JP2007137373A - 動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリを遮断して走行する際に駆動軸に要求される要求トルクに迅速に滞欧する。
【解決手段】遊星歯車機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤに第１モータ，エンジン，第２モータおよび駆動軸が接続されると共に二つのモータにインバータを介してバッテリが接続されたハイブリッド車において、バッテリが遮断されたときには、エンジンが目標回転数Ｎｅ＊で回転するようフィードバック制御し（Ｓ１３０，１４０）、エンジンの目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差が所定値Ｎ１以上のときにはインバータをゲート遮断し（Ｓ１６０）、偏差が所定値Ｎ１未満となると、要求トルクＴｒ＊が駆動軸に出力されるようインバータを制御する（Ｓ１９０〜Ｓ２１０）。これにより、第１モータの逆起電力の消費を抑制してエンジンの回転数Ｎｅを迅速に上昇させることができるから、要求トルクＴｒ＊に迅速に対応することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載し車軸が前記駆動軸に接続されて走行する車両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、エンジンのクランクシャフトに接続されたプラネタリギヤの回転要素に発電機と電動機とが接続されると共に発電機および電動機のインバータにリレーを介してバッテリが接続された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、バッテリに故障が生じたときに、リレーをオフしてインバータからバッテリを遮断し、設定された目標回転数でエンジンが運転されるようフィードバック制御すると共にエンジンの運転に伴って発電機により生じた逆起電力を電動機により消費することにより、発電エネルギと消費エネルギとをバランスさせてバッテリを遮断した状態で駆動軸に動力を出力することができるとしている。
特開２００３−２０４６０６号公報

上述したタイプの動力出力装置では、発電機による発電エネルギと電動機による消費エネルギとをバランスさせることによりバッテリを遮断した状態で駆動軸に動力を出力することができるもの、発電機の回転に伴って生じる逆起電力はエンジンの回転数に依存するから、過渡時などでエンジンの回転数が低いときには十分な動力を駆動軸に出力することができない。したがって、エンジンの回転数はできる限り迅速に目標回転数まで上昇させることが望ましいが、発電機の逆起電力を消費する機器（電動機を含む）の状態によっては発電機の逆起トルクが大きくなってエンジンの回転数の上昇に遅れが生じる。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、蓄電手段を遮断した状態で走行する際に駆動軸に要求される動力に迅速に対応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これを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、蓄電手段を遮断した状態で走行する際に電力動力入出力手段や電動機の駆動回路を適正に駆動できる状態に迅速に移行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車両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。

本発明の第１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、
該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により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能で該内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、
前記第１の駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、
充放電可能な蓄電手段と、
前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記接続遮断手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記検出される内燃機関の回転数が目標回転数となるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記検出された内燃機関の回転数が前記目標回転数よりも低い低回転数域にあるときには前記検出される内燃機関の回転数が該目標回転数近傍に至るまで前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する遮断時制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の動力出力装置では、駆動軸に要求される要求動力を設定し、内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能で内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路および駆動軸に動力を入出力可能な電動機を駆動する第２駆動回路の電力母線から蓄電手段が遮断されたとき、内燃機関の回転数が目標回転数となるよう内燃機関を運転制御すると共に設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御し、内燃機関の回転数が目標回転数よりも低い低回転数域にあるときには内燃機関の回転数が目標回転数近傍に至るまで第１駆動回路と第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する。したがって、内燃機関の運転に伴って生じる電力動力入出力手段の逆起電圧の消費を抑制することができるから、内燃機関の回転数の上昇を迅速に行なうことができる。この結果、蓄電手段を遮断した状態で走行する際に電力動力入出力手段や電動機の駆動回路を適正に駆動できる状態に迅速に移行することができる。また、要求動力に迅速に対応することができる。ここで、「電気機器」には、電力動力入出力手段で生じる逆起電圧に基づく電力を消費可能な機器が含まれる。

本発明の第２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、
該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により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能で該内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、
前記第１の駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、
充放電可能な蓄電手段と、
前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、
前記電力母線間の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記接続遮断手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記検出される電力母線間の電圧が目標電圧となると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記検出された電力母線間の電圧が前記目標電圧よりも低い低電圧域にあるときには前記検出される電圧が該目標電圧近傍に至るまで前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する遮断時制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の動力出力装置では、駆動軸に要求される要求動力を設定し、内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能で内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路および駆動軸に動力を入出力可能な電動機を駆動する第２駆動回路の電力母線から蓄電手段が遮断されたとき、内燃機関の回転数が目標回転数となるよう内燃機関を運転制御すると共に設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御し、内燃機関の回転数が目標回転数よりも低い低回転数域にあるときには内燃機関の回転数が目標回転数近傍に至るまで第１駆動回路と第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する。したがって、内燃機関の運転に伴って生じる電力動力入出力手段の逆起電圧の消費を抑制することができるから、電力動力入出力手段や電動機の駆動回路の電圧の上昇を迅速に行なうことができる。この結果、蓄電手段を遮断した状態で走行する際に電力動力入出力手段や電動機の駆動回路を適正に駆動できる状態に迅速に移行することができる。また、要求動力に迅速に対応することができる。ここで、「電気機器」には、電力動力入出力手段で生じる逆起電圧に基づく電力を消費可能な機器が含まれる。

こうした本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記遮断時制御手段は、前記少なくとも一つの機器の駆動の制限として前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の駆動を制限する手段であるものとすることもできる。この場合、前記遮断時制御手段は、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路をゲート遮断する手段であるものとすることもできる。これらの態様の本発明の第１または第２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前記電動機よりも低い電圧で作動する低電圧系と、前記電力動力入出力手段からの発電電力を電圧変換して前記低電圧系に供給可能な電圧変換手段と、を備え、前記遮断時制御手段は、前記少なくとも一つの機器の駆動の制限として前記電圧変換手段の駆動を制限する手段であるものとすることもできる。ここで、「電圧変換手段」は、ＤＣ／ＤＣコンバータが含まれる。この場合、前記遮断時制御手段は、前記電圧変換手段の駆動を停止する手段であるものとすることもできる。また、これらの場合、前記遮断時制御手段は、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の駆動の制限を前記電圧変換手段の駆動の制限に優先して実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、低電圧系の電圧低下を抑制することができる。

本発明の第１または第２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と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。

本発明の車両は、
上述した各態様のいずれかの本発明の第１または第２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、該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により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能で該内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、前記第１の駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、充放電可能な蓄電手段と、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記接続遮断手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線から前記蓄電手段が遮断されたとき前記検出される内燃機関の回転数が目標回転数となるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し前記検出された内燃機関の回転数が前記目標回転数よりも低い低回転数域にあるときには前記検出される内燃機関の回転数が該目標回転数近傍に至るまで前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する遮断時制御手段とを備える第１の動力出力装置、または、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、該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により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能で該内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、前記第１の駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、充放電可能な蓄電手段と、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、前記電力母線間の電圧を検出する電圧検出手段と、前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記接続遮断手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線から前記蓄電手段が遮断されたとき前記検出される電力母線間の電圧が目標電圧となると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し前記検出された電力母線間の電圧が前記目標電圧よりも低い低電圧域にあるときには前記検出される電圧が該目標電圧近傍に至るまで前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する遮断時制御手段とを備える第２の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されて走行する
ことを要旨とする。

この本発明の車両では、上述した各態様のいずれかの本発明の第１または第２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、蓄電手段を遮断した状態で走行する際に電力動力入出力手段や電動機の駆動回路を適正に駆動できる状態に迅速に移行することができる効果や要求動力に迅速に対応することができる効果などを奏することができる。

本発明の第１の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能で該内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、前記第１の駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、充放電可能な蓄電手段と、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記接続遮断手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記内燃機関の回転数が目標回転数となるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記内燃機関の回転数が前記目標回転数よりも低い低回転数域にあるときには該内燃機関の回転数が該目標回転数近傍に至るまで前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する
ことを要旨とする。

この本発明の第１の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸に要求される要求動力を設定し、内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能で内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路および駆動軸に動力を入出力可能な電動機を駆動する第２駆動回路の電力母線から蓄電手段が遮断されたとき、内燃機関の回転数が目標回転数となるよう内燃機関を運転制御すると共に設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御し、内燃機関の回転数が目標回転数よりも低い低回転数域にあるときには内燃機関の回転数が目標回転数近傍に至るまで第１駆動回路と第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する。したがって、内燃機関の運転に伴って生じる電力動力入出力手段の逆起電圧の消費を抑制することができるから、内燃機関の回転数の上昇を迅速に行なうことができる。この結果、蓄電手段を遮断した状態で走行する際に電力動力入出力手段や電動機の駆動回路を適正に駆動できる状態に迅速に移行することができる。また、要求動力に迅速に対応することができる。

本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能で該内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、前記第１の駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、充放電可能な蓄電手段と、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記接続遮断手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記電力母線間の電圧が目標電圧となると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記電力母線間の電圧が前記目標電圧よりも低い低電圧域にあるときには該電力母線間の電圧が該目標電圧近傍に至るまで前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する
ことを要旨とする。

この本発明の第２の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸に要求される要求動力を設定し、内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能で内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路および駆動軸に動力を入出力可能な電動機を駆動する第２駆動回路の電力母線から蓄電手段が遮断されたとき、内燃機関の回転数が目標回転数となるよう内燃機関を運転制御すると共に設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御し、内燃機関の回転数が目標回転数よりも低い低回転数域にあるときには内燃機関の回転数が目標回転数近傍に至るまで第１駆動回路と第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する。したがって、内燃機関の運転に伴って生じる電力動力入出力手段の逆起電圧の消費を抑制することができるから、電力動力入出力手段や電動機の駆動回路の電圧の上昇を迅速に行なうことができる。この結果、蓄電手段を遮断した状態で走行する際に電力動力入出力手段や電動機の駆動回路を適正に駆動できる状態に迅速に移行することができる。また、要求動力に迅速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、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〜Ｔ２６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１４ａと負極母線１４ｂ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。

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。なお、リアクトルＬと負極母線５４ｂとには平滑用のコンデンサ５７が接続されると共にＤＣ／ＤＣコンバータ６６を介して補機（図示せず）に電力を供給可能な低圧バッテリ６８が接続されている。

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に取り付けられた温度センサ５１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、コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５８からのコンデンサ電圧Ｖｃ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、システムメインリレー５６への駆動信号や昇圧回路５５のスイッチング素子へのスイッチング制御信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６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。

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、特に、バッテリ５０に異常が生じるなどしてシステムメインリレー５６をオフしてインバータ４１，４２からバッテリ５０を遮断した状態で走行する際の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるバッテリ遮断時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、インバータ４１，４２からバッテリ５０が遮断されたときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

バッテリ遮断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、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，電圧センサ５８からのコンデンサ電圧Ｖｃなどの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、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられた図示しない回転数センサにより検出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。

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＊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４に要求トルク設定用マップの一例を示す。

続いて、コンデンサ５７の目標電圧Ｖｃ＊を設定する（ステップＳ１２０）。図５に、コンデンサ電圧ＶｃとモータＭＧ１の回転数およびトルクとの関係の一例を示す。図示するように、コンデンサ電圧Ｖｃの高低によってモータＭＧ１が回生できるパワー（発電電力）が決まることが解る。モータＭＧ２はモータＭＧ１の発電電力を消費してトルクを出力するから、コンデンサ電圧Ｖｃは駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができるトルクの領域を定めるものとなる。実施例では、目標電圧Ｖｃ＊は、要求トルクＴｒ＊が大きいほど目標電圧Ｖｃ＊が高くなる傾向に要求トルクＴｒ＊と目標電圧Ｖｃ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、要求トルクＴｒ＊が与えられるとマップから対応する目標電圧Ｖｃ＊を導出して設定するものとした。勿論、目標電圧Ｖｃ＊に要求トルクＴｒ＊に拘わらず所定値を設定するものとしても構わない。

そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１３０）。ここで、目標回転数Ｎｅ＊の設定は、例えば、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１によってモータＭＧ１で発生する逆起電圧が一義的に決まりこれがコンデンサ５７に作用することから、コンデンサ５７の目標電圧Ｖｃ＊に基づいてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｍ１＊と車速Ｖと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（１）によりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を計算して設定することにより行なうことができる。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６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、図６の共線図を用いて容易に導き出すことができる。なお、図６中のＲ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で運転している状態でモータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１＊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。

Ne*＝Nm1*・ρ/(1+ρ)＋(Nm2/Gr)/(1+ρ) (1)

エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとに基づいて次式（２）によりエンジン２２から出力すべき目標トルクＴｅ＊を設定すると共に設定した目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１４０）。ここで、式（２）は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊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、「ｋ１」は比例項のゲインを示し、「ｋ２」は積分項のゲインを示す。なお、目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が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。

Te*＝k1(Ne-Ne*)＋k2 ∫(Ne-Ne*)dt (2)

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）と所定値Ｎ１とを比較する（ステップＳ１５０）。ここで、所定値Ｎ１は、モータＭＧ１やモータＭＧ２から十分なトルクを出力できるよう例えば５００ｒｐｍなどのように値０近傍の値として定められている。偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）が所定値Ｎ１以上のときには、モータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２をゲート遮断して（ステップＳ１６０）、目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）と所定値Ｎ２とを比較し（ステップＳ１７０）、偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）が所定値Ｎ２以上と判定されると、更にＤＣ／ＤＣコンバータ６６を停止して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了し、偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）が所定値Ｎ２未満と判定されると、低圧バッテリ６８に要求される電力に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ６６の出力電圧Ｖｏｕｔを設定すると共に（ステップＳ２２０）、設定した出力電圧ＶｏｕｔでＤＣ／ＤＣコンバータ６６を駆動制御して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定値Ｎ２は、所定値Ｎ１よりも大きな値、例えば１０００ｒｐｍや１５００ｒｐｍなどのように定められている。したがって、インバータ４１，４２のゲート遮断がＤＣ／ＤＣコンバータ６６の停止に優先して実行されることになる。このように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２をゲート遮断したりＤＣ／ＤＣコンバータ６６を停止することにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊に向けて上昇するまでの過渡時にモータＭＧ１の逆起電力が消費されてしまうのを抑制してモータＭＧ１の逆起トルクが大きくなるのを抑え、エンジン２２の回転数Ｎｅの上昇を促進しているのである。これにより、エンジン２２の回転数ＮｅをモータＭＧ１，ＭＧ２から十分なトルクを出力することができる状態に迅速に移行させることができるから、より迅速に要求トルクＴｒ＊に対応することができる。また、インバータ４１，４２のゲート遮断をＤＣ／ＤＣコンバータ６６の停止に優先して実行するのは、低電圧系の電圧低下を抑制して、低圧バッテリ６８の上がりや補機の作動不良を回避するためである。

ステップＳ１５０で目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）が所定値Ｎ１未満と判定されると、モータＭＧ１やモータＭＧ２から十分なトルクを出力することができる状態にあると判断して、コンデンサ電圧Ｖｃと目標電圧Ｖｃ＊とに基づいて次式（３）によりコンデンサ５７に入出力すべき電力としての入出力制限Ｗｉｏを設定する（ステップＳ１９０）。ここで、式（３）は、コンデンサ電圧Ｖｃを目標電圧Ｖｃ＊に一致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（３）中、「ｋ３」は比例項のゲインを示し、「ｋ４」は積分項のゲインを示す。

Wio＝k3(Vc-Vc*)＋k4∫(Vc-Vc*)dt (3)

入出力制限Ｗｉｏを設定すると、次式（４）および次式（５）を満たすモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２００）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２１０）。ここで、式（４）は、モータＭＧ１やモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が要求トルクＴｒ＊となる関係であり、式（５）は、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｏとなる関係である。図７にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する様子を示す。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は、図示するように、式（４）の関係を満たすラインと式（５）の関係を満たすラインとの交点におけるトルク（図中Ｔ１，Ｔ２）として求めることができる。なお、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に見合うトルクがモータＭＧ１，ＭＧ２から出力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。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６の出力電圧Ｖｏｕｔを設定すると共に（ステップＳ２２０）、設定した出力電圧ＶｏｕｔでＤＣ／ＤＣコンバータ６６を駆動制御して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。

-Tm1*/ρ＋Tm2*・Gr＝Tr* (4)
Tm1*・Nm1＋Tm2*・Nm2＝Wio (5)

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、インバータ４１，４２からバッテリ５０が遮断されたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊に一致するようエンジン２２をフィードバック制御し、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊よりも小さいときにはその回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊近傍に上昇するまでモータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２をゲート遮断したりＤＣ／ＤＣコンバータ６６の停止したりするから、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊近傍に至る前に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが駆動軸に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２を制御するものに比して、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に上昇させてモータＭＧ１，ＭＧ２から十分なトルクを出力して走行することができる状態に迅速に移行することができる。この結果、バッテリ５０に遮断して走行する際に要求トルクＴｒ＊に迅速に滞欧することができる。しかも、インバータ４１，４２のゲート遮断をＤＣ／ＤＣコンバータ６６の停止に優先して行なうから、低電圧系の電圧低下を防止して低圧バッテリ６８の上がりや補機の作動不良などを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差が所定値Ｎ１以上のときにはモータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２をゲート遮断するものとしたが、ゲート遮断に代えてモータＭＧ１，ＭＧ２から出力するトルクを制限してインバータ４１，４２をスイッチング制御するものとしてもよい。この場合、例えば、リングギヤ軸３２ａに出力するトルクの上限値を定めて、要求トルクＴｒ＊を上限値でガードするものとすればよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差が所定値Ｎ２以上のときにはＤＣ／ＤＣコンバータ６６を停止するものとしたが、出力電圧Ｖｏｕｔを上限値をもって制限してＤＣ／ＤＣコンバータ６６を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の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）が所定値Ｎ１以上で所定値Ｎ２未満のときにはインバータ４１，４２のゲート遮断のみを実行し、偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）が所定値Ｎ２以上のときいはインバータ４１，４２のゲート遮断に加えてＤＣ／ＤＣコンバータ６６を停止するものとしたが、偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）が所定値Ｎ１以上のときにインバータ４１，４２をゲート遮断すると共にＤＣ／ＤＣコンバータ６６も停止するものとしてもよいし、偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）拘わらずＤＣ／ＤＣコンバータ６６を停止しない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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差（Ｎｅ＊−Ｎｅ）に基づいてインバータ４１，４２をゲート遮断したりＤＣ／ＤＣコンバータ６６を停止したりするものとしたが、コンデンサ５７の目標電圧Ｖｃ＊とコンデンサ電圧Ｖｃとの偏差に基づいてインバータ４１，４２をゲート遮断したりＤＣ／ＤＣコンバータ６６を停止したりするものとしてもよい。この場合、図３のバッテリ遮断時制御ルーチンにおけるステップＳ１５０に代えてコンデンサ５７の目標電圧Ｖｃ＊とコンデンサ電圧Ｖｃとの偏差（Ｖｃ＊−Ｖｃ）が所定値Ｖ１未満か否かを判定する処理を実行し、ステップＳ１７０に代えてコンデンサ５７の目標電圧Ｖｃ＊とコンデンサ電圧Ｖｃとの偏差（Ｖｃ＊−Ｖｃ）が所定値Ｖ２未満か否かを判定する処理を実行するものとすればよい。なお、所定値Ｖ１には、モータＭＧ１やモータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊に対応するトルクを出力するための十分な値として定めるものとし、所定値Ｖ２は所定値Ｖ１よりも大きな値を定めるものとすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４１，４２をゲート遮断したりＤＣ／ＤＣコンバータ６６を停止することによりエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に目標回転数Ｎｅ＊にまで上昇させるものとしたが、これに限られず、電力ライン５４と電力をやりとり可能な他の電気機器の駆動を制限（例えば、エアコンプレッサを駆動するインバータをゲート遮断）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、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８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８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９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。

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、自動車産業や動力出力装置の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての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。 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により実行されるバッテリ遮断時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。 コンデンサ電圧ＶｃとモータＭＧ１の回転数およびトルクとの関係の一例を示す説明図である。 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の一例を示す共線図である。 モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の設定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、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、５６ システムメインリレー、５７，５９ コンデンサ、５８ 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、６６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６８ 低圧バッテリ、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、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード。

Claims (13)

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、
   該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により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能で該内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、
   前記第１の駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、
   充放電可能な蓄電手段と、
   前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、
   前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
   前記接続遮断手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記検出される内燃機関の回転数が目標回転数となるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記検出された内燃機関の回転数が前記目標回転数よりも低い低回転数域にあるときには前記検出される内燃機関の回転数が該目標回転数近傍に至るまで前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する遮断時制御手段と
   を備える動力出力装置。
2. 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、
   該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により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能で該内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、
   前記第１の駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、
   充放電可能な蓄電手段と、
   前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、
   前記電力母線間の電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
   前記接続遮断手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記検出される電力母線間の電圧が目標電圧となると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記検出された電力母線間の電圧が前記目標電圧よりも低い低電圧域にあるときには前記検出される電圧が該目標電圧近傍に至るまで前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する遮断時制御手段と
   を備える動力出力装置。
3. 前記遮断時制御手段は、前記少なくとも一つの機器の駆動の制限として前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の駆動を制限する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
4. 前記遮断時制御手段は、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路をゲート遮断する手段である請求項３記載の動力出力装置。
5. 請求項３または４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前記電動機よりも低い電圧で作動する低電圧系と、
   前記電力動力入出力手段からの発電電力を電圧変換して前記低電圧系に供給可能な電圧変換手段と、
   を備え、
   前記遮断時制御手段は、前記少なくとも一つの機器の駆動の制限として前記電圧変換手段の駆動を制限する手段である
   動力出力装置。
6. 前記遮断時制御手段は、前記電圧変換手段の駆動を停止する手段である請求項５記載の動力出力装置。
7. 前記電圧変換手段は、ＤＣ／ＤＣコンバータである請求項５または６記載の動力出力装置。
8. 前記遮断時制御手段は、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の駆動の制限を前記電圧変換手段の駆動の制限に優先して実行する手段である請求項３ないし７いずれか記載の動力出力装置。
9. 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と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段で
   ある請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置。
10. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆
    動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な
    回転により回転する対回転子電動機である請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置
    。
11. 請求項１ないし１０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接続されて走行する車両。
12. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能で該内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、前記第１の駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、充放電可能な蓄電手段と、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
    （ｂ）前記接続遮断手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記内燃機関の回転数が目標回転数となるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記内燃機関の回転数が前記目標回転数よりも低い低回転数域にあるときには該内燃機関の回転数が該目標回転数近傍に至るまで前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する
    動力出力装置の制御方法。
13. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能で該内燃機関の運転に伴って逆起電圧を発生可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段を駆動する第１駆動回路と、前記第１の駆動回路と電力母線を共通にして前記電動機を駆動する第２駆動回路と、充放電可能な蓄電手段と、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線に前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
    （ｂ）前記接続遮断手段により前記第１駆動回路および前記第２駆動回路の電力母線から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記電力母線間の電圧が目標電圧となると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記電力母線間の電圧が前記目標電圧よりも低い低電圧域にあるときには該電力母線間の電圧が該目標電圧近傍に至るまで前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを含む電気機器のうちの少なくとも一つの機器の駆動を制限する
    動力出力装置の制御方法。
    

Images