JP3933106B2 - 動力出力装置およびその制御方法並びに自動車 - 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並びに自動車に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびその制御方法並びに動力出力装置を備える自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、このエンジンのクランクシャフトをキャリアに接続すると共に車軸に機械的に連結された駆動軸にリングギヤを接続したプラネタリギヤと、このプラネタリギヤのサンギヤに動力を入出力する第１モータと、駆動軸に動力を入出力する第２モータと、第１モータや第２モータと電力のやりとりを行なうバッテリ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、操作者が要求する要求動力に基づいてエンジンから出力する動力と駆動軸に出力する動力とを設定してエンジンと第１モータと第２モータとを制御し、操作者が要求する要求動力が急減したときには、次の操作者により要求される要求動力に追従できるか否かを予測し、追従できないと予測されたときには次に要求された要求動力に対してエンジンから出力すべき動力として設定すべき動力より大きな動力をエンジンから出力すべき動力として設定することにより、操作者の要求する動力に対して駆動軸に出力する動力の追従性の向上を図っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３１７３８５号公報（図３，図６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうした動力出力装置、特に自動車など限られたスペースに搭載される動力出力装置では、備えるバッテリの小型化の要請から、操作者が要求する要求動力が急減したときには、エンジンから出力すべき動力を急減させてパワーバランスを保つように制御する場合が多い。このとき、エンジンはモータなどの電気機器に比して急にはその運転ポイントを変更することはできないから、運転ポイントを変更するまでにバッテリを過充電してしまう場合が生じる。こうしたバッテリの過充電を解決するために、エンジンへの燃料供給を停止するいわゆる燃料カットにより対処することも考えられるが、唐突に燃料カットするとエンジントルクの急変によるトルクショックが生じてしまうし、その後の操作者の要求に対しての追従の遅れが生じてしまう。
【０００５】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、電力と動力の入出力を伴って内燃機関の運転状態を維持または変更しながら内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力する電力動力入出力機器を備えるものにおいて、操作者の要求動力が急減したときに生じ得る二次電池などの蓄電装置の過充電を抑止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その制御方法並びに自動車は、操作者の要求動力が急減したときに蓄電装置の状態に応じて内燃機関の運転状態をスムーズに変更することを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、操作者の要求動力が急減したときに生じ得るトルクショックを抑制することを目的の一つとする。加えて、本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、操作者の要求動力が急減したあとの操作者の要求に対する追従性の向上を図ることを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、上述の目的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。
【０００７】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
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を伴って該内燃機関の運転状態を維持または変更すると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する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、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
該蓄電手段の入力制限を設定する入力制限設定手段と、
前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段と、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
該要求動力設定手段により急減した要求動力が設定されたとき、前記充放電電力検出手段により検出される充放電電力と前記入力制限設定手段により設定される入力制限とに基づいて前記内燃機関の運転状態の変更手法を設定する運転変更手法設定手段と、
該設定された運転変更手法により前記内燃機関の運転状態が変更されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記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制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、操作者の操作に基づいて設定される要求動力が急減したときには、蓄電手段を充放電する充放電電力と蓄電手段の入力制限とに基づいて内燃機関の運転状態の変更手法を設定し、この設定した運転変更手法により内燃機関の運転状態が変更されると共に設定した要求動力に基づく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制御する。この結果、蓄電手段の状態に応じて内燃機関の運転状態をスムーズに変更することができる。したがって、蓄電手段の過充電を抑止することができると共に要求動力が急減したときに生じ得るトルクショックを抑制することができる。また、設定された内燃機関の運転状態の変更手法によっては、その後の操作者の要求に対する追従性の向上を図ることができる。ここで、急減した要求動力の設定には、駆動軸に制動力を作用させる要求動力が設定された場合が含まれる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記運転変更手法設定手段は、前記検出された充放電電力が前記設定された入力制限を基準として設定された第１の所定電力未満のときには前記内燃機関の運転状態を緩変化により変更する通常の変更手法を設定し、前記検出された充放電電力が前記第１の所定電力以上で前記設定された入力制限を基準として設定された第２の所定電力未満のときには前記内燃機関をトルクを出力せずに回転数を維持するアイドリング運転状態として該内燃機関の運転状態を変更する自立変更手法を設定し、前記検出された充放電電力が前記第２の所定電力以上のときには前記内燃機関への燃料供給を停止することにより該内燃機関の運転状態を変更する燃料供給停止変更手法を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、通常の変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には、トルクショックの抑制とその後の操作者の要求に対する追従性とをより向上させることができ、自立変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には、トルクショックの抑制とその後の操作者の要求に対する追従性とをある程度確保しながら蓄電手段の過充電を抑止することができ、燃料供給停止変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には過充電に伴うバッテリの劣化などの不都合をより確実に抑止することができる。ここで、「第２の所定電力」は、設定された入力制限より小さな値として設定されてなるものとしたり、設定された入力制限より大きな値として設定されてなるものとしてもよい。「第１の所定電力」は、設定された入力制限より小さな値として設定されてなるものとしてもよい。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記運転変更手法設定手段は、前記検出された充放電電力が前記設定された入力制限を基準として設定された第１の所定電力に至ったときの該充放電電力の変化の程度に基づいて前記内燃機関の運転状態の変更手法を設定する手段であるものとすることもできる。この態様では、充放電電力の変化の程度から近い将来の充放電電力を予測することができることから、将来的に予測される充放電電力に基づいて内燃機関の運転状態を変更することができるものとなる。この結果、より確実に蓄電手段の過充電を抑止することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記運転変更手法設定手段は、前記充放電電力の変化の程度が第１の所定値未満のときには前記内燃機関の運転状態を緩変化により変更する通常の変更手法を設定し、前記充放電電力の変化の程度が前記第１の所定値以上で第２の所定値未満のときには前記内燃機関をトルクを出力せずに回転数を維持するアイドリング運転状態として該内燃機関の運転状態を変更する自立変更手法を設定し、前記充放電電力の変化の程度が前記第２の所定値以上のときには前記内燃機関への燃料供給を停止することにより該内燃機関の運転状態を変更する燃料供給停止変更手法を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、通常の変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には、トルクショックの抑制とその後の操作者の要求に対する追従性とをより向上させることができ、自立変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には、トルクショックの抑制とその後の操作者の要求に対する追従性とをある程度確保しながら蓄電手段の過充電を抑止することができ、燃料供給停止変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には過充電に伴うバッテリの劣化などの不都合をより確実に抑止することができる。この場合、前記運転変更手法設定手段は、前記検出された充放電電力が前記設定された入力制限を基準として設定された前記第１の所定電力より大きな第２の所定電力以上のときには、前記検出された充放電電力が前記第１の所定電力に至ったときに設定した変更手法に拘わらず、前記燃料供給停止変更手法を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より確実に蓄電手段の過充電を抑止することができる。ここで、「第２の所定電力」は、設定された入力制限より小さな値として設定されてなるものとしたり、設定された入力制限より大きな値として設定されてなるものとしてもよい。「第１の所定電力」は、設定された入力制限より小さな値として設定されてなるものとしてもよい。
【００１１】
さらに、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駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子に対して該第２の回転子の相対的な回転を伴って該第１の回転子と該第２の回転子の電磁作用による電力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する発電機であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、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を伴って該内燃機関の運転状態を維持または変更すると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する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、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、該蓄電手段の入力制限を設定する入力制限設定手段と、前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段と、操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、該要求動力設定手段により急減した要求動力が設定されたとき、前記充放電電力検出手段により検出される充放電電力と前記入力制限設定手段により設定される入力制限とに基づいて前記内燃機関の運転状態の変更手法を設定する運転変更手法設定手段と、該設定された運転変更手法により前記内燃機関の運転状態が変更されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記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制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸が機械的に車軸に接続されて走行することを要旨とする。
【００１３】
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、蓄電手段の状態に応じて内燃機関の運転状態をスムーズに変更することができる効果や蓄電手段の過充電を抑止することができる効果，要求動力が急減したときに生じ得るトルクショックを抑制することができる効果，その後の操作者の要求に対する追従性の向上を図ることができる効果などと同様な効果を奏することができる。
【００１４】
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とに接続され電力と動力の入出力を伴って該内燃機関の運転状態を維持または変更すると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する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、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、（ａ）前記蓄電手段の入力制限を設定し、
（ｂ）前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出し、
（ｃ）操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）により急減した要求動力が設定されたとき、前記検出した充放電電力と前記設定した入力制限とに基づいて前記内燃機関の運転状態の変更手法を設定し、
（ｅ）該設定した運転変更手法により前記内燃機関の運転状態が変更されると共に前記設定した要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記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
ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、操作者の操作に基づいて設定される要求動力が急減したときには、蓄電手段を充放電する充放電電力と蓄電手段の入力制限とに基づいて内燃機関の運転状態の変更手法を設定し、この設定した運転変更手法により内燃機関の運転状態が変更されると共に設定した要求動力に基づく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制御するから、蓄電手段の状態に応じて内燃機関の運転状態をスムーズに変更することができる。この結果、蓄電手段の過充電を抑止することができると共に要求動力が急減したときに生じ得るトルクショックを抑制することができる。また、設定する内燃機関の運転状態の変更手法によっては、その後の操作者の要求に対する追従性の向上を図ることができる。ここで、急減した要求動力の設定には、駆動軸に制動力を作用させる要求動力が設定された場合が含まれる。
【００１６】
こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ｄ）は、前記検出した充放電電力が前記設定した入力制限を基準として設定された第１の所定電力未満のときには前記内燃機関の運転状態を緩変化により変更する通常の変更手法を設定し、前記検出した充放電電力が前記第１の所定電力以上で前記設定した入力制限を基準として設定された第２の所定電力未満のときには前記内燃機関をトルクを出力せずに回転数を維持するアイドリング運転状態として該内燃機関の運転状態を変更する自立変更手法を設定し、前記検出した充放電電力が前記第２の所定電力以上のときには前記内燃機関への燃料供給を停止することにより該内燃機関の運転状態を変更する燃料供給停止変更手法を設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、通常の変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には、トルクショックの抑制とその後の操作者の要求に対する追従性とをより向上させることができ、自立変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には、トルクショックの抑制とその後の操作者の要求に対する追従性とをある程度確保しながら蓄電手段の過充電を抑止することができ、燃料供給停止変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には過充電に伴うバッテリの劣化などの不都合をより確実に抑止することができる。
【００１７】
また、本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ｄ）は、前記検出した充放電電力が前記設定した入力制限を基準として設定された第１の所定電力に至ったときの該充放電電力の変化の程度が第１の所定値未満のときには前記内燃機関の運転状態を緩変化により変更する通常の変更手法を設定し、該充放電電力の変化の程度が前記第１の所定値以上で第２の所定値未満のときには前記内燃機関をトルクを出力せずに回転数を維持するアイドリング運転状態として該内燃機関の運転状態を変更する自立変更手法を設定し、該充放電電力の変化の程度が前記第２の所定値以上のときには前記内燃機関への燃料供給を停止することにより該内燃機関の運転状態を変更する燃料供給停止変更手法を設定するステップであるものとすることもできる。この態様では、充放電電力の変化の程度から近い将来の充放電電力を予測することができることから、将来的に予測される充放電電力に基づいて内燃機関の運転状態を変更することができるものとなる。したがって、より確実に蓄電手段の過充電を抑止することができる。また、通常の変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には、トルクショックの抑制とその後の操作者の要求に対する追従性とをより向上させることができ、自立変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には、トルクショックの抑制とその後の操作者の要求に対する追従性とをある程度確保しながら蓄電手段の過充電を抑止することができ、燃料供給停止変更手法によって内燃機関の運転状態を変更する場合には過充電に伴うバッテリの劣化などの不都合をより確実に抑止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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電圧センサ５１ａからの端子間の電圧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。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５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２３】
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、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
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。
【００２５】
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、特にアクセルペダル８３を踏み込んだ状態からアクセルオフして減速する際の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される減速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、アクセルオフされたときから所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２６】
減速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やブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の充放電電力Ｗｂ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計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，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。さらに、バッテリ５０の充放電電力Ｗｂは、所定時間内（例えば２４ｍｓｅｃ内）に電圧センサ５１ａにより検出されたバッテリ５０の電圧Ｖｂの平均と電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの平均との積として計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。所定時間内の電圧Ｖｂの平均と充放電電流Ｉｂの平均を用いるのは充放電電力Ｗｂを安定したものとするためである。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（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。ここで、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の残容量（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て入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを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の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２７】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖ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５に要求トルク設定用マップの一例を示す。この減速時制御ルーチンは、アクセルオフの状態のときに実行されるものであるから、値０のアクセル開度ＡｃｃかブレーキペダルポジションＢＰのいずれかに基づいて要求トルクＴｒ＊が制動トルク（負の値のトルク）として設定される。
【００２８】
要求トルクＴｒ＊を設定すると、入力制限Ｗｉｎから所定値Ｗ１，Ｗ２を減じてアイドリング用判定値Ｗｒ１と燃料カット用判定値Ｗｒ２とを計算する（ステップＳ１２０）。ここで、所定値Ｗ１は、エンジン２２の回転数ＮｅをモータＭＧ１による発電を伴いながら比較的ゆっくりと低下させることができない程度のバッテリ５０におけるある程度の余裕の電力として設定されており、所定値Ｗ２は、バッテリ５０における極めて小さい若干の余裕の電力として設定されている。なお、入力制限Ｗｉｎがバッテリ５０の余裕を全く考慮せずに設定されているときには所定値Ｗ１，Ｗ２はいずれも正の値として設定され、入力制限Ｗｉｎがバッテリ５０の余裕を考慮して設定されているときには所定値Ｗ２のみ或いは所定値Ｗ１，Ｗ２の双方とも負の値として設定される場合がある。
【００２９】
こうしてアイドリング用判定値Ｗｒ１と燃料カット用判定値Ｗｒ２とを設定すると、充放電電力Ｗｂを燃料カット用判定値Ｗｒ２と比較し（ステップＳ１３０）、充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２未満のときには、エンジン２２の回転数Ｎｅをレート処理を用いて減じるよう回転数Ｎｅから所定回転数Ｎｒｔを減じた値を目標回転数Ｎｅ＊として設定し（ステップＳ１４０）、充放電電力Ｗｂをアイドリング用判定値Ｗｒ１と比較する（ステップＳ１５０）。
【００３０】
充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１未満のときにはバッテリ５０に十分な余裕があると判断し、設定した目標回転数Ｎｅ＊に基づいて目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、目標トルクＴｅ＊は、実施例では、エンジン２２を効率よく動作させる動作ライン上における目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントに対応するトルクとして設定する。エンジン２２の動作ラインを用いて目標回転数Ｎｅ＊に基づいて目標トルクＴｅ＊を設定する様子を図６に示す。
【００３１】
こうして目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）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＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１７０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。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に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、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。いま、減速時を考えているから、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊は負の向き（図中下向き）となり、モータＭＧ１もモータＭＧ２も発電機として機能することになる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊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（２）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。
【００３２】
【数１】
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt …（２）
【００３３】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎと計算したモータＭＧ１のトルク指令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の発電電力（消費電力）との偏差をモータ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下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、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（４）により計算し（ステップＳ１９０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して大きい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ２００）。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＊（制動トルク）を、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ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。なお、式（４）は、前述した図７の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３４】
【数２】
Tmin＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr …（４）
【００３５】
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Ｓ２１０）、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＊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。
【００３６】
このように充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１未満である状態が継続すれば、上述したように、レート処理によって徐々に減じられる目標回転数Ｎｅ＊とこれに見合う目標トルクＴｅ＊とが設定され（ステップＳ１４０，Ｓ１６０）、エンジン２２は設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との運転ポイントで運転されるよう制御され、モータＭＧ１はエンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊に一致させると共にエンジン２２から出力されるトルクに伴ってサンギヤ３１に作用するトルクを打ち消すトルクを出力するよう制御され、モータＭＧ２はモータＭＧ１から出力されるトルクに伴ってリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを打ち消すトルクと要求トルクＴｒ＊（制動トルク）との和を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ると共に入力制限Ｗｉｎで制限したトルクを出力するよう制御される。したがって、モータＭＧ１の発電を伴いながらエンジン２２の回転数Ｎｅを徐々に減じることになり、モータＭＧ１の発電電力とモータＭＧ２の回生電力とによりバッテリ５０は充電されることになる。こうした減速状態では、エンジン２２からのトルクの出力を伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅを徐々に小さくするから、運転者が急にアクセルペダル８３を踏み込んだときには、迅速に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにトルクを出力することができる。したがって、運転者の操作に対して高い応答性を得ること、即ち高い追従性を得ることができる。
【００３７】
ステップＳ１５０でバッテリ５０の充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１以上と判定されたときには、バッテリ５０に十分な余裕はないが若干の余裕があると判断し、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊でアイドリング運転するよう制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ２２０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて上述した式（１）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＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１７０）。この場合、エンジン２２はトルクの出力ないし目標回転数Ｎｅ＊で運転されるよう制御されるから、モータＭＧ１から出力するトルクは小さくてよい。したがって、トルク指令Ｔｍ１＊の設定に用いるフィードバック制御における関係式の比例項（式（２）中右辺第２項）のゲインｋ１は、充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１未満のときに比して小さな値でよい。実施例では、このことを考慮して、エンジン２２がアイドリング運転制御される際には、比例項のゲインｋ１には小さな値が用いられる。そして、ステップＳ１８０以降の処理が実行される。
【００３８】
このように充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１以上で燃料カット用判定値Ｗｒ２未満である状態が継続すれば、減速時制御ルーチンが実行される毎に、そのときのエンジン２２の回転数Ｎｅから所定回転数Ｎｒｔを減じた値として目標回転数Ｎｅ＊が設定され（ステップＳ１４０）、エンジン２２は設定された目標回転数Ｎｅ＊でアイドリング運転するよう制御され（ステップＳ２２０）、モータＭＧ１はエンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊に一致するよう小さなゲインｋ１を用いて設定された比較的小さな値のトルク指令Ｔｍ１＊を出力するよう制御され、モータＭＧ２はモータＭＧ１から出力されるトルクに伴ってリングギヤ軸３２ａに作用する比較的小さな値のトルクを打ち消すトルクと要求トルクＴｒ＊（制動トルク）との和を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ると共に入力制限Ｗｉｎで制限したトルクを出力するよう制御される。したがって、モータＭＧ１の若干の発電を伴いながらエンジン２２の回転数Ｎｅを徐々に減じることになり、モータＭＧ１の若干の発電電力とモータＭＧ２の回生電力とによりバッテリ５０は充電されることになる。こうした減速状態では、運転者が急にアクセルペダル８３を踏み込んだときには、エンジン２２はアイドリング運転しながらその回転数Ｎｅを徐々に小さくしているから、トルクの出力を伴ってその回転数Ｎｅを徐々に小さくする場合に比して、迅速ではないが、比較的迅速に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにトルクを出力することができる。運転者の操作に対してある程度の応答性を得ること、即ちある程度の追従性を得ることができる。
【００３９】
ステップＳ１３０で充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２以上のときには、バッテリ５０には極めて小さい若干の余裕しかないと判断し、エンジン２２への燃料供給を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ２３０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２４０）。そして、ステップＳ１８０以降の処理を実行する。ステップＳ１８０以降では、トルク指令Ｔｍ１＊に値０が設定されていることから、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊には要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ると共に入力制限Ｗｉｎで制限した値が設定される。このとき、唐突にエンジン２２の燃料供給が停止されるから、若干のトルクショックが生じるが、このトルクショックは車両の運転操作に影響を与えるほどのトルクショックではないから、バッテリ５０の保護のためにはやむを得ない。
【００４０】
このように充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２以上である状態が継続すれば、エンジン２２の燃料カットが継続されるから、エンジン２２はその運転を停止する。モータＭＧ１はトルクを出力されないよう制御され、モータＭＧ２は要求トルクＴｒ＊（制動トルク）を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ると共に入力制限Ｗｉｎで制限したトルクを出力するよう制御される。したがって、モータＭＧ２の回生電力だけによってバッテリ５０は充電される。こうした減速状態では、運転者が急にアクセルペダル８３を踏み込んだときには、モータＭＧ２から出力できる程度の要求トルクＴｒ＊に対しては迅速に出力することができるが、モータＭＧ２から出力できる程度を超える要求トルクＴｒ＊に対しては、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する必要があることから、トルクを迅速に出力することができないが、バッテリ５０の保護のためにはやむを得ない。
【００４１】
バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、図３および図４に示すように、電池温度Ｔｂや残容量（ＳＯＣ）により変化するから、アクセルオフ直後には充放電電力Ｗｂはアイドリング用判定値Ｗｒ１未満であっても、入力制限Ｗｉｎの変更に伴って充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１以上で燃料カット用判定値Ｗｒ２未満になる場合がある。この場合、エンジン２２の回転数Ｎｅを徐々に小さくしていく途中でエンジン２２をアイドリング運転する制御に変更される。同様に、入力制限Ｗｉｎの変更に伴って充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２以上になると、回エンジン２２の回転数Ｎｅを徐々に小さくしていく途中でエンジン２２の燃料供給を停止する制御に変更される。これにより、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの変化に対してバッテリ５０の過大な電力による充電を抑止することができる。
【００４２】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセルオフされたときには、バッテリ５０の充放電電力Ｗｂをバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを基準として設定されたアイドリング用判定値Ｗｒ１や燃料カット用判定値Ｗｒ２と比較して、エンジン２２をトルクの出力を伴って徐々にその回転数Ｎｅを小さくする通常状態変更制御と、エンジン２２をアイドリング運転しながら徐々にその回転数Ｎｅを小さくするアイドリング状態変更制御と、エンジン２２への燃料供給を停止する燃料カット状態変更制御と、を切り替えて行なうことにより、バッテリ５０の過大な電力による充電を抑止することができる。充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１未満のときには、通常状態変更制御が行なわれるから、エンジン２２の回転数Ｎｅをスムーズに小さくすることができると共にその後の運転者によるアクセルペダル８３の踏み込みに迅速に応答することができる。もとより、エンジン２２への燃料供給は停止されないから、エンジン２２への燃料供給を停止することにより生じ得るトルクショックを生じることはない。充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１以上で燃料カット用判定値Ｗｒ２未満のときには、アイドリング状態変更制御が行なわれるから、エンジン２２の回転数Ｎｅをスムーズに小さくすることができると共にモータＭＧ１による発電電力を小さくすることができる。この結果、バッテリ５０の過大な電力による充電をより確実に抑止することができる。また、その後の運転者によるアクセルペダル８３の踏み込みに対してある程度迅速に応答することができる。もとより、エンジン２２への燃料供給は停止されないから、エンジン２２への燃料供給を停止することにより生じ得るトルクショックを生じることはない。充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２以上のときには、燃料カット状態変更制御が行なわれるから、バッテリ５０の過大な電力による充電をより確実に抑止することができる。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２未満のときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をレート処理を用いて徐々に小さくするものとしたが、レート処理を用いずにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を小さくするものとしても構わない。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１未満のときには通常状態変更制御を行ない、充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１以上で燃料カット用判定値Ｗｒ２未満のときにはアイドリング状態変更制御を行ない、充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２以上のときには燃料カット状態変更制御を行なうものとしたが、充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１に至ったときの充放電電力Ｗｂの変化の程度に基づいて通常状態変更制御を行なうかアイドリング状態変更制御を行なうか燃料カット状態変更制御を行なうかを設定するものとしてもよい。この場合、図２の減速時制御ルーチンに代えて図８に例示する減速時制御ルーチンを実行すればよい。この図８の減速時制御ルーチンにおけるステップＳ１００〜 Ｓ１４０の処理とステップＳ１６０以降の処理は図２の減速時制御ルーチンにおける同一のステップ番号の処理と同一である。したがって、異なるステップＳ１４２以降の処理を中心に簡単に説明する。
【００４５】
この図８の減速時制御ルーチンでは、充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１に至ったときに（ステップＳ１４２）、充放電電力Ｗｂから前回このルーチンが実行されたときに用いられた充放電電力Ｗｂ（図中、前回Ｗｂと表示）を減じて電力変化量ΔＷを計算し（ステップＳ１４４）、計算した電力変化量ΔＷを閾値Ｗｒ３および閾値Ｗｒ４と比較する（ステップＳ１４６）。ここで、閾値Ｗｒ３は、通常状態変更制御を継続してもよいか否かを判定する閾値であり、比較的小さな値として設定され、閾値Ｗｒ４は、燃料カット状態変更制御を実行するか否かを判定する閾値であり、閾値Ｗｒ３に比して大きな値として設定される。電力変化量ΔＷは、減速時制御ルーチンの起動頻度あたりの充放電電力Ｗｂの変化、即ち極限を考えれば微分値となるから、電力変化量ΔＷと閾値Ｗｒ３およびＷｒ４との比較は充放電電力Ｗｂの変化が緩慢であるか急峻であるかを判定することになる。したがって、電力変化量ΔＷが閾値Ｗｒ３未満のときには、充放電電力Ｗｂの変化が小さく急に充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２以上にはならないと推測されることから、通常状態変更制御を継続してもよいと判断することができ、電力変化量ΔＷが閾値Ｗｒ４以上のときには、充放電電力Ｗｂの変化が大きく直ちに充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２以上になると推測されることから、燃料カット状態制御を迅速に実行する必要があると判断することができる。この変形例では、こうした判定手法の下に制御を切り替えるものとしている。即ち、電力変化量ΔＷが閾値Ｗｒ３未満のときには、目標回転数Ｎｅ＊に応じた目標トルクＴｅ＊を設定し（ステップＳ１６０）、エンジン２２からのトルクの出力を伴いながらその回転数Ｎｅを徐々に小さくする通常状態変更制御を行ない、電力変化量ΔＷが閾値Ｗｒ３以上で閾値Ｗｒ４未満のときには、エンジンＥＣＵ２４に目標回転数Ｎｅ＊によるエンジン２２のアイドリング運転の指示を送信し（ステップＳ２２０）、エンジン２２をアイドリング運転しながらその回転数Ｎｅを徐々に小さくするアイドリング状態変更制御を行ない、電力変化量ΔＷが閾値Ｗｒ４以上のときには、エンジン２２への燃料供給を停止すると共にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）、エンジン２２への燃料カットを行なう燃料カット状態変更制御を行なう。なお、この図８の減速時制御ルーチンでは、充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２以上になったときには図２の減速時制御ルーチンと同様に燃料カット状態変更制御が行なわれる。
【００４６】
こうした変形例の減速時制御ルーチン（図８）を実行するハイブリッド自動車によれば、充放電電力Ｗｂが入力制限Ｗｉｎを基準として設定されたアイドリング用判定値Ｗｒ１に至ったときの充放電電力Ｗｂの変化の程度に基づいて通常状態変更制御とアイドリング状態変更制御と燃料カット状態変更制御とを切り替えて行なうことができる。この場合、近い将来における充放電電力Ｗｂを推定して制御を切り替えることにもなるから、より確実にバッテリ５０の過大な電力による充電を抑止することができる。もとより、通常状態変更制御やアイドリング状態変更制御を行なうことにより、エンジン２２の回転数Ｎｅをスムーズに小さくすることができると共にその後の運転者によるアクセルペダル８３の踏み込みに迅速に応答することができる。
【００４７】
変形例の減速時制御ルーチン（図８）では、充放電電力Ｗｂが燃料カット用判定値Ｗｒ２以上のときには燃料カット状態変更制御を行なうものとしたが、充放電電力Ｗｂと燃料カット用判定値Ｗｒ２との比較を行なわないもの、即ち、充放電電力Ｗｂとアイドリング用判定値Ｗｒ１との比較の後に行なわれる電力変化量ΔＷと閾値Ｗｒ３および閾値Ｗｒ４との比較により制御を切り替えるだけとしても差し支えない。
【００４８】
変形例の減速時制御ルーチン（図８）では、電力変化量ΔＷと閾値Ｗｒ３および閾値Ｗｒ４と比較し、電力変化量ΔＷが閾値Ｗｒ３未満のときには通常状態変更制御を行ない、電力変化量ΔＷが閾値Ｗｒ３以上で閾値Ｗｒ４未満のときにはアイドリング状態変更制御を行ない、電力変化量ΔＷが閾値Ｗｒ４以上のときには燃料カット状態変更制御を行なうものとしたが、電力変化量ΔＷを閾値Ｗｒ４だけと比較し、電力変化量ΔＷが閾値Ｗｒ４未満のときにはアイドリング状態変更制御を行ない、電力変化量ΔＷが閾値Ｗｒ４以上のときには燃料カット状態変更制御を行なうものとしてもよい。即ち、充放電電力Ｗｂがアイドリング用判定値Ｗｒ１以上のときに通常状態変更制御を継続しないものとしてもよい。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、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９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９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。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、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１０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。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される減速時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】 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。
【図４】 バッテリ５０の残容量（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。
【図５】 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】 エンジン２２の動作ラインを用いて目標回転数Ｎｅ＊により目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図７】 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。
【図８】 変形例の減速時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１０】 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、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，６４ａ，６４ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (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を伴って該内燃機関の運転状態を維持または変更すると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する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、
    前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
    該蓄電手段の入力制限を設定する入力制限設定手段と、
    前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段と、
    操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
    該要求動力設定手段により急減した要求動力が設定されたとき、前記充放電電力検出手段により検出される充放電電力と前記入力制限設定手段により設定される入力制限とに基づく前記内燃機関の運転状態の変更手法として、前記検出された充放電電力が前記設定された入力制限を基準として設定された第１の所定電力未満のときには前記内燃機関の運転状態を緩変化により変更する通常の変更手法を、前記検出された充放電電力が前記第１の所定電力以上で前記設定された入力制限を基準として設定された第２の所定電力未満のときには前記内燃機関をトルクを出力せずに回転数を維持するアイドリング運転状態として該内燃機関の運転状態を変更する自立変更手法を、前記検出された充放電電力が前記第２の所定電力以上のときには前記内燃機関への燃料供給を停止することにより該内燃機関の運転状態を変更する燃料供給停止変更手法を、設定する運転変更手法設定手段と、
    該設定された運転状態の変更手法により前記内燃機関の運転状態が変更されると共に前記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記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制御手段と、
    を備える動力出力装置。
  2. 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を伴って該内燃機関の運転状態を維持または変更すると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する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、
    前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
    該蓄電手段の入力制限を設定する入力制限設定手段と、
    前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段と、
    操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
    該要求動力設定手段により急減した要求動力が設定されたとき、前記充放電電力検出手段により検出される充放電電力と前記入力制限設定手段により設定される入力制限とに基づく前記内燃機関の運転状態の変更手法として、前記検出された充放電電力が前記設定された入力制限を基準として設定された第１の所定電力に至ったときの該充放電電力の変化の程度が第１の所定値未満のときには前記内燃機関の運転状態を緩変化により変更する通常の変更手法を、前記充放電電力の変化の程度が前記第１の所定値以上で第２の所定値未満のときには前記内燃機関をトルクを出力せずに回転数を維持するアイドリング運転状態として該内燃機関の運転状態を変更する自立変更手法を、前記充放電電力の変化の程度が前記第２の所定値以上のときには前記内燃機関への燃料供給を停止することにより該内燃機関の運転状態を変更する燃料供給停止変更手法を、設定する運転変更手法設定手段と、
    該設定された運転状態の変更手法により前記内燃機関の運転状態が変更されると共に前 記設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記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制御手段と、
    を備える動力出力装置。
  3. 前記運転変更手法設定手段は、前記検出された充放電電力が前記設定された入力制限を基準として設定された前記第１の所定電力より大きな第２の所定電力以上のときには、前記検出された充放電電力が前記第１の所定電力に至ったときに設定した変更手法に拘わらず、前記燃料供給停止変更手法を設定する手段である請求項２記載の動力出力装置。
  4. 前記第２の所定電力は、前記設定された入力制限より小さな値として設定されてなる請求項１または３記載の動力出力装置。
  5. 前記第２の所定電力は、前記設定された入力制限より大きな値として設定されてなる請求項１または３記載の動力出力装置。
  6. 前記第１の所定電力は、前記設定された入力制限より小さな値として設定されてなる請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
  7. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
  8. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子に対して該第２の回転子の相対的な回転を伴って該第１の回転子と該第２の回転子の電磁作用による電力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する発電機である請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置。
  9. 請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸が機械的に車軸に接続されて走行する自動車。
  10. 内燃機関と、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を伴って該内燃機関の運転状態を維持または変更すると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する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、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記蓄電手段の入力制限を設定し、
    （ｂ）前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出し、
    （ｃ）操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
    （ｄ）前記ステップ（ｃ）により急減した要求動力が設定されたとき、前記検出した充放電電力と前記設定した入力制限とに基づく前記内燃機関の運転状態の変更手法として、前記検出した充放電電力が前記設定した入力制限を基準として設定された第１の所定電力未満のときには前記内燃機関の運転状態を緩変化により変更する通常の変更手法を、前記検出した充放電電力が前記第１の所定電力以上で前記設定した入力制限を基準として設定された第２の所定電力未満のときには前記内燃機関をトルクを出力せずに回転数を維持するアイドリング運転状態として該内燃機関の運転状態を変更する自立変更手法を、前記検出した充放電電力が前記第２の所定電力以上のときには前記内燃機関への燃料供給を停止することにより該内燃機関の運転状態を変更する燃料供給停止変更手法を、設定し、
    （ｅ）該設定した運転状態の変更手法により前記内燃機関の運転状態が変更されると共に前記設定した要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記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
    動力出力装置の制御方法。
  11. 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を伴って該内燃機関の運転状態を維持または変更すると共に該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する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、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記蓄電手段の入力制限を設定し、
    （ｂ）前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出し、
    （ｃ）操作者の操作に基づいて前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
    （ｄ）前記ステップ（ｃ）により急減した要求動力が設定されたとき、前記検出した充放電電力と前記設定した入力制限とに基づく前記内燃機関の運転状態の変更手法として、前記検出した充放電電力が前記設定した入力制限を基準として設定された第１の所定電力に至ったときの該充放電電力の変化の程度が第１の所定値未満のときには前記内燃機関の運転状態を緩変化により変更する通常の変更手法を、該充放電電力の変化の程度が前記第１の所定値以上で第２の所定値未満のときには前記内燃機関をトルクを出力せずに回転数を維持するアイドリング運転状態として該内燃機関の運転状態を変更する自立変更手法を、該充放電電力の変化の程度が前記第２の所定値以上のときには前記内燃機関への燃料供給を停止することにより該内燃機関の運転状態を変更する燃料供給停止変更手法を、設定し、
    （ｅ）該設定した運転状態の変更手法により前記内燃機関の運転状態が変更されると共に前記設定した要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記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
    動力出力装置の制御方法。
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