。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。図示するように、直行走行モードでは、エンジン２２を回転数Ｎｅ＊で運転すると共にモータＭＧ１から発電トルクＴｍ１＊を出力することによりリングギヤ軸３２ａに正のトルクが出力されて走行することができる。この直行走行時制御では、まず、ステップＳ１１０で設定した要求トルクＴｒ＊に動力分配統合機構３０のギヤ比ρを乗じたものに（−１）を乗じてモータＭＧ１から出力すべき仮トルク指令Ｔｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１５０）。
【００３０】
モータＭＧ１の仮トルク指令Ｔｍ１ｔｍｐを設定すると、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの値を調べる（ステップＳ１６０）。ここで、バッテリ５０の残容量ＳＯＣを調べるのは、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに応じたモータＭＧ１の入出力する電力を設定するためである。ここでは、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの範囲として、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの値が低く充電を要する要充電範囲と、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの値が比較的高く放電を要する要放電範囲と、充電範囲と放電範囲との間である中間範囲とが定められている。例えば、要充電範囲は４０％以下などに定められ、要放電範囲は６０％以上などに定められ、中間範囲は４０％を超え６０％未満などに定められる。
【００３１】
ステップＳ１５０でバッテリ５０の残容量ＳＯＣの値が中間範囲にあるときには、モータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐに所定回転数Ｎｍ１Ａを設定する（ステップＳ１６０）。この回転数Ｎｍ１Ａは、エンジン２２の回転数をなるべく抑えるよう小さな回転数（例えば１００ｒｐｍなど）に設定されている。図６の実線で示すように仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐに回転数Ｎｍ１Ａを設定するのである。この仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐを設定したあと、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ２３０）。ここでは、仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐでモータＭＧ１が回転したときのエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐをリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとギヤ比ρを用いて次式（１）より算出し、得られたエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐがエンジン２２の安定して駆動可能な駆動可能範囲に入るような目標回転数Ｎｅ＊を設定する。式（１）は、図６より容易に導くことができる。この駆動可能範囲は、エンジン２２が安定して駆動可能な最低回転数Ｎｅｍｉｎ（例えば６００ｒｐｍなど）と、エンジン２２が駆動可能な最高回転数Ｎｅｍａｘ（例えば６０００ｒｐｍなど）との間の範囲として定められている。ここでは、目標回転数Ｎｅ＊は、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを最高回転数Ｎｅｍａｘと最低回転数Ｎｅｍｉｎとにより制限した値として設定する。このように、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐ又はそれになるべく近い値となり、且つエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が駆動可能範囲内になるよう設定するのである。
Netmp=Nm1tmp・ρ/(1+ρ)+Nr/(1+ρ)  …（１）
【００３２】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると、次式（２）および式（３）を共に満たすモータＭＧ１により入出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎを設定する（ステップＳ２４０）。式（２）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係式である。また、式（３）は、モータＭＧ１の最大定格トルクにより定められる発電側の負荷率制限Ｔｍ１Ｒ（例えば最大定格トルクの３０％以下など）を表す式である。図７は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の範囲を設定する説明図である。図７において縦軸はモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊であり、横軸は正側がモータＭＧ１の駆動側の仮トルク指令Ｔｍ１ｔｍｐ，負側がモータＭＧ１の発電側の仮トルク指令Ｔｍ１ｔｍｐである。上下限値Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎは、式（２）と式（３）との３つの線に囲まれた領域内の最大値と最小値として求めることができる。ここでは、モータＭＧ２からトルクを出力できず、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が値０であるから、トルク制限Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎは、Ｔｍ２＊＝０とこれら３つの線との交点から求めることができる。ここで、トルク制限Ｔｍ１ｍａｘは、バッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で割ったものに設定する。また、トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎは、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で割ったものの絶対値とモータＭＧ１の負荷率制限Ｔｍ１Ｒの絶対値とのうち小さい方に設定する。続いて、設定したトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２５０）。ここでは、トルク指令Ｔｍ１＊は、ステップＳ１５０で設定したモータＭＧ１の仮トルク指令Ｔｍ１ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ１ｍａｘとトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎとにより制限した値に設定する。このように、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを回転数Ｎｍ１で割ったものの範囲内且つモータＭＧ１の最大定格トルクの負荷率Ｔｍ１Ｒの範囲内になるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定することができる。
Win≦Tm1tmp・Nm1＋Tm2*・Nm2≦Wout  …（２）
Tm1tmp≧Tm1R  …（３）
【００３３】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差が打ち消されるようフィードバック制御によりエンジン２２を駆動制御すると共にトルク指令Ｔｍ１＊に見合うトルクがモータＭＧ１から出力されるようモータＭＧ１を駆動制御し（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２やモータＭＧ１の駆動制御は、具体的には、目標回転数Ｎｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信することにより、エンジンＥＣＵ２４が受信した目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が運転されるよう吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などを行ない、モータＥＣＵ４０が受信したトルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が運転されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３４】
一方、ステップＳ１６０で、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの値が要充電範囲にあるときには、モータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐに所定回転数Ｎｍ１Ｂを設定する（ステップＳ１８０）。この回転数Ｎｍ１Ｂは、エンジン２２からトルクを出力しやすいよう、回転数Ｎｍ１Ａよりもある程度大きな回転数（例えば１０００ｒｐｍなど）に設定されている。図６の一点鎖線で示すようにモータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐに回転数Ｎｍ１Ｂを設定するのである。この仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐを設定したあと、上述と同様にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとリングギヤ軸３２ａのギヤ比ρとを用いて式（１）よりエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを計算し、この仮目標回転数Ｎｅｔｍｐがエンジン２２の安定して駆動可能な駆動可能範囲に入るよう目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ２３０）。続いて、バッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で割ったものにトルク制限Ｔｍ１ｍａｘを設定すると共に、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で割ったものの絶対値とモータＭＧ１の負荷率制限Ｔｍ１Ｒの絶対値とのうち小さい方にトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎを設定し（ステップＳ２４０）、設定したトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎの範囲内になるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２５０）。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差が打ち消されるようフィードバック制御によりエンジン２２を駆動制御すると共にトルク指令Ｔｍ１＊に見合うトルクがモータＭＧ１から出力されるようモータＭＧ１を駆動制御し（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。このように、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの値が要充電範囲であるときには、蓄電量が少なくなったバッテリ５０へモータＭＧ１で発電した電力を供給しながら走行するのである。
【００３５】
一方、ステップＳ１６０でバッテリ５０の残容量ＳＯＣの値が要放電範囲にあるときには、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが閾値Ｎｒｔｈｒ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１９０）。閾値Ｎｒｔｈｒは、エンジン２２が最低回転数ＮｅｍｉｎであるときのモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負回転になるようなリングギヤ軸３２ａの回転数として定められている（図６の点線参照）。つまり、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが閾値Ｎｒｔｈｒ以上であるときには、モータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐを負回転に設定可能である。ステップＳ１９０でリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが所定の閾値Ｎｒｔｈｒ未満であるときには、エンジン２２のストール防止のためモータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐを負回転に設定不能であり、リングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力する際にモータＭＧ１で発電した電力が要放電範囲にあるバッテリ５０に充電され続けるため、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をアイドル回転数Ｎｅｉｄｌｅ（例えば、６００ｒｐｍなど）に設定すると共にトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定し（ステップＳ２００）、エンジン２２をアイドリング制御すると共にゼロトルクとなるようにモータＭＧ１を制御し（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。このように、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの値が要放電範囲にあり、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが閾値Ｎｒｔｈｒ未満であるときには、走行を中止し、蓄電量が多くなったバッテリ５０の残容量ＳＯＣが補機（例えばエアコンなど）により消費されて低下するのを待つのである。
【００３６】
一方、ステップＳ１９０でリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが閾値Ｎｒｔｈｒ未満でないとき、すなわち回転数Ｎｒが閾値Ｎｒｔｈｒ以上であるときには、モータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐに所定回転数Ｎｍ１Ｃを設定する（ステップＳ２２０）。この回転数Ｎｍ１Ｃは、モータＭＧ１がバッテリ５０からの電力を消費してリングギヤ軸３２ａにトルクを出力するよう負の回転数（例えば−１０００ｒｐｍなど）に設定されている。ここでは、図６の二点鎖線で示すようにモータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐに負の回転数Ｎｍ１Ｃを設定するのである。このように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を設定すると、バッテリ５０の電力を消費してモータＭＧ１によりエンジン２２の回転数を抑え込む方向（図６で下向き）にトルクＴｍ１＊をかけ、その反力により駆動軸にトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）をリングギヤ軸３２ａに出力することになる。この仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐを設定したあと、上述と同様にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとリングギヤ軸３２ａのギヤ比ρとを用いて式（１）よりエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを計算し、この仮目標回転数Ｎｅｔｍｐがエンジン２２の駆動可能範囲に入るよう目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ２３０）。続いて、バッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で割ったものにトルク制限Ｔｍ１ｍａｘを設定すると共に、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で割ったものの絶対値とモータＭＧ１の負荷率制限Ｔｍ１Ｒの絶対値とのうち小さい方にトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎを設定し（ステップＳ２４０）、設定したトルク制限Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎの範囲内になるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２５０）。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差が打ち消されるようフィードバック制御によりエンジン２２を駆動制御すると共にトルク指令Ｔｍ１＊に見合うトルクがモータＭＧ１から出力されるようモータＭＧ１を駆動制御し（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。このように、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの値が要放電範囲であり、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが閾値Ｎｒｔｈｒ以上であるときには、蓄電量が多くなったバッテリ５０の電力をモータＭＧ１で消費しながら走行するのである。
【００３７】
以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａへの動力の出力が不能であるときには、バッテリ５０の電力の入出力に関するパラメータとしての入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ及び負荷率制限Ｔｍ１Ｒに基づいてモータＭＧ１から入出力される駆動力の範囲を設定し、該設定した駆動力の範囲内で動力分配統合機構３０及びモータＭＧ１を介してエンジン２２から出力される駆動力だけがリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する。このように、バッテリ５０と電力のやりとりを行うモータＭＧ１の駆動力の範囲を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ及び負荷率制限Ｔｍ１Ｒに基づいて設定するため、過大な電力がバッテリ５０に入出力されることを防止可能である。したがって、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに動力を出力不能でリングギヤ軸３２ａを介してエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに駆動力を出力しているときのバッテリ５０をより確実に保護することができる。
【００３８】
また、バッテリ５０への電力の入力制限Ｗｉｎを回転数Ｎｍ１で割ったものと、モータＭＧ１の負荷率制限Ｔｍ１Ｒとのうち絶対値で小さい方をモータＭＧ１から出力される駆動力の範囲の下限として設定するため、モータＭＧ１の駆動力の範囲をより小さな範囲に設定し、バッテリ５０を一層確実に保護することができる。また、モータＭＧ１の負荷率制限Ｔｍ１ＲによりモータＭＧ１の駆動力を制限するため、モータＭＧ１からの駆動力がエンジン２２の出力軸へ伝わることによる影響を低減して安定した制御を確保することができる。
【００３９】
更に、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが要充電範囲にあるときにはバッテリ５０に電力を充電させ、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが要放電範囲にあるときには、バッテリ５０に蓄電された電力をモータＭＧ１により消費させてバッテリ５０の過充電を抑制可能であるため、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに動力を出力不能なとき（直行走行モード時）においてできるだけ長時間の退避走行を確保することができる。
【００４０】
更にまた、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが要充電範囲にあるときには、モータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐを正回転の値に設定し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが要放電範囲にあるときには、モータＭＧ１の目標回転数を負回転の値に設定するため、モータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐを設定することにより、バッテリ５０への充電とバッテリ５０に蓄電された電力の消費とを比較的容易に切り替えることができる。また、モータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐに対応するエンジン２２の回転数Ｎｅ＊がエンジン２２の駆動可能範囲を外れたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅ＊が該駆動可能範囲内になるよう変更するため、安定したエンジン２２の駆動を確保することができる。更に、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが中間範囲にあるときには、残容量ＳＯＣが要充電範囲にあるときのモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１Ｂよりも小さな目標回転数Ｎｍ１Ａに設定するため、残容量ＳＯＣが中間範囲にあるときには目標回転数を小さくして発電量を抑えることが可能であり、バッテリ５０をより確実に保護することができるし、バッテリ５０の過充電を抑制して退避走行をできる限り確保することができる。
【００４１】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４２】
例えば、上述した実施例では、バッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で割ったものにトルク制限Ｔｍ１ｍａｘを設定し、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で割ったものの絶対値とモータＭＧ１の負荷率制限Ｔｍ１Ｒの絶対値とのうち小さい方にトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎを設定するとしたが、モータＭＧ１の負荷率制限Ｔｍ１Ｒを省略してもよい。こうしても、バッテリ５０への過大な電力の入出力が抑制可能であり、バッテリ５０をより確実に保護することができる。
【００４３】
上述した実施例では、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいてモータＭＧ１の仮目標回転数Ｎｍ１ｔｍｐを設定し、モータＭＧ１での発電、駆動を切り替えるものとしたが、このステップＳ１６０〜Ｓ２１０の処理を省略してもよい。つまり、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ及びモータＭＧ１の負荷率制限Ｔｍ１ＲでモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を制限するのみでもよい。こうしても、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに動力を出力不能でリングギヤ軸３２ａを介してエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに駆動力を出力しているときのバッテリ５０をより確実に保護することはできる。
【００４４】
上述した実施例では、バッテリ５０の要充電範囲、中間範囲及び要放電範囲は、モータＭＧ１の発電・駆動状態によっては変えないものとしたが、図８に示すように、各範囲にいわゆるヒステリシスを設けてもよい。具体的には、バッテリ５０の充電中には、残容量ＳＯＣが残容量Ｓ２（例えば４３％）以下を要充電範囲とし、残容量Ｓ４（例えば５０％）になるまでを中間範囲とし、残容量Ｓ４以上を要放電範囲とする。一方、バッテリ５０の放電中には、残容量ＳＯＣが残容量Ｓ４よりも小さい残容量Ｓ３（例えば４７％）以上を要放電範囲とし、残容量Ｓ２よりも小さな残容量Ｓ１（例えば４０％）になるまでを中間範囲とし、残容量Ｓ１以下を要充電範囲とする。こうすれば、バッテリ５０への充電と放電との切り替わりによるモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊の切り替わりの頻度を低減して安定した制御を行うことができる。
【００４５】
上述した実施例では、直行走行モードにおいてアクセルペダル８３がオンされたときアクセル開度Ａｃｃに応じた要求トルクＴｒ＊を設定するものとしたが、直行走行モードにおいてアクセルペダル８３がオンされたときそのアクセル開度Ａｃｃに拘わらず一定のトルクを要求トルクＴｒ＊に設定するものとしてもよい。
【００４６】
上述した実施例では、直行走行モードにおいてアクセルペダル８３がオンされたときについて主に説明したが、アクセル開度Ａｃｃがオフのときには、バッテリ５０からの電力を用いてエンジン２２の回転数を引き上げる方向にモータＭＧ１を駆動することによりエンジン２２のフリクションによる制動力をリングギヤ軸３２ａに出力してもよい。図９は、エンジン２２のフリクションによる制動力をリングギヤ軸３２ａに出力するときの共線図である。なお、図９では制動時であるため、要求トルクＴｒ＊が図６の要求トルクＴｒ＊と逆向きになっている。こうしても、充電されやすい直行走行モードにおいてバッテリ５０の電力を消費してできる限り退避走行を確保することができる。このとき、エンジン２２のフリクションによる制動力に基づいて定められるトルク制限Ｔｍ１ＦによってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の上限値を制限して設定してもよい。このトルク制限Ｔｍ１Ｆは、エンジン２２の回転数を引き上げる方向にモータＭＧ１を駆動してもエンジン２２のフリクションにより回転数Ｎｅが吹け上がらず、且つ図示しないスロットルバルブを閉じる傾向で制御してもエンジン２２が失火しないような最大のトルク値に設定されている。図１０は、別のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の範囲を設定する説明図である。ここで、トルク指令Ｔｍ１＊の上限値は、トルク制限Ｔｍ１Ｆと出力制限ＷｏｕｔをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で割ったものとのうち小さい方に定められる。こうすれば、モータＭＧ１を駆動することによりエンジン２２のフリクションによる制動力をリングギヤ軸３２ａに出力する際に、失火などを防止しエンジン２２を安定して駆動することができる。
【００４７】
上述した実施例では、モータＭＧ２からトルクを出力できないときには、ステップＳ１４０でインバータ４２をゲート遮断するとしたが、インバータ４２が作動可能であるときには、ゼロトルク指令を行ってもよい。
【００４８】
上述した実施例では、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Ｄ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。
【００４９】
上述した実施例では、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に接続されたリングギヤ軸３２ａ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に動力を出力するリングギヤ軸３２ａに接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部をリングギヤ軸３２ａ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モータＭＧ２２３０を備えるものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】モータＭＧ１の目標回転数の設定を説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図７】モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の範囲を設定する説明図である。
【図８】残容量ＳＯＣと要充電範囲、中間範囲及び要放電範囲との関係の説明図である。
【図９】エンジン２２のフリクションによる制動力をリングギヤ軸３２ａに出力するときの共線図である。
【図１０】別のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の範囲を設定する説明図である。
【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】
【００５１】
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、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５１ｃ  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  対ロータモータＭＧ２、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2007118751.tif 000003
【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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