(57)【要約】【課題】二次電池の温度に応じてより適正に昇圧回路と電動機とを制御する。【解決手段】バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、矩形波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されるよう高電圧系の電圧指令Ｖｈ＊を設定して昇圧回路とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し（Ｓ２２０，Ｓ２３０，Ｓ２６０）、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、正弦波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されるよう高電圧系の電圧指令Ｖｈ＊を設定して昇圧回路とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する（Ｓ２４０〜Ｓ２６０）。これにより、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、バッテリの劣化を招くことなく、高電圧系の電圧Ｖｈを低くすることができ、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑止し、バッテリ５０の劣化を抑制することができる。【選択図】図６
2009227080.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、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、
前記発電機を駆動する発電機用インバータ回路と、
前記駆動軸に駆動用のトルクを出力する電動機と、
前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、
充放電可能な二次電池と、
前記二次電池からの電力を昇圧して前記発電機用インバータ回路および前記電動機用インバータ回路に供給する昇圧回路と、
前記二次電池の温度である電池温度を検出する電池温度検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントと前記発電機のトルク指令である発電機トルク指令と前記電動機のトルク指令である電動機トルク指令とを設定する目標値設定手段と、
前記検出された電池温度が所定温度未満のときには前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いない範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記検出された電池温度が前記所定温度以上のときには前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いる範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出された電池温度が前記所定温度未満のときには矩形波制御を用いずに前記発電機および前記電動機を前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動することができる電圧であって前記二次電池側の電圧以上の電圧を目標電圧として前記昇圧回路の昇圧側の電圧が該目標電圧になるよう前記昇圧回路を制御すると共に前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転され且つ前記昇圧回路の昇圧側の電圧で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記検出された電池温度が前記所定温度以上のときには矩形波制御を用いれば前記発電機および前記電動機を前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動することができる電圧であって前記二次電池側の電圧以上の電圧を目標電圧として前記昇圧回路の昇圧側の電圧が該目標電圧になるよう前記昇圧回路を制御すると共に前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転され且つ前記昇圧回路の昇圧側の電圧で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを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】
前記制御手段は、前記検出された電池温度が前記所定温度未満のときには正弦波制御の範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを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】
前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力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を備える請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記目標値設定手段は、前記設定された要求トルクと所定の制約とに基づいて前記目標運転ポイントを設定し、前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されるよう前記発電機トルク指令を設定し、前記発電機を前記発電機トルク指令で駆動したときに前記駆動軸に前記要求トルクが出力されるよう前記電動機トルク指令を設定する手段である請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項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７】
駆動軸を駆動する駆動装置であって、
前記駆動軸に駆動用のトルクを出力する電動機と、
前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、
充放電可能な二次電池と、
前記二次電池からの電力を昇圧して前記電動機用インバータ回路に供給する昇圧回路と、
前記二次電池の温度である電池温度を検出する電池温度検出手段と、
前記電動機から出力すべきトルクであるトルク指令を設定するトルク指令設定手段と、
前記検出された電池温度が所定温度未満のときには前記電動機が矩形波制御を用いない範囲内で前記トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記検出された電池温度が前記所定温度以上のときには前記電動機が矩形波制御を用いる範囲内で前記トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する制御手段と、
を備える駆動装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記検出された電池温度が前記所定温度未満のときには前記電動機を矩形波制御を用いずに前記トルク指令で駆動することができる電圧であって前記二次電池側の電圧以上の電圧を目標電圧として前記昇圧回路の昇圧側の電圧が該目標電圧になるよう前記昇圧回路を制御すると共に前記昇圧回路の昇圧側の電圧で前記電動機が前記トルク指令で駆動されるよう前記電動機用インバータ回路を制御し、前記検出された電池温度が前記所定温度以上のときには前記電動機を矩形波制御を用いれば前記トルク指令で駆動することができる電圧であって前記二次電池側の電圧以上の電圧を目標電圧として前記昇圧回路の昇圧側の電圧が該目標電圧になるよう前記昇圧回路を制御すると共に前記昇圧回路の昇圧側の電圧で前記電動機が前記トルク指令で駆動されるよう前記電動機用インバータ回路を制御する手段である請求項７記載の駆動装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記検出された電池温度が前記所定温度未満のときには前記電動機が正弦波制御の範囲内で前記トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する手段である請求項７または８記載の駆動装置。
【請求項１０】
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、前記発電機を駆動する発電機用インバータ回路と、前記駆動軸に駆動用のトルクを出力する電動機と、前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、充放電可能な二次電池と、前記二次電池からの電力を昇圧して前記発電機用インバータ回路および前記電動機用インバータ回路に供給する昇圧回路と、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トルクを設定すると共に該設定した要求トルクに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントと前記発電機のトルク指令である発電機トルク指令と前記電動機のトルク指令である電動機トルク指令とを設定し、
前記二次電池の温度が所定温度未満のときには前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いない範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記二次電池の温度が前記所定温度以上のときには前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いる範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する、
ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
【請求項１１】
駆動軸に駆動用のトルクを出力する電動機と、前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、充放電可能な二次電池と、前記二次電池からの電力を昇圧して前記電動機用インバータ回路に供給する昇圧回路と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記二次電池の温度が所定温度未満のときには前記電動機が矩形波制御を用いない範囲内で駆動されるよう前記昇圧回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記二次電池の温度が前記所定温度以上のときには前記電動機が矩形波制御を用いる範囲内で駆動されるよう前記昇圧回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する、
ことを特徴とする駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置やこれを備える車両および駆動装置並びにこれら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、走行用のモータの回転速度やモータ温度，モータに要求される要求トルクに基づいてＰＷＭ駆動方式と矩形波駆動方式とのうちの一方を選択し、選択した駆動方式でモータを回転駆動す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、モータ温度が高いほど矩形波駆動方式を選択してモータを駆動することにより運転効率を向上させている。
【特許文献１】特開２００７−２２３４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
インバータのスイッチングによるモータの制御としては、一般的に、変調率が値１以下の正弦波制御モード（三角波比較によるＰＷＭ制御における三角波の振幅以下の振幅で正弦波状の出力電圧指令値を生成してＰＷＭ信号に変換）と、変調率が値１を越える過変調制御モード（三角波の振幅を越えた振幅で正弦波状の出力電圧指令値を生成してＰＷＭ信号に変換）と、矩形波の信号でインバータをスイッチングする矩形波制御モードとがあり、モータからの出力は正弦波制御モード，過変調制御モード，矩形波制御モードの順に大きくなり、モータからの出力トルクを変化させるときの応答性は正弦波制御モード，過変調制御モード，矩形波制御モードの順に悪くなる。また、モータに電力供給を行なう二次電池は、一般的に、その温度が低いときには充放電可能な最大電力が小さくなり、充放電可能な最大電力を超えて二次電池を充放電すると二次電池の劣化を促進してしまう。さらに、二次電池からの電力を昇圧してモータ駆動用のインバータに供給する昇圧回路は、インバータ側の電圧を高くするほど損失が大きくなる。これらのことから、モータと、モータを駆動するインバータと、二次電池と、二次電池からの電力を昇圧してインバータに供給する昇圧回路とを備える駆動装置では、二次電池の温度を考慮して昇圧回路による昇圧とモータの制御モードとをより適正に選択するのが好ましい。
【０００４】
本発明の動力出力装置やこれを備える車両および駆動装置並びにこれらの制御方法は、電動機と、電動機を駆動するインバータ回路と、二次電池と、二次電池からの電力を昇圧してインバータ回路に供給する昇圧回路とを有するものにおいて、二次電池の温度に応じてより適正に昇圧回路と電動機とを制御することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置やこれを備える車両および駆動装置並びにこれらの制御方法は、上述の主目的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、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、
前記発電機を駆動する発電機用インバータ回路と、
前記駆動軸に駆動用のトルクを出力する電動機と、
前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、
充放電可能な二次電池と、
前記二次電池からの電力を昇圧して前記発電機用インバータ回路および前記電動機用インバータ回路に供給する昇圧回路と、
前記二次電池の温度である電池温度を検出する電池温度検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントと前記発電機のトルク指令である発電機トルク指令と前記電動機のトルク指令である電動機トルク指令とを設定する目標値設定手段と、
前記検出された電池温度が所定温度未満のときには前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いない範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記検出された電池温度が前記所定温度以上のときには前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いる範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する制御手段と、
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トルクを設定すると共に設定した要求トルクに基づいて内燃機関の目標運転ポイントと発電機のトルク指令である発電機トルク指令と電動機のトルク指令である電動機トルク指令とを設定する。そして、二次電池の温度が所定温度未満のときには内燃機関が目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いない範囲内で発電機および電動機が発電機トルク指令および電動機トルク指令で駆動されるよう昇圧回路と内燃機関と発電機用インバータ回路と電動機用インバータ回路とを制御する。即ち、二次電池の温度が所定温度未満のときには、発電機と電動機とを矩形波制御を用いない範囲内で駆動することにより発電機や電動機からの出力トルクを変化させるときの応答性を良好なものとし、二次電池の温度が低いために二次電池を充放電可能な最大電力が小さくなったときに対応するのである。これにより、二次電池を充放電可能な最大電力より大きな電力によって充放電するのを抑制することができる。一方、二次電池の温度が所定温度以上のときには内燃機関が目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いる範囲内で発電機および電動機が発電機トルク指令および電動機トルク指令で駆動されるよう昇圧回路と内燃機関と発電機用インバータ回路と電動機用インバータ回路とを制御する。即ち、二次電池の温度が所定温度以上のときには、発電機と電動機とを矩形波制御を用いる範囲内で駆動することにより、昇圧回路の昇圧側の電圧を低く押さえるのである。これにより、昇圧回路やインバータ回路における損失を小さくすることができ、装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記検出された電池温度が前記所定温度未満のときには矩形波制御を用いずに前記発電機および前記電動機を前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動することができる電圧であって前記二次電池側の電圧以上の電圧を目標電圧として前記昇圧回路の昇圧側の電圧が該目標電圧になるよう前記昇圧回路を制御すると共に前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転され且つ前記昇圧回路の昇圧側の電圧で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記検出された電池温度が前記所定温度以上のときには矩形波制御を用いれば前記発電機および前記電動機を前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動することができる電圧であって前記二次電池側の電圧以上の電圧を目標電圧として前記昇圧回路の昇圧側の電圧が該目標電圧になるよう前記昇圧回路を制御すると共に前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転され且つ前記昇圧回路の昇圧側の電圧で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記検出された電池温度が前記所定温度未満のときには正弦波制御の範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを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、二次電池の温度が所定温度未満のときに発電機や電動機からの出力トルクを変化させるときの応答性を更に良好なものとすることができる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力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を備えるものとすることもできる。この場合、前記目標値設定手段は、前記設定された要求トルクと所定の制約とに基づいて前記目標運転ポイントを設定し、前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されるよう前記発電機トルク指令を設定し、前記発電機を前記発電機トルク指令で駆動したときに前記駆動軸に前記要求トルクが出力されるよう前記電動機トルク指令を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、前記発電機を駆動する発電機用インバータ回路と、前記駆動軸に駆動用のトルクを出力する電動機と、前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、充放電可能な二次電池と、前記二次電池からの電力を昇圧して前記発電機用インバータ回路および前記電動機用インバータ回路に供給する昇圧回路と、前記二次電池の温度である電池温度を検出する電池温度検出手段と、前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントと前記発電機のトルク指令である発電機トルク指令と前記電動機のトルク指令である電動機トルク指令とを設定する目標値設定手段と、前記検出された電池温度が所定温度未満のときには前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いない範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記検出された電池温度が前記所定温度以上のときには前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いる範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する制御手段と、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。
【００１２】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、二次電池の温度が所定温度未満のときには電動機を矩形波制御を用いない範囲内で駆動することにより二次電池を充放電可能な最大電力より大きな電力によって充放電するのを抑制することができる効果や、二次電池の温度が所定温度以上のときには発電機と電動機とを矩形波制御を用いる範囲内で駆動することにより昇圧回路やインバータ回路における損失を小さくしてエネルギ効率を向上させることができる効果などと同様な効果を奏することができる。
【００１３】
本発明の駆動装置は、
駆動軸を駆動する駆動装置であって、
前記駆動軸に駆動用のトルクを出力する電動機と、
前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、
充放電可能な二次電池と、
前記二次電池からの電力を昇圧して前記電動機用インバータ回路に供給する昇圧回路と、
前記二次電池の温度である電池温度を検出する電池温度検出手段と、
前記電動機から出力すべきトルクであるトルク指令を設定するトルク指令設定手段と、
前記検出された電池温度が所定温度未満のときには前記電動機が矩形波制御を用いない範囲内で前記トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記検出された電池温度が前記所定温度以上のときには前記電動機が矩形波制御を用いる範囲内で前記トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１４】
この本発明の駆動装置では、二次電池の温度が所定温度未満のときには電動機が矩形波制御を用いない範囲内で駆動されるよう昇圧回路と電動機用インバータ回路とを制御する。即ち、二次電池の温度が所定温度未満のときには、電動機を矩形波制御を用いない範囲内で駆動することにより電動機からの出力トルクを変化させるときの応答性を良好なものとし、二次電池の温度が低いために二次電池を充放電可能な最大電力が小さくなったときに対応するのである。これにより、二次電池を充放電可能な最大電力より大きな電力によって充放電するのを抑制することができる。一方、二次電池の温度が所定温度以上のときには電動機が矩形波制御を用いる範囲内で駆動されるよう昇圧回路と電動機用インバータ回路とを制御する。即ち、二次電池の温度が所定温度以上のときには、電動機を矩形波制御を用いる範囲内で駆動することにより、昇圧回路の昇圧側の電圧を低く押さえるのである。これにより、昇圧回路やインバータ回路における損失を小さくすることができ、装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１５】
こうした本発明の駆動装置において、前記制御手段は、前記検出された電池温度が前記所定温度未満のときには前記電動機を矩形波制御を用いずに前記トルク指令で駆動することができる電圧であって前記二次電池側の電圧以上の電圧を目標電圧として前記昇圧回路の昇圧側の電圧が該目標電圧になるよう前記昇圧回路を制御すると共に前記昇圧回路の昇圧側の電圧で前記電動機が前記トルク指令で駆動されるよう前記電動機用インバータ回路を制御し、前記検出された電池温度が前記所定温度以上のときには前記電動機を矩形波制御を用いれば前記トルク指令で駆動することができる電圧であって前記二次電池側の電圧以上の電圧を目標電圧として前記昇圧回路の昇圧側の電圧が該目標電圧になるよう前記昇圧回路を制御すると共に前記昇圧回路の昇圧側の電圧で前記電動機が前記トルク指令で駆動されるよう前記電動機用インバータ回路を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１６】
また、本発明の駆動装置において、前記制御手段は、前記検出された電池温度が前記所定温度未満のときには前記電動機が正弦波制御の範囲内で前記トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記電動機用インバータ回路とを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、二次電池の温度が所定温度未満のときに電動機からの出力トルクを変化させるときの応答性を更に良好なものとすることができる。
【００１７】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、前記発電機を駆動する発電機用インバータ回路と、前記駆動軸に駆動用のトルクを出力する電動機と、前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、充放電可能な二次電池と、前記二次電池からの電力を昇圧して前記発電機用インバータ回路および前記電動機用インバータ回路に供給する昇圧回路と、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トルクを設定すると共に該設定した要求トルクに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントと前記発電機のトルク指令である発電機トルク指令と前記電動機のトルク指令である電動機トルク指令とを設定し、
前記二次電池の温度が所定温度未満のときには前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いない範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記二次電池の温度が前記所定温度以上のときには前記内燃機関が前記目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いる範囲内で前記発電機および前記電動機が前記発電機トルク指令および前記電動機トルク指令で駆動されるよう前記昇圧回路と前記内燃機関と前記発電機用インバータ回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１８】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、駆動軸に要求される要求トルクを設定すると共に設定した要求トルクに基づいて内燃機関の目標運転ポイントと発電機のトルク指令である発電機トルク指令と電動機のトルク指令である電動機トルク指令とを設定する。そして、二次電池の温度が所定温度未満のときには内燃機関が目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いない範囲内で発電機および電動機が発電機トルク指令および電動機トルク指令で駆動されるよう昇圧回路と内燃機関と発電機用インバータ回路と電動機用インバータ回路とを制御する。即ち、二次電池の温度が所定温度未満のときには、発電機と電動機とを矩形波制御を用いない範囲内で駆動することにより発電機や電動機からの出力トルクを変化させるときの応答性を良好なものとし、二次電池の温度が低いために二次電池を充放電可能な最大電力が小さくなったときに対応するのである。これにより、二次電池を充放電可能な最大電力より大きな電力によって充放電するのを抑制することができる。一方、二次電池の温度が所定温度以上のときには内燃機関が目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いる範囲内で発電機および電動機が発電機トルク指令および電動機トルク指令で駆動されるよう昇圧回路と内燃機関と発電機用インバータ回路と電動機用インバータ回路とを制御する。即ち、二次電池の温度が所定温度以上のときには、発電機と電動機とを矩形波制御を用いる範囲内で駆動することにより、昇圧回路の昇圧側の電圧を低く押さえるのである。これにより、昇圧回路やインバータ回路における損失を小さくすることができ、装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１９】
本発明の駆動装置の制御方法は、
駆動軸に駆動用のトルクを出力する電動機と、前記電動機を駆動する電動機用インバータ回路と、充放電可能な二次電池と、前記二次電池からの電力を昇圧して前記電動機用インバータ回路に供給する昇圧回路と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記二次電池の温度が所定温度未満のときには前記電動機が矩形波制御を用いない範囲内で駆動されるよう前記昇圧回路と前記電動機用インバータ回路とを制御し、前記二次電池の温度が前記所定温度以上のときには前記電動機が矩形波制御を用いる範囲内で駆動されるよう前記昇圧回路と前記電動機用インバータ回路とを制御する、
ことを特徴とする。
【００２０】
この本発明の駆動装置の制御方法では、二次電池の温度が所定温度未満のときには電動機が矩形波制御を用いない範囲内で駆動されるよう昇圧回路と電動機用インバータ回路とを制御する。即ち、二次電池の温度が所定温度未満のときには、電動機を矩形波制御を用いない範囲内で駆動することにより電動機からの出力トルクを変化させるときの応答性を良好なものとし、二次電池の温度が低いために二次電池を充放電可能な最大電力が小さくなったときに対応するのである。これにより、二次電池を充放電可能な最大電力より大きな電力によって充放電するのを抑制することができる。一方、二次電池の温度が所定温度以上のときには電動機が矩形波制御を用いる範囲内で駆動されるよう昇圧回路と電動機用インバータ回路とを制御する。即ち、二次電池の温度が所定温度以上のときには、電動機を矩形波制御を用いる範囲内で駆動することにより、昇圧回路の昇圧側の電圧を低く押さえるのである。これにより、昇圧回路やインバータ回路における損失を小さくすることができ、装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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】
【００２２】
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り、図２はモータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系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１に示すように、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に減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、直流電流を交流電流に変換してモータＭＧ１，ＭＧ２に供給可能なインバータ４１，４２と、バッテリ５０からの電力をその電圧を変換してインバータ４１，４２に供給可能な昇圧回路５５と、バッテリ５０と昇圧回路５５とに介在するシステムメインリレー５６と、車両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。
【００２３】
エンジン２２は、例えば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、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジション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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００２４】
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。
【００２５】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、図２に示すように、いずれも外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備え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および昇圧回路５５を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ４１，４２として、定格値として入力最大電圧Ｖｓｅｔ（例えば６５０Ｖ）のものを用いた。インバータ４１，４２は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれインバータ４１，４２が電力ライン５４として共用する正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとの間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２は、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとを共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。なお、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとには平滑用のコンデンサ５７が接続されている。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のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６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。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２６】
昇圧回路５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２とリアクトルＬとにより構成されている。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれインバータ４１，４２の正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに接続されており、その接続点にリアクトルＬが接続されている。また、リアクトルＬと負極母線５４ｂとにはそれぞれシステムメインリレー５６を介してバッテリ５０の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をオンオフ制御することによりバッテリ５０の直流電力をその電圧を昇圧してインバータ４１，４２に供給したり正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ５０を充電したりすることができる。リアクトルＬと負極母線５４ｂとには平滑用のコンデンサ５８が接続されている。以下、昇圧回路５５より電力ライン５４側を高電圧系といい、昇圧回路５５よりバッテリ５０側を低電圧系という。
【００２７】
バッテリ５０は、例えば定格電圧が２００Ｖのリチウムイオン二次電池として構成されており、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Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，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。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて残容量ＳＯＣを演算したり、演算した残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。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ることにより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。
【００２８】
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、温度センサ５５ａからの昇圧回路５５の温度Ｔｕｐ（例えば、リアクトルＬの温度）や、電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（以下、高電圧系の電圧ＶＨという），電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧，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からは、昇圧回路５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号やシステムメインリレー５６への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。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。
【００２９】
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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
【００３０】
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５は実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図６は高電圧系の電圧を制御するための電圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。両ルーチン共、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。以下、まず、駆動制御について説明し、その後、電圧制御について説明する。
【００３１】
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により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置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。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、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。
【００３２】
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＊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７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ことができる。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。
【００３３】
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＊とを設定する（ステップＳ１２０）。この設定は、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＊とに基づいて行なわれる。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８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。
【００３４】
次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）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＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊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９に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。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、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。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。
【００３５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３６】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令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Ｓ１４０）、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Ｓ１５０）、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Ｓ１６０）。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９の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３７】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (5)
【００３８】
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Ｓ１７０）、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、そのときの高電圧系の電圧で正弦波制御の範囲内または矩形波制御の範囲内でモータＭＧ１およびモータＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊およびトルク指令Ｔｍ２＊で駆動するようインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６のスイッチング制御を行なう。正弦波制御の範囲内または矩形波制御の範囲内でモータＭＧ１およびモータＭＧ２を制御することについては後述する。
【００３９】
電圧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、バッテリ５０の温度（電池温度）ＴｂやモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊など高電圧系の電圧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Ｓ２００）。ここで、電池温度Ｔｂは、温度センサ５１ｃにより検出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。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は、駆動制御ルーチンにより設定されたものを用いるものとした。
【００４０】
こうしてデータを入力すると、入力した電池温度Ｔｂを閾値Ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ２１０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、バッテリ５０の性能を十分に発揮できる温度範囲の下限値やその近傍の温度を用いることができ、バッテリ５０の特性などにより定めることができる。実施例では、例えば、−２０℃や−１０℃，０℃などの温度を用いるものとした。したがって、電池温度Ｔｂを閾値Ｔｒｅｆと比較する処理は、バッテリ５０が性能を十分に発揮できる温度状態にあるか否かを判定する処理となる。
【００４１】
電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、バッテリ５０は性能を十分に発揮できる温度状態にあると判断し、トルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１に基づいて矩形波制御の範囲内で回転数Ｎｍ１で回転しているモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動することができる電圧Ｖｈ１を設定すると共に（ステップＳ２２０）、トルク指令Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ２に基づいて矩形波制御の範囲内で回転数Ｎｍ２で回転しているモータＭＧ２をトルク指令Ｔｍ２＊で駆動することができる電圧Ｖｈ２を設定し（ステップＳ２３０）、設定した電圧Ｖｈ１，Ｖｈ２のうち大きい方をバッテリ５０の定格電圧である電圧Ｖｍｉｎ（例えば、２００Ｖや３００Ｖなど）と高電圧系の上限電圧である電圧Ｖｍａｘ（例えば、５００Ｖや６００Ｖ，７００Ｖなど）とにより上下限制限して得られる電圧を電圧指令Ｖｈ＊として設定して（ステップＳ２６０）、電圧制御ルーチンを終了する。ここで、電圧Ｖｈ１，Ｖｈ２は、実施例では、矩形波制御の範囲内でモータＭＧ１やモータＭＧ２を制御することができる下限電圧と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊との関係を予め定めて電圧設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とが与えられるとマップから対応する下限電圧を導出して設定するものとした。矩形波制御の範囲内でモータを駆動するときと正弦波制御の範囲内でモータを駆動するときとにおけるモータがある回転数で回転しているときのトルク指令と下限電圧との関係の一例を図１０に示す。図中、実線が矩形波制御の範囲内でモータを駆動するときのトルク指令と下限電圧との関係であり、一点鎖線が正弦波制御の範囲内でモータを駆動するときのトルク指令と下限電圧との関係である。また、図中、電圧Ｖｓｉｎ，Ｖｒｅｃは、同一のトルク指令が設定されたときに正弦波制御の範囲内，矩形波制御の範囲内でモータを駆動したときの下限電圧である。図示するように、トルク指令が大きくなるほど下限電圧は高くなる。これはモータで消費される電力が大きくなることに基づく。ある電圧におけるモータの回転数とトルクとモータの制御領域との関係の一例を図１１に示す。図示するように、モータから同一のトルクを出力するときには、回転数が小さいときは正弦波制御領域となるから正弦波制御によりモータを駆動することができるが、回転数が大きくなると正弦波制御領域から過変調制御領域，矩形波制御領域となり、正弦波制御によってモータを駆動することができなくなり、過変調制御や矩形波制御によりモータを駆動することになる。従って、同一の回転数でモータを駆動しているときには、矩形波制御によりモータを駆動するときの電圧は、正弦波制御によりモータを駆動するときの電圧より低くなる。上述の図１０で矩形波制御の範囲内でモータを駆動するとき（実線）の方が正弦波制御の範囲内でモータを駆動するとき（一点鎖線）より電圧が低くなるのは、こうした理由による。電圧指令Ｖｈ＊が設定されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、高電圧系の電圧Ｖｈが電圧指令Ｖｈ＊となるよう電圧センサ５７ａからの検出電圧を用いてフィードバック制御により昇圧回路５５のトランジスタＴ３１〜Ｔ３２をスイッチング制御する。これにより、高電圧系の電圧Ｖｈは電圧指令Ｖｈ＊とされる。このとき、モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１については、高電圧系の電圧Ｖｈ（電圧センサ５７ａからの検出電圧）で回転数Ｎｍ１とトルク指令Ｔｍ１＊とから正弦波制御領域，過変調制御領域，矩形波制御領域のうちいずれの制御領域に属するかによって制御モード（正弦波制御モード，過変調制御モード，矩形波制御モード）を決定し、決定した制御モードによりモータＭＧ１が駆動されるようインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御し、モータＭＧ２については、高電圧系の電圧Ｖｈ（電圧センサ５７ａからの検出電圧）で回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊とからモータＭＧ１のときと同様に制御モード（正弦波制御モード，過変調制御モード，矩形波制御モード）を決定し、決定した制御モードによりモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４２のトランジスタＴ２１〜Ｔ２６をスイッチング制御する。このように、モータＭＧ１とモータＭＧ２とに対して個別に制御モードを決定して制御するから、モータＭＧ１の駆動における制御モードとモータＭＧ２の駆動における制御モードとが異なる場合も生じる。モータＭＧ１，ＭＧ２の一方または双方が矩形波制御モードで駆動されていると、正弦波制御モードで駆動されているときに比してトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の変更に対する応答性が悪くなるため、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の急変に対する応答性が低いことによるバッテリ５０の充放電が行なわれるが、バッテリ５０は性能を十分に発揮することができる温度状態にあるため、過大な電力によりバッテリ５０が充放電される状態には至らない。これらのことから、バッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときに矩形波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、バッテリ５０の劣化を招くことなく、高電圧系の電圧Ｖｈを低くすることができることになる。こうした高電圧系の電圧Ｖｈを低くすることができるから、昇圧回路５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチングの損失を低減することができると共にインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６のスイッチングの損失を低減することができ、車両のエネルギ効率を向上させることができる。
【００４２】
一方、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、バッテリ５０は性能を十分に発揮することができない温度状態にあると判断し、トルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１に基づいて正弦波制御の範囲内で回転数Ｎｍ１で回転しているモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動することができる電圧Ｖｈ１を設定すると共に（ステップＳ２４０）、トルク指令Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ２に基づいて正弦波制御の範囲内で回転数Ｎｍ２で回転しているモータＭＧ２をトルク指令Ｔｍ２＊で駆動することができる電圧Ｖｈ２を設定し（ステップＳ２５０）、設定した電圧Ｖｈ１，Ｖｈ２のうち大きい方をバッテリ５０の定格電圧である電圧Ｖｍｉｎと高電圧系の上限電圧である電圧Ｖｍａｘとにより上下限制限して得られる電圧を電圧指令Ｖｈ＊として設定して（ステップＳ２６０）、電圧制御ルーチンを終了する。ここで、電圧Ｖｈ１，Ｖｈ２は、実施例では、正弦波制御の範囲内でモータＭＧ１やモータＭＧ２を制御することができる下限電圧と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊との関係を予め定めて電圧設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とが与えられるとマップから対応する下限電圧を導出して設定するものとした。電圧Ｖｈ１，Ｖｈ２は、上述の図１０から解るように、正弦波制御の範囲内でモータを駆動するとき（一点鎖線）の方が矩形波制御の範囲内でモータを駆動するとき（実線）より高い値となる。電圧指令Ｖｈ＊が設定されると、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときと同様に、昇圧回路５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御により、高電圧系の電圧Ｖｈは電圧指令Ｖｈ＊とされる。このとき、モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がいずれも正弦波制御モードによりトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６をスイッチング制御する。モータＭＧ１，ＭＧ２は共に正弦波制御モードで駆動されるから、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の変更に対する応答性は高いものとなる。したがって、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の急変にも十分に追従できるから、バッテリ５０が性能を十分に発揮することができる温度状態にないときでも、過大な電力によってバッテリ５０を充放電することはない。これらのことから、バッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときに正弦波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑止し、バッテリ５０の劣化を抑制することができることになる。
【００４３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されると共に矩形波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するよう昇圧回路５５やエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、バッテリ５０の劣化を招くことなく、高電圧系の電圧Ｖｈを低くすることができる。この結果、昇圧回路５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチングの損失を低減することができると共にインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６のスイッチングの損失を低減することができ、車両のエネルギ効率を向上させることができる。一方、バッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されると共に正弦波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するよう昇圧回路５５やエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑止し、バッテリ５０の劣化を抑制することができる。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、正弦波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとしたが、過変調制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとしても構わない。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１２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１２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。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１３の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。また、図１４の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機３３０（無段変速機や有段の自動変速機など）を介して接続されたモータＭＧと、クラッチ３２９を介してモータＭＧの回転軸と接続されたエンジン２２とを備えるものとしてもよい。さらに、図１５の変形例のハイブリッド自動車４２０に例示するように、エンジン２２からの動力をオートマチックトランスミッション４３０によって変速して駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂとは異なる車輪６４ａ，６４ｂ側の車軸に出力するものとしてもよい。あるいは、図１６の変形例のハイブリッド自動車５２０に例示するように、エンジン２２からの動力により発電する発電機５３０と、この発電機５３０やバッテリ５０からの電力により駆動輪６３ａ，６３ｂの車軸側に動力を出力するモータＭＧとを備える、いわゆるシリーズハイブリッド車の形態としてもよい。
【００４７】
実施例では、エンジンとモータとを搭載するハイブリッド自動車の形態を用いて本発明の一実施形態を説明したが、本発明を自動車以外のハイブリッド車に適用するものとしても構わない。また、車両に搭載された動力出力装置の形態や車両に搭載されない動力出力装置の形態としてもよい。さらに、動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４８】
また、本発明を、図１７の変形例の電気自動車６２０のように、駆動輪６６３ａ，６６３ｂに連結された駆動軸に動力を出力するモータＭＧと、モータＭＧを駆動するインバータ６４０と、バッテリ６５０と、バッテリ６５０からの電力を昇圧してインバータ６４０に供給する昇圧回路６５５と、バッテリ６５０の温度を検出する温度センサ６５１ｃからの電池温度Ｔｂに基づいてインバータ６４０や昇圧回路６５５を制御するＣＰＵ６７２，ＲＯＭ６７４，ＲＡＭ６７６を有する電子制御ユニット６７０と、を備える電気自動車に適用するものとしてもよい。この場合、駆動制御としては図１８に例示する駆動制御ルーチンを用い、電圧制御としては図１９に例示する電圧制御ルーチンを用いればよい。以下、簡単に説明する。
【００４９】
駆動制御ルーチンでは、電子制御ユニット６７０は、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やモータＭＧの回転数Ｎｍ，車速センサ８８からの車速Ｖ，バッテリ６５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなどのデータを入力し（ステップＳ３００）、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図７に例示した要求トルク設定用マップとを用いて要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ３１０）。そして、バッテリ６５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔをモータＭＧの回転数Ｎｍで除してトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算し（ステップＳ３２０）、要求トルクＴｒ＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータＭＧのトルク指令Ｔｍ＊を設定し（ステップＳ３３０）、モータＭＧがトルク指令Ｔｍ＊で駆動するようインバータ６４０のスイッチング素子をスイッチング制御して（ステップＳ３４０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００５０】
電圧制御ルーチンでは、電子制御ユニット６７０は、温度センサ６５１ｃからのバッテリ６５０の温度（電池温度）ＴｂやモータＭＧの回転数Ｎｍ，トルク指令Ｔｍ＊を入力し（ステップＳ４００）、電池温度Ｔｂを閾値Ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ４１０）。そして、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、バッテリ５０は性能を十分に発揮できる温度状態にあると判断し、トルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍに基づいて矩形波制御の範囲内で回転数Ｎｍで回転しているモータＭＧをトルク指令Ｔｍ＊で駆動することができる電圧Ｖｈ１を設定し（ステップＳ４２０）、設定した電圧Ｖｈ１をバッテリ５０の定格電圧である電圧Ｖｍｉｎ（例えば、２００Ｖ）と高電圧系の上限電圧である電圧Ｖｍａｘ（例えば、５００Ｖや６００Ｖ，７００Ｖなど）とにより上下限制限して得られる電圧を電圧指令Ｖｈ＊として設定して（ステップＳ４４０）、電圧制御ルーチンを終了する。一方、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、バッテリ５０は性能を十分に発揮できる温度状態にないと判断し、トルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍに基づいて正弦波制御の範囲内で回転数Ｎｍで回転しているモータＭＧをトルク指令Ｔｍ＊で駆動することができる電圧Ｖｈ１を設定し（ステップＳ４３０）、設定した電圧Ｖｈ１をバッテリ５０の定格電圧である電圧Ｖｍｉｎと高電圧系の上限電圧である電圧Ｖｍａｘとにより上下限制限して得られる電圧を電圧指令Ｖｈ＊として設定して（ステップＳ４４０）、電圧制御ルーチンを終了する。
【００５１】
以上の説明から、変形例の電気自動車６２０では、バッテリ６５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、矩形波制御の範囲内でモータＭＧが制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動輪６６３ａ，６６３ｂに連結された駆動軸に出力されて走行するよう昇圧回路６５５やモータＭＧのインバータ６４０のスイッチング素子を制御し、バッテリ６５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、正弦波制御の範囲内でモータＭＧが制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動軸に出力されて走行するよう昇圧回路６５５やモータＭＧのインバータ６４０のスイッチング素子を制御する。このため、バッテリ６５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、バッテリ６５０の劣化を招くことなく、高電圧系の電圧Ｖｈを低くすることができ、この結果、昇圧回路６５５のスイッチング素子のスイッチングの損失を低減することができると共にインバータ６４０のスイッチング素子のスイッチングの損失を低減することができ、車両のエネルギ効率を向上させることができる。一方、バッテリ６５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、過大な電力によるバッテリ６５０の充放電を抑止し、バッテリ６５０の劣化を抑制することができる。
【００５２】
変形例では、電気自動車６２０として説明したが、こうした電気自動車に搭載される駆動装置の形態としてもよいし、自動車に搭載されない駆動装置の形態としてもよい。さらに、駆動装置の制御方法の形態としても構わない。
【００５３】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。動力出力装置としては、実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、インバータ４１が「発電機用インバータ回路」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、インバータ４２が「電動機用インバータ回路」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、昇圧回路５５が「昇圧回路」に相当し、温度センサ５１ｃが「電池温度検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求トルク設定手段」に相当し、要求トルクＴｒ＊から計算される要求パワー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＊とを設定し、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転すると共に要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する図５のステップＳ１１０〜Ｓ１６０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「目標値設定手段」に相当する。そして、バッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されると共に正弦波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するよう電圧指令Ｖｈ＊を設定して昇圧回路５５を制御する図６の電圧制御ルーチンのステップＳ２１０，Ｓ２４０〜Ｓ２６０を実行し、バッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されると共に矩形波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するよう電圧指令Ｖｈ＊を設定して昇圧回路５５を制御する図６の電圧制御ルーチンのステップＳ２１０〜Ｓ２３０，Ｓ２６０を実行し、バッテリ５０の温度Ｔｂに拘わらずに設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１７０を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を受信して目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御や点火制御などを行なうエンジンＥＣＵ２４と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してバッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには正弦波制御モードでモータＭＧ１，ＭＧ２をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で制御し、バッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには矩形波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。
【００５４】
ここで、「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、駆動軸に動力を出力可能なものであれば、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関でとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関の動力を用いて発電するものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に駆動用のトルクを出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素電池や鉛蓄電池など種々のタイプの二次電池を用いることができる。「昇圧回路」としては、昇圧回路５５に限定されるものではなく、二次電池からの電力を昇圧して発電機用インバータ回路および電動機用インバータ回路に供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求トルク設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「目標値設定手段」としては、要求トルクＴｒ＊から計算される要求パワー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＊とを設定し、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転すると共に要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するものに限定されるものではなく、要求トルクに基づいて内燃機関の目標運転ポイントと発電機のトルク指令である発電機トルク指令と電動機のトルク指令である電動機トルク指令とを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、バッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されると共に正弦波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するよう昇圧回路５５とエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、バッテリ５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されると共に矩形波制御の範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するよう昇圧回路５５とエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、電池温度が所定温度未満のときには内燃機関が目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いない範囲内で発電機および電動機が発電機トルク指令および電動機トルク指令で駆動されるよう昇圧回路と内燃機関と発電機用インバータ回路と電動機用インバータ回路とを制御し、電池温度が所定温度以上のときには内燃機関が目標運転ポイントで運転されると共に矩形波制御を用いる範囲内で発電機および電動機が発電機トルク指令および電動機トルク指令で駆動されるよう昇圧回路と内燃機関と発電機用インバータ回路と電動機用インバータ回路とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００５５】
駆動装置としては、変形例の電気自動車６５０に搭載された駆動装置が相当し、モータＭＧが「電動機」に相当し、インバータ６４０が「電動機用インバータ回路」に相当し、バッテリ６５０が「二次電池」に相当し、昇圧回路６５５が「昇圧回路」に相当し、温度センサ６５１ｃが「電池温度検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共にこの要求トルクＴｒ＊をバッテリ６５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔによるトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘにより制限してトルク指令Ｔｍ＊を設定する図１８の駆動制御ルーチンのステップＳ３００〜Ｓ３３０の処理を実行する電子制御ユニット６７０が「トルク指令設定手段」に相当する。そして、バッテリ６５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、正弦波制御の範囲内でモータＭＧが制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動軸に出力されて走行するよう昇圧回路６５５やモータＭＧのインバータ６４０のスイッチング素子を制御し、バッテリ６５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、矩形波制御の範囲内でモータＭＧが制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動輪６６３ａ，６６３ｂに連結された駆動軸に出力されて走行するよう昇圧回路６５５やモータＭＧのインバータ６４０のスイッチング素子を制御する図１８の駆動制御ルーチンのステップＳ３４０の処理と図１９の電圧制御ルーチンの各ステップを実行する電子制御ユニット６７０が「制御手段」に相当する。
【００５６】
ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧに限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に駆動用のトルクを出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池としてのバッテリ６５０に限定されるものではなく、ニッケル水素電池や鉛蓄電池など種々のタイプの二次電池を用いることができる。「昇圧回路」としては、昇圧回路６５５に限定されるものではなく、二次電池からの電力を昇圧して発電機用インバータ回路および電動機用インバータ回路に供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「トルク指令設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共にこの要求トルクＴｒ＊をバッテリ６５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔによるトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘにより制限してトルク指令Ｔｍ＊を設定するものに限定されるものではなく、電動機から出力すべきトルクであるトルク指令を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、バッテリ６５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、正弦波制御の範囲内でモータＭＧが制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動軸に出力されて走行するよう昇圧回路６５５やモータＭＧのインバータ６４０のスイッチング素子を制御し、バッテリ６５０の温度Ｔｂが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、矩形波制御の範囲内でモータＭＧが制御されて要求トルクＴｒ＊が駆動輪６６３ａ，６６３ｂに連結された駆動軸に出力されて走行するよう昇圧回路６５５やモータＭＧのインバータ６４０のスイッチング素子を制御するものに限定されるものではなく、電池温度が所定温度未満のときには電動機が矩形波制御を用いない範囲内でトルク指令で駆動されるよう昇圧回路と電動機用インバータ回路とを制御し、電池温度が所定温度以上のときには電動機が矩形波制御を用いる範囲内でトルク指令で駆動されるよう昇圧回路と電動機用インバータ回路とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００５７】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、動力出力装置や駆動装置を製造する産業あるいは動力出力装置や駆動装置を搭載する自動車を製造する産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【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】モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。
【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】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６】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される電圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】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】矩形波制御の範囲内でモータを駆動するときと正弦波制御の範囲内でモータを駆動するときとにおけるモータがある回転数で回転しているときのトルク指令と下限電圧との関係の一例を示す説明図である。
【図１１】ある電圧におけるモータの回転数とトルクとモータの制御領域との関係の一例を示す説明図である。
【図１２】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１３】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。
【図１４】変形例のハイブリッド自動車３２０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４２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１６】変形例のハイブリッド自動車５２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１７】変形例の電気自動車６２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１８】変形例の電子制御ユニット６７０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１９】変形例の電子制御ユニット６７０により実行される電圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０  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，５７ａ，５８ａ  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、５４ａ  正極母線、５４ｂ  負極母線、５５  昇圧回路、５５ａ  温度センサ、５６  システムメインリレー、５７，５８  コンデンサ、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  車輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、３２９  クラッチ、３３０  変速機、４３０  オートマチックトランスミッション、５３０  発電機、６２０  電気自動車、６４０  インバータ、６５０  バッテリ、６５１ｃ  温度センサ、６５５  昇圧回路、６６３ａ，６６３ｂ  駆動輪、６７０  電子制御ユニット、６７２  ＣＰＵ、６７４  ＲＯＭ、６７６  ＲＡＭ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２  ダイオード、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２  トランジスタ、Ｌ  リアクトル。
【図１】
2009227080.tif 000003
【図２】
2009227080.tif 000004
【図３】
2009227080.tif 000005
【図４】
2009227080.tif 000006
【図５】
2009227080.tif 000007
【図６】
2009227080.tif 000008
【図７】
2009227080.tif 000009
【図８】
2009227080.tif 000010
【図９】
2009227080.tif 000011
【図１０】
2009227080.tif 000012
【図１１】
2009227080.tif 000013
【図１２】
2009227080.tif 000014
【図１３】
2009227080.tif 000015
【図１４】
2009227080.tif 000016
【図１５】
2009227080.tif 000017
【図１６】
2009227080.tif 000018
【図１７】
2009227080.tif 000019
【図１８】
2009227080.tif 000020
【図１９】
2009227080.tif 000021