(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力を駆動軸に出力する動力出力装置であって、
原動機と、
該原動機からの動力の少なくとも一部を機械的な機構により前記駆動軸に伝達可能な機械的伝達手段と、
該機械的伝達手段に熱伝達可能に配置され前記駆動軸に直接的または間接的に動力を出力可能な電動機と、
前記機械的伝達手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された温度が第１の所定温度以上のときには、前記原動機が効率よく運転できる回転数とトルクとからなる運転ポイントとしての動作ライン上で前記原動機が運転されると共に要求動力が前記駆動軸に出力される原動機効率運転モードとなるよう前記原動機と前記電動機と前記機械的伝達手段とを運転制御し、前記検出された温度が前記第１の所定温度未満のときには前記電動機が前記原動機効率運転モードのときより大きなトルクを出力しながら前記要求動力を前記駆動軸に出力すると共に前記機械的伝達手段の暖機が促進される暖機促進モードとなるよう前記原動機と前記電動機と前記機械的伝達手段とを運転制御する運転制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記運転制御手段は、前記暖機促進モードのときには、前記検出された温度が低いほど前記電動機から出力するトルクの配分が大きくなる傾向で運転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】
前記運転制御手段は、前記検出された温度が前記第１の所定温度より大きな第２の所定温度以上のときには、前記電動機の発熱が抑制されると共に前記要求動力が前記駆動軸に出力される発熱抑制モードとなるよう運転制御す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】
前記運転制御手段は、前記発熱抑制モードのときには、前記電動機が前記原動機効率運転モードのときより小さなトルクを出力するよう運転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】
前記運転制御手段は、前記発熱抑制モードのときには、前記検出された温度が高いほど前記電動機から出力するトルクの配分が小さくなる傾向で運転制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記温度検出手段は、前記機械的伝達手段の潤滑剤の温度を検出することにより前記機械的伝達手段の温度を間接的に検出する手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記機械的伝達手段は、動力を入出力可能な第２の電動機と、前記原動機の出力軸と前記駆動軸と前記第２の電動機の回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、を備える手段である請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置を備えるハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力出力装置およびこれを備えるハイブリッド自動車に関し、詳しくは、動力を駆動軸に出力する動力出力装置およびこれを備えるハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力出力装置としては、内燃機関の動力を駆動軸に伝達するトルクコンバータと自動変速機の間に電動機を配置したものが提案されている（例えば、特開平５−２４４４７号公報など）この装置では、発進時や加速時に電動機を作動して駆動系のトルク増幅を図ることにより、装置の燃費や排ガス特性の向上を図っている。
【０００３】
また、他の動力出力装置としては、内燃機関と電動機とからの動力を駆動軸に出力するものであって、電動機の温度が高いときには、電動機電流を小さくして内燃機関からの動力の配分を大きくすることにより、電動機の運転を停止することなく電動機の温度を降下させるものが提案されている（例えば、特開平１−１２６１０４号公報など）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの動力出力装置では、装置全体の効率が低くなる。内燃機関などの原動機の動力を機械的に伝達する自動変速機などの機械的伝達機構は、その温度により伝達効率が異なるから、機械的伝達機構の温度が低いときでも通常時と同様に原動機や電動機を運転制御すれば、機械的伝達機構の伝達効率が低いために、装置全体の効率も低くなってしまう。
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを備えるハイブリッド自動車は、機械的伝達機構の暖機を促進して装置全体の効率を向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の動力出力装置およびこれを備えるハイブリッド自動車は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の動力出力装置は、
動力を駆動軸に出力する動力出力装置であって、
原動機と、
該原動機からの動力の少なくとも一部を機械的な機構により前記駆動軸に伝達可能な機械的伝達手段と、
該機械的伝達手段に熱伝達可能に配置され前記駆動軸に直接的または間接的に動力を出力可能な電動機と、
前記機械的伝達手段の温度を検出する温度検出手段と、
該検出された温度が第１の所定温度未満のとき、要求動力を前記駆動軸に出力すると共に前記機械的伝達手段の暖機が促進される暖機促進モードとなるよう前記原動機または前記電動機または前記機械的伝達手段を運転制御する運転制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、原動機からの動力の少なくとも一部を機械的な機構により駆動軸に伝達可能な機械的伝達手段の温度が第１の所定温度未満のときには、要求動力を駆動軸に出力すると共に機械的伝達手段の暖機が促進される暖機促進モードとなるよう原動機または機械的伝達手段に熱伝達可能に配置され駆動軸に直接的または間接的に動力を出力可能な電動機または機械的伝達手段を運転制御するから、機械的伝達手段の暖機を早期に行ない、これにより装置全体の効率を向上させることができる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記運転制御手段は、前記検出された温度が前記第１の所定温度以上のときには、前記原動機が効率のよい運転領域で運転されると共に前記要求動力が前記駆動軸に出力される原動機効率運転モードとなるよう前記原動機または前記電動機または機械的伝達手段を運転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、機械的伝達手段の温度が第１の所定温度以上のときには、要求動力を駆動軸に出力すると共に原動機を効率の良い運転領域で運転することができる。
【００１０】
この暖機促進モードと原動機効率運転モードとによる運転制御を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記運転制御手段は、前記暖機促進モードのときには、前記電動機が前記原動機効率運転モードのときより大きなトルクを出力するよう運転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、暖機促進モードのときの電動機に流れる電流が原動機効率運転モードのときより大きくなって電動機の発熱量が大きくなるから、電動機からの熱伝達により機械的伝達手段の暖機を促進することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記運転制御手段は、前記暖機促進モードのときには、前記検出された温度が低いほど前記電動機から出力するトルクの配分が大きくなる傾向で運転制御する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
また、暖機促進モードと原動機効率運転モードとによる運転制御を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記運転制御手段は、前記検出された温度が前記第１の所定温度より大きな第２の所定温度以上のときには、前記電動機の発熱が抑制されると共に前記要求動力が前記駆動軸に出力される発熱抑制モードとなるよう運転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、電動機の過熱を防止することができる。
【００１２】
この発熱抑制モードにより運転制御を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記運転制御手段は、前記発熱抑制モードのときには、前記電動機が前記原動機効率運転モードのときより小さなトルクを出力するよう運転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、電動機の負荷を小さくすることができるから、電動機の発熱量を抑え、電動機が過熱するのを防止することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記運転制御手段は、前記発熱抑制モードのときには、前記検出された温度が高いほど前記電動機から出力するトルクの配分が小さくなる傾向で運転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において、前記温度検出手段は、前記機械的伝達手段の潤滑剤の温度を検出することにより前記機械的伝達手段の温度を間接的に検出する手段であるものとすることもできる。こうすれば機械的伝達手段の潤滑剤の温度に基づいて機械的伝達手段や電動機の温度制御を行なうことができる。
【００１４】
本発明のハイブリッド自動車は、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、動力を駆動軸に出力する動力出力装置であって、原動機と、該原動機からの動力の少なくとも一部を機械的な機構により前記駆動軸に伝達可能な機械的伝達手段と、該機械的伝達手段に熱伝達可能に配置され前記駆動軸に直接的または間接的に動力を出力可能な電動機と、前記機械的伝達手段の温度を検出する温度検出手段と、該検出された温度が第１の所定温度未満のとき、要求動力を前記駆動軸に出力すると共に前記機械的伝達手段の暖機が促進される暖機促進モードとなるよう前記原動機または前記電動機または前記機械的伝達手段を運転制御する運転制御手段と、を備える動力出力装置を備えることを要旨とする。
【００１５】
この本発明のハイブリッド自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を備えるから、基本的に、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、原動機からの動力の少なくとも一部を機械的な機構により駆動軸に伝達可能な機械的伝達手段の暖機を早期に行なうことにより装置全体の効率を向上させることができる効果などを奏することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。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、同じく動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、動力分配統合機構３０などの機械部分に潤滑油を供給するオイルポンプ６０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に出力する。リングギヤ３２は、ベルト３６，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に機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ベルト３６，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に出力されることになる。なお、動力出力装置として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００１９】
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，ＭＧ３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。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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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。
【００２０】
オイルポンプ６０は、クランクシャフト２６により駆動する内歯歯車ポンプとして構成されており、オイルパン６２に貯められた潤滑油を動力分配統合機構３０などの機械部分に供給する。
【００２１】
動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２は、単一の図示しないケースに熱伝導可能なようにコンパクトに収納されており、オイルポンプ６０からの潤滑油により潤滑されると共に冷却されるようにもなっている。
【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、経過時間を計測するタイマ７８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、モータＭＧ１およびＭＧ２に取り付けられた温度センサ４５，４６からのモータ温度やオイルパン６２に取り付けられた温度センサ６４からのオイル温度，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ＡＰ，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】
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、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるトルク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、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２４】
トルク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９４からのアクセル開度ＡＰや車速センサ８８からの車速Ｖ，温度センサ６４からのオイル温度Ｔｏ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｐなどを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数ＮｅはエンジンＥＣＵ２４に図示しない回転数センサから入力される回転数Ｎｅを通信により入力することができ、リングギヤ軸３２ａの回転数ＮｐはモータＥＣＵ４０に入力される回転位置検出センサにより検出された回転子の位置に基づいて計算した回転数Ｎｐを通信により入力することができる。そして、読み込んだアクセル開度ＡＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｐと要求パワーＰｐとを計算する（ステップＳ１０２）。実施例では、要求トルクＴｐは、アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクＴｐとの関係を設定してマップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度ＡＰ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Ｔｐを導出するものとした。アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクＴｐとの関係を示すマップの一例を図３に示す。要求パワーＰｐは、こうして導出した要求トルクＴｐにリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｐを乗じることにより計算する。
【００２５】
続いて、バッテリ５００の充放電量Ｐｂを設定すると共に（ステップＳ１０４）、エンジン２２の目標出力Ｐｅ＊を要求パワーＰｐにモータＭＧ１やモータＭＧ２による損失（ＬＭ）と充放電量Ｐｂとを加えたもの（Ｐｅ＊＝Ｐｐ＋ＬＭ＋Ｐｂ）として計算する（ステップＳ１０６）。ここで、バッテリ５０の充放電量Ｐｂの設定は、実施例ではバッテリＥＣＵ５２から通信により入力したＳＯＣなどに基づいて図示しない充放電量設定処理により設定されるものを読み込むものとした。
【００２６】
次に、オイル温度Ｔｏを閾値ＴＬと閾値ＴＨとにより設定される通常温度運転領域内にあるか否か調べる（ステップＳ１０８）。ここで、閾値ＴＬは、動力分配統合機構３０などの暖機がほぼ完了したと判定できる温度として設定されており、動力分配統合機構３０や潤滑油の特性によって定めることができる。また、閾値ＴＨは、モータＭＧ１やモータＭＧ２の許容可能な温度の上限より低い温度として設定されている。モータＭＧ１やモータＭＧ２の特性よって定めることができる。したがって、閾値ＴＬと閾値ＴＨとにより設定される通常温度運転領域は、その領域内であれば良好に運転できる温度領域として範囲となる。
【００２７】
オイル温度Ｔｏが通常温度運転領域内のときには、計算した目標出力Ｐｅ＊を出力可能なエンジン２２の運転ポイントのうち効率のよい運転ポイントの回転数とトルクをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定する（ステップＳ１１０）。エンジン２２の効率のよい運転ポイントを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定する際の様子を図４に示す。図中、曲線Ａは出力を変えたときにエンジン２２が効率よく運転できる運転ポイントを結んだエンジン最適動作ラインであり、曲線Ｂはエンジン２２から目標出力Ｐｅ＊を出力可能な運転ポイントを結んだ出力一定曲線である。図示する目標出力Ｐｅ＊の出力一定曲線とエンジン最適動作ラインとの交点である運転ポイントＤ１でエンジン２２を運転すれば、エンジン２２から目標出力Ｐｅ＊を効率よく出力することができる。したがって、ステップＳ１１０の処理は、この運転ポイントＤ１の回転数とトルクを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定する処理となる。実施例では、実験などにより目標出力Ｐｅ＊とエンジン最適動作ラインの交点における運転ポイントの回転数とトルクとを求めてマップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、目標出力Ｐｅ＊が与えられると記憶したマップから対応する回転数とトルクとを導出して目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とした。
【００２８】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定すると、次式（１）および式（２）によりモータＭＧ１およびモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１，Ｔｍ２を設定する（ステップＳ１１６）。ここで、式（１）中、ｋｐは比例制御係数であり、ｋｉは積分制御係数である。また、式（２）中、ρは動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）である。
【００２９】
【数１】
Ｔｍ１＝（Ｎｅ＊−Ｎｅ）・ｋｐ＋（Ｎｅ＊−Ｎｅ）・ｋｉ    （１）
Ｔｍ２＝Ｔｐ−Ｔｅ＊／（１＋ρ）                          （２）
【００３０】
式（１）から解るように、モータＭＧ１は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転するように回転数制御される。動力分配統合機構３０における各回転要素（サンギヤ３１，リングギヤ３２，キャリア３４）の回転数とトルクとの関係を共線図として図５に示す。共線図中では、各回転要素の回転数は共線の各軸（Ｓ：サンギヤ，Ｃ：キャリア，Ｒ：リングギヤ）における高さにより表わされ、トルクは共線を剛体とみなして力として作用させたものとして計算することができる。キャリア３４にエンジン２２から目標トルクＴｅ＊を作用させたときを考えれば、この目標トルクＴｅ＊に基づいてリングギヤ３２にはＴｅ＊／（１＋ρ）で計算されるトルクが作用する。リングギヤ軸３２ａには要求トルクＴｐを作用させたいから、モータＭＧ２から要求トルクＴｐとＴｅ＊／（１＋ρ）との偏差、即ち上述の式（２）で計算されるトルク指令Ｔｍ２のトルクを出力すればよい。
【００３１】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２を設定すると、設定した目標値や指令値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に出力し、この目標値でエンジン２２を運転制御すると共に指令値でモータＭＧ１，モータＭＧ２を駆動制御して（ステップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。こうしたトルク制御によりバッテリ５０の充放電量Ｐｂによる充放電を伴ってリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｐを出力することができる。
【００３２】
ステップＳ１０８でオイル温度Ｔｏが閾値ＴＬ未満のときには、動力分配統合機構３０の暖機が完了していないと判断し、目標出力Ｐｅ＊の出力一定曲線上でエンジン最適動作ラインよりトルクが小さい運転ポイントの回転数とトルクとをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定し（ステップＳ１１２）、上述の式（１）および式（２）によってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２とを計算し（ステップＳ１１６）、これらの設定値を用いてエンジン２２とモータＭＧ１およびモータＭＧ２を運転制御して（ステップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。
【００３３】
オイル温度Ｔｏが閾値ＴＬ未満のときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図６に示す。図中、曲線Ａはエンジン最適動作ラインであり、曲線Ｂは目標出力Ｐｅ＊における出力一定曲線である。オイル温度Ｔｏが閾値ＴＬと閾値ＴＨとにより設定される通常温度運転領域内のときには、目標出力Ｐｅ＊における出力一定曲線とエンジン最適動作ラインとの交点である運転ポイントＤ１の回転数Ｎｅ１とトルクＴｅ１とを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定した。オイル温度Ｔｏが閾値ＴＬ未満のときには、目標出力Ｐｅ＊における出力一定曲線上でこの運転ポイントＤ１よりトルクが小さい運転ポイントＤ２の回転数Ｎｅ２およびトルクＴｅ２や運転ポイントＤ３の回転数Ｎｅ３およびトルクＴｅ３を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊として設定するのである。このように、目標トルクＴｅ＊を設定すると、式（２）で示すように、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２が大きな値として設定されるから、この指令値を用いてモータＭＧ２を駆動制御することによりモータＭＧ２における発熱量は大きくなる。この結果、動力分配統合機構３０と熱伝達可能に配置されたモータＭＧ２の発熱量の熱伝達による動力分配統合機構３０の暖機を行なうことができる。なお、実施例では、オイル温度Ｔｏが閾値ＴＬ未満のときには、図７のオイル温度Ｔｏとエンジン回転数Ｎｅとの関係の一例に示すように、オイル温度Ｔｏを閾値ＴＬより小さな閾値ＴＬ１と比較して閾値ＴＬ１未満のときには、運転ポイントＤ３の回転数Ｎｅ３とトルクＴｅ３とを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定し、オイル温度Ｔｏが閾値ＴＬ１以上（閾値ＴＬ未満の範囲内）のときには、運転ポイントＤ１と運転ポイントＤ３の間でオイル温度Ｔｏに応じて徐変する運転ポイントＤ２の回転数Ｎｅ２とトルクＴｅ２とを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定するものとし、オイル温度Ｔｏが低いほど目標トルクＴｅ＊が小さくなるように目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定してモータＭＧ２の発熱量を大きくし、動力分配統合機構３０の暖機の促進を図るものとした。
【００３４】
ステップＳ１０８でオイル温度Ｔｏが閾値ＴＨより大きいときには、モータＭＧ１またはモータＭＧ２の温度が高すぎると判断し、目標出力Ｐｅ＊の出力一定曲線上でエンジン最適動作ラインよりトルクが大きい運転ポイントの回転数とトルクとをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定し（ステップＳ１１４）、上述の式（１）および式（２）によってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２とを計算し（ステップＳ１１６）、これらの設定値を用いてエンジン２２とモータＭＧ１およびモータＭＧ２を運転制御して（ステップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。
【００３５】
オイル温度Ｔｏが閾値ＴＨより大きいときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図８に示す。図中、曲線Ａはエンジン最適動作ラインであり、曲線Ｂは目標出力Ｐｅ＊における出力一定曲線である。オイル温度Ｔｏが閾値ＴＨより大きいときには、目標出力Ｐｅ＊における出力一定曲線上でエンジン最適動作ラインとの交点である運転ポイントＤ１よりトルクが大きい運転ポイントＤ４の回転数Ｎｅ４およびトルクＴｅ４や運転ポイントＤ５の回転数Ｎｅ５およびトルクＴｅ５を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊として設定するのである。このように、目標トルクＴｅ＊を設定すると、式（２）で示すように、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２が小さな値として設定されるから、この指令値を用いてモータＭＧ２を駆動制御することによりモータＭＧ２における発熱量は小さくなる。この結果、モータＭＧ２の発熱を抑制することができ、モータＭＧ２の過熱を防止することができる。しかも、バッテリ５０の充放電量Ｐｂによる充放電を伴ってリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｐを出力することができる。なお、実施例では、オイル温度Ｔｏが閾値ＴＨより大きいときには、図９のオイル温度Ｔｏとエンジン回転数Ｎｅとの関係の一例に示すように、オイル温度Ｔｏを閾値ＴＨより大きな閾値ＴＨ１と比較して閾値ＴＨ１以上のときには運転ポイントＤ５の回転数Ｎｅ５とトルクＴｅ５とを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定し、オイル温度Ｔｏが閾値ＴＨ１未満（閾値ＴＨ以上の範囲内）のときには運転ポイントＤ１と運転ポイントＤ５の間でオイル温度Ｔｏに応じて徐変する運転ポイントＤ４の回転数Ｎｅ４とトルクＴｅ４とを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定するものとし、オイル温度Ｔｏが高いほど目標トルクＴｅ＊が大きくなるように目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定してモータＭＧ２の発熱量を小さくし、モータＭＧ２の過熱を効果的に防止している。
【００３６】
以上説明した実施例の動力出力装置を備えるハイブリッド自動車２０によれば、動力分配統合機構３０やモータＭＧ１，モータＭＧ２などを潤滑および冷却する潤滑油の温度Ｔｏが通常温度運転領域を下回るときには、目標出力Ｐｅ＊の出力一定曲線上でエンジン最適動作ラインよりトルクが小さい運転ポイントの回転数とトルクとをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定することにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２を大きくしてその発熱量を増加し、この発熱量の増加により動力分配統合機構３０の暖機の促進を図ることができる。しかも、オイル温度Ｔｏが低いほど目標トルクＴｅ＊を小さく設定してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２を大きくしその発熱量を増加させるから、動力分配統合機構３０の暖機をより促進することができる。この結果、動力分配統合機構３０の暖機が迅速に完了し、動力分配統合機構３０の効率を向上させることができ、装置全体の効率を向上させることができる。もとより、バッテリ５０の充放電量Ｐｂによる充放電を伴いながら要求トルクＴｐをリングギヤ軸３２ａに出力することができる。
【００３７】
また、実施例の動力出力装置を備えるハイブリッド自動車２０によれば、潤滑油の温度Ｔｏが通常温度運転領域を上回るときには、目標出力Ｐｅ＊の出力一定曲線上でエンジン最適動作ラインよりトルクが大きい運転ポイントの回転数とトルクとをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定することにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２を小さくしてその発熱量を減少させ、モータＭＧ２の過熱を防止することができる。しかも、オイル温度Ｔｏが高いほど目標トルクＴｅ＊を大きく設定してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２を小さくしその発熱量を減少させるから、モータＭＧ２を駆動停止することなくその過熱をより効果的に防止することができる。この場合でも、バッテリ５０の充放電量Ｐｂによる充放電を伴いながら要求トルクＴｐをリングギヤ軸３２ａに出力することができる。
【００３８】
実施例の動力出力装置では、オイル温度Ｔｏに基づいて動力分配統合機構３０の暖機の促進を図るものとしたが、動力分配統合機構３０の温度を直接用いて同様にして動力分配統合機構３０の暖機の促進を図るものとしてもよい。また、オイル温度Ｔｏに基づいてモータＭＧ２の過熱を防止するものとしたが、モータＭＧ２に取り付けられた温度センサ４６によって検出される温度を直接用いて同様にしてモータＭＧ２の過熱を防止するものとしてもよい。
【００３９】
実施例の動力出力装置では、オイル温度Ｔｏが通常温度運転領域を下回るときには、オイル温度Ｔｏを閾値ＴＬ１と比較し、オイル温度Ｔｏが閾値ＴＬ１以上で閾値ＴＬ未満のときにはオイル温度Ｔｏが低くなるほど目標出力Ｐｅ＊における出力一定曲線上でトルクがエンジン最適動作ラインより小さくなるよう目標トルクＴｅ＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルクが大きくなるよう設定したが、運転ポイントＤ１と運転ポイントＤ２との間の所定の運転ポイントで固定して運転するものとしてもよい。この場合、所定の運転ポイントとして２段階以上の運転ポイントを設定するものとしてもよい。
【００４０】
実施例の動力出力装置では、オイル温度Ｔｏが通常温度運転領域を上回るときには、オイル温度Ｔｏを閾値ＴＨ１と比較し、オイル温度Ｔｏが閾値ＴＨ以上で閾値ＴＨ１未満のときにはオイル温度Ｔｏが高くなるほど目標出力Ｐｅ＊における出力一定曲線上でトルクがエンジン最適動作ラインより大きくなるよう目標トルクＴｅ＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルクが小さくなるよう設定したが、運転ポイントＤ１と運転ポイントＤ５との間の所定の運転ポイントで固定して運転するものとしてもよい。この場合、所定の運転ポイントとして２段階以上の運転ポイントを設定するものとしてもよい。
【００４１】
実施例の動力出力装置では、エンジン２２からの動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力可能な動力分配統合機構３０と熱伝達可能に配置されリングギヤ軸３２ａに出力可能なモータＭＧ２とを備える構成とし、動力分配統合機構３０やモータＭＧ２を潤滑および冷却する潤滑油の温度Ｔｏに基づいてモータＭＧ２のトルクを大きくしたり小さくすることにより動力分配統合機構３０の暖機の促進を図ったりモータＭＧ２の過熱を防止するものとしたが、エンジン２２からの動力を駆動軸に出力可能な機構とこの機構に熱伝達可能に配置され駆動軸に出力可能な電動機を備える構成であれば如何なる構成としてもよい。
【００４２】
実施例では、動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０として説明したが、動力出力装置は自動車以外の車両や船舶，航空機などの如何なる移動体に搭載されるものとしてもよく、建設機械などのように移動しない機器の動力源として設置されるものとしてもよい。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるトルク制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクＴｐとの関係を示すマップの一例を示す説明図である。
【図４】エンジン２２の効率のよい運転ポイントを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定する際の様子を説明する説明図である。
【図５】動力分配統合機構３０における各回転要素（サンギヤ３１，リングギヤ３２，キャリア３４）の回転数とトルクとの関係を説明する共線図である。
【図６】オイル温度Ｔｏが閾値ＴＬ未満のときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図７】オイル温度Ｔｏが閾値ＴＬ未満のときのオイル温度Ｔｏとエンジン回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。
【図８】オイル温度Ｔｏが閾値ＴＨより大きいときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図９】オイル温度Ｔｏが閾値ＴＨより大きいときのオイル温度Ｔｏとエンジン回転数Ｎｅとの関係の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０  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）、２５  水温センサ、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、３１ａ  サンギヤ軸、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、３６  ベルト、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ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、４５，４６  温度センサ、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  オイルポンプ、６２  オイルパン、６４  温度センサ、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、７８  タイマ、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、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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