JP2006197717A - 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法 - Google Patents

動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 電動機を駆動する駆動回路の駆動による過熱の抑制と騒音の抑制との両立を図る。
【解決手段】 前輪６２ａ，６２ｂに接続されたモータＭＧ２を駆動するインバータ４２の温度が所定の制限開始温度以上に達したときには、モータＭＧ２からのトルクが徐々に小さくなると共に車両に要求される要求トルクを出力するために後輪６４ａ，６４ｂに接続されたモータＭＧ３からのトルクが徐々に大きくなるようインバータ４２，４３を制御し、インバータ４２の温度が制限開始温度よりも高い周波数切替温度に達したときには、インバータ４２のスイッチング周波数を小さくすると共に要求トルクが出力されるようインバータ４２，４３を制御する。これにより、インバータ４２の負担を減らしつつスイッチング周波数を小さくする頻度を少なくするから、インバータ４２の過熱の抑制とそのスイッチングに伴って発生する騒音の抑制とを両立させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動用の動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。
従来、この種の動力出力装置としては、電気自動車に搭載され、インバータにより駆動されるモータ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、インバータが備えるパワー素子の温度が低いときにはキャリア周波数を高くしてパワー素子をスイッチングすることによりスイッチングに伴う電磁騒音を抑制し、パワー素子の温度が高いときにはキャリア周波数を低くしてパワー素子をスイッチングすることによりパワー素子の温度上昇を抑制し更にパワー素子の温度が上昇したときにはインバータの出力を制限することによりパワー素子が過熱するのを抑制している。
特開平０５−１１５１０６号公報
しかしながら、上述の動力出力装置では、パワー素子の温度が高いときにはキャリア周波数を低い周波数に設定することから、パワー素子のスイッチングに伴って電磁騒音が発生してしまう。また、インバータの出力を制限すれば、パワー素子の過熱を抑制することはできるものの、車両に要求される要求動力に対応できなくなるから、発進時や登坂時などの走行性能を低下させてしまう。
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、こうした問題を解決し、駆動回路の良好な駆動と駆動による騒音の抑制とを両立させることを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、要求動力に対応することを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、駆動回路の過熱を抑制することを目的の一つとする。
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明の動力出力装置は、
駆動用の動力を出力する動力出力装置であって、
駆動用の動力を出力可能な複数の電動機と、
スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチングにより前記複数の電動機を各々駆動する複数の駆動回路と、
操作者の操作に基づいて要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記複数の駆動回路のうちのいずれもが正常に機能し得る通常状態にあるときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御し、前記複数の駆動回路のうちのいずれかが正常に機能できない非通常状態にあるときには該非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数と該非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力とのうち該スイッチング周波数に優先して該動力が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
この本発明の動力出力装置では、複数の電動機を各々駆動する複数の駆動回路のうちのいずれもが正常に機能し得る通常状態にあるときには要求動力に基づく動力が複数の電動機から出力されるよう複数の駆動回路を駆動制御し、複数の駆動回路のうちのいずれかが正常に機能できない非通常状態にあるときには非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数と非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力とのうちスイッチング周波数に優先して電動機からの動力が制限されると共に要求動力に基づく動力が複数の電動機から出力されるよう複数の駆動回路を駆動制御する。従って、非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチングに伴う騒音の発生を抑制しつつ非通常状態にある駆動回路の負担を低減できる。この結果、駆動回路の良好な駆動と駆動による騒音の抑制とを両立させることができる。また、複数の駆動回路のいずれかが通常状態にあるか否かに拘わらず要求動力に対応することができる。
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、前記複数の駆動回路の温度のうち少なくとも所定の第１温度に達している駆動回路を前記非通常状態にある駆動回路として駆動制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記複数の駆動回路の温度のうちのいずれかが前記第１温度に達しているときには該第１温度に達している駆動回路により駆動される電動機からの動力が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御し、前記複数の駆動回路の温度のうちのいずれかが前記第１温度よりも高い所定の第２温度に達しているときには少なくとも該第２温度に達している駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する手段であるものとすることもできる。
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力の制限により減少する動力が該非通常状態にない駆動回路により駆動される電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力が徐々に小さくなると共に該非通常状態にない駆動回路により駆動される電動機からの動力が徐々に大きくなるよう前記複数の駆動回路を駆動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、非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力を小さくして非通常状態にない駆動回路により駆動される電動機からの動力を大きくする際にショックが発生するのを抑制することができる。さらに、これらの態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力の制限により減少する動力が所定の動力範囲内で前記非通常状態にない駆動回路により駆動される電動機から出力できないときには、少なくとも該非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動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、非通常状態にない駆動回路の負担が過剰となるのを抑制することができる。
さらに、本発明の動力出力装置において、駆動用の動力を出力する内燃機関を備え、前記制御手段は、前記複数の駆動回路のうちのいずれかが前記非通常状態にあるときであって前記内燃機関が運転状態にあるときには、少なくとも該非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動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、内燃機関が運転音によりスイッチング素子のスイッチングに伴う騒音の影響が小さいと考えられるときにスイッチング周波数の制限により非通常状態にある駆動回路の負担を抑制することができる。
本発明の自動車は、
上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置を搭載し、前記複数の電動機は、第１の車輪に動力を出力可能な第１の電動機と、前記第１の車輪とは異なる第２の車輪に動力を出力可能な第２の電動機の少なくとも２つの電動機からなり、前記制御手段は、前記第１の電動機を駆動する第１の駆動回路が前記非通常状態にあるときには、該第１の駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数に優先して前記第１の電動機からの動力が制限されると共に該制限により減少した動力が前記第２の電動機から出力されるよう駆動制御する手段である
ことを要旨とする。
この本発明の自動車は、上述した各態様のいずれか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と同様の効果、例えば、駆動回路の良好な駆動と駆動による騒音の抑制とを両立させることができる効果や要求動力に対応することができる効果，駆動回路の過熱を抑制することができる効果などを奏することができる。
本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動用の動力を出力可能な複数の電動機と、スイッチング素子を有し該スイッチング素子のスイッチングにより前記複数の電動機を各々駆動する複数の駆動回路と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）操作者の操作に基づいて要求動力を設定し、
（ｂ）前記複数の駆動回路のうちのいずれもが正常に機能し得る通常状態にあるときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御し、前記複数の駆動回路のうちのいずれかが正常に機能できない非通常状態にあるときには該非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数と該非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力とのうち該スイッチング周波数に優先して該動力が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する
ことを要旨とする。
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、複数の電動機を各々駆動する複数の駆動回路のうちのいずれもが正常に機能し得る通常状態にあるときには要求動力に基づく動力が複数の電動機から出力されるよう複数の駆動回路を駆動制御し、複数の駆動回路のうちのいずれかが正常に機能できない非通常状態にあるときには非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数と非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力とのうちスイッチング周波数に優先して電動機からの動力が制限されると共に要求動力に基づく動力が複数の電動機から出力されるよう複数の駆動回路を駆動制御する。従って、非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチングに伴う騒音の発生を抑制しつつ非通常状態にある駆動回路の負担を低減できる。この結果、駆動回路の良好な駆動と駆動による騒音の抑制とを両立させることができる。また、複数の駆動回路のいずれかが通常状態にあるか否かに拘わらず要求動力に対応することができる。
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。
図１は、本発明の一実施形態としての動力出力装置を搭載す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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続されると共にギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６１を介して前輪６２ａ，６２ｂ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、デファレンシャルギヤ６３を介して後輪６４ａ，６４ｂに接続されたモータＭＧ３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。
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。
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６１を介して、最終的には前輪６２ａ，６２ｂに出力される。
モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２，４３を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。図２に、インバータ４１，４２，４３の構成の概略を示す構成図を示す。なお、インバータ４１，４２，４３は、いずれも同一の構成としたから、各インバータ４１，４２，４３のうち一つだけを図示し他のインバータの図示は省略した。インバータ４１，４２，４３は、図示するように、いずれも６つのトランジスタＴ１〜Ｔ６とトランジスタＴ１〜Ｔ６の各々に逆順方向に並列接続された６つのダイオードＤ１〜Ｄ６とにより構成されている。トランジスタＴ１〜Ｔ６は、インバータの正極母線と負極母線とに対して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ており、対となるトランジスタ同士の接続点にモータの三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。従って、対となるトランジスタのオン時間の割合を制御することにより回転磁界を形成し、モータを回転駆動することができる。インバータ４１，４２，４３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４１，４２，４３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，ＭＧ３のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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４４，４５，４６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，ＭＧ３に印加される相電流，モータＭＧ２，ＭＧ３を駆動するインバータ４２，４３の各温度を検出する温度センサ４２ａ，４３ａからのインバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２，４３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，ＭＧ３を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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。
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
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とに基づいて車両から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出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とモータＭＧ３とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とモータＭＧ３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およびモータＭＧ３の一方または両方とによってトルク変換されて出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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およびモータＭＧ３の一方または両方とによるトルク変換を伴って要求動力が出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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およびモータＭＧ３の一方または両方から要求動力に見合う動力が出力されるよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
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３は、実施例のハイブリッド自動車２０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。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。
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，ＭＧ３の各回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３，バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊，インバータ４２，４３のインバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３など制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３は、回転位置検出センサ４４，４５，４６からのモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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。充放電要求パワーＰｂ＊は、図示しない充放電要求パワー設定処理ルーチンによりバッテリＥＣＵ５２から通信により入力した残容量ＳＯＣが所定量よりも大きいときには大きいほど放電用のパワーが大きくなる傾向に設定され、残容量ＳＯＣが所定量よりも小さいときには小さいほど充電用のパワーが大きくなる傾向に設定されたものを入力するものとした。インバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３は、温度センサ４２ａ，４３ａにより検出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。
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要求トルクＴ＊と要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係を予め求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が与えられると要求トルク設定用マップから対応する要求トルクＴ＊を導出することにより設定するものとした。要求トルク設定用マップの一例を図４に示す。また、要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴ＊に車速Ｖを乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊と損失Ｌｏｓｓとの和により計算したものを設定するものとした。
続いて、要求トルクＴ＊を前輪６２ａ，６２ｂおよび後輪６４ａ，６４ｂに分配するための分配比Ｄを設定する（ステップＳ１２０）。ここで、分配比Ｄは、要求トルクＴ＊に対する前輪６２ａ，６２ｂに出力するトルクの割合として車両の走行状態に基づいて値１〜値０の範囲で設定されるものである。例えば、通常走行時には前輪６２ａ，６２ｂ側だけにトルクが出力されるよう値１．０の分配比Ｄを設定したり、坂路走行時や発進走行時には前輪６２ａ，６２ｂと後輪６４ａ，６４ｂの両方にトルクが出力されるよう値０．５や値０．６などの分配比Ｄを設定したり、前輪６２ａ，６２ｂと後輪６４ａ，６４ｂの一方にスリップが発生したスリップ発生時にはスリップが発生した輪に出力されるトルクの割合が小さくなると共にスリップが発生していない輪に出力されるトルクの割合が大きくなるように分配比Ｄを設定したりすることができる。分配比Ｄを設定すると、設定した分配比Ｄに要求トルクＴ＊を乗じて前輪６２ａ，６２ｂ側に出力すべき前輪側トルクＴｆ＊を設定すると共に値１から分配比Ｄを減じたものに要求トルクＴ＊を乗じて後輪６４ａ，６４ｂ側に出力すべき後輪側トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１３０）。
そして、要求パワーＰ＊が所定パワーＰｒｅｆ以上か否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、所定パワーＰｒｅｆは、エンジン２２が効率よく運転できる範囲を定めるものであり、エンジン２２などに基づいて定められる。要求パワーＰ＊が所定パワーＰｒｅｆ以上でない即ち所定パワーＰｒｅｆ未満と判定されると、エンジン２２を効率よく運転できないと判断して、エンジン２２の運転が停止されるようエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１５０）、モータＭＧ１からトルクが入出力されないようモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１６０）。
一方、要求パワーＰ＊が所定パワーＰｒｅｆ以上と判定されると、要求パワーＰ＊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Ｓ１７０）。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Ｐ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定することにより行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例および目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５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Ｐ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇａ；「Ｇａ」は減速ギヤ３５のギヤ比）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１８０）。動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。前述したように、サンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１でもありキャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅでもあるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊はリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（１）により計算することができる。したがって、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することにより、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。ここで、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「ＫＰ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ＫＩ」は積分項のゲインである。なお、図６におけるＲ軸上の２つの上向き太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。
Nm1*=(Ne*・(1+ρ)-Nm2/Ga)/ρ （１）
Tm1*=前回Tm1*＋KP（Nm1*-Nm1)＋KI∫(Nm1*-Nm1)dt （２）
モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、次式（３）に示すように、前輪側トルクＴｆ＊を換算係数Ｇｆで除したものからエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（＝−Ｔｍ１＊／ρ）を減じこれを更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇａで除することによりモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、次式（４）に示すように、後輪側トルクＴｒ＊を換算係数Ｇｒで除することによりモータＭＧ３から出力すべきトルク指令Ｔｍ３＊を設定する（ステップＳ２００）。ここで、換算係数Ｇｆは、前輪６２ａ，６２ｂに作用するトルクをリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに換算するための係数であり、換算係数Ｇｒは、後輪６４ａ，６４ｂに作用するトルクをモータＭＧ３に作用するトルクに換算するための係数である。
Tm2*=(Tf*/Gf+Tm1*/ρ)/Ga （３）
Tm3*=Tr*/Gr （４）
モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定すると、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３とに基づいてインバータ４１，４２，４３のトランジスタＴ１〜Ｔ６における各スイッチング周波数Ｆｓｗ１，Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３を設定する（ステップＳ２１０）。スイッチング周波数Ｆｓｗ１，Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３は、実施例では、トルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１とスイッチング周波数Ｆｓｗ１との関係，トルク指令Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ２とスイッチング周波数Ｆｓｗ２との関係，トルク指令Ｔｍ３＊と回転数Ｎｍ３とスイッチング周波数Ｆｓｗ３との関係をそれぞれ予め求めてスイッチング周波数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３とが与えられると各マップから対応するスイッチング周波数Ｆｓｗ１，Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３を導出することにより設定するものとした。スイッチング周波数設定用マップの一例を図７に示す。図示するように、極低回転の領域や高トルクの領域ではローＦｌｏ（例えば、２．５ｋＨｚや１．２５ｋＨｚ）が設定され、それ以外の領域ではハイＦｈｉ（例えば、５ｋＨｚ）が設定されるようマップを定めた。これは、モータが極低回転で駆動されているときにはモータの三相コイルのうちの特定の相にだけ電流が流れ続け、モータが高トルクで駆動されているときには大電流が流れるから、いずれもインバータが過熱しやすくなることに基づく。
スイッチング周波数Ｆｓｗ１，Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３を設定すると、入力したインバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３が周波数切替温度Ｔｒｅｆ（例えば、８０℃）よりも所定温度ΔＴ（例えば、１０℃）だけ低い制限開始温度（＝Ｔｒｅｆ−ΔＴ）未満であるか否かを判定する（ステップＳ２２０，Ｓ２３０）。ここで、周波数切替温度Ｔｒｅｆは、後述するように、インバータ４２，４３の過熱を抑制するためにステップＳ２１０の設定に拘わらずスイッチング周波数Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３を低周波数（ローＦｌｏ）に設定するための閾値であり、インバータ４２，４３の性能やインバータ４２，４３を冷却する図示しない冷却システムの冷却性能などに基づいて定められる。インバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３のいずれもが制限開始温度（＝Ｔｒｅｆ−ΔＴ）未満のときには、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊とスイッチング周波数Ｆｓｗ１，Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３とをモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルク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＊とによって示される運転ポイントでエンジン２２が運転されるよう吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊とスイッチング周波数Ｆｓｗ１，Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３とを受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に見合うトルクがモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３から出力されるようスイッチング周波数Ｆｓｗ１，Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３をもってインバータ４１，４２，４３のトランジスタＴ１〜Ｔ６のスイッチング制御を行なう。インバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３のいずれかが制限開始温度未満でないと判定即ち制限開始温度以上と判定されると、インバータ４２，４３のうち制限開始温度以上となったインバータの過熱を抑制するために図８に例示する過熱抑制処理を実行し（ステップＳ２５０）、各設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。以下、図８の過熱抑制処理について説明する。
過熱抑制処理では、まず、インバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３を調べる（ステップＳ３００）。インバータ温度Ｔｉｎｖ２は制限開始温度（＝Ｔｒｅｆ−ΔＴ）以上であるがインバータ温度Ｔｉｎｖ３は制限開始温度未満であるときには、インバータ温度Ｔｉｎｖ２が周波数切替温度Ｔｒｅｆ未満であるか否か、エンジン２２の運転が停止している最中であるか否か、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１９０で設定されたモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊および回転数Ｎｍ２とモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊および回転数Ｎｍ３とが図９に例示するトルク分配比変更可能領域の範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ３１０〜Ｓ３３０）、いずれもが肯定的な判定のときには前回このルーチンで設定したトルク調整量Ｔαに所定量ΔＴαを加えて新たなトルク調整量Ｔαを設定し（ステップＳ３４０）、次式（５）および（６）に示すように、設定したトルク調整量Ｔαを換算係数Ｇｆ・Ｇａで除したものをトルク指令Ｔｍ２＊から減じてトルク指令Ｔｍ２＊を設定し直すと共に設定したトルク調整量Ｔαを換算係数Ｇｒで除したものをトルク指令Ｔｍ３＊に加えてトルク指令Ｔｍ３＊を設定し直して（ステップＳ３５０）、処理を終了する。一方、ステップＳ３１０〜Ｓ３３０のいずれかが否定的な判定のときには図３の駆動制御ルーチンのステップＳ２１０で設定されたスイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏに設定し直すと共にトルク調整量Ｔαを値０にリセットして（ステップＳ３６０）、処理を終了する。即ち、インバータ温度Ｔｉｎｖ２が周波数切替温度Ｔｒｅｆよりも低い制限開始温度（＝Ｔｒｅｆ−ΔＴ）に達したときには、基本的には、モータＭＧ２から出力するトルクを徐々に小さくすると共にモータＭＧ３から出力するトルクを徐々に大きくすることにより要求トルクＴ＊に対応しながらインバータ４２の負担を減らし、インバータ温度Ｔｉｎｖ２が周波数切替温度Ｔｒｅｆに達したときには、インバータ４２のスイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏとして単位時間あたりのトランジスタＴ１〜Ｔ６のオンオフの回数を減らすことによりインバータ４２の負担を減らして、インバータ４２の過熱を抑制するのである。従って、インバータ４２のスイッチング周波数Ｆｓｗ２に対してモータＭＧ２からのトルクを優先的に制限することになるから、インバータ４２の負担を減らしつつインバータ４２のスイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏとして駆動する頻度を少なくしてスイッチングに伴う電磁騒音を抑制できる。この結果、インバータ４２の過熱の抑制と静粛性とを両立させることができる。モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊および回転数Ｎｍ２とモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊および回転数Ｎｍ３とが図９に例示するトルク分配比変更可能領域の範囲内にないときにスイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏに再設定するのは、モータＭＧ２からのトルクを小さくしてモータＭＧ３からのトルクを大きくする際にインバータ４３に過度の負担を掛けないようにするためである。また、エンジン２２の運転している最中にインバータ温度Ｔｉｎｖ２が制限開始温度以上となったときにスイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏに再設定するのは、エンジン２２の運転音によりインバータ４２のスイッチングによる騒音の影響は小さくなるためである。
Tm2*=Tm2*-Tα/Gf・Ga （５）
Tm3*=Tm3*+Tα/Gr （６）
インバータ温度Ｔｉｎｖ２は制限開始温度（＝Ｔｒｅｆ−ΔＴ）未満であるがインバータ温度Ｔｉｎｖ３は制限開始温度以上であるときには、ステップＳ３１０〜Ｓ３３０の処理と同様に、インバータ温度Ｔｉｎｖ３が周波数切替温度Ｔｒｅｆ未満であるか否か、エンジン２２の運転が停止している最中であるか否か、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊および回転数Ｎｍ２とモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊および回転数Ｎｍ３とがトルク分配比変更可能領域の範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ３７０〜Ｓ３９０）、いずれもが肯定的な判定のときには前回このルーチンで設定したトルク調整量Ｔαに所定量ΔＴαを加えて新たなトルク調整量Ｔαを設定し（ステップＳ４００）、次式（７）および（８）に示すように、設定したトルク調整量Ｔαを換算係数Ｇｆ・Ｇａで除したものをトルク指令Ｔｍ２＊に加えてトルク指令Ｔｍ２＊を設定し直すと共に設定したトルク調整量Ｔαを換算係数Ｇｒで除したものをトルク指令Ｔｍ３＊から減じてトルク指令Ｔｍ３＊を設定し直す（ステップＳ４１０）。ステップＳ３７０〜Ｓ３９０のいずれかが否定的な判定のときには図３の駆動制御ルーチンのステップＳ２１０で設定されたスイッチング周波数Ｆｓｗ３をローＦｌｏに設定し直すと共にトルク調整量Ｔαを値０にリセットして（ステップＳ４２０）、処理を終了する。
Tm2*=Tm2*+Tα/Gf・Ga （７）
Tm3*=Tm3*-Tα/Gr （８）
インバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３のいずれもが制限開始温度（＝Ｔｒｅｆ−ΔＴ）以上であるときには、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ２１０で設定されたスイッチング周波数Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３をいずれもローＦｌｏに設定し直して（ステップＳ４３０）、処理を終了する。インバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３のいずれもが制限開始温度以上のときには、モータＭＧ２とモータＭＧ３とのうち一方のモータのトルクを小さく他方のモータのトルクを大きくすることはできないから、スイッチング周波数Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３を共にローＦｌｏとしてインバータ４２，４３の両方の過熱を抑制するのである。
図１０に、インバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３とモータＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊と車両から出力されるトルク（Ｔ＊）との時間変化の様子を説明する説明図を示す。図示するように、モータＭＧ２を駆動するインバータ４２の温度（インバータ温度Ｔｉｎｖ２）が制限開始温度（＝Ｔｒｅｆ−ΔＴ）に達すると、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を徐々に小さくすると共にその分モータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊を徐々に大きくすることにより要求トルクＴ＊を出力しながらインバータ４２の負担を減らす。これにより、インバータ４２の温度は低下するがモータＭＧ３を駆動するインバータ４３の負担は増えるからインバータ４３の温度（インバータ温度Ｔｉｎｖ３）は上昇し、インバータ温度Ｔｉｎｖ３が制限開始温度に達すると、逆にモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊を徐々に小さくすると共にその分モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を徐々に大きくすることにより要求トルクＴ＊を出力しながらインバータ４３の負担を減らす。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２を駆動するインバータ４２の温度（インバータ温度Ｔｉｎｖ２）が制限開始温度（＝Ｔｒｅｆ−ΔＴ）以上となったときには、モータＭＧ２からのトルクを制限すると共に要求トルクＴ＊が出力されるようインバータ４２，４３を駆動制御し、インバータ温度Ｔｉｎｖ２が周波数切替温度Ｔｒｅｆ以上となったときには、インバータ４２のスイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏに設定すると共に要求トルクＴ＊が出力されるようインバータ４２，４３を駆動制御する。即ち、インバータ４２のスイッチング周波数Ｆｓｗ２の制限に優先してモータＭＧ２からのトルクを制限するから、インバータ４２の負担を減らしながらインバータ４２のトランジスタＴ１〜Ｔ６におけるスイッチング周波数Ｆｓｗ２を小さくする頻度を減らしてスイッチングによる騒音の発生を抑制することができる。この結果、インバータ４２の過熱の抑制と静粛性とを両立させることができる。もとより、要求トルクＴ＊を出力して走行することができる。しかも、モータＭＧ２，ＭＧ３が図９に例示するトルク分配変更可能領域の範囲内で駆動されないときには、モータＭＧ２からのトルクの制限に代えてスイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏに設定するから、インバータ４３の過大な負担を抑制することができる。また、エンジン２２が運転されている最中にはモータＭＧ２からのトルクの制限に代えてスイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏに設定するから、エンジン２２の運転音によりインバータ４２のトランジスタＴ１〜Ｔ６のスイッチングに伴う騒音の影響が小さくなるときには簡易な処理によりインバータ４２の過熱を抑制することができる。もとより、インバータ４３についても同様に処理するから、インバータ４３の過熱の抑制と静粛性とを両立させることができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の動作点（トルクと回転数）に基づいてスイッチング周波数Ｆｓｗ１，Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３を設定するものとしたが、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の動作点に関係なくスイッチング周波数Ｆｓｗ１，Ｆｓｗ２，Ｆｓｗ３を設定するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、温度センサ４２ａ，４３ａに検出されたインバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３に基づいて過熱抑制処理を実行するものとしたが、これに限られず、インバータ４２，４３を流れる電流に基づいて過熱抑制処理を実行するものとしてもよい。例えば、所定時間に亘ってインバータ４２，４３に所定電流以上の電流が流れたか否かにより過熱抑制処理を実行するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、周波数切替温度Ｔｒｅｆや制限開始温度（＝Ｔｒｅｆ−ΔＴ）をインバータ温度Ｔｉｎｖ２とインバータ温度Ｔｉｎｖ３とに対して同一の値を用いるものとしたが、インバータ４２やインバータ４３の特性に基づいて異なる値を用いるものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、図８に例示する過熱抑制処理のステップＳ３１０〜Ｓ３３０において、いずれもが肯定的な判定のときには、インバータ４２により駆動されるモータＭＧ２からのトルクを小さくすると共にモータＭＧ３からのトルクを大きくし、いずれかが否定的な判定のときには、インバータ４２のトランジスタＴ１〜Ｔ６におけるスイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏに設定するものとしたが、スイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏに設定するのに加えてトルク分配比変更可能領域の範囲内でモータＭＧ２からのトルクを小さくすると共にモータＭＧ３からのトルクを大きくするものとしてもよい。勿論、インバータ４３についても同様に処理するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、図８に例示する過熱抑制処理のステップＳ３２０においてエンジン２２が運転されている最中にあるときには、スイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏに設定するものとしたが、スイッチング周波数Ｆｓｗ２をローＦｌｏに設定することなくモータＭＧ２からのトルクを小さくすると共にモータＭＧ３からのトルクを大きくするものとしてもよい。勿論、インバータ４３についても同様に処理するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、図８の過熱抑制処理のステップＳ３４０において、モータＭＧ２からのトルクを徐々に小さくすると共にモータＭＧ３からのトルクを徐々に大きくするものとしたが、モータＭＧ２からのトルクを一度に小さくすると共にモータＭＧ３からのトルクを一度に大きくするものとしてもよい。勿論、インバータ４３についても同様に処理するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、同期発電電動機としてのモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３をインバータ４１，４２，４３により駆動するものとしたが、これに限られず、例えば、直流電動機をチョッパ回路により駆動するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力を前輪６２ａ，６２ｂに出力するものとしたが、エンジン２２からの動力を後輪６４ａ，６４ｂに出力するものとしてもよい。
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を介して前輪６２ａ，６２ｂ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１１の変形例のハイブリッド自動車１２０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１３２と前輪６２ａ，６２ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ１３４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１３０を備えるものとしてもよい。
実施例では、エンジン２２とインバータ４１，４２，４３により駆動されるモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３とを備えるハイブリッド自動車２０に適用して説明したが、ハイブリッド自動車に限られず、図１２の変形例の自動車２２０に例示するように、前輪６２ａ，６２ｂに動力を出力するモータＭ１と後輪６４ａ，６４ｂに動力を出力するモータＭ２とを備え、エンジンを備えないものとしてもよい。
この他、列車などの自動車以外の車両や航空機，船舶などの移動体に搭載することも可能である。
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。
本発明は、自動車産業に利用可能である。
本発明の一実施形態としての動力出力装置を搭載す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。 インバータ４１，４２，４３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。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 動作ラインの一例および目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図である。 スイッチング周波数設定用マップの一例を示す説明図である。 過熱抑制処理の一例を示すフローチャートである。 トルク分配比変更可能領域の一例を示す説明図である。 インバータ温度Ｔｉｎｖ２，Ｔｉｎｖ３とトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊と車両から出力されるトルクの時間変化の様子を示す説明図である。 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。 変形例の自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
符号の説明
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２０ 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）、４１，４２，４３ インバータ、４２ａ，４３ａ 温度センサ、４４，４５，４６ 回転位置検出センサ、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 ギヤ機構、６１，６３ デファレンシャルギヤ、６２ａ，６２ｂ 前輪、６４ａ，６４ｂ 後輪、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、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ １３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３，Ｍ１，Ｍ２ モータ，Ｔ１〜Ｔ６ トランジスタ、Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード。

Claims (9)

  1. 駆動用の動力を出力する動力出力装置であって、
    駆動用の動力を出力可能な複数の電動機と、
    スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチングにより前記複数の電動機を各々駆動する複数の駆動回路と、
    操作者の操作に基づいて要求動力を設定する要求動力設定手段と、
    前記複数の駆動回路のうちのいずれもが正常に機能し得る通常状態にあるときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御し、前記複数の駆動回路のうちのいずれかが正常に機能できない非通常状態にあるときには該非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数と該非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力とのうち該スイッチング周波数に優先して該動力が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する制御手段と
    を備える動力出力装置。
  2. 前記制御手段は、前記複数の駆動回路の温度のうち少なくとも所定の第１温度に達している駆動回路を前記非通常状態にある駆動回路として駆動制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
  3. 前記制御手段は、前記複数の駆動回路の温度のうちのいずれかが前記第１温度に達しているときには該第１温度に達している駆動回路により駆動される電動機からの動力が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御し、前記複数の駆動回路の温度のうちのいずれかが前記第１温度よりも高い所定の第２温度に達しているときには少なくとも該第２温度に達している駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
  4. 前記制御手段は、前記非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力の制限により減少する動力が該非通常状態にない駆動回路により駆動される電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
  5. 前記制御手段は、前記非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力が徐々に小さくなると共に該非通常状態にない駆動回路により駆動される電動機からの動力が徐々に大きくなるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
  6. 前記制御手段は、前記非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力の制限により減少する動力が所定の動力範囲内で前記非通常状態にない駆動回路により駆動される電動機から出力できないときには、少なくとも該非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する手段である請求項４または５記載の動力出力装置。
  7. 請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置であって、
    駆動用の動力を出力する内燃機関を備え、
    前記制御手段は、前記複数の駆動回路のうちのいずれかが前記非通常状態にあるときであって前記内燃機関が運転状態にあるときには、少なくとも該非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する手段である
    動力出力装置。
  8. 請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置を搭載する自動車であって、
    前記複数の電動機は、第１の車輪に動力を出力可能な第１の電動機と、前記第１の車輪とは異なる第２の車輪に動力を出力可能な第２の電動機の少なくとも２つの電動機からなり、
    前記制御手段は、前記第１の電動機を駆動する第１の駆動回路が前記非通常状態にあるときには、該第１の駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数に優先して前記第１の電動機からの動力が制限されると共に該制限により減少した動力が前記第２の電動機から出力されるよう駆動制御する手段である
    自動車。
  9. 駆動用の動力を出力可能な複数の電動機と、スイッチング素子を有し該スイッチング素子のスイッチングにより前記複数の電動機を各々駆動する複数の駆動回路と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）操作者の操作に基づいて要求動力を設定し、
    （ｂ）前記複数の駆動回路のうちのいずれもが正常に機能し得る通常状態にあるときには前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御し、前記複数の駆動回路のうちのいずれかが正常に機能できない非通常状態にあるときには該非通常状態にある駆動回路が有するスイッチング素子のスイッチング周波数と該非通常状態にある駆動回路により駆動される電動機からの動力とのうち該スイッチング周波数に優先して該動力が制限されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記複数の電動機から出力されるよう前記複数の駆動回路を駆動制御する
    動力出力装置の制御方法。
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