JP2009298224A - 動力出力装置およびその制御方法並びに車両 - Google Patents

Abstract

【課題】発電機の制御性の低下を抑制する。
【解決手段】要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジンの目標トルクＴｅ＊を設定すると共に（Ｓ１６０）、設定した目標トルクＴｅ＊に基づいて発電機（モータＭＧ１）の目標トルクＴｍ１ｔｍｐを設定し（Ｓ１７０）、駆動制御の状態が定常状態にあると判定されたときに目標トルクＴｍ１ｔｍｐに対するモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１の比であるトルク比Ｒｇを設定し（Ｓ２２０）、その後に所定時間が経過した以降はトルク比Ｒｇが小さいほど大きさが大きくなる傾向にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を制御する（Ｓ２４５，Ｓ２５０）。これにより、目標トルクＴｍ１ｔｍｐにより適応したトルクをモータＭＧ１から出力することができ、経年変化などに基づくモータＭＧ１の制御性の低下を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトがキャリアに接続されると共に駆動輪に連結された駆動軸にリングギヤが接続された動力分配統合機構と、動力分配統合機構のサンギヤに接続された第１のモータ（ＭＧ１）と、駆動軸に接続された第２のモータ（ＭＧ２）と、を備え、要求トルクに基づく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が駆動軸に出力されるようエンジンとモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、エンジンの目標運転ポイントにおける回転数に対応するモータＭＧ１の目標回転数でモータＭＧ１を回転させるために、エンジンからサンギヤに伝達されるトルクを打ち消すためのフィードフォワード項とモータＭＧ１の目標回転数と実際の回転数との差を打ち消すためのフィードバック項とからなる式により、モータＭＧ１のトルク指令を設定してモータＭＧ１を制御している。
特開２００６−６３８６５号公報

こうした動力出力装置では、経年変化（例えば、ロータに取り付けられた永久磁石の減磁など）などにより、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令と実際に出力される出力トルクとにズレが生じる場合がある。この場合、上述の動力出力装置と同様にモータＭＧ１を制御するものにおいて、フィードバック項によりこのズレを調整しようとすると、ズレの程度によっては制御性が低下してしまうことがある。

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、発電機の制御性の低下を抑制することを主目的とする。

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、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

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、
動力を入出力する発電機と、
前記駆動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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
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、
前記設定された目標運転ポイントに基づいて前記発電機から出力すべき目標トルクである発電機目標トルクを設定する発電機目標トルク設定手段と、
前記設定された発電機目標トルクに対する前記発電機から出力されるトルクの比である発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に前記発電機のトルク指令である発電機トルク指令を設定する発電機トルク指令設定手段と、
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発電機トルク指令により前記発電機が駆動され、前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力出力装置では、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、設定した目標運転ポイントに基づいて発電機から出力すべき目標トルクである発電機目標トルクを設定し、発電機目標トルクに対する発電機から出力されるトルクの比である発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に発電機のトルク指令である発電機トルク指令を設定し、目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に発電機トルク指令により発電機が駆動され、要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。即ち、発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向の発電機トルク指令により発電機を駆動するのである。これにより、発電機トルク比に応じてより適正に発電機を駆動することができ、経年変化などに基づく発電機の制御性の低下を抑制することができる。ここで、「３軸式動力入出力手段」は、シングルピニオン式やダブルピニオン式の遊星歯車機構であるものとすることもできるし、デファレンシャルギヤであるものとすることもできる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記発電機目標トルク設定手段は、前記設定された目標運転ポイントにおけるトルクに基づいて前記発電機目標トルクを設定する手段であり、前記発電機トルク指令設定手段は、前記設定された発電機目標トルクと前記発電機トルク比とに基づいて該発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に設定されるフィードフォワード項と、前記内燃機関の回転数と前記設定された目標運転ポイントにおける目標回転数との差が打ち消されるよう設定されるフィードバック項と、を加算して前記発電機トルク指令を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、発電機トルク比に応じたフィードフォワード項の調整により、より適正に発電機を駆動することができる。この場合、前記発電機トルク指令設定手段は、前記発電機トルク比の逆数を前記設定された発電機目標トルクに乗じたものを前記フィードフォワード項として前記発電機トルク指令を設定する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記設定された要求駆動力に基づいて前記電動機から出力すべき目標トルクである電動機目標トルクを設定し、前記設定された電動機目標トルクに対する前記電動機から出力されるトルクの比である電動機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に前記電動機のトルク指令である電動機トルク指令を設定し、該設定した電動機トルク指令により前記電動機が駆動されるよう該電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機トルク比に応じてより適正に電動機を駆動することができ、電動機の制御性の低下を抑制することができる。

この電動機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に電動機トルク指令を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機から前記駆動軸に動力を出力しているときに前記電動機トルク比を設定する手段であり、前記発電機トルク指令設定手段は、前記電動機トルク比が設定された後であって前記内燃機関からの動力の出力を伴って前記駆動軸に動力を出力しているときに前記発電機トルク比を設定する手段である、ものとすることもできる。ここで、「電動機トルク比」や「発電機トルク比」は、イグニッションオンからイグニッションオフまで（１トリップ）に１回だけ設定するものとすることもできる。また、「電動機トルク比」は、内燃機関を運転停止した状態で電動機から駆動軸に動力を出力しているときであって電動機の駆動制御の状態が定常状態にあるときに設定するものとすることもできる。「発電機トルク比」は、電動機トルク比が設定された後であって内燃機関からの動力の出力を伴って駆動軸に動力を出力しているときであって内燃機関や発電機，電動機の駆動制御の状態が定常状態にあるときに設定するものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記発電機トルク指令設定手段は、前記駆動軸の回転数の変化率に関連する物理量と路面勾配と前記設定された電動機目標トルクとに基づいて前記発電機から出力されるトルクを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、駆動軸の回転数の変化率に関連する物理量と路面勾配と電動機目標トルクとを考慮して発電機から出力されるトルクを設定することができる。ここで、「駆動軸の回転数の変化率に関連する物理量」は、駆動軸の回転数の変化率そのものであるものとすることもできるし、動力出力装置が車両に搭載される場合には車速の変化率（加速度）であるものとすることもできる。また、この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、少なくとも前記電動機トルク比を設定する前は前記設定された電動機目標トルクを前記電動機トルク指令として設定する手段であり、前記発電機トルク指令設定手段は、前記設定された発電機目標トルクと前記発電機トルク比とに基づいて該発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に設定されるフィードフォワード項と、前記内燃機関の回転数と前記設定された目標運転ポイントにおける目標回転数との差が打ち消されるよう設定されるフィードバック項と、の加算により発電機トルク指令を設定するものにおいて、少なくとも前記発電機トルク比を設定する前は前記設定された発電機目標トルクをフィードフォワード項に設定するものとすることもできる。

また、電動機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に電動機トルク指令を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記駆動軸の回転数の変化率に関連する物理量と路面勾配とに基づいて前記電動機から出力されるトルクを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、駆動軸の回転数の変化率に関連する物理量と路面勾配とを考慮して電動機から出力されるトルクを設定することができる。

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、動力を入出力する発電機と、前記駆動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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、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、前記設定された目標運転ポイントに基づいて前記発電機から出力すべき目標トルクである発電機目標トルクを設定する発電機目標トルク設定手段と、前記設定された発電機目標トルクに対する前記発電機から出力されるトルクの比である発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に前記発電機のトルク指令である発電機トルク指令を設定する発電機トルク指令設定設定手段と、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発電機トルク指令により前記発電機が駆動され、前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機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、発電機の制御性の低下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。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、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、
（ｂ）前記設定した目標運転ポイントに基づいて前記発電機から出力すべき目標トルクである発電機目標トルクを設定し、
（ｃ）前記設定された発電機目標トルクに対する前記発電機から出力されるトルクの比である発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に前記発電機のトルク指令である発電機トルク指令を設定し、
（ｄ）前記設定し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した発電機トルク指令により前記発電機が駆動され、前記要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機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、設定した目標運転ポイントに基づいて発電機から出力すべき目標トルクである発電機目標トルクを設定し、発電機目標トルクに対する発電機から出力されるトルクの比である発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に発電機のトルク指令である発電機トルク指令を設定し、目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に発電機トルク指令により発電機が駆動され、要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。即ち、発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向の発電機トルク指令により発電機を駆動するのである。これにより、発電機トルク比に応じてより適正に発電機を駆動することができ、経年変化などに基づく発電機の制御性の低下を抑制することができる。ここで、「３軸式動力入出力手段」は、シングルピニオン式やダブルピニオン式の遊星歯車機構であるものとすることもできるし、デファレンシャルギヤであるものとすることもできる。

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、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。

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、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有し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。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）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，勾配センサ８９からの路面勾配θ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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図２および図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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，勾配センサ８９からの路面勾配θなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて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、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されたモータ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。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４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が、実施例では、後者によって求めるものとした。

続いて、要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、エンジン運転モードとモータ運転モードとのうち一方を選択するために用いられるものであり、エンジン２２から効率よく出力できるパワーの下限値やその近傍の値として設定することができる。

要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、モータ運転モードを選択し、エンジン２２が運転停止されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに共に値０を設定し（ステップＳ１３０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ１４０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除することによりモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての目標トルクＴｍ２ｔｍｐを設定する（ステップＳ１５０）。

続いて、イグニッションオン時に初期値として値０が設定されると共に後述のモータＭＧ２のトルク比Ｒｍが設定されたときに値１が設定されるトルク比設定フラグＦｍの値を調べる（ステップＳ２７０）。ここで、トルク比Ｒｍは、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐに対するモータＭＧ２から出力される出力トルクＴｍ２の比率である。トルク比設定フラグＦｍが値０のときには、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍが未だ設定されていないと判断し、モータ運転モードであるか否かを判定すると共に（ステップＳ２８０）、モータ運転モードであると判定されたときには、駆動制御の状態が定常状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２９０）。ここで、駆動制御の状態が定常状態にあるか否かの判定は、例えば、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊（モータ運転モードであえるときには共に値０）が所定時間（例えば、数秒など）に亘って変化していないか（小さな閾値以内の変化であるか）の判定や、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定時間（例えば、数秒など）に亘って変化していないか（小さな閾値以内の変化であるか）の判定、モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐやトルク指令Ｔｍ１＊，モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐやトルク指令Ｔｍ２＊が所定時間（例えば、数秒など）に亘って変化していないか（小さな閾値以内の変化であるか）の判定、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１やモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が所定時間（例えば、数秒など）に亘って変化していないか（小さな閾値以内の変化であるか）の判定、などにより行なうことができる。いま、モータ運転モードであるときを考えているから、例えば、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐ，トルク指令Ｔｍ２＊，回転数Ｎｍ２が所定時間（例えば、数秒など）に亘って変化していない（小さな閾値以内の変化である）ときに、駆動制御の状態が定常状態にあると判定することができる。このステップＳ２８０，Ｓ２９０の処理は、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍを設定する条件が成立しているか否かを判定する処理である。

モータ運転モードでない（エンジン運転モードである）と判定されたときや、駆動制御の状態が定常状態にないと判定されたときには、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍを設定する条件が成立していないと判断し、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ３３０）、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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。いま、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが値０のときを考えているから、エンジン２２を運転停止するためにエンジン２２の燃料噴射を停止する。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Ｓ２８０，Ｓ２９０で、モータ運転モードであって駆動制御の状態が定常状態にあると判定されたときには、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍを設定する条件が成立していると判断し、車速Ｖの変化率である車速変化率ΔＶと車両の質量ｍと重力加速度ｇと路面勾配θと走行用の駆動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクに換算するための換算係数Ｇａとを用いて次式（１）によりモータＭＧ２の出力トルクＴｍ２を計算すると共に（ステップＳ３００）、計算した出力トルクＴｍ２を前回のモータＭＧ２の目標トルク（前回Ｔｍ２ｔｍｐ）で除することによりモータＭＧ２のトルク比Ｒｍを式（２）により計算し（ステップＳ３１０）、トルク比設定フラグＦｍに値１を設定し（ステップＳ３２０）、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ３３０）、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。ここで、車両の質量ｍは、例えば、１名乗車時や２名乗車時のものを用いるものとしたり、図示しない質量センサから入力される値を入力して用いるものとしたりすることができる。また、車速変化率ΔＶは、今回の車速Ｖから前回の車速（前回Ｖ）を減じたものをこのルーチンの実行間隔で除することにより計算することができる。このようにしてモータＭＧ２のトルク比Ｒｍを計算することができる。なお、いま、駆動制御の状態が定常状態にあると判定されたときを考えているから、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐは変化していないか小さな閾値以内の変化であるため、式（２）において、前回のモータＭＧ２の目標トルク（前回Ｔｍ２ｔｍｐ）に代えて今回のモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐを用いるものとしてもよい。また、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍは、イグニッションオンからイグニッションオフまで（１トリップ）に１度だけ設定する、即ち、一旦設定された以降はイグニッションオフまで保持するものとした。

Tm2=m(ΔV+g・sinθ)・Ga (1)
Rm=Tm2/前回Tm2tmp (2)

そして、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、ステップＳ２７０でトルク比設定フラグＦｍが値１であるから、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍが設定されてから所定時間（例えば、数秒など）が経過したか否かを判定し（ステップＳ３４０）、所定時間が経過していないと判定されたときには、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ３３０）、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。この場合、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍが反映されずに設定されることになる。一方、ステップＳ３４０で所定時間が経過したと判定されたときには、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐにトルク比Ｒｍの逆数を乗じることによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を計算し（ステップＳ３５０）、イグニッションオン時に値０が設定されると共にトルク比Ｒｍを反映してトルク指令Ｔｍ２＊が設定されるときに値１が設定されるトルク比反映フラグＦｍ２に値１を設定し（ステップＳ３６０）、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。この場合、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、トルク比Ｒｍが小さいほど大きくなる傾向に設定されることになる。通常、モータＭＧ２の経年変化（例えば、ロータに取り付けられた永久磁石の減磁など）などにより、運転者の要求に応じて設定されるモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐと実際にモータＭＧ２から出力される出力トルクＴｍ２とにはズレが生じる場合がある。しかしながら、このようにズレの程度を反映したトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２を制御することにより、目標トルクＴｍ２ｔｍｐにより適応したトルクをモータＭＧ２から出力することができ、経年変化などによってモータＭＧ２の制御性が低下する（目標トルクＴｍ２ｔｍｐと出力トルクＴｍ２とのズレが大きくなるのを抑制する）ことができる。なお、トルク指令Ｔｍ２＊の設定において、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍを設定してから所定時間が経過するまでトルク比Ｒｍを反映しないのは、制御の安定性を図るためである。

ステップＳ１２０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、エンジン運転モードを選択し、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき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Ｓ１６０）。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５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワー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。

続いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（３）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしての目標トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１７０）。ここで、エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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の一例を図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。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。式（３）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。

Tm1tmp=-ρ・Te*/(1+ρ) (３)

次に、イグニッションオン時に初期値として値０が設定されると共に後述のモータＭＧ１のトルク比Ｒｇが設定されたときに値１が設定されるトルク比設定フラグＦｇの値を調べる（ステップＳ１８０）。ここで、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇは、モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐに対するモータＭＧ１から出力される出力トルクＴｍ１の比率である。トルク比設定フラグＦｇが値０のときには、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇが未だ設定されていないと判断し、トルク比反映フラグＦｍ２の値を調べると共に（ステップＳ１９０）、前述したステップＳ２９０の処理と同様に、駆動制御の状態が定常状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２００）。このステップＳ１９０，２００の処理は、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを設定する条件が成立しているか否かを判定する処理である。

トルク比反映フラグＦｍ２が値０のときや、駆動制御の状態が定常状態にないと判定されたときには、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを設定する条件が成立していないと判断し、目標トルクＴｍ１ｔｍｐとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と入力した回転数Ｎｅとを用いて次式（４）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ２４０）、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）により計算し（ステップＳ２６０）、ステップＳ２７０以降の処理を実行する。ここで、式（４）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、右辺第１項はフィードフォワード項であり、右辺第２項はフィードバック項における比例項、右辺第３項はフィードバックバック項における積分項である。この式（４）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。式（５）は、図６の共線図を用いれば容易に導くことができる。

Tm1*=Tm1tmp+k1・(Ne*-Ne)+k2・∫(Ne*-Ne)dt (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)

ステップＳ１９０，Ｓ２００で、トルク比反映フラグＦｍ２が値１であり駆動制御の状態が定常状態にあると判定されたときには、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを設定する条件が成立していると判断し、車速変化率ΔＶと車両の質量ｍと重力加速度ｇと路面勾配θと前述の換算係数Ｇａと前回のモータＭＧ２の目標トルク（前回Ｔｍ２ｔｍｐ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（６）によりモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１を計算すると共に（ステップＳ２１０）、計算した出力トルクＴｍ１を前回のモータＭＧ１の目標トルク（前回Ｔｍ１ｔｍｐ）で除することによりモータＭＧ１のトルク比Ｒｇを式（７）により計算し（ステップＳ２２０）、トルク比設定フラグＦｇに値１を設定し（ステップＳ２３０）、前述の式（４）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ２４０）、式（５）によりモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐを設定し（ステップＳ２６０）、ステップＳ２７０以降の処理を実行する。このようにしてモータＭＧ１のトルク比Ｒｇを計算することができる。ここで、前述のモータＭＧ１のトルク比Ｒｇを設定する条件が成立しているか否かの判定において、トルク比反映フラグＦｍ２が値１であることを条件とするのは以下の理由による。前述したように、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐにトルク比Ｒｍの逆数を乗じて設定したトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２を制御することにより、目標トルクＴｍ２ｔｍｐと出力トルクＴｍ２とのズレを小さくすることができる。このため、モータＭＧ１の出力トルクＴｍ１を計算する際に、トルク比Ｒｍを反映してトルク指令Ｔｍ２＊が設定されるときの目標トルクＴｍ２ｔｍｐを用いれば、トルク比Ｒｍが反映されずにトルク指令Ｔｍ２＊が設定されるときの目標トルクＴｍ２を用いるもの比してより適正に出力トルクＴｍ１を計算することができる。こうしてより適正に出力トルクＴｍ１を計算できれば、より適正にトルク比Ｒｇを計算することができるため、実施例では、トルク比Ｒｇを設定する条件が成立しているか否かの判定においてトルク比反映フラグＦｍ２が値１であることを条件とするものとした。なお、いま、駆動制御の状態が定常状態にあると判定されたときを考えているから、モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐは変化していないか小さな閾値以内の変化であるため、式（７）において、前回のモータＭＧ１の目標トルク（前回Ｔｍ１ｔｍｐ）に代えて今回のモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐを用いるものとしてもよい。また、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇは、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍと同様に、イグニッションオンからイグニッションオフまで（１トリップ）に１度だけ設定する、即ち、一旦設定された以降はイグニッションオフまで保持するものとした。

Tm1=(m(ΔV+g・sinθ)・Ga-前回Tm2tmp)・(-ρ) (6)
Rg=Tm1/前回Tm1tmp (7)

そして、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、ステップＳ１８０でトルク比設定フラグＦｇが値１であるから、トルク比Ｆｇが設定されてから所定時間（例えば、数秒など）が経過したか否かを判定し（ステップＳ２４５）、所定時間が経過していないと判定されたときには、前述の式（４）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ２４０）、ステップＳ２６０以降の処理を実行する。この場合、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇが反映されずに設定されることになる。一方、ステップＳ２４５で所定時間が経過したと判定されたときには、式（４）の右辺第１項（フィードフォワード項）を目標トルクＴｍ１ｔｍｐから目標トルクＴｍ１ｔｍｐにトルク比Ｒｇの逆数を乗じたもの（Ｔｍ１ｔｍｐ／Ｒｇ）に置き換えたものによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ２５０）、ステップＳ２６０以降の処理を実行する。この場合、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、トルク比Ｒｇが小さいほど大きさが大きくなる（発電用トルクとして大きくなる）傾向に設定されることになる。いま、エンジン運転モードで定常走行するときを考える。このときに、モータＭＧ１の経年変化（例えば、ロータに取り付けられた永久磁石の減磁など）などにより、モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐと実際にモータＭＧ１から出力される出力トルクＴｍ１とにはズレが生じる場合がある。しかしながら、このようにズレの程度を反映したフィードフォワード項を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にこのトルク指令Ｔｍ１＊を用いてモータＭＧ１を制御することにより、フィードバック項の影響が大きくなるのを抑制することができ、目標トルクＴｍ１ｔｍｐにより適応したトルクをモータＭＧ１から出力することができ、経年変化などによってモータＭＧ１の制御性が低下するのを抑制することができる。なお、トルク指令Ｔｍ１＊の設定において、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを設定してから所定時間が経過するまでトルク比Ｒｇを反映しないのは、制御の安定性を図るためである。

図７は、車両が走行するときの制御モード（エンジン運転モードまたはモータ運転モード），モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐと出力トルクＴｍ２，モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐと出力トルクＴｍ１，要求トルクＴｒ＊と出力トルクＴｒの時間変化の様子の一例を示す説明図である。なお、図７では、簡単のために、モータ運転モードからエンジン運転モードに移行する際（エンジン２２を始動する際）にエンジン２２をモータリングするためにモータＭＧ１から出力されるトルクについては省略した。図示するように、イグニッションオン後にモータ運転モードで走行するときには、最初は、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐと出力トルクＴｍ２とのズレにより、要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａに出力される出力トルクＴｒとにズレが生じているが、駆動制御の状態が定常状態にあると判定された時刻ｔ１にモータＭＧ２のトルク比Ｒｍを計算し、その後の時刻ｔ２以降は、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍを反映して設定されるモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２を制御することにより、目標トルクＴｍ２ｔｍｐと出力トルクＴｍ２とのズレを小さくすることができ、要求トルクＴｒ＊と出力トルクＴｒとのズレを小さくすることができる。その後、時刻ｔ３でモータ運転モードからエンジン運転モードに移行すると、最初は、モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐと出力トルクＴｍ１とのズレにより、要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａに出力される出力トルクＴｒとにズレが生じているが、駆動制御の状態が定常状態にあると判定された時刻ｔ４にモータＭＧ１のトルク比Ｒｇを計算し、その後の時刻ｔ５以降は、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを反映して設定されるモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を用いてモータＭＧ１を制御することにより、目標トルクＴｍ１ｔｍｐと出力トルクＴｍ１とのズレを小さくすることができ、要求トルクＴｒ＊と出力トルクＴｒとのズレを小さくすることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、要求トルクＴｒ＊に基づいて設定されるエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に基づいてモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐを設定し、駆動制御の状態が定常状態にあると判定されたときに目標トルクＴｍ１ｔｍｐに対する出力トルクＴｍ１の比であるトルク比Ｒｇを設定し、設定したトルク比Ｒｇが小さいほど大きさが大きくなる傾向に（発電トルクとして大きくなる傾向に）モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を制御するから、目標トルクＴｍ１ｔｍｐにより適応したトルクをモータＭＧ１から出力することができ、経年変化などに基づくモータＭＧ１の制御性の低下を抑制することができる。しかも、モータＭＧ２の制御についても、駆動制御の状態が定常状態にあると判定されたときに目標トルクＴｍ２ｔｍｐに対する出力トルクＴｍ２の比であるトルク比Ｒｍを設定し、設定したトルク比Ｒｍが小さいほど大きさが大きくなる傾向にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ２を制御するから、目標トルクＴｍ２ｔｍｐにより適応したトルクをモータＭＧ２から出力することができ、経年変化などに基づくモータＭＧ２の制御性の低下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、エンジン運転モードであるときには、前述の式（４）で示されるエンジン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を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを反映した以降は、トルク比Ｒｇが小さいほど大きさが大きくなる傾向にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものであればよく、式（４）とは異なる関係式を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊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、イグニッションオンされてからモータＭＧ２のトルク比Ｒｍを反映してトルク指令Ｔｍ２＊を設定するまでは、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に目標トルクＴｍ２ｔｍｐをそのまま設定するものとしたが、前回のトリップ（前回のイグニッションオンからイグニッションオフまで）で設定したトルク比（前トリップＲｍ）の逆数を目標トルクＴｍ２ｔｍｐに乗じたものをトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしてもよい。この場合、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍを設定する際には、モータＭＧ２の出力トルクＴｍ２に前回のトリップのトルク比（前トリップＲｍ）が反映されるため、前述の式（２）に代えて、次式（８）により設定する必要がある。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、イグニッションオンされてからモータＭＧ１のトルク比Ｒｇを反映してトルク指令Ｔｍ１＊を設定するまでは、モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐをそのままフィードフォワード項として用いて前述の式（４）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、前回のトリップで設定したトルク比（前トリップＲｇ）の逆数を目標トルクＴｍ１ｔｍｐに乗じたものをフィードフォワード項として用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。この場合、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを設定する際には、モータＭＧ１の出力トルクＴｍ１に前回のトルク比（前トリップＲｇ）が反映されるため、前述の式（７）に代えて、式（９）により設定する必要がある。これらのように、今回のトリップにおけるモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク比Ｒｇ，Ｒｍを反映してモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するまで、前回のトリップのモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク比（前トリップＲｇ），（前トリップＲｍ）を反映してモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することにより、このときにおける目標トルクＴｍ１ｔｍｐ，Ｔｍ２ｔｍｐと出力トルクＴｍ１，Ｔｍ２とのズレの程度をより小さくすることができる。

Rm=前トリップRm・Tm2/前回Tm2tmp (8)
Rg=前トリップRg・Tm1/前回Tm1tmp (9)

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍを設定してから所定時間が経過した以降はモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐにトルク比Ｒｍの逆数を乗したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定するものとしたが、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍを設定した以降であれば所定時間が経過したか否かに拘わらずモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐにトルク比Ｒｍの逆数を乗したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定するものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを設定してから所定時間が経過した以降はモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐにトルク比Ｒｇの逆数を乗じたものをフィードフォワード項として用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを設定した以降であれば所定時間が経過したか否かに拘わらずモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐにトルク比Ｒｇの逆数を乗じたものをフィードフォワード項として用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊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、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク比Ｒｇ，Ｒｍは、イグニッションオンからイグニッションオフまで（１トリップ）に一度だけ設定するものとしたが、所定時間（例えば、数十分〜数時間）が経過した以降であってそれぞれの設定条件成立したとき（例えば、モータＭＧ２のトルク比Ｒｍであれば、モータ運転モードであって駆動制御の状態が定常状態にあると判定されたとき）に再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、車速変化率ΔＶと車両の質量ｍと重力加速度ｇと路面勾配θと換算係数Ｇａとを用いて式（１）によりモータＭＧ２の出力トルクＴｍ２を計算するものとしたが、車両の走行状態に基づいてモータＭＧ２の出力トルクＴｍ２を計算するものであれば如何なるものとしても構わない。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、車速変化率ΔＶと車両の質量ｍと重力加速度ｇと路面勾配θと前回のモータＭＧ２の目標トルク（前回Ｔｍ２ｔｍｐ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと換算係数Ｇａとを用いて式（６）によりモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１を計算するものとしたが、車両の走行状態に基づいてモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１を計算するものであれば如何な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ＭＧ１，ＭＧ２の出力トルクＴｍ１，Ｔｍ２を計算する際に、車速Ｖの変化率である車速変化率ΔＶを用いるものとしたが、車速変化率ΔＶに代えて、加速度センサを備える場合には加速度センサからの車両の加速度αを用いるものとしてもよい。また、これらに代えて、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）の変化率を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１，ＭＧ２の出力トルクＴｍ１，Ｔｍ２を計算する際に、勾配センサ８９からの路面勾配θを用いるものとしたが、例えば、予め定められている走行区間（例えば信号機間や交差点間など）毎の道路情報（例えば、距離情報や幅員情報，地域情報（市街地，郊外），種別情報（一般道路，高速道路），勾配情報，法定速度など）などが記憶されているナビゲーションシステムを備える場合にはナビゲーションシステムからの勾配情報を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１，ＭＧ２の両方についてトルク比Ｒｇ，Ｒｍを反映してトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するものとしたが、モータＭＧ１にだけトルク比Ｒｇを反映してトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしてもよい。この場合でも、経年変化などに基づくモータＭＧ１の制御性の低下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、簡単のために、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔについては考慮していないが、実際には、バッテリ５０を保護するために、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することが望ましい。

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）に出力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。

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。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、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２および図３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＊に基づいて設定される要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときに要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する図２および図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１６０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、目標トルクＴｅ＊に基づいてモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐを設定する図２および図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１７０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「発電機目標トルク設定手段」に相当し、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐに対する出力トルクＴｍ２の比であるトルク比Ｒｍを反映してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が設定されるときであってエンジン運転モードで駆動制御の状態が定常状態にあると判定されたときにモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐに対する出力トルクＴｍ１の比であるトルク比Ｒｇを設定し、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを設定してから所定時間が経過した以降はモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐにトルク比Ｒｇの逆数を乗じて設定されるフィードフォワード項とエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と回転数Ｎｅとの差が打ち消されるよう設定されるフィードバック項との和によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する図２および図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１８０〜Ｓ２５０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「発電機トルク指令設定手段」に相当し、要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるよう要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルク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にそれぞれ送信する図２および図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１５０，Ｓ２６０〜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、受信した目標回転数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、受信したトルク指令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。

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、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。「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や走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、走行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＊に基づいて設定される要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときに要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数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。「発電機目標トルク設定手段」としては、目標トルクＴｅ＊に基づいてモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐを設定するものに限定されるものではなく、目標運転ポイントに基づいて発電機から出力すべき目標トルクである発電機目標トルク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。「発電機トルク指令設定手段」としては、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐに対する出力トルクＴｍ２の比であるトルク比Ｒｍを反映してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が設定されるときであってエンジン運転モードで駆動制御の状態が定常状態にあると判定されたときにモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐに対する出力トルクＴｍ１の比であるトルク比Ｒｇを設定し、モータＭＧ１のトルク比Ｒｇを設定してから所定時間が経過した以降はモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐにトルク比Ｒｇの逆数を乗じて設定されるフィードフォワード項とエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と回転数Ｎｅとの差が打ち消されるよう設定されるフィードバック項との和によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものに限定されるものではなく、発電機目標トルクに対する発電機から出力されるトルクの比である発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に発電機のトルク指令である発電機トルク指令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。「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、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる運転ポイントで運転されると共にトルク指令Ｔｍ１＊によりモータＭＧ１が駆動され、要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２と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発電機トルク指令により発電機が駆動され、要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機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。

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ハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。 車両が走行するときの制御モード，モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２ｔｍｐと出力トルクＴｍ２，モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１ｔｍｐと出力トルクＴｍ１，の時間変化の様子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。

符号の説明

２０，１２０ 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、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、８９ 勾配センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (8)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   内燃機関と、
   動力を入出力する発電機と、
   前記駆動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、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   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、
   前記設定された目標運転ポイントに基づいて前記発電機から出力すべき目標トルクである発電機目標トルクを設定する発電機目標トルク設定手段と、
   前記設定された発電機目標トルクに対する前記発電機から出力されるトルクの比である発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に前記発電機のトルク指令である発電機トルク指令を設定する発電機トルク指令設定手段と、
   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発電機トルク指令により前記発電機が駆動され、前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機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. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記発電機目標トルク設定手段は、前記設定された目標運転ポイントにおけるトルクに基づいて前記発電機目標トルクを設定する手段であり、
   前記発電機トルク指令設定手段は、前記設定された発電機目標トルクと前記発電機トルク比とに基づいて該発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に設定されるフィードフォワード項と、前記内燃機関の回転数と前記設定された目標運転ポイントにおける目標回転数との差が打ち消されるよう設定されるフィードバック項と、を加算して前記発電機トルク指令を設定する手段である、
   動力出力装置。
3. 前記制御手段は、前記設定された要求駆動力に基づいて前記電動機から出力すべき目標トルクである電動機目標トルクを設定し、前記設定された電動機目標トルクに対する前記電動機から出力されるトルクの比である電動機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に前記電動機のトルク指令である電動機トルク指令を設定し、該設定した電動機トルク指令により前記電動機が駆動されるよう該電動機を制御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. 請求項３記載の動力出力装置であって、
   前記制御手段は、前記内燃機関を運転停止した状態で前記電動機から前記駆動軸に動力を出力しているときに前記電動機トルク比を設定する手段であり、
   前記発電機トルク指令設定手段は、前記電動機トルク比が設定された後であって前記内燃機関からの動力の出力を伴って前記駆動軸に動力を出力しているときに前記発電機トルク比を設定する手段である、
   動力出力装置。
5. 前記発電機トルク指令設定手段は、前記駆動軸の回転数の変化率に関連する物理量と路面勾配と前記設定された電動機目標トルクとに基づいて前記発電機から出力されるトルクを設定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、前記駆動軸の回転数の変化率に関連する物理量と路面勾配とに基づいて前記電動機から出力されるトルクを設定する手段である請求項３ないし５のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
8. 内燃機関と、動力を入出力する発電機と、駆動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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、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、
   （ｂ）前記設定した目標運転ポイントに基づいて前記発電機から出力すべき目標トルクである発電機目標トルクを設定し、
   （ｃ）前記設定された発電機目標トルクに対する前記発電機から出力されるトルクの比である発電機トルク比が小さいほど大きさが大きくなる傾向に前記発電機のトルク指令である発電機トルク指令を設定し、
   （ｄ）前記設定し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した発電機トルク指令により前記発電機が駆動され、前記要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電機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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