JP2008207582A - 動力出力装置およびその制御方法並びに車両 - Google Patents

動力出力装置およびその制御方法並びに車両 Download PDF

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Abstract

【課題】蓄電装置の過放電を抑制する。
【解決手段】エンジンを目標運転ポイント(目標回転数Ne*および目標トルクTe*)で運転したときにエンジンから出力される動力が目標運転ポイントに対応する目標運転ポイント対応動力に対する許容範囲を超えて低下している出力低下状態のときには(S240)、制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1よりも高い所定電圧V2を設定する(S270)。そして、端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときには(S290)、目標運転ポイントでエンジンが運転されると共に要求トルクTr*が駆動軸に出力され端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*以上になるようエンジンと二つのモータとを制御する(310〜S370)。これにより、出力低下状態のときでも、バッテリの過放電を抑制することができる。
【選択図】図4

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、エンジンと、エンジンと駆動軸とに接続された動力分配統合機構と、動力分配統合機構に接続された第1モータ(モータMG1)と、駆動軸に接続された第2モータ(モータMG2)と、モータMG1,MG2と電力のやり取りが可能なバッテリと、を備え、エンジンのノッキングが発生したときに、点火時期を遅角させることによりノッキングの発生を抑制するノッキング制御を行なう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、ノッキング制御を開始したときに、エンジンから出力されるトルクが低下したと判断し、エンジンから出力されるトルクが低下していないときに比してエンジンが始動されやすくしたり停止されにくくしたりすることにより、エンジンからの出力を確保している。
特開2005−125824号公報
上述の動力出力装置では、ノッキング制御が開始されると、エンジンから出力されるトルクが低下するが、このときには、エンジンから出力されるトルクが低下していないときに比して、モータMG1による発電電力が小さくなったり、駆動軸に要求される要求トルクに対応するためにモータMG2からの出力が比較的大きくなったりして、バッテリの電圧が低下しやすくなり、バッテリが過放電するおそれが生じる。
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、蓄電装置の過放電を抑制することを目的とする。
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、
該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段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駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転されるように予め設定された制御がなされているにも拘わらず該内燃機関から出力される動力が該目標運転ポイントに対応する動力を含む許容範囲を超えて低下する出力低下状態であるか否かを判定する出力低下状態判定手段と、
前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態ではないと判定されたときには第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態であると判定されたときには前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定する制御用下限電圧設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され、前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧が該制御用下限電圧以上になるよう前記内燃機関と前記発電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。
この本発明の第1の動力出力装置では、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、内燃機関が目標運転ポイントで運転されるように予め設定された制御がなされているにも拘わらず内燃機関から出力される動力が目標運転ポイントに対応する動力を含む許容範囲を超えて低下する出力低下状態であるか否かを判定し、出力低下状態ではないと判定されたときには第1の電圧を蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、出力低下状態であると判定されたときには第1の電圧よりも高い第2の電圧を蓄電手段の制御用下限電圧として設定する。そして、目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力され、蓄電手段の電圧が制御用下限電圧よりも低いときには蓄電手段の電圧が制御用下限電圧以上になるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。これにより、出力低下状態であると判定されたときでも、即ち、蓄電手段の電圧が低下しやすいときでも、蓄電手段の過放電を抑制することができる。ここで、「出力低下状態である」と判定されるときとしては、使用する燃料が通常でない場合(例えば、想定されたオクタン価の燃料よりも低いオクタン価の燃料を使用する場合)に内燃機関が低回転数で運転されるときなどを考えることができる。これは、使用する燃料が通常でない場合に、特に、内燃機関が低回転数で運転されるときに、内燃機関にノッキングが発生しやすくなり、その発生を抑制するための点火時期の遅角側への変更により内燃機関からの出力が低下するためである。
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、前記検出された蓄電手段の電圧が前記制御用下限電圧よりも低いときには、該蓄電手段の電圧と該制御用下限電圧との偏差が打ち消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。
また、本発明の第1の動力出力装置において、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段を備え、前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の電圧が前記制御用下限電圧以上のときには前記蓄電手段の入出力制限を前記蓄電手段の制御用入出力制限設定し、前記検出された蓄電手段の電圧が前記制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧と該制御用下限電圧とに基づいて前記出力制限を制限するための補正値を設定すると共に前記設定された入出力制限と前記補正値とに基づいて前記制御用入出力制限を設定し、該設定した制御用入出力制限の範囲内で前記蓄電手段が充放電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。この場合、前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の電圧と前記制御用下限電圧との偏差が打ち消されるよう前記補正値を設定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、前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態ではないと判定されたときには第1の値をフィードバック制御におけるゲインとして設定し、前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態であると判定されたときには前記第1の値よりも大きい第2の値を前記ゲインとして設定し、該設定したゲインを用いたフィードバック制御の式により前記補正値を計算する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の過放電をより抑制することができる。
さらに、本発明の第1の動力出力装置において、前記制御手段は、前記内燃機関にノッキングが発生したときには、該ノッキングの発生を抑制するために該ノッキングが発生していないときに比して点火時期を遅角する手段であるものとすることもできる。この場合、前記出力低下状態判定手段は、前記内燃機関にノッキングが発生した以降は、該内燃機関の回転数に基づいて、該内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転されたときに該内燃機関から出力される動力が該目標運転ポイントに対応する動力に対して低下する程度である出力低下程度を設定すると共に設定した出力低下程度に基づいて前記出力低下状態であるか否かを判定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記出力低下状態判定手段は、前記内燃機関にノッキングが発生した以降は、該内燃機関の回転数が小さいほど大きくなる傾向に前記出力低下程度を設定する手段であるものとすることもできる。これは、内燃機関の回転数が小さいほどノッキングが発生しやすく、点火時期が遅角側に変更されやすいと考えられるためである。
あるいは、本発明の第1の動力出力措置において、前記制御用下限電圧設定手段は、前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態であると判定されたときであっても前記蓄電手段の蓄電量が所定残容量以上のときには、前記第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の制御用下限電圧に比較的高い第2の電圧が設定されるときをより限定することができる。
加えて、本発明の第1の動力出力装置において、前記発電手段は、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段であるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、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、
該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段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駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関に供給する燃料が所定オクタン価の燃料であるか該所定オクタン価よりも低いオクタン価の燃料である低オクタン価燃料であるかを判定する供給燃料判定手段と、
前記供給燃料判定手段により前記所定オクタン価の燃料であると判定されたときには第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、前記供給燃料判定手段により前記低オクタン価燃料であると判定されたときには前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定する制御用下限電圧設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧が該制御用下限電圧以上になるよう前記内燃機関と前記発電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。
この本発明の第2の動力出力装置では、内燃機関に供給する燃料が所定オクタン価の燃料であるか所定オクタン価よりも低いオクタン価の燃料である低オクタン価燃料であるかを判定し、所定オクタン価の燃料であると判定されたときには第1の電圧を蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、低オクタン価燃料であると判定されたときには第1の電圧よりも高い第2の電圧を蓄電手段の制御用下限電圧として設定する。そして、駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に蓄電手段の電圧が制御用下限電圧よりも低いときには蓄電手段の電圧が制御用下限電圧以上になるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。これにより、低オクタン価燃料を使用する場合、即ち所定オクタン価燃料を使用する場合に比して内燃機関にノッキングが発生しやすくこれを抑制するための点火時期の遅角側への変更により内燃機関からの出力が低下しやすい場合でも、蓄電手段の過放電を抑制することができる。ここで、「低オクタン価燃料である」と判定されるときとしては、所定オクタン価燃料を使用する場合にノッキングが発生しないよう点火時期が調整されているものにおいてノッキングが発生したときなどを考えることができる。
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、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段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駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転されるように予め設定された制御がなされているにも拘わらず該内燃機関から出力される動力が該目標運転ポイントに対応する動力を含む許容範囲を超えて低下する出力低下状態であるか否かを判定する出力低下状態判定手段と、前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態ではないと判定されたときには第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態であると判定されたときには前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定する制御用下限電圧設定手段と、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され、前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧が該制御用下限電圧以上になるよう前記内燃機関と前記発電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や、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、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段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駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記内燃機関に供給する燃料が所定オクタン価の燃料であるか該所定オクタン価よりも低いオクタン価の燃料である低オクタン価燃料であるかを判定する供給燃料判定手段と、前記供給燃料判定手段により前記所定オクタン価の燃料であると判定されたときには第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、前記供給燃料判定手段により前記低オクタン価燃料であると判定されたときには前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定する制御用下限電圧設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧が該制御用下限電圧以上になるよう前記内燃機関と前記発電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ことを要旨とする。
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、本発明の第1または第2の動力出力装置が奏する効果、例えば、出力低下状態であると判定されたときでも蓄電手段の過放電を抑制することができる効果や低オクタン価燃料を使用する場合でも蓄電手段の過放電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。
本発明の第1の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取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、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転されるように予め設定された制御がなされているにも拘わらず該内燃機関から出力される動力が該目標運転ポイントに対応する動力を含む許容範囲を超えて低下する出力低下状態であるか否かを判定し、
前記出力低下状態ではないと判定されたときには第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、前記出力低下状態であると判定されたときには前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され、前記蓄電手段の電圧が前記設定された制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧が該制御用下限電圧以上になるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する、
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では、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、内燃機関が目標運転ポイントで運転されるように予め設定された制御がなされているにも拘わらず内燃機関から出力される動力が目標運転ポイントに対応する動力を含む許容範囲を超えて低下する出力低下状態であるか否かを判定し、出力低下状態ではないと判定されたときには第1の電圧を蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、出力低下状態であると判定されたときには第1の電圧よりも高い第2の電圧を蓄電手段の制御用下限電圧として設定する。そして、目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力され、蓄電手段の電圧が制御用下限電圧よりも低いときには蓄電手段の電圧が制御用下限電圧以上になるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。これにより、出力低下状態であると判定されたときでも、即ち、蓄電手段の電圧が低下しやすいときでも、蓄電手段の過放電を抑制することができる。ここで、「出力低下状態である」と判定されるときとしては、使用する燃料が通常でない場合(例えば、想定されたオクタン価の燃料よりも低いオクタン価の燃料を使用する場合)に内燃機関が低回転数で運転されるときなどを考えることができる。これは、使用する燃料が通常でない場合に、特に、内燃機関が低回転数で運転されるときに、内燃機関にノッキングが発生しやすくなり、その発生を抑制するための点火時期の遅角側への変更により内燃機関からの出力が低下するためである。
本発明の第2の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取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、
前記内燃機関に供給する燃料が所定オクタン価の燃料であるか該所定オクタン価よりも低いオクタン価の燃料である低オクタン価燃料であるかを判定し、
前記所定オクタン価の燃料であると判定されたときには第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、前記低オクタン価燃料であると判定されたときには前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記蓄電手段の電圧が前記設定された制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧が該制御用下限電圧以上になるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する、
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では、内燃機関に供給する燃料が所定オクタン価の燃料であるか所定オクタン価よりも低いオクタン価の燃料である低オクタン価燃料であるかを判定し、所定オクタン価の燃料であると判定されたときには第1の電圧を蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、低オクタン価燃料であると判定されたときには第1の電圧よりも高い第2の電圧を蓄電手段の制御用下限電圧として設定する。そして、駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に蓄電手段の電圧が制御用下限電圧よりも低いときには蓄電手段の電圧が制御用下限電圧以上になるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。これにより、低オクタン価燃料を使用する場合、即ち所定オクタン価燃料を使用する場合に比して内燃機関にノッキングが発生しやすくこれを抑制するための点火時期の遅角側への変更により内燃機関からの出力が低下しやすい場合でも、蓄電手段の過放電を抑制することができる。ここで、「低オクタン価燃料である」と判定されるときとしては、所定オクタン価燃料を使用する場合にノッキングが発生しないよう点火時期が調整されているものにおいてノッキングが発生したときなどを考えることができる。
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、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可能な内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃料室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化装置(三元触媒)134を介して外気へ排出される。
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24は、CPU24a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、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24c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。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温,燃焼室内に取り付けられた圧力センサ143からの筒内圧力Pin,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からのエアフローメータ信号AF,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温,エンジン22に発生したノッキングを検出するノッキングセンサ152からのノッキング信号,空燃比センサ135aからの空燃比AF,酸素センサ135bからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ140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。
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。
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。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。
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。まず、エンジン22にノッキングが発生した際の動作について説明し、次に、運転者のアクセルペダル83の操作量に応じた要求トルクをリングギヤ軸32aに出力する際の動作について説明する。図3は、エンジンECU24により実行されるノッキング検出時処理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、ノッキングセンサ152からノッキング信号が入力されたときに実行される。
ノッキング検出時処理ルーチンでは、エンジンECU24のCPU24aは、ノッキングの発生を抑制するためにエンジン22の点火時期FTを通常の時期FT1よりも遅角側に変更し(ステップS100)、想定されたオクタン価の燃料(実施例では、ハイオクタン価燃料とする)よりも低いオクタン価の燃料(実施例では、レギュラー燃料とする)を使用していると判断して、初期値として値0が設定されるレギュラー燃料使用判定フラグF1に値1を設定すると共にこれをハイブリッド用電子制御ユニット70に送信して(ステップS100)、このルーチンを終了する。ここで、エンジン22の通常の点火時期FT1は、実験などにより、想定された燃料(ハイオクタン価燃料)を使用する場合にエンジン22の回転数Neに拘わらずノッキングが発生しない時期に調整されている。したがって、ハイオクタン価燃料が使用されている場合には、レギュラー燃料使用判定フラグF1は値0のまま保持される。
次に、要求トルクをリングギヤ軸32aに出力する際の動作について説明する。図4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,バッテリ50の端子間電圧Vb,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,レギュラー燃料使用判定フラグF1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、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の端子間電圧Vbは、電圧センサ51a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。さらに、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。レギュラー燃料使用判定フラグF1は、図3のノッキング検出時処理ルーチンにより設定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。
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S210)。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5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(Nr=k・V)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(Nr=Nm2/Gr)によって求めることができる。
続いて、設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22を運転すべき目標運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS220)。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6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。
次に、図7に例示する出力低下状態判定処理により出力低下状態判定フラグF2を設定する(ステップS230)。ここで、出力低下状態判定フラグF2は、エンジン22を目標運転ポイント(目標回転数Ne*および目標トルクTe*)で運転したときにエンジン22から出力される動力が目標運転ポイントに対応する動力(以下、目標運転ポイント対応動力という)に対する許容範囲を超えて低下している出力低下状態であるときに値1が設定され、出力低下状態ではないときに値0が設定されるフラグである。以下、図4の駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図7の出力低下状態判定処理について説明する。
出力低下状態判定処理では、まず、レギュラー燃料使用判定フラグF1の値を調べ(ステップS400)、レギュラー燃料使用判定フラグF1が値0のときには、エンジン22を目標運転ポイントで運転したときにエンジン22から出力される動力が目標運転ポイント対応動力に対して低下する程度である出力低下程度ΔPeに値0を設定する(ステップS410)。なお、実施例では、想定された燃料(ハイオクタン価燃料)が使用されている場合にエンジン22から目標運転ポイント対応動力が出力されるようエンジン22の燃料噴射制御や点火制御などの制御が行なわれるものとした。
こうして出力低下程度ΔPeを設定すると、設定した出力低下程度ΔPeを閾値ΔPerefと比較する(ステップS440)。ここで、閾値ΔPerefは、エンジン22から出力される動力が目標運転ポイント対応動力に対する許容範囲を超えて低下している出力低下状態であるか否かを判定するために用いられるものであり、正の所定値が設定される。いま、出力低下程度ΔPeに値0が設定されているときを考えているから、出力低下状態ではないと判断し、出力低下状態判定フラグF2に値0を設定して(ステップS450)、出力低下状態判定処理を終了する。
一方、レギュラー燃料使用判定フラグF1が値1のときには、エンジン22の回転数Neを入力すると共に(ステップS420)、入力したエンジン22の回転数Neに基づいて出力低下程度ΔPeを設定する(ステップS430)。ここで、エンジン22の回転数Neは、クランクポジションセンサ140からの信号に基づいて演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、出力低下程度ΔPeは、実施例では、エンジン22の回転数Neと出力低下程度ΔPeとの関係を予め実験などにより定めて出力低下程度設定用マップとしてROM74に記憶しておき、エンジン22の回転数Neが与えられると記憶したマップから対応する出力低下程度ΔPeを導出して設定するものとした。出力低下程度設定用マップの一例を図8に示す。出力低下程度ΔPeは、図示するように、エンジン22の回転数Neがある程度の回転数N1以上の領域では値0を設定し、エンジン22の回転数Neが回転数N1未満の領域では回転数Neが小さいほど大きくなる傾向に設定するものとした。これは以下の理由による。エンジン22の回転数Neが比較的大きい領域では、通常、レギュラー燃料が使用されている場合でもエンジン22にノッキングが発生しにくい。このため、エンジン22の点火時期FTが通常の時期FT1よりも遅角側に変更されず、エンジン22からは目標運転ポイント対応動力に対応する動力が出力されると考えられる。一方、エンジン22の回転数Neが比較的小さい領域では、レギュラー燃料が使用されていると、エンジン22にノッキングが発生しやすく、ノッキングが発生したときには、前述したように、ノッキングの発生を抑制するために点火時期FTが通常の時期FT1よりも遅角側に変更される。こうして点火時期FTが遅角側に変更されると、燃焼が緩慢になり、エンジン22から出力される動力は目標運転ポイント対応動力に比して小さくなる。これらを考慮して、実施例では、エンジン22の回転数Neがある程度の回転数N1以上の領域では出力低下程度ΔPeに値0を設定し、エンジン22の回転数Neが回転数N1未満の領域では回転数Neが小さいほど大きくなる傾向に出力低下程度ΔPeを設定するものとした。
こうして出力低下程度ΔPeを設定すると、設定した出力低下程度ΔPeを閾値ΔPerefと比較し(ステップS440)、出力低下程度ΔPeが閾値ΔPeref以下のときには、出力低下状態ではないと判断し、出力低下状態判定フラグF2に値0を設定して(ステップS450)、出力低下程度ΔPeが閾値ΔPerefより大きいときには、出力低下状態であると判断し、出力低下状態判定フラグF2に値1を設定して(ステップS460)、出力低下状態判定処理を終了する。
図4の駆動制御ルーチンの説明に戻る。出力低下状態判定フラグF2を設定すると(ステップS230)、設定した出力低下状態判定フラグF2の値を調べ(ステップS240)、出力低下状態判定フラグF2が値0のとき、即ち、出力低下状態ではないときには、バッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1を設定すると共に(ステップS250)、後述のフィードバック制御に用いるためのゲインKpに所定値Kp1を設定する(ステップS260)。一方、出力低下状態判定フラグF2が値1のとき、即ち、出力低下状態であるときには、バッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1よりも高い所定電圧V2を設定すると共に(ステップS270)、ゲインKpに所定値Kp1よりも大きい所定値Kp2を設定する(ステップS280)。ここで、制御用下限電圧Vbmin*は、端子間電圧Vbが予め定められた定格下限電圧Vblimよりも低下しないようにするために用いられる制御上の電圧であり、所定電圧V1としては、例えば、定格下限電圧Vblimよりも10Vや15V程度高い電圧を用いることができ、所定電圧V2としては、例えば、定格下限電圧Vblimよりも20Vや25程度高い電圧を用いることができる。
こうしてバッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*やゲインKpを設定すると、バッテリ50の端子間電圧Vbを制御用下限電圧Vbmin*と比較し(ステップS290)、バッテリ50の端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*以上のときには、バッテリ50の入力制限Winを制御用入力制限Winfとして設定すると共に出力制限Woutを制御用出力制限Woutfとして設定する(ステップS300)。
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と減速ギヤ35のギヤ比Gr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S330)。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。
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
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の制御用入出力制限Winf,Woutf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S340)、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S350)、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S360)。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の制御用入出力制限Winf,Woutf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。
Tmin=(Winf-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Woutf-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
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S370)、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、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S290でバッテリ50の端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときには、制御用下限電圧Vbmin*と端子間電圧Vbとの偏差とステップS260,S280で設定したゲインKpとに基づいて式(6)により補正値ΔWoutを設定し(ステップS310)、バッテリ50の入力制限Winを制御用入力制限Winfとして設定すると共に出力制限Woutから補正値ΔWoutを減じたものを制御用出力制限Woutfとして設定し(ステップS320)、ステップS330以降の処理を実行する。ここで、式(6)は、バッテリ50の端子間電圧Vbと制御用下限電圧Vbmin*との偏差を打ち消すためのフィードバック制御における関係式である。バッテリ50の端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときには、式(6)により得られる補正値ΔWoutを用いてバッテリ50の出力制限Woutを制限した制御用出力制限Woutfと制御用入力制限Winf(=Win)との範囲内でモータMG1,MG2を制御することになるから、バッテリ50の端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*以上のときに比してバッテリ50からの放電電力が制限されることになり、バッテリ50の電圧降下を抑制することができる。
ΔWout=Kp(Vbmin*-Vb) (6)
いま、想定されたオクタン価の燃料(ハイオクタン価燃料)よりも低いオクタン価の燃料(レギュラー燃料)を使用する場合を考える。レギュラー燃料を使用する場合、エンジン22の回転数Neが比較的小さいときには、エンジン22を目標運転ポイントに応じて運転する際に、ノッキングを抑制するために点火時期FTが大きく遅角側に変更され、ハイオクタン価燃料を使用する場合に比してエンジン22から出力される動力が低下する。このようにエンジン22からの出力が低下すると、エンジン22を目標回転数Ne*で回転させるためにモータMG1から出力されるトルク(図9の共線図で下向きのトルク)の大きさが小さくなり、これにより、モータMG1による発電電力が小さくなりやすく、また、できるだけ要求トルクTr*に対応するためにモータMG2による消費電力が大きくなりやすい。このため、出力低下状態であるときには、出力低下状態ではないときに比してバッテリ50の端子間電圧Vbが低下しやすい。したがって、出力低下状態であるときに、出力低下状態ではないときと同様の所定電圧V1を制御用下限電圧Vbmin*として用いると、バッテリ50の端子間電圧Vbが予め定められた定格下限電圧Vblim未満となる場合が生じ得る。これに対して、実施例では、出力低下状態であるときには、出力低下状態ではないときの所定電圧V1よりも高い所定電圧V2を制御用下限電圧Vbmin*として設定し、バッテリ50の端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときに端子間電圧Vbと制御用下限電圧Vbmin*との偏差を打ち消すための補正値ΔWoutを用いて制御用入出力制限Winf,Woutfを設定し、制御用入出力制限Winf,Woutfの範囲内でバッテリ50の充放電が行なわれるようモータMG1,MG2を制御するから、エンジン22からの出力が低下しているときでもバッテリ50の過放電を抑制することができる。しかも、出力低下状態であるときには、バッテリ50の端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときに、エンジン22からの出力が低下していないときの所定値Kp1よりも大きい所定値Kp2をゲインKpとして用いてバッテリ50の端子間電圧Vbと制御用下限電圧Vbmin*との偏差に基づくフィードバック制御を行なって得られる補正値ΔWoutを用いて制御用入出力制限Winf,Woutfを設定するから、バッテリ50の過放電をより抑制することができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、エンジン22を目標運転ポイント(目標回転数Ne*および目標トルクTe*)で運転したときにエンジン22から出力される動力が目標運転ポイントに対応する目標運転ポイント対応動力に対する許容範囲を超えて低下している出力低下状態であるか否かを判定し、出力低下状態ではないときには制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1を設定し、出力低下状態であるときには制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1よりも高い所定電圧V2を設定し、目標運転ポイントでエンジン22が運転されると共に要求トルクTr*に応じたトルクがリングギヤ軸32aに出力され端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときには端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*以上になるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するから、出力低下状態であると判定されたときでも、バッテリ50の過放電を抑制することができる。しかも、出力低下状態であるときには、バッテリ50の端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときに、所定値Kp1よりも大きい所定値Kp2をゲインKpとして用いてバッテリ50の端子間電圧Vbと制御用下限電圧Vbmin*との偏差に基づくフィードバック制御を行なって得られる補正値ΔWoutを用いて制御用入出力制限Winf,Woutfを設定するから、バッテリ50の過放電をより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、端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときには、端子間電圧Vbと制御用下限電圧Vbmin*との偏差が打ち消されるよう補正値ΔWoutを計算すると共にこれをバッテリ50の出力制限Woutから減じて制御用出力制限Woutfを計算するものとしたが、これに限られず、端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*以上になるよう制御用出力制限Woutfを設定するものであればよい。例えば、端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときに、補正値ΔWoutに正の固定値を設定すると共にこれをバッテリ50の出力制限Woutから減じて制御用出力制限Woutfを計算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、端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*以上のときにはゲインKpに所定値Kp1を設定し、端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときにはゲインKpに所定値Kp1よりも大きい所定値Kp2を設定し、設定したゲインKpを用いて式(6)により補正値ΔWoutを計算するものとしたが、端子間電圧Vbに拘わらず、固定値が設定されたゲインKpを用いて式(6)により補正値ΔWoutを計算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、端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときには、式(6)に示したように、比例制御によるフィードバック制御における関係式により補正値ΔWoutを計算するものとしたが、積分項を加えたPI制御によるフィードバック制御における関係式や、さらに微分項を加えたPID制御によるフィードバック制御における関係式により補正値ΔWoutを計算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、端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときには、端子間電圧Vbを制御用下限電圧Vbmin*以上にするための補正値ΔWoutをバッテリ50の出力制限Woutから減じたものを制御用出力制限Woutfに設定すると共にバッテリ50の入力制限Winを制御用入力制限Winfに設定し、設定した制御用入出力制限Winf,Woutfの範囲内でバッテリ50の充放電が行なわれるようモータMG1,MG2を制御するものとしたが、これに限られず、端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときに、端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*以上になるよう、例えば、端子間電圧Vbと制御用下限電圧Vbmin*との偏差が打ち消されるようモータMG1,MG2を制御するものであればよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、レギュラー燃料使用判定フラグF1が値1のときには、エンジン22の回転数Neに基づいて設定される出力低下程度ΔPeを用いて出力低下状態判定フラグF2を設定するものとしたが、これに代えて、点火時期FTに基づいて設定される出力低下程度ΔPeを用いて出力低下状態判定フラグF2を設定するものとしてもよい。この場合、例えば、図10の変形例の出力低下程度設定用マップに例示するように、点火時期FTが通常の点火時期FT1に比して遅角側になるほど大きくなる傾向に出力低下程度ΔPe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、レギュラー燃料使用判定フラグF1が値1のときには、エンジン22の回転数Neに基づいて出力低下程度ΔPeを設定するものとしたが、エンジン22の回転数Neに拘わらず、閾値ΔPerefよりも大きい正の固定値を出力低下程度ΔPeに設定するものとしてもよい。また、図4の駆動制御ルーチンのステップS230,S240の処理に代えて、レギュラー燃料使用判定フラグF1の値を調べ、レギュラー燃料使用判定フラグF1が値0のときにはバッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1を設定すると共にゲインKpに所定値Kp1を設定し(ステップS250,S260)、レギュラー燃料使用判定フラグF1が値1のときにはバッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1よりも高い所定電圧V2を設定すると共にゲインKpに所定値Kp1よりも大きい所定値Kp2を設定する(ステップS270,S280)、ものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、出力低下状態であるときには、バッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1よりも高い所定電圧V2を設定すると共にゲインKpに所定値Kp1よりも大きい所定値Kp2を設定するものとしたが、出力低下状態であると判定されたときであっても、バッテリ50の過放電のおそれがないとき、例えば、バッテリ50の残容量SOCが所定残容量S1(例えば、40%や50%など)より大きいときには、出力低下状態ではないときと同様に、バッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1を設定すると共にゲインKpに所定値Kp1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、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。
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11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11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12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。
実施例では、駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力可能なエンジンと電動機とを備えるいわゆるパラレル型のハイブリッド自動車について説明したが、エンジンと、エンジンからの動力を用いて発電可能な発電機と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、発電機および電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、を備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車に適用す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。
ここで、実施例や変形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が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構30とモータMG1とが「発電手段」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、電圧センサ51aが「電圧検出手段」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4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「要求駆動力設定手段」に相当し、要求トルクTr*に基づいてエンジン22の目標運転ポイント(目標回転数Ne*および目標トルクTe*)を設定する図4の駆動制御ルーチンのステップS220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「目標運転ポイント設定手段」に相当し、レギュラー燃料使用判定フラグF1とエンジン22の回転数Neとに基づいてエンジン22を目標運転ポイントで運転したときにエンジン22から出力される動力が目標運転ポイント対応動力に対して低下する程度である出力低下程度ΔPeを設定すると共に設定した出力低下程度ΔPeに基づいて出力低下状態であるか否かを判断して出力低下状態判定フラグF2を設定する図7の出力低下状態判定処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「出力低下状態判定手段」に相当し、出力低下状態判定フラグF2が値0のとき即ち出力低下状態ではないときにはバッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1を設定し、出力低下状態判定フラグF2が値1のとき即ち出力低下状態であるときにはバッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1よりも高い所定電圧V2を設定する図4の駆動制御ルーチンのステップS240,S250,S270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「制御用下限電圧設定手段」に相当し、要求トルクTr*とエンジン22の目標運転ポイント(目標回転数Ne*および目標トルクTe*)とバッテリ50の端子間電圧Vbおよび制御用下限電圧Vbmin*を用いて設定されるバッテリ50の制御用入出力制限Winf,Woutfとに基づいてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジンECU24に送信する図4の駆動制御ルーチンのステップS330〜S370の処理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*と目標トルクTe*とに基づいてエンジン22を制御するエンジンECU24とトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。また、出力低下状態判定フラグF2が値0のとき即ち出力低下状態ではないときにはフィードバック制御に用いるためのゲインKpに所定値Kp1を設定し、出力低下状態判定フラグF2が値1のとき即ち出力低下状態であるときにはゲインKpに所定値Kp1よりも大きい所定値Kp2を設定し、バッテリ50の端子間電圧Vbが制御用下限電圧Vbmin*未満のときに、ゲインKpと制御用下限電圧Vbmin*と端子間電圧Vbとを用いたフィードバック制御の式により補正値ΔWoutを設定してバッテリ50の入力制限Winを制御用入力制限Winfとして設定すると共に出力制限Woutから補正値ΔWoutを減じたものを制御用出力制限Woutfとして設定する図4の駆動制御ルーチンのステップS240,S260,S280,S290,S310,S320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「制御手段」に相当する。さらに、モータMG1が「発電機」に相当し、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。あるいは、対ロータ電動機230も「電力動力入出力手段」に相当する。エンジン22にノッキングが発生したときに、初期値として値0が設定されるレギュラー燃料使用判定フラグF1に値1を設定すると共にこれをハイブリッド用電子制御ユニット70に送信する図3のノッキング検出時処理ルーチンを実行するエンジンECU24が「供給燃料判定手段」に相当し、レギュラー燃料使用判定フラグF1が値0のときにはバッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1を設定し、レギュラー燃料使用判定フラグF1が値1のときにはバッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1よりも高い所定電圧V2を設定する処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「制御用下限電圧設定手段」に相当する。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、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」としては、動力分配統合機構30とモータMG1とを組み合わせたものや対ロータ電動機230に限定されるされるものではなく、エンジンに接続され駆動軸には接続されていないモータなど、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ものとしても構わない。「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、駆動軸に動力を入出力可能な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。「蓄電手段」としては、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、キャパシタなど、電力動力入出力手段とや電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「電圧検出手段」としては、電圧センサ51aに限定されるものではなく、蓄電手段の電圧を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」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など、駆動軸に要求される要求駆動力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。「目標運転ポイント設定手段」としては、要求トルクTr*に基づく要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標運転ポイント(目標回転数Ne*および目標トルクTe*)を設定するものに限定されるものではなく、要求駆動力に基づいて内燃機関の目標運転ポイント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。「出力低下状態判定手段」としては、レギュラー燃料使用判定フラグF1とエンジン22の回転数Neとに基づいてエンジン22を目標運転ポイントで運転したときにエンジン22から出力される動力が目標運転ポイント対応動力に対して低下する程度である出力低下程度ΔPeを設定すると共に設定した出力低下程度ΔPeに基づいて出力低下状態であるか否かを判断して出力低下状態判定フラグF2を設定するものに限定されるものではなく、レギュラー燃料使用判定フラグF1と点火時期FTとに基づいて出力低下程度ΔPeを設定すると共に設定した出力低下程度ΔPeに基づいて出力低下状態判定フラグF2を設定するものなど、内燃機関が目標運転ポイントで運転されるように予め設定された制御がなされているにも拘わらず内燃機関から出力される動力が目標運転ポイントに対応する動力を含む許容範囲を超えて低下する出力低下状態であるか否かを判定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御用下限電圧設定手段」としては、出力低下状態判定フラグF2が値0のとき即ち出力低下状態ではないときにはバッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1を設定し、出力低下状態判定フラグF2が値1のとき即ち出力低下状態であるときにはバッテリ50の制御用下限電圧Vbmin*に所定電圧V1よりも高い所定電圧V2を設定するものに限定されるものではなく、出力低下状態ではないと判定されたときには第1の電圧を蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、出力低下状態であると判定されたときには第1の電圧よりも高い第2の電圧を蓄電手段の制御用下限電圧として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、要求トルクTr*とエンジン22の目標運転ポイント(目標回転数Ne*および目標トルクTe*)とバッテリ50の端子間電圧Vbおよび制御用下限電圧Vbmin*を用いて設定されるバッテリ50の制御用入出力制限Winf,Woutfとに基づいてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定して目標回転数Ne*や目標トルクTe*,トルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてエンジン22やモータMG1,MG2を制御するものに限定されるものではなく、目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力され、蓄電手段の電圧が制御用下限電圧よりも低いときには蓄電手段の電圧が制御用下限電圧以上になるよう内燃機関と発電手段と電動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。「供給燃料判定手段」としては、エンジン22にノッキングが発生したときに、初期値として値0が設定されるレギュラー燃料使用判定フラグF1に値1を設定するものに限定されるものではなく、内燃機関に供給する燃料が所定オクタン価の燃料であるか所定オクタン価よりも低いオクタン価の燃料である低オクタン価燃料であるかを判定するものであれば如何なるものとしても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構30とモータMG1とを組み合わせたものや対ロータ電動機230に限定されるされるものではなく、駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「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、動力を入出力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。「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、実施例や変形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。
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。 エンジン22の構成の概略を示す構成図である。 実施例のエンジンECU24により実行されるノッキング検出時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される出力低下状態判定処理の一例を示すフローチャートである。 出力低下程度設定用マップ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。 変形例の出力低下程度設定用マップ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)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、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 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、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、136,スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、143 圧力センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、152 ノッキングセンサ、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 (15)

  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、
    該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
    前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
    前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
    前記蓄電手段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駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
    前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転されるように予め設定された制御がなされているにも拘わらず該内燃機関から出力される動力が該目標運転ポイントに対応する動力を含む許容範囲を超えて低下する出力低下状態であるか否かを判定する出力低下状態判定手段と、
    前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態ではないと判定されたときには第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態であると判定されたときには前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定する制御用下限電圧設定手段と、
    前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され、前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧が該制御用下限電圧以上になるよう前記内燃機関と前記発電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、前記検出された蓄電手段の電圧が前記制御用下限電圧よりも低いときには、該蓄電手段の電圧と該制御用下限電圧との偏差が打ち消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記載の動力出力装置であって、
    前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段を備え、
    前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の電圧が前記制御用下限電圧以上のときには前記蓄電手段の入出力制限を前記蓄電手段の制御用入出力制限設定し、前記検出された蓄電手段の電圧が前記制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧と該制御用下限電圧とに基づいて前記出力制限を制限するための補正値を設定すると共に前記設定された入出力制限と前記補正値とに基づいて前記制御用入出力制限を設定し、該設定した制御用入出力制限の範囲内で前記蓄電手段が充放電されるよう制御する手段である
    動力出力装置。
  4. 前記制御手段は、前記検出された蓄電手段の電圧と前記制御用下限電圧との偏差が打ち消されるよう前記補正値を設定する手段である請求項3記載の動力出力装置。
  5. 前記制御手段は、前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態ではないと判定されたときには第1の値をフィードバック制御におけるゲインとして設定し、前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態であると判定されたときには前記第1の値よりも大きい第2の値を前記ゲインとして設定し、該設定したゲインを用いたフィードバック制御の式により前記補正値を計算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、前記内燃機関にノッキングが発生したときには、該ノッキングの発生を抑制するために該ノッキングが発生していないときに比して点火時期を遅角す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. 前記出力低下状態判定手段は、前記内燃機関にノッキングが発生した以降は、該内燃機関の回転数に基づいて、該内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転されたときに該内燃機関から出力される動力が該目標運転ポイントに対応する動力に対して低下する程度である出力低下程度を設定すると共に設定した出力低下程度に基づいて前記出力低下状態であるか否かを判定する手段である請求項6記載の動力出力装置。
  8. 前記出力低下状態判定手段は、前記内燃機関にノッキングが発生した以降は、該内燃機関の回転数が小さいほど大きくなる傾向に前記出力低下程度を設定する手段である請求項7記載の動力出力装置。
  9. 前記制御用下限電圧設定手段は、前記出力低下状態判定手段により前記出力低下状態であると判定されたときであっても前記蓄電手段の蓄電量が所定残容量以上のときには、前記第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定す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. 前記発電手段は、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段である請求項1ないし9記載の動力出力装置。
  11. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、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と、を備える手段である請求項10記載の動力出力装置。
  12. 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、
    該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
    前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
    前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
    前記蓄電手段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駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記内燃機関に供給する燃料が所定オクタン価の燃料であるか該所定オクタン価よりも低いオクタン価の燃料である低オクタン価燃料であるかを判定する供給燃料判定手段と、
    前記供給燃料判定手段により前記所定オクタン価の燃料であると判定されたときには第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、前記供給燃料判定手段により前記低オクタン価燃料であると判定されたときには前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定する制御用下限電圧設定手段と、
    前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記検出された蓄電手段の電圧が前記設定された制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧が該制御用下限電圧以上になるよう前記内燃機関と前記発電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。
  13. 請求項1ないし12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。
  14. 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手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取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、
    前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
    前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転されるように予め設定された制御がなされているにも拘わらず該内燃機関から出力される動力が該目標運転ポイントに対応する動力を含む許容範囲を超えて低下する出力低下状態であるか否かを判定し、
    前記出力低下状態ではないと判定されたときには第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、前記出力低下状態であると判定されたときには前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、
    前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され、前記蓄電手段の電圧が前記設定された制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧が該制御用下限電圧以上になるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する、
    動力出力装置の制御方法。
  15. 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手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取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、
    前記内燃機関に供給する燃料が所定オクタン価の燃料であるか該所定オクタン価よりも低いオクタン価の燃料である低オクタン価燃料であるかを判定し、
    前記所定オクタン価の燃料であると判定されたときには第1の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、前記低オクタン価燃料であると判定されたときには前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記蓄電手段の制御用下限電圧として設定し、
    前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記蓄電手段の電圧が前記設定された制御用下限電圧よりも低いときには該蓄電手段の電圧が該制御用下限電圧以上になるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する、
    動力出力装置の制御方法。
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