JP2007137231A - 動力出力装置およびその制御方法並びに車両 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池などの蓄電装置の入力制限の範囲内および機器の使用制限範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力により近い駆動力を出力する。
【解決手段】バッテリの充放電電力（Ｉｂ・Ｖｂ）がその入力制限Ｗｉｎ未満になるときには、エンジンとモータＭＧ１とを含む回転系にエネルギを蓄えることにより充放電電力が入力制限Ｗｉｎ未満となるのを抑制することができないときであって、モータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２のいずれもが閾値Ｔｍｇｒｅｆ未満であり且つインバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２のいずれもが閾値Ｔｉｎｖｒｅｆ未満であるときに、インバータのスイッチング素子のスイッチングの周波数（キャリア周波数）を通常の周波数より高い周波数とする（Ｓ２００〜Ｓ２６０）。これにより、インバータによるエネルギ消費を大きくして、充放電電力が入力制限Ｗｉｎ未満となるのを抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、電池の蓄電量と電池の温度とに基づいて電池を充電する充電電力の上限値を設定し、その範囲内で制御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、電池の充電電力が設定された上限値を超えないよう二つの電動機を制御している。
特開２００３−２１９５１０号公報

一般に動力出力装置では、駆動軸に要求される要求駆動力を可能な範囲で駆動軸に出力しようとする。そして、駆動力の出力に対する制限要因の一つとしてバッテリの入出力制限が用いられ、この制限要因の範囲内で駆動力を出力するために、内燃機関を含む回転系のエネルギ（回転数を増減することにより入出力されるエネルギ）をも用いることが行なわれている。このように、バッテリの入出力制限の範囲内でより大きな駆動力を出力することが大きな課題の一つとされている。

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、二次電池などの蓄電装置の入力制限の範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力により近い駆動力を出力す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その制御方法並びに車両は、機器の使用制限範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力により近い駆動力を出力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その制御方法並びに車両は、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、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
複数のスイッチング素子をスイッチングすることにより前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
複数のスイッチング素子をスイッチングすることにより前記電動機を駆動する第２駆動手段と、
前記第１駆動手段を介して前記電力動力入出力手段と電力のやりとりが可能で前記第２駆動手段を介して前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充電する電力の上限値である入力制限を設定する入力制限設定手段と、
前記蓄電手段を充電する充電電力を検出する充電電力検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関の回転数変化を伴って前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記第１駆動手段および前記第２駆動手段のスイッチング素子の通常の周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、該制御の最中に前記検出された充電電力が前記設定された入力制限を超えるときには前記第１駆動手段および／または前記第２駆動手段のスイッチング素子の前記通常の周波数より高い周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを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、内燃機関の回転数変化を伴って駆動軸に要求される要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関を運転制御すると共に第１駆動手段と第２駆動手段のスイッチング素子の通常の周波数を用いたスイッチングを伴って電力動力入出力手段と電動機とを制御する。そして、こうした制御の最中に蓄電手段を充電する充電電力が蓄電手段を充電する電力の上限値である入力制限を超えるときには第１駆動手段や第２駆動手段のスイッチング素子の周波数を通常の周波数より高い周波数を用いてスイッチングを行なって電力動力入出力手段と電動機とを制御する。スイッチング素子の周波数を高くすることにより、第１駆動手段や第２駆動手段での電力消費を大きくし、これにより、駆動軸に出力する駆動力の変更を小さくして蓄電手段の充電電力が入力制限を超えるのを抑制するのである。この結果、蓄電手段の入力制限の範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力により近い駆動力を出力することができる。

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、前記設定された入力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう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、入力制限を超える充電電力による蓄電手段の充電を抑制することができ、蓄電手段の劣化を抑制することができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記第１駆動手段および／または前記第２駆動手段の温度である駆動手段温度を検出する駆動手段温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出された駆動手段温度が所定の駆動手段温度以上のときには、前記検出された充電電力が前記設定された入力制限を超えるときでも前記通常の周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機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、第１駆動手段や第２駆動手段が高温になることによって生じる破損を抑制することができる。即ち、機器の使用制限範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力により近い駆動力を出力することができる。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段および／または前記電動機の温度である機器温度を検出する機器温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出された機器温度が所定の機器温度以上のときには、前記検出された充電電力が前記設定された入力制限を超えるときでも前記通常の周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機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、電力動力入出力手段や電動機が高温になることによって生じる破損を抑制することができる。即ち、機器の使用制限範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力により近い駆動力を出力することができる。

あるいは、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数の増減により入出力される動力を用いて前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう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、内燃機関を含む回転系の回転数を増減することにより入出力されるエネルギを用いて駆動軸に要求駆動力を出力することができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸を有し該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と、前記回転軸に動力を入出力する発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。

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、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、複数のスイッチング素子をスイッチングすることにより前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、複数のスイッチング素子をスイッチングすることにより前記電動機を駆動する第２駆動手段と、前記第１駆動手段を介して前記電力動力入出力手段と電力のやりとりが可能で前記第２駆動手段を介して前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段を充電する電力の上限値である入力制限を設定する入力制限設定手段と、前記蓄電手段を充電する充電電力を検出する充電電力検出手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記内燃機関の回転数変化を伴って前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記第１駆動手段および前記第２駆動手段のスイッチング素子の通常の周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、該制御の最中に前記検出された充電電力が前記設定された入力制限を超えるときには前記第１駆動手段および／または前記第２駆動手段のスイッチング素子の前記通常の周波数より高い周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機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ものとすることもできる。

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、駆動軸に出力する駆動力の変更を小さくして蓄電手段の充電電力が入力制限を超えるのを抑制することができる効果や蓄電手段の入力制限の範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力により近い駆動力を出力することができる効果、機器の使用制限範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力により近い駆動力を出力す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。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、複数のスイッチング素子をスイッチングすることにより前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、複数のスイッチング素子をスイッチングすることにより前記電動機を駆動する第２駆動手段と、前記第１駆動手段を介して前記電力動力入出力手段と電力のやりとりが可能で前記第２駆動手段を介して前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関の回転数変化を伴って駆動軸に要求される要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記第１駆動手段および前記第２駆動手段のスイッチング素子の通常の周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、該制御の最中に前記蓄電手段を充電する充電電力が該蓄電手段を充電する電力の上限値である入力制限を超えるときには前記第１駆動手段および／または前記第２駆動手段のスイッチング素子の前記通常の周波数より高い周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを特徴とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関の回転数変化を伴って駆動軸に要求される要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関を運転制御すると共に第１駆動手段と第２駆動手段のスイッチング素子の通常の周波数を用いたスイッチングを伴って電力動力入出力手段と電動機とを制御する。そして、こうした制御の最中に蓄電手段を充電する充電電力が蓄電手段を充電する電力の上限値である入力制限を超えるときには第１駆動手段や第２駆動手段のスイッチング素子の周波数を通常の周波数より高い周波数を用いてスイッチングを行なって電力動力入出力手段と電動機とを制御する。スイッチング素子の周波数を高くすることにより、第１駆動手段や第２駆動手段での電力消費を大きくし、これにより、駆動軸に出力する駆動力の変更を最小限として蓄電手段の充電電力が入力制限を超えるのを抑制するのである。この結果、蓄電装置の入力制限の範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力により近い駆動力を出力することができる。

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、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に取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２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６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２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、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，モータＭＧ１，ＭＧ２に取り付けられた温度センサ４６ａ，４６ｂからのモータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２，インバータ４１，４２に取り付けられた温度センサ４７ａ，４７ｂからのインバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２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電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂ，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。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。

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、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（例えば数ｍｓｅｃ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の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２，インバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２，電池電圧Ｖｂ，充放電電流Ｉｂ，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、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計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。モータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２やインバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２は、温度センサ４６ａ，４６ｂや温度センサ４７ａ，４７ｂにより検出されるモータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２やインバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２をモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。電池電圧Ｖｂや充放電電流Ｉｂは、電圧センサ５１ａや電流センサ５１ｂにより検出される電池電圧Ｖｂや充放電電流ＩｂをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ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。

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３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。充放電要求パワーＰｂ＊の符号をバッテリ５０を放電するときを正とすれば、要求パワーＰｅ＊は、充放電要求パワーＰｂ＊にマイナス１を乗じたものを加えたものとして計算される。

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）。ここで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊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＊とに基づいて設定される。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４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。

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、モータＭＧ１から出力するトルクＴｍ１が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとモータＭＧ２から出力するトルクＴｍ２がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとの和が要求トルクＴｒ＊に一致する条件である次式（１）と、モータＭＧ１による発電電力（消費電力）とモータＭＧ２による消費電力（発電電力）の和がバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる条件である式（２）と、をトルクＴｍ１について解いてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘに置き換えて得られる式（３），（４）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１３０）、エンジン２２の回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊とするためのフィードバックの関係式としての式（５）によりモータＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを計算し（ステップＳ１４０）、計算した仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを計算したトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの範囲で制限して得られる値をモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定する（ステップＳ１５０）。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５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。Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力したときにこのトルク出力によりリングギヤ軸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。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。式（１）中のρは動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）であり、式（５）中のｋ１は比例項のゲインであり、同式（５）中のｋ２は積分項のゲインである。

-Tm1/ρ+Tm2・Gr=Tr* (1)
Win≦Tm1・Nm1+Tm2・Nm2≦Wout (2)
Tm1min=(Gr・Win-Tr*・Nm2)/(Gr・Nm1+Nm2/ρ) (3)
Tm1max=(Gr・Wout-Tr*・Nm2)/(Gr・Nm1+Nm2/ρ) (4)
Tm1tmp=k1・(Ne*-Ne)+k2・∫(Ne*-Ne)dt (5)

いま、ステップＳ１４０で計算した仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐがトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの範囲内であるとしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が設定された場合を考える。この場合、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊はエンジン２２の回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊にするよう設定されたトルクとなるから、このトルク指令Ｔｍ１＊をモータＭＧ１から出力することにより、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転するよう運転することができる。次に、計算した仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐがトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの範囲外となることによりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限されることによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が設定された場合を考える。この場合、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊はエンジン２２の回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊にするよう設定されたトルクとは異なるトルクとなるため、このトルク指令Ｔｍ１＊をモータＭＧ１から出力すると、エンジン２２は目標回転数Ｎｅ＊とは異なる回転数で運転することになる。仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐがトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎで制限されてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎがトルク指令Ｔｍ１＊として設定されたときには、図５の共線図におけるトルクＴｍ１の大きさが小さくされるから、エンジン２２の回転数Ｎｅは目標回転数Ｎｅ＊を超えて増加することになり、仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐがトルク制限Ｔｍ１ｍａｘで制限されてトルク制限Ｔｍ１ｍａｘがトルク指令Ｔｍ１＊として設定されたときには、図５の共線図におけるトルクＴｍ１の大きさが大きくされるから、エンジン２２の回転数Ｎｅは目標回転数Ｎｅ＊を超えて減少する。実施例では、このようにエンジン２２の回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊を超えて増減することにより、エンジン２２とモータＭＧ１とを含む回転系からエネルギを取り出したり逆にエネルギを蓄えたりしてリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力しようとするのである。

続いて、設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（５）の左辺のＴｍ１ｔｍｐに置き換えて逆算することにより得られる目標回転数Ｎｅ＊を逆算回転数Ｎｅｂとして求め（ステップＳ１６０）、計算した逆算回転数Ｎｅｂをエンジン２２の上下限回転数Ｎｅｍｉｎ，Ｎｅｍａｘと比較し（ステップＳ１７０）、逆算回転数Ｎｅｂが下限回転数Ｎｅｍｉｎ未満のときにはエンジン２２の回転数Ｎｅが下限回転数Ｎｅｍｉｎとなるよう上述の式（５）の目標回転数Ｎｅ＊を下限回転数Ｎｅｍｉｎに置き換えた式を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を再設定し（ステップＳ１８０）、逆算回転数Ｎｅｂが上限回転数Ｎｅｍａｘを超えているときにはエンジン２２の回転数Ｎｅが上限回転数Ｎｅｍａｘとなるよう上述の式（５）の目標回転数Ｎｅ＊を上限回転数Ｎｅｍａｘに置き換えた式を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を再設定する（ステップＳ１９０）。ここで、逆算回転数Ｎｅｂは、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるよう計算したトルク指令Ｔｍ１＊をモータＭＧ１から出力したときにエンジン２２の回転数Ｎｅの目標値となる回転数となる。また、エンジン２２の上下限回転数Ｎｅｍｉｎ，Ｎｅｍａｘは、実施例ではエンジン２２の性能上の上限回転数と下限回転数を用いた。従って、逆算回転数Ｎｅｂが上下限回転数Ｎｅｍｉｎ，Ｎｅｍａｘの範囲内であるときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを上下限回転数Ｎｅｍｉｎ，Ｎｅｍａｘの範囲とすると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２とモータＭＧ１とを含む回転系とのエネルギの入出力を伴ってリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力することが可能であると判断することができ、逆算回転数Ｎｅｂが上下限回転数Ｎｅｍｉｎ，Ｎｅｍａｘの範囲外であるときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを上下限回転数Ｎｅｍｉｎ，Ｎｅｍａｘの範囲とすると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２とモータＭＧ１とを含む回転系とのエネルギの入出力を伴ってもリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力することは可能でないと判断することができる。このように、可能でないと判断されたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが上下限回転数Ｎｅｍｉｎ，Ｎｅｍａｘの範囲内となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を再設定するのである。

次に、充放電電流Ｉｂと電池電圧Ｖｂとの積、即ちバッテリ５０を充放電する充放電電力Ｐｂをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎと比較し（ステップＳ２００）、充放電電力Ｐｂが入力制限Ｗｉｎ以上のときにはインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチングの周波数（キャリア周波数）を通常の周波数となるよう設定し（ステップＳ２１０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したモータ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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（６）および式（７）により計算すると共に（ステップＳ２７０）、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（８）により計算し（ステップＳ２８０）、計算したトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ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Ｓ２９０）。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（８）は、前述した図５の共線図から容易に導き出すことができる。上述したように、逆算回転数Ｎｅｂが上下限回転数Ｎｅｍｉｎ，Ｎｅｍａｘの範囲内であるときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを上下限回転数Ｎｅｍｉｎ，Ｎｅｍａｘの範囲とすると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力することが可能であるため、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐがトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘによって制限されることなく仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐがモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定されることになる。従って、逆算回転数Ｎｅｂが上下限回転数Ｎｅｍｉｎ，Ｎｅｍａｘの範囲内であるときには、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをそのままモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定する処理としてもよい。

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (8)

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Ｓ３００）、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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，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、設定されたキャリア周波数を用いてトルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ステップＳ２００で、充放電電力Ｐｂ（Ｉｂ・Ｖｂ）がバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ未満のときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが上限回転数Ｎｅｍａｘから電力調整用回転数ΔＮを減じた値より大きいか否かを判定し（ステップＳ２２０）、エンジン２２の回転数Ｎｅがこの値以下のときには、設定されているトルク指令Ｔｍ１＊から電力調整用トルクΔＴを減じた値をモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として再設定し（ステップＳ２３０）、ステップＳ２７０以降の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。ここで、電力調整用回転数ΔＮは、エンジン２２とモータＭＧ１とを含む回転系からエネルギを取り出したり逆にエネルギを蓄えたりするのに実効のある最小の回転数近傍の回転数として設定されるものであり、１００ｒｐｍや３００ｒｐｍ，５００ｒｐｍなどを用いることができる。また、電力調整用トルクΔＴは、エンジン２２の回転数Ｎｅを電力調整用回転数ΔＮだけ急変させるのに必要なトルクとして設定されており、実験などにより定めることができる。従って、エンジン２２の回転数Ｎｅが上限回転数Ｎｅｍａｘから電力調整用回転数ΔＮを減じた値以下のときにトルク指令Ｔｍ１＊を電力調整用トルクΔＴだけ小さなトルクに再設定することにより、エンジン２２の回転数Ｎｅを急増させ、エンジン２２とモータＭＧ１とを含む回転系にエネルギを蓄え、これにより、充放電電力Ｐｂが入力制限Ｗｉｎ未満となるのを抑制するのである。

ステップＳ２００で充放電電力Ｐｂ（Ｉｂ・Ｖｂ）がバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ未満であると判定され、且つ、ステップＳ２２０でエンジン２２の回転数Ｎｅが上限回転数Ｎｅｍａｘから電力調整用回転数ΔＮを減じた値より大きいと判定されたときには、エンジン２２とモータＭＧ１とを含む回転系にエネルギを蓄えることにより充放電電力Ｐｂが入力制限Ｗｉｎ未満となるのを抑制することはできないと判断し、モータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２が閾値Ｔｍｇｒｅｆ未満であるか否かを判定すると共に（ステップＳ２４０）、インバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２が閾値Ｔｉｎｖｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。ここで、閾値Ｔｍｇｒｅｆは、モータＭＧ１やモータＭＧ２の駆動制限が行なわれる上限温度より若干低い温度として設定されており、モータＭＧ１やモータＭＧ２の特性により定めることができる。また、閾値Ｔｉｎｖｒｅｆは、インバータ４１，４２の作動が保証される上限温度より若干低い温度として設定されており、インバータ４１，４２の特性により定めることができる。モータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２のいずれもが閾値Ｔｍｇｒｅｆ未満であり、且つ、インバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２のいずれもが閾値Ｔｉｎｖｒｅｆ未満であるときには、インバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチングの周波数（キャリア周波数）を通常の周波数より高い周波数となるよう設定し（ステップＳ２６０）、ステップＳ２７０以降の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。このように、キャリア周波数を設定すると、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は設定された通常の周波数より高い周波数のキャリア周波数を用いてトルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうから、インバータ４１，４２によるエネルギ消費を大きくすることができる。実施例では、インバータ４１，４２のエネルギ消費を大きくすることにより、充放電電力Ｐｂが入力制限Ｗｉｎ未満となるのを抑制するのである。

なお、モータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２いずれかが閾値Ｔｍｇｒｅｆ以上であったり、インバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２のいずれかが閾値Ｔｉｎｖｒｅｆ以上であるときには、インバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチングの周波数（キャリア周波数）を通常の周波数となるよう設定し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２７０以降の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。インバータ４１，４２によるエネルギ消費を大きくすることによってそれ以上の温度になるのを抑制するためである。

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の充放電電力Ｐｂがその入力制限Ｗｉｎ未満になるときには、インバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチングの周波数（キャリア周波数）を通常の周波数より高い周波数として制御することにより、インバータ４１，４２によるエネルギ消費を大きくして、充放電電力Ｐｂが入力制限Ｗｉｎ未満となるのを抑制することができる。しかも、こうしたキャリア周波数を高くする制御は、エンジン２２とモータＭＧ１とを含む回転系にエネルギを蓄えることにより充放電電力Ｐｂが入力制限Ｗｉｎ未満となるのを抑制することができないときに行なうから、車両のエネルギ効率を高く保持することができる。また、こうしたキャリア周波数を高くする制御は、モータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２のいずれもが閾値Ｔｍｇｒｅｆ未満であり且つインバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２のいずれもが閾値Ｔｉｎｖｒｅｆ未満であるときにだけ行なうから、モータＭＧ１，ＭＧ２が高温になって駆動制限されたり、インバータ４１，４２が高温になって作動制限されるのを抑制することができる。もとより、要求トルクＴｒ＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂがその入力制限Ｗｉｎ未満になるときにキャリア周波数を高くする制御を、モータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２のいずれもが閾値Ｔｍｇｒｅｆ未満であり且つインバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２のいずれもが閾値Ｔｉｎｖｒｅｆ未満であるときにだけ行なうものとしたが、モータＭＧ１系のモータ温度Ｔｍｇ１，インバータ温度Ｔｉｎｖ１のいずれもが閾値未満であるがモータＭＧ２系のモータ温度Ｔｍｇ１，インバータ温度Ｔｉｎｖ１のいずれかが閾値以上のときには、インバータ４１のキャリア周波数だけを高くするものとしてもよく、逆にモータＭＧ１系のモータ温度Ｔｍｇ１，インバータ温度Ｔｉｎｖ１のいずれかが閾値以上であるがモータＭＧ２系のモータ温度Ｔｍｇ１，インバータ温度Ｔｉｎｖ１のいずれもが閾値未満のときには、インバータ４２のキャリア周波数だけを高くするものとしてもよい。また、モータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２に拘わらず、インバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２だけに基づいてキャリア周波数を高くするものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂがその入力制限Ｗｉｎ未満になるときにキャリア周波数を高くする制御を、エンジン２２とモータＭＧ１とを含む回転系にエネルギを蓄えることにより充放電電力Ｐｂが入力制限Ｗｉｎ未満となるのを抑制することができないときに行なうものとしたが、エンジン２２とモータＭＧ１とを含む回転系にエネルギを蓄えることができるか否かに拘わらずにキャリア周波数を高くするものとしても差し支えない。

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６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６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。

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７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、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動力出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動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。

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、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。

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。 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。 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。 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。

符号の説明

２０，１２０，２２０ 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、４６ａ，４６ｂ 温度センサ、４７ａ，４７ｂ 温度センサ、５０ バッテリ、５１ａ 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、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (8)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
   複数のスイッチング素子をスイッチングすることにより前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   複数のスイッチング素子をスイッチングすることにより前記電動機を駆動する第２駆動手段と、
   前記第１駆動手段を介して前記電力動力入出力手段と電力のやりとりが可能で前記第２駆動手段を介して前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   前記蓄電手段を充電する電力の上限値である入力制限を設定する入力制限設定手段と、
   前記蓄電手段を充電する充電電力を検出する充電電力検出手段と、
   前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   前記内燃機関の回転数変化を伴って前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記第１駆動手段および前記第２駆動手段のスイッチング素子の通常の周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、該制御の最中に前記検出された充電電力が前記設定された入力制限を超えるときには前記第１駆動手段および／または前記第２駆動手段のスイッチング素子の前記通常の周波数より高い周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを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、前記設定された入力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 請求項１または２記載の動力出力装置であって、
   前記第１駆動手段および／または前記第２駆動手段の温度である駆動手段温度を検出する駆動手段温度検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出された駆動手段温度が所定の駆動手段温度以上のときには、前記検出された充電電力が前記設定された入力制限を超えるときでも前記通常の周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である
   動力出力装置。
4. 請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置であって、
   前記電力動力入出力手段および／または前記電動機の温度である機器温度を検出する機器温度検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出された機器温度が所定の機器温度以上のときには、前記検出された充電電力が前記設定された入力制限を超えるときでも前記通常の周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である
   動力出力装置。
5. 前記制御手段は、前記内燃機関の回転数の増減により入出力される動力を用いて前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう制御する手段である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
6. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸を有し該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と、前記回転軸に動力を入出力する発電機と、を備え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。
7. 請求項１ないし６いずれか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。
8. 内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、複数のスイッチング素子をスイッチングすることにより前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、複数のスイッチング素子をスイッチングすることにより前記電動機を駆動する第２駆動手段と、前記第１駆動手段を介して前記電力動力入出力手段と電力のやりとりが可能で前記第２駆動手段を介して前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
   前記内燃機関の回転数変化を伴って駆動軸に要求される要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記第１駆動手段および前記第２駆動手段のスイッチング素子の通常の周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、該制御の最中に前記蓄電手段を充電する充電電力が該蓄電手段を充電する電力の上限値である入力制限を超えるときには前記第１駆動手段および／または前記第２駆動手段のスイッチング素子の前記通常の周波数より高い周波数を用いたスイッチングを伴って前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
   ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
   

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