JP4165321B2 - 動力出力装置およびその制御方法並びに自動車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに自動車に関し、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動力出力装置を備える自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力出力装置としては、エンジン駆動系のフライホイールに誘導機が装着されたリターダ装置を備える自動車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、通常時に誘導機を発電機として機能させてバッテリに電力を蓄えておき、何らかのトラブルによりエンジンが停止してしまったときに、バッテリからの電力により誘導機を電動機として機能させて車両を移動させるものとしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−４９１０５号公報（第３頁，第４頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように非常時にはバッテリの電力を用いて車両を移動させる必要もあるが、エンジントラブルを放置してバッテリからの電力による車両の移動を繰り返すように、本来の使用方法として予定されていない使用が行なわれると、この予定されていない使用により、過放電によるバッテリの破損など構成機器の破損を生じる場合がある。
【０００５】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、装置の使用として本来予定されていない使用による構成機器の破損を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
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、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関の始動に必要な電力の供給と前記電動機への電力の供給とが可能な蓄電手段と、
該蓄電手段の放電能力を検出する放電能力検出手段と、
前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電すると共に該発電電力の少なくとも一部を用いて前記蓄電手段を充電可能な発電手段と、
前記発電手段による発電ができない発電不能状態を検出する発電不能状態検出手段と、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、
通常時には前記要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記蓄電手段の放電能力が通常の範囲となるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する通常時制御を実行し、前記発電不能状態検出手段により発電不能状態が検出されたときには前記内燃機関と前記発電手段とを停止した状態で前記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電動機を制御する発電不能時制御を実行する駆動制御手段と、
前記発電不能状態検出手段により発電不能状態が継続して検出されている状態における前記放電能力検出手段により前記蓄電手段の放電能力が所定能力以下になるのを検出する装置の起動（低能力発電不能状態の起動）に基づいて前記駆動制御手段による前記発電不能時制御の実行を制限する駆動制限手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、発電手段による発電ができない発電不能状態が継続して検出されている状態における蓄電手段の放電能力が所定能力以下になるのを検出する装置の起動（以下、低能力発電不能状態の起動という）に基づいて発電不能状態が検出されたときの制御、即ち、内燃機関と発電手段とを停止した状態で要求動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電動機を制御する発電不能時制御の実行を制限する。この結果、発電ができない状態における蓄電手段の過剰な放電という蓄電手段の予定されていない使用を抑制することができると共にこの予定されていない使用による蓄電手段の過放電による破損を抑止することができる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記駆動制限手段は、前記低能力発電不能状態の起動の回数が所定回以上となるときに前記駆動制御手段による前記発電不能時制御の実行を禁止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、非常の際に必要な発電不能時制御の実行を支障なく行なうことができ、それ以上の予定されていない発電不能時制御の実行を禁止することができる。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記発電不能状態検出手段は、前記内燃機関へ燃料を供給できない状態を検出する手段であるものとすることもできるし、前記発電手段の異常により発電できない状態を検出する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記発電手段は、前記蓄電手段から電力の供給を受けて前記内燃機関をクランキングする手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を始動する電動機を別個に設ける必要がない。
【００１２】
本発明の動力出力装置において、前記発電手段は、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可能な手段であるものとすることもできる。この場合、前記発電手段は、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の回転子に対して該第２の回転子の相対的な回転を伴って該第１の回転子と該第２の回転子の電磁作用による電力の入出力により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発電機であるものとすることもできる。
【００１３】
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、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関の始動に必要な電力の供給と前記電動機への電力の供給とが可能な蓄電手段と、該蓄電手段の放電能力を検出する放電能力検出手段と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電すると共に該発電電力の少なくとも一部を用いて前記蓄電手段を充電可能な発電手段と、前記発電手段による発電ができない発電不能状態を検出する発電不能状態検出手段と、操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、通常時には前記要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記蓄電手段の放電能力が通常の範囲となるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する通常時制御を実行し、前記発電不能状態検出手段により発電不能状態が検出されたときには前記内燃機関と前記発電手段とを停止した状態で前記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電動機を制御する発電不能時制御を実行する駆動制御手段と、前記発電不能状態検出手段により発電不能状態が継続して検出されている状態における前記放電能力検出手段により前記蓄電手段の放電能力が所定能力以下になるのを検出する装置の起動（低能力発電不能状態の起動）に基づいて前記駆動制御手段による前記発電不能時制御の実行を制限する駆動制限手段と、を備える動力出力装置を搭載し、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。
【００１４】
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、発電ができない状態における蓄電手段の過剰な放電という蓄電手段の予定されていない使用を防止することができる効果や予定されていない使用による蓄電手段の過放電による破損を防止す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。
【００１５】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関の始動に必要な電力の供給と前記電動機への電力の供給と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用いて発電すると共に該発電電力の少なくとも一部を用いて前記蓄電手段を充電可能な発電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）通常時には操作者の操作に基づく要求動力に応じた動力が前記駆動軸に出力されると共に前記蓄電手段の放電能力が通常の範囲となるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する通常時制御を実行し、前記発電手段が発電できない発電不能状態のときには前記内燃機関と前記発電手段とを停止した状態で前記要求動力に応じた動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する発電不能時制御を実行し、
（ｂ）前記発電不能状態が継続している状態における前記蓄電手段の放電能力が所定能力以下になるのを検出する装置の起動の回数が所定回に至ったときに前記ステップ（ａ）による前記発電不能時制御の実行を禁止する
ことを特徴とする。
【００１６】
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、発電手段による発電ができない発電不能状態が継続している状態における蓄電手段の放電能力が所定能力以下になるのを検出する装置の起動の回数が所定回数に至ったときに発電不能状態における駆動制御、即ち、内燃機関と発電手段とを停止した状態で要求動力に応じた動力が駆動軸に出力されるよう電動機を制御する発電不能時制御の実行を禁止するから、発電ができない状態における蓄電手段の過剰な放電という蓄電手段の予定されていない使用を抑制することができると共にこの予定されていない使用による蓄電手段の過放電による破損を抑止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施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。
【００１８】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料が蓄えられた燃料タンク２３から燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、各種センサからの信号に基づいてエンジン２２の運転状態を監視しており、エンジン２２を良好に運転することができない状態、例えば燃料切れによりエンジン２２を運転できない状態や各気筒のいずれかの点火ができないために良好に運転できない状態などを検出する。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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１９】
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。
【００２０】
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、各種センサからの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態を監視しており、モータＭＧ１，ＭＧ２を良好に運転することができない状態、例えばインバータ４１，４２の異常によりモータＭＧ１，ＭＧ２を運転できない状態やモータＭＧ１，ＭＧ２に異常が生じて運転できない状態などを検出する。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、燃料タンク２３に取り付けられた燃料計２３ａからの燃料残量や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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、特に燃料切れやエンジン２２の異常，モータＭＧ１の異常などにより発電できない状態のときの動作について説明する。図２はイグニッションスイッチ８０がオンされたときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される起動時処理の一例を示すフローチャートであり、図３はイグニッションスイッチ８０がオンされて起動した後にハイブリッド用電子制御ユニット７０により繰り返し実行されるカウンタ処理の一例を示すフローチャートである。
【００２５】
起動時処理が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、カウンタ用フラグＦｃを初期化するために値０をセットすると共に（ステップＳ１００）、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，インバータ４１，４２などの駆動系が運転可能な状態にあるか否かチェックする（ステップＳ１１０）。カウンタ用フラグＦｃについては後述する。駆動系が運転可能な状態にあるか否かチェックは、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，インバータ４１，４２などの機器自体に異常が生じていないかをチェックするだけでなく、エンジン２２への燃料供給を行なうことができる状態にあるかもチェックする。なお、これらのチェックは、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０による監視データを入力することにより行なうことができる。何ら異常がなく正常なときには、ステップＳ１２０で肯定的は判定がなされ、運転者のアクセルペダル８３の操作に応じてモータ運転モードやトルク変換運転モード，充放電運転モードを切り替えて走行する通常走行を許可して（ステップＳ１３０）、起動時処理を終了する。
【００２６】
いま、何らかの異常が生じた場合、特に、燃料切れによってエンジン２２を運転できない状態やエンジン２２の異常によりエンジン２２を運転できない状態，エンジン２２は運転可能であるがモータＭＧ１の異常により発電することができない状態，インバータ４１の異常によりモータＭＧ１を駆動することができない状態など、発電してバッテリ５０を充電することができない発電不能状態が生じた場合について考える。この場合、ステップＳ１２０では否定的な判定がなされ、異常ランプ９０を点灯し（ステップＳ１４０）、カウンタＣを閾値Ｃｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、カウンタＣは、起動後に繰り返し実行される図３に例示するカウンタ処理により設定される。閾値Ｃｒｅｆは、発電不能状態が継続している際にモータ走行を許可する起動の回数を設定するものであり、値３，４，５、６などのように設定される。カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ未満のときにはエンジン２２とモータＭＧ１とを停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけで走行するモータ走行を許可し（ステップＳ１６０）、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上のときには走行を禁止して（ステップＳ１７０）、起動時処理を終了する。このように発電不能状態が生じていてもカウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ未満のときにはモータ走行を許可するのは、発電不能状態が原因で車両が踏み切りで停車したような場合でも、モータ走行により車両を移動することができるようにするためである。
【００２７】
起動時処理により通常走行やモータ走行が許可されて起動すると、図３に例示するカウンタ処理が繰り返し実行される。カウンタ処理が実行されると、まず、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，インバータ４１，４２などの駆動系が運転可能な状態にあるか否かチェックする（ステップＳ２００）。このチェックは起動時処理のステップＳ１００の状態チェックと同様である。次に、この状態チェックに結果、発電不能状態にあるか否かを判定し（ステップＳ２１０）、発電不能状態にないときにはカウンタＣに値０をセットして（ステップＳ２２０）、カウンタ処理を終了する。このように、発電不能状態ではないときにはカウンタＣには値０がセットされるから、次の起動時に図２の起動時処理によって発電不能状態が判定されても、カウンタＣは閾値Ｃｒｅｆより小さいからモータ走行が許可される。
【００２８】
ステップＳ２１０で発電不能状態にあると判定されると、カウンタ用フラグＦｃが値０であるか否かを判定すると共に（ステップＳ２２０）、モータ走行中であるか否かを判定し（ステップＳ２３０）、更にバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ２４０）。ここで、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、実施例では、温度センサ５１により検出される電池温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とを用いてバッテリＥＣＵ５２により設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により読み込んで用いるものとした。閾値Ｗｒｅｆは、バッテリ５０の過放電を防止するために設定されるものであり、バッテリ５０の特性により求めることができる。カウンタ用フラグＦｃが値１のときやモータ走行中でないとき、あるいは、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｒｅｆ以上のときには、何もせずにカウンタ処理を終了する。一方、カウンタ用フラグＦｃが値０であると共にモータ走行中であり、且つ、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｒｅｆ未満のときには、カウンタＣを値１だけインクリメントすると共に（ステップＳ２５０）、カウンタ用フラグＦｃに値１をセットして（ステップＳ２６０）、カウンタ処理を終了する。このようにカウンタ用フラグＦｃは、カウンタＣがインクリメントされたときに値１がセットされ、カウンタ用フラグＦｃに値１がセットされた後は、ステップＳ２２０で否定的な判定がなされる結果、カウンタＣのインクリメント処理は行なわれない。したがって、ハイブリッド自動車２０が起動されてカウンタＣがインクリメントされると、その後、ハイブリッド自動車２０を停止して起動するまではカウンタＣはインクリメントされない。
【００２９】
図２の起動時処理と図３のカウンタ処理とを組み合わせて考えると、燃料切れやエンジン２２の異常，モータＭＧ１の異常などにより発電不能な状態を継続しても、閾値Ｃｒｅｆにより設定された回数まではモータ走行を許可する起動が行なわれるが、閾値Ｃｒｅｆにより設定された回数に至ったときには走行を禁止する起動が行なわれることになる。起動間に燃料の補給やエンジン２２やモータＭＧ１の整備などにより発電不能状態が解消されると、通常走行を許可する起動が行なわれ、カウンタＣは値０にクリアされる。この結果、燃料切れを承知でハイブリッド自動車２０の起動と停止を何度となく繰り返すような本来の使用方法として予定されていない使用が行なわれても、バッテリ５０の過放電を抑止することができると共に過放電に伴って生じ得るバッテリ５０の破損を抑止することができる。
【００３０】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、燃料切れやエンジン２２の異常，モータＭＧ１の異常などにより発電不能な状態が継続された状態でハイブリッド自動車２０の起動と停止を何度となく繰り返すような本来の使用方法として予定されていない使用が行なわれても、バッテリ５０の過放電を抑止することができると共に過放電に伴って生じ得るバッテリ５０の破損を抑止することができる。もとより、発電不能状態が原因で車両が踏み切りで停車したような場合でも、モータ走行により車両を移動することができる。
【００３１】
ここで、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の放電能力としてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを用いたが、放電能力としては出力制限Ｗｏｕｔに限られず、例えばバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）など種々のものを用いることもできる。
【００３２】
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４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４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。
【００３３】
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５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を備えるものとしてもよい。
【００３４】
また、エンジンの動力を用いて発電する発電機と、この発電機からの電力により充電する二次電池と、発電機や二次電池からの電力により駆動力を出力する電動機とを備えるハイブリッド自動車であれば、如何なるハイブリッド自動車であっても差し支えない。さらに、こうしたハイブリッド自動車に搭載された動力出力装置をハイブリッド自動車以外の車両や機器に搭載するものとしてもよい。
【００３５】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 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。
【図２】 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される起動時処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるカウンタ処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】 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。
【図５】 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。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 燃料タンク、２３ａ 燃料計、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２インナーロータ ２３４ 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、
   内燃機関と、
   前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
   前記内燃機関の始動に必要な電力の供給と前記電動機への電力の供給とが可能な蓄電手段と、
   該蓄電手段の放電能力を検出する放電能力検出手段と、
   前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電すると共に該発電電力の少なくとも一部を用いて前記蓄電手段を充電可能な発電手段と、
   前記発電手段による発電ができない発電不能状態を検出する発電不能状態検出手段と、
   操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、
   通常時には前記要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されると共に前記蓄電手段の放電能力が通常の範囲となるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する通常時制御を実行し、前記発電不能状態検出手段により発電不能状態が検出されたときには前記内燃機関と前記発電手段とを停止した状態で前記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電動機を制御する発電不能時制御を実行する駆動制御手段と、
   前記発電不能状態検出手段により発電不能状態が継続して検出されている状態における前記放電能力検出手段により前記蓄電手段の放電能力が所定能力以下になるのを検出する装置の起動（低能力発電不能状態の起動）に基づいて前記駆動制御手段による前記発電不能時制御の実行を制限する駆動制限手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 前記駆動制限手段は、前記低能力発電不能状態の起動の回数が所定回以上となるときに前記駆動制御手段による前記発電不能時制御の実行を禁止する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 前記発電不能状態検出手段は、前記内燃機関へ燃料を供給できない状態を検出する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
4. 前記発電不能状態検出手段は、前記発電手段の異常により発電できない状態を検出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. 前記発電手段は、前記蓄電手段から電力の供給を受けて前記内燃機関をクランキングする手段である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
6. 前記発電手段は、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可能な手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
7. 前記発電手段は、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６記載の動力出力装置。
8. 前記発電手段は、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の回転子に対して該第２の回転子の相対的な回転を伴って該第１の回転子と該第２の回転子の電磁作用による電力の入出力により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発電機である請求項６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搭載し、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. 内燃機関と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関の始動に必要な電力の供給と前記電動機への電力の供給と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用いて発電すると共に該発電電力の少なくとも一部を用いて前記蓄電手段を充電可能な発電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）通常時には操作者の操作に基づく要求動力に応じた動力が前記駆動軸に出力されると共に前記蓄電手段の放電能力が通常の範囲となるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する通常時制御を実行し、前記発電手段が発電できない発電不能状態のときには前記内燃機関と前記発電手段とを停止した状態で前記要求動力に応じた動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御する発電不能時制御を実行し、
    （ｂ）前記発電不能状態が継続している状態における前記蓄電手段の放電能力が所定能力以下になるのを検出する装置の起動の回数が所定回に至ったときに前記ステップ（ａ）による前記発電不能時制御の実行を禁止する
    ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。

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