JP5198398B2 - 動力出力装置およびハイブリッド車並びに下限蓄電割合更新方法 - Google Patents

Description

本発明は、動力出力装置およびハイブリッド車並びに下限蓄電割合更新方法に関する。

従来、内燃機関の燃焼を停止する燃焼カット回転数を制御することによって内燃機関のクランク軸の停止位置を制御する内燃機関の停止位置制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、内燃機関のクランク軸への入力となるフリクションを算出するフリクションモデルを学習した後に、所定のアイドル回転数制御範囲内において、所定の逆モデル演算により算出されるモデル演算（抽出）エンジン回転数のうち現在の燃焼カット回転数に近接するモデル演算エンジン回転数を次回の燃焼カット回転数として設定することにより、フリクションの影響を反映させた燃焼カット回転数を算出している。

特開２００８−８８９３８号公報

ところで、駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、内燃機関をクランキング可能な第１電動機と、駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、第１電動機および第２電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に動力を出力する動力出力装置では、二次電池から放電してもよい最大許容電力（出力制限）が大きく制限されているときなどには、その最大許容電力に応じたトルクを内燃機関をクランキングするためのトルクとして第１電動機から出力しながら内燃機関を始動する場合がある。二次電池の出力制限は二次電池の蓄電量の全容量に対する割合（蓄電割合）に依存するため、二次電池の蓄電割合によっては、こうした方法によって内燃機関を始動しようとしても、第１電動機によって内燃機関の回転数を内燃機関での爆発燃焼が可能な回転数の下限（燃焼下限回転数）以上の回転数までクランキングすることができない場合が生じる。このため、内燃機関の回転数を燃焼下限回転数以上にすることが可能な蓄電割合の下限（下限蓄電割合）をより適正に定めることが課題の一つとされており、蓄電割合がこの下限蓄電割合を下回らない範囲で内燃機関が始動されるようにすることが好ましい。

本発明の動力出力装置およびハイブリッド車並びに下限蓄電割合更新方法は、二次電池から放電してもよい最大許容電力（出力制限）の範囲内のトルクを第１電動機から出力して内燃機関の回転数を内燃機関での爆発燃焼が可能な回転数の下限（燃焼下限回転数）以上にすることが可能な蓄電割合の下限（下限蓄電割合）をより適正なものとすることを主目的とする。

本発明の動力出力装置およびハイブリッド車並びに下限蓄電割合更新方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な第１電動機と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記二次電池の蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合を検出する蓄電割合検出手段と、
前記検出された蓄電割合が低いほど小さくなる傾向に前記二次電池から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記検出された蓄電割合が、前記設定された出力制限の範囲内のトルクを前記第１電動機から出力して前記内燃機関の回転数を該内燃機関での爆発燃焼が可能な回転数の下限としての燃焼下限回転数以上にすることが可能な前記蓄電割合の下限としての下限蓄電割合以上である状態で、少なくとも前記内燃機関での爆発燃焼の開始までの前記第１電動機からの前記設定された出力制限に応じたトルクとしての制限対応トルクの出力を伴って前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記第１電動機とを制御する所定始動制御を実行したとき、前記所定始動制御の開始時の前記検出された蓄電割合と前記内燃機関での爆発燃焼の開始時の前記制限対応トルクおよび前記内燃機関の回転数との関係である始動関係を記憶する始動関係記憶手段と、
現在までの前記記憶された始動関係から得られる始動関係傾向に対して前記燃焼下限回転数を適用することにより前記下限蓄電割合を更新する下限蓄電割合更新手段と、
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、二次電池の蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合が低いほど小さくなる傾向に二次電池から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定し、蓄電割合が出力制限の範囲内のトルクを第１電動機から出力して内燃機関の回転数を内燃機関での爆発燃焼が可能な回転数の下限としての燃焼下限回転数以上にすることが可能な蓄電割合の下限としての下限蓄電割合以上である状態で少なくとも内燃機関での爆発燃焼の開始までの第１電動機からの出力制限に応じたトルクとしての制限対応トルクの出力を伴って内燃機関が始動されるよう内燃機関と第１電動機とを制御する所定始動制御を実行したとき、所定始動制御の開始時の蓄電割合と内燃機関での爆発燃焼の開始時の制限対応トルクおよび内燃機関の回転数との関係である始動関係を記憶し、現在までの始動関係から得られる始動関係傾向に対して燃焼下限回転数を適用することにより下限蓄電割合を更新する。したがって、現在までの始動関係を用いて下限蓄電割合を更新することになるから、下限蓄電割合をより適正なものとすることができる。即ち、蓄電割合が下限蓄電割合以上で内燃機関を始動する際の始動性をより確実に確保することができると共に、必要以上に下限蓄電割合を大きくすることによって内燃機関が始動されやすくなることによる不都合（例えば、内燃機関での燃料消費の増加など）を抑制することができる。ここで、「所定始動制御」を実行するときとしては、例えば、冷間時におけるシステム起動後や駐車時などが考えられる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記始動関係記憶手段は、前記内燃機関の温度，前記内燃機関の吸気温度，前記内燃機関の運転時間，駐車時間，外気温，季節，大気圧の少なくとも一つを含む始動状況に応じてグループ化して前記始動関係を記憶する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、始動状況に応じて下限蓄電割合をより適正なものとすることができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記二次電池からの電力により作動し、前記内燃機関の始動には用いられない電力機器を備え、前記所定始動制御は、前記検出された蓄電割合と前記更新された下限蓄電割合との差が小さいほど前記電力機器による電力消費が抑制されるよう前記電力機器を制御することを含む制御である、ものとすることもできる。こうすれば、第１電動機による内燃機関のクランキングに要する電力をより確実に確保することができる。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関は、吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更可能な機関であり、前記所定始動制御は、前記検出された蓄電割合と前記更新された下限蓄電割合との差が小さいほど前記吸気バルブの開閉タイミングが遅くなる及び／又は前記排気バルブの開閉タイミングが早くなるよう前記内燃機関を制御することを含む制御である、ものとすることもできる。こうすれば、蓄電割合が低いときに、内燃機関のフリクションを低減することにより、内燃機関の始動性をより確保することができる。

あるいは、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関での爆発燃焼の開始時は、前記所定始動制御の実行開始から予め定められた所定時間が経過した以降で且つ前記内燃機関の回転数の単位時間あたりの変化量が予め定められた所定値以上になったときである、ものとすることもできる。

加えて、本発明の動力出力装置において、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第１電動機の回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構を備える、ものとすることもできる。

本発明のハイブリッド車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な第１電動機と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記二次電池の蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合を検出する蓄電割合検出手段と、前記検出された蓄電割合が低いほど小さくなる傾向に前記二次電池から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段と、前記検出された蓄電割合が前記設定された出力制限の範囲内のトルクを前記第１電動機から出力して前記内燃機関の回転数を該内燃機関での爆発燃焼が可能な回転数の下限としての燃焼下限回転数以上にすることが可能な前記蓄電割合の下限としての下限蓄電割合以上である状態で少なくとも前記内燃機関での爆発燃焼の開始までの前記第１電動機からの前記設定された出力制限に応じたトルクとしての制限対応トルクの出力を伴って前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記第１電動機とを制御する所定始動制御を実行したとき、前記所定始動制御の開始時の前記検出された蓄電割合と前記内燃機関での爆発燃焼の開始時の前記制限対応トルクおよび前記内燃機関の回転数との関係である始動関係を記憶する始動関係記憶手段と、現在までの前記記憶された始動関係から得られる始動関係傾向に対して前記燃焼下限回転数を適用することにより前記下限蓄電割合を更新する下限蓄電割合更新手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、下限蓄電割合をより適正なものとすることができる効果などと同様の効果を奏することができる。

本発明の下限蓄電割合更新方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な第１電動機と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置における、前記二次電池の蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合が低いほど小さくなる傾向に設定される前記二次電池から放電してもよい最大許容電力としての出力制限の範囲内のトルクを前記第１電動機から出力して前記内燃機関の回転数を該内燃機関での爆発燃焼が可能な回転数の下限としての燃焼下限回転数以上にすることが可能な前記蓄電割合の下限としての下限蓄電割合を更新する下限蓄電割合更新方法であって、
（ａ）前記蓄電割合が前記下限蓄電割合以上である状態で少なくとも前記内燃機関での爆発燃焼の開始までの前記第１電動機からの前記出力制限に応じたトルクとしての制限対応トルクの出力を伴って前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記第１電動機とを制御する所定始動制御を実行したとき、前記所定始動制御の開始時の前記蓄電割合と前記内燃機関での爆発燃焼の開始時の前記制限対応トルクおよび前記内燃機関の回転数との関係である始動関係を記憶し、
（ｂ）現在までの前記記憶された始動関係から得られる始動関係傾向に対して前記燃焼下限回転数を適用することにより前記下限蓄電割合を更新する、
ことを要旨とする。

この本発明の下限蓄電割合更新方法では、二次電池の蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合が低いほど小さくなる傾向に二次電池から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定し、蓄電割合が出力制限の範囲内のトルクを第１電動機から出力して内燃機関の回転数を内燃機関での爆発燃焼が可能な回転数の下限としての燃焼下限回転数以上にすることが可能な蓄電割合の下限としての下限蓄電割合以上である状態で少なくとも内燃機関での爆発燃焼の開始までの第１電動機からの出力制限に応じたトルクとしての制限対応トルクの出力を伴って内燃機関が始動されるよう内燃機関と第１電動機とを制御する所定始動制御を実行したとき、所定始動制御の開始時の蓄電割合と内燃機関での爆発燃焼の開始時の制限対応トルクおよび内燃機関の回転数との関係である始動関係を記憶し、現在までの始動関係から得られる始動関係傾向に対して燃焼下限回転数を適用することにより下限蓄電割合を更新する。したがって、現在までの始動関係を用いて下限蓄電割合を更新することになるから、下限蓄電割合をより適正なものとすることができる。この結果、蓄電割合が下限蓄電割合以上で内燃機関を始動する際の始動性をより確実に確保することができると共に、必要以上に下限蓄電割合を大きくすることによって内燃機関が始動されやすくなることによる不都合（例えば、内燃機関での燃料消費の増加など）を抑制することができる。

本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 冷間時にエンジン２２を始動するときのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊やエンジン２２の回転数Ｎｅの時間変化の様子の一例を示す説明図である。 下限蓄電割合Ｓｍｉｎを設定する様子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。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２と電力ライン５４とを介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ５０と、バッテリ５０よりも電圧が低い低圧バッテリ９０と、電力ライン５４の電力を降圧して低圧バッテリ９０が接続された低圧系電力ライン９４に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ９２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔｉｎ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

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

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリ５０は、リチウムイオン電池として構成されており、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電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃ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。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０に蓄えられている蓄電量のバッテリ５０の全容量に対する割合としての蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとバッテリ５０の充放電特性とに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力としての入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。なお、バッテリ５０は、上述したように、リチウムイオン電池として構成されており、リチウムイオン電池は、ニッケル水素に比して高い出力密度をもち、また、図３および図４に示すように、蓄電割合ＳＯＣの変化および電池温度Ｔｂの変化に対して入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが大きく変化する高い蓄電割合依存性および温度依存性の入出力特性を有することが知られている。即ち、出力制限Ｗｏｕｔは、蓄電割合ＳＯＣが低いほど値０に近づく（より制限される）と共に低温時（例えば、−１０℃以下や０℃以下など）には電池温度Ｔｂが低いほど値０に近づき、入力制限Ｗｉｎは、蓄電割合ＳＯＣが高いほど値０に近づくと共に低温時には電池温度Ｔｂが低いほど値０に近づく。

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、格納したデータを保持する不揮発性のフラッシュメモリ７８と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。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。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。

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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３２に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。

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、外気温が所定温度（例えば、−１５℃や−２０℃など）以下の冷間時にシステム起動してエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図５は、冷間時のシステム起動後に初めてエンジン２２を始動する際にハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される冷間時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、実施例では、このルーチンの実行中は、図示しないパーキングロック機構によって車両の停止が確保されており、電力消費を抑制するためにモータＭＧ２からの動力の入出力は行なわれないものとした。また、このときの蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内のトルクをモータＭＧ１から出力してエンジン２２をクランキングしたときにエンジン２２の回転数Ｎｅをエンジン２２での爆発燃焼が可能な回転数の下限（以下、燃焼下限回転数Ｎｍｉｎという）以上にすることが可能な蓄電割合ＳＯＣの下限としての下限蓄電割合Ｓｍｉｎ以上であるものとした。ここで、燃焼下限回転数Ｎｍｉｎは、エンジン２２の仕様などにより定められ、例えば、６０ｒｐｍや７０ｒｐｍなどを用いることができる。

冷間時始動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを入力すると共に（ステップＳ１００）、入力した蓄電割合ＳＯＣを始動時蓄電割合Ｓｓｅｔ（ｉ）として設定する（ステップＳ１１０）。ここで、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算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。また、変数ｉは、例えば、工場出荷後やメンテナンス完了後のこのルーチンの実行回数などを用いることができる。

こうして始動時蓄電割合Ｓｓｅｔ（ｉ）を設定すると、設定した始動時蓄電割合Ｓｓｅｔ（ｉ）から下限蓄電割合Ｓｍｉｎを減じて蓄電割合差ΔＳを計算し（ステップＳ１２０）、蓄電割合差ΔＳをＤＣ／ＤＣコンバータ９２の駆動を許容するか否かを判定するための閾値ΔＳｒｅｆ（例えば、数％など）と比較し（ステップＳ１３０）、蓄電割合差ΔＳが閾値ΔＳｒｅｆ以下のときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２の駆動を許容しないと判断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２を駆動停止する（ステップＳ１４０）。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが低いほどバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さくなるため（図４参照）、出力制限Ｗｏｕｔに応じたトルクをモータＭＧ１から出力してエンジン２２をクランキングするときを考えると、蓄電割合ＳＯＣが小さいほどモータＭＧ１から出力されるトルクが小さくなりエンジン２２の回転数Ｎｅは上昇しにくくなる。実施例では、このことを考慮して、蓄電割合差ΔＳが閾値ΔＳｒｅｆ以下のときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２を駆動停止するものとした。これにより、エンジン２２の始動に用いられない電力機器による電力消費を抑制し、モータＭＧ１によるエンジン２２のクランキングに要する電力をより確実に確保することができる。なお、蓄電割合差ΔＳが閾値ΔＳｒｅｆより大きいときには、必要に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ９２を駆動するものとしてもよい。こうしてＤＣ／ＤＣコンバータ９２が駆動されると、電力ライン５４の電力が降圧されて低圧系電力ライン９４に供給される。

次に、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始するための制御開始信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１５０）。この制御開始信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、燃料噴射制御や点火制御を開始する。なお、いまはこのルーチンの実行開始直後でエンジン２２が回転していない状態を考えているから、こうした燃料噴射制御や点火制御が行なわれたとしても、エンジン２２の気筒内の圧力が所定圧力以上に至るまで爆発燃焼は生じない。

続いて、エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力すると共に（ステップＳ１６０）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅから前回に入力したエンジン２２の回転数（前回Ｎｅ）を減じてエンジン２２の回転数変化量ΔＮｅを計算する（ステップＳ１７０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は、回転位置検出センサ４３により検出されたモータＭＧ１の回転子の回転位置に基づいて演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。さらに、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、いまは冷間時を考えているから、バッテリ５０の温度Ｔｂが低いことによってバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔには比較的小さい値が設定される（図３参照）。

そして、バッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１で除したものをモータＭＧ１の定格トルクＴｍａｘで制限することによりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１８０）。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。また、モータＭＧ１の定格トルクＴｍａｘは、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が値０やその近傍のときにモータＭＧ１から定格トルクＴｍａｘを超える過大なトルクが出力されないようにするためのものである。

次に、このルーチンの実行が開始されるときに初期値として値０が設定されると共にエンジン２２での爆発燃焼が開始されたと判定されたときに値１が設定される爆発燃焼フラグＦの値を調べ（ステップＳ１９０）、爆発燃焼フラグＦが値０のときには、エンジン２２での爆発燃焼は開始されていないと判断し、このルーチンの実行開始時に計時が開始された図示しないタイマにより計時された経過時間ｔを所定時間ｔｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ２００）、エンジン２２の回転数変化量ΔＮｅを所定値ΔＮｆｉｒｅと比較する（ステップＳ２１０）。ここで、所定時間ｔｒｅｆは、このルーチンの実行開始からエンジン２２での爆発燃焼が開始されると想定されるまでの時間よりも若干短い時間として予め実験などにより定められたものを用いることができ、例えば、回転停止しているエンジン２２をモータＭＧ１によってクランキングするときにエンジン２２での爆発燃焼が行なわれていない状態でエンジン２２の回転数Ｎｅが比較的大きく変化すると想定される時間よりも若干長い時間（例えば、数百ｍｓｅｃなど）などを用いることができる。また、所定値ΔＮｆｉｒｅは、エンジン２２での爆発燃焼が開始されることによってエンジン２２の回転数Ｎｅが上昇すると想定される変化量より若干小さな値として予め実験などにより定められた値を用いることができる。即ち、ステップＳ１５０，Ｓ１６０の処理は、エンジン２２での爆発燃焼が開始されたことによってエンジン２２の回転数Ｎｅが大きく変化したか否かを判定する処理である。

経過時間ｔが所定時間ｔｒｅｆ未満のときや、経過時間ｔが所定時間ｔｒｅｆ以上でもエンジン２２の回転数変化量ΔＮｅが所定値ΔＮｆｉｒｅ未満のときには、エンジン２２での爆発燃焼が開始されていないと判断し、ステップＳ１６０に戻る。こうしてステップＳ１６０〜Ｓ２１０の処理を繰り返し実行している最中に経過時間ｔが所定時間ｔｒｅｆ以上でエンジン２２の回転数変化量ΔＮｅが所定値ΔＮｆｉｒｅ以上になったときには（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、爆発燃焼フラグＦに値１を設定し（ステップＳ２２０）、前回（エンジン２２での爆発燃焼によってエンジン２２の回転数Ｎｅが上昇する直前）に入力したエンジン２２の回転数（前回Ｎｅ）を初爆時回転数Ｎｓｅｔ（ｉ）として設定すると共に前回に設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を初爆時トルクＴｓｅｔ（ｉ）として設定する（ステップＳ２３０）。

そして、エンジン２２の回転数Ｎｅをエンジン２２の始動が完了したか否かを判定するための始動完了回転数Ｎｆｉｎ（例えば、７００ｒｐｍや８００ｒｐｍなど）と比較し（ステップＳ２４０）、いま、爆発燃焼が開始された直後を考えているから、エンジン２２の回転数Ｎｅは始動完了回転数Ｎｆｉｎ未満であり、ステップＳ１６０に戻る。そして、その後は、ステップＳ１９０で爆発燃焼フラグＦが値１であると判定されるから、ステップＳ１６０〜Ｓ１９０，Ｓ２４０の処理を繰り返し実行してエンジン２２の回転数Ｎｅが始動完了回転数Ｎｆｉｎに至ったときに（ステップＳ２４０）、エンジン２２の始動が完了したと判断する。図６は、冷間時にエンジン２２を始動するときのモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊やエンジン２２の回転数Ｎｅの時間変化の様子の一例を示す説明図である。実施例では、図示するように、エンジン２２の始動指示がなされると（時刻ｔ１）、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに対応するトルクをモータＭＧ１から出力することによってエンジン２２がモータリングされてエンジン２２の回転数Ｎｅが上昇し、エンジン２２での爆発燃焼が開始されると（時刻ｔ２）、そのときのエンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をそれぞれ初爆時回転数Ｎｓｅｔ（ｉ），初爆時トルクＴｓｅｔ（ｉ）として設定し、それ以降は、エンジン２２から出力されるトルクとモータＭＧ１から出力されるトルクとによってエンジン２２の回転数Ｎｅが始動完了回転数Ｎｆｉｎまで上昇する。冷間時におけるシステム起動後や駐車時などバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが比較的小さくモータＭＧ２から動力を入出力しなくてもよいときには、こうしたバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに対応するトルクがモータＭＧ１から出力されてエンジン２２がモータリングされて始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する制御（以下、所定始動制御という）を実行することにより、エンジン２２を始動することができる。

次に、始動時蓄電割合Ｓｓｅｔ（ｉ）と初爆時回転数Ｎｓｅｔ（ｉ）と初爆時トルクＴｓｅｔ（ｉ）との関係を始動関係Ａ（ｉ）としてフラッシュメモリ７８に記憶させ（ステップＳ２５０）、フラッシュメモリ７８に記憶されている現在までの始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）を用いて下限蓄電割合Ｓｍｉｎを設定して更新してフラッシュメモリ７８に記憶させて（ステップＳ２６０）、冷間時始動制御ルーチンを終了する。ここで、始動関係Ａ（１）は、フラッシュメモリ７８に記憶された始動関係がリセットされた（例えば、工場出荷時やメンテナンス完了時など）後に初めて所定始動制御を実行したときの始動関係を示す。図７は、下限蓄電割合Ｓｍｉｎを設定する様子の一例を示す説明図である。図７の例では、過去５回の始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（ｉ−４）について図示し、その他の始動関係Ａ（ｉ−４）〜Ａ（１）については図示を省略した。また、図中、「Ｔｍ１＊・Ｎｅ＝一定」の曲線は、エンジン２２の回転数ＮｅがモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（この場合、値０）と動力分配統合機構３０のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（１）により表わすことができることから、「Ｔｍ１＊・Ｎｍ１＝Ｗｏｕｔ＝一定」の曲線と同様の傾向を示す。以下、まず、始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）について説明し、その後に下限蓄電割合Ｓｍｉｎの設定について説明する。始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）は、図７から解るように、「Ｔｍ１＊・Ｎｅ」やバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが大きいほど初爆時回転数Ｎｓｅｔが大きくなり且つ初爆時トルクＴｓｅｔが小さくなる傾向に設定される。これは、モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングの開始からエンジン２２での爆発燃焼の開始までの間を考えると、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが大きいほどエンジン２２を大きな回転数までモータリングすることができてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が小さくなるという理由やエンジン２２の回転数Ｎｅが小さい領域（例えば、数百ｒｐｍ以下の領域など）ではエンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほどエンジン２２のフリクションが小さくなり回転数Ｎｅが上昇しやすくなるという理由などに基づく。次に、下限蓄電割合Ｓｍｉｎの設定について説明する。下限蓄電割合Ｓｍｉｎの設定は、実施例では、図７から解るように、始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）を用いて始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）の傾向を示す傾向ラインＬを設定し、設定した傾向ラインＬと燃焼下限回転数Ｎｍｉｎとの交点（図中、白丸印）における蓄電割合ＳＯＣを下限蓄電割合Ｓｍｉｎとして設定するものとした。これにより、所定始動制御を実行する毎に始動関係Ａ（ｉ）を蓄積して下限蓄電割合Ｓｍｉｎを更新することになるから、下限蓄電割合Ｓｍｉｎをより適正なものとすることができる。この結果、蓄電割合ＳＯＣが下限蓄電割合Ｓｍｉｎ以上でエンジン２２を始動する際の始動性をより確実に確保することができると共に、必要以上に下限蓄電割合Ｓｍｉｎを大きくすることによってエンジン２２が始動されやすくなることによる不都合（例えば、エンジン２２での燃料消費の増加など）を抑制することができる。なお、エンジン２２の始動性を確保するためには、次回に所定始動制御を実行するときにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが下限蓄電割合Ｓｍｉｎ以上である必要があるため、実施例では、所定始動制御の実行が予測されるときには又は所定始動制御の実行が予測されるか否かに拘わらず、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが下限蓄電割合Ｓｍｉｎ以上になる範囲内でエンジン運転モードとモータ運転モードとを切り替えて走行するものとした。

Ne=Nm1・ρ/(1+ρ) (1)

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに対応するトルクがモータＭＧ１から出力されてエンジン２２がモータリングされて始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する所定始動制御を実行したときには、始動時蓄電割合Ｓｓｅｔ（ｉ）と初爆時回転数Ｎｓｅｔ（ｉ）と初爆時トルクＴｓｅｔ（ｉ）との関係を始動関係Ａ（ｉ）としてフラッシュメモリ７８に記憶させ、現在までの始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）を用いて始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）の傾向を示す傾向ラインＬを設定し、設定した傾向ラインＬと燃焼下限回転数Ｎｍｉｎとの交点を下限蓄電割合Ｓｍｉｎとして設定して更新するから、下限蓄電割合Ｓｍｉｎをより適正なものとすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、所定始動制御を実行したときの始動時蓄電割合Ｓｓｅｔ（ｉ）と初爆時回転数Ｎｓｅｔ（ｉ）と初爆時トルクＴｓｅｔ（ｉ）との関係を始動関係Ａ（ｉ）としてフラッシュメモリ７８に記憶させるものとしたが、この始動関係Ａ（ｉ）は、所定始動制御を実行したときの状況（以下、始動状況という）に応じてグループ化してフラッシュメモリ７８に記憶させるものとしてもよい。ここで、始動状況としては、例えば、エンジン２２の温度（例えば、エンジン２２の冷却水温Ｔｗなど）や、エンジン２２の吸気温Ｔｉｎ，前回のエンジン２２の運転時間，駐車時間，外気温，季節，大気圧などの少なくとも一つを用いることが考えられる。こうした始動状況によってエンジン２２のフリクションが異なることがあるため、始動状況に応じてグループ化して始動関係Ａ（ｉ）をフラッシュメモリ７８に記憶させることにより、始動状況に応じて下限蓄電割合Ｓｍｉｎをより適正なものとすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、フラッシュメモリ７８に記憶された始動関係がリセットされた（例えば、工場出荷時やメンテナンス完了時など）後に初めて所定始動制御を実行したときの始動関係Ａ（１）から今回の所定始動制御を実行したときの始動関係Ａ（ｉ）までのｉ回の始動関係Ａ（１）〜Ａ（ｉ）を用いて下限蓄電割合Ｓｍｉｎを設定して更新するものとしたが、過去ｊ回（ｊ＜ｉ、例えば、３回，５回，１０回など）の始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（ｉ−ｊ＋１）を用いて下限蓄電割合Ｓｍｉｎを設定して更新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、蓄電割合差ΔＳが閾値Ｓｒｅｆ以下のときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２を駆動停止するものとしたが、これに代えてまたは加えて、電力ライン５４に接続されていてエンジン２２の始動に用いられない他の電力機器（例えば、エアコンのコンプレッサなど）などを駆動停止するものとしてもよい。また、蓄電割合差ΔＳが閾値Ｓｒｅｆ以下であるか否かではなく、蓄電割合差ΔＳが小さいほど電力消費が抑制されるようＤＣ／ＤＣコンバータ９２や他の電力機器などを制御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、蓄電割合差ΔＳが閾値Ｓｒｅｆ以下のときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２を駆動停止するものとしたが、これに代えてまたは加えて、蓄電割合差ΔＳが閾値Ｓｒｅｆより大きいときに比して吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが遅くなるよう（エンジン２２のフリクションが小さくなるよう）可変バルブタイミング機構１５０を制御するものとしてもよい。こうすれば、エンジン２２の回転数Ｎｅが上昇しやすくなり、エンジン２２の始動性をより確保することができる。蓄電割合差ΔＳが閾値Ｓｒｅｆ以下であるか否かではなく、蓄電割合差ΔＳが小さいほど吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが遅くなるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御するものとしてもよい。また、蓄電割合差ΔＳが閾値Ｓｒｅｆ以下のときや蓄電割合差ΔＳが小さいほど吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを遅くするのに代えてまたは加えて排気バルブの開閉タイミングを早く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、蓄電割合差ΔＳが閾値Ｓｒｅｆ以下のときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２を駆動停止するものとしたが、蓄電割合差ΔＳが閾値Ｓｒｅｆ以下であるか否かに拘わらずＤＣ／ＤＣコンバータ９２を駆動停止するものとしてもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２が駆動されている状態での始動関係を用いて下限蓄電割合Ｓｍｉｎを更新する場合には、蓄電割合差ΔＳが閾値Ｓｒｅｆ以下であるか否かに拘わらずＤＣ／ＤＣコンバータ９２を必要に応じて駆動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、所定始動制御の実行開始からエンジン２２の回転数Ｎｅが始動完了回転数Ｎｆｉｎに至るまでバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに応じたトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するものとしたが、エンジン２２での爆発燃焼が開始された後は出力制限Ｗｏｕｔに応じたトルクよりも小さなトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、所定始動制御を実行するときには、モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを開始するときからエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御を開始するものとしたが、所定時間（例えば、数十ｍｓｅｃなど）が経過してからエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御を開始するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８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８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としてもよい。また、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「第１電動機」に相当し、モータＭＧ２が「第２電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算するバッテリＥＣＵ５２が「蓄電割合演算手段」に相当し、蓄電割合ＳＯＣが低いほど小さくなる傾向にバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを設定するバッテリＥＣＵ５２が「出力制限設定手段」に相当し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが下限蓄電割合Ｓｍｉｎ以上である状態でバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに対応するトルクがモータＭＧ１から出力されてエンジン２２がモータリングされて始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する所定始動制御を実行したときに、始動時蓄電割合Ｓｓｅｔ（ｉ）と初爆時回転数Ｎｓｅｔ（ｉ）と初爆時トルクＴｓｅｔ（ｉ）との関係を始動関係Ａ（ｉ）としてフラッシュメモリ７８に記憶させるハイブリッド用電子制御ユニット７０が「始動関係記憶手段」に相当し、現在までの始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）を用いて始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）の傾向を示す傾向ラインＬを設定し、設定した傾向ラインＬと燃焼下限回転数Ｎｍｉｎとの交点を下限蓄電割合Ｓｍｉｎとして設定して更新するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「下限蓄電割合更新手段」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど、駆動軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「第１電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関をクランキング可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「第２電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、第１電動機や第２電動機と電力をやりとり可能なものであれば種々の二次電池を用いることができる。「蓄電割合検出手段」としては、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算するものに限定されるものではなく、二次電池の蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合を検出する蓄電割ものであれば如何なるものとしても構わない。「出力制限設定手段」としては、蓄電割合ＳＯＣが低いほど小さくなる傾向にバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを設定するものに限定されるものではなく、蓄電割合が低いほど小さくなる傾向に二次電池から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「始動関係記憶手段」としては、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが下限蓄電割合Ｓｍｉｎ以上である状態でバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに対応するトルクがモータＭＧ１から出力されてエンジン２２がモータリングされて始動されるようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御する所定始動制御を実行したときに、始動時蓄電割合Ｓｓｅｔ（ｉ）と初爆時回転数Ｎｓｅｔ（ｉ）と初爆時トルクＴｓｅｔ（ｉ）との関係を始動関係Ａ（ｉ）としてフラッシュメモリ７８に記憶させるものに限定されるものではなく、蓄電割合が出力制限の範囲内のトルクを第１電動機から出力して内燃機関の回転数を内燃機関での爆発燃焼が可能な回転数の下限としての燃焼下限回転数以上にすることが可能な蓄電割合の下限としての下限蓄電割合以上である状態で少なくとも内燃機関での爆発燃焼の開始までの第１電動機からの出力制限に応じたトルクとしての制限対応トルクの出力を伴って内燃機関が始動されるよう内燃機関と第１電動機とを制御する所定始動制御を実行したとき、所定始動制御の開始時の蓄電割合と内燃機関での爆発燃焼の開始時の制限対応トルクおよび内燃機関の回転数との関係である始動関係を記憶するものであれば如何なるものとしても構わない。「下限蓄電割合更新手段」としては、現在までの始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）を用いて始動関係Ａ（ｉ）〜Ａ（１）の傾向を示す傾向ラインＬを設定し、設定した傾向ラインＬと燃焼下限回転数Ｎｍｉｎとの交点を下限蓄電割合Ｓｍｉｎとして設定して更新するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

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

本発明は、動力出力装置やハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０ 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）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、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、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

1. 駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な第１電動機と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   前記二次電池の蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合を検出する蓄電割合検出手段と、
   前記検出された蓄電割合が低いほど小さくなる傾向に前記二次電池から放電してもよい最大許容電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段と、
   前記検出された蓄電割合が、前記設定された出力制限の範囲内のトルクを前記第１電動機から出力して前記内燃機関の回転数を該内燃機関での爆発燃焼が可能な回転数の下限としての燃焼下限回転数以上にすることが可能な前記蓄電割合の下限としての下限蓄電割合以上である状態で、少なくとも前記内燃機関での爆発燃焼の開始までの前記第１電動機からの前記設定された出力制限に応じたトルクとしての制限対応トルクの出力を伴って前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記第１電動機とを制御する所定始動制御を実行したとき、前記所定始動制御の開始時の前記検出された蓄電割合と前記内燃機関での爆発燃焼の開始時の前記制限対応トルクおよび前記内燃機関の回転数との関係である始動関係を記憶する始動関係記憶手段と、
   現在までの前記記憶された始動関係から得られる始動関係傾向に対して前記燃焼下限回転数を適用することにより前記下限蓄電割合を更新する下限蓄電割合更新手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記始動関係記憶手段は、前記内燃機関の温度，前記内燃機関の吸気温度，前記内燃機関の運転時間，駐車時間，外気温，季節，大気圧の少なくとも一つを含む始動状況に応じてグループ化して前記始動関係を記憶する手段である、
   動力出力装置。
3. 請求項１または２記載の動力出力装置であって、
   前記二次電池からの電力により作動し前記内燃機関の始動には用いられない電力機器を備え、
   前記所定始動制御は、前記検出された蓄電割合と前記更新された下限蓄電割合との差が小さいほど前記電力機器による電力消費が抑制されるよう前記電力機器を制御することを含む制御である、
   動力出力装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
   前記内燃機関は、吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉タイミングを変更可能な機関であり、
   前記所定始動制御は、前記検出された蓄電割合と前記更新された下限蓄電割合との差が小さいほど前記吸気バルブの開閉タイミングが遅くなる及び／又は前記排気バルブの開閉タイミングが早くなるよう前記内燃機関を制御することを含む制御である、
   動力出力装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置であって、
   前記内燃機関での爆発燃焼の開始時は、前記所定始動制御の実行開始から予め定められた所定時間が経過した以降で且つ前記内燃機関の回転数の単位時間あたりの変化量が予め定められた所定値以上になったときである、
   動力出力装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなるハイブリッド車。
7. 駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関をクランキング可能な第１電動機と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置における、前記二次電池の蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合が低いほど小さくなる傾向に設定される前記二次電池から放電してもよい最大許容電力としての出力制限の範囲内のトルクを前記第１電動機から出力して前記内燃機関の回転数を該内燃機関での爆発燃焼が可能な回転数の下限としての燃焼下限回転数以上にすることが可能な前記蓄電割合の下限としての下限蓄電割合を更新する下限蓄電割合更新方法であって、
   （ａ）前記蓄電割合が前記下限蓄電割合以上である状態で少なくとも前記内燃機関での爆発燃焼の開始までの前記第１電動機からの前記出力制限に応じたトルクとしての制限対応トルクの出力を伴って前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記第１電動機とを制御する所定始動制御を実行したとき、前記所定始動制御の開始時の前記蓄電割合と前記内燃機関での爆発燃焼の開始時の前記制限対応トルクおよび前記内燃機関の回転数との関係である始動関係を記憶し、
   （ｂ）現在までの前記記憶された始動関係から得られる始動関係傾向に対して前記燃焼下限回転数を適用することにより前記下限蓄電割合を更新する、
   下限蓄電割合更新方法。

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