(57)【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、
第１ないし第３の軸を有し、前記第３の軸に前記駆動軸が結合されると共に、前記第１ないし第３の軸のうちいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対し入出力する３軸式動力入出力手段と、
前記第１の軸にその回転軸が結合し、前記第１の軸に動力を出力することが可能な原動機と、
前記第２の軸にその回転軸が結合し、前記第２の軸に対し動力を入出力することが可能な第１の電動発電機と、
前記第３の軸または第１の軸にその回転軸が結合し、前記第３の軸または第１の軸に対し動力を入出力することが可能な第２の電動発電機と、
前記第１および第２の電動発電機に対して電力を入出力することが可能な二次電池と、
前記原動機に対する要求動力を所定のパラメータに基づいて求め、求めた前記要求動力に基づいて、前記原動機から出力される動力が前記要求動力とほぼ等しくなるよう、少なくとも前記第１の電動発電機を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
求めた前記要求動力に基づいて前記第１の電動発電機の目標トルクを導き出す目標トルク導出部と、
前記駆動軸に出力される駆動トルクを導き出す駆動トルク導出部と、
前記二次電池から出力され得る電力の最大値を導き出す二次電池出力最大値導出部と、
導き出した前記目標トルク、前記駆動トルク及び前記電力最大値に基づいて、前記第１の電動発電機を制御するトルク制御部と、
を備えると共に、
前記トルク制御部は、前記第１および第２の電動発電機のトルクの関係を表す座標系において、前記駆動トルクと前記第１および第２の電動発電機のトルクとの関係を表す式に基づいて描き出される直線と、前記電力最大値と前記第１および第２の電動発電機に入出力される電力の和との関係を表す式に基づいて描き出される直線と、の交点を算出し、前記第１の電動発電機のトルクが、前記交点における前記第１の電動発電機のトルクの値となるように、前記第１の電動発電機を制御することを特徴とする動力出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両などに用いられる動力出力装置に関し、詳しくは、プラネタリギヤなどの３軸式動力入出力手段を備えた動力出力装置、およびそれを搭載したハイブリッド車両並びに動力出力装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両が提案されており、そのハイブリッド車両の一種としていわゆるパラレルハイブリッド車両がある。パラレルハイブリッド車両では、原動機であるエンジンから出力された動力の一部は動力調整装置により駆動軸に伝達される。残余の動力は動力調整装置によって電力に変換される。この電力はバッテリに蓄電されたり、エンジン以外の動力源としての電動機を駆動するのに用いられる。かかる構成により、パラレルハイブリッド車両はエンジンから出力された動力を任意の回転数およびトルクで駆動軸に出力することができる。エンジンは運転効率の高い運転ポイントを選択して運転することができるため、ハイブリッド車両はエンジンのみを駆動源とする従来の車両に比べて省資源性および排気浄化性に優れている。
【０００３】
なお、動力調整装置としては、例えば、回転軸を有する電動発電機と、駆動軸とエンジンの出力軸と電動発電機の回転軸とにそれぞれ結合された３軸を有する３軸式動力入出力手段であるプラネタリギヤと、を用いた機械分配型動力調整装置や、エンジンの出力軸に結合されたロータと駆動軸に結合されたロータとを備える対ロータ電動機を用いた電気分配型動力調整装置などを適用することができる。
【０００４】
このうち、機械分配型動力調整装置の場合、プラネタリギヤは、周知の通り、３軸のうち２軸の回転数およびトルクが決まると残余の回転軸の回転数およびトルクが決まる性質を有している。かかる性質に基づき、例えば、エンジンの出力軸に結合された第１の軸から入力された機械的な動力の一部を駆動軸に結合された第３の軸に出力しつつ、残る第２の軸に結合された電動発電機によって残余の動力を電力として取り出すことができる。また、第３の軸または第１の軸に別の電動発電機を設けて、この電動発電機に電力を供給することにより、エンジンから出力された動力を増大して駆動軸に伝達することも可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
さて、このような機械分配型動力調整装置を用いたパラレルハイブリッド車両においては、例えば、車両走行中に運転者がアクセルペダルを踏み込んで急加速を要求した場合、車両の駆動軸に出力すべき要求動力が増大するため、エンジンに対する要求動力も急増する。このとき、従来においては、第２の軸に結合された電動発電機のトルクを増加させることにより、エンジンの回転数を上昇させて、エンジンから出力される動力を増加させ、その動力が上記した要求動力と等しくなるように制御していた。
【０００６】
しかしながら、このように、従来においては、急加速が要求されたときに、エンジンの回転数を上昇させるために、何ら制限を設けることなく、第２の軸に結合された電動発電機のトルクを増加させていたため、そのトルクの増加分だけ、駆動軸に出力されるトルク（即ち、駆動トルク）が減少し、駆動トルクが不足してしまうという問題があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、原動機に対する要求動力が急増した場合に、駆動軸に出力される駆動トルクを減少させることなく、駆動トルクの不足を生じさせない動力出力装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、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、
第１ないし第３の軸を有し、前記第３の軸に前記駆動軸が結合されると共に、前記第１ないし第３の軸のうちいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対し入出力する３軸式動力入出力手段と、
前記第１の軸にその回転軸が結合し、前記第１の軸に動力を出力することが可能な原動機と、
前記第２の軸にその回転軸が結合し、前記第２の軸に対し動力を入出力することが可能な第１の電動発電機と、
前記第３の軸または第１の軸にその回転軸が結合し、前記第３の軸または第１の軸に対し動力を入出力することが可能な第２の電動発電機と、
前記第１および第２の電動発電機に対して電力を入出力することが可能な二次電池と、
前記原動機に対する要求動力を所定のパラメータに基づいて求め、求めた前記要求動力に基づいて、前記原動機から出力される動力が前記要求動力とほぼ等しくなるよう、少なくとも前記第１の電動発電機を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
求めた前記要求動力に基づいて前記第１の電動発電機の目標トルクを導き出す目標トルク導出部と、
前記目標トルクについての最大制限トルク値を導き出す最大制限トルク値導出部と、
前記目標トルクが前記最大制限トルク値よりも大きい場合に、前記目標トルクを前記最大制限トルク値に設定し直す目標トルク再設定部と、
前記第１の電動発電機のトルクが前記目標トルクとなるよう、前記第１の電動発電機を制御するトルク制御部と、
を備えることを要旨とする。
【０００９】
このように、本発明の動力出力装置では、目標トルク導出部が、原動機に対する要求動力に基づいて第１の電動発電機の目標トルクを導き出し、最大制限トルク値導出部が、その目標トルクについての最大制限トルク値を導き出す。目標トルクが最大制限トルク値よりも大きい場合に、目標トルク再設定部が、目標トルクを最大制限トルク値に設定し直す。そして、第１の電動発電機のトルクが目標トルクとなるよう、トルク制御部が第１の電動発電機を制御する。
【００１０】
従って、本発明の動力出力装置によれば、原動機に対する要求動力が増加した時に、第１の電動発電機の目標トルクは最大制限トルク値以下に制限されるため、最大制限トルク値として適当な値を用いることにより、駆動軸に出力される駆動トルクが減少することがなく、駆動トルクの不足を生じることがない。
【００１１】
また、本発明の動力出力装置において、前記最大制限トルク導出部は、前記第１および第２の電動発電機のトルクの関係を表す座標系において、前記駆動軸に出力される駆動トルクと前記第１および第２の電動発電機のトルクとの関係を表す式に基づいて描き出される直線と、前記二次電池から出力され得る電力の最大値と前記第１および第２の電動発電機に入出力される電力の和との関係を表す式に基づいて描き出される直線と、の交点を算出し、該交点における前記第１の電動発電機のトルクの値を、前記最大制限トルク値として導き出すことが好ましい。あるいは、また、前記最大制限トルク導出部は、前記駆動軸から出力される駆動トルクが一定となり、かつ、前記第１および第２の電動発電機に入出力される電力の和が前記二次電池から出力され得る電力の最大値と等しくなるような前記第１の電動発電機のトルクの値を、前記最大制限トルク値として導き出すことことが好ましい。
【００１２】
このようにして導き出した最大制限トルク値を用いて、第１の電動発電機の目標トルクを制限することにより、第１の電動発電機のトルクの増加による駆動トルクの減少を確実に防止することができる。
【００１３】
本発明のハイブリッド車両は、上記した動力出力装置を搭載したハイブリッド車両であって、
前記駆動軸に出力される動力によって車輪を駆動することを要旨とする。
【００１４】
本発明のハイブリッド車両によれば、例えば、車両走行中に運転者がアクセルペダルを踏み込んで急加速を要求した場合でも、駆動トルクを減少させることなく、原動機から要求動力とほぼ等しい動力を引き出せるので、駆動トルクの不足を生じることなく、運転者の要求通りに車両を急加速させることができる。
【００１５】
本発明の動力出力装置の制御装置であって、第１ないし第３の軸を有し、前記第３の軸に前記駆動軸が結合されると共に、前記第１ないし第３の軸のうちいずれか２軸に対し動力が入出力されたときに、その入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸に対し入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第１の軸にその回転軸が結合し、前記第１の軸に動力を出力することが可能な原動機と、前記第２の軸にその回転軸が結合し、前記第２の軸に対し動力を入出力することが可能な第１の電動発電機と、前記第３の軸または第１の軸にその回転軸が結合し、前記第３の軸または第１の軸に対し動力を入出力することが可能な第２の電動発電機と、前記第１および第２の電動発電機に対して電力を入出力することが可能な二次電池と、を備えた動力出力装置を制御する方法であって、
（ａ）前記原動機に対する要求動力を所定のパラメータに基づいて求め、求めた前記要求動力とほぼ等しい動力を前記原動機から出力させるのに必要な前記原動機の回転数から、前記第１の電動発電機の目標回転数を導き出す工程と、
（ｂ）前記第１の電動発電機の回転数が前記目標回転数となるような、前記第１の電動発電機の目標トルクを導き出す工程と、
（ｃ）前記目標トルクについての最大制限トルク値を導き出す工程と、
（ｄ）前記目標トルクが前記最大制限トルク値よりも大きい場合に、前記目標トルクを前記最大制限トルク値に設定し直す工程と、
（ｅ）前記第１の電動発電機のトルクが前記目標トルクとなるように、前記第１の電動発電機のトルクを制御する工程と、
を備えることを要旨とする。
【００１６】
このように、本発明の動力出力装置の制御方法では、まず、原動機に対する要求動力を所定のパラメータに基づいて求め、その要求動力とほぼ等しい動力を原動機から出力させるのに必要な原動機の回転数から、第１の電動発電機の目標回転数を導き出す。そして、第１の電動発電機の回転数がその目標回転数となるような、第１の電動発電機の目標トルクを導き出す。次に、その目標トルクについての最大制限トルク値を導き出す。そして、目標トルクが最大制限トルク値よりも大きい場合に、目標トルクを最大制限トルク値に設定し直す。最後に、第１の電動発電機のトルクが目標トルクとなるように、第１の電動発電機のトルクを制御する。
【００１７】
従って、原動機に対する要求動力が増加した時に、第１の電動発電機のトルクは最大制限トルク値以下に制限されるため、最大制限トルク値として適当な値を用いることにより、駆動軸に出力される駆動トルクが減少することがなく、駆動トルクの不足を生じることがない。
【００１８】
また、本発明の動力出力装置の制御方法において、前記工程（ｃ）は、
前記第１および第２の電動発電機のトルクの関係を表す座標系において、前記駆動軸に出力される駆動トルクと前記第１および第２の電動発電機のトルクとの関係を表す式に基づいて描き出される直線と、前記二次電池から出力され得る電力の最大値と前記第１および第２の電動発電機に入出力される電力の和との関係を表す式に基づいて描き出される直線と、の交点を算出する工程と、
該交点における前記第１の電動発電機のトルクの値を、前記最大制限トルク値として導き出す工程と、
を含むことが好ましい。
【００１９】
このようにして導き出した最大制限トルク値を用いて、第１の電動発電機の目標トルクを制限することにより、第１の電動発電機のトルクの増加による駆動トルクの減少を確実に防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（Ａ）実施例の構成
はじめに、本発明の一実施例の構成について図１を用いて説明する。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車両の概略構成を示す構成図である。このハイブリッド車両は、いわゆる機械分配型動力調整装置を用いたパラレルハイブリッド車両である。
【００２１】
このハイブリッド車両の構成は大きくは、駆動力を発生する動力系統と、その制御系統と、駆動源からの駆動力を駆動輪１１６、１１８に伝達する動力伝達系統と、運転操作部等とからなっている。
【００２２】
また、上記動力系統は原動機であるエンジン１５０を含む系統と電動発電機であるモータＭＧ１，ＭＧ２を含む系統とからなっており、制御系統は、エンジン１５０の運転を主に制御するための電子制御ユニット（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）１７０と、モータＭＧ１，ＭＧ２の運転を主に制御する制御ユニット１９０と、ＥＦＩＥＣＵ１７０および制御ユニット１９０に必要な信号を検出し入出力する種々のセンサ部とからなっている。
【００２３】
なお、ＥＦＩＥＣＵ１７０および制御ユニット１９０の内部構成は具体的には図示していないが、これらはそれぞれ内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、以下に示す種々の制御処理を行なうよう構成されている。
【００２４】
ＥＦＩＥＣＵ１７０および制御ユニット１９０による制御によって、エンジン１５０からの動力を受け、更に、３軸式動力入出力手段であるプラネタリギヤ１２０により、このエンジン１５０の動力に対して、モータＭＧ１，ＭＧ２の動力あるいは発電により調整された動力を駆動軸１１２に出力する構成を、以下では、動力出力装置１１０と呼ぶ。
【００２５】
動力出力装置１１０におけるエンジン１５０は、スロットルバルブ２６１を介して吸入口２００から空気を吸入すると共に、燃料噴射弁１５１からガソリンを噴射し、吸入した空気と噴射したガソリンとで混合気を生成する。このとき、スロットルバルブ２６１は、スロットルアクチュエータ２６２によって開閉駆動される。エンジン１５０は、生成した混合気を吸気弁１５３を介して燃焼室１５２に吸入し、この混合気の爆発により押し下げられるピストン１５４の運動をクランクシャフト１５６の回転運動に変換する。この爆発は、イグナイタ１５８からディストリビュータ１６０を介して導かれた高電圧によって点火プラグ１６２が形成した電気火花によって混合気が点火され燃焼することで生じる。燃焼により生じた排気は、排気口２０２を通って大気中に排出される。
【００２６】
また、エンジン１５０は、吸気弁１５３の開閉タイミングを変更する機構、いわゆる連続可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴという）１５７を備える。このＶＶＴ１５７は、吸気弁１５３を開閉駆動する吸気カムシャフト（図示せず）のクランク角に対する位相を進角または遅角することにより、吸気弁１５３の開閉タイミングを調整する。
【００２７】
一方、エンジン１５０の運転は、ＥＦＩＥＣＵ１７０により制御されている。例えば、スロットルバルブ２６１は、その開度（ポジション）を検出するスロットルバルブポジションセンサ２６３によって得られる検出信号に基づき、ＥＦＩＥＣＵ１７０によりスロットルアクチュエータ２６２を用いて、所望の開度となるようにフィードバック制御されている。また、上記したＶＶＴ１５７における吸気カムシャフトの位相の進角および遅角も、吸気カムシャフトのポジションを検出するカムシャフトポジションセンサ２６４により得られる検出信号に基づいて、ＥＦＩＥＣＵ１７０により目標の位相となるようフィードバック制御がなされる。その他には、エンジン１５０の回転数に応じた点火プラグ１６２の点火時期制御や、吸入空気量に応じた燃料噴射量制御などがある。
【００２８】
また、エンジン１５０のこのような制御を可能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０には、上記したスロットルバルブポジションセンサ２６３やカムシャフトポジションセンサ２６４の他にも、エンジン１５０の運転状態を示す種々のセンサが接続されている。例えば、クランクシャフト１５６の回転数と回転角度を検出するためにディストリビュータ１６０に設けられた回転数センサ１７６及び回転角度センサ１７８や、イグニッションキーの状態を検出するスタータスイッチ１７９などが、接続されている。なお、その他のセンサ，スイッチなどの図示は省略した。
【００２９】
次に、図１に示すモータＭＧ１，ＭＧ２の概略構成について説明する。モータＭＧ１は、同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１３２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータ１３３とを備える。ステータ１３３は、無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケース１１９に固定されている。このモータＭＧ１は、ロータ１３２に備えられた永久磁石による磁界とステータ１３３に備えられた三相コイルによって形成される磁界との相互作用によりロータ１３２を回転駆動する電動機として動作し、場合によってはこれらの相互作用によりステータ１３３に備えられた三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。
【００３０】
モータＭＧ２も、モータＭＧ１と同様に同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１４２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータ１４３とを備える。モータＭＧ２のステータ１４３も無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケース１１９に固定されている。このモータＭＧ２もモータＭＧ１と同様に、電動機あるいは発電機として動作する。
【００３１】
これらのモータＭＧ１，ＭＧ２は、スイッチングを行なうトランジスタ（図示せず）を各々６個ずつ内蔵した第１および第２の駆動回路１９１，１９２を介して、バッテリ１９４および制御ユニット１９０に電気的に接続されている。制御ユニット１９０からは、第１および第２の駆動回路１９１，１９２内のトランジスタを駆動する制御信号が出力されている。各駆動回路１９１，１９２内の６個のトランジスタは、ソース側とシンク側となるよう２個ずつペアで配置されることによりトランジスタインバータを構成している。制御ユニット１９０によりソース側とシンク側のトランジスタのオン時間の割合を制御信号により順次制御し、三相コイルの各相に流れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的な正弦波にすると、三相コイルにより、回転磁界が形成され、これらのモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動される。
【００３２】
モータＭＧ１，ＭＧ２の制御を含むハイブリッド車両の運転状態の制御を可能とするために、制御ユニット１９０には、この他各種のセンサおよびスイッチが電気的に接続されている。制御ユニット１９０に接続されているセンサおよびスイッチとしては、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａ、ブレーキペダルポジションセンサ１６５ａ、シフトポジションセンサ１８４、水温センサ１７４、バッテリ１９４の残容量検出器１９９などがある。
【００３３】
制御ユニット１９０は、これらのセンサを通じて運転操作部からの種々の信号やバッテリ１９４の残容量等を入力し、また、エンジン１５０を制御するＥＦＩＥＣＵ１７０との間で種々の情報を、通信によってやりとりしている。
【００３４】
運転操作部からの種々の信号として、具体的には、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａからのアクセルペダルポジション（アクセルペダル１６４の踏込量）、ブレーキペダルポジションセンサ１６５ａからのブレーキペダルポジション（ブレーキペダル１６５の踏込量）、シフトポジションセンサ１８４からのシフトポジション（シフトレバー１８２の位置）がある。また、バッテリ１９４の残容量は残容量検出器１９９で検出される。
【００３５】
駆動源からの駆動力を駆動輪１１６、１１８に伝達する動力伝達系統の構成は次の通りである。エンジン１５０の動力を伝達するためのクランクシャフト１５６はダンパ１３０を介してプラネタリキャリア軸１２７に結合され、このプラネタリキャリア軸１２７と、モータＭＧ１，モータＭＧ２の回転を伝達するサンギヤ軸１２５、リングギヤ軸１２６とは、後述するプラネタリギヤ１２０に機械的に結合されている。ダンパ１３０は、このエンジン１５０のクランクシャフト１５６とプラネタリキャリア軸１２７とを接続し、クランクシャフト１５６のねじり振動の振幅を抑制する目的で設けられているものである。
【００３６】
リングギヤ１２２には、動力取り出し用の動力取出ギヤ１２８が、リングギヤ１２２とモータＭＧ１との間の位置で結合されている。この動力取出ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９により動力受取ギヤ１１３に接続されており、動力取出ギヤ１２８と動力受取ギヤ１１３との間で動力の伝達がなされる。この動力受取ギヤ１１３は駆動軸１１２を介して動力伝達ギヤ１１１に結合されており、この動力伝達ギヤ１１１はさらにディファレンシャルギヤ１１４を介して左右の駆動輪１１６、１１８に結合されていて、これらに動力を伝達できるようになっている。
【００３７】
ここで、プラネタリギヤ１２０の構成と併せてクランクシャフト１５６、プラネタリキャリア軸１２７、モータＭＧ１の回転軸であるサンギヤ軸１２５、モータＭＧ２の回転軸であるリングギヤ軸１２６の結合について説明する。プラネタリギヤ１２０は、サンギヤ１２１、リングギヤ１２２なる同軸の２つのギヤと、サンギヤ１２１とリングギヤ１２２との間に配置されサンギヤ１２１の外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギヤ１２３の３つから構成される。サンギヤ１２１はプラネタリキャリア軸１２７に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸１２５を介してモータＭＧ１のロータ１３２に結合され、リングギヤ１２２はリングギヤ軸１２６を介してモータＭＧ２のロータ１４２に結合されている。また、プラネタリピニオンギヤ１２３は、その回転軸を軸支するプラネタリキャリア１２４を介してプラネタリキャリア軸１２７に結合され、プラネタリキャリア軸１２７はクランクシャフト１５６に結合されている。機構学上周知のことであるが、プラネタリギヤ１２０は上述のサンギヤ軸１２５、リングギヤ軸１２６およびプラネタリキャリア軸１２７の３軸のうちいずれか２軸の回転数およびこれらの軸に入出力されるトルクが決定されると、残余の１軸の回転数およびその回転軸に入出力されるトルクが決定されるという性質を有している。
【００３８】
（Ｂ）一般的動作
次に、図１に示すハイブリッド車両の一般的な動作について簡単に説明する。前述した構成を有するハイブリッド車両は走行時において、駆動軸１１２に出力すべき要求動力に相当する動力をエンジン１５０から出力し、出力された動力を以下の通りトルク変換して駆動軸１１２に伝達している。トルク変換は、例えば駆動軸１１２から出力すべき要求回転数および要求トルクに対し、エンジン１５０のクランクシャフト１５６が高回転数かつ低トルクで回転している場合には、エンジン１５０の出力している動力の一部をモータＭＧ１により電力として回収し、その電力によりモータＭＧ２を駆動する。
【００３９】
具体的には、まずエンジン１５０から出力された動力が、プラネタリギヤ１２０においてサンギヤ軸１２５に結合されたモータＭＧ１に伝達される動力と、リングギヤ軸１２６を介して駆動軸１１２に伝達される動力とに分配される。この動力分配は、リングギヤ軸１２６の回転数が要求回転数に一致するような条件下で行なわれる。サンギヤ軸１２５に伝達された動力は、モータＭＧ１により電力として回生される。一方、この電力を用いてリングギヤ軸１２６に結合されたモータＭＧ２を駆動することにより、リングギヤ軸１２６にはトルクが付加される。このトルク付加は駆動軸１１２に要求トルクが出力されるように行なわれる。こうしてモータＭＧ１およびＭＧ２を介して電力の形でやりとりされる動力を調整することにより、エンジン１５０から出力された動力を所望の回転数およびトルクとして駆動軸１１２から出力することができるのである。
【００４０】
逆に、駆動軸１１２から出力すべき要求回転数および要求トルクに対し、エンジン１５０のクランクシャフト１５６が低回転数かつ高トルクで回転している場合には、エンジン１５０の出力している動力の一部をモータＭＧ２により電力を回収し、その電力によりモータＭＧ１を駆動する。
【００４１】
なお、モータＭＧ１またはＭＧ２によって回収された電力の一部は、バッテリ１９４に蓄積するが可能である。また、バッテリ１９４に蓄積された電力を用いて、モータＭＧ１またはＭＧ２を駆動することも可能である。
【００４２】
かかる動作原理に基づき、定常走行時には、例えば、エンジン１５０を主駆動源としつつ、モータＭＧ２の動力も用いて走行する。このように、エンジン１５０とモータＭＧ２の双方を駆動源として走行することにより、必要なトルクおよびモータＭＧ２で発生し得るトルクに応じて、エンジン１５０を運転効率の高い動作点にて運転できるため、エンジン１５０のみを駆動源とする車両に比べて省資源性および排気浄化性に優れている。一方、クランクシャフト１５６の回転を、プラネタリキャリア軸１２７およびサンギヤ軸１２５を介してモータＭＧ１に伝達することができるため、エンジン１５０の運転によりモータＭＧ１で発電しつつ走行することも可能である。
【００４３】
なお、上記トルク変換において用いられるプラネタリギヤ１２０の回転数には、次のような関係が知られている。即ち、プラネタリギヤ１２０について、サンギヤ１２１とリングギヤ１２２のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）をρとすれば、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓ、プラネタリキャリア軸１２７の回転数Ｎｃ、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒの間には、一般に次式（１）の関係が成立する。
【００４４】
Ｎｓ＝Ｎｃ＋（Ｎｃ−Ｎｒ）／ρ  …（１）
【００４５】
本実施例の場合、サンギヤ軸１２５の回転数ＮｓはモータＭＧ１の回転数ｎｇと等価なパラメータであり、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒは車速またはモータＭＧ２の回転数ｎｍと等価なパラメータであり、プラネタリキャリア軸１２７の回転数Ｎｃはエンジン１５０の回転数ｎｅと等価なパラメータである。
【００４６】
従って、エンジン１５０の回転数ｎｅとモータＭＧ１の回転数ｎｇとモータＭＧ２の回転数ｎｍとの間には、式（１）から次の関係が成立する。
【００４７】
ｎｅ＝ρ・ｎｇ／（１＋ρ）＋ｎｍ／（１＋ρ）  …（２）
【００４８】
（Ｃ）モータＭＧ１，ＭＧ２に対する制御処理
次に、本実施例におけるモータＭＧ１，ＭＧ２に対する制御処理について説明する。まず、図２を用いてモータＭＧ１に対する制御処理について説明する。
【００４９】
図２はモータＭＧ１に対する制御ユニット１９０による制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。このルーチンは制御ユニット１９０のＣＰＵ（図示せず）により実行される処理であり、所定の時間間隔で繰り返し実行されている。
【００５０】
図２に示した制御処理ルーチンが開始されると、まず、制御ユニット１９０は、エンジン１５０に対する要求動力ｓｐｖを算出する処理を行なう（ステップＳ１００）。この要求動力ｓｐｖは、次の式（３）により計算される。
【００５１】
ｓｐｖ＝ｓｐａｃｃ＋ｓｐｃｈｇ＋ｓｐＡＣ    …（３）
ここで、式（３）の右辺各項は、次の通りである。
【００５２】
・ｓｐａｃｃ：車両を走行させる駆動トルクを全てエンジン１５０の出力により賄う場合のパワー（発電量に換算した値）。アクセルペダル１６４の踏込量と車速とをパラメータとするマップから求める。なお、制御ユニット１９０は、前述したように、アクセルペダル１６４の踏込量を、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａから得、車速を、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒを検出するセンサ（図示せず）から得るようにしている。
【００５３】
・ｓｐｃｈｇ：バッテリ１９４の充放電の要求パワー。バッテリ１９４の残容量から求められる。一般に、残容量が低い場合には、充電の要求が高く、残容量が約６０［％］で充放電の要求は０、それ以上では放電要求となる。
【００５４】
・ｓｐＡＣ：図示しないエアコンが駆動される場合の補正量である。エアコンは、電力の消費量が大きいので、他の補機類とは別に、その使用電力を補正するのである。
【００５５】
こうしてエンジン１５０に対する要求動力ｓｐｖを算出した後、制御ユニット１９０は、算出した要求動力ｓｐｖを用いて、予め設定されている定常走行時におけるエンジン１５０の動作線（定常走行時動作線）から、エンジン１５０に対する目標回転数ｎｅｔａｇを求める（ステップＳ１０２）。
【００５６】
図３は本実施例において用いられるエンジン１５０に対する定常走行時動作線を示す特性図である。図３において、縦軸はエンジン１５０のトルクｔｅを、横軸はエンジン１５０の回転数ｎｅを、それぞれ示している。また、曲線Ｌｌは本実施例で用いられる定常走行時動作線である。
【００５７】
一方、エンジン１５０から出力される動力Ｐｅは、周知のように、エンジン１５０の回転数ｎｅとトルクｔｅの積（ｎｅ×ｔｅ）として表されるので、エンジン１５０からの動力Ｐｅが一定となる、いわゆる等出力線を図３上にプロットすると、例えば、Ｐｅ１，Ｐｅ２の如くになる。
【００５８】
従って、例えば、ステップＳ１００で算出したエンジン１５０に対する要求動力ｓｐｖがＰｅ１であるとすると、図３において、その等出力線Ｐｅ１と定常走行時動作線Ｌｌとの交点ｄ１を求めれば、その点ｄ１での回転数が、求めるべきエンジン１５０に対する目標回転数ｎｅｔａｇとなる。
【００５９】
なお、実際には、予め、エンジン１５０から出力される動力Ｐｅの各値毎に、定常走行時動作線Ｌｌに基づきエンジン１５０の回転数ｎｅをそれぞれ求めて、それらを制御ユニット１９０の内部にあるＲＯＭ（図示せず）内に、マップとして記憶しておき、得られたエンジン１５０に対する要求動力ｓｐｖに対して、そのマップからエンジン１５０に対する目標回転数ｎｅｔａｇを求めるようにしている。
【００６０】
次に、制御ユニット１９０は、先に求めたエンジン１５０に対する目標回転数ｎｅｔａｇから、モータＭＧ１の目標回転数ｎｇｔａｇを算出する（ステップＳ１０４）。即ち、前述したように、エンジン１５０の回転数ｎｅとモータＭＧ１の回転数ｎｇとの間には式（２）に示すような関係があり、しかも、式（２）において、モータＭＧ２の回転数ｎｍは既にステップＳ１００において、車速として、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒを検出するセンサ（図示せず）から得ているので、式（２）を用いれば、エンジン１５０に対する目標回転数ｎｅｔａｇから、モータＭＧ１の目標回転数ｎｇｔａｇを容易に求めることができる。
【００６１】
次に、制御ユニット１９０は、モータＭＧ１の実際の回転数ｎｇを、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓを検出するセンサ（図示せず）から取得する（ステップＳ１０６）。
【００６２】
続いて、制御ユニット１９０は、その取得したモータＭＧ１の回転数ｎｇが先に求めた目標回転数ｎｇｔａｇになるような、モータＭＧ１のトルクｔｇを目標トルクｔｇｔａｇとして算出し、設定する（ステップＳ１０８）。具体的には、いわゆる比例積分制御（ＰＩ制御）において用いられる比例積分によって、モータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇを算出する。即ち、モータＭＧ１の目標回転数ｎｇｔａｇと実際の回転数ｎｇとの偏差に所定の比例定数をかけて得られる比例項と、上記偏差の時間積分値に所定の比例定数をかけて得られる積分項と、の和から、モータＭＧ１に対する目標トルクｔｇｔａｇを求めるのである。
【００６３】
次に、制御ユニット１９０は、モータＭＧ２の実際の回転数ｎｍを、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒを検出するセンサ（図示せず）から取得し（ステップＳ１１０）、さらに、バッテリ１９４から持ち出し得る電力の限界値Ｂｈを、バッテリ１９４の残容量を検出する残容量検出器１９９から取得する（ステップＳ１１２）。
【００６４】
続いて、制御ユニット１９０は、モータＭＧ１のトルクｔｇとモータＭＧ２のトルクｔｍから、駆動軸１１２から出力されるトルク（即ち、駆動トルク）ｔｏを算出する（ステップＳ１１４）。
【００６５】
前述したように、プラネタリギヤ１２０におけるサンギヤ１２１とリングギヤ１２２のギヤ比をρとすれば、駆動トルクｔｏは、モータＭＧ１のトルクｔｇとモータＭＧ２のトルクｔｍから、次の式（４）のように表すことができる。
【００６６】
ｔｏ＝ｔｍ−ｔｇ／ρ    …（４）
【００６７】
従って、駆動トルクｔｏは式（４）を用いて容易に求めることができる。
【００６８】
なお、このステップＳ１１４において、モータＭＧ１のトルクｔｇとモータＭＧ２のトルクｔｍとしては、前周回における各々の目標トルクｔｇｔａｇ，ｔｍｔａｇをそのまま用いる。前述したように、図２の制御処理ルーチンは所定の時間間隔で繰り返し実行されており、従って、モータＭＧ１の前周回の目標トルクｔｇｔａｇとは、この繰り返し実行される制御処理ルーチンにおける前周回で設定されたモータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇを指している。また、モータＭＧ２の前周回の目標トルクｔｍｔａｇも、同様に、後述するモータＭＧ２に対する制御処理ルーチンにおける前周回で設定されたモータＭＧ２の目標トルクｔｍｔａｇを指している。
【００６９】
また、このように、前周回におけるモータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇとモータＭＧ２の目標トルクｔｍｔａｇを、モータＭＧ１のトルクｔｇとモータＭＧ２のトルクｔｍとして用いる代わりに、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸などに、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクｔｇ，ｔｍを検出することが可能なセンサをそれぞれ設け、それらのセンサからモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクｔｇ，ｔｍを直接取得するようにしても良い。
【００７０】
次に、制御ユニット１９０は、ステップＳ１１４で算出した駆動トルクｔｏ、ステップＳ１０６，Ｓ１１０，Ｓ１１２で取得したモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ｎｇ，ｎｍおよびバッテリ１９４から持ち出し得る電力の限界値Ｂｈなどを基にして、モータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇについての最大制限トルク値ｔｇｌｉｍを導き出す（ステップＳ１１６）。この最大制限トルク値ｔｇｌｉｍの意味や、その導き出し方については、後ほど詳しく説明する。
【００７１】
そして、制御ユニット１９０は、ステップＳ１０８で算出したモータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇがステップＳ１１６で導き出した最大制限トルク値ｔｇｌｉｍより大きい（ｔｇｔａｇ＞ｔｇｌｉｍ）か否かを判定し（ステップＳ１１８）、大きい場合には、モータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇをその最大制限トルク値ｔｇｌｉｍに設定し直す（ステップＳ１２０）。小さい場合には、そのままステップＳ１２２の処理に進む。
【００７２】
最後に、制御ユニット１９０は、モータＭＧ１のトルクｔｇが設定した目標トルクｔｇｔａｇとなるように、モータＭＧ１のトルクｔｇを制御する（ステップＳ１２２）。
【００７３】
次に、モータＭＧ２に対する制御処理について簡単に説明する。一般に、モータＭＧ１及びＭＧ２に入出力される動力（即ち、電力）の和は、バッテリ１９４に入出力される動力（即ち、電力）によって、次のように制限されている。即ち、モータＭＧ１，ＭＧ２に入力される動力は、周知のように、それぞれ、モータＭＧ１の回転数ｎｇとトルクｔｇとの積（ｎｇ×ｔｇ）、モータＭＧ２の回転数ｎｍとトルクｔｍとの積（ｎｍ×ｔｍ）として表されるので、バッテリ１９４から持ち出し得る電力の限界値を前述したとおりＢｈとし、バッテリ１９４へ持ち込み得る電力の限界値をＢｌとすると、次の式（５）のように表される。
【００７４】
Ｂｌ≦ｎｇ・ｔｇ＋ｎｍ・ｔｍ≦Ｂｈ      …（５）
但し、バッテリ１９４から電力が持ち出される方向（放電方向）を正、バッテリ１９４へ電力が持ち込まれる方向（蓄電方向）を負としている。
【００７５】
制御ユニット１９０は、このモータＭＧ１及びＭＧ２に入出力される動力の和が、式（５）の制限範囲内において所定の値Ｂｏとなるように、モータＭＧ２を制御する。
【００７６】
具体的には、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ｎｇ，ｎｍはそれぞれ図２のステップＳ１０６，Ｓ１１０で得ており、また、モータＭＧ１のトルクｔｇは目標トルクｔｇｔａｇとして図２のステップＳ１０８またはＳ１２０より得られるので、これらの値に基づいて、モータＭＧ１及びＭＧ２の動力の和が次式（６）の如く所定の値Ｂｏとなるように、モータＭＧ２のトルクｔｍを制御する。
【００７７】
ｎｇ・ｔｇ＋ｎｍ・ｔｍ＝Ｂｏ    …（６）
【００７８】
例えば、定常走行時であれば、バッテリ１９４から持ち出される（即ち、出力される）電力及びバッテリ１９４に持ち込まれる（即ち、入力される）電力が共にゼロとなるように、上記所定の値Ｂｏをほぼゼロとして（即ち、Ｂｏ≒０）、モータＭＧ２のトルクｔｍを制御する。
【００７９】
従って、前述したように、バッテリ１９４から電力が持ち出される方向を正としているので、Ｂｏは、バッテリ１９４から出力される（持ち出される）電力の値であると言える。
【００８０】
ところで、前述したように、駆動軸１１２から出力される駆動トルクｔｏは、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクｔｇ，ｔｍを用いて式（４）の如く表せるので、この式（４）を変形して、モータＭＧ１のトルクｔｇとモータＭＧ２のトルクｔｍとの関係を導き出すと、次の式（７）のようになる。
【００８１】
ｔｍ＝（１／ρ）・ｔｇ＋ｔｏ    …（７）
【００８２】
そこで、駆動トルクｔｏをパラメータとして、モータＭＧ１のトルクｔｇとモータＭＧ２のトルクｔｍとの関係を式（７）に従ってプロットすると、図４に示す如くになる。
【００８３】
図４は等駆動トルク線を示すグラフである。図４において、縦軸はモータＭＧ２のトルクｔｍを、横軸はモータＭＧ１のトルクｔｇを、それぞれ表している。図４に破線で表した各直線は、駆動トルクｔｏを一定とした等駆動トルク線である。これら等駆動トルク線の傾きθｔは、式（７）から明らかなように、１／ρであり、各々、一定となっている。
【００８４】
また、各等駆動トルク線の切片は、式（７）から明らかなように、ｔｏである。従って、各等駆動トルク線は左上方向に向かうほど、駆動トルクｔｏが大きくなり、右下方向に向かうほど駆動トルクｔｏが小さくなる。
【００８５】
一方、前述したように、モータＭＧ１及びＭＧ２に入出力される動力の和は式（６）に示す如く表されるので、この式（６）を変形すると、次のような式が導き出される。
【００８６】
ｔｍ＝−（ｎｇ／ｎｍ）・ｔｇ＋（１／ｎｍ）・Ｂｏ    …（８）
【００８７】
そこで、バッテリ１９４から出力される電力Ｂｏをパラメータとして、モータＭＧ１のトルクｔｇとモータＭＧ２のトルクｔｍとの関係を式（８）に従ってプロットすると、図５または図６に示す如くになる。
【００８８】
図５および図６はそれぞれ等バッテリ出力線を示すグラフである。これらのうち、図５はモータＭＧ２のトルクｎｍが正（ｎｍ＞０）で、モータＭＧ１のトルクｔｇが負（ｔｇ＜０）である場合を示し、図６はモータＭＧ２のトルクｎｍが正（ｎｍ＞０）で、モータＭＧ１のトルクｔｇも正（ｔｇ＞０）である場合を示している。図５および図６において、縦軸は図４と同様にモータＭＧ２のトルクｔｍを、横軸はモータＭＧ１のトルクｔｇを、それぞれ表している。
【００８９】
図５および図６に実線で表した各直線は、バッテリ１９４から出力される電力Ｂｏを一定とした等バッテリ出力線である。
【００９０】
これら等バッテリ出力線の傾きθＢは、式（８）から明らかなように、−（ｎｇ／ｎｍ）である。このうち、定常走行中は車速がほぼ一定であると仮定できるので、駆動軸１１２に結合されるモータＭＧ２の回転数ｎｍはほぼ一定である仮定すると、モータＭＧ１の回転数ｎｇが上昇するのに伴って、等バッテリ出力線の傾きθＢは小さくなるため、各等バッテリ出力線は、それぞれ、縦軸との交点（ｔｇ，ｔｍ）＝（０，Ｂｏ／ｎｍ）を中心として時計回りに回転し、例えば、図５の状態から図６の状態に移行する。
【００９１】
また、各等バッテリ出力線の切片は、式（８）から明らかなように、Ｂｏ／ｎｍである。従って、各等駆動トルク線は上方向に向かうほど、バッテリ１９４の出力電力Ｂｏが大きくなり、下方向に向かうほどバッテリ１９４の出力電力Ｂｏが小さくなる。しかしながら、バッテリ１９４から出力される電力Ｂｏは、式（５）に従って、その上限が限界値Ｂｈに、その下限が限界値Ｂｌにそれぞれ制限されているので、各等バッテリ出力線は、例えば、図５および図６に示すように、その上限はＢｏ＝Ｂｈまでしかない。このＢｏ＝Ｂｈの等バッテリ出力線を、以下、バッテリ出力制限線と呼ぶ。
【００９２】
さて、図４に示した等駆動トルク線の傾きθｔと図５に示した等バッテリ出力線の傾きθＢとを比較すると、等駆動トルク線の傾きθｔの方が、等バッテリ出力線の傾きθＢよりも常に大きい。何故なら、エンジン１５０の回転数ｎｅは常に正であるため（ｎｅ＞０）、前述した式（２）より、次の関係が導き出されるからである。
【００９３】
ｎｅ＝ρ・ｎｇ／（１＋ρ）＋ｎｍ／（１＋ρ）＞０
ρ・ｎｇ＋ｎｍ＞０
ρ・ｎｇ＞−ｎｍ
−（ｎｇ／ｎｍ）＜１／ρ
∴θＢ＜θｔ                        …（９）
【００９４】
従って、例えば、図４と図５とを同一の座標系で重ね合わせると、後述する図７に示す如く、等駆動トルク線の傾きθｔが、等バッテリ出力線の傾きθＢより大きくなるように描かれることになる。
【００９５】
それでは、以上のことを踏まえた上で、定常走行中にエンジン１５０に対する要求動力ｓｐｖが急増した場合に、モータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１５０がどのように動作するかについて、従来技術の場合と本実施例の場合とを比較しながら説明する。
【００９６】
今、定常走行中であって、エンジン１５０から実際に出力されている動力Ｐｅが値Ｐｅ１であるとすると、エンジン１５０の動作点は、前述した図３において等出力線Ｐｅ１と定常走行時動作線Ｌｌとの交点ｄ１に存在する。このとき、エンジン１５０の回転数ｎｅは、ほぼ一定になっている。
【００９７】
一方、定常走行中はバッテリ１９４への電力の入出力はないものとすると、バッテリ１９４から出力される電力Ｂｏはゼロ（Ｂｏ＝０）となっている。
【００９８】
図７は従来技術におけるモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点の変化を示す説明図である。この図７は先に示した図４と図５とを同じ座標系に描いたものである。但し、一部変更して描いてある。
【００９９】
従って、定常走行中においては、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点は、図７に示すようにＢｏ＝０の等バッテリ出力線上の、例えば、点ｃ１にある。
【０１００】
その後、運転者がアクセルペダル１６４を踏み込んで急加速を要求した場合、式（３）から明らかなようにｓｐａｃｃが増大するため、エンジン１５０に対する要求動力ｓｐｖも急増し、その要求動力ｓｐｖが値Ｐｅ２であるとすると、エンジン１５０の動作点は図３において等出力線Ｐｅ１上の交点ｄ１から、等出力線Ｐｅ２と定常走行時動作線Ｌｌとの交点ｄ２まで移動する必要がある。即ち、エンジン１５０の動作点を交点ｄ１から交点ｄ２まで移動させるは、エンジン１５０の回転数ｎｅを上昇させる必要があるが、エンジン１５０の回転数ｎｅを上昇させるには、一般に、エンジン１５０のトルクｔｅまたはモータＭＧ１のトルクｔｇを増加させることが有効である。
【０１０１】
そこで、まず、制御ユニット１９０は、直ちに、バッテリ１９４から持ち出し得る電力の限界値Ｂｈを使って、モータＭＧ２のトルクｔｍを上昇させる。これにより、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点は、図７において一点鎖線矢印で示すように、Ｂｏ＝０の等バッテリ出力線上の点ｃ１から、Ｂｏ＝Ｂｈの等バッテリ出力線（即ち、バッテリ出力制限線）上の点ｃ２まで、即座に移動する。このとき、エンジン１５０の回転数ｎｅは一定のまま維持されている。
【０１０２】
その上で、制御ユニット１９０は、バッテリ１９４から持ち出し得る電力の限界値Ｂｈを使いながら、エンジン１５０の回転数ｎｅを上昇させるために、モータＭＧ１のトルクｔｇを上昇させる。これによって、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点は、図７において実線矢印で示すように、バッテリ出力制限線上を移動する。この結果、エンジン１５０の回転数ｎｅは徐々に上昇することになる。
【０１０３】
このように、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点がバッテリ出力制限線上を移動すると、その動作点は図８において破線で示された等駆動トルク線を、点ｃ３，ｃ４，ｃ５という具合に順次横切ることになり、しかも、その方向は駆動トルクｔｏが小さくなる方向に横切ることになる。
【０１０４】
従って、従来技術においては、エンジン１５０に対する要求動力ｓｐｖが急増した場合に、エンジン１５０の回転数ｎｅを上昇させるために、何ら制限を設けることなく、モータＭＧ１のトルクｔｇを増加させていたため、その分、駆動トルクｔｏが減少するという問題があった。
【０１０５】
以上のような従来技術に対し、本実施例においては、前述したモータＭＧ１，ＭＧ２に対する制御処理によって、次のような動作をする。
【０１０６】
図８は本実施例におけるモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点の変化を示す説明図である。この図８も先に示した図３と図４，図５とを同じ座標系に描いたものである。但し、一部変更して描いてある。
【０１０７】
定常走行中は、従来技術の場合と同様に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点は、図８に示す如く、Ｂｏ＝０の等バッテリ出力線上の、例えば、点ｂ１にある。
【０１０８】
そこで、そのような定常走行中に、運転者がアクセルペダル１６４を踏み込んで急加速を要求した場合、制御ユニット１９０は、まず、バッテリ１９４から出力される電圧の値Ｂｏとして、バッテリ１９４から持ち出し得る電力の限界値Ｂｈを設定した上で、モータＭＧ１およびＭＧ２に入出力される動力の和がその限界値Ｂｈとなるように、モータＭＧ２を制御する。具体的には、モータＭＧ２のトルクｔｍを増加させるように制御する。これにより、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点は、図８において一点鎖線矢印で示すように、Ｂｏ＝０の等バッテリ出力線上の点ｂ１から、Ｂｏ＝Ｂｈの等バッテリ出力線（即ち、バッテリ出力制限線）Ｂ１上の点ｂ２まで、即座に移動する。このとき、エンジン１５０の回転数ｎｅは、まだ、一定のまま維持されている。
【０１０９】
また、運転者がアクセルペダル１６４を踏み込んだことにより、エンジン１５０に対する要求動力ｓｐｖが急増するため、図２に示したモータＭＧ１に対する制御処理において、ステップＳ１０２で算出されるエンジン１５０に対する目標回転数ｎｅｔａｇが上昇し、さらに、ステップＳ１０４で算出されるモータＭＧ１に対する目標回転数ｎｇｔａｇも上昇する。何故なら、車速がほぼ一定である（即ち、モータＭＧ２の回転数ｎｅが一定である）と仮定すると、式（２）から、エンジン１５０の回転数ｎｅが上昇すれば、モータＭＧ１の回転数ｎｇも上昇するからである。
【０１１０】
このように、モータＭＧ１に対する目標回転数ｎｇｔａｇが上昇すると、ステップＳ１０８において算出されるモータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇも増加するため、制御ユニット１９０が、ステップＳ１２２において、モータＭＧ１のトルクｔｇがその目標トルクｔｇｔａｇとなるように、モータＭＧ１のトルクｔｇを制御することによって、モータＭＧ１の回転数ｎｇが目標回転数ｎｇｔａｇに近づくように上昇し始める。
【０１１１】
しかしながら、このとき、増加するモータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇに何ら制限を加えなければ、ステップＳ１２２において、モータＭＧ１のトルクｔｇが目標トルクｔｇｔａｇとなるように制御されることにより、従来技術と同様に、駆動トルクｔｏが減少するという問題を引き起こしてしまう。
【０１１２】
そこで、本実施例においては、まず、ステップＳ１１６においてモータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇについての最大制限トルク値ｔｇｌｉｍを導き出し、次に、ステップＳ１０８で算出した目標トルクｔｇｔａｇがその最大制限トルク値ｔｇｌｉｍを超えている場合には、ステップＳ１２０において目標トルクｔｇｔａｇをその最大制限トルク値ｔｇｌｉｍに設定し直して、目標トルクｔｇｔａｇが最大制限トルク値ｔｇｌｉｍを超えないよう制限している。
【０１１３】
それでは、ステップＳ１１６における最大制限トルク値ｔｇｌｉｍの導き出し方について、図９および図１０を用いて詳細に説明する。
【０１１４】
図９は図２のステップＳ１１６における最大制限トルク値導出処理ルーチンの流れを示すフローチャートであり、図１０はその処理ルーチンによる最大制限トルク値の導き出し方を説明するための説明図である。この図１０は先に示した図８を拡大して描いたものである。但し、一部変更して描いてある。
【０１１５】
図９に示した導出処理ルーチンが開始されると、まず、制御ユニット１９０は、図２のステップＳ１１４で算出した駆動トルクｔｏを用いて、現時点における等駆動トルク線を導き出す（ステップＳ２００）。前述の式（７）において説明したように、等駆動トルク線は、傾き（θｔ）が１／ρで、切片がｔｏである直線として表されるため、算出した駆動トルクｔｏを用いて容易に導き出すことができる。そこで、例えば、現時点における等駆動トルク線として、図１０に示す等駆動トルク線ｔｏ１が導き出されたものとする。
【０１１６】
前述したように、等駆動トルク線は右下方向に向かうほど駆動トルクｔｏが小さくなるため、駆動トルクｔｏを現時点より減少させないようにするためには、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点を導き出した現時点の等駆動トルク線ｔｏより右下側には移動させないようにする必要がある。
【０１１７】
次に、制御ユニット１９０は、ステップＳ１０６，Ｓ１１０で取得したモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ｎｇ，ｎｍ、およびステップＳ１１２で取得したバッテリ１９４から持ち出し得る電力の限界値Ｂｈを用いて、現時点におけるバッテリ出力制限線を導き出す（ステップＳ２０２）。前述の式（８）において説明したように、バッテリ出力制限線は、傾き（θＢ）が−（ｎｇ／ｎｍ）であり、切片がＢｈ／ｎｍである直線として表されるため、取得したモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ｎｇ，ｎｍおよびバッテリ１９４の限界値Ｂｈを用いて容易に導き出すことができる。
【０１１８】
前述したように、モータＭＧ１の回転数ｎｇが上昇し始めると、バッテリ出力制限線は、縦軸との交点（ｔｇ，ｔｍ）＝（０，Ｂｈ／ｎｍ）を中心として（但し、モータＭＧ２の回転数ｎｍはほぼ一定であるとする）時計回りに回転し始めるので、例えば、現時点における等駆動トルク線としては、図１０に示すように、バッテリ出力制限線Ｂ１から少し回転したバッテリ出力制限線Ｂ１’が導き出されたものとする。
【０１１９】
前述したように、バッテリ出力制限線は、バッテリ１９４から出力される電力Ｂｏの上限であるため、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点は、導き出したバッテリ出力制限線Ｂ１’よりも上側に行くことはない。
【０１２０】
従って、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点は、点ｂ２から、図１０に示すように、導き出された等駆動トルク線ｔｏ１と等駆動トルク線Ｂ１’とによって挟まれた領域のうち、左側の領域Ａ内のいずれかに移動させる必要がある。
【０１２１】
この領域Ａ内のうち、モータＭＧ１のトルクｔｇが最大となるのは、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点が等駆動トルク線ｔｏ１と等駆動トルク線Ｂ１’との交点ｂ２’に来たときである。
【０１２２】
そこで、制御ユニット１９０は、図９に示すように、ステップＳ２００で導き出した等駆動トルク線ｔｏ１とステップＳ２０２で導き出したバッテリ出力制限線Ｂ１’との交点ｂ２’を算出する（ステップＳ２０４）。そして、その交点ｂ２’におけるモータＭＧ１のトルク値ｔｇ１を最大制限トルク値ｔｇｌｉｍとして導き出す（ステップＳ２０６）。
【０１２３】
従って、例えば、図２のステップＳ１０８で算出した目標トルクｔｇｔａｇが、導き出した最大制限トルク値ｔｇｌｉｍである値ｔｇ１を超えている場合には、ステップＳ１２０において目標トルクｔｇｔａｇをその値ｔｇ１に設定し直して、目標トルクｔｇｔａｇがその値ｔｇ１を超えないように制限した上で、制御ユニット１９０は、ステップＳ１２２において、モータＭＧ１のトルクｔｇが目標トルクｔｇｔａｇとなるように制御する。
【０１２４】
この結果、モータＭＧ１のトルクｔｇは増加して上記した値ｔｇ１に近づいていく。また、このとき、制御ユニット１９０のモータＭＧ２に対する制御処理は、そのまま維持されている（即ち、モータＭＧ２のトルクｔｍを増加させるように制御する）。従って、バッテリ出力制限線Ｂ１上の点ｂ２にあったモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点は、等駆動トルク線ｔｏ１上を移動して、点ｂ２’に至る。
【０１２５】
こうして、モータＭＧ１のトルクｔｇが増加すると、モータＭＧ１の回転数ｎｇはさらに上昇するため、バッテリ出力制限線は、図１０に示すＢ２，Ｂ３の如く、時計回りにさらに回転する。なお、図１０において、領域ＢおよびＣは前述したバッテリ出力制限線Ｂ１についての領域Ａと同様に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点の採り得る範囲を示している。
【０１２６】
従って、以下同様にして、図２に示すモータＭＧ１に対する制御処理ルーチンが繰り返されることにより、モータＭＧ１に対する最大制限トルク値ｔｇｌｉｍとしては、回転するバッテリ出力制限線Ｂ２，Ｂ３に応じて、値ｔｇ２，ｔｇ３が導き出される。そして、各場合において、算出された目標トルクｔｇｔａｇがそれら各値ｔｇ２，ｔｇ３を超えている場合には、モータＭＧ１のトルクｔｇはそれら各値ｔｇ２，ｔｇ３に近づいていくため、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点は、点ｂ３，ｂ４の順に、等駆動トルク線ｔｏ１上を移動していく。
【０１２７】
このように、本実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点は、図１０に示すように、等駆動トルク線ｔｏ１上を実線矢印に沿って移動するため、従来技術の場合のように、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点が、等駆動トルク線を駆動トルクｔｏが小さくなる方向に横切ることがない。
【０１２８】
従って、本実施例によれば、駆動トルクｔｏが減少しないように、モータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇに最大制限トルク値という上限を設けているので、エンジン１５０に対する要求動力ｓｐｖが急増した場合に、エンジン１５０の回転数ｎｅを上昇させるために、モータＭＧ１のトルクｔｇを増加させても、従来技術のように、駆動トルクｔｏの不足を生じることはない。
【０１２９】
なお、本発明を適用する動力出力装置の構成としては、図１に示した構成の他、種々の構成が可能である。図１では、モータＭＧ２がリングギヤ軸１２６に結合されているが、モータＭＧ２が、エンジン１５０のクランクシャフト１５６に直結したプラネタリキャリア軸１２７に結合された構成をとることもできる。第１の変形例としての構成を図１１に示す。図１１では、エンジン１５０，モータＭＧ１，ＭＧ２のプラネタリギヤ１２０に対する結合状態が図１の実施例と相違する。プラネタリギヤ１２０に関わるサンギヤ軸１２５にモータＭＧ１が結合され、プラネタリキャリア軸１２７にエンジン１５０のクランクシャフト１５６が結合されている点では図１と同じである。図１１では、モータＭＧ２がリングギヤ軸１２６ではなく、プラネタリキャリア軸１２７に結合されている点で図１の実施例と相違する。
【０１３０】
かかる構成においても、例えば、モータＭＧ１により回生された電力を用いて、プラネタリキャリア軸１２７に結合されたモータＭＧ２を駆動することにより、クランクシャフト１５６に直結したプラネタリキャリア軸１２７にはさらなるトルクを付加することができ、このトルク付加は、駆動軸１１２に要求トルクが出力されるように行なわれる。従って、図１の実施例と同様に、モータＭＧ１およびＭＧ２を介して電力の形でやりとりされる動力を調整することにより、エンジン１５０から出力された動力を所望の回転数およびトルクとして駆動軸１１２から出力することができる。
【０１３１】
従って、このような構成においても、エンジン１５０に対する要求動力が増加したときに、エンジン１５０の回転数ｎｅを上昇させるために、何ら制限を設けることなく、モータＭＧ１のトルクｔｇを増加させると、駆動軸１１２に出力される駆動トルクｔｏは減少してしまい、上記した従来技術と同様の問題が生じるので、このような構成に本発明を適用し、モータＭＧ１の目標トルクｔｇｔａｇの上限を最大制限トルク値で制限することにより、その問題を解決することは可能である。
【０１３２】
なお、本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【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車両の概略構成を示す構成図である。
【図２】モータＭＧ１に対する制御ユニット１９０による制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図３】図１の実施例において用いられるエンジン１５０に対する定常走行時動作線を示す特性図である。
【図４】等駆動トルク線を示すグラフである。
【図５】モータＭＧ２のトルクｎｍが正でモータＭＧ１のトルクｔｇが負である場合の等バッテリ出力線を示すグラフである。
【図６】モータＭＧ２のトルクｎｍが正でモータＭＧ１のトルクｔｇも正である場合の等バッテリ出力線を示すグラフである。
【図７】従来技術におけるモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点の変化を示す説明図である。
【図８】図１の実施例におけるモータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの動作点の変化を示す説明図である。
【図９】図２のステップＳ１１６における最大制限トルク値導出処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図１０】図９の処理ルーチンによる最大制限トルク値の導き出し方を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の変形例としての動力出力装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１１０…動力出力装置
１１１…動力伝達ギヤ
１１２…駆動軸
１１３…動力受取ギヤ
１１４…ディファレンシャルギヤ
１１６…駆動輪
１１９…ケース
１２０…プラネタリギヤ
１２１…サンギヤ
１２２…リングギヤ
１２３…プラネタリピニオンギヤ
１２４…プラネタリキャリア
１２５…サンギヤ軸
１２６…リングギヤ軸
１２７…プラネタリキャリア軸
１２８…動力取出ギヤ
１２９…チェーンベルト
１３０…ダンパ
１３２…ロータ
１３３…ステータ
１４２…ロータ
１４３…ステータ
１５０…エンジン
１５１…燃料噴射弁
１５２…燃焼室
１５３…吸気弁
１５４…ピストン
１５６…クランクシャフト
１５７…ＶＶＴ
１５８…イグナイタ
１６０…ディストリビュータ
１６２…点火プラグ
１６４…アクセルペダル
１６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ
１６５…ブレーキペダル
１６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ
１７０…ＥＦＩＥＣＵ
１７４…水温センサ
１７６…回転数センサ
１７８…回転角度センサ
１７９…スタータスイッチ
１８２…シフトレバー
１８４…シフトポジションセンサ
１９０…制御ユニット
１９１，１９２…駆動回路
１９４…バッテリ
１９９…残容量検出器
２００…吸入口
２０２…排気口
２６１…スロットルバルブ
２６２…スロットルアクチュエータ
２６３…スロットルバルブポジションセンサ
２６４…カムシャフトポジションセンサ
Ｌｌ…定常走行時動作線
ＭＧ１，ＭＧ２…モータ
Ｐｅ１，Ｐｅ２…等出力線
ｔｏ１…等駆動トルク線
Ｂ１〜Ｂ３…バッテリ出力制限線
【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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