JP5310231B2 - 動力出力装置およびその制御方法並びにハイブリッド車 - Google Patents

Description

本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びにハイブリッド車に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンに動力分割機構または駆動軸を介して接続された２つのモータジェネレータと、２つのモータジェネレータを各々に駆動する２つのインバータと、第１の蓄電装置と、第１の蓄電装置と２つのインバータが接続された主正母線および主負母線との間で電圧変換を行なう第１のコンバータと、第２の蓄電装置と、第２の蓄電装置と主正母線および主負母線との間で電圧変換を行なう第２のコンバータと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、許容放電電力が制限されるＳＯＣまでの残存電力量を各蓄電装置について算出し、算出した各蓄電装置の残存電力量の比率に応じて放電電力分配率を算出し、算出した放電電力分配率に応じて各コンバータを制御することにより、いずれかの蓄電装置において他の蓄電装置よりも早く放電限界に達してしまうケースを抑制している。

特開２００８−１０９８４０号公報

こうした動力出力装置では、システム起動時に第１の蓄電装置や第２の蓄電装置の蓄電量が高いときにはモータジェネレータから入出力される動力だけを用いて駆動軸に動力を出力する電動モードとエンジンからの動力の出力を伴って駆動軸に動力を出力するハイブリッドモードとのうち電動モードを優先して駆動軸に動力が出力されるようエンジンや２つのモータジェネレータを制御し、第１の蓄電装置や第２の蓄電装置の蓄電量が低下すると第２の蓄電装置と第２のコンバータとの間に設けられたリレーをオフとして第２の蓄電装置を第２のコンバータから切り離した状態でエンジンの間欠運転を伴って駆動軸に動力が出力されるようエンジンや２つのモータジェネレータを制御するものにおいて、電動モードの優先の解除を指示する指示スイッチが設けられていることがある。この場合、電動モードを優先している最中に指示スイッチが操作されたときに、より適正に対応することが望まれる。

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びにハイブリッド車は、電動機から入出力される動力だけを用いて駆動軸に動力を出力する電動モードと内燃機関からの動力の出力を伴って駆動軸に動力を出力するハイブリッドモードとが選択可能なものにおいて、電動モードを優先して駆動軸に動力を出力している最中にその電動モードの優先を解除するスイッチが操作されたときにより適正に対応することを主目的とする。

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びにハイブリッド車は、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、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、充放電可能な第１の蓄電手段と、充放電可能な第２の蓄電手段と、前記第１の蓄電手段が接続された第１の低電圧系の電力ラインと前記発電機の駆動回路および前記電動機の駆動回路が接続された高電圧系の電力ラインとに接続され前記第１の蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な第１の電圧変換手段と、前記第２の蓄電手段がリレーを介して接続された第２の低電圧系の電力ラインと前記高電圧系の電力ラインとに接続され前記リレーがオンされているときに前記第２の蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な第２の電圧変換手段と、を備え、前記電動機から入出力される動力だけを用いて前記駆動軸に動力を出力する電動モードと前記内燃機関からの動力の出力を伴って前記駆動軸に動力を出力するハイブリッドモードとが選択可能な動力出力装置であって、
前記電動モードの優先の解除を指示するする解除指示スイッチと、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段が所定の低蓄電量状態になる蓄電量条件が成立する前で前記解除指示スイッチがオフのときには前記リレーがオンされた状態で前記電動モードを優先して前記設定された要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御する電動モード優先制御を実行し、前記蓄電量条件が成立した以降は前記リレーがオフされた状態で前記第２の電圧変換手段の駆動停止を伴って前記設定された要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御するリレーオフ時制御を実行し、前記蓄電量条件が成立する前に前記解除指示スイッチがオンされた所定指示以降は前記解除指示スイッチがオフされるまで前記リレーがオンされた状態で前記設定された要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御するリレーオン時制御を実行する制御手段と、
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、第１の蓄電手段および第２の蓄電手段が所定の低蓄電量状態になる蓄電量条件が成立する前で解除指示スイッチがオフのときにはリレーがオンされた状態で電動機からの動力だけを駆動軸に入出力する電動モードを優先して駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機と第１の電圧変換手段と第２の電圧変換手段とを制御する電動モード優先制御を実行し、蓄電量条件が成立した以降はリレーがオフされた状態で第２の電圧変換手段の駆動停止を伴って要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機と第１の電圧変換手段と第２の電圧変換手段とを制御するリレーオフ時制御を実行する。これにより、蓄電量条件が成立する前は電動モードを優先して駆動軸に駆動力を出力することができ、蓄電量条件が成立した以降は第２の電圧変換手段による電力消費を抑制してエネルギ効率の向上を図ることができる。一方、蓄電量条件が成立する前に解除指示スイッチがオンされた所定指示以降は、解除指示スイッチがオフされるまでリレーがオンされた状態で要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機と第１の電圧変換手段と第２の電圧変換手段とを制御するリレーオン時制御を実行する。これにより、所定指示後に一時的に蓄電量条件が成立してしまった場合などにリレーがオフされるのを抑制することができる。この結果、解除指示スイッチがオンからオフされて電動モード優先制御を実行する際には、第１の蓄電手段からの電力と第２の蓄電手段からの電力とを用いてこの制御を実行することができるから、所定指示後にリレーがオフされることによる不都合（例えば、リレーオフ時制御の実行を開始した以降にリレーをオンとしないものにおいて、解除指示スイッチがオンからオフされて電動モード優先制御を実行する際に第２の蓄電手段からの電力を用いることができない不都合など）を回避することができる。即ち、電動モードを優先して駆動軸に動力を出力している最中にその電動モードの優先を解除するスイッチが操作されたときに、より適正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、前記制御手段は、前記リレーオン時制御として、前記第１の蓄電手段の蓄電量が前記所定指示時の前記第１の蓄電手段の蓄電量に基づいて管理されると共に前記第２の蓄電手段の蓄電量が前記所定指示時の前記第２の蓄電手段の蓄電量に基づいて管理されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御する手段である、ものとすることもできる。

また、本発明の動力出力装置において、前記第２の低電圧系に第２のリレーを介して接続された第３の蓄電手段を備え、前記第２の電圧変換手段は、前記第２の蓄電手段および前記第３の蓄電手段のうち前記リレーまたは前記第２のリレーがオンされていることによって前記第２の低電圧系に接続されている蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な手段であり、前記制御手段は、前記蓄電量条件が成立する前で前記解除指示スイッチがオフのときには前記リレーまたは前記第２のリレーのいずれか一方がオンされた状態で前記電動モード優先制御を実行し、前記蓄電量条件が成立した以降は前記リレーおよび前記第２のリレーが共にオフされた状態で前記リレーオフ時制御を実行し、前記所定指示以降は前記解除指示スイッチがオフされるまで前記リレーまたは前記第２のリレーのいずれか一方がオンされた状態で前記リレーオン時制御を実行する、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、車外の電源である外部電源に接続されたときに前記外部電源からの電力を用いて前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段を充電可能な充電手段を備え、前記蓄電量条件は、前記外部電源からの電力を用いて前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段の充電が行なわれた状態での前記システム起動後で前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段が所定の低蓄電量状態になったときに成立する条件である、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、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、充放電可能な第１の蓄電手段と、充放電可能な第２の蓄電手段と、前記第１の蓄電手段が接続された第１の低電圧系の電力ラインと前記発電機の駆動回路および前記電動機の駆動回路が接続された高電圧系の電力ラインとに接続され前記第１の蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な第１の電圧変換手段と、前記第２の蓄電手段がリレーを介して接続された第２の低電圧系の電力ラインと前記高電圧系の電力ラインとに接続され前記リレーがオンされているときに前記第２の蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な第２の電圧変換手段と、を備え、前記電動機から入出力される動力だけを用いて前記駆動軸に動力を出力する電動モードと前記内燃機関からの動力の出力を伴って前記駆動軸に動力を出力するハイブリッドモードとが選択可能な動力出力装置であって、前記電動モードの優先の解除を指示するする解除指示スイッチと、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段が所定の低蓄電量状態になる蓄電量条件が成立する前で前記解除指示スイッチがオフのときには前記リレーがオンされた状態で前記電動モードを優先して前記設定された要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御する電動モード優先制御を実行し、前記蓄電量条件が成立した以降は前記リレーがオフされた状態で前記第２の電圧変換手段の駆動停止を伴って前記設定された要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御するリレーオフ時制御を実行し、前記蓄電量条件が成立する前に前記解除指示スイッチがオンされた所定指示以降は前記解除指示スイッチがオフされるまで前記リレーがオンされた状態で前記設定された要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御するリレーオン時制御を実行する制御手段と、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、電動モードを優先して駆動軸に動力を出力している最中にその電動モードの優先を解除するスイッチが操作されたときに、より適正に対応するができる効果などと同様の効果を奏することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、充放電可能な第１の蓄電手段と、充放電可能な第２の蓄電手段と、前記第１の蓄電手段が接続された第１の低電圧系の電力ラインと前記発電機の駆動回路および前記電動機の駆動回路が接続された高電圧系の電力ラインとに接続され前記第１の蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な第１の電圧変換手段と、前記第２の蓄電手段がリレーを介して接続された第２の低電圧系の電力ラインと前記高電圧系の電力ラインとに接続され前記リレーがオンされているときに前記第２の蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な第２の電圧変換手段と、前記電動モードの優先の解除を指示するする解除指示スイッチと、を備え、前記電動機から入出力される動力だけを用いて前記駆動軸に動力を出力する電動モードと前記内燃機関からの動力の出力を伴って前記駆動軸に動力を出力するハイブリッドモードとが選択可能な動力出力装置の制御方法であって、
前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段が所定の低蓄電量状態になる蓄電量条件が成立する前で前記解除指示スイッチがオフのときには前記リレーがオンされた状態で前記電動モードを優先して前記駆動軸に要求される要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御する電動モード優先制御を実行し、前記蓄電量条件が成立した以降は前記リレーがオフされた状態で前記第２の電圧変換手段の駆動停止を伴って前記要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御するリレーオフ時制御を実行し、前記蓄電量条件が成立する前に前記解除指示スイッチがオンされた所定指示以降は前記解除指示スイッチがオフされるまで前記リレーがオンされた状態で前記要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御するリレーオン時制御を実行する、
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法では、第１の蓄電手段および第２の蓄電手段が所定の低蓄電量状態になる蓄電量条件が成立する前で解除指示スイッチがオフのときにはリレーがオンされた状態で電動機からの動力だけを駆動軸に入出力する電動モードを優先して駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機と第１の電圧変換手段と第２の電圧変換手段とを制御する電動モード優先制御を実行し、蓄電量条件が成立した以降はリレーがオフされた状態で第２の電圧変換手段の駆動停止を伴って要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機と第１の電圧変換手段と第２の電圧変換手段とを制御するリレーオフ時制御を実行する。これにより、蓄電量条件が成立する前は電動モードを優先して駆動軸に駆動力を出力することができ、蓄電量条件が成立した以降は第２の電圧変換手段による電力消費を抑制してエネルギ効率の向上を図ることができる。一方、蓄電量条件が成立する前に解除指示スイッチがオンされた所定指示以降は、解除指示スイッチがオフされるまでリレーがオンされた状態で要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機と第１の電圧変換手段と第２の電圧変換手段とを制御するリレーオン時制御を実行する。これにより、所定指示後に一時的に蓄電量条件が成立してしまった場合などにリレーがオフされるのを抑制することができる。この結果、解除指示スイッチがオンからオフされて電動モード優先制御を実行する際には、第１の蓄電手段からの電力と第２の蓄電手段からの電力とを用いてこの制御を実行することができるから、所定指示後にリレーがオフされることによる不都合（例えば、リレーオフ時制御の実行を開始した以降にリレーをオンとしないものにおいて、解除指示スイッチがオンからオフされて電動モード優先制御を実行する際に第２の蓄電手段からの電力を用いることができない不都合など）を回避することができる。即ち、電動モードを優先して駆動軸に動力を出力している最中にその電動モードの優先を解除するスイッチが操作されたときに、より適正に対応することができる。

本発明の一実施例としての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。 マスタバッテリ５０の電池温度Ｔｂ１と入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１との関係の一例を示す説明図である。 マスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１と入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１の補正係数との関係の一例を示す。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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入出力制限設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２を運転停止している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３とシステムメインリレー５６，６６，６７のオンオフ状態と電動走行優先キャンセルスイッチ８９のオンオフ状態と走行状態との時間変化の様子をの一例を模式的に示す模式図である。 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に減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、充放電可能なマスタバッテリ５０と、マスタバッテリ５０からの電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給するマスタ側昇圧回路５５と、マスタバッテリ５０とマスタ側昇圧回路５５との接続や接続の解除を行なうシステムメインリレー５６と、充放電可能なスレーブバッテリ６０，６２と、スレーブバッテリ６０，６２からの電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給するスレーブ側昇圧回路６５と、スレーブバッテリ６０，６２の各々とスレーブ側昇圧回路６５との接続や接続の解除を各々に行なうシステムメインリレー６６，６７と、車両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。以下、説明の都合上、マスタ側昇圧回路５５およびスレーブ側昇圧回路６５よりインバータ４１，４２側を高電圧系といい、マスタ側昇圧回路５５よりマスタバッテリ５０側を第１低電圧系といい、スレーブ側昇圧回路６５よりスレーブバッテリ６０，６２側を第２低電圧系という。

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する内燃機関であり、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信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサ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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂ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やマスタ側昇圧回路５５を介してマスタバッテリ５０と電力のやりとりを行なうと共にインバータ４１，４２やスレーブ側昇圧回路６５を介してスレーブバッテリ６０，６２と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを接続する電力ライン（以下、高電圧系電力ラインという）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。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。

マスタ側昇圧回路５５およびスレーブ側昇圧回路６５は、周知の昇圧コンバータとして構成されている。マスタ側昇圧回路５５は、マスタバッテリ５０にシステムメインリレー５６を介して接続された電力ライン（以下、第１低電圧系電力ラインという）５９と前述の高電圧系電力ライン５４とに接続され、マスタバッテリ５０の電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給したりインバータ４１，４２に作用している電力を降圧してマスタバッテリ５０を充電したりする。スレーブ側昇圧回路６５は、スレーブバッテリ６０にシステムメインリレー６６を介して接続されると共にスレーブバッテリ６２にシステムメインリレー６７を介して接続された電力ライン（以下、第２低電圧系電力ラインという）６９と高電圧系電力ライン５４とに接続され、スレーブバッテリ６０，６２のうちスレーブ側昇圧回路６５に接続されているスレーブバッテリ（以下、接続側スレーブバッテリという）の電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給したりインバータ４１，４２に作用している電力を降圧して接続側スレーブバッテリを充電したりする。なお、高電圧系電力ライン５４の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ５７が接続されており、第１低電圧系電力ライン５９の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ５８が接続されており、第２低電圧系電力ライン６９の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ６８が接続されている。

マスタバッテリ５０とスレーブバッテリ６０，６２とは、いずれもリチウムイオン二次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、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２を管理するのに必要な信号、例えば、マスタバッテリ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Ｖｂ１，マスタバッテリ５０の正極側の出力端子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Ｉｂ１，マスタバッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂ１，スレーブバッテリ６０，６２の各々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Ｖｂ２，Ｖｂ３，スレーブバッテリ６０，６２の各々の正極側の出力端子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Ｉｂ２，Ｉｂ３，スレーブバッテリ６０，６２にそれぞれ取り付けられた温度センサ６１，６３からの電池温度Ｔｂ２，Ｔｂ３などが入力されており、必要に応じてマスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２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、マスタバッテリ５０を管理するために、図示しない電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂ１の積算値に基づいて蓄電量ＳＯＣ１を演算したり、演算した蓄電量ＳＯＣ１と電池温度Ｔｂ１とに基づいてマスタバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１を演算したりすると共に、スレーブバッテリ６０，６２を管理するために、図示しない電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂ２，Ｉｂ３の積算値に基づいて蓄電量ＳＯＣ２，ＳＯＣ３を演算したり、演算した蓄電量ＳＯＣ２，ＳＯＣ３と電池温度Ｔｂ２，Ｔｂ３とに基づいてスレーブバッテリ６０，６２の入出力制限Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２，Ｗｉｎ３，Ｗｏｕｔ３を演算したりしている。なお、マスタバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１は、電池温度Ｔｂ１に基づいて入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１の基本値を設定し、マスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１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Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１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２にマスタバッテリ５０の電池温度Ｔｂ１と入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１との関係の一例を示し、図３にマスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１と入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１の補正係数との関係の一例を示す。スレーブバッテリ６０，６２の入出力制限Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２，Ｗｉｎ３，Ｗｏｕｔ３は、マスタバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１と同様に設定することができる。

第２低電圧系には、スレーブ側昇圧回路６５に対してスレーブバッテリ６０，６２と並列に充電器９０が接続されると共にこの充電器９０に車両側コネクタ９２が接続されている。車両側コネクタ９２は、車外の電源である交流の外部電源（例えば、家庭用電源（ＡＣ１００Ｖ）など）１００に接続された外部電源側コネクタ１０２を接続可能に形成されている。充電器９０は、第２低電圧系と車両側コネクタ９２との接続や接続の解除を行なう充電用リレーや、外部電源１００からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ，ＡＣ／ＤＣコンバータにより変換した直流電力の電圧を変換して第２低電圧系に供給するＤＣ／ＤＣコンバータなどを備える。

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５７ａからの電圧（高電圧系の電圧）ＶＨや、コンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからの電圧（第１低電圧系の電圧）ＶＬ１，コンデンサ６８の端子間に取り付けられた電圧センサ６８ａからの電圧（第２低電圧系の電圧）ＶＬ２，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，モータＭＧ２からの動力だけで走行する電動走行とエンジン２２からの動力の出力を伴って走行するハイブリッド走行とのうち電動走行の優先の解除を指示する電動走行優先キャンセルスイッチ８９からのスイッチ信号ＳＷ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、マスタ側昇圧回路５５のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や、スレーブ側昇圧回路６５のスイッチング素子へのスイッチング制御信号，システムメインリレー５６，６６，６７への駆動信号，充電器９０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マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２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マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２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。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や予め設定された充電ポイントで車両をシステム停止した後に外部電源側コネクタ１０２と車両側コネクタ９２とが接続されると、充電器９０内の充電用リレーをオンとし、システムメインリレー５６やシステムメインリレー６６，６７をオンとして充電器９０内のＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、外部電源１００からの電力を用いてマスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２を満充電や満充電より低い所定の充電状態（例えば、蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３が８０％や８５％の状態）にする。したがって、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２が充分に充電されている状態でシステム起動（イグニッションオン）されて走行する際には、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２からの電力を用いてモータ運転モードである程度の距離（時間）を走行することが可能となる。しかも、実施例のハイブリッド自動車２０では、マスタバッテリ５０に加えてスレーブバッテリ６０，６２を備えるから、マスタバッテリ５０だけを備えるものに比してモータ運転モードでの走行距離（走行時間）を長くすることができる。

さらに、実施例のハイブリッド自動車２０では、電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフの状態のときには、基本的に以下のように走行する。まず、外部電源１００からの電力を用いてマスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２が充分に充電されている状態でシステム起動（イグニッションオン）されたときには、システムメインリレー５６をオンとしてマスタバッテリ５０とマスタ側昇圧回路５５とを接続すると共にシステムメインリレー６６をオンとしてスレーブバッテリ６０とスレーブ側昇圧回路６５とを接続する（以下、この状態を第１接続状態という）。そして、マスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１に比してスレーブバッテリ６０の蓄電量ＳＯＣ２が迅速に低下するようマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御しながら、モータＭＧ２から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行とエンジン２２からの動力の出力を伴って走行するハイブリッド走行とのうち電動走行を優先して走行し、スレーブバッテリ６０の蓄電量ＳＯＣ２が所定値Ｓｒｅｆ２（例えば、２５％や３０％，３５％など）以下になると、システムメインリレー６６をオフとしてスレーブバッテリ６０とスレーブ側昇圧回路６５とを切り離すと共にシステムメインリレー６７をオンとしてスレーブバッテリ６２とスレーブ側昇圧回路６５とを接続し（以下、この状態を第２接続状態という）、マスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１が所定値Ｓｒｅｆ１（例えば、３０％や３５％，４０％など）以下になると共にスレーブバッテリ６２の蓄電量ＳＯＣ３が所定値Ｓｒｅｆ３（例えば、２５％や３０％，３５％など）以下になるようマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御しながら電動走行を優先して走行する。そして、マスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１が所定値Ｓｒｅｆ１以下になると共にスレーブバッテリ６２の蓄電量ＳＯＣ３が所定値Ｓｒｅｆ３以下になると、システムメインリレー６７をオフとしてスレーブバッテリ６２とスレーブ側昇圧回路６５とを切り離す（以下、この状態をスレーブ切り離し状態という）と共にその後は車両に要求される要求パワーに基づいてエンジン２２を間欠運転しながら走行する。即ち、第１接続状態は、マスタバッテリ５０とマスタ側昇圧回路５５とが接続されると共にスレーブバッテリ６０とスレーブ側昇圧回路６５とが接続されスレーブバッテリ６２とスレーブ側昇圧回路６５との接続が解除されている状態であり、第２接続状態は、マスタバッテリ５０とマスタ側昇圧回路５５とが接続されると共にスレーブバッテリ６２とスレーブ側昇圧回路６５とが接続されスレーブバッテリ６０とスレーブ側昇圧回路６５との接続が解除されている状態であり、スレーブ切り離し状態は、マスタバッテリ５０とマスタ側昇圧回路５５とが接続されると共にスレーブバッテリ６０，６２の両方とスレーブ側昇圧回路６５との接続が解除されている状態である。実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２から動力を入出力している最中（走行中）のシステムメインリレー６６，６７のオンオフ回数を少なくするために、スレーブ切り離し状態になった以降は、システム停止（イグニッションオフ）された後に外部電源１００からの電力を用いてマスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２を充電するときまでシステムメインリレー６６，６７をオンとしないものとした。

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、外部電源１００からの電力を用いてマスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２が充分に充電されている状態でシステム起動されて走行する際の動作について説明する。図４はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図５は駆動制御ルーチンで用いる制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ（マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の状態，システムメインリレー５６，６６，６７のオンオフ状態に基づいて設定される値）を設定する制御用入出力制限設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。駆動制御ルーチンや制御用入出力制限設定ルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、外部電源１００からの電力を用いてマスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２が充分に充電されている状態でシステム起動されたときにシステムメインリレー５６，６６をオンとするものとした。以下、説明の都合上、まず、図５の制御用入出力制限設定ルーチンを用いて制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの設定について説明し、その後、図４の駆動制御ルーチンを用いて駆動制御について説明する。

制御用入出力制限設定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、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１，Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２，Ｗｉｎ３，Ｗｏｕｔ３や、第１接続状態（システムメインリレー５６，６６がオンでシステムメインリレー６７がオフの状態）のときに値１が設定されると共に第１接続状態でないときに値０が設定される第１接続状態フラグＧ１，第２接続状態（システムメインリレー５６，６７がオンでシステムメインリレー６６がオフの状態）のときに値１が設定されると共に第２接続状態でないときに値０が設定される第２接続状態フラグＧ２などのデータを入力する（ステップＳ４００）。ここで、マスタバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１はマスタバッテリ５０の電池温度Ｔｂ１とＳＯＣ１とに基づいて設定されたものを、スレーブバッテリ６０の入出力制限Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２はスレーブバッテリ６０の電池温度Ｔｂ２と蓄電量ＳＯＣ２とに基づいて設定されたものを，スレーブバッテリ６２の入出力制限Ｗｉｎ３，Ｗｏｕｔ３はスレーブバッテリ６２の電池温度Ｔｂ３と蓄電量ＳＯＣ３とに基づいて設定されたものを，それぞれバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。また、第１接続状態か第２接続状態かスレーブ切り離し状態かは、後述の図４の駆動制御ルーチンにより選択されるものとした。

こうしてデータを入力すると、入力した第１接続状態フラグＧ１の値と第２接続状態フラグＧ２の値とを調べ（ステップＳ４１０）、第１接続状態フラグＧ１が値１で第２接続状態フラグＧ２が値０のときには、第１接続状態であると判断し、マスタバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ１とスレーブバッテリ６０の入力制限Ｗｉｎ２との和を制御用入力制限Ｗｉｎとして設定すると共にマスタバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ１とスレーブバッテリ６０の出力制限Ｗｏｕｔ２との和を制御用出力制限Ｗｏｕｔとして設定し（ステップＳ４２０）、第１接続状態フラグＧ１が値０で第２接続状態フラグＧ２が値１のときには、第２接続状態であると判断し、マスタバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ１とスレーブバッテリ６２の入力制限Ｗｉｎ３との和を制御用入力制限Ｗｉｎとして設定すると共にマスタバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ１とスレーブバッテリ６２の出力制限Ｗｏｕｔ３との和を制御用出力制限Ｗｏｕｔとして設定し（ステップＳ４３０）、第１接続状態フラグＧ１と第２接続状態フラグＧ２とが共に値０のときには、スレーブ切り離し状態であると判断し、マスタバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１を制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとして設定し（ステップＳ４４０）、制御用入出力制限設定ルーチンを終了する。即ち、制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、第１接続状態や第２接続状態のときには、スレーブ切り離し状態のときに比して絶対値が大きな値を設定することになる。

次に、こうして設定された制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを用いた駆動制御について説明する。以下、簡単のために、モータＭＧ２から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行を優先しないときについては、エンジン２２からの動力の出力を伴って走行するハイブリッド走行で走行するものとして説明する。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３，マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３の全てが各所定値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，Ｓｒｅｆ３以下になる蓄電量条件が成立したか否かを示す蓄電量条件フラグＦ１，電動走行優先キャンセルスイッチ８９からのスイッチ信号ＳＷなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２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。また、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３は、図示しない電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂ１，Ｉｂ２，Ｉｂ３の積算値に基づいてそれぞれ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。さらに、制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、前述の図５に例示した制御用入出力制限設定ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。蓄電量条件フラグＦ１は、図示しない蓄電量条件フラグ設定ルーチンにより、システム起動後で蓄電量条件が成立する前は値０が設定され、蓄電量条件が成立した以降は値１が設定されたものを入力するものとした。

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３９ａ，３９ｂ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６に要求トルク設定用マップの一例を示す。

続いて、スイッチ信号ＳＷを調べることによって電動走行優先キャンセルスイッチ８９のオンオフ状態（電動走行の優先の解除が指示されているか否か）を調べ（ステップＳ１２０）、電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフのときには、電動走行の優先の解除が指示されていないと判断し、蓄電量条件フラグＦ１の値を調べ（ステップＳ１３０）、蓄電量条件フラグＦ１が値０のときには、蓄電量条件が成立する前であると判断し、初期値として値０が設定されると共に蓄電量条件が成立する前（蓄電量条件フラグＦ１が値０のとき）に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされる所定操作が行なわれたときに値１が設定される所定操作フラグＦ２に値０を設定し（ステップＳ１４０）、第１接続状態または第２接続状態を選択する（ステップＳ１５０）。ここで、第１接続状態または第２接続状態の選択は、実施例では、スレーブバッテリ６０の蓄電量ＳＯＣ２が所定値Ｓｒｅｆ２以下になる前は第１接続状態を選択し、スレーブバッテリ６０の蓄電量ＳＯＣ２が所定値Ｓｒｅｆ２以下になった以降は第２接続状態を選択するものとした。そして、第１接続状態を選択したときには、システムメインリレー５６，６６がオンでシステムメインリレー６７がオフの状態とし、第２接続状態を選択したときには、システムメインリレー５６，６７がオンでシステムメインリレー６６がオフの状態とする。

そして、燃料噴射制御や点火制御を停止してエンジン２２を運転停止する制御信号（運転停止信号）をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に（ステップＳ１６０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定してこれをモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１７０）。運転停止信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転停止されているときにはその状態を継続し、エンジン２２が運転されているときにはその運転を停止する。また、トルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊（この場合、値０）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。

次に、要求トルクＴｒ＊にトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（１）により計算すると共に（ステップＳ３００）、制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との差分をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（２）および式（３）により計算し（ステップＳ３１０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（４）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してこれをモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ３２０）。ここで、トルク指Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。エンジン２２を運転停止している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図７に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、図７から容易に導くことができる。このように、蓄電量条件が成立する前で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフのときにはエンジン２２を運転停止して制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (1)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (2)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (4)

そして、高電圧系の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊になるようマスタ側昇圧回路５５を制御すると共に（ステップＳ３３０）、接続側スレーブバッテリ（スレーブバッテリ６０，６２のうちスレーブ側昇圧回路６５に接続されているスレーブバッテリ）からインバータ４１，４２側に供給される電力Ｐｂｓが目標充放電電力Ｐｂｓ＊になるようスレーブ側昇圧回路６５を制御して（ステップＳ３４０）、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、実施例では、高電圧系の電圧ＶＨは、電圧センサ５７ａにより検出されたものを用いるものとし、目標電圧ＶＨ＊は、モータＭＧ１の目標動作点（トルク指令Ｔｍ１＊，回転数Ｎｍ１）に対応する電圧とモータＭＧ２の目標動作点（トルク指令Ｔｍ２＊，回転数Ｎｍ２）に対応する電圧とのうち大きい方の電圧を設定するものとした。また、実施例では、接続側スレーブバッテリからの放電電力Ｐｂｓは、接続側スレーブバッテリに対応する図示しない電圧センサにより検出された端子間電圧と図示しない電流センサにより検出された充放電電流との積として演算されてバッテリＥＣＵ５２から通信により入力されたものを用いるものとし、目標放電電力Ｐｂｓ１＊は、モータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力Ｐｍ（＝Ｔｍ１＊・Ｎｍ１＋Ｔｍ２＊・Ｎｍ２）のうち接続側スレーブバッテリから高電圧系に供給すべき電力として、第１接続状態のときには、マスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１と所定値Ｓｒｅｆ１との差ΔＳＯＣ１（ＳＯＣ１−Ｓｒｅｆ１）と、スレーブバッテリ６０の蓄電量ＳＯＣ２と所定値Ｓｒｅｆ２との差ΔＳＯＣ２（ＳＯＣ２−Ｓｒｅｆ２）と、スレーブバッテリ６２の蓄電量ＳＯＣ３と所定値Ｓｒｅｆ３との差ΔＳＯＣ３（ＳＯＣ３−Ｓｒｅｆ３）と、に基づいて次式（５）により得られる割合Ｒ１とモータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力Ｐｍとから設定し、第２接続状態のときには差ΔＳＯＣ１と差ΔＳＯＣ３とに基づいて次式（６）により得られる割合Ｒ２とモータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力Ｐｍとから設定するものとした。なお、スレーブ切り離し状態のときには、スレーブ側昇圧回路６５を駆動停止する。

R1=(ΔSOC2+ΔSOC3)/(ΔSOC1+ΔSOC2+ΔSOC3) (5)
R2=ΔSOC3/(ΔSOC1+ΔSOC3) (6)

ステップＳ１２０で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフでありステップＳ１３０で蓄電量条件フラグＦ１が値１のときには、所定操作フラグＦ２に値０を設定し（ステップＳ１８０）、電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフの状態で蓄電量条件が成立した以降であると判断し、スレーブ切り離し状態を選択する（ステップＳ１９０）。スレーブ切り離し状態を選択したときには、システムメインリレー５６がオンでシステムメインリレー６６，６７がオフの状態とする。

続いて、マスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１が所定値Ｓｒｅｆ１を中心として管理されるよう蓄電量ＳＯＣ１に基づいて充放電要求パワーＰｂ＊（放電側を正、充電側を負とする）を設定し（ステップＳ２００）、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものからバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊を減じてロスＬｏｓｓを加えることにより車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ２７０）。ここで、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。

そして、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定してこれらをエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２８０）。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図８に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（７）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（８）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算してこのトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２９０）、ステップＳ３００〜Ｓ３４０処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図９に示す。なお、図中、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（７）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。式（８）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。また、いまシステムメインリレー６６，６７が共にオフされた状態即ちスレーブバッテリ６０，６２が共にスレーブ側昇圧回路６５から切り離された状態を考えているから、マスタ側昇圧回路５５やスレーブ側昇圧回路６５については、高電圧系の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊になるようマスタ側昇圧回路５５を制御すると共にスレーブ側昇圧回路６５を駆動停止する。こうした制御により、蓄電量条件が成立した以降で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフのときには、バッテリ５０の制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ（この場合はマスタバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１）の範囲内でエンジン２２を効率よく運転してマスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１を所定値Ｓｒｅｆ１に基づいて管理しながら駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。しかも、このときには、スレーブ側昇圧回路６５を駆動停止することにより、スレーブ側昇圧回路６５による電力消費を抑制してエネルギ効率の向上を図ることができる。なお、説明は省略したが、この場合、エンジン２２が運転停止されているときには、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングしてエンジン２２を始動する。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (7)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (8)

ステップＳ１２０で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンのときには、所定操作フラグＦ２の値を調べ（ステップＳ２１０）、所定操作フラグＦ２が値０のときには、蓄電量条件フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ２２０）。ステップＳ１２０，Ｓ２２０の処理は、蓄電量条件が成立する前に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされる所定操作が行なわれたか否かを判定する処理である。蓄電量条件フラグＦ１が値１のときには、蓄電量条件が成立した以降に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされたと判断し、ステップＳ１８０〜Ｓ２００，Ｓ２７０〜Ｓ３４０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。即ち、蓄電量条件が成立した以降は、電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされたか否かに拘わらず同様の制御を行なうことになる。

ステップＳ１２０で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンでステップＳ２１０で所定操作フラグＦ２が値０でステップＳ２２０で蓄電量条件フラグＦ１が値０のときには、所定操作が行なわれたと判断し、所定操作フラグＦ２に値１を設定し（ステップＳ２３０）、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３をそれぞれ格納値Ｓ１ｓｅｔ，Ｓ２ｓｅｔ，Ｓ３ｓｅｔとして設定し（ステップＳ２４０）、前回このルーチンが実行されたときにステップＳ１４０で選択した第１接続状態または第２接続状態を保持し（ステップＳ２５０）、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３と格納値Ｓ１ｓｅｔ，Ｓ２ｓｅｔ，Ｓ３ｓｅｔとに基づいて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し（ステップＳ２６０）、ステップＳ２７０〜Ｓ３４０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。ここで、充放電要求パワーＰｂ＊の設定は、実施例では、マスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１が格納値Ｓ１ｓｅｔを中心として管理されると共に、第１接続状態のときにはスレーブバッテリ６０の蓄電量ＳＯＣ２が格納値Ｓ２ｓｅｔを中心として管理され第２接続状態のときにはスレーブバッテリ６２の蓄電量ＳＯＣ３が格納値Ｓ３ｓｅｔを中心として管理されるよう、設定するものとした。マスタ側昇圧回路５５やスレーブ側昇圧回路６５については、マスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１が格納値Ｓ１ｓｅｔを中心として変動すると共に、第１接続状態のときにはスレーブバッテリ６０の蓄電量ＳＯＣ２が格納値Ｓ２ｓｅｔを中心として変動し第２接続状態のときにはスレーブバッテリ６２の蓄電量ＳＯＣ３が格納値Ｓ３ｓｅｔを中心として変動するよう、マスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御するものとした。こうした制御により、蓄電量条件が成立する前に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされる所定操作が行なわれたときには、バッテリ５０の制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転してマスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１を格納値Ｓ１ｓｅｔに基づいて管理すると共に接続側スレーブバッテリ（スレーブバッテリ６０，６２のうちスレーブ側昇圧回路６５に接続されているスレーブバッテリ）の蓄電量を対応する格納値に基づいて管理しながら駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

そして、次回以降にこのルーチンが実行されたときにステップＳ１２０で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンのときには、ステップＳ２１０で所定操作フラグＦ２が値１であるから、蓄電量条件フラグＦ１の値に拘わらず、ステップＳ２５０〜Ｓ３４０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了し、ステップＳ１２０で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフのときには、前述したステップＳ１３０以降の処理を実行する。したがって、蓄電量条件が成立する前に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされたときには、その後にマスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３の全てが各所定値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，Ｓｒｅｆ３以下になる蓄電量条件が成立したとしても、その条件の成立に拘わらず、第１接続状態または第２接続状態を継続するのである。前述したように、実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２から動力を入出力している最中のシステムメインリレー６６，６７のオンオフ回数を少なくするために、スレーブ切り離し状態になった以降は、少なくともシステム停止（イグニッションオフ）されるまではシステムメインリレー６６，６７をオンとしないものとしたから、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３が変動して一時的に各所定値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，Ｓｒｅｆ３以下になったときに蓄電量条件が成立したとしてスレーブ切り離し状態に移行してしまうと、その後に、蓄電量条件が成立しなくなったときに、第１接続状態または第２接続状態に戻ることができない。このため、電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンからオフされて電動走行する際にモータＭＧ２から入出力可能な動力は、マスタバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１の範囲内に限定され、第１接続状態または第２接続状態で電動走行する際に比してより限定されてしまうことになる。このことを考慮して、実施例では、蓄電量条件が成立する前に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされたときには、電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフされるまで第１接続状態または第２接続状態を継続するものとした。これにより、電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンからオフされて電動走行する際に、第１接続状態または第２接続状態で電動走行することができるから、スレーブ切り離し状態に比して絶対値が大きな制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して電動走行可能になり、電動走行する際の走行性能が低下するのを抑制することができる。

図１０は、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３とシステムメインリレー５６，６６，６７のオンオフ状態と電動走行優先キャンセルスイッチ８９のオンオフ状態と走行状態との時間変化の様子をの一例を模式的に示す模式図である。なお、図１０では、簡単のために、所定値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，Ｓｒｅｆ３を同一の値Ｓｒｅｆとし、電動走行を優先して走行するときには電動走行で走行するものとすると共に電動走行を優先しないときにはハイブリッド走行で走行するものとした。また、図１０およびこの段落では、システムメインリレー５６をマスタ用リレー５６、システムメインリレー６６を第１スレーブ用リレー６６、システムメインリレー６７を第２スレーブ用リレー６７として説明する。図１０の例では、システム起動されると（時刻ｔ１）、マスタ用リレー５６，第１スレーブ用リレー６６をオンとし、電動走行で走行することによってマスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２が低下して蓄電量ＳＯＣ２が閾値Ｓｒｅｆ以下になったときに（時刻ｔ２）、第１スレーブ用リレー６６をオフとすると共に第２スレーブ用リレー６７をオンとする。そして、電動走行で走行することによってマスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ３が低下している最中に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされると（時刻ｔ３）、エンジン２２を始動してハイブリッド走行に移行し、マスタバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ１は格納値Ｓ１ｓｅｔを中心として変動すると共にスレーブバッテリ６２の蓄電量ＳＯＣ３は格納値Ｓ３ｓｅｔを中心として変動する。このとき、蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ３の変動によって蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ３が共に所定値Ｓｒｅｆ以下になってもシステムメインリレー６７はオフとせず、その後に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフされると（時刻ｔ４）、電動走行に移行し、蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ３が共に所定値Ｓｒｅｆ以下になって蓄電量条件が成立すると（時刻ｔ５）、第２スレーブ用リレー６７をオフとしてハイブリッド走行に移行する。したがって、時刻ｔ３〜ｔ４で蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ３が各所定値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ３以下になっても第２スレーブ用リレー６７をオフとはしない（オン状態を継続する）から、時刻ｔ４で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフとされて電動走行に移行したときに、既に第２スレーブ用リレー６７がオフされていることによる不都合（例えば、電動走行する際にモータＭＧ２から入出力可能な動力が大きく制限される不都合など）が生じるのを回避することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３の全てが各所定値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，Ｓｒｅｆ３以下になる蓄電量条件が成立する前で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフのときには、システムメインリレー５６，６６がオンされている第１接続状態またはシステムメインリレー５６，６７がオンされている第２接続状態で電動走行を優先して制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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とマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御し、蓄電量条件が成立した以降はシステムメインリレー６６，６７が共にオフされているスレーブ切り離し状態で制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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とマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御し、蓄電量条件が成立する前に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされた以降は蓄電量条件が成立したか否かに拘わらず電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフされるまで第１接続状態または第２接続状態で制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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とマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御するから、電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされている最中に第１接続状態または第２接続状態からスレーブ切り離し状態になってしまうことによる不都合（その後に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフされて電動走行する際にモータＭＧ２から入出力可能な動力が大きく制限される不都合など）を回避することができる。即ち、電動モードを優先してリングギヤ軸３２ａに動力を出力している最中に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされたときに、より適正に対応するができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、外部電源１００からの電力を用いてマスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２が充分に充電されている状態でシステム起動されて走行する際の動作について説明したが、この状態でシステム起動されて走行する際に限られず、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３が比較的高い状態でシステム起動されて走行する際には、実施例と同様に走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５と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、簡単のために、蓄電量条件が成立する前で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフのときには、第１接続状態または第２接続状態でモータＭＧ２から入出力される動力だけを用いて電動走行で走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とマスタ側昇圧回路５５，スレーブ側昇圧回路６５とを制御するものとしたが、蓄電量条件が成立する前で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフのときでも、要求トルクＴｒ＊をモータＭＧ２からのトルクだけで賄うことができないと判定されるときには、第１接続状態または第２接続状態でエンジン２２からの動力の出力を伴ってハイブリッド走行で走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御するものとしてもよい。なお、要求トルクＴｒ＊をモータＭＧ２からのトルクだけで賄うことができるか否かの判定は、例えば、制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔをリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）で除することによって電動走行で走行する際にモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに入出力可能なトルクの上下限としての電動走行許容トルクＴｍｉｎ（＝Ｗｉｎ／Ｎｒ），Ｔｍａｘ（＝Ｗｏｕｔ／Ｎｒ）を計算し、要求トルクＴｒ＊が電動走行許容トルクＴｍｉｎ，Ｔｍａｘの範囲内であるか否かを判定することにより行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、簡単のために、電動走行を優先しないときには、ハイブリッド走行で走行するものとしたが、要求パワーＰｅ＊や電動走行許容トルクＴｍｉｎ，Ｔｍａｘなどに基づいてエンジン２２の間欠運転を伴って走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５と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、マスタバッテリ５０とマスタ側昇圧回路５５とスレーブバッテリ６０，６２とスレーブ側昇圧回路６５とを備えるものとしたが、スレーブバッテリは２つに限られず、１つまたは３以上備え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、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、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３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１１における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力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と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備える構成としたが、走行用の動力出力可能なエンジンと走行用の動力を出力可能なモータとを備えエンジンの間欠運転を伴って走行するハイブリッド車であれば如何なる構成のハイブリッド車としてもよい。

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構わない。さらに、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「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、マスタバッテリ５０が「第１の蓄電手段」に相当し、スレーブバッテリ６０が「第２の蓄電手段」に相当し、マスタ側昇圧回路５５が「第１の電圧変換手段」に相当し、システムメインリレー６６が「リレー」に相当し、スレーブ側昇圧回路６５が「第２の電圧変換手段」に相当し、電動走行優先キャンセルスイッチ８９が「解除指示スイッチ」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図４の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３の全てが各所定値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，Ｓｒｅｆ３以下になる蓄電量条件が成立する前で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフのときには、システムメインリレー５６，６６がオンされている第１接続状態またはシステムメインリレー５６，６７がオンされている第２接続状態で電動走行を優先して制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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に出力されるよう運転停止信号をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し更にマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御し、蓄電量条件が成立した以降はシステムメインリレー６６，６７が共にオフされているスレーブ切り離し状態で制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し更にマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御し、蓄電量条件が成立する前に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされた以降は蓄電量条件が成立したか否かに拘わらず電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフされるまで第１接続状態または第２接続状態で制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し更にマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御する図４の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０〜Ｓ３４０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、受信した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御したり運転停止信号に基づいてエンジン２２を運転停止したりするエンジンＥＣＵ２４と、受信したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。また、充電器９０が「充電手段」に相当し、スレーブバッテリ６２が「第３の蓄電手段」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。「発電機」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、内燃機関からの動力を用いて発電可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「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発電機としても構わない。「第１の蓄電手段」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたマスタバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素電池や鉛蓄電池，キャパシタなど、充放電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「第２の蓄電手段」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたスレーブバッテリ６０に限定されるものではなく、ニッケル水素電池や鉛蓄電池，キャパシタなど、充放電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「第３の蓄電手段」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたスレーブバッテリ６２に限定されるものではなく、ニッケル水素電池や鉛蓄電池，キャパシタなど、充放電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「第１の電圧変換手段」としては、マスタ側昇圧回路５５に限定されるものではなく、第１の蓄電手段が接続された第１の低電圧系の電力ラインと発電機の駆動回路および電動機の駆動回路が接続された高電圧系の電力ラインとに接続され、第１の蓄電手段からの電力を昇圧して高電圧系の電力ラインに供給可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「第２の電圧変換手段」としては、スレーブ側昇圧回路６５に限定されるものではなく、第２の蓄電手段がリレーを介して接続された第２の低電圧系の電力ラインと高電圧系の電力ラインとに接続されリレーがオンされているときに第２の蓄電手段からの電力を昇圧して高電圧系の電力ラインに供給可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「解除指示スイッチ」としては、電動走行優先キャンセルスイッチ８９に限定されるものではなく、電動モードの優先の解除を指示するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力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。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、マスタバッテリ５０やスレーブバッテリ６０，６２の蓄電量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２，ＳＯＣ３の全てが各所定値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，Ｓｒｅｆ３以下になる蓄電量条件が成立する前で電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフのときには、システムメインリレー５６，６６がオンされている第１接続状態またはシステムメインリレー５６，６７がオンされている第２接続状態で電動走行を優先して制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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とマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御し、蓄電量条件が成立した以降はシステムメインリレー６６，６７が共にオフされているスレーブ切り離し状態で制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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とマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御し、蓄電量条件が成立する前に電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオンされた以降は蓄電量条件が成立したか否かに拘わらず電動走行優先キャンセルスイッチ８９がオフされるまで第１接続状態または第２接続状態で制御用入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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とマスタ側昇圧回路５５とスレーブ側昇圧回路６５とを制御するものに限定されるものではなく、第１の蓄電手段および第２の蓄電手段が所定の低蓄電量状態になる蓄電量条件が成立する前で解除指示スイッチがオフのときにはリレーがオンされた状態で電動モードを優先して要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機と第１の電圧変換手段と第２の電圧変換手段とを制御する電動モード優先制御を実行し、蓄電量条件が成立した以降はリレーがオフされた状態で第２の電圧変換手段の駆動停止を伴って要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機と第１の電圧変換手段と第２の電圧変換手段とを制御するリレーオフ時制御を実行し、蓄電量条件が成立する前に解除指示スイッチがオンされた所定指示以降は解除指示スイッチがオフされるまでリレーがオンされた状態で要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機と第１の電圧変換手段と第２の電圧変換手段とを制御するリレーオン時制御を実行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）、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、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、３９ｃ，３９ｄ 車輪、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 マスタバッテリ、５１，６１，６３ 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 高電圧系電力ライン、５５ マスタ側昇圧回路、５６，６６，６７ システムメインリレー、５７，５８，６８ コンデンサ、５７ａ，５８ａ，６８ａ 電圧センサ、５９ 第１低電圧系電力ライン、６０，６２ スレーブバッテリ、６５ スレーブ側昇圧回路、６９ 第２低電圧系電力ライン、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、９０ 充電器、９２ 車両側コネクタ、１００ 外部電源、１０２ 外部電源側コネクタ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (6)

1. 駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、充放電可能な第１の蓄電手段と、充放電可能な第２の蓄電手段と、前記第１の蓄電手段が接続された第１の低電圧系の電力ラインと前記発電機の駆動回路および前記電動機の駆動回路が接続された高電圧系の電力ラインとに接続され前記第１の蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な第１の電圧変換手段と、前記第２の蓄電手段がリレーを介して接続された第２の低電圧系の電力ラインと前記高電圧系の電力ラインとに接続され前記リレーがオンされているときに前記第２の蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な第２の電圧変換手段と、を備え、前記電動機から入出力される動力だけを用いて前記駆動軸に動力を出力する電動モードと前記内燃機関からの動力の出力を伴って前記駆動軸に動力を出力するハイブリッドモードとが選択可能な動力出力装置であって、
   前記電動モードの優先の解除を指示する解除指示スイッチと、
   前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段が所定の低蓄電量状態になる蓄電量条件が成立する前で前記解除指示スイッチがオフのときには前記リレーがオンされた状態で前記電動モードを優先して前記設定された要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御する電動モード優先制御を実行し、前記蓄電量条件が成立した以降は前記リレーがオフされた状態で前記第２の電圧変換手段の駆動停止を伴って前記設定された要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御するリレーオフ時制御を実行し、前記蓄電量条件が成立する前に前記解除指示スイッチがオンされた所定指示以降は、前記蓄電量条件が成立したか否かに拘わらず、前記解除指示スイッチがオフされるまで前記リレーがオンされた状態で前記設定された要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御するリレーオン時制御を実行する制御手段と、
   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、
   前記制御手段は、前記リレーオン時制御として、前記第１の蓄電手段の蓄電量が前記所定指示時の前記第１の蓄電手段の蓄電量に基づいて管理されると共に前記第２の蓄電手段の蓄電量が前記所定指示時の前記第２の蓄電手段の蓄電量に基づいて管理されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御する手段である、
   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、
   前記第２の低電圧系に第２のリレーを介して接続された第３の蓄電手段を備え、
   前記第２の電圧変換手段は、前記第２の蓄電手段および前記第３の蓄電手段のうち前記リレーまたは前記第２のリレーがオンされていることによって前記第２の低電圧系に接続されている蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な手段であり、
   前記制御手段は、前記蓄電量条件が成立する前で前記解除指示スイッチがオフのときには前記リレーまたは前記第２のリレーのいずれか一方がオンされた状態で前記電動モード優先制御を実行し、前記蓄電量条件が成立した以降は前記リレーおよび前記第２のリレーが共にオフされた状態で前記リレーオフ時制御を実行し、前記所定指示以降は前記解除指示スイッチがオフされるまで前記リレーまたは前記第２のリレーのいずれか一方がオンされた状態で前記リレーオン時制御を実行する、
   動力出力装置。
4. 請求項１または２記載の動力出力装置であって、
   車外の電源である外部電源に接続されたときに前記外部電源からの電力を用いて前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段を充電可能な充電手段を備え、
   前記蓄電量条件は、前記外部電源からの電力を用いて前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段の充電が行なわれた状態での前記システム起動後で前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段が所定の低蓄電量状態になったときに成立する条件である、
   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。
6. 駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、充放電可能な第１の蓄電手段と、充放電可能な第２の蓄電手段と、前記第１の蓄電手段が接続された第１の低電圧系の電力ラインと前記発電機の駆動回路および前記電動機の駆動回路が接続された高電圧系の電力ラインとに接続され前記第１の蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な第１の電圧変換手段と、前記第２の蓄電手段がリレーを介して接続された第２の低電圧系の電力ラインと前記高電圧系の電力ラインとに接続され前記リレーがオンされているときに前記第２の蓄電手段からの電力を昇圧して前記高電圧系の電力ラインに供給可能な第２の電圧変換手段と、前記電動モードの優先の解除を指示する解除指示スイッチと、を備え、前記電動機から入出力される動力だけを用いて前記駆動軸に動力を出力する電動モードと前記内燃機関からの動力の出力を伴って前記駆動軸に動力を出力するハイブリッドモードとが選択可能な動力出力装置の制御方法であって、
   前記第１の蓄電手段および前記第２の蓄電手段が所定の低蓄電量状態になる蓄電量条件が成立する前で前記解除指示スイッチがオフのときには前記リレーがオンされた状態で前記電動モードを優先して前記駆動軸に要求される要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御する電動モード優先制御を実行し、前記蓄電量条件が成立した以降は前記リレーがオフされた状態で前記第２の電圧変換手段の駆動停止を伴って前記要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御するリレーオフ時制御を実行し、前記蓄電量条件が成立する前に前記解除指示スイッチがオンされた所定指示以降は、前記蓄電量条件が成立したか否かに拘わらず、前記解除指示スイッチがオフされるまで前記リレーがオンされた状態で前記要求駆動力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発電機と前記電動機と前記第１の電圧変換手段と前記第２の電圧変換手段とを制御するリレーオン時制御を実行する、
   動力出力装置の制御方法。
   

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