(57)【要約】【課題】バッテリに過大な電力が入力されるのを抑制する。【解決手段】冷間時にバッテリの充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のときには（Ｓ２３０，Ｓ２４０）、冷間時でないときや冷間時でバッテリの充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ以上のときに比して高い電圧を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定すると共に（Ｓ２６０）、高電圧系の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧回路を制御する（Ｓ２７０）。この状態でバッテリの充電が行なわれるから、高電圧系に取り付けられたコンデンサにより大きなエネルギを蓄えることができ、冷間時にエンジンから予期しない大きなパワーが出力されたときでも、バッテリに過大な電力が入力されるのを抑制することができる。【選択図】図６
2009112150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機と、を有する発電手段と、
充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段が接続された低電圧系と前記発電機の駆動回路が接続された高電圧系とに接続され、前記高電圧系の電圧を調整する高電圧系電圧調整手段と、
前記高電圧系に接続されたコンデンサと、
冷間時に前記蓄電手段に充電する冷間充電時には、前記高電圧系の電圧である高電圧系電圧が前記冷間時でないときに前記蓄電手段に充電する非冷間充電時よりも高い電圧となるよう前記高電圧系電圧調整手段を制御すると共に前記蓄電手段への充電が行なわれるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御する制御手段と、
を備える電力装置。
【請求項２】
請求項１記載の電力装置であって、
前記制御手段は、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段に充電してもよい制御用の許容電力である制御用入力制限を設定し、前記冷間充電時であって前記蓄電手段に入力される電力である入力電力が前記設定された制御用入力制限を超えている電力超過時に、前記高電圧系電圧が前非冷間充電時よりも高い電圧となるよう前記高電圧系電圧調整手段を制御する手段である、
電力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電力超過時には、前記入力電力と前記設定された制御用入力制限とに基づいて前記高電圧系の目標電圧を設定すると共に前記高電圧系電圧が該設定した目標電圧となるよう前記高電圧系電圧調整手段を制御する手段である請求項２記載の電力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電力超過時には、前記入力電力と前記設定された制御用入力制限との偏差が打ち消されるよう前記目標電圧を設定する手段である請求項３記載の電力装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電力超過時には、前記発電機の駆動状態に基づいて前記高電圧系の基本電圧を設定し、該設定した基本電圧と前記入力電力と前記設定された制御用入力制限とに基づいて前記目標電圧を設定する手段である請求項３または４記載の電力装置。
【請求項６】
前記冷間時は、外気の温度が所定温度以下のときである請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の電力装置。
【請求項７】
前記冷間時は、前記蓄電手段の蓄電量が所定蓄電量以下であるときに前記設定された制御用入力制限が所定電力以下のときである請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の電力装置。
【請求項８】
前記高電圧系電圧調整手段は、昇圧コンバータである請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載の電力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つの請求項に記載の電力装置を搭載する車両。
【請求項１０】
内燃機関と該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機とを有する発電手段と、充放電可能な蓄電手段と、前記蓄電手段が接続された低電圧系と前記発電機の駆動回路が接続された高電圧系とに接続され前記高電圧系の電圧を調整する高電圧系電圧調整手段と、前記高電圧系に接続されたコンデンサと、を備える電力装置の制御方法であって、
冷間時に前記蓄電手段に充電する冷間充電時には、前記高電圧系の電圧である高電圧系電圧が前記冷間時でないときに前記蓄電手段に充電する非冷間充電時よりも高い電圧となるよう前記高電圧系電圧調整手段を制御すると共に前記蓄電手段への充電が行なわれるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御する、
ことを特徴とする電力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力装置およびその制御方法並びに車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電力装置としては、エンジンと、第１のモータジェネレータ（ＭＧ１）と、エンジンとモータジェネレータＭＧ１と駆動軸とに接続された動力分割機構と、駆動軸に接続された第２のモータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する二つのインバータと、充放電するメインバッテリと、メインバッテリからの電力をその電圧を変換して二つのインバータに供給する昇圧コンバータと、二つのインバータが共用する電力ラインとアースラインとの間に設けられたコンデンサと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、メインバッテリを充電する場合、エンジンからの駆動力をモータジェネレータＭＧ１の回転駆動によって電力に変換してメインバッテリを充電している。
【特許文献１】特開２００７−１２９７９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした電力装置では、冷間時には、空気密度が大きくなるため、標準気温(例えば２５度）のときと同様にエンジンを制御すると、予期しない大きなパワーがエンジンが出力されることによってモータジェネレータＭＧ１によって予期しない大きな電力が発電され、その大きな電力がバッテリに充電される場合が生じ得る。
【０００４】
本発明の電力装置およびその制御方法並びに車両は、蓄電装置に過大な電力が入力されるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電力装置およびその制御方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の電力装置は、
内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機と、を有する発電手段と、
充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段が接続された低電圧系と前記発電機の駆動回路が接続された高電圧系とに接続され、前記高電圧系の電圧を調整する高電圧系電圧調整手段と、
前記高電圧系に接続されたコンデンサと、
冷間時に前記蓄電手段に充電する冷間充電時には、前記高電圧系の電圧である高電圧系電圧が前記冷間時でないときに前記蓄電手段に充電する非冷間充電時よりも高い電圧となるよう前記高電圧系電圧調整手段を制御すると共に前記蓄電手段への充電が行なわれるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の電力装置では、冷間時に蓄電手段に充電する冷間充電時には、発電機の駆動回路およびコンデンサが接続された高電圧系の電圧である高電圧系電圧が冷間時でないときに蓄電手段に充電する非冷間充電時よりも高い電圧となるよう高電圧系電圧調整手段を制御すると共に蓄電手段への充電が行なわれるよう内燃機関と発電機とを制御する。これにより、冷間充電時に、発電機によって発電された電力をよりコンデンサに蓄えることができる。また、冷間充電時に、高電圧系の電圧を高くするために、より多くのエネルギを消費させることができる。これらの結果、内燃機関から予期しない大きなパワーが出力されて発電機によって大きな電力が発電されるときでも、蓄電手段に過大な電力が入力されるのを抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の電力装置において、前記制御手段は、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段に充電してもよい制御用の許容電力である制御用入力制限を設定し、前記冷間充電時であって前記蓄電手段に入力される電力である入力電力が前記設定された制御用入力制限を超えている電力超過時に、前記高電圧系電圧が前非冷間充電時よりも高い電圧となるよう前記高電圧系電圧調整手段を制御する手段である、ものとすることもできる。
【０００９】
この電力超過時に高電圧系電圧が冷間充電時よりも高い電圧となるよう高電圧系電圧調整手段を制御する態様の本発明の電力装置において、前記制御手段は、前記電力超過時には、前記入力電力と前記設定された制御用入力制限とに基づいて前記高電圧系の目標電圧を設定すると共に前記高電圧系電圧が該設定した目標電圧となるよう前記高電圧系電圧調整手段を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記電力超過時には、前記入力電力と前記設定された制御用入力制限との偏差が打ち消されるよう前記目標電圧を設定する手段であるものとすることもできる。また、前記制御手段は、前記電力超過時には、前記発電機の駆動状態に基づいて前記高電圧系の基本電圧を設定し、該設定した基本電圧と前記入力電力と前記設定された制御用入力制限とに基づいて前記目標電圧を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
本発明の電力装置において、前記冷間時は、外気の温度が所定温度以下のときであるものとすることもできるし、前記蓄電手段の蓄電量が所定蓄電量以下であるときに前記設定された制御用入力制限が所定電力以下のときであるものとすることもできる。
【００１１】
また、本発明の電力装置において、前記高電圧系電圧調整手段は、昇圧コンバータであるものとすることもできる。また、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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手段であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の電力装置、即ち、基本的には、内燃機関と該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機とを有する発電手段と、充放電可能な蓄電手段と、前記蓄電手段が接続された低電圧系と前記発電機の駆動回路が接続された高電圧系とに接続され前記高電圧系の電圧を調整する高電圧系電圧調整手段と、前記高電圧系に接続されたコンデンサと、冷間時に前記蓄電手段に充電する冷間充電時には、前記高電圧系の電圧である高電圧系電圧が前記冷間時でないときに前記蓄電手段に充電する非冷間充電時よりも高い電圧となるよう前記高電圧系電圧調整手段を制御すると共に前記蓄電手段への充電が行なわれるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御する制御手段と、を備える電力装置を搭載することを要旨とする。
【００１３】
この本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の電力装置を搭載するから、本発明の電力装置が奏する効果、例えば、蓄電手段に過大な電力が入力されるのを抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の電力装置の制御方法は、
内燃機関と該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機とを有する発電手段と、充放電可能な蓄電手段と、前記蓄電手段が接続された低電圧系と前記発電機の駆動回路が接続された高電圧系とに接続され前記高電圧系の電圧を調整する高電圧系電圧調整手段と、前記高電圧系に接続されたコンデンサと、を備える電力装置の制御方法であって、
冷間時に前記蓄電手段に充電する冷間充電時には、前記高電圧系の電圧である高電圧系電圧が前記冷間時でないときに前記蓄電手段に充電する非冷間充電時よりも高い電圧となるよう前記高電圧系電圧調整手段を制御すると共に前記蓄電手段への充電が行なわれるよう前記内燃機関と前記発電機とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１５】
この本発明の電力装置の制御方法では、冷間時に蓄電手段に充電する冷間充電時には、発電機の駆動回路およびコンデンサが接続された高電圧系の電圧である高電圧系電圧が冷間時でないときに蓄電手段に充電する非冷間充電時よりも高い電圧となるよう高電圧系電圧調整手段を制御すると共に蓄電手段への充電が行なわれるよう内燃機関と発電機とを制御する。これにより、冷間充電時に、発電機によって発電された電力をよりコンデンサに蓄えることができる。また、冷間充電時に、高電圧系の電圧を高くするために、より多くのエネルギを消費させることができる。これらの結果、内燃機関から予期しない大きなパワーが出力されて発電機によって大きな電力が発電されるときでも、蓄電手段に過大な電力が入力されるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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、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。
【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。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。
【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、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いる。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。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。なお、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。
【００２１】
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。
【００２２】
バッテリ５０は、実施例ではリチウムイオン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，電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧ＶＬ（バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂ）やバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５８ｂ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５８ｃ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５８ｂ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制御用の許容電力である制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて制御用入出力制限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、設定した制御用入出力制限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と制御用入出力制限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と制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２３】
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、電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧ＶＨ（以下、高電圧系の電圧ＶＨという）やイグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、昇圧回路５５のスイッチング素子へのスイッチング制御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。
【００２４】
なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータＭＧ１とバッテリ５０と昇圧回路５５とコンデンサ５７とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とハイブリッド用電子制御ユニット７０とが本発明の電力装置に相当する。
【００２５】
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。
【００２６】
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、特に、停車時の動作について説明する。図５は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される停車時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、昇圧回路５５により高電圧系の電圧ＶＨを調整するためにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。以下、まず、図５のルーチンを用いてエンジン２２やモータＭＧ１の制御について説明し、その後、図６を用いて高電圧系の電圧制御について説明する。
【００２７】
図５の停車時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、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１やバッテリ５０の残容量ＳＯＣ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の回転数Ｎｍ１は、回転位置検出センサ４３により検出されたモータＭＧ１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の残容量ＳＯＣは、バッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算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。
【００２８】
こうしてデータを入力すると、バッテリ５０の残容量ＳＯＣを閾値Ｓｌｏｗおよび閾値Ｓｈｉと比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｓｌｏｗは、停車中にバッテリ５０の充電を開始する残容量ＳＯＣであり、例えば、４０％や４５％などを用いることができる。また、閾値Ｓｈｉは、停車中におけるバッテリ５０の充電を終了する残容量ＳＯＣであり、例えば、６０％や６５％などを用いることができる。バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｌｏｗ未満のときには、エンジン２２が停止中であるのを確認して（ステップＳ１２０）、エンジン２２を始動する制御信号をモータＥＣＵ４０とエンジンＥＣＵ２４とに送信してエンジン２２を始動する（ステップＳ１３０）。エンジン２２を始動する制御信号を受信したモータＥＣＵ４０は、エンジン２２がモータリングされるようモータＭＧ１を駆動制御し、エンジン２２を始動する制御信号を受信したエンジンＥＣＵ２４はエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆに至ったときに燃料噴射と点火とを開始してエンジン２２を始動する。
【００２９】
そして、バッテリ５０の充電用のエンジン２２の回転数として予め設定された値Ｎｃｈをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定すると共にバッテリ５０の充電用のエンジン２２のトルクとして予め設定された値Ｔｃｈをエンジン２２の目標トルクＴｅ＊として設定してこれらをエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１４０）。ここで、値Ｎｃｈおよび値Ｔｃｈは、冷間時でないとき（例えば、標準気温（例えば２５度）のとき）にバッテリ５０を充放電する充放電電力が制御用入力制限Ｗｉｎ以上となる範囲（充放電電力の絶対値が制御用入力制限Ｗｉｎの絶対値以下となる範囲）の値を用いるものとした。また、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによりエンジン２２が運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を行なう。
【００３０】
次に、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（いま、停車中を考えているから値０）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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算してこのトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１５０）、このルーチンを終了する。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。エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１によって発電しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図７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。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。トルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動するようインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御する。これにより、エンジン２２からの動力（Ｎｅ＊・Ｔｅ＊）を用いてモータＭＧ１で発電し、この発電電力によりバッテリ５０を充電することができる。なお、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｌｏｗ未満でもエンジン２２が運転されているときには、既にエンジン２２が始動されていると共にバッテリ５０を充電するための目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊が設定されているから、エンジン２２の始動や目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊の設定や、これらのエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０への送信を行なうことなく、このルーチンを終了する。
【００３１】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nr/ρ    (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３２】
こうしてバッテリ５０の充電が開始されてバッテリ５０が充電されることによって、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ未満ではあるが閾値Ｓｌｏｗ以上となると、このバッテリ５０の充電状態を継続するために、エンジン２２の始動や停止を行なうことなく、このルーチンを終了する。
【００３３】
バッテリ５０の充電が継続されている最中に、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ以上に至ると、エンジン２２が運転されているのを確認して（ステップＳ１６０）、エンジン２２を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジン２２の運転を停止すると共に（ステップＳ１７０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定してモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１８０）、このルーチンを終了する。これにより、バッテリ５０の充電を終了する。なお、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ以上でもエンジン２２の運転が停止されているときには、既にエンジン２２の運転停止がなされていると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０が設定されているから、エンジン２２の運転停止やトルク指令Ｔｍ１＊の設定を行なうことなく、このルーチンを終了する。
【００３４】
以上、エンジン２２やモータＭＧ１の制御について説明した。次に、高電圧系の電圧制御について説明する。図６の昇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の端子間電圧Ｖｂや充放電電流Ｉｂ，制御用入力制限Ｗｉｎ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Ｓ２００）。ここで、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂおよび充放電電流Ｉｂは、それぞれ電圧センサ５８ａ，電流センサ５８ｂ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。また、バッテリ５０の制御用入力制限Ｗｉｎ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。
【００３５】
こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ５０の端子間電圧Ｖｂに充放電電流Ｉｂを乗じることによりバッテリ５０の充放電電力Ｗｂを計算すると共に（ステップ２１０）、高電圧系の目標電圧ＶＨ＊の基本値としての仮目標電圧ＶＨｔｍｐを設定する（ステップＳ２２０）。ここで、バッテリ５０の充放電電力Ｗｂは、バッテリ５０から放電が行なわれるときに正の値、バッテリ５０に充電が行なわれるときに負の値が設定されるものとした。また、高電圧系の仮目標電圧ＶＨｔｍｐは、例えば、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１（トルク指令Ｔｍ１＊に対応するトルク）とに基づいて設定することができる。モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１と高電圧系の仮目標電圧ＶＨｔｍｐとの関係の一例を図８に示す。高電圧系の仮目標電圧ＶＨｔｍｐは、図示するように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が大きくモータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１の絶対値が大きいほど大きくなる傾向に設定される。
【００３６】
続いて、冷間時か否かを判定すると共に（ステップＳ２３０）、バッテリ５０の充放電電力Ｗｂを制御用入力制限Ｗｉｎ（負の値）と比較する（ステップＳ２４０）。ここで、冷間時か否かの判定は、例えば、外気の温度が所定温度（例えば、−２０℃や−２５℃など）より低いか否かを判定したり、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ以下のときに制御用入力制限Ｗｉｎが所定値Ｗｒｅｆより大きいか否か即ち制御用入力制限Ｗｉｎの絶対値が所定値Ｗｒｅｆの絶対値未満か否かを判定したりすることにより行なうことができる。冷間時には、空気密度が比較的大きいため、バッテリ５０を充電するときに標準気温(例えば２５度）のときと同様にエンジン２２を制御すると、エンジン２２から予期しない大きなパワーが出力され、これによってモータＭＧ１により予期しない大きな電力が発電されることがある。ステップＳ２３０の冷間時か否かの判定は、モータＭＧ１によって予期しない大きな電力が発電される可能性があるか否かを判定するものである。また、ステップＳ２４０のバッテリ５０の充放電電力Ｗｂと制御用入力制限Ｗｉｎとの比較は、モータＭＧ１によって予期しない大きな電力が発電されることにより、バッテリ５０に充電される実際の電力がバッテリ５０に充電してもよい制御用の許容電力を超えているか否かを判定するものである。なお、実施例では、前述したように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊として、冷間時でないときにバッテリ５０を充放電する充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ以上となる範囲の値Ｎｃｈおよび値Ｔｃｈを用いるものとしたから、冷間時でないときにエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊からなる運転ポイントで運転してバッテリ５０を充電するときには、充放電電力Ｗｂは制御用入力制限Ｗｉｎ以上となる。
【００３７】
冷間時でないときや、冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ以上のとき即ち冷間時で充放電電力Ｗｂの絶対値が制御用入力制限Ｗｉｎの絶対値以下のとき（バッテリ５０を充電していないときや制御用入力制限Ｗｉｎの範囲内でバッテリ５０を充電しているとき）には、ステップＳ２２０で設定した仮目標電圧Ｖｈｔｍｐを高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定すると共に（ステップＳ２５０）、高電圧系の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧回路５５の２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御して（ステップＳ２７０）、このルーチンを終了する。これにより、高電圧系の電圧ＶＨを目標電圧ＶＨ＊にすることができる。
【００３８】
一方、冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のとき即ち冷間時で充放電電力Ｗｂの絶対値が制御用入力制限Ｗｉｎの絶対値より大きいとき（制御用入力制限Ｗｉｎを超えた電力でバッテリ５０を充電しているとき）には、仮目標電圧ＶＨｔｍｐと充放電電力Ｗｂと制御用入力制限Ｗｉｎとを用いて次式（３）により高電圧系の目標電圧ＶＨ＊を設定すると共に（ステップＳ２６０）、高電圧系の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧回路５５の２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御して（ステップＳ２７０）、このルーチンを終了する。ここで、式（３）は、充放電電力Ｗｂと制御用入力制限Ｗｉｎとの偏差が打ち消されるよう高電圧系の電圧ＶＨを調整するためのフィーでバック制御における関係式であり、式（３）中、右辺第２項の「ｋ３」は比例項のゲイン（正の値）であり、右辺第３項の「ｋ４」は積分項のゲイン(正の値）である。いま、充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のときを考えているから、高電圧系の目標電圧ＶＨ＊は、仮目標電圧ＶＨｔｍｐに比して高い電圧が設定されることになる。これにより、冷間時でないときや、冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ以上のときに比して高電圧系の電圧を高くすることができる。前述したように、冷間時にバッテリ５０を充電するときには、エンジン２２から予期しない大きなパワーが出力されてモータＭＧ１により予期しない大きな電力が発電されることがある。しかし、実施例では、このときに高電圧系の電圧ＶＨをより高くすることにより、モータＭＧ１により発電された発電電力をよりコンデンサ５７に蓄えることができると共に昇圧回路５５によるエネルギ消費を大きくすることができる。これらの結果、冷間時に、バッテリ５０に過大な電力が入力されるのを抑制することができる。
【００３９】
VH*=VHtmp+k3(Win-Wb)+k4∫(Win-Wb)dt  (3)
【００４０】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、冷間時にバッテリ５０を充電するときにバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のときには、冷間時でないときや冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ以上のときに比して高い電圧を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定すると共に高電圧系の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧回路５５を制御しながらバッテリ５０の充電が行なわれるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するから、バッテリ５０に過大な電力が入力が入力されるのを抑制することができる。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、停車時の動作について説明したが、走行時には、冷間時にバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のときに、冷間時でないときや冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ以上のときに比して高い電圧を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定すると共に高電圧系の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧回路５５を制御し、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設定すると共にこの要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御すればよい。こうすれば、実施例と同様にバッテリ５０に過大な電力が入力されるのを抑制することができると共に、要求動力をリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のときに、仮目標電圧ＶＨｔｍｐと、充放電電力Ｗｂと制御用入力制限Ｗｉｎとの偏差と、に基づいて高電圧系の目標電圧ＶＨ＊を設定するものとしたが、仮目標電圧ＶＨｔｍｐよりも高い電圧を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定するものであればよく、例えば、仮目標電圧ＶＨｔｍｐよりも所定電圧だけ高い電圧を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のときに、仮目標電圧ＶＨｔｍｐよりも高い電圧を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定するものとしたが、冷間時であれば、充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満か否かに拘わらず仮目標電圧ＶＨｔｍｐよりも高い電圧を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付け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９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９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１０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。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２から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に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸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を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ３２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機３３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図１２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と、エンジン２２からの動力により発電する発電機４３０と、発電機４３０やバッテリ５０からの電力を用いて走行用の動力を出力するモータＭＧと、を備えるものとしても構わない。
【００４８】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される電力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた電力装置の形態としても構わない。さらに、こうした電力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４９】
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。実施例では、エンジン２２とモータＭＧ１とが「発電手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、昇圧回路５５が「高電圧系電圧調整手段」に相当し、コンデンサ５７が「コンデンサ」に相当し、バッテリ５０の充放電電流Ｉｂに基づいて残容量ＳＯＣを演算すると共に電池温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに基づいて制御用入力制限Ｗｉｎを設定するバッテリＥＣＵ５２と停車時にバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｌｏｗ未満に至ったときにエンジン２２を始動してエンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電してバッテリ５０の充電を開始し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ以上に至ったときにエンジン２２の運転を停止してバッテリ５０の充電を終了する図５の停車時制御ルーチンを実行すると共に冷間時にバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のときに充放電電力Ｗｂと制御用入力制限Ｗｉｎとに基づいて冷間時でないときや冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ以上のときに比して高い電圧を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定すると共に高電圧系の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧回路５５を制御する図６の昇圧制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号に基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とハイブリッド用電子制御ユニット７０からのトルク指令Ｔｍ１＊に基づいてモータＭＧ１を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。
【００５０】
ここで、「発電手段」が有する内燃機関としては、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、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電手段」が有する発電機としては、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、内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な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。「蓄電手段」としては、リチウムイオン電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、鉛蓄電池やニッケル水素電池などの二次電池やキャパシタなど、充放電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「高電圧系電圧調整手段」としては、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とからなる昇圧コンバータとして構成された昇圧回路５５に限定されるものではなく、蓄電手段が接続された低電圧系と発電機の駆動回路が接続された高電圧系とに接続され高電圧系の電圧を調整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とバッテリＥＣＵ５２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、停車時にバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｌｏｗ未満に至ったときにエンジン２２を始動してエンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電してバッテリ５０の充電を開始すると共にバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｈｉ以上に至ったときにエンジン２２の運転を停止してバッテリ５０の充電を終了し、冷間時にバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のときに充放電電力Ｗｂと制御用入力制限Ｗｉｎとに基づいて冷間時でないときや冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ以上のときに比して高い電圧を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定すると共に高電圧系の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧回路５５を制御するものに限定されるものではなく、走行時に、冷間時にバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のときに高電圧系の電圧ＶＨが冷間時でないときや冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ以上のときに比して高い目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧回路５５を制御し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく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に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとしたり、冷間時にバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ未満のときに冷間時でないときや冷間時でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂが制御用入力制限Ｗｉｎ以上のときに比して所定電圧だけ高い電圧を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に設定するものとしたり、冷間時であれば充放電電力Ｗｂに拘わらず冷間時でないときに比して高い電圧を目標電圧ＶＨ＊に設定するものとしたりするなど、冷間時に蓄電手段に充電する冷間充電時には高電圧系の電圧である高電圧系電圧が冷間時でないときに蓄電手段に充電する非冷間充電時よりも高い電圧となるよう高電圧系電圧調整手段を制御すると共に蓄電手段への充電が行なわれるよう内燃機関と発電機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。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれかに軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。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。
【００５１】
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】
【００５２】
本発明は、電力装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例としての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】電池温度Ｔｂと制御用入出力制限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と制御用入出力制限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】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される停車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】昇圧回路５５により高電圧系の電圧ＶＨを調整するためにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇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】エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１によって発電しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図８】モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１と高電圧系の仮目標電圧ＶＨｔｍｐとの関係の一例を示す説明図である。
【図９】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１０】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１１】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１２】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。
【符号の説明】
【００５４】
２０，１２０，２２０，３２０，４２０  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、５１  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、５７，５８  コンデンサ、５７ａ，５８ａ  電圧センサ、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  発電機、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】
2009112150.tif 000003
【図２】
2009112150.tif 000004
【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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