JP2008279853A - 動力出力装置，駆動装置及びこれらの制御方法並びに車両 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置からの電力を用いて通常に内燃機関を始動することができない状態であるのをより適正に判定すると共にその状態のときでもより確実に内燃機関を始動する。
【解決手段】外気温Ｔｏｕｔに基づいてエンジンの始動に必要な始動必要パワーＷｓｔａｒｔを設定すると共にバッテリ残容量（ＳＯＣ）と温度Ｔｂとに基づいて放電可能な放電可能パワーＷｂｏｕｔを設定し、この二つのエネルギの比較によりエンジンを通常に始動することができるかを判定する（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）。放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満のときには、二つのモータを回転させた後に、モータの回転エネルギを用いてエンジンをクランキングして始動する（Ｓ２１０〜Ｓ３２０）。これにより、より的確にエンジンを通常に始動することができるかを判定すると共に通常に始動できないときでもより確実にエンジンを始動することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、動力出力装置，駆動装置及びこれら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、遊星歯車機構を介してエンジンと二つのモータとが接続された車載用の装置であって、バッテリにエンジンをクランキングできるほどの電力が蓄電されていないときには、二つのモータを回転させ、二つのモータの回転に伴うイナーシャによりエンジンを始動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、これにより、バッテリからの電力により直接エンジンをクランキングすることができないときでもエンジンを始動できるとしている。
特開２００６−９７５１号公報

しかしながら、上述の動力出力装置では、外気温度によっては、バッテリの電力によりエンジンをクランキングして始動できるときでも二つのモータのイナーシャによりエンジンを始動する場合が生じたり、エンジンを始動することができない場合が生じる。例えば、エンジンはその温度により潤滑油の粘性が異なるものとなることが多いため、温度によってエンジンをクランキングして始動するのに必要なパワーは異なるものとなる。したがって、温度を考慮せずにバッテリからの電力によりエンジンをクランキングして始動することができるか否かを判断しなければ、バッテリからの電力によりエンジンをクランキングして始動できるできるときでも二つのモータのイナーシャによりエンジンを始動してしまう。また、二つのモータの回転に伴うイナーシャによりエンジンを始動するときでも、エンジンを始動するのに必要なパワーを判断しなければ、二つのモータの回転に伴うイナーシャが小さすぎてエンジンを始動することができない場合も生じる。

本発明の動力出力装置，駆動装置及びこれらの制御方法並びに車両は、二次電池などの蓄電装置からの電力を用いた通常の内燃機関の始動を行なうことができない状態であるのをより適正に判定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，駆動装置及びこれらの制御方法並びに車両は、二次電池などの蓄電装置からの電力を用いた通常の内燃機関の始動を行なうことができない状態のときでも、より確実に内燃機関を始動することを目的の一つとする。

本発明の動力出力装置，駆動装置及びこれら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、
動力を入出力可能な発電機と、
前記駆動軸とは異なる動力軸と前記内燃機関の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、
前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機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、
前記動力軸と前記駆動軸とに接続されて前記動力軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、
前記蓄電手段の状態を検出する状態検出手段と、
外気の温度である外気温度を検出する外気温度検出手段と、
冷間時において前記内燃機関の始動要求がなされたとき、前記検出された外気温度に基づいて前記内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に前記検出された蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー以上のときには前記接続解除手段による接続の有無に拘わらずに前記動力軸への反力のキャンセルと前記発電機による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには前記動力軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記内燃機関の出力軸を回転させずに前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する冷間時始動制御手段と、
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、冷間時において内燃機関の始動要求がなされたときには、外気温度に基づいて内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、放電可能パワーが必要始動パワー以上のときには接続解除手段による接続の有無に拘わらずに動力軸への反力のキャンセルと発電機による内燃機関のクランキングとを伴って内燃機関を始動するよう内燃機関と発電機と電動機と接続解除手段とを制御する。一方、放電可能パワーが必要始動パワー未満のときには動力軸と駆動軸との接続が解除された状態で内燃機関の出力軸を回転させずに発電機と電動機とを回転させた後に発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関と発電機と電動機と接続解除手段とを制御する。即ち、外気温度に基づいて設定した必要始動パワーと蓄電手段の状態に基づいて設定した放電可能パワーとの大小関係により蓄電手段からの放電可能パワーにより通常に内燃機関をクランキングして始動することができるか否かを判定するから、より適正に蓄電手段からの放電可能パワーにより通常に内燃機関をクランキングして始動することができるか否かを判定することができる。また、放電可能パワーが必要始動パワー未満となり通常に内燃機関をクランキングして始動することができないときでも、発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとにより、より確実に内燃機関をクランキングして始動することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記冷間時始動制御手段は、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには、前記電動機については前記発電機の回転数が値０となると共に前記出力軸が該内燃機関を始動可能な始動最低回転数以上で該始動最低回転数近傍の所定回転数となるときの回転数である第１回転数以上で回転し、前記発電機については前記電動機の回転数が前記第１回転数となると共に前記出力軸の回転数が前記所定回転数となるときの回転数である第２回転数以上で回転するよう前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段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、蓄電手段からの放電可能パワーが小さいときでも内燃機関を始動することができる。

この電動機については第１回転数で回転し発電機については第２回転数で回転するよう電動機と発電機とを回転させる態様の本発明の動力出力装置において、前記冷間時始動制御手段は、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには、前記電動機については前記第１回転数で回転し前記発電機については前記第２回転数で回転するよう前記発電機と前記電動機とを回転させた後に、前記電動機の回転を維持した状態で前記発電機の回転系の回転エネルギを用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機や発電機を最小限の回転数で回転させるだけで内燃機関を始動することができる。

また、電動機については第１回転数で回転し発電機については第２回転数で回転するよう電動機と発電機とを回転させる態様の本発明の動力出力装置において、前記冷間時始動制御手段は、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには、前記発電機と前記電動機とを回転させた後に、前記発電機の回転数が値０となると共に前記出力軸の回転数が前記所定回転数となるときの前記電動機の回転数を目標回転数として該電動機の回転数を徐々に減少させると共に前記電動機の回転数が前記目標回転数となるタイミングで前記発電機の回転数が略値０となるよう該発電機の回転数を徐々に減少させることにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段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、より大きな回転エネルギを用いて内燃機関を始動することができる。

さらに、電動機については第１回転数で回転し発電機については第２回転数で回転するよう電動機と発電機とを回転させる態様の本発明の動力出力装置において、前記冷間時始動制御手段は、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには、前記発電機と前記電動機とを回転させた後に、前記内燃機関の回転数が前記始動最低回転数以上に至ったときに燃料噴射と点火とを開始して前記内燃機関を始動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、前記接続解除手段は、中立状態が可能な変速機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、動力を入出力可能な発電機と、前記駆動軸とは異なる動力軸と前記内燃機関の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、前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、前記動力軸と前記駆動軸とに接続されて前記動力軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、前記蓄電手段の状態を検出する状態検出手段と、外気の温度である外気温度を検出する外気温度検出手段と、冷間時において前記内燃機関の始動要求がなされたとき、前記検出された外気温度に基づいて前記内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に前記検出された蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー以上のときには前記接続解除手段による接続の有無に拘わらずに前記動力軸への反力のキャンセルと前記発電機による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには前記動力軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記内燃機関の出力軸を回転させずに前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する冷間時始動制御手段と、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、より適正に蓄電手段からの放電可能パワーにより通常に内燃機関をクランキングして始動することができるか否かを判定することができる効果や、放電可能パワーが必要始動パワー未満となり通常に内燃機関をクランキングして始動することができないときでも発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとによりより確実に内燃機関をクランキングして始動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。

本発明の駆動装置は、
内燃機関および蓄電手段と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれる駆動装置であって、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で動力を入出力可能な発電機と、
前記駆動軸とは異なる動力軸と前記内燃機関の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、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記動力軸と前記駆動軸とに接続されて前記動力軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、
冷間時において前記内燃機関の始動要求がなされたとき、外気温度に基づいて前記内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー以上のときには前記接続解除手段による接続の有無に拘わらずに前記動力軸への反力のキャンセルと前記発電機による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関の制御と共に前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには前記動力軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記内燃機関の出力軸を回転させずに前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関の制御と共に前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する冷間時始動制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、冷間時において内燃機関の始動要求がなされたときには、外気温度に基づいて内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、放電可能パワーが必要始動パワー以上のときには接続解除手段による接続の有無に拘わらずに動力軸への反力のキャンセルと発電機による内燃機関のクランキングとを伴って内燃機関を始動するよう内燃機関の制御と共に発電機と電動機と接続解除手段とを制御する。一方、放電可能パワーが必要始動パワー未満のときには動力軸と駆動軸との接続が解除された状態で内燃機関の出力軸を回転させずに発電機と電動機とを回転させた後に発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関の制御と共に発電機と電動機と接続解除手段とを制御する。即ち、外気温度に基づいて設定した必要始動パワーと蓄電手段の状態に基づいて設定した放電可能パワーとの大小関係により蓄電手段からの放電可能パワーにより通常に内燃機関をクランキングして始動することができるか否かを判定するから、より適正に蓄電手段からの放電可能パワーにより通常に内燃機関をクランキングして始動することができるか否かを判定することができる。また、放電可能パワーが必要始動パワー未満となり通常に内燃機関をクランキングして始動することができないときでも、発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとにより、より確実に内燃機関をクランキングして始動することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、動力軸と前記内燃機関の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、前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、前記動力軸と駆動軸とに接続されて前記動力軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、を備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
冷間時において前記内燃機関の始動要求がなされたとき、外気温度に基づいて前記内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー以上のときには前記接続解除手段による接続の有無に拘わらずに前記動力軸への反力のキャンセルと前記発電機による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには前記動力軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記内燃機関の出力軸を回転させずに前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する、
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、冷間時において内燃機関の始動要求がなされたときには、外気温度に基づいて内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、放電可能パワーが必要始動パワー以上のときには接続解除手段による接続の有無に拘わらずに動力軸への反力のキャンセルと発電機による内燃機関のクランキングとを伴って内燃機関を始動するよう内燃機関と発電機と電動機と接続解除手段とを制御する。一方、放電可能パワーが必要始動パワー未満のときには動力軸と駆動軸との接続が解除された状態で内燃機関の出力軸を回転させずに発電機と電動機とを回転させた後に発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関と発電機と電動機と接続解除手段とを制御する。即ち、外気温度に基づいて設定した必要始動パワーと蓄電手段の状態に基づいて設定した放電可能パワーとの大小関係により蓄電手段からの放電可能パワーにより通常に内燃機関をクランキングして始動することができるか否かを判定するから、より適正に蓄電手段からの放電可能パワーにより通常に内燃機関をクランキングして始動することができるか否かを判定することができる。また、放電可能パワーが必要始動パワー未満となり通常に内燃機関をクランキングして始動することができないときでも、発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとにより、より確実に内燃機関をクランキングして始動することができる。

本発明の駆動装置の制御方法は、
内燃機関および蓄電手段と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれ、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で動力を入出力可能な発電機と、前記駆動軸とは異なる動力軸と前記内燃機関の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、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記動力軸と前記駆動軸とに接続されて前記動力軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
冷間時において前記内燃機関の始動要求がなされたとき、外気温度に基づいて前記内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー以上のときには前記接続解除手段による接続の有無に拘わらずに前記動力軸への反力のキャンセルと前記発電機による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関の制御と共に前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには前記動力軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記内燃機関の出力軸を回転させずに前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関の制御と共に前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の駆動装置の制御方法では、冷間時において内燃機関の始動要求がなされたときには、外気温度に基づいて内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、放電可能パワーが必要始動パワー以上のときには接続解除手段による接続の有無に拘わらずに動力軸への反力のキャンセルと発電機による内燃機関のクランキングとを伴って内燃機関を始動するよう内燃機関の制御と共に発電機と電動機と接続解除手段とを制御する。一方、放電可能パワーが必要始動パワー未満のときには動力軸と駆動軸との接続が解除された状態で内燃機関の出力軸を回転させずに発電機と電動機とを回転させた後に発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関の制御と共に発電機と電動機と接続解除手段とを制御する。即ち、外気温度に基づいて設定した必要始動パワーと蓄電手段の状態に基づいて設定した放電可能パワーとの大小関係により蓄電手段からの放電可能パワーにより通常に内燃機関をクランキングして始動することができるか否かを判定するから、より適正に蓄電手段からの放電可能パワーにより通常に内燃機関をクランキングして始動することができるか否かを判定することができる。また、放電可能パワーが必要始動パワー未満となり通常に内燃機関をクランキングして始動することができないときでも、発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとにより、より確実に内燃機関をクランキングして始動することができる。

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に接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に出力する変速機６０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

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，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には回転軸としてのリングギヤ軸３２ａ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から変速機６０，駆動軸３６，デファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂ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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置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，ＭＧ
２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。

変速機６０は、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達およびリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続の解除を行なうことができるように構成されている。変速機６０の構成の一例を図３に示す。図示するように、変速機６０は、シングルピニオンの遊星歯車機構６２，６４，６６と二つのクラッチＣ１，Ｃ２と三つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とにより構成されている。遊星歯車機構６２は、外歯歯車のサンギヤ６２ｓと、このサンギヤ６２ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２ｒと、サンギヤ６２ｓに噛合すると共にリングギヤ６２ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６２ｐと、複数のピニオンギヤ６２ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６２ｃとを備えており、サンギヤ６２ｓはクラッチＣ２のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続または接続の解除ができるようになっていると共にブレーキＢ１のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６２ｃはブレーキＢ２のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっている。遊星歯車機構６４は、外歯歯車のサンギヤ６４ｓと、このサンギヤ６４ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６４ｒと、サンギヤ６４ｓに噛合すると共にリングギヤ６４ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６４ｐと、複数のピニオンギヤ６４ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６４ｃとを備えており、サンギヤ６４ｓは遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓに接続され、リングギヤ６４ｒはクラッチＣ１のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続またはその解除ができるようになっており、キャリア６４ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒに接続されている。遊星歯車機構６６は、外歯歯車のサンギヤ６６ｓと、このサンギヤ６６ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６ｒと、サンギヤ６６ｓに噛合すると共にリングギヤ６６ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６６ｐと、複数のピニオンギヤ６６ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６６ｃとを備えており、サンギヤ６６ｓは遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒに接続され、リングギヤ６６ｒはブレーキＢ３のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６６ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒと遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃと駆動軸３６とに接続されている。変速機６０は、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを全てオフにすることによりリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離すことができ、クラッチＣ１とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を比較的大きな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を１速の状態という）、クラッチＣ１とブレーキＢ２とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を１速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を２速の状態という）、クラッチＣ１とブレーキＢ１とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ２，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を２速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を３速の状態という）、クラッチＣ１，Ｃ２をオンとすると共にブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３をオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転をそのまま駆動軸３６に伝達する（以下、この状態を４速の状態という）。また、この変速機６０は、クラッチＣ２とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を反転かつ減速して駆動軸３６に伝達する（以下、この状態をリバースの状態という）。

クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のオンオフは、図１に示すように、油圧式のアクチュエータ１００の駆動によりクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３に対して作用させる油圧を調節することより行なわれる。この油圧式のアクチュエータ１００は、オイルを圧送するオイルポンプ１０２と、オイルポンプ１０２から圧送されたオイルの圧力（ライン圧）をクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３側に調整可能な圧力をもって個別に供給可能な油圧供給部１０４と、を備える。

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。図４に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図５にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。

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，車両のフロントグリル近傍に取り付けられた外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔ，アクチュエータ１００の油圧供給部１０４のライン圧を検出する油圧センサ１０６からの油圧Ｐｏｉｌ，駆動軸３６に取り付けられた回転数センサ３７からの駆動軸回転数Ｎｄ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からは、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の油圧式のアクチュエータ１００への駆動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。

なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。シフトポジションＳＰがＤポジションやＲポジションのときには、変速機６０は、１速〜４速の状態，リバースの状態となるようクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のうち１速〜４速の状態，リバースの状態に対応するクラッチやブレーキを係合するものとし、シフトポジションＳＰがＮポジションやＰポジションのときには、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３は全て開放するものとした。

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３６に出力すべき要求トルクを計算し、要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに応じた変速段となるよう変速機６０が制御され、要求トルクと変速機６０の変速段とに応じた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、特に外気の温度が所定温度（例えば、−２０℃や−２５℃など）より低い冷間時にシステム起動をしてエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図６は、冷間時のシステム起動後にエンジン２２を始動する際に実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

冷間時始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、外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔやバッテリ５０の温度Ｔｂ，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ），バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなどのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、バッテリ５０の温度Ｔｂについては、温度センサ５１ｃ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、バッテリ５０残容量（ＳＯＣ）や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔについては、電流センサ５１ｂにより検出されたバッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算に基づいて演算された残容量（ＳＯＣ）やこの残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいて演算された入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

続いて、入力した外気温Ｔｏｕｔに基づいてエンジン２２を始動するのに必要なパワーとしての始動必要パワーＷｓｔａｒｔを設定すると共に（ステップＳ１１０）、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０から放電が可能なパワーとしての放電可能パワーＷｂｏｕｔを設定し（ステップＳ１２０）、設定した始動必要パワーＷｓｔａｒｔと設定した放電可能パワーＷｂｏｕｔとを比較する（ステップＳ１３０）。ここで、始動必要パワーＷｓｔａｒｔは、実施例では、外気温Ｔｏｕｔと始動必要パワーＷｓｔａｒｔとの関係を実験などにより求めて始動必要エネルギ設定用マップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、外気温Ｔｏｕｔが与えられるとマップから対応する始動必要パワーＷｓｔａｒｔを導出することにより設定するものとした。始動必要エネルギ設定用マップの一例を図７に例示する。始動必要パワーＷｓｔａｒｔは、図示するように、外気温Ｔｏｕｔが低くなるほど大きくなる傾向に設定されることになる。これは、外気温Ｔｏｕｔが低くなるとエンジン２２自体の温度も低くなり、エンジン２２の潤滑油の粘性が高くなることに基づく。また、放電可能パワーＷｂｏｕｔは、実施例では、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂと放電可能パワーＷｂｏｕｔとの関係を実験などにより求めて放電可能エネルギ設定用マップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとが与えられるとマップから対応する放電可能パワーＷｂｏｕｔを導出することにより設定するものとした。放電可能エネルギ設定用マップの一例を図８に示す。放電可能パワーＷｂｏｕｔは、電池温度Ｔｂが低くなるほど小さくなる傾向に、且つ、残容量（ＳＯＣ）が大きくなるほど大きくなる傾向に設定されている。

始動必要パワーＷｓｔａｒｔと放電可能パワーＷｂｏｕｔとを比較した結果、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ以上のときには、通常にエンジン２２を始動することができると判断し、エンジン２２の始動時に用いるトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１４０）。エンジン２２の始動時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図９に示す。実施例のトルクマップは、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１１の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ１２にエンジン２２を安定して回転数Ｎｒｅｆ１以上でモータリングすることができるトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆ１に至った時間ｔ１３からレート処理を用いてトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ１５から発電用のトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。ここで、回転数Ｎｒｅｆ１は、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。なお、いまエンジン２２を始動するときを考えているから、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にはレート処理に用いるレート値が設定されることになる。

続いて、設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とに基づいて次式（１）によりロックした状態のモータＭＧ２に流す電流によって許容すべきトルクであるロック用のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１５０）。ここで、式（１）の右辺第１項は、モータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊を出力したときに動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを打ち消すトルクであり、右辺第２項のΔＴはエンジン２２のクランキングによるトルク脈動を打ち消すための余裕分のトルクである。リングギヤ軸３２ａを回転不能に固定しながらエンジン２２をクランキングしている際の動力分配統合機構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図１０に示す。図中、３１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、３４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、３２軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数を示す。式（１）は、この共線図から容易に導き出すことができる。

Tm2*=Tm1*/ρ+ΔT (1)

こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、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Ｓ１６０）。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１についてはトルク指令Ｔｍ１＊に相当するトルクが出力されるようインバータ４１のスイッチング素子をスイッチング制御し、モータＭＧ２についてはトルク指令Ｔｍ２＊に相当する電流がｄ軸に流れるようにインバータ４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。ここで、ｄ軸は、三相交流モータにおける相電流を３相−２相変換（座標変換）する際のｄ−ｑ座標系におけるｄ軸であり、モータＭＧ２のロータに貼り付けられた永久磁石により形成される磁束の方向である。モータＭＧ２のロック制御は、以下のように行なうことができる。まず、モータＭＧ２のロータの回転位置から電気角を計算すると共にこの計算した電気角を用いて検出した相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２を座標変換（３相−２相変換）して電流Ｉｄ２，Ｉｑ２を計算する。続いて、電流指令Ｉｄ２＊にトルク指令Ｔｍ１＊に相当する電流を設定すると共に電流指令Ｉｑ２＊に値０を設定し、設定した電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊と計算した電流Ｉｄ２，Ｉｑ２とを用いて電圧指令Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を設定し、この設定した電圧指令Ｖｄ２＊，Ｖｑ２＊を座標変換（２相−３相変換）してモータＭＧ２の三相コイルＵ相，Ｖ相，Ｗ相の電圧指令Ｖｕ２＊，Ｖｖ２＊，Ｖｗ２＊を計算する。そして、計算した電圧指令Ｖｕ２＊，Ｖｖ２＊，Ｖｗ２＊をインバータ４２をスイッチングするためのＰＷＭ信号に変換し、これに基づいてインバータ４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、モータＭＧ２は、ロックした状態となる。

そして、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力すると共に（ステップＳ１７０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上に至っているか否かを判定し（ステップＳ１８０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｆ１以上に至っていないときにはステップＳ１４０に戻ってステップＳ１４０〜Ｓ１８０の処理を繰り返し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上に至ったときには燃料噴射や点火を開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ１９０）、エンジン２２が完爆したのを確認して（ステップＳ２００）、冷間時始動制御ルーチンを終了する。なお、燃料噴射や点火を開始する制御信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御を開始する。

ステップＳ１３０で放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、通常にエンジン２２を始動することができないと判断し、変速機６０がニュートラルであるのを確認した後に（ステップＳ２１０）、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊に予め設定された回転数Ｎｍ１ｍｉｎ，Ｎｍ２ｍｉｎを設定する（ステップＳ２２０）。ここで、実施例では、モータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊に設定される回転数Ｎｍ２ｍｉｎとしては、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１（サンギヤ３１の回転数）を値０とすると共にエンジン２２のクランクシャフト２６の回転数Ｎｅ（キャリアの回転数）をエンジン２２を始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２より若干大きな回転数Ｎｅｍｉｎとしたときのリングギヤ３２の回転数を用い、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定される回転数Ｎｍ１ｍｉｎとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（リングギヤ３２の回転数）を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２のクランクシャフト２６の回転数Ｎｅ（キャリア３４の回転数）を値０としたときのサンギヤ３１の回転数を用いる。動力分配統合機構３０の共線図と回転数Ｎｍ１ｍｉｎ，Ｎｍ２ｍｉｎ，Ｎｅｍｉｎの関係を図１１に示す。図中、破線がモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを回転数Ｎｅｍｉｎとしたときの状態を示し、実線がモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときの状態を示す。図中、実線の状態からモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を保持した状態でモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１をその絶対値が小さくなるようにして破線の状態にすれば、エンジン２２は始動可能な最低回転数より若干大きな回転数Ｎｅｍｉｎで回転することになる。

こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２の目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊を設定すると、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を入力し（ステップＳ２３０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に入力した回転数Ｎｍ２と目標回転数Ｎｍ２＊とに基づいてモータＭＧ２が目標回転数Ｎｍ２＊で回転するよう次式（２）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２４０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２５０）、入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊から若干の回転数ΔＮだけ加えた回転数以下に至ったか否かを判定する（ステップＳ２６０）。そして、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊から若干の回転数ΔＮだけ加えた回転数以下に至るまでステップＳ２３０〜Ｓ２６０の処理を繰り返す。ここで、式（２）は、モータＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊で回転させるためのフィードバック制御の関係式であり、式（２）中、右辺第１項の「ｋｍ２１」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋｍ２２」は積分項のゲインである。設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊によりモータＭＧ１，ＭＧ２を制御すると、モータＭＧ２のトルクの出力によりリングギヤ３２が回転し、エンジン２２の摩擦仕事や圧縮仕事が大きいために、エンジン２２は回転せずにモータＭＧ１がモータＭＧ２の回転に伴って連れ回される。図１１の実線はこの状態を示している。このため、モータＭＧ２が目標回転数Ｎｍ２＊で回転すると、モータＭＧ１は目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようになる。

Tm2*=km21・(Nm2*-Nm2)+km22∫(Nm2*-Nm2)dt (2)

モータＭＧ２の回転に伴ってモータＭＧ１が連れ回され、その回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊から若干の回転数ΔＮだけ加えた回転数以下に至ると、ステップＳ２３０〜Ｓ２６０の繰り返し処理を中止し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やエンジン２２の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ２７０）、入力した回転数Ｎｍ１にレート値Ｎｒｔ１を加えた値を目標回転数Ｎｍ１＊としてモータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するよう次式（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が目標回転数Ｎｍ２＊を保持するよう式（４）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２８０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２９０）、エンジン２２の回転数Ｎｅがエンジン２２を始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２以上に至っているか否かを判定し（ステップＳ３００）、エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２以上に至るまでステップＳ２７０〜Ｓ３００の処理を繰り返す。ここで、レート値Ｎｒｔ１は、モータＭＧ１の回転エネルギを徐々に小さくするためにステップＳ２７０〜Ｓ３００の処理を繰り返す毎にモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊の絶対値を減じる値として設定されるものであり、ステップＳ２７０〜Ｓ３００を繰り返す頻度に基づいて定めることができる。また、式（３）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の関係式であり、式（３）中、右辺第１項はエンジン２２をクランキングする際にクランクシャフト２６に出力すべきトルクＴｅｓｔａｒｔをサンギヤ３１に分配したトルクであり、右辺第２項の「ｋｍ１１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋｍ１２」は積分項のゲインである。式（４）は、モータＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊で保持するためのフィードバック制御の関係式であり、式（４）中、右辺第１項はエンジン２２をクランキングする際にクランクシャフト２６に出力すべきトルクＴｅｓｔａｒｔをリングギヤ３２に分配したトルクである。なお、式４中の右辺第２項の「ｋｍ２１」と右辺第３項の「ｋｍ２２」は、上述した式（２）と同様に、比例項と積分項とのゲインである。こうして設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊によりモータＭＧ１，ＭＧ２を制御すると、モータＭＧ２は目標回転数Ｎｍ２＊を保持するよう駆動し、モータＭＧ１はその回転エネルギを放出するよう回転数が高くなるように（回転数の絶対値が小さくなるように）駆動するため、モータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２はクランキングされる。モータＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊で保持しながらモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を徐々に大きくしてエンジン２２をクランキングしているときの動力分配統合機構３０の共線図の一例を図１２に示す。このとき、モータＭＧ１は、回転方向とトルクの作用方向とが逆になるから、トルク指令Ｔｍ１＊で制御すると、発電機として作用することになり、モータＭＧ１による発電電力はモータＭＧ２で消費される電力の一部として用いられる。このため、エンジン２２をクランキングする際にバッテリ５０から放電すべき電力は小さくなり、バッテリ５０からの放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔより小さいときでもエンジン２２をクランキングすることができる。

Tm1*=ρ・Testart/(1+ρ)+km11・(Nm1*-Nm1)+km12∫(Nm1*-Nm1)dt (3)
Tm2*=Testart/(1+ρ)+km21・(Nm2*-Nm2)+km22∫(Nm2*-Nm2)dt (4)

エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２以上に至ったときには燃料噴射や点火を開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ３１０）、エンジン２２が完爆したのを確認して（ステップＳ３２０）、冷間時始動制御ルーチンを終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、外気温Ｔｏｕｔに基づいてエンジン２２を始動するのに必要な始動必要パワーＷｓｔａｒｔを設定すると共にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０から放電が可能な放電可能パワーＷｂｏｕｔを設定し、この設定した始動必要パワーＷｓｔａｒｔと放電可能パワーＷｂｏｕｔとを比較することにより、エンジン２２を通常に始動することができるか否かを判定するから、エンジン２２を通常に始動することができるか否かをより適正に判定することができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０からの放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、変速機６０がニュートラルの状態にあるのを確認した後に、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２より若干大きな回転数Ｎｅｍｉｎとしたときのリングギヤ３２の回転数をモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定し、エンジン２２の回転を停止した状態を保持してモータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、モータＭＧ２については目標回転数Ｎｍ２＊を保持するよう駆動し、モータＭＧ１についてはその回転エネルギを放出させるために回転数が高くなるように（回転数の絶対値が小さくなるように）駆動し、モータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２はクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２に至ったときにエンジン２２の燃料噴射と点火とを開始して始動するから、バッテリ５０からの放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔより小さいと判定されたときでもモータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２をクランキングして始動することができる。もとより、バッテリ５０からの放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ以上であると判定されたときには、エンジン２２を通常に始動することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、外気温Ｔｏｕｔに基づいてエンジン２２を始動するのに必要な始動必要パワーＷｓｔａｒｔを設定すると共にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０から放電が可能な放電可能パワーＷｂｏｕｔを設定し、この設定した始動必要パワーＷｓｔａｒｔと放電可能パワーＷｂｏｕｔとを比較することにより、エンジン２２を通常に始動することができるか否かを判定するものとしたが、放電可能パワーＷｂｏｕｔの設定についてはバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と外気温Ｔｏｕｔとに基づいて行なう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、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に上述した式（２）によりトルクを設定し、モータＭＧ２をトルク指令Ｔｍ２＊で制御することによりエンジン２２の回転を停止した状態でモータＭＧ１を連れ回してモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、その後、モータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２をクランキングして始動するものとしたが、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定すると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に上述の式（２）と同様にモータ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の関係式を用いて得られるトルクを設定し、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で制御することによりエンジン２２の回転を停止した状態でモータＭＧ２を連れ回してモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、その後、モータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２をクランキングして始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、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にモータＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊で回転させるためのフィードバック制御の関係式である式（２）によって得られるトルクを設定し、モータＭＧ２をトルク指令Ｔｍ２＊で制御することによりエンジン２２の回転を停止した状態でモータＭＧ１を連れ回してモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、その後、モータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２をクランキングして始動するものとしたが、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の設定については、モータＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊で回転させるためのフィードバック制御の関係式を用いずに行なうものとしても構わない。例えば、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として、エンジン２２の回転を停止した状態でモータＭＧ１を連れ回してモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊以上とすることができる予め設定された所定トルクを設定す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、バッテリ５０からの放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２より若干大きな回転数Ｎｅｍｉｎとしたときのリングギヤ３２の回転数をモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定し、エンジン２２の回転を停止した状態を保持してモータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、その後、モータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２をクランキングして始動するものとしたが、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊としては、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２より随分大きな回転数Ｎｅｓｅｔとしたときのリングギヤ３２の回転数をモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定するものとしてもよい。即ち、モータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を保持しながらモータＭＧ１の回転数を値０に近づけたときにエンジン２２の回転数が最低回転数Ｎｒｅｆ２より大きな回転数となるようにモータＭＧ１，ＭＧ２の目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊を設定するものとしてもよい。この場合、モータＭＧ１の回転エネルギだけでなくモータＭＧ２の回転エネルギを用いてエンジン２２をクランキングして始動することができる。この場合に用いる始動制御ルーチンの一部を示すフローチャートを図１３に示す。この変形例の始動制御ルーチンでは、変速機６０がニュートラルであるのを確認した後に（ステップＳ２１０）、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを最低回転数Ｎｒｅｆ２より随分大きな回転数Ｎｅｓｅｔとしたときのリングギヤ３２の回転数Ｎｍ２ｓｅｔをモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数Ｎｍ１ｓｅｔをモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定し（ステップＳ２２０Ｂ）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に入力した回転数Ｎｍ２と目標回転数Ｎｍ２＊とに基づいてモータＭＧ２が目標回転数Ｎｍ２＊で回転するよう式（２）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊から若干の回転数ΔＮだけ加えた回転数以下に至るのを待つ処理を実行する（ステップＳ２３０〜Ｓ２６０）。動力分配統合機構３０の共線図と回転数Ｎｍ１ｓｅｔ，Ｎｍ２ｓｅｔ，Ｎｅｓｅｔおよび最低回転数Ｎｒｅｆ２の関係を図１４に示す。そして、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊から若干の回転数ΔＮだけ加えた回転数以下に至ると、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にはその回転数Ｎｍ１にレート値Ｎｒｔ１を加えた値である目標回転数Ｎｍ１＊によりモータＭＧ１が回転するよう式（３）によって得られるトルクを設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にはその回転数Ｎｍ２からレート値Ｎｒｔ２を減じた値である目標回転数Ｎｍ２＊によりモータＭＧ２が回転するよう式（４）によって得られるトルクを設定し（ステップＳ２８０Ｂ）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊によりモータＭＧ１，ＭＧ２を制御してエンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２に至るのを待つ処理を実行する（ステップＳ２７０〜Ｓ３００）。ここで、レート値Ｎｒｔ２は、モータＭＧ２の回転エネルギを徐々に小さくするためにステップＳ２７０〜Ｓ３００の処理を繰り返す毎にモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を減じる値として設定されるものであり、レート値Ｎｒｔ１により設定されるモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が値０より若干小さな値となるときにエンジン２２の回転数Ｎｅが最小回転数Ｎｒｅｆ２となるよう調整される値である。動力分配統合機構３０の共線図中におけるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の変化と最小回転数Ｎｒｅｆ２との関係を図１５に示す。実施例では、レート値Ｎｒｔ１によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定してモータＭＧ１を制御すると共にレート値Ｎｒｔ２によりモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御することにより、図１５の破線で示すモータＭＧ１，ＭＧ２が回転数Ｎｍ１ｓｅｔ，Ｎｍ２ｓｅｔの状態から一点鎖線の中間状態を経由して実線で示すモータＭＧ１が値０より若干小さな回転数Ｎｍ１となるときにエンジン２２の回転数Ｎｅが最小回転数Ｎｒｅｆ２となる状態に至るようになる。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２以上に至ったときには燃料噴射や点火を開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ３１０）、エンジン２２が完爆したのを確認して（ステップＳ３２０）、冷間時始動制御ルーチンを終了する。このように、変形例では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを最低回転数Ｎｒｅｆ２より随分大きな回転数Ｎｅｓｅｔとしたときのリングギヤ３２の回転数Ｎｍ２ｓｅｔをモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数Ｎｍ１ｓｅｔをモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍で回転するよう制御し、その後、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１もモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２も小さくすることを伴ってエンジン２２をクランキングして始動する。即ち、モータＭＧ１の回転エネルギとモータＭＧ２の回転エネルギとを用いてエンジン２２をクランキングして始動するのである。このため、エンジン２２をクランキングする際にバッテリ５０から放電すべき電力は小さくなり、バッテリ５０からの放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔより小さいときでもエンジン２２をクランキングすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅがエンジン２２を始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２以上に至ったときにエンジン２２への燃料噴射と点火とを開始してエンジン２２を始動するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２より大きな回転数以上に至ったときにエンジン２２への燃料噴射と点火とを開始してエンジン２２を始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、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを変速機６０により接続するものとしたが、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続や接続の解除ができればよいから、変速機６０に代えてクラッチを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、４段の変速段をもって変速可能な変速機６０を用いるものとしたが、ニュートラルとすることができるものであればよいから、変速段は４段に限られるものではなく、２段以上の変速段をもって変速可能な変速機でもよい。

実施例では、本発明の最良の形態として動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０として説明したが、こうした自動車に搭載されない動力出力装置としてもよい。また、こうした動力出力装置に内燃機関や二次電池などの蓄電装置と共に組み込まれる駆動装置の形態としてもよい。さらに、動力出力装置や駆動装置の制御方法の形態としても構わない。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。本発明の動力出力装置の主要な要素としては、実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、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、変速機６０が「接続解除手段」に相当し、バッテリ電圧Ｖｂを検出する電圧センサ５１ａや充放電電流Ｉｂを検出する電流センサ５１ｂ，電池温度Ｔｂを検出する温度センサ５１ｃなどが「状態検出手段」に相当し、外気温センサ８９が「外気温度検出手段」に相当し、外気の温度が所定温度（例えば、−２０℃や−２５℃など）より低い冷間時にシステム起動をしてエンジン２２を始動するときに、外気温Ｔｏｕｔに基づいて放電可能パワーＷｂｏｕｔを設定すると共に充放電電流Ｉｂに基づく残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂに基づいて始動必要パワーＷｓｔａｒｔを設定し、設定した放電可能パワーＷｂｏｕｔと始動必要パワーＷｓｔａｒｔとを比較する図６の始動制御ルーチンのステップＳ１１０〜Ｓ１３０の処理と、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ以上であると判定されたときには、モータＭＧ１にエンジン２２をクランキングするためのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１からの出力トルクのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルすることができるようロック制御用のトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定してモータＥＣＵ４０に送信し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御と点火制御とを開始するための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し、その後、エンジン２２の完爆を確認する図６の始動制御ルーチンのステップＳ１４０〜Ｓ２００の処理と、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、変速機６０がニュートラルの状態にあるのを確認した後に、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２より若干大きな回転数Ｎｅｍｉｎとしたときのリングギヤ３２の回転数をモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定し、エンジン２２の回転を停止した状態を保持してモータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し、モータＭＧ１，ＭＧ２が目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転した後は、モータＭＧ２については目標回転数Ｎｍ２＊を保持するようトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共にモータＭＧ１についてはその回転エネルギを放出させるために回転数が高くなるように（回転数の絶対値が小さくなるように）トルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信してモータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２はクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御と点火制御とを開始するための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し、その後、エンジン２２の完爆を確認する図６の始動制御ルーチンのステップＳ２１０〜Ｓ３２０の処理とを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と燃料噴射制御と点火制御とを開始するための制御信号を受信してエンジン２２への燃料噴射制御と点火制御とを開始するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータＥＣＵ４０とが「冷間時始動制御手段」に相当する。

本発明の駆動装置の主要な要素としては、実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、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」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、変速機６０が「接続解除手段」に相当し、外気の温度が所定温度（例えば、−２０℃や−２５℃など）より低い冷間時にシステム起動をしてエンジン２２を始動するときに、外気温Ｔｏｕｔに基づいて放電可能パワーＷｂｏｕｔを設定すると共に充放電電流Ｉｂに基づく残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂに基づいて始動必要パワーＷｓｔａｒｔを設定し、設定した放電可能パワーＷｂｏｕｔと始動必要パワーＷｓｔａｒｔとを比較する図６の始動制御ルーチンのステップＳ１１０〜Ｓ１３０の処理と、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ以上であると判定されたときには、モータＭＧ１にエンジン２２をクランキングするためのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１からの出力トルクのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルすることができるようロック制御用のトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定してモータＥＣＵ４０に送信し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御と点火制御とを開始するための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し、その後、エンジン２２の完爆を確認する図６の始動制御ルーチンのステップＳ１４０〜Ｓ２００の処理と、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、変速機６０がニュートラルの状態にあるのを確認した後に、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２より若干大きな回転数Ｎｅｍｉｎとしたときのリングギヤ３２の回転数をモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定し、エンジン２２の回転を停止した状態を保持してモータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し、モータＭＧ１，ＭＧ２が目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転した後は、モータＭＧ２については目標回転数Ｎｍ２＊を保持するようトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共にモータＭＧ１についてはその回転エネルギを放出させるために回転数が高くなるように（回転数の絶対値が小さくなるように）トルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信してモータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２はクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御と点火制御とを開始するための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し、その後、エンジン２２の完爆を確認する図６の始動制御ルーチンのステップＳ２１０〜Ｓ３２０の処理とを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータＥＣＵ４０とが「冷間時始動制御手段」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であっても構わない。「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、駆動軸とは異なる動力軸と内燃機関の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、動力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。「接続解除手段」としては、変速機６０に限定されるものではなく、クラッチとするなど、動力軸と駆動軸とに接続されて動力軸と駆動軸との接続および接続の解除を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「状態検出手段」としては、バッテリ電圧Ｖｂを検出する電圧センサ５１ａや充放電電流Ｉｂを検出する電流センサ５１ｂ，電池温度Ｔｂを検出する温度センサ５１ｃに限定されるものではなく、蓄電手段の状態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。「外気温度検出手段」としては、外気温センサ８９に限定されるものではなく、外気の温度である外気温度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。

本発明の動力出力装置の主要な要素としての「冷間時始動制御手段」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、本発明の動力出力装置の主要な要素としての「冷間時始動制御手段」としては、外気の温度が所定温度より低い冷間時にシステム起動をしてエンジン２２を始動するときに、外気温Ｔｏｕｔに基づいて放電可能パワーＷｂｏｕｔを設定すると共に充放電電流Ｉｂに基づく残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂに基づいて始動必要パワーＷｓｔａｒｔを設定し、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ以上であると判定されたときには、モータＭＧ１にエンジン２２をクランキングするためのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１からの出力トルクのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルすることができるようロック制御用のトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御と点火制御とを開始してエンジン２２を始動し、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、変速機６０がニュートラルの状態にあるのを確認した後に、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２より若干大きな回転数Ｎｅｍｉｎとしたときのリングギヤ３２の回転数をモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定し、エンジン２２の回転を停止した状態を保持してモータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、その後、モータＭＧ２については目標回転数Ｎｍ２＊を保持するようトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共にモータＭＧ１についてはその回転エネルギを放出させるために回転数が高くなるように（回転数の絶対値が小さくなるように）トルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することによりモータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２はクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御と点火制御とを開始してエンジン２２を始動するものに限定されるものではなく、放電可能パワーＷｂｏｕｔの設定についてはバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と外気温Ｔｏｕｔとに基づいて行なうものとしたり、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定すると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に上述の式（２）と同様にモータ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の関係式を用いて得られるトルクを設定し、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で制御することによりエンジン２２の回転を停止した状態でモータＭＧ２を連れ回してモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、その後、モータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２をクランキングして始動するものとしたり、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときのモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の設定については、エンジン２２の回転を停止した状態でモータＭＧ１を連れ回してモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊以上とすることができる予め設定された所定トルクを設定するものとしたり、バッテリ５０からの放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときのモータＭＧ１，ＭＧ２の目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊としては、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２より随分大きな回転数Ｎｅｓｅｔとしたときのリングギヤ３２の回転数をモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、その後、モータＭＧ１の回転エネルギとモータＭＧ２の回転エネルギとを用いてエンジン２２をクランキングして始動するものとしたり、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときのエンジン２２への燃料噴射制御と点火制御との開始については、エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２より大きな回転数以上に至ったときにエンジン２２への燃料噴射制御と点火制御とを開始するものとしたりするなど、冷間時において内燃機関の始動要求がなされたときには、外気温度に基づいて内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、放電可能パワーが必要始動パワー以上のときには接続解除手段による接続の有無に拘わらずに動力軸への反力のキャンセルと発電機による内燃機関のクランキングとを伴って内燃機関を始動するよう内燃機関と発電機と電動機と接続解除手段とを制御し、放電可能パワーが必要始動パワー未満のときには動力軸と駆動軸との接続が解除された状態で内燃機関の出力軸を回転させずに発電機と電動機とを回転させた後に発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関と発電機と電動機と接続解除手段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。

本発明の駆動装置の主要な要素としての「冷間時始動制御手段」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、本発明の駆動装置の主要な要素としての「冷間時始動制御手段」としては、外気の温度が所定温度より低い冷間時にシステム起動をしてエンジン２２を始動するときに、外気温Ｔｏｕｔに基づいて放電可能パワーＷｂｏｕｔを設定すると共に充放電電流Ｉｂに基づく残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂに基づいて始動必要パワーＷｓｔａｒｔを設定し、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ以上であると判定されたときには、モータＭＧ１にエンジン２２をクランキングするためのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１からの出力トルクのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルすることができるようロック制御用のトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御と点火制御とを開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジンＥＣＵ２４の制御と共にエンジン２２を始動し、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、変速機６０がニュートラルの状態にあるのを確認した後に、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２より若干大きな回転数Ｎｅｍｉｎとしたときのリングギヤ３２の回転数をモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定し、エンジン２２の回転を停止した状態を保持してモータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、その後、モータＭＧ２については目標回転数Ｎｍ２＊を保持するようトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共にモータＭＧ１についてはその回転エネルギを放出させるために回転数が高くなるように（回転数の絶対値が小さくなるように）トルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することによりモータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２はクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２に至ったときにエンジン２２の燃料噴射制御と点火制御とを開始する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジンＥＣＵ２４の制御と共にエンジン２２を始動するものに限定されるものではなく、放電可能パワーＷｂｏｕｔの設定についてはバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と外気温Ｔｏｕｔとに基づいて行なうものとしたり、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定すると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に上述の式（２）と同様にモータ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の関係式を用いて得られるトルクを設定し、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で制御することによりエンジン２２の回転を停止した状態でモータＭＧ２を連れ回してモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、その後、モータＭＧ１の回転エネルギを用いてエンジン２２をクランキングして始動するものとしたり、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときのモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の設定については、エンジン２２の回転を停止した状態でモータＭＧ１を連れ回してモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊以上とすることができる予め設定された所定トルクを設定するものとしたり、バッテリ５０からの放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときのモータＭＧ１，ＭＧ２の目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊としては、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを始動するのに必要な最低回転数Ｎｒｅｆ２より随分大きな回転数Ｎｅｓｅｔとしたときのリングギヤ３２の回転数をモータＭＧ２の目標回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を目標回転数Ｎｍ２＊とすると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを値０としたときのサンギヤ３１の回転数をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を目標回転数Ｎｍ１＊，Ｎｍ２＊近傍まで回転させ、その後、モータＭＧ１の回転エネルギとモータＭＧ２の回転エネルギとを用いてエンジン２２をクランキングして始動するようエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の制御と共にモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとしたり、放電可能パワーＷｂｏｕｔが始動必要パワーＷｓｔａｒｔ未満であると判定されたときのエンジン２２への燃料噴射制御と点火制御との開始については、エンジン２２の回転数Ｎｅが最低回転数Ｎｒｅｆ２より大きな回転数以上に至ったときにエンジン２２への燃料噴射制御と点火制御とを開始するよう制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信するものとしたりするなど、冷間時において内燃機関の始動要求がなされたときには、外気温度に基づいて内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、放電可能パワーが必要始動パワー以上のときには接続解除手段による接続の有無に拘わらずに動力軸への反力のキャンセルと発電機による内燃機関のクランキングとを伴って内燃機関を始動するよう内燃機関の制御と共に発電機と電動機と接続解除手段とを制御し、放電可能パワーが必要始動パワー未満のときには動力軸と駆動軸との接続が解除された状態で内燃機関の出力軸を回転させずに発電機と電動機とを回転させた後に発電機の回転系の回転エネルギと電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて内燃機関をクランキングして内燃機関を始動するよう内燃機関の制御と共に発電機と電動機と接続解除手段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。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

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、動力出力装置や駆動装置，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。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 変速機６０の構成の概略を示す構成図である。 バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 始動必要エネルギ設定用マップの一例を図７に例示する。 放電可能エネルギ設定用マップの一例を図８に示す。 トルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。 リングギヤ軸３２ａを回転不能に固定しながらエンジン２２をクランキングしている際の動力分配統合機構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。 動力分配統合機構３０の共線図と回転数Ｎｍ１ｍｉｎ，Ｎｍ２ｍｉｎ，Ｎｅｍｉｎの関係を示す説明図である。 モータＭＧ２を目標回転数Ｎｍ２＊で保持しながらモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を徐々に大きくしてエンジン２２をクランキングしているときの動力分配統合機構３０の共線図の一例を示す説明図である。 変形例の始動時制御ルーチンの一部の一例を示すフローチャートである。 動力分配統合機構３０の共線図と回転数Ｎｍ１ｓｅｔ，Ｎｍ２ｓｅｔおよび最低回転数Ｎｒｅｆ２の関係を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の共線図中におけるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の変化と最小回転数Ｎｒｅｆ２との関係を示す説明図である。

符号の説明

２０ 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、３６ 駆動軸、３７ 回転数センサ、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、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、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 変速機、６２，６４，６６ 遊星歯車機構、６２ｓ，６４ｓ，６６ｓ サンギヤ、６２ｐ，６４ｐ，６６ｐ ピニオンギア、６２ｃ，６４ｃ，６６ｃ キャリア、６２ｒ，６４ｒ，６６ｒ リングギヤ、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、８９ 外気温センサ、１００ アクチュエータ、１０２ オイルポンプ、１０４ 油圧供給部、１０６ 油圧センサ、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、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ。

Claims (10)

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、
   動力を入出力可能な発電機と、
   前記駆動軸とは異なる動力軸と前記内燃機関の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、
   前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記発電機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、
   前記動力軸と前記駆動軸とに接続されて前記動力軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、
   前記蓄電手段の状態を検出する状態検出手段と、
   外気の温度である外気温度を検出する外気温度検出手段と、
   冷間時において前記内燃機関の始動要求がなされたとき、前記検出された外気温度に基づいて前記内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に前記検出された蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー以上のときには前記接続解除手段による接続の有無に拘わらずに前記動力軸への反力のキャンセルと前記発電機による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには前記動力軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記内燃機関の出力軸を回転させずに前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する冷間時始動制御手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 前記冷間時始動制御手段は、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには、前記電動機については前記発電機の回転数が値０となると共に前記出力軸が該内燃機関を始動可能な始動最低回転数以上で該始動最低回転数近傍の所定回転数となるときの回転数である第１回転数以上で回転し、前記発電機については前記電動機の回転数が前記第１回転数となると共に前記出力軸の回転数が前記所定回転数となるときの回転数である第２回転数以上で回転するよう前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 前記冷間時始動制御手段は、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには、前記電動機については前記第１回転数で回転し前記発電機については前記第２回転数で回転するよう前記発電機と前記電動機とを回転させた後に、前記電動機の回転を維持した状態で前記発電機の回転系の回転エネルギを用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動する手段である請求項２記載の動力出力装置。
4. 前記冷間時始動制御手段は、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには、前記発電機と前記電動機とを回転させた後に、前記発電機の回転数が値０となると共に前記出力軸の回転数が前記所定回転数となるときの前記電動機の回転数を目標回転数として該電動機の回転数を徐々に減少させると共に前記電動機の回転数が前記目標回転数となるタイミングで前記発電機の回転数が略値０となるよう該発電機の回転数を徐々に減少させることにより前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
5. 前記冷間時始動制御手段は、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには、前記発電機と前記電動機とを回転させた後に、前記内燃機関の回転数が前記始動最低回転数以上に至ったときに燃料噴射と点火とを開始して前記内燃機関を始動する手段である請求項２ないし４いずれか記載の動力出力装置。
6. 前記接続解除手段は、中立状態が可能な変速機である請求項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. 内燃機関および蓄電手段と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれる駆動装置であって、
   前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で動力を入出力可能な発電機と、
   前記駆動軸とは異なる動力軸と前記内燃機関の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、
   前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記動力軸と前記駆動軸とに接続されて前記動力軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、
   冷間時において前記内燃機関の始動要求がなされたとき、外気温度に基づいて前記内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー以上のときには前記接続解除手段による接続の有無に拘わらずに前記動力軸への反力のキャンセルと前記発電機による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関の制御と共に前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには前記動力軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記内燃機関の出力軸を回転させずに前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関の制御と共に前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する冷間時始動制御手段と、
   を備える駆動装置。
9. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、動力軸と前記内燃機関の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、前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、前記動力軸と駆動軸とに接続されて前記動力軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、を備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
   冷間時において前記内燃機関の始動要求がなされたとき、外気温度に基づいて前記内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー以上のときには前記接続解除手段による接続の有無に拘わらずに前記動力軸への反力のキャンセルと前記発電機による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには前記動力軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記内燃機関の出力軸を回転させずに前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する、
   ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
10. 内燃機関および蓄電手段と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれ、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で動力を入出力可能な発電機と、前記駆動軸とは異なる動力軸と前記内燃機関の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、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記動力軸と前記駆動軸とに接続されて前記動力軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
    冷間時において前記内燃機関の始動要求がなされたとき、外気温度に基づいて前記内燃機関の始動に必要なパワーである必要始動パワーを設定すると共に前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から放電可能なパワーである放電可能パワーを設定し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー以上のときには前記接続解除手段による接続の有無に拘わらずに前記動力軸への反力のキャンセルと前記発電機による前記内燃機関のクランキングとを伴って前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関の制御と共に前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御し、前記設定した放電可能パワーが前記設定した必要始動パワー未満のときには前記動力軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記内燃機関の出力軸を回転させずに前記発電機と前記電動機とを回転させた後に前記発電機の回転系の回転エネルギと前記電動機の回転系の回転エネルギとのうち少なくとも一方を用いて前記内燃機関をクランキングして前記内燃機関を始動するよう前記内燃機関の制御と共に前記発電機と前記電動機と前記接続解除手段とを制御する、
    ことを特徴とする駆動装置の制御方法。

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