JP3894188B2 - 動力出力装置およびその制御方法並びにこれを搭載する自動車 - Google Patents

Description

本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びにこれを搭載する自動車に関し、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これを搭載する自動車に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、内燃機関と、この内燃機関の出力軸と車軸に機械的に接続された駆動軸とに接続された遊星歯車機構と、この遊星歯車機構の第３の軸に動力を入出力する発電機と、駆動軸に動力を入出力する電動機とを備え、内燃機関を予め定めた動作線上の運転ポイントで運転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、駆動軸に対する駆動力が増加して内燃機関から出力すべき動力を増加するときには、動作線上の運転ポイントで運転している内燃機関の回転数をそのまま維持した状態でトルクを増加して出力すべき動力を内燃機関から出力し、その後、内燃機関が動作線上の運転ポイントで運転されるようその運転ポイントを変更する。これにより、迅速に出力すべき動力を内燃機関から出力できるものとしている。
特開２０００−８７７７４号公報（図３）

上述した動力出力装置では、駆動力の増加に対して迅速に応答するために内燃機関の運転ポイントを一時的に予め定めた動作線上の運転ポイントから変更し、定常的には動作線上の運転ポイントで運転しているが、こうした要求動力の変更に迅速に対応するとき以外に、動力出力装置が備える機器の非通常状態に対応するときや動力出力装置の運転状態における特定の運転状態に対応するときには、内燃機関を予め定めた動作線上の運転ポイント以外の運転ポイントで運転する方が非通常状態の機器に対する負荷を小さくすることができる場合やエネルギ効率がよい場合が生じる。

本発明の動力出力装置およびその制御方法は、動力出力装置の状態に応じて動力出力装置が備える内燃機関を運転することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびその制御方法は、装置のエネルギ効率を向上させることを目的の一つとする。本発明の動力出力装置およびその制御方法は、動力出力装置が備える機器の駆動制限などに対処することを目的の一つとする。本発明の自動車は、搭載された動力出力装置の状態に応じて動力出力装置が備える内燃機関を運転することや車両全体のエネルギ効率を向上させること，搭載している機器の駆動制限などに対処することなどを目的とする。

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びにこれを搭載する自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記内燃機関に対して課した異なる複数の制約に対する該内燃機関から出力するパワーと回転数およびトルクからなる該内燃機関の運転ポイントとの関係を異なる複数の動作線として記憶する動作線記憶手段と、
該動力出力装置の状態を検出する状態検出手段と、
該検出した動力出力装置の状態に基づいて前記動作線記憶手段により記憶された異なる複数の動作線のうち前記内燃機関の制御の実行に用いる実行用動作線を設定する動作線設定手段と、
該設定された実行用動作線と前記駆動軸に要求される要求駆動力とに基づいて該駆動軸に該要求駆動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力出力装置では、内燃機関に対して課した異なる複数の制約に対して内燃機関から出力するパワーと運転ポイントとの関係を異なる複数の動作線として記憶しておき、動力出力装置の状態に基づいて記憶した複数の動作線のうち内燃機関の制御の実行に用いる実行用動作線を設定し、この設定した実行用動作線と駆動軸に要求される要求駆動力とに基づいて駆動軸に要求駆動力が出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。この結果、動力出力装置の状態に応じて装置が備える内燃機関を運転することができる。もとより、駆動軸に要求された要求駆動力を出力することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記動作線記憶手段は燃費が良好な制約を課した際の燃費用動作線と該燃費用動作線より高トルクを出力する高トルク動作線とを記憶する手段であり、前記動作線設定手段は前記検出した動力出力装置の状態と前記要求動力とに基づいて前記燃費用動作線と前記高トルク動作線とを含む複数の動作線から実行用動作線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、燃費用動作線や高トルク動作線を用いて内燃機関を運転することができる。

この燃費用動作線や高トルク動作線を用いて内燃機関を運転する態様の本発明の動力出力装置において、前記状態検出手段は前記動力出力装置に含まれる電力の入出力を行なう電気駆動系の温度を検出する手段であり、前記動作線設定手段は前記検出された電気駆動系の温度に基づいて実行用動作線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、電気駆動系の温度に応じて内燃機関を運転することができる。ここで、「電気駆動系」には、電力動力入出力手段や電動機が含まれる他、電力動力入出力手段や電動機を構成する部品やこれらを駆動制御する制御手段およびその一部も含まれる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記動作線設定手段は、前記検出された電気駆動系の温度が所定温度以上のときには前記高トルク動作線を実行動作線として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電気駆動系の温度が所定温度以上のときには内燃機関を燃費用動作線における運転ポイントより高トルクを出力することができる運転ポイントで運転するから、駆動軸に要求される要求駆動力に対する内燃機関の負担を多くすることができ、電気駆動系の負担を軽くすることができる。この結果、電気駆動系の温度の上昇を抑制することができる。

また、燃費用動作線や高トルク動作線を用いて内燃機関を運転する態様の本発明の動力出力装置において、前記状態検出手段は前記動力出力装置に含まれる電力の入出力を行なう電気駆動系に対する駆動の制限の有無を検出する手段であり、前記動作線設定手段は前記状態検出手段により検出される前記電気駆動系に対する駆動の制限の有無に基づいて実行用動作線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、電気駆動系に対する駆動の制限に応じて内燃機関を運転することができる。ここで、「電気駆動系に対する駆動の制限」には、電力動力入出力手段や電動機に対する定格最大出力による制限や電力動力入出力手段や電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置などの充放電電力による制限に基づく電力動力入出力手段や電動機の駆動の制限などが含まれる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記動作線設定手段は、前記状態検出手段により前記電気駆動系に対する駆動の制限が検出されたときには高トルク動作線を実行用動作線として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸に要求される要求駆動力に対する内燃機関の負担を多くすることができるから、電気駆動系の負担を軽くすることができる。この結果、電気駆動系に対する駆動の制限が生じているときでも駆動軸に要求駆動力を或いはこれに近い駆動力を出力することができる。

さらに、燃費用動作線や高トルク動作線を用いて内燃機関を運転する態様の本発明の動力出力装置において、前記内燃機関は吸排気のタイミングを変更して運転可能な機関であり、前記燃費用動作線と前記高トルク動作線は前記内燃機関の吸排気のタイミングの制約を課して得られる動作線であ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、前記動作線記憶手段は前記内燃機関の吸排気のタイミングの初期状態を制約として課した際の初期状態用動作線を含む動作線を記憶する手段であり、前記状態検出手段は前記内燃機関の始動直後の状態を検出する手段であり、前記動作線設定手段は前記状態検出手段により前記内燃機関の始動直後の状態が検出されたときには初期状態用動作線を実行用動作線として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の始動直後にその吸排気のタイミングを変更する必要がない。したがって、内燃機関の始動直後における内燃機関を運転するための機器が十分に駆動できない状態に対処することができる。

あるいは、燃費用動作線や高トルク動作線を用いて内燃機関を運転する態様の本発明の動力出力装置において、前記動作線設定手段は、前記状態検出手段により前記動力出力装置の通常状態が検出されたときには前記燃費用動作線を実行用動作線として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、装置の燃費、即ちエネルギ効率を向上させることができる。

本発明の動力出力装置において、前記内燃機関は排気を吸気系に供給して運転可能で該排気の吸気系への供給率を変更可能な機関であり、前記動作線記憶手段は前記内燃機関における排気の吸気系への供給率が異なる複数の排気供給率となる制約を課した際の複数の排気供給用動作線を記憶する手段であり、前記動作線設定手段は前記検出した動力出力装置の状態と前記要求駆動力とに基づいて前記複数の排気供給用動作線を含む動作線から実行用動作線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、動力出力装置の状態と駆動軸に要求される要求駆動力に応じて行なう内燃機関の運転を行なう際の動作線の変更を排気の吸気系への供給率の変更により対応することができる。即ち、内燃機関の運転ポイントの変更をその回転数の変更や吸入空気量に対する燃料噴射量の変更を伴うことなく排気の吸気系への供給率を変更するだけで行なうことができるのである。ここで、複数の排気供給用動作線には、排気供給率が０％の排気を全く吸気系に供給しない動作線も含まれる。

この排気供給用動作線を用いて内燃機関を運転する態様の本発明の動力出力装置において、前記状態検出手段は前記駆動軸の回転数を検出する手段であり、前記動作線設定手段は前記検出された回転数が大きいほど排気供給率が大きくなる傾向で前記要求駆動力が小さくなるほど排気供給率が大きくなる傾向で前記複数の排気供給用動作線を含む動作線から実行用動作線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、駆動軸の回転数が大きいほど要求駆動力が小さいほど回転数に対するトルクが低い動作線を用いて内燃機関を運転することができる。この結果、動力出力装置の駆動状態に応じて内燃機関を運転することができ、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。

また、排気供給用動作線を用いて内燃機関を運転する態様の本発明の動力出力装置において、前記状態検出手段は前記要求駆動力が制動力でないときの前記電動機の回生駆動状態を検出する手段であり、前記動作線設定手段は前記状態検出手段により検出される前記要求駆動力が制動力でないときの前記電動機の回生駆動状態に基づいて実行用動作線を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記動作線設定手段は、前記状態検出手段により検出される前記電動機の回生駆動状態としての該電動機による回生電力が大きいほど排気供給率が大きくなる傾向で前記複数の排気供給用動作線を含む動作線から実行用動作線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、電動機による回生電力を抑制することができる。内燃機関からの動力を電力動力入出力手段と電動機とによってトルク変換して駆動軸に出力する状態を考えると、電動機が回生駆動しているときには電力動力出力手段は電力の消費を伴って動力を出力する動作となる。この動作は、電動機により駆動軸の動力の一部を用いて発電し、その電力を電力動力入出力手段によってし消費して駆動軸に動力を出力するから、駆動軸の動力の一部が電力に変換され、その電力が動力に変換されて駆動軸に出力されるという動力−電力−動力の循環を形成するものとなる。この動力−電力−動力の循環は、一部の動力に対して何回も電力動力入出力手段と電動機の効率が乗じられることになるから、装置としてはエネルギ効率が良好でない動作となる。したがって、この態様の本発明の動力出力装置では、電動機の回生電力を抑制することにより、動力−電力−動力の循環を抑制することができ、装置のエネルギ効率を向上させることができるのである。

本発明の動力出力装置において、前記内燃機関は燃料に対して過剰な空気を供給して運転可能で該空気の過剰率を変更可能な機関であり、前記動作線記憶手段は前記内燃機関における空気の過剰率が異なる複数の空気過剰率となる制約を課した際の複数の空気過剰用動作線を記憶する手段であり、前記動作線設定手段は前記検出した動力出力装置の状態と前記要求駆動力とに基づいて前記複数の空気過剰用動作線を含む動作線から実行用動作線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、動力出力装置の状態と駆動軸に要求される要求駆動力に応じて行なう内燃機関の運転を行なう際の動作線の変更を過剰な空気を供給する際の過剰率の変更により対応することができる。即ち、内燃機関の運転ポイントの変更をその回転数の変更や吸入空気量に対する燃料噴射量の変更を伴うことなく空気の過剰率を変更するだけで行なうことができるのである。ここで、複数の空気過剰用動作線には、空気過剰率が０％のストイキな場合の動作線も含まれる。

この空気過剰用動作線を用いて内燃機関を運転する態様の本発明の動力出力装置において、前記状態検出手段は前記駆動軸の回転数を検出する手段であり、前記動作線設定手段は前記検出された回転数が大きいほど空気過剰率が大きくなる傾向で前記要求駆動力が小さくなるほど空気過剰率が大きくなる傾向で前記複数の空気過剰用動作線を含む動作線から実行用動作線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、駆動軸の回転数が大きいほど要求駆動力が小さいほど回転数に対するトルクが低い動作線を用いて内燃機関を運転することができる。この結果、動力出力装置の駆動状態に応じて内燃機関を運転することができ、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。

また、空気過剰用動作線を用いて内燃機関を運転する態様の本発明の動力出力装置において、前記状態検出手段は前記要求駆動力が制動力でないときの前記電動機の回生駆動状態を検出する手段であり、前記動作線設定手段は前記状態検出手段により検出される前記要求駆動力が制動力でないときの前記電動機の回生駆動状態に基づいて実行用動作線を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記動作線設定手段は、前記状態検出手段により検出される前記電動機の回生駆動状態としての該電動機による回生電力が大きいほど空気過剰率が大きくなる傾向で前記複数の空気過剰用動作線を含む動作線から実行用動作線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、電動機による回生電力を抑制することができ、排気供給用動作線を用いる態様と同様に、装置における動力−電力−動力の循環を抑制することができる。この結果、装置のエネルギ効率を向上させることができる。

これら排気供給用動作線や空気過剰用動作線を用いて内燃機関を運転する態様の本発明の動力出力装置において、前記動作線記憶手段は燃費が良好な制約を課した際の燃費用動作線を複数の動作線の一つとして記憶する手段であり、前記動作線設定手段は、前記状態検出手段により前記動力出力装置の通常状態が検出されたときには前記燃費用動作線を実行用動作線として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、通常状態における装置の燃費、即ちエネルギ効率を向上させることができる。

本発明の動力出力装置において、前記状態検出手段は前記要求駆動力が制動力でないときに前記電動機の回生駆動が制限される回生駆動制限状態を検出する手段であり、前記制御手段は前記状態検出手段により回生駆動制限状態が検出されたときには、該設定された実行用動作線と前記要求駆動力とに基づいて設定された前記内燃機関の運転ポイントから前記回生駆動制限状態が緩和される方向に移行した運転ポイントで該内燃機関が運転されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の回生駆動制限状態によって駆動軸に要求駆動力より大きな駆動力が出力されるのを緩和することができる。

この電動機の回生駆動制限状態に対応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、前記回生駆動制限状態が緩和される方向としてトルクが低くなる方向および／または回転数が高くなる方向に運転ポイントを移行して前記内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。

また、電動機の回生駆動制限状態に対応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、前記回生駆動制限状態が解消される運転ポイントに移行して前記内燃機関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、電動機の回生駆動制限状態が生じても迅速に解消して駆動軸に要求駆動力を出力することができる。

本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記動作線設定手段により動作線の変更を伴って実行用動作線が設定されたときには動作線の変更前の前記内燃機関の運転ポイントから動作線の変更後の前記内燃機関の運転ポイントへ前記内燃機関が効率よく運転される移行経路を通って移行するよう前記内燃機関を運転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、動作線の変更に伴う運転ポイントの移行の際におけるエネルギ効率の向上を図ることができる。この場合、前記制御手段は、前記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、該設定した目標パワーと前記設定された実行用動作線とに基づいて前記内燃機関の運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段とを備え、前記動作線設定手段により動作線の変更を伴うことなく実行用動作線が設定されたときには前記運転ポイント設定手段により設定された運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう制御し、前記動作線設定手段により動作線の変更を伴って実行用動作線が設定されたときには動作線の変更前に前記運転ポイント設定手段により設定された運転ポイントと動作線の変更後に前記運転ポイント設定手段により設定された運転ポイントとに基づいて前記内燃機関が効率よく運転される移行経路を設定すると共に該移行経路上の運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう制御する手段であるものとすることもできる。

こうした設定した移行経路上の運転ポイントで内燃機関を運転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、前記動作線の変更前に設定された目標パワーが一定の曲線および／または前記動作線の変更後に設定された目標パワーが一定の曲線より前記内燃機関が最も効率よく運転される最適運転ポイント側に膨らむよう前記移行経路を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記内燃機関の燃料消費率の積算値が小さくなるよう前記移行経路を設定する手段であるものとすることが望ましい。

また、最適運転ポイント側に膨らむよう移行経路を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、該蓄電手段の状態を検出する蓄電状態検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記蓄電状態検出手段により検出された前記蓄電手段の状態に基づいて前記移行経路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、蓄電手段の状態に応じた移行経路を設定して移行することができる。この場合、前記制御手段は、前記検出された前記蓄電手段の状態に基づいて求められる該蓄電手段に充放電可能な電力の範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機による該蓄電手段の充放電がなされるよう前記移行経路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、蓄電手段の過放電や過充電を抑止することができる。

本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記動作線設定手段により動作線の変更を伴って実行用動作線が設定されたときには動作線の変更前の前記内燃機関の運転ポイントから動作線の変更後の前記内燃機関の運転ポイントへ前記電動機によって発電された電力の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段によって消費される動力循環状態の発生が抑制される移行経路を通って移行するよう前記内燃機関を運転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、作線の変更に伴う運転ポイントの移行の際における動力循環状態によるエネルギ効率の低下を抑制することができる。

こうした動作線の変更に伴う運転ポイントの移行を動力循環状態の発生が抑制される移行経路により行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記動作線の変更の前後の運転ポイントが共に前記動力循環状態を生じさせない運転ポイントであるときには前記動力循環状態を生じさせない経路を前記移行経路とする手段であるものとすることもできる。こうすれば、動力循環状態によるエネルギ効率の低下を回避することができる。

また、動作線の変更に伴う運転ポイントの移行を動力循環状態の発生が抑制される移行経路により行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記動作線の変更前の運転ポイントが前記動力循環状態を生じさせない運転ポイントであると共に前記動作線の変更後の運転ポイントが前記動力循環状態を生じさせる運転ポイントであるときには前記動力循環状態を生じさせない運転ポイントのうち前記動作線の変更後の運転ポイントに最も近い運転ポイント近傍の運転ポイントを含む経路を前記移行経路とする手段であるものとすることもできるし、前記制御手段は、前記動作線の変更前の運転ポイントが前記動力循環状態を生じさせる運転ポイントであると共に前記動作線の変更後の運転ポイントが前記動力循環状態を生じさせない運転ポイントであるときには前記動力循環状態を生じさせない運転ポイントのうち前記動作線の変更前の運転ポイントに最も近い運転ポイント近傍の運転ポイントを含む経路を前記移行経路とする手段であるものとすることもできる。こうすれば、動力循環状態の発生を少なくすることができ、動力循環状態によるエネルギ効率の低下を抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記動力循環状態を生じさせない前記内燃機関の最小の回転数近傍内の回転数を移行回転数として設定すると共に該設定した移行回転数上の運転ポイントを含む経路を前記移行経路とする手段であるものとすることもできる。

さらに、動作線の変更に伴う運転ポイントの移行を動力循環状態の発生が抑制される移行経路により行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記動作線の変更の前後の運転ポイントが共に前記動力循環状態を生じさせる運転ポイントであるときには動力循環量の増加を抑制する経路を前記移行経路とする手段であるものとすることもできる。こうすれば、動力循環量が増加することによるエネルギ効率の低下を抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数の減少が抑制される経路を前記移行経路とする手段であるものとすることもできる。

本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の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、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機であるものとすることもできる。

本発明の自動車は、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、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記内燃機関に対して課した異なる複数の制約に対する該内燃機関から出力するパワーと回転数およびトルクからなる該内燃機関の運転ポイントとの関係を異なる複数の動作線として記憶する動作線記憶手段と、該動力出力装置の状態を検出する状態検出手段と、該検出した動力出力装置の状態に基づいて前記動作線記憶手段により記憶された異なる複数の動作線のうち前記内燃機関の制御の実行に用いる実行用動作線を設定する動作線設定手段と、該設定された実行用動作線と前記駆動軸に要求される要求駆動力とに基づいて該駆動軸に該要求駆動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置を備え、前記駆動軸が機械的に車軸に接続されて走行することを要旨とする。

この本発明の自動車によれば、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を備えるから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、動力出力装置の状態に応じて装置が備える内燃機関を運転することができる効果や駆動軸に要求された要求駆動力を出力することができる効果，動力出力装置の電気駆動系に対する駆動の制限に対処できる効果，装置のエネルギ効率を向上させることができる効果などと同様な効果を奏することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備え、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、
（ａ）前記内燃機関に対して課した異なる複数の制約に対する該内燃機関から出力するパワーと回転数およびトルクからなる該内燃機関の運転ポイントとの関係を異なる複数の動作線として記憶しておき、
（ｂ）該動力出力装置の状態を検出し、
（ｃ）該検出した動力出力装置の状態に基づいて前記記憶した異なる複数の動作線のうち前記内燃機関の制御の実行に用いる実行用動作線を設定し、
（ｄ）該設定された実行用動作線と前記駆動軸に要求される要求駆動力とに基づいて該駆動軸に該要求駆動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、内燃機関に対して課した異なる複数の制約に対して内燃機関から出力するパワーと運転ポイントとの関係を異なる複数の動作線として記憶しておき、動力出力装置の状態に基づいて記憶した複数の動作線のうち内燃機関の制御の実行に用いる実行用動作線を設定し、この設定した実行用動作線と駆動軸に要求される要求駆動力とに基づいて駆動軸に要求駆動力が出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御するから、動力出力装置の状態に応じて装置が備える内燃機関を運転することができると共に駆動軸に要求された要求駆動力を出力することができる。

こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ａ）は、燃費が良好な制約を課した際の燃費用動作線と該燃費用動作線より高トルクを出力する高トルク動作線とを記憶しておくステップであり、前記ステップ（ｃ）は、前記検出した動力出力装置の状態と前記要求動力とに基づいて前記燃費用動作線と前記高トルク動作線とを含む複数の動作線から実行用動作線を設定するステップであるものとすることもできる。この場合、前記ステップ（ｃ）は、前記動力出力装置の状態として通常状態が検出されたときには前記燃費用動作線を実行用動作線として設定し、前記動力出力装置の状態として非通常状態が検出されたときには前記高トルク動作線を実行用動作線として設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、装置の燃費、即ちエネルギ効率を向上させることができると共に装置の非通常状態にも対処することができる。

また、本発明の動力出力装置の制御方法において、前記内燃機関は排気を吸気系に供給して運転可能で該排気の吸気系への供給率を変更可能な機関であり、前記ステップ（ａ）は前記内燃機関における排気の吸気系への供給率が異なる複数の排気供給率となる制約を課した際の複数の排気供給用動作線を記憶しておくステップであり、前記ステップ（ｃ）は、前記検出した動力出力装置の状態と前記要求駆動力とに基づいて前記複数の排気供給用動作線を含む動作線から実行用動作線を設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、動力出力装置の状態と駆動軸に要求される要求駆動力に応じて行なう内燃機関の運転を行なう際の動作線の変更を排気の吸気系への供給率の変更により対応することができる。即ち、内燃機関の運転ポイントの変更をその回転数の変更や吸入空気量に対する燃料噴射量の変更を伴うことなく排気の吸気系への供給率を変更するだけで行なうことができるのである。ここで、複数の排気供給用動作線には、排気供給率が０％の排気を全く吸気系に供給しない動作線も含まれる。この態様の本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ｂ）は前記駆動軸の回転数を検出するステップであり、前記ステップ（ｃ）は前記検出された回転数が大きいほど排気供給率が大きくなる傾向で前記要求駆動力が小さくなるほど排気供給率が大きくなる傾向で前記複数の排気供給用動作線を含む動作線から実行用動作線を設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の回転数が大きいほど要求駆動力が小さいほど回転数に対するトルクが低い動作線を用いて内燃機関を運転することができる。この結果、動力出力装置の駆動状態に応じて内燃機関を運転することができ、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。

さらに、本発明の動力出力装置の制御方法において、前記内燃機関は燃料に対して過剰な空気を供給して運転可能で該空気の過剰率を変更可能な機関であり、前記ステップ（ａ）は前記内燃機関における空気の過剰率が異なる複数の空気過剰率となる制約を課した際の複数の空気過剰用動作線を記憶するステップであり、前記ステップ（ｃ）は前記検出した動力出力装置の状態と前記要求駆動力とに基づいて前記複数の空気過剰用動作線を含む動作線から実行用動作線を設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、動力出力装置の状態と駆動軸に要求される要求駆動力に応じて行なう内燃機関の運転を行なう際の動作線の変更を過剰な空気を供給する際の過剰率の変更により対応することができる。即ち、内燃機関の運転ポイントの変更をその回転数の変更や吸入空気量に対する燃料噴射量の変更を伴うことなく空気の過剰率を変更するだけで行なうことができるのである。ここで、複数の空気過剰用動作線には、空気過剰率が０％のストイキな場合の動作線も含まれる。この態様の本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ｂ）は前記駆動軸の回転数を検出するステップであり、前記ステップ（ｃ）は前記検出された回転数が大きいほど空気過剰率が大きくなる傾向で前記要求駆動力が小さくなるほど空気過剰率が大きくなる傾向で前記複数の空気過剰用動作線を含む動作線から実行用動作線を設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の回転数が大きいほど要求駆動力が小さいほど回転数に対するトルクが低い動作線を用いて内燃機関を運転することができる。この結果、動力出力装置の駆動状態に応じて内燃機関を運転することができ、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。

本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ａ）は前記要求駆動力が制動力でないときに前記電動機の回生駆動が制限される回生駆動制限状態を検出するステップであり、前記ステップ（ｄ）は前記回生駆動制限状態が検出されたときには、前記設定された実行用動作線と前記要求駆動力とに基づいて設定された前記内燃機関の運転ポイントから前記回生駆動制限状態が緩和される方向に移行した運転ポイントで該内燃機関が運転されるよう制御するステップであるものとすることもできる。こうすれば、電動機の回生駆動制限状態によって駆動軸に要求駆動力より大きな駆動力が出力されるのを緩和することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ｄ）は、前記ステップ（ｃ）により動作線の変更を伴って実行用動作線が設定されたときには動作線の変更前の前記内燃機関の運転ポイントから動作線の変更後の前記内燃機関の運転ポイントへ前記内燃機関が効率よく運転される移行経路を通って移行するよう前記内燃機関を運転制御するステップであるものとすることもできる。こうすれば、動作線の変更に伴う運転ポイントの移行の際におけるエネルギ効率の向上を図ることができる。この場合、前記ステップ（ｄ）は、前記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ステップ（ｄ１）と、該設定した目標パワーと前記設定された実行用動作線とに基づいて前記内燃機関の運転ポイントを設定するステップ（ｄ２）とを備え、前記ステップ（ｃ）により動作線の変更を伴うことなく実行用動作線が設定されたときには前記ステップ（ｄ２）により設定された運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう制御し、前記ステップ（ｃ）により動作線の変更を伴って実行用動作線が設定されたときには動作線の変更前に前記ステップ（ｄ２）により設定された運転ポイントと動作線の変更後に前記ステップ（ｄ２）により設定された運転ポイントとに基づいて前記内燃機関が効率よく運転される移行経路を設定すると共に該移行経路上の運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう制御するステップであるものとすることもできる。

こうした設定した移行経路上の運転ポイントで内燃機関を運転する態様の本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ｄ）は、前記動作線の変更前に設定された目標パワーが一定の曲線および／または前記動作線の変更後に設定された目標パワーが一定の曲線より前記内燃機関が最も効率よく運転される最適運転ポイント側に膨らむよう前記移行経路を設定するステップであるものとすることもできる。この場合、動力出力装置が前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段を備えるものとすれば、前記ステップ（ｄ）は、前記蓄電手段の状態に基づいて求められる該蓄電手段に充放電可能な電力の範囲内で前記電力動力入出力手段および前記電動機による該蓄電手段の充放電がなされるよう前記移行経路を設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の状態に応じた移行経路を設定して移行することができると共に蓄電手段の過放電や過充電を抑止することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ｄ）は、前記ステップ（ｃ）により動作線の変更を伴って実行用動作線が設定されたときには動作線の変更前の前記内燃機関の運転ポイントから動作線の変更後の前記内燃機関の運転ポイントへ前記電動機によって発電された電力の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段によって消費される動力循環状態の発生が抑制される移行経路を通って移行するよう前記内燃機関を運転制御するステップであるものとすることもできる。こうすれば、動作線の変更に伴う運転ポイントの移行の際における動力循環状態によるエネルギ効率の低下を抑制することができる。

こうした動作線の変更に伴う運転ポイントの移行を動力循環状態の発生が抑制される移行経路により行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記ステップ（ｄ）は、前記動作線の変更の前後の運転ポイントが共に前記動力循環状態を生じさせない運転ポイントであるときには前記動力循環状態を生じさせない経路を前記移行経路とし、前記動作線の変更の前後の運転ポイントが共に前記動力循環状態を生じさせる運転ポイントであるときには動力循環量の増加を抑制する経路を前記移行経路とし、前記動作線の変更の前後の運転ポイントのうち一方の運転ポイントが前記動力循環状態を生じさせない運転ポイントであると共に他方の運転ポイントが前記動力循環状態を生じさせる運転ポイントであるときには前記動力循環状態を生じさせない運転ポイントのうち前記他方の運転ポイントに最も近い運転ポイント近傍の運転ポイントを含む経路を前記移行経路とするステップであるものとすることもできる。こうすれば、動力循環状態によるエネルギ効率の低下を回避したり動力循環量が増加することによるエネルギ効率の低下を抑制したり動力循環状態の発生を少なくしたりすることができ、動力循環状態によるエネルギ効率の低下を抑制することができる。この場合、更に、前記ステップ（ｄ）は、前記動作線の変更の前後の運転ポイントのうち一方の運転ポイントが前記動力循環状態を生じさせない運転ポイントであると共に他方の運転ポイントが前記動力循環状態を生じさせる運転ポイントであるときには前記動力循環状態を生じさせない前記内燃機関の最小の回転数近傍内の回転数を移行回転数として設定すると共に該設定した移行回転数上の運転ポイントを含む経路を前記移行経路とするステップ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り、図２は実施例のハイブリッド自動車２０が搭載するエンジン２２の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、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を介して燃焼室に吸入し、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。この浄化装置１３４の後段には、排気を吸気側に供給するＥＧＲ管１５２が取り付けられており、エンジン２２は、不燃焼ガスとしての排気を吸入側に供給して空気と排気とガソリンの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。

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が図示しない入力ポートを介して入力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、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，エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ１４８からの吸入空気量，ＥＧＲ管１５２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ１５６からのＥＧＲガス温度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が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４からは、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，吸気側に供給する排気の供給量を調節するＥＧＲバルブ１５４への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。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。

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には駆動軸としてのリングギヤ軸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、駆動軸としてのリングギヤ軸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からの信号やモータＭＧ２に取り付けられた温度センサ４５からのモータ温度Ｔｍ，インバータ４２に取り付けられた温度センサ４２ａからのインバータ温度Ｔｉｎｖ，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いる。なお、インバータ４１，４２は同一のユニットとして構成されているから、インバータ４２の温度Ｔｉｎｖはインバータ４１の温度も反映したものとなる。また、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。

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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。

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。

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、動力出力装置としては、ギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２と駆動輪６３ａ，６３ｂとを除く構成が相当する。

実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に運転者が要求する動力を動力出力装置の状態に応じて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａ（即ち、駆動輪６３ａ，６３ｂ）に出力する際の動作について説明する。図３は、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。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２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により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計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Ｔ＊とエンジン２２から出力すべき要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴ＊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Ｔ＊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Ｐ＊は、設定した要求トルクＴ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにバッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊を加えたもの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で割ることによって求めることができる。充放電要求量Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）やアクセル開度Ａｃｃなどにより設定することができる。

こうして要求トルクＴ＊と要求パワーＰ＊とが設定されると、エンジン２２の動作ラインを設定する処理を行なう（ステップＳ１２０）。この処理は、図５に例示する動作ライン設定処理ルーチンによって行なわれる。この動作ライン設定処理ルーチンについて説明する。

動作ライン設定処理ルーチンでは、モータＭＧ２の温度Ｔｍやインバータ４２の温度Ｔｉｎｖやエンジン２２を始動してから経過した時間としての始動後経過時間ｔを入力し（ステップＳ３００）、入力した始動後経過時間ｔを閾値ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ３１０）。ここで、閾値ｔｒｅｆは、エンジン２２を始動してから可変バルブタイミング機構１５０が良好に機能するまでに必要な時間として設定されており、可変バルブタイミング機構１５０のアクチュエータになどにより定めることができる。始動後経過時間ｔが閾値ｔｒｅｆ未満のときには、可変バルブタイミング機構１５０がまだ良好に機能しないと判断し、可変バルブタイミング機構１５０を初期状態のまま保持した状態で出力するパワーに対してエンジン２２が燃費が最もよくなることを制約として課した初期用動作ラインＬ０をエンジン動作ラインとして設定して（ステップＳ３４０）、本ルーチンを終了する。

始動後経過時間ｔが閾値ｔｒｅｆ以上のときには、モータ温度Ｔｍを閾値Ｔ１と、インバータ温度Ｔｉｎｖを閾値Ｔ２と比較する（ステップＳ３２０，Ｓ３３０）。ここで、閾値Ｔ１は、モータＭＧ２が良好に駆動できるか否かを判定するためのものであり、モータＭＧ２が良好に駆動できる上限温度やその温度より若干低い温度として求めることができる。また、閾値Ｔ２は、インバータ４１，４２が良好に動作できるか否かを判定するためのものであり、インバータ４１，４２が良好に動作できる上限温度やその温度より若干低い温度として設定されている。モータ温度Ｔｍが閾値Ｔ１未満でインバータ温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔ２未満のときには、モータＭＧ２もインバータ４１，４２も良好に動作できる判断し、車速Ｖと要求パワーＰ＊とに基づいてエンジン動作ラインを設定して（ステップＳ３５０）、本ルーチンを終了する。図６に車速Ｖと要求トルクＴ＊とによって動作ラインを設定する際のマップの一例を示す。図中、燃費用動作ライン領域は排気を吸気系に供給する排気供給率が値０の状態で出力するパワーに対してエンジン２２の燃費が最もよくなることを制約として課した燃費用動作ラインＬ１を設定するための領域であり、低ＥＧＲ動作ライン領域は排気供給率が比較的低い状態（例えば１０％の排気供給率の低ＥＧＲ状態）で出力するパワーに対してエンジン２２の燃費が最もよくなることを制約として課した低ＥＧＲ動作ラインＬ２を設定するための領域であり、高ＥＧＲ動作ライン領域は排気供給率が比較的高い状態（例えば２０％の排気供給率の高ＥＧＲ状態）で出力するパワーに対してエンジン２２の燃費が最もよくなることを制約として課した高ＥＧＲ動作ラインＬ３を設定するための領域である。燃費用動作ラインＬ１は、ＥＧＲバルブ１５４を完全に閉成すると共に最適な燃費となる吸気バルブ１２８や排気バルブの開閉タイミングとなるよう可変バルブタイミング機構１５０によって調節される。低ＥＧＲ動作ラインＬ２や高ＥＧＲ動作ラインＬ３は、ＥＧＲバルブ１５４の開度を調節することにより低ＥＧＲ状態や高ＥＧＲ状態に保持することによって行なうことができる。図６に示すように、実施例では、エンジン動作ラインは、車速Ｖが大きくなるほど排気供給率が高くなるように要求パワーＰ＊が大きくなるほど排気供給率が低くなるように設定される。この理由については後述する。

モータ温度Ｔｍが閾値Ｔ１以上であったり、インバータ温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔ２以上のときには、モータＭＧ２やインバータ４１，４２が良好に動作できないと判断し、モータＭＧ２の負荷を低減するために、排気を吸気系に供給する排気供給率が値０の状態で出力するパワーに対してエンジン２２から最も大きなトルクが出力されることを制約として課したパワー用動作ラインＬＰをエンジン動作ラインとして設定して（ステップＳ３６０）、動作ライン設定処理を終了する。エンジン２２のトルクを大きくすることによってモータＭＧ２の負荷を低減できるのは、エンジン２２のトルクを大きくするとエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルクが大きくなることに基づく。

図７にエンジン２２の各動作ラインの一例を示す。図示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅに対してトルクＴｅが高い順にパワー用動作ラインＬＰ，燃費用動作ラインＬ１，低ＥＧＲ動作ラインＬ２，高ＥＧＲ動作ラインＬ３と並んでいる。なお、初期用動作ラインＬ０については、この図では、燃費用動作ラインＬ１と低ＥＧＲ動作ラインＬ２の間に位置するが、可変バルブタイミング機構１５０の初期状態によって定まる。動力分配統合機構３０では、エンジン２２から出力されるトルクＴｅは、動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてトルクＴｅに比例するようにして計算されるリングギヤ軸３２ａとサンギヤ３１にトルクＴｅｒとトルクＴｅｓに分配して考えることができる。ここで、ハイブリッド自動車２０が比較的高速で巡航運転しているときを考えると、要求トルクＴ＊は比較的小さくなるが、車速Ｖが大きいため比較的大きな要求パワーＰ＊が設定される。この要求パワーＰ＊をエンジン２２から出力する際にエンジン動作ラインとしてトルクＴｅが大きなライン、例えば燃費用動作ラインＬ１を選択すると、リングギヤ軸３２ａには比較的大きなトルクＴｅｒが伝達されることになり、場合によってはトルクＴｅｒは要求トルクＴ＊より大きくなる。この場合、モータＭＧ２は回生制御されることになるが、バッテリ５０の充放電を伴わずに運転するモードでは、モータＭＧ２によって得られる発電電力はモータＭＧ１で消費されるから、動力−電力−動力の循環が生じる。これに対してエンジン動作ラインとしてトルクＴｅが小さなライン、例えば高ＥＧＲ動作ラインＬ３を選択すると、リングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクＴｅｒは燃費用動作ラインＬ１を選択したときに比して小さくなる。この場合、トルクＴｅｒが要求トルクＴ＊より小さくなればエネルギの循環は生じないから、燃費用動作ラインＬ１に比して高ＥＧＲ動作ラインＬ３の方がエネルギ効率が高いものとなる。高ＥＧＲ動作ラインＬ３を選択したときでもトルクＴｅｒが要求トルクＴ＊より大きくなる場合も生じるが、燃費用動作ラインＬ１を選択したときに比してモータＭＧ２で発電する電力は小さくなるから、動力−電力−動力の循環におけるロスも燃費用動作ラインＬ１に比して高ＥＧＲ動作ラインＬ３の方が小さくなる。即ち、エネルギ効率が向上する。図５の動作ライン設定処理ルーチンのステップＳ３５０で車速Ｖが大きくなるほど排気供給率が高い動作ラインを設定するのは、こうした理由による。

一方、ハイブリッド自動車２０が比較的低速や中速で走行しているときにアクセルペダル８３を踏み込んだときを考える。この場合、比較的大きな要求トルクＴ＊が設定される。このとき、エンジン動作ラインとしてトルクＴｅが大きなライン、例えば燃費用動作ラインＬ１を選択すると、リングギヤ軸３２ａには比較的大きなトルクＴｅｒが伝達され、要求トルクＴ＊とトルクＴｅｒとの差分をモータＭＧ２から出力することになる。エンジン動作ラインとしてトルクＴｅが小さなライン、例えば高ＥＧＲ動作ラインＬ３を選択すると、リングギヤ軸３２ａには比較的小さなトルクＴｅｒしか伝達されないから、要求トルクＴ＊とトルクＴｅｒとの差分として計算されるモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は大きなものとなる。エンジン２２からリングギヤ３２に伝達されるトルクＴｅｒはエンジン２２の効率と動力分配統合機構３０の伝達効率とが作用しているだけであるが、モータＭＧ２からの出力するトルクＴｍ２はエンジン２２の効率と動力分配統合機構３０の伝達効率に加えてモータＭＧ１の効率やモータＭＧ２の効率も作用することになる。したがって、要求トルクＴ＊が大きいときにはエンジン２２からのトルクＴｅを大きくしてリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクＴｅｒを大きくする方がエネルギ効率が高くなる。図５の動作ライン設定処理ルーチンのステップＳ３５０で要求パワーＰ＊が大きくなるほど排気供給率が低い動作ラインを設定するのは、こうした理由による。

図３の駆動制御ルーチンに戻る。こうしてエンジン動作ラインを設定すると、設定した動作ラインと要求パワーＰ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。図７には、要求パワーＰ＊が与えられたときの要求パワーＰ＊が一定の曲線を破線で示した。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、要求パワーＰ＊が一定の曲線と設定したエンジン動作ラインとの交点の運転ポイントとして設定される。例えば、パワー用動作ラインＬＰでは運転ポイントＰＰ、燃費用動作ラインＬ１では運転ポイントＰ１のように設定される。

エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが設定されると、設定した目標回転数Ｎｅ＊と現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と現在のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１４０）。図８に動力分配統合機構３０の共線図を示す。図中、左のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２の回転数を示す。リングギヤ３２の回転数ＮｒはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたものであり、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊はそのままキャリア３４の回転数となるから、サンギヤ３１の回転数と同一のモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、これらの回転数Ｎｍ２，目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρにより計算できる。したがって、こうして計算した目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようモータＭＧ１を駆動制御することにより、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で駆動制御するためにモータＭＧ１に設定すべきトルク指令Ｔｍ１＊は、現在設定されているトルク指令Ｔｍ１＊と目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とを用いてフィードバック制御により設定することができる。なお、このフィードバック制御に用いる比例項や積分項などのゲインは制御対象、即ちエンジン２２やモータＭＧ１，動力分配統合機構３０などによって定めることができる。実施例では、こうしたフィードバック制御により求めたトルク指令Ｔｍ１＊に対して、更に、モータＭＧ１の定格最大トルクによる制限を課してトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとした。

続いて、要求トルクＴ＊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とを用いて要求トルクＴ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためにモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてトルク指令Ｔｍ２＊を計算する（ステップＳ１５０）。図８の共線図に示すように、目標回転数Ｎｅ＊で運転されるエンジン２２から目標トルクＴｅ＊のトルクを出力する場合を考えれば、リングギヤ軸３２ａとサンギヤ３１には目標トルクＴｅ＊にギヤ比ρを考慮したトルクＴｅｒ，Ｔｅｓが出力される。定常状態では、サンギヤ３１に出力されるトルクＴｅｓに釣り合うようにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が設定されるが、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を目標回転数Ｎｍ１＊とする場合には、トルク指令Ｔｍ１＊はトルクＴｅｓと若干異なる値となる。こうしたトルク指令Ｔｍ１＊をモータＭＧ１から作用させたときには、このトルク指令Ｔｍ１＊から計算されるトルクがトルクＴｅｒとして出力される。実施例では、このことを考慮して、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を用いてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクＴｅｒを計算するものとした。なお、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、リングギヤ軸３２ａの要求トルクＴ＊からこのトルクＴｅｒを減じて得られるトルクを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除すればよい。

次に、こうして計算したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をバッテリ５０の出力制限やモータＭＧ２の定格から得られるトルク制限Ｔｍａｘと比較する（ステップＳ１６０）。ここで、トルク制限Ｔｍａｘは、バッテリ５０の出力制限から求められる値とモータＭＧ２の定格最大トルクから求められる値とのうち小さい方の値として求められる。なお、バッテリ５０の出力制限は、バッテリ５０の温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とから求めることができる。トルク指令Ｔｍ２＊がトルク制限Ｔｍａｘより大きいときには、設定されたエンジン動作ラインを判定し（ステップＳ１７０）、エンジン動作ラインとして初期用動作ラインＬ０やパワー用動作ラインＬＰが設定されていないときには現在設定されている動作ラインより一つ高トルク側の動作ラインをエンジン動作ラインとして設定し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１３０のエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の設定処理に戻る。このように、高トルク側の動作ラインに設定し直して各目標値やトルク指令を再計算するのは、エンジン２２のトルクを大きくすることによってモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を小さくすることができることに基づく。動作ラインの再設定は、初期用動作ラインＬ０を除いて行なわれる。例えば、図７に示すように、現在のエンジン動作ラインとして燃費用動作ラインＬ１が設定されているときにはパワー用動作ラインＬＰを設定し、現在のエンジン動作ラインとして低ＥＧＲ動作ラインＬ２が設定されているときには燃費用動作ラインＬ１を設定するのである。一方、エンジン動作ラインとして初期用動作ラインＬ０やパワー用動作ラインＬＰが設定されているときには、トルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍａｘで制限する（ステップＳ１９０）。この場合、トルク制限Ｔｍａｘによる制限された分だけ、リングギヤ軸３２ａには要求トルクＴ＊より小さなトルクが出力されることになる。

次に、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をバッテリ５０の入力制限やモータＭＧ２の定格から得られるトルク制限Ｔｍｉｎと比較する（ステップＳ２００）。ここで、トルク制限Ｔｍｉｎは、バッテリ５０の入力制限から求められる値とモータＭＧ２の定格最小トルクから求められる値とのうち大きい方の値として求められる。なお、バッテリ５０の入力制限は、バッテリ５０の温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とから求めることができる。トルク指令Ｔｍ２＊がトルク制限Ｔｍｉｎより未満のときには、設定されたエンジン動作ラインを判定し（ステップＳ２１０）、エンジン動作ラインとして初期用動作ラインＬ０やパワー用動作ラインＬＰが設定されていないときには現在設定されている動作ラインより一つ低トルク側の動作ラインをエンジン動作ラインとして設定し（ステップＳ２２０）、ステップＳ１３０のエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の設定処理に戻る。このように、低トルク側の動作ラインに設定し直して各目標値やトルク指令を再計算するのは、エンジン２２のトルクを小さくすることによってモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を大きくすることができることに基づく。動作ラインの再設定は、上述のステップＳ１８０の際と同様に初期用動作ラインＬ０を除いて行なわれ、例えば、図７に示すように、現在のエンジン動作ラインとして燃費用動作ラインＬ１が設定されているときには低ＥＧＲ動作ラインＬ２を設定する。

一方、エンジン動作ラインとして初期用動作ラインＬ０やパワー用動作ラインＬＰが設定されているときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を回転数ΔＮだけ増加した値に変更すると共にこの変更した目標回転数Ｎｅ＊から目標トルクＴｅ＊を再計算して（ステップＳ２３０）、ステップＳ１４０のモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令Ｔｍ１＊の設定処理に戻る。再計算した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とにより表わされる運転ポイントは、初期用動作ラインＬ０や高ＥＧＲ動作ラインＬ３から外れるものとなる。ここで、再計算した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを用いてステップＳ１４０以降の処理で計算されたモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊がトルク制限Ｔｍｉｎ未満のときには、再び、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を回転数ΔＮだけ増加すると共に目標トルクＴｅ＊を再計算して（ステップＳ２３０）、ステップＳ１４０に戻る。即ち、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上となるまでステップＳ１４０〜Ｓ２３０の処理を繰り返すのである。モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊がトルク制限Ｔｍｉｎ未満となる状態は、ハイブリッド自動車２０が比較的高速で巡航運転しているときに生じやすい。このときの動力分配統合機構３０の共線図の一例を図９に示す。ハイブリッド自動車２０が比較的高速で巡航運転しているときには、リングギヤ軸３２ａに必要な要求トルクＴ＊は比較的小さくてよいが、車速Ｖが大きいため、要求パワーＰ＊は比較的大きな値となる。この場合、実施例では、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が小さくなるように低ＥＧＲ動作ラインＬ２などが選択されるが、動力分配統合機構３０のギヤ比ρやエンジン２２の性能，ギヤ機構６０のギヤ比などによっては、エンジン２２のトルクＴｅによってリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクＴｅｒが要求トルクＴ＊より大きくなるときが生じる（図９の実線参照）。モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は要求トルクＴ＊とトルクＴｅｒとの偏差によって設定されるから負の値となり、モータＭＧ２は回生制御されることになる。モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊がトルク制限Ｔｍｉｎより小さいときにトルク指令Ｔｍ２＊をこのトルク制限Ｔｍｉｎで制限することを考えると、リングギヤ軸３２ａには要求トルクＴ＊より大きなトルクが出力されること、即ち運転者が要求するトルクより大きなトルクを出力することになる。実施例では、こうしたトルク指令Ｔｍ２＊がトルク制限Ｔｍｉｎより小さい状態のときには、図９の破線で示すように、目標回転数Ｎｅ＊を大きくすると共に目標トルクＴｅ＊を小さくすることによりエンジン２２から出力されるトルクＴｅに基づいてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクＴｅｒを小さくし、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ以上としてリングギヤ３２に要求トルクＴ＊より大きなトルクが出力されるのを抑止するのである。

ステップＳ２００でモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上のときには、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とをモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２４０）、この駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御，吸気バルブ１２８の開閉タイミングの制御を行なう。また、目標回転数Ｎｍ１＊やトルク指令Ｔｍ１＊，トルク指令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。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ハイブリッド自動車２０の状態に応じて異なる複数の制約を課した複数の異なるエンジン動作ラインのうちから動作ラインを設定してエンジン２２を運転することにより、ハイブリッド自動車２０の状態に応じてエンジン２２を運転することができる。しかも、ハイブリッド自動車２０の状態に応じて車両全体のエネルギ効率が高くなるよう動作ラインを設定、例えば、車速Ｖが大きくなるほど排気供給率が高い動作ラインを設定すると共に要求パワーＰ＊が大きくなるほど排気供給率が低い動作ラインを設定することにより、車両全体のエネルギ効率を向上させることができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２の温度Ｔｍやインバータ４１，４２の温度Ｔｉｎｖが高いときにはエンジン動作ラインとしてパワー用動作ラインＬＰを設定してエンジン２２を運転するから、モータＭＧ２の負荷を小さくしてモータＭＧ２の温度Ｔｍやインバータ４１，４２の温度Ｔｉｎｖが上昇するのを抑制することができる。

さらに、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊がバッテリ５０の入力制限やモータＭＧ２の定格の制限によって定まるトルク制限Ｔｍｉｎ未満となるときには、設定したエンジン動作ラインからエンジン２２の運転ポイントを外してトルク指令Ｔｍ２＊がトルク制限Ｔｍｉｎ以上となるように制御するから、リングギヤ軸３２ａに運転者が要求する要求トルクＴ＊より大きなトルクが出力されるのを抑止することができる。

あるいは、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の始動後の経過時間ｔが閾値ｔｒｅｆ経過するまではエンジン動作ラインとして初期用動作ラインＬ０を設定するから、可変バルブタイミング機構１５０が十分に動作しないときでも対応することができる。もとより、可変バルブタイミング機構１５０が十分動作できるようになる閾値ｔｒｅｆ以降はハイブリッド自動車２０の状態に応じてエンジン動作ラインを設定することができる、

実施例のハイブリッド自動車２０では、排気を吸気系に供給する排気供給率が異なる動作ラインとして排気供給率が値０の燃費用動作ラインＬ１を除くと低ＥＧＲ動作ラインＬ２と高ＥＧＲ動作ラインＬ３の二つの動作ラインを記憶しておくものとしたが、排気を吸気系に供給する排気供給率が異なる動作ラインとしては二つの動作ラインに限られるものではなく、一つの動作ラインや三つ以上の動作ラインを記憶しておくものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、パワー用動作ラインＬＰや燃費用動作ラインＬ１の他に排気を吸気系に供給する排気供給率が異なる低ＥＧＲ動作ラインＬ２や高ＥＧＲ動作ラインＬ３を記憶しておき、記憶した動作ラインのうちからハイブリッド自動車２０の状態に応じた動作ラインをエンジン動作ラインとして設定するものとしたが、排気を吸気系に供給する排気供給率が異なる動作ラインを記憶しておかないものとしてもよい。この場合、モータＭＧ１の温度Ｔｍやインバータ４１，４２の温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔ１や閾値Ｔ２より高いときには異常状態としてパワー用動作ラインＬＰをエンジン動作ラインとして設定し、モータＭＧ１の温度Ｔｍやインバータ４１，４２の温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔ１や閾値Ｔ２未満のときには通常状態として燃費用動作ラインＬ１をエンジン動作ラインとして設定すればよい。こうすれば、排気を吸気系に供給するＥＧＲ管１５２やＥＧＲバルブ１５４を備えないエンジンを搭載する自動車にも適用することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、排気供給率が値０の燃費用動作ラインＬ１を含めて排気を吸気系に供給する排気供給率が異なる低ＥＧＲ動作ラインＬ２や高ＥＧＲ動作ラインＬ３の他、パワー用動作ラインＬＰも記憶しておき、記憶した動作ラインのうちからハイブリッド自動車２０の状態に応じた動作ラインをエンジン動作ラインとして設定するものとしたが、パワー用動作ラインＬＰを記憶しておかないものとしてもよい。この場合、ハイブリッド自動車２０が比較的高速で巡航しているときを非通常状態として低ＥＧＲ動作ラインＬ２や高ＥＧＲ動作ラインＬ３をエンジン動作ラインとして設定し、ハイブリッド自動車２０が比較的高速で巡航していないときを通常状態として燃費用動作ラインＬ１をエンジン動作ライン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、可変バルブタイミング機構１５０の調整を伴った制約を課してパワー用動作ラインＬＰや燃費用動作ラインＬ１など作成して記憶しておくものとしたが、可変バルブタイミング機構１５０の調整を伴わない制約を課してパワー用動作ラインＬＰや燃費用動作ラインＬ１など作成して記憶しておくものとしてもよい。こうすれば、可変バルブタイミング機構１５０を備えないエンジンを搭載する自動車にも適用することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の始動後の経過時間ｔが閾値ｔｒｅｆを経過するまではエンジン動作ラインとして初期用動作ラインＬ０を設定するものとしたが、可変バルブタイミング機構１５０が動作可能になるまでの時間が問題にならない場合や可変バルブタイミング機構１５０の初期状態が燃費用動作ラインＬ１の際の角度の場合，可変バルブタイミング機構１５０を備えない場合などには、初期用動作ラインＬ０を設定しないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の始動後の経過時間ｔが閾値ｔｒｅｆを経過しておりモータＭＧ２の温度Ｔｍやインバータ４１，４２の温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔ１や閾値Ｔ２より低いときには、車速Ｖと要求パワーＰ＊とに基づいて図６に例示するマップを用いて動作ラインを設定するものとしたが、基本的に燃費用動作ラインＬ１を設定し、燃費用動作ラインＬ１を用いて設定された目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊によって計算されたモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が負の値となるとき、即ちモータＭＧ２が回生制御される状態になるときに、モータＭＧ２による回生電力に基づいて低ＥＧＲ動作ラインＬ２や高ＥＧＲ動作ラインＬ３などを再設定して再計算するものとしてもよい。この場合、モータＭＧ２の回生電力が大きいほど排気供給率が高い動作ラインを設定するのが好ましい。こうすれば、車両全体のエネルギ効率を向上させることができる。なお、この理由については上述した。また、モータＭＧ２による回生電力に基づいて動作ラインを再設定する代わりに、モータＭＧ２が回生制御されない状態になるかエンジン動作ラインのうち最も低トルク側の動作ラインが設定されるまで、順次低トルク側の動作ラインを再設定してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を再計算するものとしてもよい。即ち、モータＭＧ２が回生制御されないように動作ラインを設定するのである。こうすれば、動力−電力−動力の循環を抑止することができる。この結果、エネルギ効率を向上させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、パワー用動作ラインＬＰや燃費用動作ラインＬ１の他に排気を吸気系に供給する排気供給率が異なる低ＥＧＲ動作ラインＬ２や高ＥＧＲ動作ラインＬ３を記憶しておき、記憶した動作ラインのうちからハイブリッド自動車２０の状態に応じた動作ラインをエンジン動作ラインとして設定するものとしたが、排気を吸気系に供給する排気供給率が異なる動作ラインに代えて燃料に対して過剰な空気を供給する空気過剰率が異なる動作ラインをパワー用動作ラインＬＰや燃費用動作ラインＬ１と共に記憶しておき、記憶した動作ラインのうちからハイブリッド自動車２０の状態に応じた動作ラインをエンジン動作ラインとして設定するものとしてもよい。この場合、空気過剰率が比較的低い状態（例えば１０％の空気過剰率の低空気過剰状態）で出力するパワーに対してエンジン２２の燃費が最もよくなることを制約として課した低空気過剰用動作ラインや、空気過剰率が比較的高い状態（例えば２０％の空気過剰率の高空気過剰状態）で出力するパワーに対してエンジン２２の燃費が最もよくなることを制約として課した高空気過剰用動作ラインを用いればよい。この低空気過剰用動作ラインと高空気過剰用動作ラインは、低ＥＧＲ動作ラインＬ２と高ＥＧＲ動作ラインＬ３に相当するから、図６における低ＥＧＲ動作ライン領域を低空気過剰用動作ライン領域とすると共に高ＥＧＲ動作ライン領域を高空気過剰用動作ライン領域とし、図７の低ＥＧＲ動作ラインＬ２および高ＥＧＲ動作ラインＬ３を低空気過剰用動作ラインおよび高空気過剰用動作ラインとすればよい。即ち、車速Ｖが大きくなるほど空気過剰率が高くなるように要求パワーＰ＊が大きくなるほど空気過剰率が低くなるように設定すればよい。こうすれば、排気を吸気系に供給するＥＧＲ管１５２やＥＧＲバルブ１５４を備えないエンジンを搭載する自動車でも、低ＥＧＲ動作ラインＬ２や高ＥＧＲ動作ラインＬ３を用いた実施例の動作と同様な動作を実行することができる。この結果、低ＥＧＲ動作ラインＬ２や高ＥＧＲ動作ラインＬ３を用いた実施例と同様な効果を奏することができる。なお、モータＭＧ２による回生電力に基づいて低ＥＧＲ動作ラインＬ２や高ＥＧＲ動作ラインＬ３などを再設定して再計算する変形例やモータＭＧ２が回生制御されない状態になるかエンジン動作ラインのうち最も低トルク側の動作ラインが設定されるまで順次低トルク側の動作ラインを再設定してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を再計算する変形例についても同様に実行することができる。

以上、ハイブリッド自動車２０の状態に応じて異なる複数の制約を課した複数の異なるエンジン動作ラインのうちから動作ラインを設定してエンジン２２を運転する基本的な動作およびその変形例について説明した。次に、動作ラインの変更を伴ってエンジン２２の運転ポイントが設定されたときのエンジン２２の運転ポイントの移行の際の動作について説明する。図１０は、動作ラインが変更されたときに実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変更時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。変更時処理ルーチンでは、まず、動作ラインが変更される直前のエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と動作ラインが変更された直後のエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを変更前の運転ポイントＮｅｏｌｄ，Ｔｅｏｌｄと変更後の運転ポイントＮｅｎｅｗ，Ｔｅｎｅｗとして入力すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ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。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て入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定することができる。図１１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１２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。

続いて、入力した動作ラインの変更前の運転ポイントＮｅｏｌｄ，Ｔｅｏｌｄからエンジン２２を最も効率よく運転する最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔを経由して変更後の運転ポイントＮｅｎｅｗ，Ｔｅｎｅｗに至る経路を探索する（ステップＳ３１０）。最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔを経由する経路を探索している様子の一例を図１３および図１４に示す。図１３および図１４中、曲線Ｌｏｌｄ，Ｌｎｅｗは変更の前後の動作ラインであり、ポイントＰｏｌｄ，Ｐｎｅｗは変更の前後の運転ポイント（Ｎｅｏｌｄ，Ｔｅｏｌｄ，Ｎｅｎｅｗ，Ｔｅｎｅｗ）であり、ポイントＰｂｅｓｔは最適運転ポイント（Ｎｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔ）である。また、等高線状に示した曲線はエンジン２２の効率を等高線として示す効率曲線である。従って、最適運転ポイントＰｂｅｓｔは、効率曲線の中心として求めることができる。実施例の最適運転ポイントＰｂｅｓｔ（Ｎｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔ）を経由する経路は変更前の運転ポイントＰｏｌｄ（Ｎｅｏｌｄ，Ｔｅｏｌｄ）から最適運転ポイントＰｂｅｓｔ（Ｎｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔ）への経路および最適運転ポイントＰｂｅｓｔ（Ｎｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔ）から変更後の運転ポイントＰｎｅｗ（Ｎｅｎｅｗ，Ｔｅｎｅｗ）への経路の探索は、エンジン２２の効率ができる限りよくなるように効率曲線との角度が９０度に近い角度となるように行なえばよい。こうして探索した経路が図中では破線矢印で示されている。

運転ポイントを移行する経路を探索して設定すると、設定した経路に沿ってエンジン２２の運転ポイントとして目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを変更し（ステップＳ３２０）、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で回転するようモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると共に（ステップＳ３３０）、要求トルクＴ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようトルク指令Ｔｍ２＊を計算する（ステップＳ３４０）。この計算は、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１４０およびステップＳ１５０と同一であり、既に詳述した。そして、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の効率を考慮した上でエンジン２２の回転数Ｎｅと目標トルクＴｅ＊との積からモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルク指令Ｔｍ１＊との積とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊との積とを減じてバッテリ５０の充放電電力Ｗｂを計算し（ステップＳ３５０）、計算した充放電電力Ｗｂがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内であるかを判定する（ステップＳ３６０）。充放電電力Ｗｂがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内のときには、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とをモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ３８０）、変更後の運転ポイントＮｅｎｅｗ，Ｔｅｎｅｗに至っているか否かを判定し（ステップＳ３９０）、変更後の運転ポイントＮｅｎｅｗ，Ｔｅｎｅｗに至っていないときにはステップＳ３２０に戻り、変更後の運転ポイントＮｅｎｅｗ，Ｔｅｎｅｗに至っているときには変更時処理ルーチンを終了する。

ステップＳ３６０で充放電電力Ｗｂがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となるときには、ステップＳ３２０で変更される前の運転ポイント（前回の運転ポイントＮｅ＊，Ｔｅ＊）の等パワー線を用いて経路を修正し（ステップＳ３７０）、この修正した経路を用いてステップＳ３２０以降の処理を実行する。例えば、図１３や図１４において等パワー線Ｐ２を超えたときに充放電電力Ｗｂがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となる場合、等パワー線Ｐ２上を通る経路、即ち、変更前の運転ポイントＰｏｌｄから等パワー線Ｐ２上の運転ポイントＰｏｖｅｒ１に至り、この運転ポイントＰｏｖｅｒ１から等パワー線Ｐ２上を通って修正前の経路との交点の運転ポイントＰｏｖｅｒ２に至り、この運転ポイントＰｏｖｅｒ２から修正前の経路を通って変更後の運転ポイントＰｎｅｗに至る経路に修正するのである。このように前回の運転ポイントの等パワー線を用いて経路を修正することにより、充放電電力Ｗｂをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内とすることができる。

以上説明した動作ラインの変更時の制御によれば、動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行をエンジン２２が効率よく運転できる経路を用いて行なうから、動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行時のエネルギ効率を向上させることができる。しかも、バッテリ５０を充放電する充放電電力Ｗｂがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外になるときには充放電電力Ｗｂが入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるよう経路を修正するから、バッテリ５０の過充電や過放電を抑止することができる。

実施例の変更時処理ルーチンでは、動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行を最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔを経由する経路を移行経路として設定し、この移行経路を用いて運転ポイントの移行を行なうものとしたが、移行経路は最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔ側に膨らむように設定すればエンジン２２の効率はよくなるから最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔを経由しない経路を移行経路として設定するものとしてもよい。例えば、最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔ側に所定距離だけ膨らむように設定するものとしてもよいし、エンジン２２の燃料消費率の積算値が小さくなる経路を移行経路として設定するものとしてもよい。

実施例の変更時処理ルーチンでは、最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔを経由する経路を移行経路として設定し、この移行経路に沿って移行させている最中にバッテリ５０を充放電する充放電電力Ｗｂがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲外となるときに移行経路を修正するものとしたが、予めバッテリ５０を充放電する充放電電力Ｗｂがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるよう移行経路を設定するものとしてもよい。

実施例の変更時処理ルーチンでは、動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行を最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔを経由する経路を移行経路として設定し、この移行経路を用いて運転ポイントの移行を行なうものとしたが、動力−電力−動力の循環（動力循環）が生じないように或いは動力循環が生じる状態が少なくなるように移行経路を設定するものとしてもよい。この場合、図１５に例示する変更時処理ルーチンを実行すればよい。以下、この変形例について説明する。

この変形例の変更時処理ルーチンでは、動作ラインが変更の前後の運転ポイントＮｅｏｌｄ，Ｔｅｏｌｄ，Ｎｅｎｅｗ，Ｔｅｎｅｗやバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを入力した後に（ステップＳ４００）、まず、動力循環を生じないエンジン２２の最低の回転数Ｎｅｆを計算する（ステップＳ４０２）。図１６に回転数Ｎｆの計算を説明する共線図を示す。動力循環は前述したように、モータＭＧ１が負回転すると共にモータＭＧ２が正回転することにより生じるから、動力循環を生じさせないエンジン２２の回転数Ｎｅｆは、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が値０とすることにより、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに基づいて計算することができる。このとき、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を値０とするとモータＭＧ１の三相コイルの一相に過大電流が流れるため、この過大電流の発生を回避することから、この変形例では、モータＭＧ１が値０近傍の正の回転数Ｎｍ１ｆとなるときとして回転数Ｎｅｆを計算している。図１６にもこの計算の状態を示した。

こうして動力循環を生じない回転数Ｎｅｆを計算すると、変更の前後の運転ポイントにおけるエンジン２２の回転数Ｎｅｏｌｄ，Ｎｅｎｅｗを計算した回転数Ｎｅｆと比較する（ステップＳ４０４）。回転数Ｎｅｏｌｄ，Ｎｅｎｅｗが共に回転数Ｎｅｆ以上のときには動力循環は生じないから図１０を用いて説明した変更時処理ルーチンのステップＳ３１０と同様に最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔを経由する経路を移行経路として設定する（ステップＳ４１０）。回転数Ｎｅｏｌｄ，Ｎｅｎｅｗの一方が回転数Ｎｅｆ以上で他方が回転数Ｎｅｆ未満のときには、変更の前後の運転ポイントのうちいずれかで動力循環が生じると判断し、動力循環が生じない運転ポイントからその等パワー線を通って回転数Ｎｅｆが一定の直線との交点まで至り、回転数Ｎｅｆが一定の直線上を通って動力循環が生じる運転ポイントにおけるトルクが一定の直線との交点まで至り、このトルクが一定の直線を通って動力循環が生じる運転ポイントに至る経路を移行経路として設定する（ステップＳ４１２）。こうして設定した経路の一例を図１７に示す。図１７では、変更前の運転ポイントＰｏｌｄでは動力循環は生ぜず、変更後の運転ポイントＰｎｅｗでは動力循環が生じる。従って、運転ポイントＰｏｌｄから等パワー線Ｐ１上を通って回転数Ｎｅｆが一定の直線との交点に至り、その後、回転数Ｎｅｆが一定の直線上を通って運転ポイントＰｎｅｗにおけるトルクが一定の直線との交点に至り、このトルクが一定の直線を通ってＰｎｅｗに至る。このように回転数Ｎｅｆが一定の直線を経路に含めることにより、動力循環が生じる状態を少なくするのである。回転数Ｎｅｏｌｄ，Ｎｅｎｅｗが共に回転数Ｎｅｆ未満のときにはいずれも動力循環が生じるから運転ポイントＰｏｌｄから等パワー線Ｐ１を通って運転ポイントＰｎｅｗに至る経路を移行経路として設定する（ステップＳ４１４）。このように設定するのは、動力−電力−動力の循環の際の電力量（動力循環量）が多くならないようにするためである。こうして移行経路を設定すると、図１０のステップＳ３２０以降の処理と同一のステップＳ４２０〜Ｓ４９０の処理を実行し、変更時処理ルーチンを終了する。

以上説明した変形例の変更時処理ルーチンによれば、変更の前後の運転ポイントの双方で動力循環が生じないときには、動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行をエンジン２２が効率よく運転できる経路を用いて行なうから、動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行時のエネルギ効率を向上させることができる。また、変更の前後の運転ポイントのうちいずれか一方で動力循環が生じるときには、動力循環が生じないエンジン２２の回転数Ｎｅｆが一定の直線を経路に含めて動力循環が生じる状態を抑制した経路を設定して動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行をおこなうから、動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行時のエネルギ効率を向上させることができる。更に、変更の前後の運転ポイントの双方で動力循環が生じるときには、動力循環量が増加しないように移行経路を設定して動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行を行なうから、動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行時にエネルギ効率が低下するのを抑止することができる。

変形例の変更時処理ルーチンでは、変更の前後の運転ポイントの双方で動力循環が生じないときには、動作ラインの変更に伴う運転ポイントの移行をエンジン２２が効率よく運転できる経路を移行経路に設定したが、動力循環が生じないことだけを考慮すればエンジン２２が効率よく運転できる経路を移行経路に設定する必要はない。

変形例の変更時処理ルーチンでは、変更の前後の運転ポイントのうちいずれか一方で動力循環が生じるときには、動力循環が生じない運転ポイントの等パワー線と回転数Ｎｅｆが一定の直線と動力循環が生じる運転ポイントにおけるトルクが一定の直線とにより移行経路を設定したが、動力循環の発生が抑制されればよいから、動力循環が生じない運転ポイントの等パワー線や回転数Ｎｅｆが一定の直線や動力循環が生じる運転ポイントにおけるトルクが一定の直線の三線のうち、いずれか一つの線を用いない経路を移行経路として設定するものや三線のうちいずれか二つの線を用いない経路を移行経路として設定するもの、三線のいずれも用いない経路を移行経路として設定するものとしてもよい。

変形例の変更時処理ルーチンでは、変更の前後の運転ポイントの双方で動力循環が生じるときには、運転ポイントＰｏｌｄから等パワー線Ｐ１を通って運転ポイントＰｎｅｗに至る経路を移行経路として設定するものとしたが、動力循環量が増加しなければ如何なる経路を移行経路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、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１８の変形例のハイブリッド自動車２２０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１８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１９の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ３３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ３３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機３３０を備えるものとしてもよい。

以上、本発明の実施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、自動車産業に利用可能である。

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自動車２０が搭載するエンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 実施例の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。 動作ライン設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 車速Ｖと要求パワーＰ＊とによって動作ラインを設定する際のマップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の各動作ラインの一例を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の共線図の一例を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の共線図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により実行される変更時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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。 最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔを経由する経路を探索している様子の一例を示す説明図である。 最適運転ポイントＮｅｂｅｓｔ，Ｔｅｂｅｓｔを経由する経路を探索している様子の一例を示す説明図である。 変形例の変更時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 回転数Ｎｅｆを計算する様子を説明する説明図である。 変更の前後の運転ポイントのうちいずれか一方で動力循環が生じるときの移行経路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２２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，２２０，３２０ 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、３５，１３５ 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、４２ａ 温度センサ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５ 温度センサ、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，６４ａ，６４ｂ 駆動輪、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、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 バキュームセンサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、１５２ ＥＧＲ管、１５４ ＥＧＲバルブ、１５６ 温度センサ、３３０ 対ロータ電動機、３３２ インナーロータ ３３４ アウターロータ、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、
   吸排気のタイミングを変更して運転可能な内燃機関と、
   該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記内燃機関に対して課した異なる複数の制約に対する該内燃機関から出力するパワーと回転数およびトルクからなる該内燃機関の運転ポイントとの関係を燃費が良好な制約と前記内燃機関の吸排気のタイミングの制約とを課した際の燃費用動作線と該燃費用動作線より高トルクを出力する高トルク動作線と前記内燃機関の吸排気のタイミングの初期状態を制約として課した際の初期状態用動作線を含む異なる複数の動作線として記憶する動作線記憶手段と、
   該動力出力装置の状態として前記内燃機関の始動直後の状態を検出する状態検出手段と、
   前記状態検出手段により前記内燃機関の始動直後の状態が検出されないときには前記検出した動力出力装置の状態と前記駆動軸に要求される要求駆動力とに基づいて前記動作線記憶手段により記憶された異なる複数の動作線のうち前記燃費用動作線と前記高トルク動作線とを含む複数の動作線から前記内燃機関の制御の実行に用いる実行用動作線を設定し、前記状態検出手段により前記内燃機関の始動直後の状態が検出されたときには前記初期状態用動作線を実行用動作線として設定する動作線設定手段と、
   該設定された実行用動作線と前記駆動軸に要求される要求駆動力とに基づいて該駆動軸に該要求駆動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記状態検出手段は、前記動力出力装置に含まれる電力の入出力を行なう電気駆動系の温度を検出する手段であり、
   前記動作線設定手段は、前記検出された電気駆動系の温度に基づいて実行用動作線を設定する手段である
   動力出力装置。
3. 前記動作線設定手段は、前記検出された電気駆動系の温度が所定温度以上のときには前記高トルク動作線を実行動作線として設定する手段である請求項２記載の動力出力装置。
4. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記状態検出手段は、前記動力出力装置に含まれる電力の入出力を行なう電気駆動系に対する駆動の制限の有無を検出する手段であり、
   前記動作線設定手段は、前記状態検出手段により検出される前記電気駆動系に対する駆動の制限の有無に基づいて実行用動作線を設定する手段である
   動力出力装置。
5. 前記動作線設定手段は、前記状態検出手段により前記電気駆動系に対する駆動の制限が検出されたときには高トルク動作線を実行用動作線として設定する手段である請求項４記載の動力出力装置。
6. 前記動作線設定手段は、前記状態検出手段により前記動力出力装置の通常状態が検出されたときには前記燃費用動作線を実行用動作線として設定する手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
7. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の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、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
8. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機である請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
9. 請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置を備え、前記駆動軸が機械的に車軸に接続されて走行する自動車。
10. 吸排気のタイミングを変更して運転可能な内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、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、
    （ａ）前記内燃機関に対して課した異なる複数の制約に対する該内燃機関から出力するパワーと回転数およびトルクからなる該内燃機関の運転ポイントとの関係を燃費が良好な制約と前記内燃機関の吸排気のタイミングの制約とを課した際の燃費用動作線と該燃費用動作線より高トルクを出力する高トルク動作線と前記内燃機関の吸排気のタイミングの初期状態を制約として課した際の初期状態用動作線を含む異なる複数の動作線として記憶しておき、
    （ｂ）該動力出力装置の状態として前記内燃機関の始動直後の状態を検出し、
    （ｃ）前記内燃機関の始動直後の状態が検出されないときには前記検出した動力出力装置の状態と前記駆動軸に要求される要求駆動力とに基づいて前記記憶した異なる複数の動作線のうち前記燃費用動作線と前記高トルク動作線とを含む複数の動作線から前記内燃機関の制御の実行に用いる実行用動作線を設定し、前記内燃機関の始動直後の状態が検出されたときには前記初期状態用動作線を実行用動作線として設定し、
    （ｄ）該設定された実行用動作線と前記駆動軸に要求される要求駆動力とに基づいて該駆動軸に該要求駆動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
    動力出力装置の制御方法。
    

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