JP4240860B2 - 動力出力装置およびその制御方法 - Google Patents
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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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の動力出力装置として、出願人は、２つのロータを有する対ロータ電動機により内燃機関の出力軸の動力のうちのトルクを駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を行ない、この変換に伴う電力を用いて出力軸または駆動軸に選択的に接続される電動機で出力軸または駆動軸と動力を入出力することにより、効率のよい運転ポイントで運転された内燃機関からの動力を駆動軸に出力するものを提案している（例えば、特願平９−８７７２９号）。この装置では、対ロータ電動機や電動機と電力のやり取り可能な二次電池を備え、駆動軸に接続されている電動機を出力軸に接続する切替や出力軸に接続されている電動機を駆動軸に接続する切替を行なう際には、二次電池の充放電を伴って対ロータ電動機や電動機を駆動制御することにより、内燃機関の効率のよい運転ポイントによる運転を維持すると共に要求動力の駆動軸への出力を維持している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした動力出力装置の電動機の接続における切替制御では二次電池の充放電を伴うのを前提としているから、二次電池が何らかの理由により充放電できない状態のときには、切替制御を行なうことができない場合や要求動力を駆動軸に出力できない場合が生じる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびその制御方法は、二次電池が充放電制限されているときでも要求動力を駆動軸に出力しながら出力軸や駆動軸に接続されている電動機の接続を切り替えることを目的とする。
【０００５】
【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は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
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に接続され、該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、
該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、
該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、
前記出力軸の運転状態を検出する出力軸状態検出手段と、
前記駆動軸の運転状態を検出する駆動軸状態検出手段と、
前記二次電池の充放電制限が行なわれている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、前記出力軸状態検出手段により検出される前記出力軸の運転状態と前記駆動軸状態検出手段により検出される前記駆動軸の運転状態と基づいて前記二次電池の充放電制限の範囲内で前記駆動軸への動力の出力を維持しながら前記切替が行なわれるよう前記内燃機関と前記動力伝達電力変換手段と前記電動機とを駆動制御すると共に前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とを駆動制御する制限時切替制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、二次電池の充放電制限が行なわれている最中に電動機の回転軸と内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段が接続解除状態であり電動機の回転軸と駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から第１接続解除手段が接続状態であり第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、または、第２の状態から第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたときには、出力軸状態検出手段により検出される出力軸の運転状態と駆動軸状態検出手段により検出される駆動軸の運転状態と基づいて二次電池の充放電制限の範囲内で駆動軸への動力の出力を維持しながら切替が行なわれるよう内燃機関と動力伝達電力変換手段と電動機とを駆動制御すると共に第１接続解除手段と第２接続解除手段とを駆動制御する。この結果、二次電池が充放電制限を受けているときでも駆動軸への動力の出力を維持しながら第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記充放電制限は前記二次電池の充電と放電が共に禁止される充放電禁止制限であり、前記制限時切替手段は前記二次電池の充放電を伴わずに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【０００９】
この二次電池が充放電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記検出される駆動軸の運転状態における回転数と前記検出される出力軸の運転状態における回転数とが略一致したときに前記切替を行なう手段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、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数とが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記直結状態のときには前記内燃機関から出力される動力が前記駆動軸に出力すべき動力に略同一となるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御し、かつ、前記電動機から動力が入出力されないよう該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、駆動軸の回転数と出力軸の回転数とが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１０】
また、二次電池が充放電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記検出される駆動軸の運転状態におけるトルクと前記検出される出力軸の運転状態におけるトルクとが略一致したときに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。
【００１１】
こうした二次電池は充放電制限下で駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、を備え、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段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、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１２】
また、二次電池は充放電制限下で駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段を備え、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されない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、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１３】
さらに、二次電池が充放電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記内燃機関の運転制御により前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致したときに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。
【００１４】
この二次電池が充放電禁止制限下で内燃機関の運転制御により出力軸の運転状態が駆動軸の運転状態に略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、を備え、前記制限時切替制御手段は、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記直結状態のときには前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記電動機から動力が入出力されないよう該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、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１５】
また、二次電池が充放電禁止制限下で内燃機関の運転制御により出力軸の運転状態が駆動軸の運転状態に略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、を備え、前記制限時切替制御手段は、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段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、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１６】
本発明の動力出力装置において、前記充放電制限は前記二次電池の充電が禁止される充電禁止制限であり、前記制限時切替手段は前記二次電池の充電を伴わずに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の充電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１７】
この二次電池が充電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記内燃機関の運転制御により前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致したときに前記切替を行なう手段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、前記制限時切替制御手段は、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御し、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記直結状態のときには前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記電動機から動力が入出力されないよう該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、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１８】
また、二次電池が充電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記検出される駆動軸の運転状態におけるトルクと前記検出される出力軸の運転状態におけるトルクとが略一致したときに前記切替を行なう手段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、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転する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、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１９】
本発明の動力出力装置において、前記充放電制限は前記二次電池の放電が禁止される放電禁止制限であり、前記制限時切替手段は前記二次電池の放電を伴わずに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００２０】
この二次電池が放電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記検出される駆動軸の運転状態における回転数と前記検出される出力軸の運転状態における回転数とが略一致したときに前記切替を行なう手段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、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数とが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記直結状態のときには前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記出力軸の運転状態におけるトルクと前記駆動軸の運転状態におけるトルクとの偏差のトルクにより発電する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、駆動軸の回転数と出力軸の回転数とが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００２１】
また、二次電池が放電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記検出される駆動軸の運転状態におけるトルクと前記検出される出力軸の運転状態におけるトルクとが略一致したときに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。
【００２２】
この二次電池が放電禁止制限下で駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、を備え、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段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、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００２３】
また、二次電池が放電禁止制限下で駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段を備え、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されない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、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００２４】
給電手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記給電手段は、前記二次電池より低い出力電圧で補機に電力を供給する補機用バッテリと、電圧の変換により前記二次電池と前記補機用バッテリとの間で電力のやり取りを可能とする電圧変換手段とを備える手段であるものとすることもできる。
【００２５】
本発明の動力出力装置において、前記動力伝達電力変換手段は、前記出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの相対的な回転に対する電磁気的な作用によりトルクの伝達と動力と電力との変換が可能な対ロータ電動機であるものとすることもできる。
【００２６】
また、本発明の動力出力装置において、前記動力伝達電力変換手段は、前記出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸の内のいずれか２軸に入出力される動力を決定したときに該決定された動力に基づいて残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機とからなる手段であるものとすることもできる。
【００２７】
本発明の第１の動力出力装置に制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数とが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態とし、
（ｂ）前記内燃機関から出力される動力が前記駆動軸に出力すべき動力に略同一となるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御し、かつ、前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記直結状態とする前から接続状態であった接続解除手段を接続解除状態とする
ことを要旨とする。
【００２８】
この本発明の第１の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸の回転数と出力軸の回転数とが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００２９】
本発明の第２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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｂ）前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００３０】
この本発明の第２の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００３１】
本発明の第３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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｂ）前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記内燃機関を運転制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００３２】
この本発明の第３の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００３３】
本発明の第４の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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、
（ｂ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態とし、
（ｃ）前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御し、
（ｄ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記直結状態とする前から接続状態であった接続解除手段を接続解除状態とする
ことを要旨とする。
【００３４】
本発明の第４の動力出力装置の制御方法によれば、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００３５】
本発明の第５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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、
（ｂ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｃ）前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、
（ｄ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００３６】
この本発明の第５の動力出力装置の制御方法によれば、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００３７】
本発明の第６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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御し、
（ｂ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態とし、
（ｃ）前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御し、
（ｄ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記直結状態とする前から接続状態であった接続解除手段を接続解除状態とする
ことを要旨とする。
【００３８】
この本発明の第６の動力出力装置の制御方法によれば、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００３９】
本発明の第７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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｂ）前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００４０】
この本発明の第７の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００４１】
本発明の第８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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数とが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態とし、
（ｂ）前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記出力軸の運転状態におけるトルクと前記駆動軸の運転状態におけるトルクとの偏差のトルクにより発電するよう前記電動機を駆動制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記直結状態とする前から接続状態であった接続解除手段を接続解除状態とする
ことを要旨とする。
【００４２】
この本発明の第８の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸の回転数と出力軸の回転数とが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００４３】
本発明の第９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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｂ）前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００４４】
この本発明の第９の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００４５】
本発明の第１０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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｂ）前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記内燃機関を運転制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００４６】
この本発明の第１０の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００４７】
こうした本発明の第２，第４，第５，第９のいずれかの本発明の動力出力装置の制御方法において、前記給電手段は、前記二次電池より低い出力電圧で補機に電力を供給する補機用バッテリと、電圧の変換により前記二次電池と前記補機用バッテリとの間で電力のやり取りを可能とする電圧変換手段とを備える手段であるものとすることもできる。
【００４８】
また、本発明の第１ないし第１０のいずれかの本発明の動力出力装置の制御方法において、前記動力伝達電力変換手段は、前記出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの相対的な回転に対する電磁気的な作用によりトルクの伝達と動力と電力との変換が可能な対ロータ電動機であるものとすることもできる。
【００４９】
あるいは、本発明の第１ないし第１０のいずれかの本発明の動力出力装置の制御方法において、前記動力伝達電力変換手段は、前記出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸の内のいずれか２軸に入出力される動力を決定したときに該決定された動力に基づいて残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機とからなる手段であるものとすることもできる。
【００５０】
【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車載された動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の動力出力装置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２４に接続され発電可能なモータＭＧ１と、接続切替機構５０を介して駆動軸２６またはクランクシャフト２４に動力を入出力可能なモータＭＧ２と、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力のやり取りが可能な主バッテリ６０と、主バッテリ６０の出力端子に接続された電力ライン６４ａ，６４ｂにＤＣ／ＤＣコンバータ７４を介して接続された補機用バッテリ７０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８０とを備える。なお、駆動軸２６は、ギヤ５６，５７，ディファレンシャルギヤ５８を介して駆動輪５９ａ，５９ｂに接続されている。
【００５１】
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により動力を出力する内燃機関であり、ハイブリッド用電子制御ユニット８０によりエンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号や要求駆動力に基づいて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。
【００５２】
モータＭＧ１は、外周面に複数の永久磁石が貼付されクランクシャフト２４に接続されたインナロータ３２と、三相コイルが巻回されたステータ３４を有し駆動軸２６に接続されたアウタロータ３６とを備え、アウタロータ３６とインナロータ３２との相対回転により駆動する発電可能な同期発電電動機として構成されており、インバータ３８を介して主バッテリ６０と電力のやり取りを行なう。なお図示しないが、アウタロータ３６のステータ３４に巻回された三相コイルとインバータ３８は、非接触の回転トランスやスリップリングおよびブラシなどにより接続されている。モータＭＧ１は、駆動軸２６への要求動力やモータＭＧ１を駆動制御するために必要な信号、例えばインナロータ３２の回転位置やケース４６の回転位置，ステータ３４に巻回された三相コイルに印加される相電流などに基づいてハイブリッド用電子制御ユニット８０によって駆動制御されている。なお、インナロータ３２やアウタロータ３６の回転位置を検出するセンサや相電流を検出するセンサについての図示は省略した。
【００５３】
モータＭＧ２は、接続切替機構５０に接続された回転軸２８に接続されたロータ４２と、ケース４６に固定され三相コイルが巻回されたステータ４４とを備える発電可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４８を介して主バッテリ６０と電力のやり取りを行なう。インバータ３８とインバータ４８と主バッテリ６０とを接続する電力ライン６４ａ，６４ｂは、各インバータ３８，４８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の一方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、主バッテリ６０は、モータＭＧ１，ＭＧ２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とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、主バッテリ６０は充放電されない。モータＭＧ２は、駆動軸２６への要求動力やモータＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばロータ４２の回転位置やステータ４４に巻回された三相コイルに印加される相電流などに基づいてハイブリッド用電子制御ユニット８０によって駆動制御されている。なお、ロータ４２の回転位置を検出するセンサや相電流を検出するセンサについての図示は省略した。
【００５４】
接続切替機構５０は、クランクシャフト２４と回転軸２８との接続および接続の解除を行なうＯＤＣクラッチ５２と、駆動軸２６と回転軸２８との接続および接続の解除を行なうＵＤＣクラッチ５４とを備える。ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４は、油圧駆動の図示しないアクチュエータにより駆動する。なお、このアクチュエータの駆動制御はハイブリッド用電子制御ユニット８０により行なわれる。
【００５５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７４は、電力ライン６４ａ，６４ｂの電圧を降圧して補機７６や補機用バッテリ７０に給電すると共に補機用バッテリ７０側の電圧を昇圧して電力ライン６４ａ，６４ｂに給電可能なコンバータであり、ハイブリッド用電子制御ユニット８０によって駆動制御されている。
【００５６】
ハイブリッド用電子制御ユニット８０は、ＣＰＵ８２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、ＣＰＵ８２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ８４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ８６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８０には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの検出信号やモータＭＧ１およびＭＧ２に取り付けられた回転位置センサからの各ロータの回転位置，クランクシャフト２４や駆動軸２６，回転軸２８に取り付けられた回転数センサ２５，２７，２９からの各軸の回転数Ｎｅ，Ｎｐ，Ｎｍ，インバータ３８やインバータ４８内に取り付けられた電流センサからのモータＭＧ１およびモータＭＧ２の相電流，主バッテリ６０の出力端子に接続された電流センサ６１からの主バッテリ６０の充放電電流ｉ１，同じく主バッテリ６０の出力端子に接続された電圧センサ６２からの主バッテリ６０の端子間電圧Ｖ１，補機用バッテリ７０の出力端子に接続された電流センサ７１からの補機用バッテリ７０の充放電電流ｉ２，同じく補機用バッテリ７０の出力端子に接続された電圧センサ７２からの補機用バッテリ７０の端子間電圧Ｖ２，ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の電力ライン６４ａ，６４ｂ側の端子間に接続された電圧センサ７５からの電力ライン６４ａ，６４ｂ間のライン間電圧ＶＬ，シフトレバー９０の操作位置を検出するシフトポジションセンサ９１からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル９２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９３からのアクセル開度ＡＰ，ブレーキペダル９５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９５からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ９６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８０からは、エンジン２２の運転制御を行なうための運転制御信号やインバータ３８やインバータ４８へのスイッチング制御信号，接続切替機構５０のＯＤＣクラッチ５２やＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータへの駆動信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ７４への制御信号，補機７６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。
【００５７】
次に、こうして構成された実施例の動力出力装置２０の動作について説明する。まず、実施例の動力出力装置２０の基本的な運転制御について簡単に説明した後に、主バッテリ６０が充放電制限されている最中に接続切替機構５０による切り替えを行なう際の動作について詳述する。
【００５８】
実施例の動力出力装置２０では、基本的には、ＯＤＣクラッチ５２を開放状態とすると共にＵＤＣクラッチ５４を結合状態として主バッテリ６０の充放電を伴いながらエンジン２２からの動力を駆動軸２６に出力するアンダードライブモード（以下、ＵＤモードという）と、ＯＤＣクラッチ５２を結合状態とすると共にＵＤＣクラッチ５４を開放状態として主バッテリ６０の充放電を伴いながらエンジン２２からの動力を駆動軸２６に出力するオーバードライブモード（以下、ＯＤモードという）とを切り替えながら動力を出力する。こうした基本的な運転制御は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により図２に例示する運転制御ルーチンを実行することにより行なわれる。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。
【００５９】
運転制御ルーチンが実行されると、まず、アクセルペダルポジションセンサ９３からのアクセル開度ＡＰや車速センサ９６からの車速Ｖ，回転数センサ２５，２７，２９からの回転数Ｎｅ，Ｎｐ，Ｎｍなどを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。そして、読み込んだアクセル開度ＡＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｐと要求パワーＰｐとを計算する（ステップＳ１０２）。実施例では、要求トルクＴｐは、アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクＴｐとの関係を設定してマップとして予めＲＯＭ８４に記憶しておき、アクセル開度ＡＰ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Ｔｐを導出するものとした。アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクＴｐとの関係を示すマップの一例を図３に示す。要求パワーＰｐは、こうして導出した要求トルクＴｐに駆動軸２６の回転数Ｎｐを乗じることにより計算する。
【００６０】
続いて、主バッテリ６０の充放電量Ｐｂや補機消費パワーＰｈを算出する（ステップＳ１０４）。実施例では、主バッテリ６０の充放電量Ｐｂは、そのＳＯＣなどに基づいて図示しない充放電量設定処理により設定されるものを読み込むものとし、補機消費パワーＰｈは、駆動している補機７６の状態に基づいて補機消費パワー計算処理により計算されたものを読み込むものとした。
【００６１】
次に、エンジン２２の目標出力Ｐｅ＊を要求パワーＰｐにモータＭＧ１やモータＭＧ２による損失（ＬＭ）と充放電量Ｐｂと補機消費パワーＰｈとを加えたもの（Ｐｅ＊＝Ｐｐ＋ＬＭ＋Ｐｂ＋Ｐｈ）として計算すると共に（ステップＳ１０６）、エンジン２２の最適動作ラインと目標出力Ｐｅ＊とからエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを算出し（ステップＳ１０８）、算出した目標出力Ｐｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が運転されるよう制御する（ステップＳ１１０）。図４にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す。図中、曲線Ａは出力を変えたときにエンジン２２が効率よく運転できる運転ポイントを結んだエンジン最適動作ラインであり、曲線Ｂはエンジン２２から目標出力Ｐｅ＊を出力可能な運転ポイントを結んだ出力一定曲線である。図示する目標出力Ｐｅ＊の出力一定曲線とエンジン最適動作ラインとの交点である運転ポイントＤ１でエンジン２２を運転すれば、エンジン２２から目標出力Ｐｅ＊を効率よく出力することができる。したがって、この運転ポイントＤ１の回転数とトルクを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定することができる。実施例では、実験などにより目標出力Ｐｅ＊とエンジン最適動作ラインの交点における運転ポイントの回転数とトルクとを求めてマップとして予めＲＯＭ８４に記憶しておき、目標出力Ｐｅ＊が与えられると記憶したマップから対応する回転数とトルクとを導出して目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とし、これを用いてエンジン２２を運転制御するのである。エンジン２２の運転制御は、吸入空気量制御や燃料噴射量制御，点火制御，バルブタイミング制御などによって行なわれる。
【００６２】
そして、現在の運転モードを調べ（ステップＳ１１２）、ＵＤモードのときには、次式（１）および式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２とを計算してモータＭＧ１を駆動制御し（ステップＳ１１４）、ＯＤモードのときには、次式（３）および式（４）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２とを計算してモータＭＧ１を駆動制御して（ステップＳ１１６）、本ルーチンを終了する。式（１）ないし式（４）中、ｋｐは比例制御係数であり、ｋｉは積分制御係数である。
【００６３】
【数１】
Ｔｍ１＝（Ｎｅ＊−Ｎｅ）・ｋｐ＋∫（Ｎｅ＊−Ｎｅ）ｄｔ・ｋｉ （１）
Ｔｍ２＝Ｔｐ−Ｔｍ１ （２）
Ｔｍ１＝Ｔｐ （３）
Ｔｍ２＝（Ｎｅ＊−Ｎｅ）・ｋｐ＋∫（Ｎｅ＊−Ｎｅ）ｄｔ・ｋｉ＋Ｔｐ−Ｔｅ （４）
【００６４】
図５にエンジン２２の運転ポイントと駆動軸２６の駆動状態との一例を示す。駆動軸２６は、同じ要求パワーＰｐによって回転駆動していても車両の走行速度によってエンジン２２の回転数Ｎｅより小さな回転数Ｎｐ１で駆動する駆動ポイントＣ１となったりエンジン２２の回転数Ｎｅより大きな回転数Ｎｐ２で駆動する駆動ポイントＣ２となったりする。駆動軸２６を駆動ポイントＣ１で駆動するときを考えると、Ｎｐ＜Ｎｅであるから、モータＭＧ１は発電機として駆動制御され、モータＭＧ２は電動機として駆動制御される。このとき、モータＭＧ２をクランクシャフト２４に接続するＯＤモードとして運転すると、モータＭＧ２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電し、その発電電力をモータＭＧ２に供給するというエネルギ循環が生じ、エネルギ損失が大きくなる。これに対してモータＭＧ２を駆動軸２６に接続するＵＤモードとして運転すれば、こうしたエネルギ循環は生じない。したがって、駆動軸２６の回転数Ｎｐがエンジン２２の回転数Ｎｅより小さいときには、ＵＤモードとして運転する方がエネルギ効率が高くなる。次に、駆動軸２６を駆動ポイントＣ２で駆動するときを考えると、Ｎｅ＜Ｎｐであるから、モータＭＧ１は電動機として駆動制御され、モータＭＧ２は発電機として駆動制御される。このとき、モータＭＧ２を駆動軸２６に接続するＵＤモードとして運転すると、モータＭＧ１からの動力を用いてモータＭＧ２で発電し、その発電電力をモータＭＧ１に供給するというエネルギ循環が生じ、エネルギ損失が大きくなる。これに対してモータＭＧ２をクランクシャフト２４に接続するＯＤモードとして運転すれば、こうしたエネルギ循環は生じない。したがって、駆動軸２６の回転数Ｎｐがエンジン２２の回転数Ｎｅより大きいときには、ＯＤモードとして運転する方がエネルギ効率が高くなる。こうしたエネルギ効率を考慮すると、駆動軸２６の駆動ポイントがエンジン最適動作ライン近傍になったときにＵＤモードとＯＤモードとを切り替えるのが望ましい。出願人は、本明細書の従来の技術の欄でも説明したように、特願平９−８７７２９号でこうしたＵＤモードとＯＤモードの切り替えの制御について説明している。
【００６５】
次に、主バッテリ６０が充放電制限されているときにＵＤモードとＯＤモードとを切り替える処理について説明する。この処理には、主バッテリ６０の充放電が禁止される充放電禁止制限の際の処理と、主バッテリ６０の充電が禁止される充電禁止制限の際に処理と、主バッテリ６０の放電が禁止される放電禁止制限の際の処理とが含まれる。以下、主バッテリ６０の充放電禁止制限の際の処理として４種類、主バッテリ６０の充電禁止制限の際の処理として２種類、主バッテリ６０の放電禁止制限の際の処理として２種類の計８種類の処理を順に説明する。
【００６６】
（１）充放電禁止制限の際の処理１
図６は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行される。ここで、切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定される。
【００６７】
このバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット８０のＣＰＵ８２は、まず、回転数センサ２５および回転数センサ２７からのエンジン２２の回転数Ｎｅおよび駆動軸２６の回転数Ｎｐやエンジン２２のトルクＴｅおよび駆動軸２６のトルクＴｐを入力し（ステップＳ２００）、エンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとが一致するのを待つ処理を実行する（ステップＳ２０２）。エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐには、実施例では目標トルクＴｅ＊と要求トルクＴｐとを用いた。回転数Ｎｅと回転数Ｎｐをとが一致するのを待つ処理は、ＵＤモードからＯＤモードへ切り替えるときにはＮｐ＜Ｎｅの状態からＮｐ＝Ｎｅとなるのを持つ処理となり、ＯＤモードからＵＤモードへ切り替えるときにはＮｅ＜Ｎｐの状態からＮｅ＝Ｎｐとなるのを持つ処理となる。図７の説明図では、駆動軸２６の駆動ポイントがＤ２になるのを待つ処理である。なお、エンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとが一致したときにこの切替制御ルーチンを実行するものとすれば、このステップＳ２００およびＳ２０２の処理は不要である。
【００６８】
エンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとが一致すると、ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とを共に結合状態としてエンジン２２のクランクシャフト２４と駆動軸２６とを直結状態となるようＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータを駆動する（ステップＳ２０４）。そして、エンジン２２のトルクＴｅが駆動軸２６のトルクＴｐとなるよう、即ち要求パワーＰｐを出力するようエンジン２２を運転制御すると共に（ステップＳ２０６）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２に値０を設定してモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御し（ステップＳ２０８）、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４を作動停止する（ステップＳ２１０）。こうした制御により、エンジン２２から出力される要求パワーＰｐのすべてを駆動軸２６に出力することができ、モータＭＧ１およびモータＭＧ２を停止状態とすると共にＤＣ／ＤＣコンバータ７４を作動停止することによって主バッテリ６０の充放電を防止することができる。
【００６９】
こうした制御を行ないながらＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とによりクランクシャフト２４と駆動軸２６とが完全に直結状態となるのを待って（ステップＳ２１２）、ＯＤＣクラッチ５２またはＵＤＣクラッチ５４の一方を開放状態とする（ステップＳ２１４）。この処理は、ＵＤモードからＯＤモードへ切り替えるときにはＵＤＣクラッチ５４を開放状態とする処理となり、ＯＤモードからＵＤモードへ切り替えるときにはＯＤＣクラッチ５２を開放状態とする処理になる。そして、エンジン２２がアクセル開度ＡＰと車速Ｖとに基づいて決定される目標出力Ｐｅ＊に基づく運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイント）で運転されるようエンジン２２の運転制御を復帰すると共に（ステップＳ２１６）、ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御し（ステップＳ２１８）、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を再開して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御する処理は、ＵＤモードからＯＤモードへ切り替えるときには上述の式（３）および式（４）により計算されるＯＤモードのトルク指令Ｔｍ１およびトルク指令Ｔｍ２によりモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御し、ＯＤモードからＵＤモードへ切り替えるときには上述の式（１）および式（２）により計算されるＵＤモードのトルク指令Ｔｍ１およびトルク指令Ｔｍ２によりモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する処理となる。
【００７０】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１によれば、主バッテリ６０の充放電無しに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００７１】
（２）充放電禁止制限の際の処理２
図８は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述した。
【００７２】
このバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット８０のＣＰＵ８２は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅ，トルクＴｅおよび駆動軸２６の回転数Ｎｐ，トルクＴｐを入力し（ステップＳ３００）、エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐとが一致するのを待つ処理を実行する（ステップＳ３０２）。ここで、エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐには目標トルクＴｅ＊と要求トルクＴｐとを用いることについても上述した。トルクＴｅとトルクＴｐとが一致するのを待つ処理は、ＵＤモードからＯＤモードへ切り替えるときにはＴｅ＜Ｔｐの状態からＴｅ＝Ｔｐとなるのを持つ処理となり、ＯＤモードからＵＤモードへ切り替えるときにはＴｐ＜Ｔｅの状態からＴｐ＝Ｔｅとなるのを持つ処理となる。図９の説明図では、駆動軸２６の駆動ポイントがＤ３になるのを待つ処理である。なお、エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐとが一致したときにこの切替制御ルーチンを実行するものとすれば、このステップＳ３００およびＳ３０２の処理は不要である。
【００７３】
エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐとが一致すると、ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とを共に開放状態としてモータＭＧ２がクランクシャフト２４とも駆動軸２６とも接続されていない状態とするようＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータを駆動する（ステップＳ３０４）。完全に開放状態となったのを確認すると（ステップＳ３０６）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍがエンジン２２の回転数Ｎｅと一致するよう次式（５）で計算されるトルク指令によりモータＭＧ１を駆動制御すると共に（ステップＳ３０８）、主バッテリ６０が充放電されないようにＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御する（ステップＳ３１０）。図９に示すように、エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐとが一致するときには、エンジン２２はポイントＤ１で駆動軸２６はポイントＤ３で運転され、モータＭＧ１はエンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとの回転数差（Ｎｅ−Ｎｐ）に基づいて発電し、モータＭＧ２は値０のトルク指令Ｔｍ２で制御される。主バッテリ６０の充放電がないものとして考えると、モータＭＧ１で発電した電力はモータＭＧ２による損失と補機消費パワーＰｈとして使用される。一方、ステップＳ３０８でモータＭＧ２の回転数Ｎｍがエンジン２２の回転数ＮｅになるようモータＭＧ２は駆動制御されるから、そのための電力が必要になり、この電力はＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御により賄われる。即ち、補機用バッテリ７０の電圧を昇圧して電力ライン６４ａ，６４ｂに給電するようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御するのである。なお、このＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御は、主バッテリ６０の出力端子に接続された電流センサ６１により検出される充放電電流ｉ１が値０となるように行なわれる。この制御については周知なのでこれ以上の説明は省略する。
【００７４】
モータＭＧ２の回転数Ｎｍがエンジン２２の回転数Ｎｅに一致すると（ステップＳ３１２）、ＯＤＣクラッチ５２またはＵＤＣクラッチ５４の一方を結合状態とする（ステップＳ３１４）。この処理は、ＵＤモードからＯＤモードへ切り替えるときにはＯＤＣクラッチ５２を結合状態とする処理となり、ＯＤモードからＵＤモードへ切り替えるときにはＵＤＣクラッチ５４を結合状態とする処理になる。そして、ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御し（ステップＳ３１６）、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御を通常制御に戻して（ステップＳ３１８）、本ルーチンを終了する。ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御する処理については上述した。
【００７５】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２でも、主バッテリ６０の充放電無しに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００７６】
図８に例示するバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２では、ステップＳ３０８のモータＭＧ２のモータトルク制御によりモータＭＧ２で必要な電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７４による電力ライン６４ａ，６４ｂへの給電で賄うようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御したが、モータＭＧ２で消費する電力に見合う分だけエンジン２２からの出力を増加するようエンジン２２を制御するものとしてもよい。この場合、エンジン２２のトルクＴｅはそのまま駆動軸２６のトルクＴｐとなるから、エンジン２２の出力の増加は回転数Ｎｅの増加によって行なう。そして、ステップＳ３１４の処理でＯＤＣクラッチ５２またはＵＤＣクラッチ５４の一方を結合した後に、ステップＳ３１６のＵＤモードおよびＯＤモードによるモータトルク制御に加えて目標出力Ｐｅ＊に基づくエンジン２２の運転制御の復帰を行なう。こうしても、主バッテリ６０の充放電無しに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００７７】
（３）充放電禁止制限の際の処理３
図１０は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述のとおりである。
【００７８】
このバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット８０のＣＰＵ８２は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅ，トルクＴｅおよび駆動軸２６の回転数Ｎｐ，トルクＴｐを入力し（ステップＳ４００）、目標出力Ｐｅ＊が要求パワーＰｐに一致すると共にその運転ポイントが駆動軸２６の駆動ポイントと同一となるようエンジン２２を運転制御する（ステップＳ４０２）。即ち、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を駆動軸２６の回転数ＮｐとトルクＴｐとに一致させるよう制御するのである。そして、ＵＤモードまたはＯＤモードのうち現在のモードにおけるトルク指令を用いてモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御すると共に（ステップＳ４０４）、主バッテリ６０が充放電されないようにＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御し（ステップＳ４０６）、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅが駆動軸２６の回転数ＮｐとトルクＴｐに一致するのを待つ（ステップＳ４０８）。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４は、エンジン２２を要求パワーＰｐに等しい目標出力Ｐｅ＊として運転制御することに伴って生じるパワー不足（モータ駆動に必要な電力やモータ損失ＬＭ）を補うため、補機用バッテリ７０の出力端子の電圧を昇圧して電力ライン６４ａ，６４ｂに給電するよう制御される。このときの制御は、主バッテリ６０が充放電されないよう電流センサ６１により検出される充放電電流ｉ１が値０となるよう行なわれる。
【００７９】
バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３では、このようにエンジン２２の運転ポイントを駆動軸２６の駆動ポイントに一致させるため、ＵＤモードとＯＤモードとの切り替えは基本的にはどの駆動ポイントでも行なうことができる。しかし、装置全体の効率を考慮すれば、エンジン最適動作ライン近傍であることが望ましく、図１１に例示するように、駆動軸２６がエンジン２２と同じ回転数で駆動する駆動ポイントＤ２で切り替えたり、駆動軸２６がエンジン２２と同じトルク駆動する駆動ポイントＤ３で切り替えたり、駆動軸２６がエンジン最適動作ライン上の駆動ポイントで駆動する駆動ポイントＤ０で切り替えるのが好ましい。もとより。要求パワーＰｐの出力一定曲線Ｃ上の駆動ポイントＤ２ないし駆動ポイントＤ３における如何なる駆動ポイントで切り替えるものとしてもよい。
【００８０】
エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅが駆動軸２６の回転数ＮｐとトルクＴｐに一致すると、ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とを共に結合状態としてエンジン２２のクランクシャフト２４と駆動軸２６とを直結状態となるようＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータを駆動し（ステップＳ４１０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２に値０を設定してモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御し（ステップＳ４１２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４を作動停止する（ステップＳ４１４）。こうした制御により、エンジン２２から出力される要求パワーＰｐのすべてを駆動軸２６に出力することができ、モータＭＧ１およびモータＭＧ２を停止状態とすると共にＤＣ／ＤＣコンバータ７４を作動停止することによって主バッテリ６０の充放電を防止することができる。
【００８１】
こうした処理以降のステップＳ４１６ないしステップＳ４２４の処理は、図６に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１のステップＳ２１２ないしステップＳ２２０の処理と同一であり、上述したからここでの説明は省略する。
【００８２】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３でも、主バッテリ６０の充放電無しに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００８３】
（４）充放電禁止制限の際の処理４
図１２は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン４の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述のとおりである。
【００８４】
このバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン４のステップＳ５００ないしステップＳ５０８の処理は、図１０に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３のステップＳ４００ないしステップＳ４０８の処理と同一の処理であるから、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅが駆動軸２６の回転数ＮｐとトルクＴｐに一致すると、ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とを共に開放状態としてモータＭＧ２がクランクシャフト２４とも駆動軸２６とも接続されていない状態とするようＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータを駆動し（ステップＳ５１０）、上述の式（１）で計算されるトルク指令Ｔｍ１を用いてエンジン２２のトルクＴｅが駆動軸２６に出力されるようモータＭＧ１を駆動制御すると共に値０のトルク指令Ｔｍ２を用いてモータＭＧ２を駆動制御する（ステップＳ５１２）。このとき、モータＭＧ１の駆動に伴って電力が消費されるが、この電力は主バッテリ６０が充放電されないようＤＣ／ＤＣコンバータ７４が制御されることにより補機用バッテリ７０側からの電力ライン６４ａ，６４ｂへの給電により賄われる。
【００８６】
ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とが完全に開放状態になったのを確認すると（ステップＳ５１４）、ＯＤＣクラッチ５２またはＵＤＣクラッチ５４の一方を結合状態とし（ステップＳ５１６）、エンジン２２を目標出力Ｐｅ＊に基づく運転制御に復帰させると共に（ステップＳ５１８）、ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御し（ステップＳ５２０）、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御を通常制御に戻して（ステップＳ５２２）、本ルーチンを終了する。
【００８７】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン４でも、主バッテリ６０の充放電無しに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００８８】
上述したように、実施例の動力出力装置２０では、主バッテリ６０が充放電禁止制限されているときには、上述した４種類の処理によりＵＤモードとＯＤモードとの切り替えが可能であるが、そのいずれを用いるかについては、補機用バッテリ７０の状態や補機７６の状態など種々の状態に基づいて決定すればよい。
【００８９】
（５）充電禁止制限の際の処理１
図１３は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述のとおりである。
【００９０】
図１３に例示するバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１は、図１０に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３と比較して、ステップＳ４０６の主バッテリ６０が充放電されないようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御する処理と、ステップＳ４１４のＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を停止する処理と、ステップＳ４２４のＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を再開する処理とを除いて同一である。バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３のステップＳ４０６では、モータＭＧ１やモータＭＧ２で消費される電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７４による電力ライン６４ａ，６４ｂへの給電により補機用バッテリ７０側から賄うためにＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御したが、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１では、主バッテリ６０の充電は禁止されるが放電は禁止されないから、モータＭＧ１やモータＭＧ２で消費される電力は主バッテリ６０の放電により賄うことができる。この結果、主バッテリ６０の充電禁止制限では、主バッテリ６０が充放電されないようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御するステップＳ４０６は不要となる。また、バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３のステップＳ４１４では、ＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４を共に結合状態としたときにはエンジン２２からの動力はそのまま駆動軸２６に出力されるから、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４を作動停止しないと補機消費パワーＰｈ分だけ主バッテリ６０から放電されてしまうのを防止するためにＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を停止したが、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１では、上述したように主バッテリ６０からの放電は許容されるから、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を停止する必要がないのでステップＳ４１４も不要となる。このように、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１では主バッテリ６０からの放電が許容されるためにステップＳ４０６もステップＳ４１４も不要であるから、バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３のステップＳ４２４のＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を再開する処理も不要となる。
【００９１】
以上の説明から解るように、図１３のバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１は、主バッテリ６０の放電が許容される結果、図１０のバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御が不要になったものである。したがって、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１のこれ以上の説明はバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３の説明と重複するから省略する。
【００９２】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１では、主バッテリ６０の充電なしに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００９３】
（６）充電禁止制限の際の処理２
図１４は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述のとおりである。
【００９４】
図１４に例示するバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２は、図８に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２と比較して、ステップＳ３１０の主バッテリ６０が充放電されないようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御する処理とステップＳ３１８のＤＣ／ＤＣコンバータ７４を通常制御に戻す処理とを除いて同一である。バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２のステップＳ３１０では、モータＭＧ２の駆動に必要な電力を補機用バッテリ７０側から賄うためにＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御したが、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２では、主バッテリ６０の充電は禁止されるが放電は禁止されないから、モータＭＧ２で消費される電力は主バッテリ６０の放電により賄うことができる。この結果、主バッテリ６０の充電禁止制限では、主バッテリ６０が充放電されないようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御するステップＳ３１０は不要となる。このようにバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２では主バッテリ６０からの放電が許容されるためにステップＳ３１０のＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御は不要であるから、バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２のステップＳ３１８のＤＣ／ＤＣコンバータ７４を通常制御に戻す処理も不要となる。
【００９５】
以上の説明から解るように、図１４のバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２は、主バッテリ６０の放電が許容される結果、図８のバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御が不要になったものである。したがって、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２のこれ以上の説明はバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２の説明と重複するから省略する。
【００９６】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２では、主バッテリ６０の充電なしに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００９７】
上述したように、実施例の動力出力装置２０では、主バッテリ６０が充電禁止制限されているときには、上述した２種類の処理によりＵＤモードとＯＤモードとの切り替えが可能であるが、そのいずれを用いるかについては、駆動軸２６の駆動状態や補機用バッテリ７０の状態や補機７６の状態など種々の状態に基づいて決定すればよい。また、主バッテリ６０が充電禁止制限されているときには、上述した主バッテリ６０が充放電禁止制限されているときの４種類の処理のいずれかを行なうものとしてもよいのは勿論である。
【００９８】
（７）放電禁止制限の際の処理１
図１５は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述のとおりである。
【００９９】
このバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット８０のＣＰＵ８２は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅ，トルクＴｅおよび駆動軸２６の回転数Ｎｐ，トルクＴｐを入力し（ステップＳ８００）、エンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとが一致するのを待つ処理を実行する（ステップＳ２０２）。この処理は、図６に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１のステップＳ２００およびステップＳ２０２の処理と同一である。エンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとが一致すると、ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とを共に結合状態としてエンジン２２のクランクシャフト２４と駆動軸２６とを直結状態となるようＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータを駆動し（ステップＳ８０４）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１に値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２にトルクＴｅとトルクＴｐとの偏差（Ｔｅ−Ｔｐ）を設定してモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する（ステップＳ８０６）。エンジン２２は駆動軸２６に直結されるがその制御は変更されていないから、要求トルクＴｐより大きなエンジン２２のトルクＴｅがそのまま駆動軸２６に出力される。したがって、ステップＳ８０６の処理は、駆動軸２６に要求トルクＴｐが出力されるようモータＭＧ２を発電機として駆動する処理となる。このとき、モータＭＧ２の制御により発電電力が生じるが、この電力は主バッテリ６０の充電により処理される。主バッテリ６０の放電禁止制限では、主バッテリ６０の放電は禁止されるが充電は許容されるからである。
【０１００】
この場合、図１５のバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１に示すように、主バッテリ６０の充放電電流ｉ１により充電過多か否かを判定し（ステップＳ８０８）、充電過多の場合は、主バッテリ６０が充電過多にならないようエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を変更してエンジン２２を運転制御する（ステップＳ８１０）。なお、充電過多か否かは、主バッテリ６０の性能や状態などにより決められるものである。
【０１０１】
こうした制御を行ないながらＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とによりクランクシャフト２４と駆動軸２６とが完全に直結状態となるのを確認すると（ステップＳ８１２）、ＯＤＣクラッチ５２またはＵＤＣクラッチ５４の一方を開放状態とし（ステップＳ８１４）、エンジン２２を目標出力Ｐｅ＊に基づく運転制御に復帰させると共に（ステップＳ８１６）、ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御して（ステップＳ８１８）、本ルーチンを終了する。
【０１０２】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１によれば、主バッテリ６０の充電なしに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【０１０３】
図１５に例示するバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１では、エンジン２２と駆動軸２６とを直結状態とすると共に要求トルクＴｐを駆動軸２６に出力するためにモータＭＧ２を発電機として駆動したときに、主バッテリ６０の充電が充電過多になるときにはエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を調節するものとしたが、主バッテリ６０の充電が充電過多になるときには、その分だけ補機用バッテリ７０側への給電量が多くなるようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御するものとしてもよい。
【０１０４】
（８）放電禁止制限の際の処理２
図１６は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図８に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２と同一である。したがって、このルーチンの詳細な説明は省略する。なお、図８に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２の変形例として説明したように、モータＭＧ２で必要な電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御により補機用バッテリ７０側からの給電で賄うものに代えて、モータＭＧ２で消費する電力に見合う分だけエンジン２２からの出力を増加するようエンジン２２を制御するものとしてもよい。
【０１０５】
上述したように、実施例の動力出力装置２０では、主バッテリ６０が放電禁止制限されているときには、上述した２種類の処理によりＵＤモードとＯＤモードとの切り替えが可能であるが、そのいずれを用いるかについては、駆動軸２６の駆動状態や補機用バッテリ７０の状態や補機７６の状態など種々の状態に基づいて決定すればよい。また、主バッテリ６０が放電禁止制限されているときには、上述した主バッテリ６０が充放電禁止制限されているときの４種類の処理のいずれかを行なうものとしてもよいのは勿論である。
【０１０６】
実施例の動力出力装置２０では、クランクシャフト２４と駆動軸２６とをインナロータ３２とアウタロータ３６とからなるモータＭＧ１により接続し、モータＭＧ１の電磁気的な作用によりクランクシャフト２４の動力を電力の入出力を伴って駆動軸２６に伝達するものとしたが、プラネタリギヤなどの３軸式動力入出力機構の２軸にクランクシャフト２４と駆動軸２６とを接続すると共に残余の軸に発電可能な電動機を接続し、電動機による電力の入出力を伴ってクランクシャフト２４の動力を駆動軸２６に伝達するものとしてもよい。変形例の動力出力装置１２０の構成の概略を図１７に示す。変形例の動力出力装置１２０は、図示するように、エンジン１２２と、エンジン１２２のクランクシャフト１２４にキャリアが接続されると共に駆動輪に接続された駆動軸１２６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ１３０と、プラネタリギヤ１３０のサンギヤ軸１３２に接続された発電可能なモータＭＧ１と、ＯＤＣクラッチ１５２を介してクランクシャフト１２４に接続されると共にＵＤＣクラッチ１５４を介して駆動軸１２６に接続される発電可能なモータＭＧ２とを備える。プラネタリギヤ１３０は、サンギヤとリングギヤとキャリアとを回転要素として差動作用を行ない、２軸を独立に駆動することができるから、実施例の動力出力装置２０と同様に、駆動軸１２６の駆動ポイントとエンジン１２２の運転ポイントを自由に設定して動力を出力することができる。このことから、プラネタリギヤ１３０とサンギヤ軸１３２に接続されたモータＭＧ１は、実施例の動力出力装置２０におけるモータＭＧ１と同様に機能することができることが解る。したがって、上述した主バッテリが充放電制限されているときのＵＤモードとＯＤモードとの各切替制御は、この変形例の動力出力装置１２０でも適用することができる。切替ポイントとモータトルク制御については、プラネタリギヤ１３０のギヤ比を考慮する必要がある。
【０１０７】
以上説明した実施例の動力出力装置２０では、動力出力装置２０を車両に搭載するものとしたが、車両以外の移動体、例えば船舶や航空機などに搭載するものとしてもよく、また、建設機械などの移動体以外の動力源として用いるものとしてもよい。
【０１０８】
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、例えば、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車載された動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行される運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクＴｐとの関係としてのマップの一例を示す説明図である。
【図４】エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を説明する説明図である。
【図５】エンジン２２の運転ポイントと駆動軸２６の駆動状態とを説明する説明図である。
【図６】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。
【図７】バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１における切替ポイントを説明する説明図である。
【図８】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。
【図９】バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２における切替ポイントを説明する説明図である。
【図１０】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３の一例を示すフローチャートである。
【図１１】バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３における切替ポイントを説明する説明図である。
【図１２】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン４の一例を示すフローチャートである。
【図１３】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。
【図１４】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。
【図１５】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。
【図１６】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。
【図１７】変形例の動力出力装置１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０ 動力出力装置、２２ エンジン、２４ クランクシャフト、２５，２７，２９ 回転数センサ、２６ 駆動軸、２８ 回転軸、３２ インナロータ、３４ ステータ、３６ アウタロータ、３８ インバータ、４２ ロータ、４４ ステータ、４６ ケース、４８ インバータ、５０ 接続切替機構、５２ ＯＤＣクラッチ、５４ ＵＤＣクラッチ、５６，５７ ギヤ、５８ ディファレンシャルギヤ、５９ａ，５９ｂ 駆動輪、６０ 主バッテリ、６１ 電流センサ、６２ 電圧センサ、６４ａ，６４ｂ 電力ライン、７０ 補機用バッテリ、７１ 電流センサ、７２ 電圧センサ、７４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７５ 電圧センサ、７６ 補機、８０ ハイブリッド用電子制御ユニット、８２ ＣＰＵ、８４ＲＯＭ、８６ ＲＡＭ、９０ シフトレバー、９１ シフトポジションセンサ、９２ アクセルペダル、９３ アクセルペダルポジションセンサ、９４ ブレーキペダル、９５ ブレーキペダルポジションセンサ、９６ 車速センサ、１２０ 動力出力装置、１２２ エンジン、１２４ クランクシャフト、１２６ 駆動軸、１２８ 回転軸、１３０ プラネタリギヤ、１３２ サンギヤ軸、１５２ＯＤＣクラッチ、１５４ ＵＤＣクラッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の動力出力装置として、出願人は、２つのロータを有する対ロータ電動機により内燃機関の出力軸の動力のうちのトルクを駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を行ない、この変換に伴う電力を用いて出力軸または駆動軸に選択的に接続される電動機で出力軸または駆動軸と動力を入出力することにより、効率のよい運転ポイントで運転された内燃機関からの動力を駆動軸に出力するものを提案している（例えば、特願平９−８７７２９号）。この装置では、対ロータ電動機や電動機と電力のやり取り可能な二次電池を備え、駆動軸に接続されている電動機を出力軸に接続する切替や出力軸に接続されている電動機を駆動軸に接続する切替を行なう際には、二次電池の充放電を伴って対ロータ電動機や電動機を駆動制御することにより、内燃機関の効率のよい運転ポイントによる運転を維持すると共に要求動力の駆動軸への出力を維持している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした動力出力装置の電動機の接続における切替制御では二次電池の充放電を伴うのを前提としているから、二次電池が何らかの理由により充放電できない状態のときには、切替制御を行なうことができない場合や要求動力を駆動軸に出力できない場合が生じる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびその制御方法は、二次電池が充放電制限されているときでも要求動力を駆動軸に出力しながら出力軸や駆動軸に接続されている電動機の接続を切り替えることを目的とする。
【０００５】
【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は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
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に接続され、該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、
該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、
該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、
前記出力軸の運転状態を検出する出力軸状態検出手段と、
前記駆動軸の運転状態を検出する駆動軸状態検出手段と、
前記二次電池の充放電制限が行なわれている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、前記出力軸状態検出手段により検出される前記出力軸の運転状態と前記駆動軸状態検出手段により検出される前記駆動軸の運転状態と基づいて前記二次電池の充放電制限の範囲内で前記駆動軸への動力の出力を維持しながら前記切替が行なわれるよう前記内燃機関と前記動力伝達電力変換手段と前記電動機とを駆動制御すると共に前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とを駆動制御する制限時切替制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、二次電池の充放電制限が行なわれている最中に電動機の回転軸と内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段が接続解除状態であり電動機の回転軸と駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から第１接続解除手段が接続状態であり第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、または、第２の状態から第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたときには、出力軸状態検出手段により検出される出力軸の運転状態と駆動軸状態検出手段により検出される駆動軸の運転状態と基づいて二次電池の充放電制限の範囲内で駆動軸への動力の出力を維持しながら切替が行なわれるよう内燃機関と動力伝達電力変換手段と電動機とを駆動制御すると共に第１接続解除手段と第２接続解除手段とを駆動制御する。この結果、二次電池が充放電制限を受けているときでも駆動軸への動力の出力を維持しながら第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記充放電制限は前記二次電池の充電と放電が共に禁止される充放電禁止制限であり、前記制限時切替手段は前記二次電池の充放電を伴わずに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【０００９】
この二次電池が充放電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記検出される駆動軸の運転状態における回転数と前記検出される出力軸の運転状態における回転数とが略一致したときに前記切替を行なう手段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、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数とが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記直結状態のときには前記内燃機関から出力される動力が前記駆動軸に出力すべき動力に略同一となるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御し、かつ、前記電動機から動力が入出力されないよう該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、駆動軸の回転数と出力軸の回転数とが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１０】
また、二次電池が充放電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記検出される駆動軸の運転状態におけるトルクと前記検出される出力軸の運転状態におけるトルクとが略一致したときに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。
【００１１】
こうした二次電池は充放電制限下で駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、を備え、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段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、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１２】
また、二次電池は充放電制限下で駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段を備え、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されない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、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１３】
さらに、二次電池が充放電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記内燃機関の運転制御により前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致したときに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。
【００１４】
この二次電池が充放電禁止制限下で内燃機関の運転制御により出力軸の運転状態が駆動軸の運転状態に略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、を備え、前記制限時切替制御手段は、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記直結状態のときには前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記電動機から動力が入出力されないよう該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、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１５】
また、二次電池が充放電禁止制限下で内燃機関の運転制御により出力軸の運転状態が駆動軸の運転状態に略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、を備え、前記制限時切替制御手段は、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段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、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１６】
本発明の動力出力装置において、前記充放電制限は前記二次電池の充電が禁止される充電禁止制限であり、前記制限時切替手段は前記二次電池の充電を伴わずに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の充電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１７】
この二次電池が充電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記内燃機関の運転制御により前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致したときに前記切替を行なう手段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、前記制限時切替制御手段は、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御し、前記検出される出力軸の運転状態が前記検出される駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記直結状態のときには前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記電動機から動力が入出力されないよう該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、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１８】
また、二次電池が充電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記検出される駆動軸の運転状態におけるトルクと前記検出される出力軸の運転状態におけるトルクとが略一致したときに前記切替を行なう手段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、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転する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、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００１９】
本発明の動力出力装置において、前記充放電制限は前記二次電池の放電が禁止される放電禁止制限であり、前記制限時切替手段は前記二次電池の放電を伴わずに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００２０】
この二次電池が放電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記検出される駆動軸の運転状態における回転数と前記検出される出力軸の運転状態における回転数とが略一致したときに前記切替を行なう手段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、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数とが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記直結状態のときには前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記出力軸の運転状態におけるトルクと前記駆動軸の運転状態におけるトルクとの偏差のトルクにより発電する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、駆動軸の回転数と出力軸の回転数とが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００２１】
また、二次電池が放電禁止制限下にある態様の本発明の動力出力装置において、前記制限時切替制御手段は、前記検出される駆動軸の運転状態におけるトルクと前記検出される出力軸の運転状態におけるトルクとが略一致したときに前記切替を行なう手段であるものとすることもできる。
【００２２】
この二次電池が放電禁止制限下で駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、を備え、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段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、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００２３】
また、二次電池が放電禁止制限下で駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに切替を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記二次電池の充放電電流を検出する充放電電流検出手段を備え、前記制限時切替制御手段は、前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記開放状態のときには前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流に基づいて前記二次電池が充放電されない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、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００２４】
給電手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記給電手段は、前記二次電池より低い出力電圧で補機に電力を供給する補機用バッテリと、電圧の変換により前記二次電池と前記補機用バッテリとの間で電力のやり取りを可能とする電圧変換手段とを備える手段であるものとすることもできる。
【００２５】
本発明の動力出力装置において、前記動力伝達電力変換手段は、前記出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの相対的な回転に対する電磁気的な作用によりトルクの伝達と動力と電力との変換が可能な対ロータ電動機であるものとすることもできる。
【００２６】
また、本発明の動力出力装置において、前記動力伝達電力変換手段は、前記出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸の内のいずれか２軸に入出力される動力を決定したときに該決定された動力に基づいて残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機とからなる手段であるものとすることもできる。
【００２７】
本発明の第１の動力出力装置に制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数とが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態とし、
（ｂ）前記内燃機関から出力される動力が前記駆動軸に出力すべき動力に略同一となるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御し、かつ、前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記直結状態とする前から接続状態であった接続解除手段を接続解除状態とする
ことを要旨とする。
【００２８】
この本発明の第１の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸の回転数と出力軸の回転数とが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００２９】
本発明の第２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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｂ）前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００３０】
この本発明の第２の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００３１】
本発明の第３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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｂ）前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記内燃機関を運転制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００３２】
この本発明の第３の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００３３】
本発明の第４の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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、
（ｂ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態とし、
（ｃ）前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御し、
（ｄ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記直結状態とする前から接続状態であった接続解除手段を接続解除状態とする
ことを要旨とする。
【００３４】
本発明の第４の動力出力装置の制御方法によれば、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００３５】
本発明の第５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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、
（ｂ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｃ）前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、
（ｄ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００３６】
この本発明の第５の動力出力装置の制御方法によれば、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００３７】
本発明の第６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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致するよう前記内燃機関を運転制御し、
（ｂ）前記出力軸の運転状態が前記駆動軸の運転状態に略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態とし、
（ｃ）前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御し、
（ｄ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記直結状態とする前から接続状態であった接続解除手段を接続解除状態とする
ことを要旨とする。
【００３８】
この本発明の第６の動力出力装置の制御方法によれば、出力軸の運転状態を駆動軸の運転状態に略一致させたときに、二次電池の充電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００３９】
本発明の第７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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の充電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｂ）前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００４０】
この本発明の第７の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の充電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００４１】
本発明の第８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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数とが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態とし、
（ｂ）前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御すると共に前記出力軸の運転状態におけるトルクと前記駆動軸の運転状態におけるトルクとの偏差のトルクにより発電するよう前記電動機を駆動制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記直結状態とする前から接続状態であった接続解除手段を接続解除状態とする
ことを要旨とする。
【００４２】
この本発明の第８の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸の回転数と出力軸の回転数とが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００４３】
本発明の第９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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記二次電池の出力端子に給電可能な給電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｂ）前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記給電手段を制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００４４】
この本発明の第９の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００４５】
本発明の第１０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前記駆動軸に接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記二次電池の放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、
（ａ）前記駆動軸のトルクと前記出力軸のトルクとが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態とし、
（ｂ）前記回転軸が該切替により接続しようとする軸の回転数で回転するよう前記電動機を駆動制御すると共に前記二次電池が充放電されないよう前記内燃機関を運転制御し、
（ｃ）前記第１接続解除手段および前記第２接続解除手段のうち前記開放状態とする前から接続解除状態であった接続解除手段を接続状態とする
ことを要旨とする。
【００４６】
この本発明の第１０の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸のトルクと出力軸のトルクとが略一致したときに、二次電池の放電を伴わずに駆動軸への動力の出力を維持しながら第１接続解除手段と第２接続解除手段とが共に接続解除状態となる開放状態を経由して第１の状態と第２の状態とを切り替えることができる。
【００４７】
こうした本発明の第２，第４，第５，第９のいずれかの本発明の動力出力装置の制御方法において、前記給電手段は、前記二次電池より低い出力電圧で補機に電力を供給する補機用バッテリと、電圧の変換により前記二次電池と前記補機用バッテリとの間で電力のやり取りを可能とする電圧変換手段とを備える手段であるものとすることもできる。
【００４８】
また、本発明の第１ないし第１０のいずれかの本発明の動力出力装置の制御方法において、前記動力伝達電力変換手段は、前記出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの相対的な回転に対する電磁気的な作用によりトルクの伝達と動力と電力との変換が可能な対ロータ電動機であるものとすることもできる。
【００４９】
あるいは、本発明の第１ないし第１０のいずれかの本発明の動力出力装置の制御方法において、前記動力伝達電力変換手段は、前記出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸の内のいずれか２軸に入出力される動力を決定したときに該決定された動力に基づいて残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機とからなる手段であるものとすることもできる。
【００５０】
【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車載された動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の動力出力装置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２４に接続され発電可能なモータＭＧ１と、接続切替機構５０を介して駆動軸２６またはクランクシャフト２４に動力を入出力可能なモータＭＧ２と、モータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力のやり取りが可能な主バッテリ６０と、主バッテリ６０の出力端子に接続された電力ライン６４ａ，６４ｂにＤＣ／ＤＣコンバータ７４を介して接続された補機用バッテリ７０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８０とを備える。なお、駆動軸２６は、ギヤ５６，５７，ディファレンシャルギヤ５８を介して駆動輪５９ａ，５９ｂに接続されている。
【００５１】
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により動力を出力する内燃機関であり、ハイブリッド用電子制御ユニット８０によりエンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号や要求駆動力に基づいて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。
【００５２】
モータＭＧ１は、外周面に複数の永久磁石が貼付されクランクシャフト２４に接続されたインナロータ３２と、三相コイルが巻回されたステータ３４を有し駆動軸２６に接続されたアウタロータ３６とを備え、アウタロータ３６とインナロータ３２との相対回転により駆動する発電可能な同期発電電動機として構成されており、インバータ３８を介して主バッテリ６０と電力のやり取りを行なう。なお図示しないが、アウタロータ３６のステータ３４に巻回された三相コイルとインバータ３８は、非接触の回転トランスやスリップリングおよびブラシなどにより接続されている。モータＭＧ１は、駆動軸２６への要求動力やモータＭＧ１を駆動制御するために必要な信号、例えばインナロータ３２の回転位置やケース４６の回転位置，ステータ３４に巻回された三相コイルに印加される相電流などに基づいてハイブリッド用電子制御ユニット８０によって駆動制御されている。なお、インナロータ３２やアウタロータ３６の回転位置を検出するセンサや相電流を検出するセンサについての図示は省略した。
【００５３】
モータＭＧ２は、接続切替機構５０に接続された回転軸２８に接続されたロータ４２と、ケース４６に固定され三相コイルが巻回されたステータ４４とを備える発電可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４８を介して主バッテリ６０と電力のやり取りを行なう。インバータ３８とインバータ４８と主バッテリ６０とを接続する電力ライン６４ａ，６４ｂは、各インバータ３８，４８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の一方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、主バッテリ６０は、モータＭＧ１，ＭＧ２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とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、主バッテリ６０は充放電されない。モータＭＧ２は、駆動軸２６への要求動力やモータＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばロータ４２の回転位置やステータ４４に巻回された三相コイルに印加される相電流などに基づいてハイブリッド用電子制御ユニット８０によって駆動制御されている。なお、ロータ４２の回転位置を検出するセンサや相電流を検出するセンサについての図示は省略した。
【００５４】
接続切替機構５０は、クランクシャフト２４と回転軸２８との接続および接続の解除を行なうＯＤＣクラッチ５２と、駆動軸２６と回転軸２８との接続および接続の解除を行なうＵＤＣクラッチ５４とを備える。ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４は、油圧駆動の図示しないアクチュエータにより駆動する。なお、このアクチュエータの駆動制御はハイブリッド用電子制御ユニット８０により行なわれる。
【００５５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７４は、電力ライン６４ａ，６４ｂの電圧を降圧して補機７６や補機用バッテリ７０に給電すると共に補機用バッテリ７０側の電圧を昇圧して電力ライン６４ａ，６４ｂに給電可能なコンバータであり、ハイブリッド用電子制御ユニット８０によって駆動制御されている。
【００５６】
ハイブリッド用電子制御ユニット８０は、ＣＰＵ８２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、ＣＰＵ８２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ８４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ８６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８０には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの検出信号やモータＭＧ１およびＭＧ２に取り付けられた回転位置センサからの各ロータの回転位置，クランクシャフト２４や駆動軸２６，回転軸２８に取り付けられた回転数センサ２５，２７，２９からの各軸の回転数Ｎｅ，Ｎｐ，Ｎｍ，インバータ３８やインバータ４８内に取り付けられた電流センサからのモータＭＧ１およびモータＭＧ２の相電流，主バッテリ６０の出力端子に接続された電流センサ６１からの主バッテリ６０の充放電電流ｉ１，同じく主バッテリ６０の出力端子に接続された電圧センサ６２からの主バッテリ６０の端子間電圧Ｖ１，補機用バッテリ７０の出力端子に接続された電流センサ７１からの補機用バッテリ７０の充放電電流ｉ２，同じく補機用バッテリ７０の出力端子に接続された電圧センサ７２からの補機用バッテリ７０の端子間電圧Ｖ２，ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の電力ライン６４ａ，６４ｂ側の端子間に接続された電圧センサ７５からの電力ライン６４ａ，６４ｂ間のライン間電圧ＶＬ，シフトレバー９０の操作位置を検出するシフトポジションセンサ９１からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル９２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９３からのアクセル開度ＡＰ，ブレーキペダル９５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９５からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ９６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８０からは、エンジン２２の運転制御を行なうための運転制御信号やインバータ３８やインバータ４８へのスイッチング制御信号，接続切替機構５０のＯＤＣクラッチ５２やＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータへの駆動信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ７４への制御信号，補機７６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。
【００５７】
次に、こうして構成された実施例の動力出力装置２０の動作について説明する。まず、実施例の動力出力装置２０の基本的な運転制御について簡単に説明した後に、主バッテリ６０が充放電制限されている最中に接続切替機構５０による切り替えを行なう際の動作について詳述する。
【００５８】
実施例の動力出力装置２０では、基本的には、ＯＤＣクラッチ５２を開放状態とすると共にＵＤＣクラッチ５４を結合状態として主バッテリ６０の充放電を伴いながらエンジン２２からの動力を駆動軸２６に出力するアンダードライブモード（以下、ＵＤモードという）と、ＯＤＣクラッチ５２を結合状態とすると共にＵＤＣクラッチ５４を開放状態として主バッテリ６０の充放電を伴いながらエンジン２２からの動力を駆動軸２６に出力するオーバードライブモード（以下、ＯＤモードという）とを切り替えながら動力を出力する。こうした基本的な運転制御は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により図２に例示する運転制御ルーチンを実行することにより行なわれる。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。
【００５９】
運転制御ルーチンが実行されると、まず、アクセルペダルポジションセンサ９３からのアクセル開度ＡＰや車速センサ９６からの車速Ｖ，回転数センサ２５，２７，２９からの回転数Ｎｅ，Ｎｐ，Ｎｍなどを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。そして、読み込んだアクセル開度ＡＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｐと要求パワーＰｐとを計算する（ステップＳ１０２）。実施例では、要求トルクＴｐは、アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクＴｐとの関係を設定してマップとして予めＲＯＭ８４に記憶しておき、アクセル開度ＡＰ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Ｔｐを導出するものとした。アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクＴｐとの関係を示すマップの一例を図３に示す。要求パワーＰｐは、こうして導出した要求トルクＴｐに駆動軸２６の回転数Ｎｐを乗じることにより計算する。
【００６０】
続いて、主バッテリ６０の充放電量Ｐｂや補機消費パワーＰｈを算出する（ステップＳ１０４）。実施例では、主バッテリ６０の充放電量Ｐｂは、そのＳＯＣなどに基づいて図示しない充放電量設定処理により設定されるものを読み込むものとし、補機消費パワーＰｈは、駆動している補機７６の状態に基づいて補機消費パワー計算処理により計算されたものを読み込むものとした。
【００６１】
次に、エンジン２２の目標出力Ｐｅ＊を要求パワーＰｐにモータＭＧ１やモータＭＧ２による損失（ＬＭ）と充放電量Ｐｂと補機消費パワーＰｈとを加えたもの（Ｐｅ＊＝Ｐｐ＋ＬＭ＋Ｐｂ＋Ｐｈ）として計算すると共に（ステップＳ１０６）、エンジン２２の最適動作ラインと目標出力Ｐｅ＊とからエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを算出し（ステップＳ１０８）、算出した目標出力Ｐｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が運転されるよう制御する（ステップＳ１１０）。図４にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す。図中、曲線Ａは出力を変えたときにエンジン２２が効率よく運転できる運転ポイントを結んだエンジン最適動作ラインであり、曲線Ｂはエンジン２２から目標出力Ｐｅ＊を出力可能な運転ポイントを結んだ出力一定曲線である。図示する目標出力Ｐｅ＊の出力一定曲線とエンジン最適動作ラインとの交点である運転ポイントＤ１でエンジン２２を運転すれば、エンジン２２から目標出力Ｐｅ＊を効率よく出力することができる。したがって、この運転ポイントＤ１の回転数とトルクを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定することができる。実施例では、実験などにより目標出力Ｐｅ＊とエンジン最適動作ラインの交点における運転ポイントの回転数とトルクとを求めてマップとして予めＲＯＭ８４に記憶しておき、目標出力Ｐｅ＊が与えられると記憶したマップから対応する回転数とトルクとを導出して目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とし、これを用いてエンジン２２を運転制御するのである。エンジン２２の運転制御は、吸入空気量制御や燃料噴射量制御，点火制御，バルブタイミング制御などによって行なわれる。
【００６２】
そして、現在の運転モードを調べ（ステップＳ１１２）、ＵＤモードのときには、次式（１）および式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２とを計算してモータＭＧ１を駆動制御し（ステップＳ１１４）、ＯＤモードのときには、次式（３）および式（４）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２とを計算してモータＭＧ１を駆動制御して（ステップＳ１１６）、本ルーチンを終了する。式（１）ないし式（４）中、ｋｐは比例制御係数であり、ｋｉは積分制御係数である。
【００６３】
【数１】
Ｔｍ１＝（Ｎｅ＊−Ｎｅ）・ｋｐ＋∫（Ｎｅ＊−Ｎｅ）ｄｔ・ｋｉ （１）
Ｔｍ２＝Ｔｐ−Ｔｍ１ （２）
Ｔｍ１＝Ｔｐ （３）
Ｔｍ２＝（Ｎｅ＊−Ｎｅ）・ｋｐ＋∫（Ｎｅ＊−Ｎｅ）ｄｔ・ｋｉ＋Ｔｐ−Ｔｅ （４）
【００６４】
図５にエンジン２２の運転ポイントと駆動軸２６の駆動状態との一例を示す。駆動軸２６は、同じ要求パワーＰｐによって回転駆動していても車両の走行速度によってエンジン２２の回転数Ｎｅより小さな回転数Ｎｐ１で駆動する駆動ポイントＣ１となったりエンジン２２の回転数Ｎｅより大きな回転数Ｎｐ２で駆動する駆動ポイントＣ２となったりする。駆動軸２６を駆動ポイントＣ１で駆動するときを考えると、Ｎｐ＜Ｎｅであるから、モータＭＧ１は発電機として駆動制御され、モータＭＧ２は電動機として駆動制御される。このとき、モータＭＧ２をクランクシャフト２４に接続するＯＤモードとして運転すると、モータＭＧ２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電し、その発電電力をモータＭＧ２に供給するというエネルギ循環が生じ、エネルギ損失が大きくなる。これに対してモータＭＧ２を駆動軸２６に接続するＵＤモードとして運転すれば、こうしたエネルギ循環は生じない。したがって、駆動軸２６の回転数Ｎｐがエンジン２２の回転数Ｎｅより小さいときには、ＵＤモードとして運転する方がエネルギ効率が高くなる。次に、駆動軸２６を駆動ポイントＣ２で駆動するときを考えると、Ｎｅ＜Ｎｐであるから、モータＭＧ１は電動機として駆動制御され、モータＭＧ２は発電機として駆動制御される。このとき、モータＭＧ２を駆動軸２６に接続するＵＤモードとして運転すると、モータＭＧ１からの動力を用いてモータＭＧ２で発電し、その発電電力をモータＭＧ１に供給するというエネルギ循環が生じ、エネルギ損失が大きくなる。これに対してモータＭＧ２をクランクシャフト２４に接続するＯＤモードとして運転すれば、こうしたエネルギ循環は生じない。したがって、駆動軸２６の回転数Ｎｐがエンジン２２の回転数Ｎｅより大きいときには、ＯＤモードとして運転する方がエネルギ効率が高くなる。こうしたエネルギ効率を考慮すると、駆動軸２６の駆動ポイントがエンジン最適動作ライン近傍になったときにＵＤモードとＯＤモードとを切り替えるのが望ましい。出願人は、本明細書の従来の技術の欄でも説明したように、特願平９−８７７２９号でこうしたＵＤモードとＯＤモードの切り替えの制御について説明している。
【００６５】
次に、主バッテリ６０が充放電制限されているときにＵＤモードとＯＤモードとを切り替える処理について説明する。この処理には、主バッテリ６０の充放電が禁止される充放電禁止制限の際の処理と、主バッテリ６０の充電が禁止される充電禁止制限の際に処理と、主バッテリ６０の放電が禁止される放電禁止制限の際の処理とが含まれる。以下、主バッテリ６０の充放電禁止制限の際の処理として４種類、主バッテリ６０の充電禁止制限の際の処理として２種類、主バッテリ６０の放電禁止制限の際の処理として２種類の計８種類の処理を順に説明する。
【００６６】
（１）充放電禁止制限の際の処理１
図６は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行される。ここで、切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定される。
【００６７】
このバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット８０のＣＰＵ８２は、まず、回転数センサ２５および回転数センサ２７からのエンジン２２の回転数Ｎｅおよび駆動軸２６の回転数Ｎｐやエンジン２２のトルクＴｅおよび駆動軸２６のトルクＴｐを入力し（ステップＳ２００）、エンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとが一致するのを待つ処理を実行する（ステップＳ２０２）。エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐには、実施例では目標トルクＴｅ＊と要求トルクＴｐとを用いた。回転数Ｎｅと回転数Ｎｐをとが一致するのを待つ処理は、ＵＤモードからＯＤモードへ切り替えるときにはＮｐ＜Ｎｅの状態からＮｐ＝Ｎｅとなるのを持つ処理となり、ＯＤモードからＵＤモードへ切り替えるときにはＮｅ＜Ｎｐの状態からＮｅ＝Ｎｐとなるのを持つ処理となる。図７の説明図では、駆動軸２６の駆動ポイントがＤ２になるのを待つ処理である。なお、エンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとが一致したときにこの切替制御ルーチンを実行するものとすれば、このステップＳ２００およびＳ２０２の処理は不要である。
【００６８】
エンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとが一致すると、ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とを共に結合状態としてエンジン２２のクランクシャフト２４と駆動軸２６とを直結状態となるようＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータを駆動する（ステップＳ２０４）。そして、エンジン２２のトルクＴｅが駆動軸２６のトルクＴｐとなるよう、即ち要求パワーＰｐを出力するようエンジン２２を運転制御すると共に（ステップＳ２０６）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２に値０を設定してモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御し（ステップＳ２０８）、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４を作動停止する（ステップＳ２１０）。こうした制御により、エンジン２２から出力される要求パワーＰｐのすべてを駆動軸２６に出力することができ、モータＭＧ１およびモータＭＧ２を停止状態とすると共にＤＣ／ＤＣコンバータ７４を作動停止することによって主バッテリ６０の充放電を防止することができる。
【００６９】
こうした制御を行ないながらＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とによりクランクシャフト２４と駆動軸２６とが完全に直結状態となるのを待って（ステップＳ２１２）、ＯＤＣクラッチ５２またはＵＤＣクラッチ５４の一方を開放状態とする（ステップＳ２１４）。この処理は、ＵＤモードからＯＤモードへ切り替えるときにはＵＤＣクラッチ５４を開放状態とする処理となり、ＯＤモードからＵＤモードへ切り替えるときにはＯＤＣクラッチ５２を開放状態とする処理になる。そして、エンジン２２がアクセル開度ＡＰと車速Ｖとに基づいて決定される目標出力Ｐｅ＊に基づく運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイント）で運転されるようエンジン２２の運転制御を復帰すると共に（ステップＳ２１６）、ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御し（ステップＳ２１８）、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を再開して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御する処理は、ＵＤモードからＯＤモードへ切り替えるときには上述の式（３）および式（４）により計算されるＯＤモードのトルク指令Ｔｍ１およびトルク指令Ｔｍ２によりモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御し、ＯＤモードからＵＤモードへ切り替えるときには上述の式（１）および式（２）により計算されるＵＤモードのトルク指令Ｔｍ１およびトルク指令Ｔｍ２によりモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する処理となる。
【００７０】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１によれば、主バッテリ６０の充放電無しに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００７１】
（２）充放電禁止制限の際の処理２
図８は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述した。
【００７２】
このバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット８０のＣＰＵ８２は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅ，トルクＴｅおよび駆動軸２６の回転数Ｎｐ，トルクＴｐを入力し（ステップＳ３００）、エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐとが一致するのを待つ処理を実行する（ステップＳ３０２）。ここで、エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐには目標トルクＴｅ＊と要求トルクＴｐとを用いることについても上述した。トルクＴｅとトルクＴｐとが一致するのを待つ処理は、ＵＤモードからＯＤモードへ切り替えるときにはＴｅ＜Ｔｐの状態からＴｅ＝Ｔｐとなるのを持つ処理となり、ＯＤモードからＵＤモードへ切り替えるときにはＴｐ＜Ｔｅの状態からＴｐ＝Ｔｅとなるのを持つ処理となる。図９の説明図では、駆動軸２６の駆動ポイントがＤ３になるのを待つ処理である。なお、エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐとが一致したときにこの切替制御ルーチンを実行するものとすれば、このステップＳ３００およびＳ３０２の処理は不要である。
【００７３】
エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐとが一致すると、ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とを共に開放状態としてモータＭＧ２がクランクシャフト２４とも駆動軸２６とも接続されていない状態とするようＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータを駆動する（ステップＳ３０４）。完全に開放状態となったのを確認すると（ステップＳ３０６）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍがエンジン２２の回転数Ｎｅと一致するよう次式（５）で計算されるトルク指令によりモータＭＧ１を駆動制御すると共に（ステップＳ３０８）、主バッテリ６０が充放電されないようにＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御する（ステップＳ３１０）。図９に示すように、エンジン２２のトルクＴｅと駆動軸２６のトルクＴｐとが一致するときには、エンジン２２はポイントＤ１で駆動軸２６はポイントＤ３で運転され、モータＭＧ１はエンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとの回転数差（Ｎｅ−Ｎｐ）に基づいて発電し、モータＭＧ２は値０のトルク指令Ｔｍ２で制御される。主バッテリ６０の充放電がないものとして考えると、モータＭＧ１で発電した電力はモータＭＧ２による損失と補機消費パワーＰｈとして使用される。一方、ステップＳ３０８でモータＭＧ２の回転数Ｎｍがエンジン２２の回転数ＮｅになるようモータＭＧ２は駆動制御されるから、そのための電力が必要になり、この電力はＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御により賄われる。即ち、補機用バッテリ７０の電圧を昇圧して電力ライン６４ａ，６４ｂに給電するようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御するのである。なお、このＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御は、主バッテリ６０の出力端子に接続された電流センサ６１により検出される充放電電流ｉ１が値０となるように行なわれる。この制御については周知なのでこれ以上の説明は省略する。
【００７４】
モータＭＧ２の回転数Ｎｍがエンジン２２の回転数Ｎｅに一致すると（ステップＳ３１２）、ＯＤＣクラッチ５２またはＵＤＣクラッチ５４の一方を結合状態とする（ステップＳ３１４）。この処理は、ＵＤモードからＯＤモードへ切り替えるときにはＯＤＣクラッチ５２を結合状態とする処理となり、ＯＤモードからＵＤモードへ切り替えるときにはＵＤＣクラッチ５４を結合状態とする処理になる。そして、ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御し（ステップＳ３１６）、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御を通常制御に戻して（ステップＳ３１８）、本ルーチンを終了する。ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御する処理については上述した。
【００７５】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２でも、主バッテリ６０の充放電無しに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００７６】
図８に例示するバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２では、ステップＳ３０８のモータＭＧ２のモータトルク制御によりモータＭＧ２で必要な電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７４による電力ライン６４ａ，６４ｂへの給電で賄うようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御したが、モータＭＧ２で消費する電力に見合う分だけエンジン２２からの出力を増加するようエンジン２２を制御するものとしてもよい。この場合、エンジン２２のトルクＴｅはそのまま駆動軸２６のトルクＴｐとなるから、エンジン２２の出力の増加は回転数Ｎｅの増加によって行なう。そして、ステップＳ３１４の処理でＯＤＣクラッチ５２またはＵＤＣクラッチ５４の一方を結合した後に、ステップＳ３１６のＵＤモードおよびＯＤモードによるモータトルク制御に加えて目標出力Ｐｅ＊に基づくエンジン２２の運転制御の復帰を行なう。こうしても、主バッテリ６０の充放電無しに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００７７】
（３）充放電禁止制限の際の処理３
図１０は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述のとおりである。
【００７８】
このバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット８０のＣＰＵ８２は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅ，トルクＴｅおよび駆動軸２６の回転数Ｎｐ，トルクＴｐを入力し（ステップＳ４００）、目標出力Ｐｅ＊が要求パワーＰｐに一致すると共にその運転ポイントが駆動軸２６の駆動ポイントと同一となるようエンジン２２を運転制御する（ステップＳ４０２）。即ち、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を駆動軸２６の回転数ＮｐとトルクＴｐとに一致させるよう制御するのである。そして、ＵＤモードまたはＯＤモードのうち現在のモードにおけるトルク指令を用いてモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御すると共に（ステップＳ４０４）、主バッテリ６０が充放電されないようにＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御し（ステップＳ４０６）、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅが駆動軸２６の回転数ＮｐとトルクＴｐに一致するのを待つ（ステップＳ４０８）。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４は、エンジン２２を要求パワーＰｐに等しい目標出力Ｐｅ＊として運転制御することに伴って生じるパワー不足（モータ駆動に必要な電力やモータ損失ＬＭ）を補うため、補機用バッテリ７０の出力端子の電圧を昇圧して電力ライン６４ａ，６４ｂに給電するよう制御される。このときの制御は、主バッテリ６０が充放電されないよう電流センサ６１により検出される充放電電流ｉ１が値０となるよう行なわれる。
【００７９】
バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３では、このようにエンジン２２の運転ポイントを駆動軸２６の駆動ポイントに一致させるため、ＵＤモードとＯＤモードとの切り替えは基本的にはどの駆動ポイントでも行なうことができる。しかし、装置全体の効率を考慮すれば、エンジン最適動作ライン近傍であることが望ましく、図１１に例示するように、駆動軸２６がエンジン２２と同じ回転数で駆動する駆動ポイントＤ２で切り替えたり、駆動軸２６がエンジン２２と同じトルク駆動する駆動ポイントＤ３で切り替えたり、駆動軸２６がエンジン最適動作ライン上の駆動ポイントで駆動する駆動ポイントＤ０で切り替えるのが好ましい。もとより。要求パワーＰｐの出力一定曲線Ｃ上の駆動ポイントＤ２ないし駆動ポイントＤ３における如何なる駆動ポイントで切り替えるものとしてもよい。
【００８０】
エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅが駆動軸２６の回転数ＮｐとトルクＴｐに一致すると、ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とを共に結合状態としてエンジン２２のクランクシャフト２４と駆動軸２６とを直結状態となるようＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータを駆動し（ステップＳ４１０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２に値０を設定してモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御し（ステップＳ４１２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４を作動停止する（ステップＳ４１４）。こうした制御により、エンジン２２から出力される要求パワーＰｐのすべてを駆動軸２６に出力することができ、モータＭＧ１およびモータＭＧ２を停止状態とすると共にＤＣ／ＤＣコンバータ７４を作動停止することによって主バッテリ６０の充放電を防止することができる。
【００８１】
こうした処理以降のステップＳ４１６ないしステップＳ４２４の処理は、図６に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１のステップＳ２１２ないしステップＳ２２０の処理と同一であり、上述したからここでの説明は省略する。
【００８２】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３でも、主バッテリ６０の充放電無しに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００８３】
（４）充放電禁止制限の際の処理４
図１２は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン４の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述のとおりである。
【００８４】
このバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン４のステップＳ５００ないしステップＳ５０８の処理は、図１０に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３のステップＳ４００ないしステップＳ４０８の処理と同一の処理であるから、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅが駆動軸２６の回転数ＮｐとトルクＴｐに一致すると、ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とを共に開放状態としてモータＭＧ２がクランクシャフト２４とも駆動軸２６とも接続されていない状態とするようＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータを駆動し（ステップＳ５１０）、上述の式（１）で計算されるトルク指令Ｔｍ１を用いてエンジン２２のトルクＴｅが駆動軸２６に出力されるようモータＭＧ１を駆動制御すると共に値０のトルク指令Ｔｍ２を用いてモータＭＧ２を駆動制御する（ステップＳ５１２）。このとき、モータＭＧ１の駆動に伴って電力が消費されるが、この電力は主バッテリ６０が充放電されないようＤＣ／ＤＣコンバータ７４が制御されることにより補機用バッテリ７０側からの電力ライン６４ａ，６４ｂへの給電により賄われる。
【００８６】
ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とが完全に開放状態になったのを確認すると（ステップＳ５１４）、ＯＤＣクラッチ５２またはＵＤＣクラッチ５４の一方を結合状態とし（ステップＳ５１６）、エンジン２２を目標出力Ｐｅ＊に基づく運転制御に復帰させると共に（ステップＳ５１８）、ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御し（ステップＳ５２０）、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御を通常制御に戻して（ステップＳ５２２）、本ルーチンを終了する。
【００８７】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン４でも、主バッテリ６０の充放電無しに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００８８】
上述したように、実施例の動力出力装置２０では、主バッテリ６０が充放電禁止制限されているときには、上述した４種類の処理によりＵＤモードとＯＤモードとの切り替えが可能であるが、そのいずれを用いるかについては、補機用バッテリ７０の状態や補機７６の状態など種々の状態に基づいて決定すればよい。
【００８９】
（５）充電禁止制限の際の処理１
図１３は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述のとおりである。
【００９０】
図１３に例示するバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１は、図１０に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３と比較して、ステップＳ４０６の主バッテリ６０が充放電されないようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御する処理と、ステップＳ４１４のＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を停止する処理と、ステップＳ４２４のＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を再開する処理とを除いて同一である。バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３のステップＳ４０６では、モータＭＧ１やモータＭＧ２で消費される電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７４による電力ライン６４ａ，６４ｂへの給電により補機用バッテリ７０側から賄うためにＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御したが、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１では、主バッテリ６０の充電は禁止されるが放電は禁止されないから、モータＭＧ１やモータＭＧ２で消費される電力は主バッテリ６０の放電により賄うことができる。この結果、主バッテリ６０の充電禁止制限では、主バッテリ６０が充放電されないようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御するステップＳ４０６は不要となる。また、バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３のステップＳ４１４では、ＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４を共に結合状態としたときにはエンジン２２からの動力はそのまま駆動軸２６に出力されるから、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４を作動停止しないと補機消費パワーＰｈ分だけ主バッテリ６０から放電されてしまうのを防止するためにＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を停止したが、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１では、上述したように主バッテリ６０からの放電は許容されるから、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を停止する必要がないのでステップＳ４１４も不要となる。このように、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１では主バッテリ６０からの放電が許容されるためにステップＳ４０６もステップＳ４１４も不要であるから、バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３のステップＳ４２４のＤＣ／ＤＣコンバータ７４の作動を再開する処理も不要となる。
【００９１】
以上の説明から解るように、図１３のバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１は、主バッテリ６０の放電が許容される結果、図１０のバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御が不要になったものである。したがって、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１のこれ以上の説明はバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３の説明と重複するから省略する。
【００９２】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１では、主バッテリ６０の充電なしに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００９３】
（６）充電禁止制限の際の処理２
図１４は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述のとおりである。
【００９４】
図１４に例示するバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２は、図８に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２と比較して、ステップＳ３１０の主バッテリ６０が充放電されないようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御する処理とステップＳ３１８のＤＣ／ＤＣコンバータ７４を通常制御に戻す処理とを除いて同一である。バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２のステップＳ３１０では、モータＭＧ２の駆動に必要な電力を補機用バッテリ７０側から賄うためにＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御したが、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２では、主バッテリ６０の充電は禁止されるが放電は禁止されないから、モータＭＧ２で消費される電力は主バッテリ６０の放電により賄うことができる。この結果、主バッテリ６０の充電禁止制限では、主バッテリ６０が充放電されないようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御するステップＳ３１０は不要となる。このようにバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２では主バッテリ６０からの放電が許容されるためにステップＳ３１０のＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御は不要であるから、バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２のステップＳ３１８のＤＣ／ＤＣコンバータ７４を通常制御に戻す処理も不要となる。
【００９５】
以上の説明から解るように、図１４のバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２は、主バッテリ６０の放電が許容される結果、図８のバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御が不要になったものである。したがって、バッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２のこれ以上の説明はバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２の説明と重複するから省略する。
【００９６】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２では、主バッテリ６０の充電なしに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【００９７】
上述したように、実施例の動力出力装置２０では、主バッテリ６０が充電禁止制限されているときには、上述した２種類の処理によりＵＤモードとＯＤモードとの切り替えが可能であるが、そのいずれを用いるかについては、駆動軸２６の駆動状態や補機用バッテリ７０の状態や補機７６の状態など種々の状態に基づいて決定すればよい。また、主バッテリ６０が充電禁止制限されているときには、上述した主バッテリ６０が充放電禁止制限されているときの４種類の処理のいずれかを行なうものとしてもよいのは勿論である。
【００９８】
（７）放電禁止制限の際の処理１
図１５は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。このルーチンが駆動軸２６の駆動ポイントが切替領域近傍になったときに実行されることや切替領域は図５に示すエンジン最適動作ライン（曲線Ａ）の近傍に設定されるのは上述のとおりである。
【００９９】
このバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット８０のＣＰＵ８２は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅ，トルクＴｅおよび駆動軸２６の回転数Ｎｐ，トルクＴｐを入力し（ステップＳ８００）、エンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとが一致するのを待つ処理を実行する（ステップＳ２０２）。この処理は、図６に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１のステップＳ２００およびステップＳ２０２の処理と同一である。エンジン２２の回転数Ｎｅと駆動軸２６の回転数Ｎｐとが一致すると、ＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とを共に結合状態としてエンジン２２のクランクシャフト２４と駆動軸２６とを直結状態となるようＯＤＣクラッチ５２およびＵＤＣクラッチ５４のアクチュエータを駆動し（ステップＳ８０４）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１に値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２にトルクＴｅとトルクＴｐとの偏差（Ｔｅ−Ｔｐ）を設定してモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する（ステップＳ８０６）。エンジン２２は駆動軸２６に直結されるがその制御は変更されていないから、要求トルクＴｐより大きなエンジン２２のトルクＴｅがそのまま駆動軸２６に出力される。したがって、ステップＳ８０６の処理は、駆動軸２６に要求トルクＴｐが出力されるようモータＭＧ２を発電機として駆動する処理となる。このとき、モータＭＧ２の制御により発電電力が生じるが、この電力は主バッテリ６０の充電により処理される。主バッテリ６０の放電禁止制限では、主バッテリ６０の放電は禁止されるが充電は許容されるからである。
【０１００】
この場合、図１５のバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１に示すように、主バッテリ６０の充放電電流ｉ１により充電過多か否かを判定し（ステップＳ８０８）、充電過多の場合は、主バッテリ６０が充電過多にならないようエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を変更してエンジン２２を運転制御する（ステップＳ８１０）。なお、充電過多か否かは、主バッテリ６０の性能や状態などにより決められるものである。
【０１０１】
こうした制御を行ないながらＯＤＣクラッチ５２とＵＤＣクラッチ５４とによりクランクシャフト２４と駆動軸２６とが完全に直結状態となるのを確認すると（ステップＳ８１２）、ＯＤＣクラッチ５２またはＵＤＣクラッチ５４の一方を開放状態とし（ステップＳ８１４）、エンジン２２を目標出力Ｐｅ＊に基づく運転制御に復帰させると共に（ステップＳ８１６）、ＵＤモードまたはＯＤモードでモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御して（ステップＳ８１８）、本ルーチンを終了する。
【０１０２】
以上説明した動力出力装置２０のハイブリッド用電子制御ユニット８０に実行されるバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１によれば、主バッテリ６０の充電なしに駆動軸２６に要求トルクＴｐを出力しながらＵＤモードとＯＤモードとを切り替えることができる。
【０１０３】
図１５に例示するバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１では、エンジン２２と駆動軸２６とを直結状態とすると共に要求トルクＴｐを駆動軸２６に出力するためにモータＭＧ２を発電機として駆動したときに、主バッテリ６０の充電が充電過多になるときにはエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を調節するものとしたが、主バッテリ６０の充電が充電過多になるときには、その分だけ補機用バッテリ７０側への給電量が多くなるようＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御するものとしてもよい。
【０１０４】
（８）放電禁止制限の際の処理２
図１６は、ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図８に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２と同一である。したがって、このルーチンの詳細な説明は省略する。なお、図８に例示したバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２の変形例として説明したように、モータＭＧ２で必要な電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御により補機用バッテリ７０側からの給電で賄うものに代えて、モータＭＧ２で消費する電力に見合う分だけエンジン２２からの出力を増加するようエンジン２２を制御するものとしてもよい。
【０１０５】
上述したように、実施例の動力出力装置２０では、主バッテリ６０が放電禁止制限されているときには、上述した２種類の処理によりＵＤモードとＯＤモードとの切り替えが可能であるが、そのいずれを用いるかについては、駆動軸２６の駆動状態や補機用バッテリ７０の状態や補機７６の状態など種々の状態に基づいて決定すればよい。また、主バッテリ６０が放電禁止制限されているときには、上述した主バッテリ６０が充放電禁止制限されているときの４種類の処理のいずれかを行なうものとしてもよいのは勿論である。
【０１０６】
実施例の動力出力装置２０では、クランクシャフト２４と駆動軸２６とをインナロータ３２とアウタロータ３６とからなるモータＭＧ１により接続し、モータＭＧ１の電磁気的な作用によりクランクシャフト２４の動力を電力の入出力を伴って駆動軸２６に伝達するものとしたが、プラネタリギヤなどの３軸式動力入出力機構の２軸にクランクシャフト２４と駆動軸２６とを接続すると共に残余の軸に発電可能な電動機を接続し、電動機による電力の入出力を伴ってクランクシャフト２４の動力を駆動軸２６に伝達するものとしてもよい。変形例の動力出力装置１２０の構成の概略を図１７に示す。変形例の動力出力装置１２０は、図示するように、エンジン１２２と、エンジン１２２のクランクシャフト１２４にキャリアが接続されると共に駆動輪に接続された駆動軸１２６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ１３０と、プラネタリギヤ１３０のサンギヤ軸１３２に接続された発電可能なモータＭＧ１と、ＯＤＣクラッチ１５２を介してクランクシャフト１２４に接続されると共にＵＤＣクラッチ１５４を介して駆動軸１２６に接続される発電可能なモータＭＧ２とを備える。プラネタリギヤ１３０は、サンギヤとリングギヤとキャリアとを回転要素として差動作用を行ない、２軸を独立に駆動することができるから、実施例の動力出力装置２０と同様に、駆動軸１２６の駆動ポイントとエンジン１２２の運転ポイントを自由に設定して動力を出力することができる。このことから、プラネタリギヤ１３０とサンギヤ軸１３２に接続されたモータＭＧ１は、実施例の動力出力装置２０におけるモータＭＧ１と同様に機能することができることが解る。したがって、上述した主バッテリが充放電制限されているときのＵＤモードとＯＤモードとの各切替制御は、この変形例の動力出力装置１２０でも適用することができる。切替ポイントとモータトルク制御については、プラネタリギヤ１３０のギヤ比を考慮する必要がある。
【０１０７】
以上説明した実施例の動力出力装置２０では、動力出力装置２０を車両に搭載するものとしたが、車両以外の移動体、例えば船舶や航空機などに搭載するものとしてもよく、また、建設機械などの移動体以外の動力源として用いるものとしてもよい。
【０１０８】
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、例えば、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車載された動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行される運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクＴｐとの関係としてのマップの一例を示す説明図である。
【図４】エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を説明する説明図である。
【図５】エンジン２２の運転ポイントと駆動軸２６の駆動状態とを説明する説明図である。
【図６】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。
【図７】バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン１における切替ポイントを説明する説明図である。
【図８】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。
【図９】バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン２における切替ポイントを説明する説明図である。
【図１０】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３の一例を示すフローチャートである。
【図１１】バッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン３における切替ポイントを説明する説明図である。
【図１２】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充放電禁止時切替制御ルーチン４の一例を示すフローチャートである。
【図１３】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。
【図１４】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ充電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。
【図１５】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン１の一例を示すフローチャートである。
【図１６】ハイブリッド用電子制御ユニット８０により実行されるバッテリ放電禁止時切替制御ルーチン２の一例を示すフローチャートである。
【図１７】変形例の動力出力装置１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０ 動力出力装置、２２ エンジン、２４ クランクシャフト、２５，２７，２９ 回転数センサ、２６ 駆動軸、２８ 回転軸、３２ インナロータ、３４ ステータ、３６ アウタロータ、３８ インバータ、４２ ロータ、４４ ステータ、４６ ケース、４８ インバータ、５０ 接続切替機構、５２ ＯＤＣクラッチ、５４ ＵＤＣクラッチ、５６，５７ ギヤ、５８ ディファレンシャルギヤ、５９ａ，５９ｂ 駆動輪、６０ 主バッテリ、６１ 電流センサ、６２ 電圧センサ、６４ａ，６４ｂ 電力ライン、７０ 補機用バッテリ、７１ 電流センサ、７２ 電圧センサ、７４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７５ 電圧センサ、７６ 補機、８０ ハイブリッド用電子制御ユニット、８２ ＣＰＵ、８４ＲＯＭ、８６ ＲＡＭ、９０ シフトレバー、９１ シフトポジションセンサ、９２ アクセルペダル、９３ アクセルペダルポジションセンサ、９４ ブレーキペダル、９５ ブレーキペダルポジションセンサ、９６ 車速センサ、１２０ 動力出力装置、１２２ エンジン、１２４ クランクシャフト、１２６ 駆動軸、１２８ 回転軸、１３０ プラネタリギヤ、１３２ サンギヤ軸、１５２ＯＤＣクラッチ、１５４ ＵＤＣクラッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
Claims (3)
- 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に接続され、該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、
該動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な二次電池と、
該二次電池および前記動力伝達電力変換手段と電力のやり取りが可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続および接続の解除を行なう第２接続解除手段と、
前記出力軸の運転状態を検出する出力軸状態検出手段と、
前記駆動軸の運転状態を検出する駆動軸状態検出手段と、
前記二次電池の充放電が禁止されている最中に前記第１接続解除手段が接続解除状態であり前記第２接続解除手段が接続状態である第１の状態から該第１接続解除手段が接続状態であり前記第２接続解除手段が接続解除状態である第２の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき又は前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるよう切替指示がなされたとき、前記検出される駆動軸の運転状態における回転数と前記検出される出力軸の運転状態における回転数とが略一致したときに前記第１接続解除手段と前記第２接続解除手段とが共に接続状態となる直結状態を経由して前記第１の状態と前記第２の状態との切替が行なわれるよう該第１接続解除手段と該第２接続解除手段とを駆動制御し、前記直結状態のときには前記内燃機関から出力される動力が前記駆動軸に出力すべき動力に略同一となるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記動力伝達電力変換手段による電力と動力の変換が行なわれないよう該動力伝達電力変換手段を駆動制御し、かつ、前記電動機から動力が入出力されないよう該電動機を駆動制御する制限時切替制御手段と、
を備える動力出力装置。 - 前記動力伝達電力変換手段は、前記出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの相対的な回転に対する電磁気的な作用によりトルクの伝達と動力と電力との変換が可能な対ロータ電動機である請求項１記載の動力出力装置。
- 前記動力伝達電力変換手段は、前記出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸の内のいずれか２軸に入出力される動力を決定したときに該決定された動力に基づいて残余の軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機とからなる手段である請求項１記載の動力出力装置。
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