JP4270195B2 - 動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載し車軸に前記駆動軸が接続されて走行する車両並びに動力出力装置の制御方法に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンのクランクシャフトに接続されたプラネタリギヤの他の回転要素に発電機と電動機とが接続されると共に発電機と電動機のインバータにリレーを介してバッテリが接続されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、バッテリに故障が生じると、リレーをオフしてインバータからバッテリを遮断し、エンジンが目標回転数で運転するようフィードバック制御すると共にエンジンの運転に伴って発電機により生じた逆起電力を電動機により消費して発電機の発電量と電動機の電力消費量とをバランスさせることによりバッテリを用いずに駆動軸に動力を出力することができるとしている。
特開２００３−２０４６０６号公報

上述した動力出力装置では、バッテリに故障が生じたときにはリレーをオフしてバッテリを用いずに駆動軸に動力を出力することができるが、装置が備える補機の電力消費や指令値に対して発電機や電動機から出力されるトルクのズレなどから発電機と電動機との電力バランスが崩れると、発電機や電動機のインバータの電力母線間に接続されたコンデンサなどの蓄電回路に高電圧が作用したり蓄電回路の電圧が低下し過ぎて発電機や電動機を駆動することができなくなる場合が生じる。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、二次電池などの蓄電手段が遮断されたときでも駆動回路の電力母線間に接続された蓄電回路の電圧を適正な電圧に保持して電力動力入出力手段や電動機を適正に駆動できるようにすることを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、二次電池などの蓄電手段が遮断されたときでも運転者の駆動要求に対応することを目的の一つとする。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動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可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
充放電可能な蓄電手段と、
電力母線を共通とした前記電力動力入出力手段を駆動する駆動回路と前記電動機を駆動する駆動回路とに前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、
前記電力母線間に接続された蓄電回路と、
前記接続遮断手段により前記駆動回路から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記蓄電回路の電圧が所定の目標電圧に近づくと共に運転者による駆動要求に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する接続遮断時制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力出力装置では、電力母線を共通とした電力動力入出力手段（内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段）を駆動する駆動回路と電動機（駆動軸に動力を入出力可能な電動機）を駆動する駆動回路から蓄電手段が遮断されたとき、電力母線間に接続された蓄電回路の電圧が所定の目標電圧に近づくと共に運転者による駆動要求に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御する。したがって、蓄電手段が遮断されたときでも駆動回路の電力母線間に接続された蓄電回路の電圧を適正な電圧に保持するから、電力動力入出力手段と電動機とを適正に駆動することができる。この結果、運転者による駆動要求に対応することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記蓄電回路の電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記接続遮断時制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機から駆動力の入出力が許容される駆動力許容範囲を設定し、該設定した駆動力許容範囲内で前記駆動要求に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する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、前記接続遮断時制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧と前記目標電圧との偏差が打ち消される方向に前記駆動力許容範囲を設定して制御する手段であるものとすることもできるし、前記接続遮断時制御手段は、前記目標電圧に向けて時間の経過と共に徐々に変化するよう制御用目標電圧を設定し、該設定した制御用目標電圧と前記電圧検出手段により検出された電圧との偏差が打ち消されるよう前記駆動力許容範囲を設定して制御する手段であるものとすることもできる。後者の場合、前記接続遮断時制御手段は、所定時間毎に所定値ずつ前記制御用目標電圧を変更して制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電力動力入出力手段や電動機から出力される駆動力の急変を抑制することができる。更にこの場合、前記接続遮断時制御手段は、前記制御用目標電圧を増加させる際には所定時間毎に第１所定値ずつ増加させ、前記制御用目標電圧を減少させる際には所定時間毎に前記第１所定値よりも小さい第２所定値ずつ減少させて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、蓄電回路の電圧を上昇させる際にはその上昇を迅速に行なうことができると共に蓄電回路の電圧を下降させる際にはその下降を緩やかに行なうことができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記接続遮断時制御手段は、前記内燃機関が所定回転数で運転されるようフィードバック制御すると共に前記電力動力入出力手段から入出力する駆動力の制限を伴って前記駆動要求に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の応答遅れに起因して電力動力入出力手段からの駆動力の入出力により内燃機関の運転が不安定な状態となるのを抑制することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記接続遮断時制御手段は、前記電力動力入出力手段から入出力する駆動力を所定の上下限駆動力で制限して該電力動力入出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。これらの態様の本発明の動力出力装置において、前記接続遮断時制御手段は、なまし処理を用いて前記電力動力入出力手段から入出力する駆動力を設定して該電力動力入出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記蓄電回路の電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記接続遮断時制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧が閾値未満のときには前記駆動軸への動力の出力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、蓄電回路の電圧が低下したときに電力動力入出力手段や電動機が駆動されるのを回避することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、回転軸を有し、該回転軸の回転に伴って逆起電力が発生する手段であり、前記接続遮断時制御手段は、前記電力動力入出力手段の回転軸の回転数に基づいて前記閾値を変更する手段であるものとすることもできる。この場合、前記接続遮断時制御手段は、前記電力動力入出力手段の回転軸の回転数が小さいほど小さくなる傾向に前記閾値を変更する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電力動力入出力手段や電動機を駆動することができなくなる蓄電回路の電圧をより正確に判定することができる。

本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸と回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力され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、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に連結された第１の回転子と前記車軸に連結された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。

本発明の車両は、
上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動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可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、充放電可能な蓄電手段と、電力母線を共通とした前記電力動力入出力手段を駆動する駆動回路と前記電動機を駆動する駆動回路とに前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、前記電力母線間に接続された蓄電回路と、前記接続遮断手段により前記駆動回路から前記蓄電手段が遮断されたとき前記蓄電回路の電圧が所定の目標電圧に近づくと共に運転者による駆動要求に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する接続遮断時制御手段とを備える
ことを要旨とする。

この本発明の車両では、上述した各態様のいずれか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と同様の効果、例えば、蓄電手段が遮断されたときでも駆動回路の電力母線間に接続された蓄電回路の電圧を適正な電圧に保持して電力動力入出力手段と電動機とを適正に駆動することができる効果や運転者による駆動要求に対応することができる効果などを奏することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動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可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、充放電可能な蓄電手段と、電力母線を共通とした前記電力動力入出力手段を駆動する駆動回路と前記電動機を駆動する駆動回路とに前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、前記電力母線間に接続された蓄電回路と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記接続遮断手段により前記駆動回路から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記蓄電回路の電圧が所定の目標電圧に近づくと共に運転者による駆動要求に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御することを特徴とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、電力母線を共通とした電力動力入出力手段（内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段）を駆動する駆動回路と電動機（駆動軸に動力を入出力可能な電動機）を駆動する駆動回路から蓄電手段が遮断されたとき、電力母線間に接続された蓄電回路の電圧が所定の目標電圧に近づくと共に運転者による駆動要求に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御する。したがって、蓄電手段が遮断されたときでも駆動回路の電力母線間に接続された蓄電回路の電圧を適正な電圧に保持するから、電力動力入出力手段と電動機とを適正に駆動することができる。この結果、運転者による駆動要求に対応することができる。

こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、 前記蓄電回路の現在の電圧に基づいて前記電力動力入出力手段および前記電動機から駆動力の入出力が許容される駆動力許容範囲を設定し、該設定した駆動力許容範囲内で前記駆動要求に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御す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の制御方法において、前記蓄電回路の現在の電圧と前記目標電圧との偏差が打ち消される方向に前記駆動力許容範囲を設定して制御するものとすることもできる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２はモータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、直流電流を交流電流に変換してモータＭＧ１，ＭＧ２に供給可能なインバータ４１，４２と、バッテリ５０からの電力をその電圧を変換してインバータ４１，４２に供給可能な昇圧回路５５と、バッテリ５０と昇圧回路６６とに介在するシステムメインリレー５６と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、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、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、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。

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

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ４１，４２は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６とトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６とにより構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれインバータ４１，４２が電力ライン５４として共用する正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、正極母線１４ａと負極母線１４ｂとの間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２は、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとを共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。正極母線５４ａと負極母線５４ｂとには平滑用のコンデンサ５７が接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

昇圧回路５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２とリアクトルＬとにより構成されている。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれインバータ４１，４２の正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに接続されており、その接続点にリアクトルＬが接続されている。また、リアクトルＬと負極母線５４ｂとにはそれぞれバッテリ５０の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をオンオフ制御することによりバッテリ５０の直流電力をその電圧を昇圧してインバータ４１，４２に供給したり正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ５０を充電したりすることができる。なお、リアクトルＬと負極母線５４ｂとには平滑用のコンデンサ５７が接続されると共にＤＣ／ＤＣコンバータ６６を介して補機６８などの低圧系が接続されている。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５８からのコンデンサ電圧Ｖｃ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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、システムメインリレー５６への駆動信号や昇圧回路５５のスイッチング素子へのスイッチング制御信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

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

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、バッテリ５０に異常が生じるなどしてシステムメインリレー５６をオフしてインバータ４１，４２からバッテリ５０を遮断した状態で走行する際の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるバッテリ遮断時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、インバータ４１，４２からバッテリ５０が遮断されたときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

バッテリ遮断時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，電圧センサ５８からのコンデンサ電圧Ｖｃ，コンデンサ５７の制御用目標電圧Ｖｃ＊などの制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、通常はバッテリ５０から入出力することができる電力の上下限値を定めるものであるが、バッテリ５０が遮断されている状態を考えているから、いずれも値０に設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、コンデンサ５７の容量の範囲内で若干の幅を持たせるものとしてもよい。制御用目標電圧Ｖｃ＊は、制御用目標電圧設定処理により設定されＲＡＭ７６の所定領域に書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。制御用目標電圧設定処理については後述する。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。

続いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとに基づいて次式（１）によりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。ここで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、バッテリ５０を遮断した状態で走行する際にコンデンサ５７に作用させるべき電圧などを考慮して例えば２０００ｒｐｍなどのように定めることができる。式（１）は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（１）中、「ｋ１」は比例項のゲインを示し、「ｋ２」は積分項のゲインを示す。

Te*＝k1(Ne-Ne*)＋k2 ∫(Ne-Ne*)dt (1)

次に、ステップＳ１００で入力したコンデンサ５７の制御用目標電圧Ｖｃ＊と現在のコンデンサ電圧Ｖｃとに基づいて次式（２）により入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正値Ｗｓｅｔを設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定した補正値ＷｓｅｔをステップＳ１００で入力した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに加えたものをコンデンサ５７から入出力してもよい電力としての入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆに設定する（ステップＳ１４０）。ここで、式（２）は、コンデンサ電圧Ｖｃを制御用目標電圧Ｖｃ＊に一致させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、「ｋ３」は比例項のゲインを示し、「ｋ４」は積分項のゲインを示す。実施例では、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔにいずれも値０を設定しているから、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆにはいずれも補正値Ｗｓｅｔに相当する同一の値が設定されることになる。

Wset＝k3(Vc-Vc*)＋k4∫(Vc-Vc*)dt (2)

入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを設定すると、次式（３）および次式（４）を満たすモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限としての上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１を設定すると共に（ステップＳ１５０）、この式（４）と次式（５）とを満たすモータＭＧ１から出力すべき仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを設定する（ステップＳ１６０）。ここで、式（３）は、モータＭＧ１やモータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が下限トルクＴｒｍｉｎから上限トルクＴｒｍａｘの範囲内となる関係であり、式（４）は、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆの範囲内（実施例では、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを値０としたから補正値Ｗｓｅｔに相当する同一の値）となる関係であり、式（５）は、モータＭＧ１やモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が要求トルクＴｒ＊となる関係である。なお、上下限トルクＴｒｍｉｎ，Ｔｒｍａｘは、バッテリ５０がインバータ４１，４２から遮断された状態で走行する際にリングギヤ軸３２ａに入出力してもよいトルクの上限値および下限値として予め定められている。図５にモータＭＧ１の上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１を示す。図示するように、モータＭＧ１の上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１は、図中矢印で示した範囲内の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐの下限値および上限値として求めることができる。また、仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐは、図示するように、式（４）の関係を満たすラインと式（５）の関係を満たすラインとの交点におけるトルクとして求めることができる。バッテリ５０を遮断した状態で走行する際の動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２の回転数を示す。Ｒ軸上の二つの太線矢印はエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊でフィードバック制御しているときにモータＭＧ１から出力されるトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクと、モータＭＧ２から減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクとを示す。上述した式（３）の関係や式（５）の関係はこの共線図を用いて容易に導き出すことができる。

Trmin≦-Tm1tmp/ρ＋Tm2tmp・Gr≦Trmax (3)
Winf≦Tm1tmp・Nm1＋Tm2tmp・Nm2≦Woutf (4)
-Tm1tmp/ρ＋Tm2tmp・Gr＝Tr* (5)

モータＭＧ１の上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１と仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐとを設定すると、設定した仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１と予め定められている上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ２，Ｔｍ１ｍａｘ２とで制限したトルクとしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ１７０）、設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を時定数τをもってなまし処理を施す（ステップＳ１８０）。ここで、上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ２，Ｔｍ１ｍａｘ２や時定数τは、モータＭＧ１から出力するトルクが過大となったり急変したりすることによってエンジン２２が吹き上がるなどの不安定な運転状態となるのを抑制するためのものであり、モータＭＧ１から出力されるトルクに対してエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊でフィードバック制御する際の応答遅れを考慮して定めるものとした。

モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、入出力許容制限Ｗｉｎｆ，ＷｏｕｔｆとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（６）および式（７）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（８）により計算し（ステップＳ２００）、計算したトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２１０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。実施例では、前述したように入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆにはいずれも補正値Ｗｓｅｔに相当する同一の値が設定されることから、トルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘは同一のトルクとして計算され、この計算されたトルクがそのままモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定されることになる。なお、式（８）は、前述した図６の共線図から容易に導き出すことができる。

Tm2min=(Winf-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tm2max=(Woutf-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (8)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２２０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

次に、図３のバッテリ遮断時制御ルーチンのステップＳ１００で入力される制御用目標電圧Ｖｃ＊を設定する処理について説明する。図７は、バッテリ５０がインバータ４１，４２が遮断されたときにバッテリ遮断時制御ルーチンと並行してハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される制御用目標電圧設定処理の一例を示すフローチャートである。制御用目標電圧設定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、コンデンサ５７の目標電圧Ｖｔａｇを設定する処理を実行する（ステップＳ３００）。この目標電圧Ｖｔａｇは、コンデンサ５７の電圧がモータＭＧ１やモータＭＧ２から入出力することができるトルクの領域を定めることから、インバータ４１，４２からバッテリ５０が遮断された状態で走行するために必要なモータＭＧ１やモータＭＧ２のトルクの領域を考慮して定めた所定値（例えば通常時には昇圧回路５５によって最大６５０Ｖまで昇圧して動作可能なシステムにおいて４５０Ｖ）を設定するものとした。続いて、電圧センサ５８からのコンデンサ電圧Ｖｃを入力して（ステップＳ３１０）、入力したコンデンサ電圧Ｖｃが設定した目標電圧Ｖｔａｇを中心とした所定範囲内（値Ｖｔａｇ−αから値Ｖｔａｇ＋αまでの範囲内）にあるか否かを判定し（ステップＳ３２０）、コンデンサ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｔａｇを中心とした所定範囲内にあると判定されると、目標電圧Ｖｔａｇを制御用目標電圧Ｖｃ＊に設定して（ステップＳ４３０）、処理を終了する。制御用目標電圧Ｖｃ＊が設定されると設定された制御用目標電圧Ｖｃ＊がＲＡＭ７６の所定領域に書き込まれ、以降、図３のバッテリ遮断時制御ルーチンの処理に用いられることになる。

ステップＳ３２０でコンデンサ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｔａｇを中心とした所定範囲（値Ｖｔａｇ−α）よりも小さいと判定されると、フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ３３０）。ここで、フラグＦ１は、本処理の実行が開始されたときに図示しない初期化ルーチンにより値０が設定される。いま、バッテリ５０がインバータ４１，４２から遮断された直後を考えると、フラグＦ１には値０が設定されている。フラグＦ１が値０と判定されると、入力したコンデンサ電圧Ｖｃに所定値ΔＶ１を加えたものを制御用目標電圧Ｖｃ＊に設定して（ステップＳ３４０）、フラグＦ１に値１を設定する（ステップＳ３５０）。ここで、所定値ΔＶ１は、コンデンサ電圧Ｖｃの上昇をモータＭＧ１やモータＭＧ２のトルクの急変を抑制しつつできる限り迅速に行なうことのできる電圧として制御用目標電圧Ｖｃ＊の設定間隔に基づいて定められるものである。そして、制御用目標電圧Ｖｃ＊が目標電圧Ｖｔａｇ以上となったか否かを判定し（ステップＳ３６０）、制御用目標電圧Ｖｃ＊が目標電圧Ｖｔａｇ以上でないと判定されると、ステップＳ３３０に戻る。ここでは、フラグＦ１には値１が設定されているから、前回に設定された制御用目標電圧Ｖｃ＊を所定値ΔＶ１だけ増加し（ステップＳ３７０）、制御用目標電圧Ｖｃ＊が目標電圧Ｖｔａｇ以上となったときに制御用目標電圧Ｖｃ＊に目標電圧Ｖｔａｇを設定して（ステップＳ４３０）、処理を終了する。このように、バッテリ５０の遮断時のコンデンサ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｔａｇを中心とした所定範囲よりも小さいときには、制御用目標電圧Ｖｃ＊を目標電圧Ｖｔａｇに向けて所定値ΔＶ１ずつ増加させることにより、モータＭＧ１やモータＭＧ２のトルクの急変を抑制しているのである。なお、制御用目標電圧Ｖｃ＊に目標電圧Ｖｔａｇが設定されると、以降は目標電圧Ｖｔａｇを用いて図３のバッテリ遮断時制御ルーチンが実行されることになる。

ステップＳ３２０でコンデンサ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｔａｇを中心とした所定範囲（値Ｖｔａｇ＋α）よりも大きいと判定されると、フラグＦ２の値を調べる（ステップＳ３８０）。ここで、フラグＦ２も、フラグＦ１と同様に、本処理の実行が開始されたときに図示しない初期化ルーチンにより値０が設定される。いま、バッテリ５０がインバータ４１，４２から遮断された直後を考えると、フラグＦ２には値０が設定されている。フラグＦ２が値０と判定されると、入力したコンデンサ電圧Ｖｃから所定値ΔＶ２を減じたものを制御用目標電圧Ｖｃ＊に設定して（ステップＳ３９０）、フラグＦ２に値１を設定する（ステップＳ４００）。ここで、所定値ΔＶ２は、コンデンサ電圧Ｖｃの下降が緩やかに行なわれるよう上述した所定値ΔＶ１よりも小さな値として定められている。これは、コンデンサ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｔａｇを中心とした所定範囲よりも大きいときには既にモータＭＧ１やモータＭＧ２から十分なトルクを出力することができる状態にあるから、コンデンサ電圧Ｖｃの下降を迅速に行なう必要がなく、また、コンデンサ電圧Ｖｃの下降を迅速に行なうことによってその下降のタイミングとＤＣ／ＤＣコンバータ６８の作動を開始するタイミングとが重なるとコンデンサ電圧Ｖｃが低下し過ぎてしまう（アンダーシュートする）場合があることに基づく。そして、制御用目標電圧Ｖｃ＊が目標電圧Ｖｔａｇ以下となったか否かを判定し（ステップＳ４１０）、制御用目標電圧Ｖｃ＊が目標電圧Ｖｔａｇ以下でないと判定されると、ステップＳ３８０に戻る。ここでは、フラグＦ２には値１が設定されているから、前回に設定された制御用目標電圧Ｖｃ＊を所定値ΔＶ２だけ減少し（ステップＳ４２０）、制御用目標電圧Ｖｃ＊が目標電圧Ｖｔａｇ以下となったときに制御用目標電圧Ｖｃ＊に目標電圧Ｖｔａｇを設定して（ステップＳ４３０）、処理を終了する。

次に、バッテリ５０をインバータ４１，４２から遮断している最中にコンデンサ電圧Ｖｃが何らかの原因で低下したときの処理について説明する。図８は、バッテリ５０がインバータ４１，４２から遮断されたときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される電圧低下時処理の一例を示すフローチャートである。この電圧低下時処理では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、電圧センサ５８からのコンデンサ電圧ＶｃやモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１などのデータを入力し（ステップＳ５００）、入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に基づいて閾値Ｖｔｈを設定し（ステップＳ５１０）、入力したコンデンサ電圧Ｖｃと設定した閾値Ｖｔｈとを比較し（ステップＳ５２０）、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｔｈ以上のときには何もせずに処理を終了し、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｔｈ未満のときには走行が禁止されるようシステムを停止して（ステップＳ５３０）、処理を終了する。ここで、閾値Ｖｔｈは、モータＭＧ１からトルクを出力することができるコンデンサ５７の電圧の下限を定めるものであり、実施例では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と閾値Ｖｔｈとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｍ１が与えられるとマップから対応する閾値Ｖｔｈを導出して設定するものとした。このマップの一例を図９に示す。図示するように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が大きいほど閾値Ｖｔｈが大きくなるようマップを定めた。図１０にコンデンサ電圧ＶｃとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ１のトルクとの関係の一例を示す。図示するように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が大きいほど又コンデンサ電圧Ｖｃが小さいほどモータＭＧ１から出力できるトルクの領域が狭くなる。ステップＳ５１０〜Ｓ５３０の処理では、走行を継続することができないほどモータＭＧ１から出力することができるトルクの領域が狭くなったときにシステムを停止するのである。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、インバータ４１，４２からバッテリ５０が遮断されたとき、インバータ４１，４２の正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに接続されたコンデンサ５７の電圧（コンデンサ電圧Ｖｃ）が制御用目標電圧Ｖｃ＊（目標電圧Ｖｔａｇ）に一致するよう入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを設定すると共に設定した入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆの範囲内でモータＭＧ１やモータＭＧ２から入出力してもよいトルクとしてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１，Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを設定し、このトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１，Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、コンデンサ５７の電圧を適正な状態に保持することができ、モータＭＧ１やモータＭＧ２を適正に駆動することができる。この結果、バッテリ５０を用いることなく運転者の駆動要求に対応することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の遮断時に制御用目標電圧Ｖｃ＊を目標電圧Ｖｔａｇに向けて所定値ΔＶ１，ΔＶ２ずつ増減して入出力許容制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆを設定するから、コンデンサ電圧Ｖｃを目標電圧Ｖｔａｇに一致させる際にモータＭＧ１やモータＭＧ２から出力するトルクが急変するのを抑制することができる。しかも、制御用目標電圧Ｖｃ＊を増加する際の所定値ΔＶ１を大きく制御用目標電圧Ｖｃ＊を減少する際の所定値ΔＶ２を小さく定めたから、インバータ４１，４２からバッテリ５０の遮断時のコンデンサ電圧Ｖｃが小さいときにはコンデンサ電圧Ｖｃを迅速に上昇させてモータＭＧ１やモータＭＧ２から十分なトルクを出力することができる状態に迅速に移行することができ、バッテリ５０の遮断時のコンデンサ電圧Ｖｃが大きいときにはコンデンサ電圧Ｖｃを急激に下降させることによる不都合たとえばＤＣ／ＤＣコンバータ６８の作動を開始するタイミングと重なってコンデンサ電圧Ｖｃがアンダーシュートするおそれ等の不都合を回避することができる。

更に、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｔｈよりも小さくなったときにはシステムを停止して走行を禁止するから、モータＭＧ１からトルクを出力することができない状態で走行が継続されるのを回避することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４１，４２からバッテリ５０が遮断されたときのコンデンサ５７の目標電圧Ｖｔａｇに所定値を設定するものとしたが、アクセルペダル８３の踏み込み量や要求トルクＴｒ＊に応じて変更するものとしてもよい。この場合、目標電圧Ｖｔａｇは、アクセルペダル８３の踏み込み量が大きいほど、要求トルクＴｒ＊が大きいほど大きくなる傾向に設定するものとすればよい。なお、目標電圧Ｖｔａｇの設定を変更したときにはその度に図７の制御用目標電圧設定処理を実行して制御用目標電圧Ｖｃ＊を徐々に目標電圧Ｖｔａｇに近づけていくことが望ましい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図３のバッテリ遮断時制御ルーチンのステップＳ１６０，Ｓ１７０でモータＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ２，Ｔｍ１ｍａｘ２で制限すると共になまし処理を施すことによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定するものとしたが、上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ２，Ｔｍ１ｍａｘ２による制限となまし処理のいずれか一方のみを実行するものとしてもよいし、いずれも実行しないものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図７の制御用目標電圧設定処理において、制御用目標電圧Ｖｃ＊を目標電圧Ｖｔａｇに向けて増減するとき、制御用目標電圧Ｖｃ＊を増加する際には所定値ΔＶ１ずつ増加させ、制御用目標電圧Ｖｃ＊を減少する際には所定値ΔＶ１よりも小さい値の所定値ΔＶ２ずつ減少させるものとしたが、所定値ΔＶ１と所定値ΔＶ２に同一の値を用いて制御用目標電圧Ｖｃ＊を徐々に増減するものとしてもよいし、制御用目標電圧Ｖｃ＊の増減を徐々に行なうことなく一度に目標電圧Ｖｔａｇに設定するものとしても差し支えない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図８の電圧低下時処理において、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に基づいて閾値Ｖｔｈを設定するものとしたが、閾値Ｖｔｈとして回転数Ｎｍ１に拘わらず所定値を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１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１１における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１２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。

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

本発明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。 モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるバッテリ遮断時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 モータＭＧ１の上下限トルクＴｍ１ｍｉｎ１，Ｔｍ１ｍａｘ１を示す説明図である。 バッテリ５０が遮断されているときの動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 制御用目標電圧設定処理の一例を示すフローチャートである。 電圧低下時処理の一例を示すフローチャートである。 モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とコンデンサ電圧の閾値Ｖｔｈとの関係の一例を示すマップである。 コンデンサ電圧ＶｃとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ１のトルクとの関係の一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 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、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、５４ａ 正極母線、５４ｂ 負極母線、５５ 昇圧回路、５６ システムメインリレー、５７ コンデンサ、５８ 電圧センサ、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、６６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６８ 補機、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 (11)

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、
   該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力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可能な電力動力入出力手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   充放電可能な蓄電手段と、
   電力母線を共通とした前記電力動力入出力手段を駆動する駆動回路と前記電動機を駆動する駆動回路とに前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、
   前記電力母線間に接続された蓄電回路と、
   前記蓄電回路の電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記接続遮断手段により前記駆動回路から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記蓄電回路の所定の目標電圧に向けて所定時間毎に所定値ずつ近づくよう制御用目標電圧を設定し、該設定した制御用目標電圧と前記電圧検出手段により検出された電圧との偏差が打ち消されるよう前記電力動力入出力手段および前記電動機から駆動力の入出力が許容される駆動力許容範囲を設定し、該設定した駆動力許容範囲内で運転者による駆動要求に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する接続遮断時制御手段と
   を備え、
   前記接続遮断時制御手段は、前記制御用目標電圧を増加させる際には所定時間毎に第１所定値ずつ増加させ、前記制御用目標電圧を減少させる際には所定時間毎に前記第１所定値よりも小さい第２所定値ずつ減少させて制御する手段である
   動力出力装置。
2. 前記接続遮断時制御手段は、前記内燃機関が所定回転数で運転されるようフィードバック制御すると共に前記電力動力入出力手段から入出力する駆動力の制限を伴って前記駆動要求に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 前記接続遮断時制御手段は、前記電力動力入出力手段から入出力する駆動力を所定の上下限駆動力で制限して該電力動力入出力手段を制御する手段である請求項２記載の動力出
   力装置。
4. 前記接続遮断時制御手段は、なまし処理を用いて前記電力動力入出力手段から入出力する駆動力を設定して該電力動力入出力手段を制御する手段である請求項２または３記載の動力出力装置。
5. 請求項１ないし４いずれか１項に記載の動力出力装置であって、
   前記蓄電回路の電圧を検出する電圧検出手段を備え、
   前記接続遮断時制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧が閾値未満のときには前記駆動軸への動力の出力を禁止する手段である
   動力出力装置。
6. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   内燃機関と、
   該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力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可能な電力動力入出力手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   充放電可能な蓄電手段と、
   電力母線を共通とした前記電力動力入出力手段を駆動する駆動回路と前記電動機を駆動する駆動回路とに前記蓄電手段を遮断可能に接続する接続遮断手段と、
   前記電力母線間に接続された蓄電回路と、
   前記蓄電回路の電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記接続遮断手段により前記駆動回路から前記蓄電手段が遮断されたとき、前記電圧検出手段により検出された電圧が閾値以上のときには前記蓄電回路の電圧が所定の目標電圧に近づくと共に運転者による駆動要求に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記電圧検出手段により検出された電圧が閾値未満のときには前記駆動軸への動力の出力を禁止する接続遮断時制御手段と
   を備える動力出力装置。
7. 請求項５または６記載の動力出力装置であって、
   前記電力動力入出力手段は、回転軸を有し、該回転軸の回転に伴って逆起電力が発生する手段であり、
   前記接続遮断時制御手段は、前記電力動力入出力手段の回転軸の回転数に基づいて前記閾値を変更する手段である
   動力出力装置。
8. 前記接続遮断時制御手段は、前記電力動力入出力手段の回転軸の回転数が小さいほど小さくなる傾向に前記閾値を変更する手段である請求項７記載の動力出力装置。
9. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸と回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力され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、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項１ないし８いずれか１項に記載の動力出力装置。
10. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に連結された第１の回転子と前記車軸に連結された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項１ないし８いずれか１項に記載の動力出力装置。
11. 請求項１ないし１０いずれか１項に記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されて走行する車両。

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