JP2012011979A - 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】より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御する。
【解決手段】入力制限の絶対値が低温により比較的小さい値になっているとき、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至る前や始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降でもエンジンや第１モータに異常が判定されているときにはスロットル開度をフィードフォワード制御し（ステップＳ１２０〜Ｓ１６０，Ｓ２３０〜Ｓ２８０）、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆ至ったとき以降であり且つエンジンや第１モータが正常と判定されているときにはエンジンから実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブの開度をフィードバック制御する（ステップＳ１２０〜Ｓ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ２７０）。
【選択図】図５

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し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびその制御方法並びに動力出力装置を搭載した車両に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、第１モータと、キャリアがエンジンのクランクシャフトに接続されサンギヤが第１モータの回転軸に接続されリングギヤが駆動軸に接続された遊星歯車機構と、回転軸が駆動軸に接続された第２モータと、第１モータおよび第２モータと電力をやりとりするバッテリと、を備え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、エンジンが出力すべき要求パワーと略一致した出力パワーを出力するよう目標吸入空気量を補正し、エンジンの吸入空気量が補正後の目標吸入空気量となるようエンジンを運転制御することにより、エンジンから要求パワーを超えるパワーが出力されることによりバッテリに許容される最大パワーとしての入力制限を超える電力でバッテリが充電されるのを抑制できるとしている。

特開２００６−３２７２７０号公報

上述の動力出力装置では、エンジンから実際に出力されるパワーが要求パワーとなるようエンジンを運転制御しているが、こうした運転制御を行なうと不都合が生じる場合がある。例えば、エンジンを始動した直後は、エンジンのフリクションの変化が大きく、加えてエンジンの始動性の向上のために燃料増量など様々な制御が行なわれているため、上述した吸入空気量の補正を実行しようとしても適正に実行できない場合がある。また、エンジンや第１モータ，第２モータに異常が生じている場合には、エンジンから実際に出力されるパワーが要求パワーとなるようエンジンを運転制御することが望ましくないことがある。特に、バッテリの充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のために比較的小さいときには、低温で空気密度が高くエンジンから過剰なパワーが出やすい状態でもあるため、上述した不都合が生じやすくなる。したがって、エンジンから実際に出力されるパワーが要求パワーとなるようエンジンを運転制御する際には、こうした制御をより適正なタイミングで行なうことが望ましい。

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、より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御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。

本発明の第１の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、
前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
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から出力すべき目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
前記蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、前記内燃機関を始動してから経過した時間である始動経過時間が前記内燃機関を始動してから前記内燃機関の運転状態が安定するまでの時間として予め設定された所定時間に至るまでは前記内燃機関のスロットル開度が前記設定された目標パワーと前記内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるよう前記スロットル開度をフィードフォワード制御しながら前記要求駆動力に基づく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し、前記始動経過時間が前記所定時間に至ったとき以降は前記内燃機関から出力されるパワーが前記設定された目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら前記要求駆動力に基づく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。

この本発明の第１の動力出力装置では、蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、内燃機関を始動してから経過した時間である始動経過時間が内燃機関を始動してから内燃機関の運転状態が安定するまでの時間として予め設定された所定時間に至るまでは内燃機関のスロットル開度が設定された目標パワーと内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるようスロットル開度をフィードフォワード制御しながら要求駆動力に基づく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し、始動経過時間が所定時間に至ったとき以降は内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら要求駆動力に基づく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。始動経過時間が所定時間を超えていないときに内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御すると、内燃機関の運転が不安定となるなどの不都合が生じることがある。したがって、内燃機関が始動されてから所定時間が経過していないときには上述したフィードバック制御を実行せずにフィードフォワード制御を実行することにより、こうした不都合を回避することができる。この結果、より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することができる。

こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを含む駆動系に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段を備え、前記制御手段は、前記入力制限が低温のため前記所定パワー未満であると共に前記始動経過時間が前記所定時間に至ったとき以降でも前記異常判定手段により前記駆動系に異常が生じていると判定されているときには、前記内燃機関から出力されるパワーが前記設定された目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく前記駆動系の異常に応じて前記内燃機関を運転または運転停止しながら前記要求駆動力に基づく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手段であるものとすることもできる。駆動系に異常が生じているときに内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御すると、駆動系の駆動状態が不安定になるなどの不都合が生じることがあるが、駆動系に異常が生じていると判定されているときに内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく駆動系の異常に応じて内燃機関を運転または運転停止することにより、こうした不都合を回避することができる。よって、より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することができる。この場合において、前記異常判定手段は、前記駆動系の異常として前記内燃機関から前記設定された目標パワーが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している最中に前記内燃機関から出力されているパワーと前記設定された目標パワーとの偏差が所定偏差以上となる異常を判定する手段であるものとすることもできる。内燃機関から出力されているパワーと設定された目標パワーとの偏差が所定偏差以上となる異常が生じているときには、内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しようとしてもこうしたフィードバック制御を適正に実行できないなどの不都合が生じることがあるが、こうした異常が判定されているときには設定された目標パワーと内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるようスロットル開度をフィードフォワード制御することにより、こうした不都合を回避することができ、より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することができる。また、この場合において、前記異常判定手段は、前記駆動系の異常として前記内燃機関のスロットル開度の異常を判定する手段であるものとすることもできる。内燃機関のスロットル開度の異常が生じているときには、内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しようとしてもこうしたフィードバック制御を適正に実行できないことが考えられる。したがって、こうした異常が生じていると判定されときには、設定された目標パワーと内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるようスロットル開度をフィードフォワード制御することにより、より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することができる。さらに、この場合において、前記異常判定手段は、前記駆動系の異常として前記発電機の異常を判定する手段であり、前記制御手段は、前記始動経過時間が前記所定時間に至ると共に前記異常判定手段により前記駆動系の異常として前記発電機の異常が判定されているときには、前記内燃機関のスロットル開度が前記設定された目標パワーと前記内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるよう前記スロットル開度をフィードフォワード制御しながら前記内燃機関を自立運転させると共に前記要求駆動力に基づく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手段であるものとすることもできる。発電機の異常が判定されて内燃機関を自立運転させる際に、内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しようとすると内燃機関を安定して自立運転できないなどの不都合が生じることがある。したがって、内燃機関のスロットル開度が設定された目標パワーと内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるようスロットル開度をフィードフォワード制御しながら内燃機関を自立運転させることにより、より安定して内燃機関を自立運転させることができる。こうすれば、より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することができる。

本発明の第２の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、
前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
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から出力すべき目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを含む駆動系に異常が生じている否かを判定する異常判定手段と、
前記蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、前記異常判定手段により駆動系に異常が生じていないと判定されているときには前記内燃機関から出力されるパワーが前記設定された目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら前記要求駆動力に基づく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し、前記異常判定手段により前記駆動系に異常が生じていると判定されているときには前記内燃機関から出力されるパワーが前記設定された目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく前記駆動系の異常に応じて前記内燃機関を運転または運転停止しながら前記要求駆動力に基づく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。

この本発明の第２の動力出力装置では、蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、異常判定手段により駆動系に異常が生じていないと判定されているときには内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら要求駆動力に基づく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し、異常判定手段により駆動系に異常が生じていると判定されているときには内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく駆動系の異常に応じて内燃機関を運転または運転停止しながら要求駆動力に基づく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。異常判定手段により駆動系に異常が生じていると判定されているときに内燃機関から出力されるパワーが目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御すると、駆動系の駆動状態が不安定になるなどの不都合が生じることがあるが、駆動系に異常が生じていると判定されているときには内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく駆動系の異常に応じて内燃機関を運転または運転停止することにより、こうした不都合を回避することができ、より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することができる。

本発明の車両は、上述したいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置、すなわち、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、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、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から出力すべき目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、前記蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、前記内燃機関を始動してから経過した時間である始動経過時間が前記内燃機関を始動してから前記内燃機関の運転状態が安定するまでの時間として予め設定された所定時間に至るまでは前記内燃機関のスロットル開度が前記設定された目標パワーと前記内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるよう前記スロットル開度をフィードフォワード制御しながら前記要求駆動力に基づく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し、前記始動経過時間が前記所定時間に至ったとき以降は前記内燃機関から出力されるパワーが前記設定された目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら前記要求駆動力に基づく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、または、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、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から出力すべき目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを含む駆動系に異常が生じている否かを判定する異常判定手段と、前記蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、前記異常判定手段により駆動系に異常が生じていないと判定されているときには前記内燃機関から出力されるパワーが前記設定された目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら前記要求駆動力に基づく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し、前記異常判定手段により前記駆動系に異常が生じていると判定されているときには前記内燃機関から出力されるパワーが前記目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく前記駆動系の異常に応じて前記内燃機関を運転または運転停止しながら前記要求駆動力に基づく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が搭載され、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、上述したいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置が搭載されているから、本発明の第１または第２の動力出力装置が奏する効果、例えば、より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することができる効果などと同様の効果を奏することができる。

本発明の第１の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と駆動軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、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、
前記蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、前記内燃機関を始動してから経過した時間である始動経過時間が前記内燃機関を始動してから前記内燃機関の運転状態が安定するまでの時間として予め設定された所定時間に至るまでは前記内燃機関のスロットル開度が前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく目標パワーと前記内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるよう前記スロットル開度をフィードフォワード制御しながら前記要求駆動力に基づく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し、前記始動経過時間が前記所定時間に至ったとき以降は前記内燃機関から出力されるパワーが前記目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら前記要求駆動力に基づく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
ことを特徴とする。

この本発明の第１の動力出力装置の制御方法では、蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、内燃機関を始動してから経過した時間である始動経過時間が内燃機関を始動してから内燃機関の運転状態が安定するまでの時間として予め設定された所定時間に至るまでは内燃機関のスロットル開度が駆動軸に要求される要求駆動力に基づく目標パワーと内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるようスロットル開度をフィードフォワード制御しながら要求駆動力に基づく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し、始動経過時間が所定時間に至ったとき以降は内燃機関から出力されるパワーが目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら要求駆動力に基づく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。始動経過時間が所定時間に至るまでに内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御すると、内燃機関の運転が不安定となるなどの不都合が生じることがある。したがって、内燃機関が始動されてから所定時間が経過していないときには上述したフィードバック制御を実行せずにフィードフォワード制御を実行することにより、こうした不都合を回避することができる。この結果、より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することができる。

本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と駆動軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、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、
前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを含む駆動系に異常が生じている否かを判定し、
前記蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、前記異常判定手段により駆動系に異常が生じていないと判定されているときには前記内燃機関から出力されるパワーが前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら前記要求駆動力に基づく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し、前記異常判定手段により前記駆動系に異常が生じていると判定されているときには前記内燃機関から出力されるパワーが前記目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく前記駆動系の異常に応じて前記内燃機関を運転または運転停止しながら前記要求駆動力に基づく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。

この本発明の第２の動力出力装置の制御方法では、蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、異常判定手段により駆動系に異常が生じていないと判定されているときには内燃機関から出力されるパワーが駆動軸に要求される要求駆動力に基づく目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら要求駆動力に基づく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し、異常判定手段により駆動系に異常が生じていると判定されているときには内燃機関から出力されるパワーが目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく駆動系の異常に応じて内燃機関を運転または運転停止しながら要求駆動力に基づく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。異常判定手段により駆動系に異常が生じていると判定されているときに内燃機関から出力されるパワーが目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御すると、駆動系の駆動状態が不安定になるなどの不都合が生じることがあるが、駆動系に異常が生じていると判定されているときには内燃機関から出力されるパワーが目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく駆動系の異常に応じて内燃機関を運転または運転停止しすることにより、こうした不都合を回避することができ、より適正なタイミングで内燃機関から出力されるパワーが目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することができる。

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。 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により実行される低入力制限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。 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。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力，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，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，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の開度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、すなわち、エンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池により構成され、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バッテリが満充電であるときの蓄電量に対するバッテリに蓄電されている蓄電量の割合としての残容量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３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４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。図３に示すように、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｒｅｆ（例えば、−３５℃，−３０℃，−２５℃など）未満であるときには、入力制限Ｗｉｎが比較的小さい値Ｗｉｎ１となっている。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、イグニッションスイッチ８０がオンされてハイブリッド自動車２０のシステムが起動された後にエンジン２２が始動される度に値が１ずつ増加すると共にイグニッションスイッチ８０がオフされたときに値０にリセットされるエンジン始動回数Ｎｓｅを計数している。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン２２が始動されて運転を開始すると計時を開始すると共に始動されたエンジン２２が運転停止されると計時をリセットするタイマにより、エンジン２２が始動されてからの始動後経過時間ｔｓｅを計時している。

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＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊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をエンジン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。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ運転モードで走行している最中に要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力を用いて設定されるエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動するパワーとして予め設定された始動パワーＰｒｅｆ（例えば、０．６ｋＷ，０．７ｋＷ，０．８ｋＷなど）を超えたときやバッテリ５０の残容量ＳＯＣがバッテリ５０の充電が要求される残容量の上限としての所定残容量（例えば、２０％，２５％，３０％など）未満になったときには、モータＭＧ１によりエンジン２２の回転数Ｎｅがエンジン２２を始動する回転数として予め定められた始動回転数Ｎｒｅｆ（例えば、９００ｒｐｍ，１０００ｒｐｍ，１１００ｒｐｍなど）までエンジン２２をモータリングしてエンジン２２が始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御することにより、モータ運転モードからエンジン運転モードに移行する制御を行なっている。

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、低温によりバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値｜Ｗｉｎ｜が小さくなっているときの動作について説明する。図５はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される低入力制限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、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｒｅｆ未満になっていてバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値｜Ｗｉｎ｜が所定電力Ｗｒｅｆ未満であるときに、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

低入力制限時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

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６に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。

続いて、システムが起動された後にエンジン２２が始動された回数であるエンジン始動回数Ｎｓｅを調べ（ステップＳ１２０）、エンジン始動回数Ｎｓｅが１回であるときにはハイブリッド自動車２０のシステムが起動されて最初にエンジン２２が始動されてからエンジン２２の運転が安定するまでに要する時間として予め実験や解析などにより求めた始動後安定時間ｔ１（例えば、９秒，１０秒，１１秒など）を判定用閾値ｔｒｅｆに設定し（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、エンジン始動回数Ｎｓｅが２回以上であるときにはシステムが起動されて２回目以降にエンジン２２が始動されてからエンジン２２の運転が安定するまでに要する時間として予め実験や解析などにより求めた始動後安定時間ｔ２（例えば、１秒，２秒，３秒など）を判定用閾値ｔｒｅｆに設定し（ステップＳ１２０，Ｓ１４０）、エンジン２２が始動されてからの経過時間である始動後経過時間ｔｓｅと判定用閾値ｔｒｅｆとを比較する（ステップＳ１５０）。始動後経過時間ｔｓｅと判定用閾値ｔｒｅｆとを比較するのは、エンジン２２が始動された直後は、モータＭＧ１でエンジン２２の回転数が上昇するようエンジン２２をモータリングするためエンジン２２のフリクションの変化が大きく、また、エンジン２２の始動性の向上のために吸入空気量を増加させたり燃料を増量させる制御などが行なわれるため、エンジン２２を始動した後にエンジン２２の運転状態が安定するまである程度の時間を要するからである。したがって、ステップＳ１５０の処理は、エンジン２２の運転状態が安定しているか否かを調べる処理になる。なお、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の処理で、エンジン始動回数Ｎｓｅが１回であるときと２回以上であるときとで判定用閾値ｔｒｅｆを異なる値に設定するのは、システム起動後に２回目以降にエンジン２２を始動するときにはエンジン２２の温度がある程度上昇しているため、２回目以降にエンジン２２を始動する際には最初にエンジン２２を始動したときに比してエンジン２２が始動されてから運転状態が安定するまでに要する時間が短いと考えられるためである。

始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至るまでは（ステップＳ１５０）、エンジン２２を始動した後に未だエンジン２２の運転が安定していないため、エンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御すると却ってエンジン２２の運転が不安定になるなどの不都合が生じると判断して、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき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７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２３０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。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を図８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/（Gr・ρ） (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

続いて、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ２４０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ２５０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２６０）。ここで、式（３）は、図８の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，目標スロットル開度ＴＨ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２７０）、低入力制限時駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を目標回転数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するよう燃料噴射制御，点火制御などの各種制御を行ない、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を運転するために予め定められたスロットル開度にスロットルバルブ１２４の開度がフィードフォワード制御されるようスロットルモータ１３６を駆動する。こうした制御により、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至っていないときには、エンジン２２を安定して運転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＊を出力して走行することができる。

始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降は（ステップＳ１５０）、エンジン２２の運転状態が比較的安定していると判断して、さらに、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力しながら走行するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御してもエンジン２２から要求パワーＰｅ＊の２割程度の動力しか出力されないエンジン出力異常が生じているか否かと（ステップＳ１７０）、例えばエンジン２２のスロットルモータ１３６に異常が生じていてスロットルバルブ１２４の開度が変更されるようスロットルモータ１３６を制御しても実際にはスロットルバルブ１２４の開度が変更されないスロットルバルブ異常が生じているか否かと（ステップＳ１８０）、例えばモータＭＧ１に異常が生じているときなどモータＭＧ１の駆動を停止してエンジン２２を自立運転しながらモータＭＧ２の動力により走行する退避走行を実行している最中であるか否か、すなわち、モータＭＧ１に異常が判定されたときであるか否かを（ステップＳ１９０）判定する。エンジン出力異常，スロットルバルブ異常のいずれも発生しておらず（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）且つ退避走行が実行されていないとき（ステップＳ１９０）、すなわち、システムが正常であるときには、続いて、ステップＳ１６０の処理と同様に、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ２００）、エンジン２２から実際に出力されている実エンジントルクＴｒｅａｌを計算する（ステップＳ２１０）。実エンジントルクＴｒｅａｌは、前回本ルーチンを実行したときに設定されたモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊（前回Ｔｍ１＊）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（７）により計算されたものを用いるものとした。ここで、式（７）は、動力分配統合機構３０の回転要素における力学的な関係から求めたものである。式（７）は、図８の共線図を用いれば容易に導くことができる。

Treal=(1+ρ)・前回Tm1*/ρ (7)

こうして実エンジントルクＴｒｅａｌを計算したら、設定した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて設定される基準開度ＴＨｂと計算した実エンジントルクＴｒｅｌと前回本ルーチンを実行したときに設定された目標トルクＴｅ＊（前回Ｔｅ＊）とに基づいて次式（８）によりスロットルバルブ１２４の目標スロットル開度ＴＨ＊を設定する（ステップＳ２１０）。式（８）は、スロットル開度をエンジン２２から実際に目標トルクＴｅ＊を出力する開度にするためのフィードバック制御における関係式であり、式（８）中、右辺第２項の「ｋｔｈ」は比例項のゲインである。基準開度ＴＨｂは、実施例では、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と基準開度ＴＨｂとの関係を予め定めてスロットル開度設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが与えられると記憶したマップから対応する基準開度ＴＨｂを導出して設定するものとした。すなわち、目標スロットル開度ＴＨ＊は、エンジン２２のトルクが目標トルクＴｅ＊に近づくよう設定される。エンジン２２のトルクにエンジン２２の回転数Ｎｅを乗じたものがエンジン２２から出力されるパワーであるから、目標スロットル開度ＴＨ＊は、エンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づく開度として設定されることになる。今、入力制限Ｗｉｎの絶対値｜Ｗｉｎ｜が所定電力未満であるときを考えているが、こうした場合、予期せずにエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を超える過剰なパワーが出力されるとバッテリ５０が入力制限Ｗｉｎを超える過大な電力で充電されることがある。実施例では、上述したように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定することにより、エンジン２２から実際に出力されるパワーを要求パワーＰｅ＊に近づけることができ、バッテリ５０が過大な電力で充電されるのと抑制することができる。

TH*=THb(Ne*,Te*)- kth・(Treal-前回Te*) (8)

続いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算し（ステップＳ２３０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算し（ステップＳ２４０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを用いてトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ２５０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２６０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，目標スロットル開度ＴＨ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２７０）、低入力制限時駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，目標スロットル開度ＴＨ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を目標回転数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するよう燃料噴射制御，点火制御などの各種制御を行なうが、スロットルバルブ１２４の開度については受信した目標スロットル開度ＴＨ＊になるようスロットルモータ１３６を駆動制御する。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。こうした制御により、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降は、エンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御するから、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を超えるパワーが出力されるのを抑制することができ、バッテリ５０が過大な電力で充電されるのを抑制することができる。もとより、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。上述したように、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至るまではエンジン２２の運転状態が不安定であるため、エンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御すると、エンジン２２の運転状態が不安定になることがある。したがって、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至るまでは目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を運転するために予め定められたスロットル開度になるようスロットルバルブ１２４の開度をフィードフォワード制御し、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降にエンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御することにより、より適正なタイミングでエンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御することができる。

始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降でも（ステップＳ１５０）、エンジン出力異常が生じていたり（ステップＳ１７０）、スロットルバルブ異常が生じているときには（ステップＳ１８０）、エンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度を適正にフィードバック制御でないためこうしたフィードバック制御をすべきではないと判断して、エンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御せずに、異常に応じた走行が行なわれるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する異常時制御を実行して（ステップＳ２８０）、低入力制限時駆動制御ルーチンを終了する。この場合、異常時制御としては、例えば、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを出力して走行するモータ運転モードにより走行する制御などを行なうものとした。また、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降でも（ステップＳ１５０）、モータＭＧ１の駆動を停止して目標回転数Ｎｅ＊（例えば、７００ｒｐｍ、８００ｒｐｍ，９００ｒｐｍなどエンジン２２を自立運転する回転数であるアイドル回転数Ｎｉｄｌ）および目標トルクＴｅ＊（例えば、値０など）でエンジン２２を運転するために予め定められたスロットル開度になるようスロットルバルブ１２４の開度をフィードフォワード制御してエンジン２２を自立運転しながらモータＭＧ２の動力により走行する退避走行を実行している最中であるとき、すなわち、モータＭＧ１に異常が生じているときには（ステップＳ１９０）、エンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御するとエンジン２２を安定して自立運転できなくなると判断して、エンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御せずに、異常時制御としてモータＭＧ１の駆動を停止して目標回転数Ｎｅ＊（アイドル回転数Ｎｉｄｌ）および目標トルクＴｅ＊（値０）でエンジン２２を運転するために予め定められたスロットル開度になるようスロットルバルブ１２４の開度をフィードフォワード制御してエンジン２２を自立運転しながらモータＭＧ２の動力により走行する退避走行が継続するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御して（ステップＳ２８０）、低入力制限時駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降であってもエンジン２２やモータＭＧ１に異常が生じているときには、エンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御する制御を行なわずに、異常に応じた制御を行なうことができる。すなわち、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降であり且つエンジン２２やモータＭＧ１が正常であるときにエンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御するから、始動後経過時間ｔｓｅやエンジン２２，モータＭＧ１に異常が生じているか否かを考慮することなく入力制限Ｗｉｎの絶対値｜Ｗｉｎ｜が小さいときに常時エンジン２２から出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御するものに比して、より適正なタイミングでエンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至るまでは目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を運転するために予め定められたスロットル開度になるようスロットルバルブ１２４の開度をフィードフォワード制御し、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降にエンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御することにより、より適正なタイミングでエンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御することができる。また、始動後経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降でも、エンジン２２やモータＭＧ１が異常であるときには異常に応じた制御を実行し、正常であるときにエンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御するから、こうしたスロットルバルブ１２４のフィードバック制御をより適正なタイミングで行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の処理において、始動回数Ｎｓｅに応じて判定用閾値ｔｒｅｆを設定するものとしたが、始動回数Ｎｓｅに拘わらず始動回数Ｎｓｅが２回以上である場合の始動後安定時間ｔ２を判定用閾値Ｎｓｅに設定するものなど、判定用閾値ｔｒｅｆを始動回数Ｎｓｅに拘わらず一定の値として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、ステップＳ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ１９０の処理において、始動経過時間ｔｓｅと判定用閾値ｔｒｅｆとを比較したり、エンジン２２に異常が生じていないか否かを判定したり、退避走行中であるか否かを判定するものとしたが、ステップＳ１５０，Ｓ１７０〜Ｓ１９０の処理の少なくとも１つを実行するものでもよく、ステップＳ１５０の処理を実行せずにステップＳ１７０〜Ｓ１９０の処理を実行するものとして、エンジン２２が正常で退避走行中でもないときにはステップＳ２００〜Ｓ２７０の処理を実行し、エンジン２２に異常が生じていたり退避走行中であるときにはステップＳ２８０の処理を実行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、ステップＳ１７０，Ｓ１８０の処理でエンジン出力異常とスロットルバルブ異常を判定するものとしたが、例えば、エンジン２２の吸気バルブ１２８や排気バルブ，酸素センサ１３５ｂの異常などエンジン２２の異常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。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の異常を判定するものとしたが、例えば、モータＭＧ１の異常やモータＭＧ２の異常を判定するものなど、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを含む駆動系の何らかの異常を判定するものであれば如何なるものとしても構わない。また、駆動系の異常に加えて、バッテリ５０やインバータ４１，４２の異常を判定するものなどバッテリ５０とインバータ４１，４２とを含む電力供給系の異常を判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、実施例のハイブリッド自動車２０では、図５の低入力制限時駆動制御ルーチンは、バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｒｅｆ未満になっていてバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値｜Ｗｉｎ｜が所定電力Ｗｒｅｆ未満であるときに実行されるものとしたが、この条件に加えて、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが充電要求残容量未満である条件およびエンジン２２の吸気管に取り付けられた温度センサ１４９により検出される吸気温Ｔａが所定吸気温（例えば、０℃，５℃，１０℃など）未満である条件の２つのうち少なくとも１つの条件が成立したときに実行されるものとしてもよい。なお、この場合、所定吸気温は、エンジン２２から設定された要求パワーＰｅ＊が出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御したときに、エンジン２２から設定された目標パワーを超える動力が出力されると推定される吸気温の上限として設定されるものを用いるものとする。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０がリチウムイオン二次電池により構成されるものとしたが、例えば、ニッケル水素二次電池など、他の種類の二次電池により構成されるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９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９における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

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、自動車以外の列車などの車両や船舶，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、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する図５の低入力制限時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「目標パワー設定手段」に相当し、バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｒｅｆ未満になっていてバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値｜Ｗｉｎ｜が所定電力Ｗｒｅｆ未満であるとき、始動経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至るまでは要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図５の低入力制限時駆動制御ルーチンのステップＳ１６０，Ｓ２３０〜Ｓ２７０の処理や始動経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降はエンジン２２から出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊となるよう目標スロットル開度ＴＨ＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ２００〜Ｓ２７０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とスロットルバルブ１２４の開度が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて設定されるスロットル開度となるようスロットルモータ１３６を駆動したりスロットルバルブ１２４の開度が目標スロットル開度ＴＨ＊となるようスロットルモータ１３６を駆動するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。

変形例では、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、要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する図５の低入力制限時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「目標パワー設定手段」に相当し、エンジン２２に異常が生じているか否かを判定する図５の低入力制限時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「異常判定手段」に相当し、バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｒｅｆ未満になっていてバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値｜Ｗｉｎ｜が所定電力Ｗｒｅｆ未満であるとき、エンジン２２の出力に異常が生じていないときにはエンジン２２から出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊となるよう目標スロットル開度ＴＨ＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図５の低入力制限時駆動制御ルーチンのステップＳ２００〜Ｓ２７０の処理を実行したりエンジン２２の出力に異常が生じているときには異常時制御を実行するステップＳ２８０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジン２２やモータＭＧ１が正常であるときにエンジン２２から実際に出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊に近づくようスロットルバルブ１２４の開度をフィードバック制御しながら要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ２００〜Ｓ２７０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とスロットルバルブ１２４の開度が目標スロットル開度ＴＨ＊となるようスロットルモータ１３６を駆動するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。

ここで、第１の動力出力装置において、「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ＭＧ２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電動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た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差動作用を有するものなど、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と駆動軸との３軸に接続され３軸のうちいずれか２軸に入出力した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。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機および電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「目標パワー設定手段」としては、要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定するものに限定されるものではなく、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標パワー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、バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｒｅｆ未満になっていてバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値｜Ｗｉｎ｜が所定電力Ｗｒｅｆ未満であるとき、始動経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至るまでは要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定してスロットルバルブ１２４の開度が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて設定されるスロットル開度となるようスロットルモータ１３６を駆動すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御したり始動経過時間ｔｓｅが判定用閾値ｔｒｅｆに至ったとき以降はエンジン２２から出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊となるよう目標スロットル開度ＴＨ＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定してスロットルバルブ１２４の開度が目標スロットル開度ＴＨ＊となるようスロットルモータ１３６を駆動すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、内燃機関を始動してから経過した時間である始動経過時間が内燃機関を始動してから内燃機関の運転状態が安定するまでの時間として予め設定された所定時間に至るまでは内燃機関のスロットル開度が設定された目標パワーと内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるようスロットル開度をフィードフォワード制御しながら要求駆動力に基づく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し、始動経過時間が所定時間に至ったとき以降は内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら要求駆動力に基づく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如何なるものとしても構わない。

第２の動力出力装置において、「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ＭＧ２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電動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た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差動作用を有するものなど、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と駆動軸との３軸に接続され３軸のうちいずれか２軸に入出力した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。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機および電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「目標パワー設定手段」としては、要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定するものに限定されるものではなく、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標パワー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。「異常判定手段」としては、エンジン２２に異常が生じているか否かを判定するものに限定されるものではなく、内燃機関と発電機と電動機とを含む駆動系に異常が生じている否かを判定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」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、バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｒｅｆ未満になっていてバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値｜Ｗｉｎ｜が所定電力Ｗｒｅｆ未満であるとき、エンジン２２から出力されるパワーが要求パワーＰｅ＊となるよう目標スロットル開度ＴＨ＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定して目標スロットル開度ＴＨ＊と目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を制御すると共にトルク指令Ｔｍ１，Ｔｍ２でモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動したり、エンジン２２の出力に異常が生じているときには異常時制御を実行するものに限定されるものではなく、蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、異常判定手段により駆動系に異常が生じていないと判定されているときには内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら要求駆動力に基づく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し、異常判定手段により駆動系に異常が生じていると判定されているときには内燃機関から出力されるパワーが設定された目標パワーに近づくよう内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく駆動系の異常に応じて内燃機関を運転または運転停止しながら要求駆動力に基づく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。

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）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構。

Claims (9)

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、
   前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、
   前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   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から出力すべき目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
   前記蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、前記内燃機関を始動してから経過した時間である始動経過時間が前記内燃機関を始動してから前記内燃機関の運転状態が安定するまでの時間として予め設定された所定時間に至るまでは前記内燃機関のスロットル開度が前記設定された目標パワーと前記内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるよう前記スロットル開度をフィードフォワード制御しながら前記要求駆動力に基づく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し、前記始動経過時間が前記所定時間に至ったとき以降は前記内燃機関から出力されるパワーが前記設定された目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら前記要求駆動力に基づく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、
   前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを含む駆動系に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段を備え、
   前記制御手段は、前記入力制限が低温のため前記所定パワー未満であると共に前記始動経過時間が前記所定時間に至ったとき以降でも前記異常判定手段により前記駆動系に異常が生じていると判定されているときには、前記内燃機関から出力されるパワーが前記設定された目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく前記駆動系の異常に応じて前記内燃機関を運転または運転停止しながら前記要求駆動力に基づく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手段である
   動力出力装置。
3. 請求項２記載の動力出力装置であって、
   前記異常判定手段は、前記駆動系の異常として前記内燃機関から前記設定された目標パワーが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している最中に前記内燃機関から出力されているパワーと前記設定された目標パワーとの偏差が所定偏差以上となる異常を判定する手段である
   動力出力装置。
4. 請求項２記載の動力出力装置であって、
   前記異常判定手段は、前記駆動系の異常として前記内燃機関のスロットル開度の異常を判定する手段である
   動力出力装置。
5. 請求項２記載の動力出力装置であって、
   前記異常判定手段は、前記駆動系の異常として前記発電機の異常を判定する手段であり、
   前記制御手段は、前記始動経過時間が前記所定時間に至ると共に前記異常判定手段により前記駆動系の異常として前記発電機の異常が判定されているときには、前記内燃機関のスロットル開度が前記設定された目標パワーと前記内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるよう前記スロットル開度をフィードフォワード制御しながら前記内燃機関を自立運転させると共に前記要求駆動力に基づく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手段である
   動力出力装置。
6. 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、
   前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、
   前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   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から出力すべき目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
   前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを含む駆動系に異常が生じている否かを判定する異常判定手段と、
   前記蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、前記異常判定手段により駆動系に異常が生じていないと判定されているときには前記内燃機関から出力されるパワーが前記設定された目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら前記要求駆動力に基づく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し、前記異常判定手段により前記駆動系に異常が生じていると判定されているときには前記内燃機関から出力されるパワーが前記設定された目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく前記駆動系の異常に応じて前記内燃機関を運転または運転停止しながら前記要求駆動力に基づく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。
7. 請求項１ないし６いずれか１つの請求項に記載の動力出力装置が搭載され、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
8. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と駆動軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、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、
   前記蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、前記内燃機関を始動してから経過した時間である始動経過時間が前記内燃機関を始動してから前記内燃機関の運転状態が安定するまでの時間として予め設定された所定時間に至るまでは前記内燃機関のスロットル開度が前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく目標パワーと前記内燃機関の回転数とに基づいて設定される目標スロットル開度となるよう前記スロットル開度をフィードフォワード制御しながら前記要求駆動力に基づく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し、前記始動経過時間が前記所定時間に至ったとき以降は前記内燃機関から出力されるパワーが前記目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら前記要求駆動力に基づく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
   ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
9. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と駆動軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、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、
   前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを含む駆動系に異常が生じている否かを判定し、
   前記蓄電手段の充電に許容される最大パワーとしての入力制限が低温のため予め設定された所定パワー未満になったとき、前記異常判定手段により駆動系に異常が生じていないと判定されているときには前記内燃機関から出力されるパワーが前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御しながら前記要求駆動力に基づく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し、前記異常判定手段により前記駆動系に異常が生じていると判定されているときには前記内燃機関から出力されるパワーが前記目標パワーに近づくよう前記内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御することなく前記駆動系の異常に応じて前記内燃機関を運転または運転停止しながら前記要求駆動力に基づく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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