JP2010070118A - 動力出力装置、それを備えた車両および動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電手段の放電に起因した劣化を抑制しつつ内燃機関の運転停止領域をより適正に確保する。
【解決手段】エンジンの運転停止中に要求走行パワーＰｒ＊が基本出力制限Ｗｏｕｔｂからエンジン始動用電力Ｗｃｒｋ等を差し引いたエンジン始動判定パワーＰｒｅｆ未満となる場合には、出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジンが運転されることなくリングギヤ軸に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが出力されるようにエンジンやモータＭＧ１，ＭＧ２が制御される（Ｓ３９０〜Ｓ４４０）。エンジンの運転停止中に要求走行パワーＰｒ＊がエンジン始動判定パワーＰｒｅｆ以上になると、出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジンが始動されると共にリングギヤ軸に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが出力されるようにエンジンやモータＭＧ１，ＭＧ２が制御される（Ｓ４５０）。
【選択図】図７

Description

本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置、それを備えた車両および動力出力装置の制御方法に関する。

従来から、走行用の動力を出力する内燃機関および走行用電動機と、内燃機関を始動させるためのクランキングを実行可能な電動機とを備えたハイブリッド自動車用の動力出力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この動力出力装置は、駆動軸への要求出力に対して設定される内燃機関の運転ポイントや走行用電動機へのトルク指令値に基づいてバッテリの出力要求を計算し、当該出力要求がバッテリの定格出力よりも大きいときには、出力要求がバッテリの残容量およびバッテリ温度に基づいて設定される瞬時出力以下となるように走行用電動機のトルク指令値を修正する。そして、この動力出力装置では、出力可能時間に限って、設定された運転ポイントで内燃機関が運転制御されると共に設定または修正されたトルク指令値に基づいて走行用電動機が駆動制御される。これにより、バッテリの出力制限を定格出力に制限するものに比べて、バッテリの性能を充分に発揮させると共にバッテリひいては装置の小型化を図ることが可能となる。更に、この種の動力出力装置としては、アクセル開度が閾値以上であって前回の超過出力処理から所定時間が経過している場合や、走行用電動機からの動力による走行中に内燃機関を始動すべき場合であって前回の超過出力処理から所定時間が経過している場合に、バッテリの定格出力に所定の超過出力分を加えた値をバッテリの出力制限として設定するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。この動力出力装置では、バッテリの性能を充分に発揮させると共に、超過出力の要求の要因に応じた間隔で超過出力分を設定することによりバッテリをより適正に保護することが可能となる。
特開２００２−０５８１１３号公報 特開２００６−２９６１８３号公報

ところで、上述のような動力出力装置に備えられる蓄電手段としてのバッテリは、一般に、劣化することなくその性能を充分に発揮し得る電圧範囲の下限である下限電圧を有するものであるが、バッテリの中には、特に高電流での放電が継続されると出力電圧が下限電圧に達していなくても劣化し始めてしまうものがある。このため、バッテリの放電に起因した劣化を抑制するためには、下限電圧を遵守すると共に必要に応じてバッテリからの放電を制限して電流を低下させることが必要となる。ただし、このようにバッテリからの放電が制限されると、動力出力装置において内燃機関が停止されているときに内燃機関からの動力を利用すべく当該内燃機関を始動させる機会が増加し、それにより内燃機関の運転停止領域が狭まって、内燃機関を適宜始動・停止させる間欠運転の適正な実行による燃費やエネルギ効率の向上を図ることが困難となるおそれもある。

そこで、本発明は、蓄電手段の放電に起因した劣化を抑制しつつ、内燃機関の運転停止領域をより適正に確保することを主目的とする。

本発明による動力出力装置、それを備えた車両および動力出力装置の制御方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明による動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関を始動させるためのクランキングを実行可能な電動クランキング手段と、
前記電動機および前記電動クランキング手段と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を流れる電流の値を用いて、所定の基準値を超えたときに前記蓄電手段の放電に起因した劣化が開始されることを示す劣化ファクターを算出する劣化ファクター算出手段と、
前記算出された劣化ファクターが前記基準値よりも小さい所定の制限開始閾値未満であるときには、前記蓄電手段の状態から放電に許容される電力として定められる基本放電許容電力を該蓄電手段の出力制限に設定し、前記算出された劣化ファクターが前記制限開始閾値以上であるときには、前記劣化ファクターが前記基準値以下になるように前記基本放電許容電力よりも小さい電力を前記出力制限に設定する出力制限設定手段と、
所定条件が成立したときに前記出力制限が一時的に増加するように前記設定された出力制限を補正する出力制限補正手段と、
前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクに基づいて該駆動軸に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記設定された要求パワーが前記基本放電許容電力から所定の電力を差し引いて得られる始動判定閾値未満となるときには、前記蓄電手段の放電電力を前記設定または補正された出力制限の範囲内に制限しながら、前記内燃機関が運転されることなく前記駆動軸に前記要求トルクに基づくトルクが出力されるように前記内燃機関と前記電動機と前記電動クランキング手段とを制御し、前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記設定された要求パワーが前記始動判定閾値以上となるときには、前記蓄電手段の放電電力を前記設定または補正された出力制限の範囲内に制限しながら、前記電動クランキング手段のクランキングにより前記内燃機関が始動されると共に前記駆動軸に前記要求トルクに基づくトルクが出力されるように前記内燃機関と前記電動機と前記電動クランキング手段とを制御する制御手段と、
を備えるものである。

この動力出力装置では、劣化ファクター算出手段が蓄電手段を流れる電流の値を用いて所定の基準値を超えたときに蓄電手段の放電に起因した劣化が開始されることを示す劣化ファクターを算出する。また、この動力出力装置の出力制限設定手段は、劣化ファクターが上記基準値よりも小さい所定の制限開始閾値未満であるときに、蓄電手段の状態から放電に許容される電力として定められる基本放電許容電力を蓄電手段の出力制限に設定し、劣化ファクターが制限開始閾値以上であるときには、蓄電手段の放電を抑えて劣化ファクターが基準値以下になるように基本放電許容電力よりも小さい電力を出力制限に設定する。更に、所定条件が成立したときには、出力制限補正手段により、出力制限が一時的に増加するように補正される。ここで、内燃機関の運転停止中に当該内燃機関を始動すべきか否か判定するために、駆動軸に要求される要求パワーと、蓄電手段の出力制限から所定の電力（例えば内燃機関の始動時に走行以外に要求される電力やマージン等）を差し引いて得られる閾値とを比較することが考えられる。ただし、このように出力制限に基づく閾値を用いた場合には、劣化ファクターが制限開始閾値以上となって基本放電許容電力よりも小さい電力が出力制限に設定されると、内燃機関の運転停止中に当該内燃機関が始動され易くなり、内燃機関の運転停止領域が狭まって間欠運転の適正な実行による燃費やエネルギ効率の向上を図ることが困難となるおそれもある。これを踏まえて、この動力出力装置では、内燃機関の運転が停止されている最中に駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクに基づく要求パワーが基本放電許容電力から所定の電力を差し引いて得られる始動判定閾値未満となるときに、蓄電手段の放電電力を設定または補正された出力制限の範囲内に制限しながら、内燃機関が運転されることなく駆動軸に要求トルクに基づくトルクが出力されるように内燃機関と電動機と電動クランキング手段とが制御される。また、内燃機関の運転が停止されている最中に要求パワーが始動判定閾値以上となるときには、蓄電手段の放電電力を設定または補正された出力制限の範囲内に制限しながら、電動クランキング手段のクランキングにより内燃機関が始動されると共に駆動軸に要求トルクに基づくトルクが出力されるように内燃機関と電動機と電動クランキング手段とが制御される。このように、上述のような出力制限に基づく閾値に比べて内燃機関の始動を抑制する傾向をもった始動判定閾値と要求パワーとを比較することにより内燃機関を始動させるか否か判定すれば、内燃機関の運転停止中に劣化ファクターが制限開始閾値以上になったとしても、内燃機関の運転停止領域を狭めることなく、より適正に確保することが可能となる。また、要求パワーが始動判定閾値未満となる間、蓄電手段の放電電力はあくまで出力制限の範囲内に制限されることから、駆動軸への動力が若干不足する可能性があるものの、蓄電手段の放電に起因した劣化が開始されることを良好に抑制することが可能となる。従って、この動力出力装置では、蓄電手段の放電に起因した劣化を抑制しつつ、内燃機関の運転停止領域をより適正に確保することが可能となる。

また、前記出力制限補正手段は、前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記要求パワーが前記始動判定閾値以上となって前記電動クランキング手段のクランキングにより前記内燃機関が始動されるときに、前記算出された劣化ファクターの値に拘わらず、一時的に前記基本放電許容電力以上の電力を前記出力制限に設定可能なものであってもよい。すなわち、劣化ファクターが制限開始閾値以上になった場合、短時間であれば、劣化ファクターに基づく出力制限を越える蓄電手段からの放電を許容しても蓄電手段を劣化させてしまうおそれは極めて少ない。従って、電動クランキング手段のクランキングにより前記内燃機関が始動されるときに、劣化ファクターの値に拘わらず一時的に基本放電許容電力以上の電力を出力制限に設定可能とすれば、蓄電手段の放電に起因した劣化を抑制しつつ、内燃機関を電動クランキング手段のクランキングにより良好に始動させることが可能となる。

この場合、前記出力制限補正手段は、前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記要求パワーが前記始動判定閾値以上となって前記電動クランキング手段のクランキングにより前記内燃機関が始動されるときに、前記算出された劣化ファクターの値に拘わらず、一時的に前記基本放電許容電力に所定の一時増加量を加算して得られる電力を前記出力制限に設定可能なものであってもよい。

更に、前記出力制限補正手段は、前記算出された劣化ファクターが前記制限開始閾値以上であるときには、前記要求パワーが前記始動判定閾値以上となった後にのみ前記出力制限を一時的に増加させるものであってもよい。これにより、内燃機関の始動に際して出力制限をある程度大きくして内燃機関を良好に始動させると共に、内燃機関の始動の前後には、蓄電手段からの放電を抑制して放電に起因した劣化を抑制することが可能となる。

また、前記劣化ファクターは、前記蓄電手段を流れる電流の積算値に基づく値であってもよい。これにより、劣化ファクターを蓄電手段の劣化度合をより適正に示すものとして算出することが可能となる。

更に、前記始動判定閾値は、前記内燃機関を始動させるときに該内燃機関をクランキングする前記電動クランキング手段により入出力される電力を前記基本放電許容電力から差し引いて得られるものであってもよい。これにより、始動判定閾値をより適正な値とすることが可能となる。

また、前記動力出力装置は、動力を入出力可能な前記電動クランキング手段としての発電用電動機と、前記駆動軸と前記内燃機関の機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを更に備えてもよい。

そして、前記蓄電手段は、リチウムイオン二次電池であってもよい。すなわち、リチウムイオン二次電池は、高電流での放電が継続されると出力電圧が下限電圧に達していなくても劣化し始めてしまうという特性を有するものである。従って、本発明は、リチウムイオン二次電池を蓄電手段として備える動力出力装置に極めて好適なものとなる。ただし、劣化ファクターは、リチウムイオン二次電池以外の例えばニッケル水素二次電池といった他の形式の蓄電手段についても算出可能であるから、本発明による動力出力装置は、リチウムイオン二次電池以外の他の形式の蓄電手段を備えるものとされてもよいことはいうまでもない。

本発明による車両は、上記何れかの動力出力装置と、前記駆動軸に連結された駆動輪とを備えるものである。この車両では、蓄電手段の放電に起因した劣化を抑制すると共に、内燃機関の運転停止領域をより適正に確保することにより、内燃機関の燃費と車両全体のエネルギ効率とを向上させることができる。

本発明による動力出力装置の制御方法は、
駆動軸と、該駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関を始動させるためのクランキングを実行可能な電動クランキング手段と、前記電動機および前記電動クランキング手段と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備えた動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記蓄電手段を流れる電流の値を用いて、所定の基準値を超えたときに前記蓄電手段の放電に起因した劣化が開始されることを示す劣化ファクターを算出するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）にて算出された劣化ファクターが前記基準値よりも小さい所定の制限開始閾値未満であるときには、前記蓄電手段の状態から放電に許容される電力として定められる基本放電許容電力を該蓄電手段の出力制限に設定し、ステップ（ａ）にて算出された劣化ファクターが前記制限開始閾値以上であるときには、前記劣化ファクターが前記基準値以下になるように前記基本放電許容電力よりも小さい電力を前記出力制限に設定するステップと、
（ｃ）所定条件が成立したときに前記出力制限が一時的に増加するようにステップ（ｂ）にて設定された出力制限を補正するステップと、
（ｄ）前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクに基づく該駆動軸に要求される要求パワーが前記基本放電許容電力から所定の電力を差し引いて得られる始動判定閾値未満となるときには、前記蓄電手段の放電電力を前記設定または補正された出力制限の範囲内に制限しながら、前記内燃機関が運転されることなく前記駆動軸に前記要求トルクに基づくトルクが出力されるように前記内燃機関と前記電動機と前記電動クランキング手段とを制御し、前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記要求パワーが前記始動判定閾値以上となるときには、前記蓄電手段の放電電力を前記設定または補正された出力制限の範囲内に制限しながら、前記電動クランキング手段のクランキングにより前記内燃機関が始動されると共に前記駆動軸に前記要求トルクに基づくトルクが出力されるように前記内燃機関と前記電動機と前記電動クランキング手段とを制御するステップと、
を含むものである。

この方法のように、出力制限に基づく閾値に比べて内燃機関の始動を抑制する傾向をもった始動判定閾値と要求パワーとを比較することにより内燃機関を始動させるか否か判定すれば、内燃機関の運転停止中に劣化ファクターが制限開始閾値以上になったとしても、内燃機関の運転停止領域を狭めることなく、より適正に確保することが可能となる。また、要求パワーが始動判定閾値未満となる間、蓄電手段の放電電力はあくまで出力制限の範囲内に制限されることから、駆動軸への動力が若干不足する可能性があるものの、蓄電手段の放電に起因した劣化が開始されることを良好に抑制することが可能となる。従って、この方法によれば、蓄電手段の放電に起因した劣化を抑制しつつ、内燃機関の運転停止領域をより適正に確保することが可能となる。

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、本発明の一実施例に係る車両としてのハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト（機関軸）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に接続された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。

エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４による燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１と噛合すると共にリングギヤ３２と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う遊星歯車機構として構成されている。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いる。動力分配統合機構３０は、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側と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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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り、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は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。

バッテリ５０は、実施例ではリチウムイオン二次電池として構成されており、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５３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に設置された電流センサ５５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５６からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力される。また、バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサ５５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を算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を設定したり、バッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎやバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔを設定したりする。バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、バッテリ温度Ｔｂに基づく値である温度依存値にバッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づく入力制限用補正係数を乗じることにより設定可能である。

また、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとしては、基本的には、バッテリ温度Ｔｂに基づく値である温度依存値ＷｏｕｔＴにバッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づく出力制限用補正係数ｋｏｕｔを乗じて得られる基本出力制限（基本放電許容電力）Ｗｏｕｔｂが設定される。図２にバッテリ温度Ｔｂと温度依存値ＷｏｕｔＴとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の残容量ＳＯＣと出力制限用補正係数との関係の一例を示す。ただし、実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されたバッテリ５０はリチウムイオン二次電池であり、リチウムイオン二次電池に関しては、高電流での放電が継続された場合、端子間電圧Ｖｂが電池性能を充分に発揮し得る電圧範囲の下限である下限電圧Ｖｂｍｉｎに達していなくても劣化し始めてしまうことが判明している。すなわち、リチウムイオン二次電池は、比較的高い（一定の）電流値での放電が継続された場合、図４に示すように、あるタイミング（以下「劣化開始タイミング」という）から端子間電圧Ｖｂが時間の経過と共に比較的急峻に低下するという特性を有する。

これを踏まえて、実施例では、次式（１）の微分方程式により表される劣化ファクターＤを導入し、当該劣化ファクターＤが所定の基準値Ｄｌｉｍ（実施例では、値１．０）を上回らなければ劣化開始タイミングが到来しないものと仮定することとした。この場合、式（１）の両辺のラプラス変換をとって式変形を行うことにより、劣化ファクターＤは、次式（２）に示すように、バッテリ温度Ｔｂおよび残容量ＳＯＣに基づいて定まる係数κと充放電電流Ｉｂの積算値との積として求めることができる。実施例では、かかる式（２）に従って、バッテリＥＣＵ５２により所定時間おきに劣化ファクターＤが算出される。なお、係数κとしては、バッテリ電流Ｔｂと残容量ＳＯＣと係数κとの関係を規定するように予め作成された図示しない係数設定用マップから劣化ファクターＤの算出時に与えられるバッテリ温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに対応したものが導出される。

dD/dt ＋α・D=β・ Ib …（１）
D = κ・∫Ib・dt …（２）

また、式（２）からわかるように、劣化ファクターＤは、高電流でのバッテリ５０の放電が継続すればするほど大きな値となり、逆にバッテリ５０が充電されているときには徐々に小さくなる。このため、実施例では、このような劣化ファクターＤの特性を考慮して、劣化ファクターＤを算出すると共に、バッテリ５０の状態すなわちバッテリ電流Ｔｂと残容量ＳＯＣに基づいて上記基準値Ｄｌｉｍよりも小さい制限開始閾値Ｄｔａｇを設定した上で、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上になった時点から上述の基本出力制限Ｗｏｕｔｂや制限開始閾値Ｄｔａｇと劣化ファクターＤとの偏差に基づく次式（３）に従って出力制限Ｗｏｕｔを設定し、それにより劣化ファクターＤを上記基準値Ｄｌｉｍ以下に保ってバッテリ５０の劣化開始タイミングが到来しないようにすることとしている。式（３）は、劣化ファクターＤと制御開始閾値Ｄｔａｇ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り、式（３）中、右辺の“Ｋｐ”は比例項のゲインであり、右辺の“Ｋｉ”は積分項のゲインである。ゲイン“Ｋｐ”および“Ｋｉ”は、式（３）から得られる出力制限Ｗｏｕｔをできるだけ大きく保つと共に、劣化ファクターＤが基準値Ｄｌｉｍを超えないようにする値として実験・解析を経て定められる。

このように、実施例のバッテリＥＣＵ５２は、劣化ファクターＤが基準値Ｄｌｉｍよりも小さい制限開始閾値Ｄｔａｇ未満であるときには、バッテリ５０の状態すなわちバッテリ温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに基づく基本出力制限Ｗｏｕｔｂを出力制限Ｗｏｕｔに設定する。また、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上になると、バッテリＥＣＵ５２は、基本出力制限Ｗｏｕｔｂや劣化ファクターＤ、制御開始閾値Ｄｔａｇとを用いて式（３）に従って出力制限Ｗｏｕｔを設定する。図５にバッテリＥＣＵ５２により設定される出力制限Ｗｏｕｔの時間変化の一例を示す。同図に示すように、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上になると、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、劣化ファクターＤが基準値Ｄｌｉｍを超えないように基本出力制限Ｗｏｕｔｂよりも小さく、かつ劣化ファクターＤが大きいほど小さくなる傾向に設定されることになる。

Wout = Woutb + Kp・(Dtag-D) + Ki・∫(Dtag-D)・dt …（３）

ハイブリッドＥＣＵ７０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や、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、計時指令に応じて計時処理を実行するタイマ７８、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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ストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等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等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。

上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、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とに基づいて駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂ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＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸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の運転制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワー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、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワー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トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸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の運転を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モード等がある。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク変換運転モードや充放電運転モードのもとで所定条件が成立した場合、エンジン２２を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。

次に、図６を参照しながら、バッテリ５０の放電に許容される電力である出力制限Ｗｏｕｔの設定手順について詳細に説明する。図６は、実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行される出力制限設定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、運転者によりイグニッションスイッチ８０がオンされると所定時間ごとに繰り返し実行される。

図６の出力制限設定ルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５２の図示しないＣＰＵは、電圧センサ５３からの端子間電圧Ｖｂや電流センサ５５からの充放電電流Ｉｂ、温度センサ５６からのバッテリ温度Ｔｂ、別途算出した残容量ＳＯＣ、劣化ファクターＤおよび制御開始閾値Ｄｔａｇ、ハイブリッドＥＣＵ７０からの超過出力要求フラグＦｏｕｔ１，Ｆｏｕｔ２の値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、超過出力要求フラグＦｏｕｔ１は、ハイブリッドＥＣＵ７０により、ハイブリッド自動車２０の走行中に通常値０に設定されると共に運転者によるアクセル開度Ａｃｃが所定の閾値Ａｒｅｆ以上であって運転者による駆動力（トルク）の要求度合（加速要求の度合）が比較的大きいと認められるときに、バッテリ５０側に出力制限Ｗｏｕｔの一時的な増加を要求すべく値１に設定されるものである。また、超過出力要求フラグＦｏｕｔ２は、ハイブリッドＥＣＵ７０により、ハイブリッド自動車２０の走行中に通常値０に設定されると共に運転停止されているエンジン２２を始動すべきときにバッテリ５０側に出力制限Ｗｏｕｔの一時的な増加を要求すべく値１に設定されるものである。

ステップＳ１００のデータ入力処理の後、バッテリ温度Ｔｂと温度依存値ＷｏｕｔＴとの関係（図２参照）を規定するマップから導出される温度依存値ＷｏｕｔＴに残容量ＳＯＣと出力制限用補正係数ｋｏｕｔとの関係（図３参照）を規定するマップから導出される出力制限用補正係数ｋｏｕｔを乗じて、バッテリ温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに基づく基本出力制限Ｗｏｕｔｂを設定する（ステップＳ１１０）。次いで、劣化ファクターＤが上述の制限開始閾値Ｄｔａｇ未満であるか否かを判定し（ステップＳ１２０）、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ未満であれば、劣化ファクターＤに基づく出力制限Ｗｏｕｔの制限が実行されているときに値１に設定されるフラグＦが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。フラグＦが値０であれば、フラグＦを値０に設定（保持）した上で（ステップＳ１５０）、ステップＳ１１０にて設定した基本出力制限Ｗｏｕｔｂをそのまま出力制限Ｗｏｕｔとして設定し、設定した出力制限Ｗｏｕｔを図示しないＲＡＭの所定の記憶領域に格納する（ステップＳ１６０）。

こうして、劣化ファクターＤに基づく出力制限Ｗｏｕｔの制限が実行されずに、ステップＳ１６０にて基本出力制限Ｗｏｕｔｂがそのまま出力制限Ｗｏｕｔとして設定された場合には、ステップＳ１００にて入力した超過出力要求フラグＦｏｕｔ１が値１であるか否かを判定し（ステップＳ１７０）、駆動力の要求度合の高まりに起因して超過出力要求フラグＦｏｕｔ１が値１に設定されていれば、前回バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを一時的に増加させてから所定時間ｔ１が経過しているか否かを判定する（ステップＳ１８０）。前回の出力制限Ｗｏｕｔの一時的増加から所定時間ｔ１が経過していれば、更に、今回の出力制限Ｗｏｕｔの一時的増加が開始されてからの経過時間が所定時間ｔ０以下であるか否かを判定する（ステップＳ１９０）。そして、当該経過時間が所定時間ｔ０以下であれば、ステップＳ１６０にて設定された出力制限Ｗｏｕｔと所定の一時増加量ΔＷ（例えば６ｋＷ程度）との和を新たな出力制限Ｗｏｕｔとして再設定し、再設定した出力制限Ｗｏｕｔを上記記憶領域に格納する（ステップＳ２００）。また、ステップＳ１８０またはＳ１９０にて否定判断がなされた場合には、超過出力要求フラグＦｏｕｔ１を値０に設定した上で（ステップＳ２１０）、ステップＳ１６０にて設定された出力制限Ｗｏｕｔを変更することなく、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。なお、実施例において、一時増加量ΔＷは、例えばエンジン２２の始動を１回実行する際にモータＭＧ１によるエンジン２２を始動させるためのクランキングに要求される電力（例えば５ｋＷ程度）と、モータＭＧ２から動力を出力して走行を継続するのに要する電力（例えば１ｋＷ程度）の和として定められる。

一方、ステップＳ１７０にて超過出力要求フラグＦｏｕｔ１が値０であると判断された場合には、ステップＳ１００にて入力した超過出力要求フラグＦｏｕｔ２が値１であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。エンジン２２の始動要求に起因して超過出力要求フラグＦｏｕｔ２が値１に設定されていれば、前回バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを一時的に増加させてから所定時間ｔ２が経過しているか否かを判定する（ステップＳ２３０）。前回の出力制限Ｗｏｕｔの一時的増加から所定時間ｔ２が経過していれば、更に、今回の出力制限Ｗｏｕｔの一時的増加が開始されてからの経過時間が所定時間ｔ０以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４０）。そして、当該経過時間が所定時間ｔ０以下であれば、ステップＳ１１０にて設定された基本出力制限Ｗｏｕｔｂと上記所定値ΔＷとの和を新たな出力制限Ｗｏｕｔとして再設定し、再設定した出力制限Ｗｏｕｔを上記記憶領域に格納する（ステップＳ２５０）。また、ステップＳ２２０、Ｓ２３０またはＳ２４０にて否定判断がなされた場合には、超過出力要求フラグＦｏｕｔ２を値０に設定した上で（ステップＳ２６０）、ステップＳ１６０にて設定された出力制限Ｗｏｕｔを再設定することなく、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。

これに対して、ステップＳ１２０にて劣化ファクターＤが閾値Ｄｒｅｆ以上であると判断された場合には、上記フラグＦを値１に設定（保持）した上で（ステップＳ２７０）、劣化ファクターＤを基準値Ｄｌｉｍ以下に保ってバッテリ５０の劣化開始タイミングが到来しないように上記式（３）に従って出力制限Ｗｏｕｔを設定する（ステップＳ２８０）。こうして、劣化ファクターＤに基づく出力制限Ｗｏｕｔの制限が実行される場合には、超過出力要求フラグＦｏｕｔ１についての判定を実行することなく、直ちに超過出力要求フラグＦｏｕｔ２が値１であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。そして、エンジン２２の始動要求に起因して超過出力要求フラグＦｏｕｔ２が値１に設定されており、ステップＳ２３０およびＳ２４０にて肯定判断がなされた場合には、ステップＳ１２０にて設定された基本出力制限Ｗｏｕｔｂに所定値ΔＷ（例えば６ｋＷ程度）を加算した値が新たな出力制限Ｗｏｕｔとして再設定・保持され（ステップＳ２５０）、再度ステップＳ１００以降の処理が実行されることになる。また、ステップＳ１２０にて劣化ファクターＤが閾値Ｄｒｅｆ以上であると判断された場合には、上記フラグＦが値１に設定されるので（ステップＳ２７０）、ステップＳ１３０にて肯定判断がなされることになり、この場合には、ステップＳ１００にて入力された劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇから所定値ΔＤを差し引いた値と比較される（ステップＳ１４０）。そして、ステップＳ１４０にて劣化ファクターＤが値（Ｄｔａｇ−ΔＤ）未満であると判断されるまで、ステップＳ２７０以降の処理が実行される。これにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇよりも小さい値（Ｄｔａｇ−ΔＤ）未満に低下するまで、劣化ファクターＤに基づく出力制限Ｗｏｕｔの制限が実行されることになる。

このように、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ（制限開始閾値Ｄｔａｇを一旦超えた後には値（Ｄｔａｇ−ΔＤ））未満であるときには、基本的に、バッテリ５０の状態に基づく基本出力制限Ｗｏｕｔｂが出力制限Ｗｏｕｔに設定され（ステップＳ１６０）、駆動力の要求度合の高まりに起因して超過出力要求フラグＦｏｕｔ１が値１に設定されたり、エンジン２２の始動要求に起因して超過出力要求フラグＦｏｕｔ２が値１に設定されたりすると、一時的に（時間ｔ０の間）、基本出力制限Ｗｏｕｔ以上の電力すなわち基本出力制限Ｗｏｕｔｂに一時増加量ΔＷを加算して得られる電力が出力制限Ｗｏｕｔに設定される（ステップＳ２００，Ｓ２５０）。また、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上となるときには、基本的に、劣化ファクターＤが基準値Ｄｌｉｍ以下になるように上記式（３）に従って基本出力制限Ｗｏｕｔｂよりも小さい電力が出力制限Ｗｏｕｔに設定され（ステップＳ２８０）、エンジン２２の始動要求に起因して超過出力要求フラグＦｏｕｔ２が値１に設定された場合にのみ、一時的に（時間ｔ０の間）、基本出力制限Ｗｏｕｔ以上の電力すなわち基本出力制限Ｗｏｕｔｂに一時増加量ΔＷを加算して得られる電力が出力制限Ｗｏｕｔに設定される（ステップＳ２５０）。なお、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上となっているときに、劣化ファクターＤに基づく出力制限Ｗｏｕｔの制限を解除したり、出力制限Ｗｏｕｔの増加を許容したりしても、それらが短時間に限定されるものであれば、バッテリ５０の放電に起因した劣化を招いてしまうおそれは極めて少ない。

引き続き、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にハイブリッド自動車２０がモータ運転モードのもとで走行しているときの動作と、モータ運転モードのもとでの走行中にエンジン２２を始動させるときの動作について説明する。図７は、実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるエンジン停止時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、エンジン２２の運転が停止された状態でハイブリッド自動車２０が走行している最中にアクセルペダル８３が踏み込まれているときに所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行されるものである。

図７のルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、基本出力制限Ｗｏｕｔｂ、劣化ファクターＤ、エンジン始動判定閾値Ｄｅｓ、空調運転フラグＦａｃといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力される。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、基本出力制限Ｗｏｕｔｂ、劣化ファクターＤ、およびエンジン始動判定閾値Ｄｅｓは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力される。基本出力制限Ｗｏｕｔｂや出力制限Ｗｏｕｔは、上述の出力制限設定ルーチンを経て設定されるものである。また、エンジン始動判定閾値Ｄｅｓは、劣化ファクターＤとの比較によりエンジン２２を始動させるか否かを判定するためのものであり、バッテリＥＣＵ５２によりバッテリ温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいて劣化ファクターＤが当該エンジン始動判定閾値Ｄｅｓ以上となってエンジン２２が始動された後に尚バッテリ５０から所定量（例えば６ｋＷ程度）の電力の出力を可能とする上述の基準値Ｄｌｉｍよりも小さい値として設定される。空調運転フラグＦａｃは、車室内のインストルメントパネル等に設けられたハイブリッド自動車２０に搭載された図示しない車室空調ユニットの運転／停止を指示するための空調オンオフスイッチがオフされているときに値０に設定されると共に、当該スイッチがオンされているときに値１に設定されるものであり、車室空調ユニットを制御する図示しない空調用電子制御ユニットから通信により入力される。

ステップＳ３００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃが所定の閾値Ａｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ステップＳ３１０にてアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上である場合には、運転者による駆動力（トルク）の要求度合（加速要求の度合）が比較的大きいと認められることから、上述の超過出力要求フラグＦｏｕｔ１を値１に設定する（ステップＳ３２０）。実施例において、閾値Ａｒｅｆは、例えば７０％や８０％といった値に設定される。また、ステップＳ３１０にてアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ未満であると判断された場合、ステップＳ３２０の処理はスキップされる。ステップＳ３１０またはＳ３２０の処理の後、ステップＳ３００にて入力した劣化ファクターＤとエンジン始動判定閾値Ｄｅｓとを比較し（ステップＳ３３０）、劣化ファクターＤがエンジン始動判定閾値Ｄｅｓ未満であれば、ステップＳ３００にて入力した残容量ＳＯＣが予め定められた下限残容量Ｓｒｅｆ（例えば３０〜４０％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。そして、残容量ＳＯＣが下限残容量Ｓｒｅｆ以上であれば、ステップＳ３００にて入力した車速Ｖが予め定められた間欠禁止車速Ｖｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３５０）。間欠禁止車速Ｖｒｅｆは、例えばエンジン２２の運転が必要となって間欠運転を禁止すべき車速域の下限値として設定され、バッテリ５０の状態やエンジン２２の状態、ハイブリッド自動車２０の走行状態等に応じて変化するように設定されてもよいものである。

ステップＳ３５０にて車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｒｅｆ未満であると判断された場合には、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、ハイブリッド自動車２０の走行（リングギヤ軸３２ａ）に要求される要求走行パワーＰｒ＊を設定する（ステップＳ３６０）。実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図８に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、実施例において、要求走行パワーＰｒ＊としては、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じた値が設定される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数を乗じることによって求めることができる。

次いで、ステップＳ３００に入力した基本出力制限Ｗｏｕｔｂや上述の一時増加量ΔＷ、空調運転フラグＦａｃの値等に基づく次式（４）に従って、要求走行パワーＰｒ＊との比較によりエンジン２２を始動させるか否かを判定するためのエンジン始動判定パワーＰｒｅｆを設定する（ステップＳ３７０）。式（４）は、基本出力制限Ｗｏｕｔｂと一時増加量ΔＷとの和から、エンジン２２を始動させるときに当該エンジン２２をクランキングするモータＭＧ１により入出力される電力（発電電力と消費電力との和）であるエンジン始動用電力Ｗｃｒｋと、エンジン２２の始動中に空調ユニットによる車室内の空調に要求される空調用電力Ｗａｃ（コンプレッサ駆動用の電力等）と空調運転フラグＦａｃとの積（Ｆａｃ＝０であれば、値０）と、マージン分の電力Ｗｍｒｇとを差し引くことにより、始動判定閾値としてのエンジン始動判定パワーＰｒｅｆを導出するものである。

ここで、エンジン２２の運転停止中に当該エンジン２２を始動すべきか否か判定するために、要求走行パワーＰｒ＊と、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔからエンジン始動用電力Ｗｃｒｋ等を差し引いて得られる閾値とを比較することも考えられる。ただし、このように出力制限Ｗｏｕｔに基づく閾値を用いた場合には、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上となって上述の出力制限設定ルーチンのステップＳ２８０にて基本放電許容電力Ｗｏｕｔｂよりも小さい電力が出力制限Ｗｏｕｔに設定されると、当該閾値がより小さい値となることから、エンジン２２の運転停止中に当該エンジン２２が始動され易くなり、エンジン２２の運転停止領域が狭まって間欠運転の適正な実行による燃費やエネルギ効率の向上を図ることが困難となるおそれもある。これを踏まえて、実施例のハイブリッド自動車２０では、出力制限Ｗｏｕｔではなく、劣化ファクターＤを考慮していない基本出力制限Ｗｏｕｔｂからエンジン始動用電力Ｗｃｒｋ等を差し引くことによりエンジン始動判定パワーＰｒｅｆを設定しているのである。

また、エンジン２２の始動に際しては、図９に例示する共線図からわかるように、クランキングの開始時における車速Ｖが高いほど（同図の破線参照）、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負側に高くなるのでモータＭＧ１による発電量が増加し、その分だけエンジン２２のクランキングに要する電力が低下することになる。これを踏まえて、実施例では、車速Ｖとエンジン始動用電力Ｗｃｒｋの関係を規定する図示しないマップが予め作成されており、エンジン始動用電力Ｗｃｒｋとしては、当該マップからステップＳ３００にて入力した車速Ｖに対応したものが導出される。なお、図９において、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側のＲ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ３２に作用するトルク（−１／ρ・Ｔｍ１＊）と、そのトルクをキャンセルしつつ要求トルクＴｒ＊を出力するためにモータＭＧ２から出力されて減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。そして、実施例において、車室内の空調に要求される空調用電力Ｗａｃは、空調ユニットの性能等を基に実験・解析を経て定められる一定値（例えば、数ｋＷ程度）とされる。

Pref=Woutb+ΔW-Wmg1-Fac・Wac-Wmrg …（４）

こうして、エンジン始動判定パワーＰｒｅｆを設定したならば、ステップＳ３６０にて設定した要求走行パワーＰｒ＊がエンジン始動判定パワーＰｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３８０）。そして、要求走行パワーＰｒ＊がエンジン始動判定パワーＰｒｅｆ未満であれば、エンジン２２を始動させる必要がないとみなして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をそれぞれに値０に設定すると共に（ステップＳ３９０）、モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定する（ステップＳ４００）。次いで、次式（５）および式（６）に従って、ステップＳ３００にて入力したバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、Ｓ４００にて設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との積として得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除す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を計算する（ステップＳ４１０）。更に、次式（７）に従って要求トルク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仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算し（ステップＳ４２０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限した値を設定する（ステップＳ４３０）。このようにしてモータ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に出力するトルクをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎと基本出力制限Ｗｏｕｔｂまたは劣化ファクターＤに基づいて制限された値である出力制限Ｗｏｕｔとの範囲内に制限することができる。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＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ４４０）、再度ステップＳ３００以降の処理を実行する。この場合、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（５）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（６）
Tm2tmp=Tr*/Gr …（７）

一方、ステップＳ３３０にて劣化ファクターＤがエンジン始動判定閾値Ｄｅｓ以上であると判断された場合には、運転停止されているエンジン２２を始動させるべく、エンジン始動フラグをオンすると共に（ステップＳ４５０）、出力制限Ｗｏｕｔの一時的な増加を要求すべく上述の超過出力要求フラグＦｏｕｔ２を値１に設定し（ステップＳ４６０）、本ルーチンを終了させる。また、ステップＳ３４０にてバッテリ５０の残容量ＳＯＣが下限残容量Ｓｒｅｆ未満であると判断された場合には、エンジン２２からの動力の少なくとも一部を用いたモータＭＧ１の発電によるバッテリ５０の充電を可能とすべく、エンジン始動フラグをオンすると共に（ステップＳ４５０）、超過出力要求フラグＦｏｕｔ２を値１に設定し（ステップＳ４６０）、本ルーチンを終了させる。更に、ステップＳ３５０にて車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｒｅｆ以上であると判断された場合には、エンジン２２からの動力をリングギヤ軸３２ａに出力可能として加速性能等を確保すべく、エンジン始動フラグをオンすると共に（ステップＳ４５０）、超過出力要求フラグＦｏｕｔ２を値１に設定し（ステップＳ４６０）、本ルーチンを終了させる。そして、ステップＳ３８０にて要求走行パワーＰｒ＊がエンジン始動判定パワーＰｒｅｆとなったと判断される場合には、バッテリ５０からの電力では要求走行パワーＰｒ＊を賄いきれないとみなして、エンジン始動フラグをオンすると共に（ステップＳ４５０）、超過出力要求フラグＦｏｕｔ２を値１に設定し（ステップＳ４６０）、本ルーチンを終了させる。

上述のようにしてステップＳ４５０にてエンジン始動フラグがオンされると、ハイブリッドＥＣＵ７０によりエンジン始動時駆動制御ルーチンが実行されることになる。図１０にエンジン始動時駆動制御ルーチンの一例を示す。エンジン始動時駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、エンジンＥＣＵ２４からのエンジン２２の回転数Ｎｅ、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといった制御に必要なデータを入力する（ステップＳ５００）。ステップＳ５００のデータ入力処理の後、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図８の要求トルク設定用マップとを用いてリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ５１０）。

次いで、ステップＳ５００にて入力したエンジン２２の回転数Ｎｅとタイマ７８により計時される本ルーチンの開始からの経過時間ｔとを用いてモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ５２０）。実施例では、回転数Ｎｅと経過時間ｔとエンジン２２をクランキングして始動させる際のクランキングトルクとの関係が予め定められてクランキングトルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、与えられた回転数Ｎｅと経過時間ｔとに対応したクランキングトルクが当該マップから導出されると共にトルク指令Ｔｍ１＊として設定される。トルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、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を上記式（５）および式（６）に従い計算すると共に（ステップＳ５３０）。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を次式（８）に従って計算する（ステップＳ５４０）。そして、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限した値を設定し（ステップＳ５５０）。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Ｓ５６０）。これにより、エンジン２２をクランキングするトルク（モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊）に応じてリングギヤ軸３２ａに作用する駆動力に対する反力としてのトルク（図９におけるトルク＝−１／ρ・Ｔｍ１＊）をキャンセルしつつ、リングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力するためのトルク指令Ｔｍ２＊をバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎと基本出力制限Ｗｏｕｔｂまたは劣化ファクターＤに基づいて制限された値である出力制限Ｗｏｕｔとの範囲内に制限することができる。なお、ステップＳ５５０にて用いられる式（８）は、図９に示す共線図から容易に導出することができる。

Tm2tmp = (Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr …（８）

ステップＳ５５０の処理の後、燃料噴射制御や点火制御が開始されるまでは値０に設定されると共に燃料噴射制御等が開始されると値１に設定される燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅが値０であるか否か判定し（ステップＳ５７０）、燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅが値０であるときには、更に、回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ（例えば１０００〜１２００ｒｐｍ）に達しているか否かを判定する（ステップＳ５８０）。エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに達していないときには、再度ステップＳ５００以降の処理を実行する。一方、回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに達したときには、燃料噴射制御等を開始させるための制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅに値１を設定した上で（ステップＳ５９０）、エンジン２２が完爆に至ったか否かを判定し（ステップＳ６００）、エンジン２２が完爆に至っていないときには再度ステップＳ５００以降の処理を実行する。また、ステップＳ５９０にて燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅに値１が設定されると、ステップＳ５７０にて燃料噴射開始フラグＦｆｉｒｅが値１であると判定されるので、ステップＳ５８０およびＳ５９０の比較処理をスキップしてエンジン２２が完爆に至っているか否かを判定する（ステップＳ６００）。そして、エンジン２２が完爆に至ると、エンジン始動フラグがＯＦＦされ（ステップＳ６１０）、本ルーチンが終了する。こうしてエンジン始動フラグがＯＦＦされると、ハイブリッドＥＣＵ７０により図示しないエンジン運転時用の駆動制御ルーチンが実行されることになる。

このようなエンジン始動時駆動制御ルーチンが実行される間、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン始動時駆動制御ルーチンの開始直前に超過出力要求フラグＦｏｕｔ２が値１に設定されることから（図７のステップＳ４６０）、図６の出力制限設定ルーチンが実行されると、劣化ファクターＤの値に拘わらず、ステップＳ２３０およびＳ２４０にて肯定判断がなされることを条件に、一時的に（時間ｔ０の間）、基本出力制限Ｗｏｕｔ以上の電力すなわち基本出力制限Ｗｏｕｔｂに一時増加量ΔＷを加算して得られる電力が出力制限Ｗｏｕｔに設定される（ステップＳ２５０）。すなわち、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の始動に際して劣化ファクターＤに基づく出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されると共に出力制限Ｗｏｕｔの一時的増加が許容されることから、モータＭＧ１によるクランキングに要する電力を十分確保して当該クランキングによりエンジン２２を速やかに始動させると共に、エンジン２２がモータＭＧ１によりクランキングされている間、モータＭＧ２から出力されるトルクが必要以上に制限されることを抑制しながら駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に相当したトルクを出力することが可能となる。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、劣化ファクターＤが基準値Ｄｌｉｍよりも小さい制限開始閾値Ｄｔａｇ未満であるときには、バッテリ５０の状態から放電に許容される電力として定められる基本出力制限Ｗｏｕｔｂがバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔとして設定され（図６のステップＳ１６０）、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上であるときには、バッテリ５０の放電を抑えて劣化ファクターＤが基準値Ｄｌｉｍ以下になるように基本出力制限Ｗｏｕｔｂよりも小さい電力が出力制限Ｗｏｕｔに設定される（図６のステップＳ２８０）。また、出力制限Ｗｏｕｔは、超過出力要求フラグＦｏｕｔ１またはＦｏｕｔ２が値１に設定されているときに、ステップＳ１８０およびＳ１９０またはステップＳ２３０またはＳ２４０にて肯定判断がなされることを条件に、一時的に増加するように補正される（図６のステップＳ２００またはＳ２５０）。そして、エンジン２２の運転が停止されている最中に要求トルクＴｒ＊に基づく要求走行パワーＰｒ＊が基本出力制限Ｗｏｕｔｂからエンジン始動用電力Ｗｃｒｋ等を差し引いて得られるエンジン始動判定パワーＰｒｅｆ未満となるときには、バッテリ５０の放電電力を出力制限Ｗｏｕｔの範囲内に制限しながら、エンジン２２が運転されることなくリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（図７のステップＳ３９０〜Ｓ４４０）。また、エンジン２２の運転が停止されている最中に要求走行パワーＰｒ＊がエンジン始動判定パワーＰｒｅｆ以上となるときには、バッテリ５０の放電電力を出力制限Ｗｏｕｔの範囲内に制限しながら、モータＭＧ１のクランキングによりエンジン２２が始動されると共にリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（図７のステップＳ４５０、図１０）。

このように、出力制限Ｗｏｕｔに基づく閾値に比べてエンジン２２の始動を抑制する傾向をもったエンジン始動判定パワーＰｒｅｆと要求走行パワーＰｒ＊とを比較することによりエンジン２２を始動させるか否か判定すれば、エンジン２２の運転停止中に劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上になったとしても、エンジン２２の運転停止領域を狭めることなく、より適正に確保することが可能となる。また、要求走行パワーＰｒ＊がエンジン始動判定パワーＰｒｅｆ未満となる間、バッテリ５０の放電電力はあくまで出力制限Ｗｏｕｔの範囲内に制限されることから、リングギヤ軸３２ａへのトルクが若干不足する可能性があるものの、バッテリ５０の放電に起因した劣化が開始されることを良好に抑制することが可能となる。従って、ハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の放電に起因した劣化を抑制しつつ、エンジン２２の運転停止領域をより適正に確保することが可能となる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転が停止されている最中に要求走行パワーＰｒ＊がエンジン始動判定パワーＰｒｅｆ以上となってモータＭＧ１のクランキングによりエンジン２２が始動されるときには、算出された劣化ファクターＤの値に拘わらず、一時的に基本出力制限Ｗｏｕｔｂ以上の電力すなわち基本出力制限Ｗｏｕｔｂと一時増加量ΔＷとの和が出力制限Ｗｏｕｔに設定される（図６のステップＳ２５０）。すなわち、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上になった場合、短時間であれば、劣化ファクターＤに基づく出力制限Ｗｏｕｔを越えるバッテリ５０からの放電を許容してもバッテリ５０を劣化させてしまうおそれは極めて少ない。従って、このようにモータＭＧ１のクランキングによりエンジン２２が始動されるときに、劣化ファクターＤの値に拘わらず一時的に基本出力制限Ｗｏｕｔｂ以上の電力を出力制限Ｗｏｕｔに設定すれば、バッテリ５０の放電に起因した劣化を抑制しつつ、エンジン２２をモータＭＧ１のクランキングにより良好に始動させることが可能となる。

更に、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上であるときには、要求走行パワーＰｒ＊がエンジン始動判定パワーＰｒｅｆ値以上となった後にのみ出力制限Ｗｏｕｔを一時的に増加させることにより、エンジン２２の始動に際して出力制限Ｗｏｕｔをある程度大きくしてエンジン２２を良好に始動させると共に、エンジン２２の始動の前後には、バッテリ５０からの放電を抑制して放電に起因した劣化を抑制することが可能となる。また、基本出力制限Ｗｏｕｔｂと一時増加量ΔＷとの和から、エンジン２２を始動させるときにエンジン２２をクランキングするモータＭＧ１により入出力されるエンジン始動用電力Ｗｃｒｋ、更には空調用電力Ｗａｃやマージン分の電力Ｗｍｒｇを差し引くことによりエンジン始動判定パワーＰｒｅｆを設定すれば、要求走行パワーＰｒ＊と比較されるエンジン始動判定パワーＰｒｅｆをより適正な値とすることができる。ただし、一時増加量ΔＷの上乗せを行わない場合には、一時増加量ΔＷを考慮する必要はなく、必ずしも空調用電力Ｗａｃやマージン分の電力Ｗｍｒｇを考慮する必要はない。

そして、劣化ファクターＤをバッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づく値とすれば、劣化ファクターＤをバッテリ５０の劣化度合をより適正に示すものとして算出することが可能となる。また、劣化ファクターＤに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを制限する処理は、リチウムイオン二次電池のような高電流での放電が継続されると端子間電圧Ｖｂが下限電圧Ｖｂｍｉｎに達していなくても劣化し始めてしまうという特性を有するバッテリ５０に特に好適なものである。ただし、劣化ファクターＤは、リチウムイオン二次電池以外の例えばニッケル水素二次電池といった他の形式のバッテリ５０についても算出可能であるから、ハイブリッド自動車２０のバッテリ５０は、リチウムイオン二次電池以外の他の形式のものであってもよいことはいうまでもない。

なお、上記ハイブリッド自動車２０では、リングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有し、モータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。また、上記ハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により減速してリングギヤ軸３２ａとしてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものではない。すなわち、本発明は、図１１に示す変形例としてのハイブリッド自動車１２０のように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１１における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。

ここで、上記実施例および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しておく。すなわち、上記実施例においては、リングギヤ軸３２ａに動力を出力可能なエンジン２２が「内燃機関」に相当し、リングギヤ軸３２ａに動力を出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、エンジン２２を始動させるためのクランキングを実行可能なモータＭＧ１が「電動クランキング手段」に相当し、モータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、バッテリ５０の充放電電流Ｉｂに基づいて所定の基準値Ｄｌｉｍを超えたときにバッテリ５０の劣化が開始されることを示す劣化ファクターＤを算出するバッテリＥＣＵ５２が「劣化ファクター算出手段」に相当し、図６のステップＳ１１０〜Ｓ１６０、Ｓ２７０およびＳ２８０の処理を実行するバッテリＥＣＵ５２が「出力制限設定手段」に相当し、図６のステップＳ１７０〜Ｓ２６０の処理を実行するバッテリＥＣＵ５２が「出力制限補正手段」に相当し、図７のステップＳ３６０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求パワー設定手段」に相当し、図７のステップＳ３７０〜Ｓ４６０および図１０のステップＳ５００〜Ｓ６１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０の組み合わせが「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ２が「発電用電動機」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。

ただし、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」や「電動クランキング手段」、「発電用電動機」は、モータＭＧ１およびＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「劣化ファクター算出手段」は、蓄電手段を流れる電流の値に基づいて所定の基準値を超えたときに蓄電手段の劣化が開始されることを示す劣化ファクターを算出するものであれば、バッテリＥＣＵ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「出力制限設定手段」は、劣化ファクターが基準値よりも小さい所定の制限開始閾値未満である場合に蓄電手段の状態から定められる基本放電許容電力を出力制限に設定し、劣化ファクターが制限開始閾値以上である場合に劣化ファクターが基準値以下になるように基本放電許容電力よりも小さい電力を出力制限に設定するものであれば、バッテリＥＣＵ５２以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「出力制限補正手段」は、所定条件が成立した場合に前記出力制限が一時的に増加するように前記設定された出力制限を補正するものであれば、バッテリＥＣＵ５２以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求パワー設定手段」は、駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクに基づいて要求パワーを設定するものであれば、ハイブリッドＥＣＵ７０以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、内燃機関の運転停止中に要求パワーが基本放電許容電力から所定の電力を差し引いて得られる始動判定閾値未満となる場合に蓄電手段の放電電力を出力制限の範囲内に制限しながら、内燃機関が運転されることなく駆動軸に要求トルクに基づくトルクが出力されるように内燃機関と電動機と電動クランキング手段とを制御し、内燃機関の運転停止中に要求パワーが始動判定閾値以上となる場合に蓄電手段の放電電力を出力制限の範囲内に制限しながら、電動クランキング手段のクランキングにより内燃機関が始動されると共に駆動軸に要求トルクに基づくトルクが出力されるように内燃機関と電動機と電動クランキング手段とを制御するものであれば、単一の電子制御ユニットといったようなハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「３軸式動力入出力手段」は、駆動軸と内燃機関の機関軸と発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力するものであれば、動力分配統合機構３０以外のダブルピニオン式遊星歯車機構やデファレンシャルギヤといった他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、動力出力装置や車両の製造産業等において利用可能である。

本発明の一実施例に係る車両としてのハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 バッテリ温度Ｔｂとバッテリ５０の出力制限の温度依存値ＷｏｕｔＴ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と出力制限用補正係数ｋｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の特性を例示する説明図である。 劣化ファクターＤに基づいて出力制限Ｗｏｕｔを制限したときの劣化ファクターＤおよび出力制限Ｗｏｕｔの推移を例示する説明図である。 実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行される出力制限設定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ＥＣＵ７０により実行されるエンジン停止時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を始動させ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。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例に係るハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。

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、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 車輪、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、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５３ 電圧センサ、５４ 電力ライン、５５ 電流センサ、５６ 温度センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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 ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (10)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
   前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
   前記内燃機関を始動させるためのクランキングを実行可能な電動クランキング手段と、
   前記電動機および前記電動クランキング手段と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
   前記蓄電手段を流れる電流の値を用いて、所定の基準値を超えたときに前記蓄電手段の放電に起因した劣化が開始されることを示す劣化ファクターを算出する劣化ファクター算出手段と、
   前記算出された劣化ファクターが前記基準値よりも小さい所定の制限開始閾値未満であるときには、前記蓄電手段の状態から放電に許容される電力として定められる基本放電許容電力を該蓄電手段の出力制限に設定し、前記算出された劣化ファクターが前記制限開始閾値以上であるときには、前記劣化ファクターが前記基準値以下になるように前記基本放電許容電力よりも小さい電力を前記出力制限に設定する出力制限設定手段と、
   所定条件が成立したときに前記出力制限が一時的に増加するように前記設定された出力制限を補正する出力制限補正手段と、
   前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクに基づいて該駆動軸に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
   前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記設定された要求パワーが前記基本放電許容電力から所定の電力を差し引いて得られる始動判定閾値未満となるときには、前記蓄電手段の放電電力を前記設定または補正された出力制限の範囲内に制限しながら、前記内燃機関が運転されることなく前記駆動軸に前記要求トルクに基づくトルクが出力されるように前記内燃機関と前記電動機と前記電動クランキング手段とを制御し、前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記設定された要求パワーが前記始動判定閾値以上となるときには、前記蓄電手段の放電電力を前記設定または補正された出力制限の範囲内に制限しながら、前記電動クランキング手段のクランキングにより前記内燃機関が始動されると共に前記駆動軸に前記要求トルクに基づくトルクが出力されるように前記内燃機関と前記電動機と前記電動クランキング手段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に記載の動力出力装置において、
   前記出力制限補正手段は、前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記要求パワーが前記始動判定閾値以上となって前記電動クランキング手段のクランキングにより前記内燃機関が始動されるときに、前記算出された劣化ファクターの値に拘わらず、一時的に前記基本放電許容電力以上の電力を前記出力制限に設定可能である動力出力装置。
3. 請求項２に記載の動力出力装置において、
   前記出力制限補正手段は、前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記要求パワーが前記始動判定閾値以上となって前記電動クランキング手段のクランキングにより前記内燃機関が始動されるときに、前記算出された劣化ファクターの値に拘わらず、一時的に前記基本放電許容電力に所定の一時増加量を加算して得られる電力を前記出力制限に設定可能である動力出力装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の動力出力装置において、
   前記出力制限補正手段は、前記算出された劣化ファクターが前記制限開始閾値以上であるときには、前記要求パワーが前記始動判定閾値以上となった後にのみ前記出力制限を一時的に増加させる動力出力装置。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の動力出力装置において、
   前記劣化ファクターは、前記蓄電手段を流れる電流の積算値に基づく値である動力出力装置。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載の動力出力装置において、
   前記始動判定閾値は、前記内燃機関が始動されるときに該内燃機関をクランキングする前記電動クランキング手段により入出力される電力を前記基本放電許容電力から差し引いて得られる動力出力装置。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の動力出力装置において、
   動力を入出力可能な前記電動クランキング手段としての発電用電動機と、
   前記駆動軸と前記内燃機関の機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、
   を更に備える動力出力装置。
8. 前記蓄電手段は、リチウムイオン二次電池である請求項１から７の何れか一項に記載の動力出力装置。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載の動力出力装置と、前記駆動軸に連結された駆動輪とを備える車両。
10. 駆動軸と、該駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関を始動させるためのクランキングを実行可能な電動クランキング手段と、前記電動機および前記電動クランキング手段と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備えた動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記蓄電手段を流れる電流の値を用いて、所定の基準値を超えたときに前記蓄電手段の放電に起因した劣化が開始されることを示す劣化ファクターを算出するステップと、
    （ｂ）ステップ（ａ）にて算出された劣化ファクターが前記基準値よりも小さい所定の制限開始閾値未満であるときには、前記蓄電手段の状態から放電に許容される電力として定められる基本放電許容電力を該蓄電手段の出力制限に設定し、ステップ（ａ）にて算出された劣化ファクターが前記制限開始閾値以上であるときには、前記劣化ファクターが前記基準値以下になるように前記基本放電許容電力よりも小さい電力を前記出力制限に設定するステップと、
    （ｃ）所定条件が成立したときに前記出力制限が一時的に増加するようにステップ（ｂ）にて設定された出力制限を補正するステップと、
    （ｄ）前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記駆動軸に出力すべきトルクである要求トルクに基づく該駆動軸に要求される要求パワーが前記基本放電許容電力から所定の電力を差し引いて得られる始動判定閾値未満となるときには、前記蓄電手段の放電電力を前記設定または補正された出力制限の範囲内に制限しながら、前記内燃機関が運転されることなく前記駆動軸に前記要求トルクに基づくトルクが出力されるように前記内燃機関と前記電動機と前記電動クランキング手段とを制御し、前記内燃機関の運転が停止されている最中に前記要求パワーが前記始動判定閾値以上となるときには、前記蓄電手段の放電電力を前記設定または補正された出力制限の範囲内に制限しながら、前記電動クランキング手段のクランキングにより前記内燃機関が始動されると共に前記駆動軸に前記要求トルクに基づくトルクが出力されるように前記内燃機関と前記電動機と前記電動クランキング手段とを制御するステップと、
    を含む動力出力装置の制御方法。

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