JP3956944B2 - 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びにその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びにその制御方法に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びにこうした動力出力装置の制御方法に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、筒内に直接燃料を噴射する筒内燃料噴射式のエンジンとこのエンジンのクランクシャフトに取り付けられた発電電動機とからの動力をトランスミッションを介して駆動輪に出力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、筒内燃料噴射式のエンジンを用いて、発電電動機の動作時の目標出力に応じた目標空燃比となるよう燃料噴射量を制御することにより、エンジンの出力の応答遅れを低減している。
特開平１１−３３６５８２号公報

内燃機関の燃料噴射方式としては、上述の動力出力装置が備える筒内に直接燃料噴射する筒内燃料噴射式と、内燃機関の吸気ポートに燃料噴射するポート燃料噴射式とがあり、そのいずれの方式の内燃機関も電動機と共に動力出力装置として車両に搭載されている。ところで、内燃機関としては、こうした筒内燃料噴射式とポート燃料噴射式との双方を兼ね備えるものも考えることができる。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びにその制御方法は、筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と電動機とを備える動力出力装置を提供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これを搭載する自動車並びにその制御方法は、筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と電動機とを備える動力出力装置において、要求動力に応じた動力を出力することを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びにその制御方法は、筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と電動機とを備える動力出力装置において、燃料噴射を切り替える際に駆動軸に生じ得るトルク変動を抑制することを目的の一つとする。あるいは、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びにその制御方法は、筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と電動機とを備える動力出力装置において、内燃機関の燃料噴射における調整を効率的に行なう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これを搭載する自動車並びにその制御方法は、筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と電動機とを備える動力出力装置において、要求動力に応じた動力を出力しながら内燃機関の燃料噴射における調整を行なうことを目的の一つとする。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びにその制御方法は、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可能な動力出力装置であって、
筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力出力装置によれば、状況に応じて内燃機関を筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射による運転やポート用燃料噴射弁からの燃料噴射による運転，筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁の双方からの燃料噴射による運転を切り替えて行なうことができる。この結果、エネルギ効率を向上させることもできるし、迅速なトルク変化にも対応することができる。しかも、電動機も備えるから、こうした内燃機関との協調制御を行なうことにより変化に対しても迅速に安定して対応することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記設定された要求動力に基づく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電動機とを制御する制御手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、操作者の操作に基づく要求動力に応じた動力を駆動軸に出力することができる。

この要求動力に応じた動力を駆動軸に出力する態様の本発明の動力出力装置において、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達可能な動力伝達手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関からの動力と電動機からの動力を駆動軸に出力することができる。

この内燃機関からの動力を駆動軸に伝達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、前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射による筒内噴射運転と前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射によるポート噴射運転とを含む複数の燃料噴射運転のうち指定された燃料噴射運転により前記内燃機関を運転制御すると共に該内燃機関の燃料噴射運転の切替に伴って前記駆動軸に生じるトルク変動の少なくとも一部を打ち消すよう前記電動機を駆動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、内燃機関の燃料噴射運転の切替に伴って駆動軸に生じ得るトルク変動を抑制することができる。

また、内燃機関からの動力を駆動軸に伝達する態様の本発明の動力出力装置において、制御手段は、前記内燃機関の燃料噴射に関する所定の調整を行なわない通常時には前記設定された要求動力に基づく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電動機とを制御し、前記所定の調整を行なう調整時には該所定の調整に必要な運転が優先して行なわれると共に前記設定された要求動力に基づく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。こうすれば、内燃機関の燃料噴射に関する所定の調整を行なわない通常時には操作者の操作に基づいて設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電動機とを制御し、上述の所定の調整を行なう調整時にはこの所定の調整に必要な運転が優先して行なわれると共に設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電動機とを制御することができる。この結果、駆動軸に要求動力に応じた動力を出力しながら内燃機関の燃料噴射に関する所定の調整を効率的に行なうことができる。

この所定の調整を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記所定の調整は、前記筒内用燃料噴射弁のみからの燃料噴射に基づく第１の調整と前記ポート用燃料噴射弁のみからの燃料噴射に基づく第２の調整と前記筒内用燃料噴射弁および前記ポート用燃料噴射弁の双方からの燃料噴射に基づく第３の調整のうち少なくとも一つの調整を含み、前記制御手段は、前記第１の調整を行なうときには前記筒内用燃料噴射弁のみからの燃料噴射により前記内燃機関が優先して運転されるよう該内燃機関を制御し、前記第２の調整を行なうときには前記ポート用燃料噴射弁のみからの燃料噴射により前記内燃機関が優先して運転されるよう該内燃機関を制御し、前記第３の調整を行なうときには前記筒内用燃料噴射弁および前記ポート用燃料噴射弁の双方からの燃料噴射により前記内燃機関が優先して運転されるよう該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、各調整（第１ないし第３の調整）をより適正に行なうことができる。

また、所定の調整を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、前記所定の調整を行なう要請がなされたときには、前記通常時における前記内燃機関の運転が該所定の調整を行なうのに必要な運転を含む所定運転領域になったときに前記調整時として前記内燃機関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。こうすれば、操作者の予期しないタイミングで所定の調整を行なうために内燃機関が運転されるのを抑制することができる。この結果、操作者の予期しないタイミングで内燃機関が運転されることに伴って操作者に違和感を感じさせるのを抑止することができる。この場合、前記制御手段は、前記所定の調整を行なう要請がなされたときには、前記蓄電手段の状態に基づいて前記所定の調整を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定の調整を完了するために蓄電手段を過充電したり過放電するのを抑止することができると共に所定の調整を未完了の状態で中止するのを抑制することができる。

さらに、所定の調整を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、前記調整時には前記内燃機関が前記所定の調整を行なうのに必要な運転領域で運転されるよう該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、所定の調整をより適正に行なうことができる。

また、所定の調整を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記所定の調整は、燃料噴射に関連する異常判定を行なうための調整であるものとすることもできるし、燃料噴射に関連する学習を行なうための調整であるものとすることもできるし、前記筒内用燃料噴射弁または前記ポート用燃料噴射弁の機能確保のための調整であるものとすることもできる。

内燃機関からの動力を駆動軸に伝達する態様の本発明の動力出力装置において、前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する手段であるものとすることもできる。この場合、前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との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の回転子とを備え、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可能な動力出力装置であって、筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、状況に応じて内燃機関の燃料噴射の形態を切り替えて行なうことによりエネルギ効率を向上させることもできると共に迅速なトルク変化にも対応することができる効果や内燃機関と電動機との協調制御により変化に対して迅速に安定して対応することができる効果、操作者の操作に基づく要求動力に応じた動力を駆動軸に出力することができる効果、内燃機関の燃料噴射運転の切替に伴って駆動軸に生じ得るトルク変動を抑制することができる効果、駆動軸に要求動力に応じた動力を出力しながら内燃機関の燃料噴射に関する所定の調整を効率的に行なう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、
筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と、駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記設定された要求動力に基づく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、状況に応じて内燃機関を筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射による運転やポート用燃料噴射弁からの燃料噴射による運転，筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁の双方からの燃料噴射による運転を切り替えて行なうことができると共に操作者の操作に基づく要求動力に応じた動力を駆動軸に出力することができる。この結果、操作者の操作に基づく動力に応じた動力を駆動軸に出力しながらエネルギ効率を向上させることができる。

こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、前記動力出力装置は、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達可能な動力伝達手段を備え、前記ステップ（ｂ）は、前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射による筒内噴射運転と前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射によるポート噴射運転とを含む複数の燃料噴射運転のうち指定された燃料噴射運転により前記内燃機関を運転制御すると共に該内燃機関の燃料噴射運転の切替に伴って前記駆動軸に生じるトルク変動の少なくとも一部を打ち消すよう前記電動機を駆動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、内燃機関の燃料噴射運転の切替に伴って駆動軸に生じ得るトルク変動を抑制することができる。

また、本発明の動力出力装置の制御方法において、前記動力出力装置は、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達可能な動力伝達手段を備え、前記ステップ（ｂ）は、前記内燃機関の燃料噴射に関する所定の調整を行なわない通常時には前記設定された要求動力に基づく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電動機とを制御し、前記所定の調整を行なう調整時には該所定の調整に必要な運転が優先して行なわれると共に前記設定された要求動力に基づく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電動機とを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、内燃機関の燃料噴射に関する所定の調整を行なわない通常時には操作者の操作に基づいて設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電動機とを制御し、上述の所定の調整を行なう調整時にはこの所定の調整に必要な運転が優先して行なわれると共に設定された要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電動機とを制御するから、駆動軸に要求動力に応じた動力を出力しながら内燃機関の燃料噴射に関する所定の調整を効率的に行なうことができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例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、図２に示すように、筒内に直接ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を噴射する筒内用燃料噴射バルブ１２５と、吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射バルブ１２６とを備える内燃機関として構成されている。エンジン２２は、こうした二つの燃料噴射バルブ１２５，１２６を備えることにより、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ポート用燃料噴射バルブ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ポート噴射駆動モードと、同様にして空気を燃焼室に吸入し、吸気行程の途中あるいは圧縮行程に至ってから筒内用燃料噴射バルブ１２５から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させてクランクシャフト２６の回転運動を得る筒内噴射駆動モードと、空気を燃焼室に燃焼する際にポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料噴射すると共に吸気行程や圧縮行程で筒内用燃料噴射バルブ１２５から燃料噴射してクランクシャフト２６の回転運動を得る共用噴射駆動モードと、のいずれかの駆動モードにより運転制御される。これらの駆動モードは、エンジン２２の運転状態やエンジン２２に要求される運転状態などに基づいて切り替えられる。なお、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，排気管の浄化装置１３４の上流側（燃焼室側）に設けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比，排気管の浄化装置１３４の下流側に設けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素検知信号，筒内用燃料噴射バルブ１２５に燃料を供給するデリバリパイプに取り付けられた図示しない燃圧センサからの燃圧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、筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。

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。

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。ここで、トルク変換運転モードは、充放電運転モードにおいてバッテリ５０の充放電電力が値０のときであるから、充放電運転モードの一態様として考えることができる。したがって、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータ運転モードと充放電運転モードとを切り替えて走行することになる。なお、充放電運転モードにおけるエンジン２２の運転は、上述したように、ポート噴射駆動モードと筒内噴射駆動モードと共用噴射駆動モードとを切り替えて行なわれる。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２の燃料噴射を切り替えると共にエンジン２２の燃料噴射に関連する調整を実行する際の動作について説明する。ここで、エンジン２２の燃料噴射に関連する調整としては、筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６の燃料噴射における経年変化を補正するための学習や空燃比センサ１３５ａや酸素センサ１３５ｂの経年変化を補正するための学習など筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射制御を伴って行なわれる各種学習、空燃比センサ１３５ａの異常判定や酸素センサ１３５ｂの異常判定などのように筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射を伴って行なわれる各種センサの異常判定、筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６の定型的な使用に伴って生じる機能低下を回復するために行なわれる燃料噴射、例えばデポジットの付着などを解消するために行なわれる特定運転状態での燃料噴射などのように筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射を伴って行なわれる機能回復処置などを挙げることができる。

図３は、こうしたエンジン２２の燃料噴射に関連する調整を考慮すると共に燃料噴射モードを考慮した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、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により所定時間毎（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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ），バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，調整用運転要求，調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）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について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、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）についてはバッテリＥＣＵ５２により演算されたものを通信により入力するものとし、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔについては温度センサ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。調整用運転要求や調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）については、エンジンＥＣＵ２４により所定時間毎に実行される調整要求処理によって設定されて送信されＲＡＭ７６の所定領域に格納されたものを読み出すことにより入力するものとした。調整要求処理について簡単に説明する。

調整要求処理は、図４に例示する調整要求ルーチンを実行することにより行なわれる。調整要求処理では、エンジンＥＣＵ２４は、まず、燃料噴射に関連する調整の必要性を判定する（ステップＳ３００）。この判定では、例えば、起動して実行が可能な状態に至ったときに行なわれる学習や異常判定，機能回復処置については起動後から各調整が完了するまでその必要性が判定され、定期的に実行される学習や異常判定，機能回復処置については行なうべき時期に至ったときにその必要性が判定される。ここで、調整は、その内容に応じてエンジン２２の運転領域やエンジン２２の駆動モードを異にするものである。例えば、アイドル運転領域，軽負荷運転領域，中負荷運転領域，高負荷運転領域の４つの運転領域と上述のポート噴射駆動モード，筒内噴射駆動モード，共用噴射駆動モードの３つの駆動モードとの組み合わせを考えることができる。燃料噴射制御における学習を例にとると、４つの運転領域と３つの駆動モードとのすべてを組み合わせて得られる１２の状態における学習結果を用いることによりいずれの運転領域でいずれの駆動モードによって運転しても燃料噴射制御をより適正に行なうことができるものとなるから、１２の状態のすべての学習が定期的に必要となる。また、空燃比センサ１３５ａや酸素センサ１３５ｂの異常判定を例にとると、浄化装置１３４が十分に機能できる状態に至ったときに、空燃比がリーン側の所定値となるよう燃料噴射制御を行なって過剰な酸素を浄化装置１３４に吸収させ、酸素センサ１３５ｂにより酸素が検出されたときに空燃比がリッチ側の所定値となるよう燃料噴射制御を行なって浄化装置１３４に吸収された酸素を除去するアクティブ制御を行ない、空燃比センサ１３５ａの検出結果や酸素センサ１３５ｂの検出のタイミングと計算上の値とを比較することにより異常判定を行なうことができるから、所要時間は異なるものの、いずれの運転領域により行なってもよく、また、いずれの駆動モードにより行なってもよいことになる。この場合、比較的短時間に高精度に異常判定を行なうことを考えれば、軽負荷運転領域か中負荷運転領域とするのが好ましい。このように調整には、学習や異常判定，機能回復処置が含まれその必要性の判定は各調整についてエンジン２２の運転領域や駆動モード毎に行なわれる。燃料噴射に関連する調整の必要性が判定されると（ステップＳ３１０）、必要性が判定された調整Ｒｎを実行するのに必要な運転領域を中心として含む調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）を設定し（ステップＳ３２０）、調整用運転要求と設定した調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）をハイブリッド用電子制御ユニット７０に向けて送信して（ステップＳ３３０）、このルーチンを終了する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信された調整用運転要求や調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）は、ＲＡＭ７６の所定領域に格納される。上述の調整用運転要求や調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）の入力処理（図３のルーチンのステップＳ１００）では、こうして格納されたものを読み込むのである。ここで、調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）は、調整Ｒｎを実行するのに必要な運転領域に運転者に違和感を生じさせることなく移行することができる領域として設定される。例えば、調整に必要な運転領域がアイドル運転領域のときには、アイドル運転領域に近接する運転領域であるエンジン停止状態や軽負荷運転領域の一部を含めてその調整用パワー領域を設定することができる。一方、いずれの調整についてもその必要性が判定されないときには、調整用運転要求を解除して（ステップＳ３４０）、このルーチンを終了する。調整用運転要求の解除は、この解除要求を通信による受け付けたハイブリッド用電子制御ユニット７０によりＲＡＭ７６の所定領域に格納された調整用運転要求を削除することにより行なう。

図３の駆動制御ルーチンに戻る。上述した制御に必要なデータを入力すると、入力したアクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ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＊と要求パワーＰ＊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やブレーキペダルポジションＢＰ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５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Ｔｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じ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。

続いて、調整用運転要求がなされているかを判定し（ステップＳ１２０）、調整用運転要求がなされていないときには、設定した要求パワーＰ＊にバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとを加えてエンジン要求パワーＰｅ＊を計算し（ステップＳ１３０）、計算したエンジン要求パワー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＊とを設定する（ステップＳ１４０）。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エンジン要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。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６に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとエンジン要求パワー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、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）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＊と現在の回転数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Ｓ２１０）。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。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７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に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ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、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、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*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt …（２）

こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、エンジン２２の駆動モードが切り替えられる否かを判定する（ステップＳ２１２）。このエンジン２２の駆動モードは、エンジン２２の燃料噴射に関連する調整を実行していないときには、図示しない駆動モード設定処理により、エンジン２２の運転状態やエンジン２２に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊，車速Ｖなどによりポート噴射駆動モードと筒内噴射駆動モードと共用噴射駆動モードのいずれかに設定され、エンジン２２の燃料噴射に関連する調整を実行しているときには調整を行なう制御ルーチン（後述の調整時運転制御ルーチン）により設定される。エンジン２２の駆動モードの切り替えが行なわれないときには、カウンタトルクＴｃｎｔに値０を設定し（ステップＳ２１４）、エンジン２２の駆動モードがポート噴射駆動モードや共用噴射駆動モードから筒内噴射駆動モードに切り替えられるときにはカウンタトルクＴｃｎｔにトルクＴｓｅｔ１を設定し（ステップＳ２１６）、エンジン２２の駆動モードが筒内噴射駆動モードや共用噴射駆動モードからポート噴射駆動モードに切り替えられるときにはカウンタトルクＴｃｎｔにトルクＴｓｅｔ２を設定する（ステップＳ２１８）。ここで、カウンタトルクＴｃｎｔは、エンジン２２の駆動モードを切り替える際にエンジン２２に供給される混合気の空燃比が目標空燃比からズレることにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに生じ得るトルク変動を抑制するためにモータＭＧ１から出力すべきトルクとして設定されるものである。実施例では、筒内噴射駆動モードへの切り替えの際のトルクＴｓｅｔ１とポート噴射モードへの切り替えの際のときのトルクＴｓｅｔ２とについては、実験によりエンジン２２の駆動モードを切り替える際にリングギヤ軸３２ａに出力されるトルク変動を求め、これを打ち消すトルクを計算し、さらに、この計算したトルクに減速ギヤのギヤ比Ｇｒを考慮して設定した。

こうしてカウンタトルクＴｃｎｔを設定すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令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Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、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とカウンタトルクＴｃｎｔとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ２３０）、計算したトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎの範囲内となるよう仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ２４０）。このようにモータ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に出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の出力制限の範囲内で制限したトルクとして設定することができると共にエンジン２２の駆動モードの切り替えの際にリングギヤ軸３２ａに生じ得るトルク変動を抑制することができる。なお、式（５）は、前述した図７の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmin＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr＋Tcnt …（５）

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＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２５０）、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などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ステップＳ１２０で調整用運転要求がなされていると判定すると、現在調整中であるか否かを判断し（ステップＳ１５０）、調整中ではないときには、要求パワーＰ＊がいずれかの調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）に該当するか否かを判定する（ステップＳ１６０）。要求パワーＰ＊がいずれかの調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）に該当するときには、対応する調整を行なうためにエンジン２２を調整用の運転ポイントに移行させても運転者に違和感を与えることがないと判断し、対応する調整の許容ＳＯＣ範囲（Ｓ１，Ｓ２）を入力し（ステップＳ１７０）、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が許容ＳＯＣ範囲内にあるかを判定する（ステップＳ１８０）。ここで、許容ＳＯＣ範囲は、対応する調整を完了するまでに予測される充放電電力によりバッテリ５０が過放電されたり過充電されたりしない範囲として設定されており、バッテリ５０の容量や調整に必要なエンジン２２の運転ポイント，調整に必要な時間などにより調整毎に設定することができる。したがって、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が許容ＳＯＣ範囲内のときには、対応する調整を完了するまで過不足するパワーについてはバッテリ５０からの充放電電力により賄うことができると判定することができ、逆にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が許容ＳＯＣ範囲外のときには、対応する調整を完了するまで過不足するパワーについてはバッテリ５０からの充放電電力によっては賄うことができないと判定することができる。バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が許容ＳＯＣ範囲内のときには、対応する調整の開始を許可し（ステップＳ１９０）、対応する調整に必要な運転ポイントをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定する（ステップＳ２００）。例えば、対応する調整がエンジン２２の６００ｒｐｍによるアイドル運転を要求するときには目標回転数Ｎｅ＊として６００ｒｐｍが設定されると共に目標トルクＴｅ＊として値０が設定される。こうして目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを用いてステップＳ２１０以降の処理を実行する。これらの処理については前述した。なお、ステップＳ１６０で要求パワーＰ＊がいずれの調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）にも該当しないときやステップＳ１８０でバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が許容ＳＯＣ範囲外のときには、対応する調整の開始許可はなされず、前述したステップＳ１３０およびＳ１４０によりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが設定される。また、調整の開始許可がなされると、次回からはステップＳ１５０により現在調整中と判定され、ステップＳ２００により調整用の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが設定されてステップＳ２１０以降の処理を行なう。

図８は、調整の開始許可がなされたときにエンジンＥＣＵ２４により実行される調整時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンでは、まず、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを入力し（ステップＳ４００）、対応する調整を実行するための燃料噴射バルブを設定する（ステップＳ４１０）。例えば、対応する調整が筒内用燃料噴射バルブ１２５を用いた燃料噴射制御における学習である場合には筒内用燃料噴射バルブ１２５による燃料噴射を設定し、ポート用燃料噴射バルブ１２６を用いた燃料噴射制御における学習である場合にはポート用燃料噴射バルブ１２６による燃料噴射を設定するのである。そして、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とにより設定される運転ポイントで運転されるよう設定した燃料噴射バルブによる燃料噴射制御を開始し（ステップＳ４２０）、調整開始の制御信号をハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信する（ステップＳ４３０）。これにより、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は現在調整中であることを判定することができる。そして、調整が完了するのを待って（ステップＳ４４０）、調整完了をハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信し（ステップＳ４５０）、設定した燃料噴射バルブによる燃料噴射制御を解除して（ステップＳ４６０）、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とを有するエンジン２２を備えるから、状況に応じてエンジン２２を筒内用燃料噴射バルブ１２５とからの燃料噴射による運転やポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射による運転、筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６の双方からの燃料噴射による運転を切り替えることができる。この結果、より適正な燃料噴射を行なうことができ、エネルギ効率を向上させることができる。もとより、３軸式の動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを備えるから、運転者が要求する動力をエンジン２２を効率のよい運転ポイントで運転しながら駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の駆動モード（ポート噴射駆動モード，筒内噴射駆動モード，共用噴射駆動モード）の切り替えの際には、駆動モードの切り替えに応じたカウンタトルクＴｃｎｔをモータＭＧ１から出力することにより、駆動モードの切り替えに伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに生じ得るトルク変動を抑制することができる。したがって、エンジン２２の駆動モードを切り替える際に乗り心地をよくすることができる。

さらに、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とを備えるエンジン２２の燃料噴射に関連する調整を運転者の要求する駆動力を出力しながら行なうことができる。しかも、調整に必要なエンジン２２の運転領域や駆動モードを考慮して行なうから、エンジン２２の燃料噴射に関連する調整をきめ細やかに行なうことができる。また、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）を調整を完了するのに必要な許容ＳＯＣ範囲内にあるかを判定して行なうから、バッテリ５０を過充電や過放電することがなく、調整を途中で中断するのを抑制することができる。この結果、調整をより効率的に行なうことができる。さらに、調整の必要性が判定されなくなるまで調整用運転要求を行なうから、すべての調整を行なうことができる。また、要求パワーＰ＊が調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）に該当するときに対応する調整を行なうから、調整の実行に伴ってエンジン２２の運転ポイントを変更する際でも運転者に違和感が生じるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の燃料噴射に関連する調整を行なうか否かに拘わらず、エンジン２２の駆動モードの切り替えの際には駆動モードの切り替えに応じたカウンタトルクＴｃｎｔをモータＭＧ１から出力するものとしたが、エンジン２２の燃料噴射に関連する調整を行なっているときにはエンジン２２の駆動モードの切り替えに応じたカウンタトルクＴｃｎｔをモータＭＧ１から出力しないものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の駆動モードの切り替えに応じたカウンタトルクＴｃｎｔをモータＭＧ１から出力する駆動モード切替時の制御とエンジン２２の燃料噴射に関連する調整との双方を行なうものとしたが、駆動モード切替時の制御は行なうがエンジン２２の燃料噴射に関連する調整は行なわないものとしてもよいし、エンジン２２の燃料噴射に関連する調整は行なうが駆動モード切替時の制御は行なわないものとしてもよい。また、駆動モード切替時の制御もエンジン２２の燃料噴射に関連する調整も行なわないものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、対応する調整が終了するまで調整に必要な運転ポイントでエンジン２２を運転するものとしたが、運転者の操作に応じて調整を中断してエンジン２２の運転ポイントを変更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、要求パワーＰ＊が調整用パワー領域Ｐ（Ｒｎ）に該当するときに対応する調整を実行するものとしたが、要求パワーＰ＊が調整に対応するパワーに一致したときに調整を実行するものとしてもよい。また、要求パワーＰ＊に拘わらず、調整を実行するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が調整を完了するのに必要な許容ＳＯＣ範囲内にあるときに調整を開始するものとしたが、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に拘わらず、調整を開始するものとしても差し支えない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図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。

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、走行中にエンジンの運転ポイントを自由に変更することができるハイブリッド自動車であれば、如何なる構成としても構わない。例えば、図１０の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２と、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２３２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２３４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２３０と、駆動軸に取り付けられたモータＭＧ２と、を備える構成としてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、走行中にエンジンの運転ポイントを自由に変更することができるハイブリッド自動車としたが、完全にエンジンの運転ポイントを自由に変更できるものでなくてもよい。例えば、図１１の変形例のハイブリッド自動車３２０に示すように、エンジン２２をクラッチを介してモータ３３０が取り付けられた駆動軸に接続し、エンジン２２やモータ３３０からの動力を変速機３４０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに出力する構成としてもよい。

実施例や上述の変形例のハイブリッド自動車２０，１２０，２２０，３２０では、エンジン２２からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力することができるものとして構成したが、筒内用燃料噴射バルブとポート用燃料噴射バルブとを有するエンジンと駆動軸に動力を出力することができるモータとを備えるものであれば、如何なる構成としてもよい。例えば、図１２の変形例のハイブリッド自動車４２０に例示するように、エンジン２２からの動力を用いて発電機４３０により発電し、この電力やバッテリからの電力を用いて走行用のモータ４４０を駆動するもの、即ち、いわゆるシリーズハイブリッド自動車の構成としても差し支えない。

以上、本発明をハイブリッド自動車の形態として説明したが、ハイブリッド自動車に限定されるものではなく、ハイブリッド自動車に搭載された動力出力装置の形態としてもよい。この動力出力装置の形態とする場合、自動車以外の列車などの車両に搭載したり、車両以外の航空機や船舶などの移動体に搭載したり、移動しない建設設備などの動力源として組み込むものとしてもよい。また、動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明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の構成の一例を示す構成図である。 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。 エンジンＥＣＵ２４により実行される調整要求処理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＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される調整時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の一例を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の一例を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車３２０の一例を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車４２０の一例を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０，３２０，４２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５，減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ，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、１２５ 筒内用燃料噴射バルブ、１２６ ポート用燃料噴射バルブ、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、３３０ モータ、３４０ 変速機、４３０ 発電機、４４０ モータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (12)

1. 駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
   筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
   前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達可能な動力伝達手段と、
   前記内燃機関の燃料噴射に関する所定の調整として燃料噴射に関連する異常判定を行なうための調整，燃料噴射に関連する学習を行なうための調整，前記筒内用燃料噴射弁または前記ポート用燃料噴射弁の機能確保のための調整のいずれかの調整を行なわない通常時には前記設定された要求動力に基づく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電動機とを制御し、前記所定の調整を行なう調整時には該所定の調整に必要な運転が優先して行なわれると共に前記設定された要求動力に基づく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. 前記制御手段は、前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射による筒内噴射運転と前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射によるポート噴射運転とを含む複数の燃料噴射運転のうち指定された燃料噴射運転により前記内燃機関を運転制御すると共に該内燃機関の燃料噴射運転の切替に伴って前記駆動軸に生じるトルク変動の少なくとも一部を打ち消すよう前記電動機を駆動制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 請求項１または２記載の動力出力装置であって、
   前記所定の調整は、前記筒内用燃料噴射弁のみからの燃料噴射に基づく第１の調整と前記ポート用燃料噴射弁のみからの燃料噴射に基づく第２の調整と前記筒内用燃料噴射弁および前記ポート用燃料噴射弁の双方からの燃料噴射に基づく第３の調整のうち少なくとも一つの調整を含み、
   前記制御手段は、前記第１の調整を行なうときには前記筒内用燃料噴射弁のみからの燃料噴射により前記内燃機関が優先して運転されるよう該内燃機関を制御し、前記第２の調整を行なうときには前記ポート用燃料噴射弁のみからの燃料噴射により前記内燃機関が優先して運転されるよう該内燃機関を制御し、前記第３の調整を行なうときには前記筒内用燃料噴射弁および前記ポート用燃料噴射弁の双方からの燃料噴射により前記内燃機関が優先して運転されるよう該内燃機関を制御する手段である
   動力出力装置。
4. 前記制御手段は、前記所定の調整を行なう要請がなされたときには、前記通常時における前記内燃機関の運転が該所定の調整を行なうのに必要な運転を含む所定運転領域になったときに前記調整時として前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
5. 前記制御手段は、前記所定の調整を行なう要請がなされたときには、前記蓄電手段の状態に基づいて前記所定の調整を実行する手段である請求項４記載の動力出力装置。
6. 前記制御手段は、前記調整時には前記内燃機関が前記所定の調整を行なうのに必要な運転領域で運転されるよう該内燃機関を制御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. 前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力す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. 前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との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７記載の動力出力装置。
9. 前記動力伝達手段は、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の回転子とを備え、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７記載の動力出力装置。
10. 請求項１ないし９いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
11. 筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関と、駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達可能な動力伝達手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
    （ｂ）前記内燃機関の燃料噴射に関する所定の調整として燃料噴射に関連する異常判定を行なうための調整，燃料噴射に関連する学習を行なうための調整，前記筒内用燃料噴射弁または前記ポート用燃料噴射弁の機能確保のための調整のいずれかの調整を行なわない通常時には前記設定された要求動力に基づく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電動機とを制御し、前記所定の調整を行なう調整時には該所定の調整に必要な運転が優先して行なわれると共に前記設定された要求動力に基づく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電動機とを制御する、
    動力出力装置の制御方法。
12. 請求項１１記載の動力出力装置の制御方法であって、
    前記ステップ（ｂ）は、前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射による筒内噴射運転と前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射によるポート噴射運転とを含む複数の燃料噴射運転のうち指定された燃料噴射運転により前記内燃機関を運転制御すると共に該内燃機関の燃料噴射運転の切替に伴って前記駆動軸に生じるトルク変動の少なくとも一部を打ち消すよう前記電動機を駆動制御するステップである
    動力出力装置の制御方法。
    

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