JP2006077600A - 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法 - Google Patents

動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 二次電池などの蓄電装置に出力低下などが生じたときでも要求された動力を駆動軸に迅速に出力する。
【解決手段】 バッテリの状態が許容入出力範囲内の状態にないときには、通常時の動作ラインよりも低パワー側を高回転とすることでパワーの変化に対する回転数の変化が通常時の動作ラインよりも小さくなるバッテリ制限時の動作ラインを用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を用いてエンジンやモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。要求パワーＰｅ＊の変化に対するエンジンの応答性を高くして、エンジンの応答遅れに伴なう動力不足を小さくし、バッテリの入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でこの動力不足をモータＭＧ２からの動力で賄うのに必要な電力の入出力を行なうようにする。この結果、要求された動力を駆動軸にスムースに出力することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載する自動車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、エンジンと、エンジンのクランクシャフトと駆動軸とにキャリアとリングギヤとが各々接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続された第１モータと、駆動軸に接続された第２モータと、第１モータおよび第２モータと電力のやりとりが可能な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）。この動力出力装置では、エンジンが最適効率で運転される出力を下限値として設定し、エンジン目標パワーが下限値を下回らないように制御することにより、装置のエネルギ効率の向上を図っている。
特開２００４−１４４０４１号公報
しかしながら、上述の動力出力装置では、バッテリに対して比較的大きな入出力制限が課されている最中に要求される動力が急変したときには、要求される動力を駆動軸に迅速に出力することができない場合が生じる。一般にエンジンはモータに比して応答性が低いため、要求される動力の変化に対するエンジンの応答遅れに伴う動力不足はモータからの動力により賄われる。バッテリの入出力制限の範囲内でこうした動力不足を賄うことができる場合には要求される動力を駆動軸に迅速に出力することができるが、要求される動力が急変しバッテリの入出力制限の範囲内で動力不足を賄うことができない場合には要求される動力を駆動軸に迅速に出力することができなくなってしまう。
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、二次電池などの蓄電装置に出力低下などが生じたときでも要求された動力を駆動軸に迅速に出力することを目的とする。
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車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。
本発明の第１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前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記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、
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、
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、
前記蓄電手段の状態が該蓄電手段の定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには第１の制約と前記設定された要求動力とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段の状態が前記許容入出力範囲内の状態にないときには動力の変化に対する回転数の変化が前記第１の制約よりも小さい第２の制約と前記設定された要求動力とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転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制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の第１の動力出力装置では、蓄電手段の状態がその定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには第１の制約と駆動軸に要求される要求動力とに基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、内燃機関が設定された目標運転ポイントで運転されると共に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。蓄電手段の状態が許容入出力範囲内の状態にないときには動力の変化に対する回転数の変化が第１の制約よりも小さい第２の制約と要求動力とに基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、内燃機関が目標運転ポイントで運転されると共に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。一般的に内燃機関は、出力トルクを増加させることにより動力を増加させる場合の方が、回転数を増加させることにより動力を増加させる場合よりも短時間で動力を増加させることができる。したがって、動力の変化に対する回転数の変化が小さい第２の制約と要求動力とに基づいて目標運転ポイントを設定することにより、要求動力の変化に対して内燃機関の運転ポイントの変更を迅速に行なうことができる。このため、要求動力のうち内燃機関の応答遅れによる動力不足を小さくすることができ、蓄電手段の状態がその定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にないときでも動力不足を蓄電手段からの電力を用いて電動機により賄うことができる。この結果、要求された動力をスムースに駆動軸に出力することができる。
こうした、本発明の第１の動力出力装置において、前記目標運転ポイント設定手段は、低動力側の回転数が前記第１の制約よりも高くなる制約を前記第２の制約として用いて前記目標運転ポイント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、制動力が要求された場合に、内燃機関を高い回転数で運転しているので内燃機関からより大きな制動力を出力でき、内燃機関と電動機から出力できる制動力の和を大きくすることができる。この結果、蓄電手段の入力制限により電動機から出力できる制動力が低下したときでも、要求された制動力を内燃機関と電動機から出力することができる。
また、本発明の第１の動力出力装置において、前記目標運転ポイント設定手段は、前記内燃機関の効率が高くなる制約を前記第１の制約として用いて前記目標運転ポイント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、蓄電手段の状態がその定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには、燃費の向上を図ることができ、動力出力装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
さらに、本発明の第１の動力出力装置において、前記目標運転ポイント設定手段は、前記蓄電手段の入出力制限，前記蓄電手段の温度，前記蓄電手段の蓄電残量の少なくとも一つを前記蓄電手段の状態として用いて前記目標運転ポイントを設定する手段であるものとすることもできる。
本発明の第１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軸に入出力される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接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第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。
本発明の第２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、該内燃機関の出力軸側の動力を無段階を含む多段階に変速して前記駆動軸に出力可能な変速手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
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、
前記蓄電手段の状態が定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには前記設定された要求動力と前記内燃機関の効率重視の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段の状態が定格値から許容される許容入出力範囲外の状態にあるときには前記設定された要求動力と前記内燃機関の応答性重視の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転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動機と前記変速手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の第２の動力出力装置では、蓄電手段の状態がその定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには駆動軸に要求される要求動力と内燃機関の効率重視の制約とに基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、内燃機関が設定された目標運転ポイントで運転されると共に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動機と変速手段とを制御する。この結果、動力出力装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。また、蓄電手段の状態が許容入出力範囲内の状態にないときには要求動力と内燃機関の応答性を重視した制約とに基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、内燃機関が目標運転ポイントで運転されると共に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動機と変速手段とを制御する。内燃機関の応答性を重視した制約に基づいて設定された目標運転ポイントにより内燃機関が運転されるから、要求動力の変化に対して内燃機関の運転ポイントを迅速に変更することができる。したがって、要求動力のうち内燃機関の応答遅れによる動力不足を小さくすることができ、蓄電手段の状態がその定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にないときでも動力不足を蓄電手段からの電力を用いて電動機により賄うことができる。この結果、要求された動力をスムースに駆動軸に出力することができる。
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２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前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記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、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、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、前記蓄電手段の状態が該蓄電手段の定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには第１の制約と前記設定された要求動力とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段の状態が前記許容入出力範囲内の状態にないときには動力の変化に対する回転数の変化が前記第１の制約よりも小さい第２の制約と前記設定された要求動力とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転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制御手段とを備える本発明の第１の動力出力装置や、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該内燃機関の出力軸側の動力を無段階を含む多段階に変速して前記駆動軸に出力可能な変速手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、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、前記蓄電手段の状態が定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには前記設定された要求動力と前記内燃機関の効率重視の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段の状態が定格値から許容される許容入出力範囲外の状態にあるときには前記設定された要求動力と前記内燃機関の応答性重視の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転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動機と前記変速手段とを制御する制御手段とを備える本発明の第２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ことを要旨とする。
この本発明の自動車では、上述したいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置を搭載するから、本発明の第１または第２の動力出力装置が奏する効果、例えば、蓄電手段の状態がその定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にないときでも要求された動力をスムースに駆動軸に出力す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。
本発明の第１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前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記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、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）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記蓄電手段の状態が該蓄電手段の定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには第１の制約と前記設定した要求動力とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段の状態が前記許容入出力範囲内の状態にないときには動力の変化に対する回転数の変化が前記第１の制約よりも小さい第２の制約と前記設定した要求動力とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
（ｃ）前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転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。
この本発明の第１の動力出力装置の制御方法では、蓄電手段の状態がその定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには第１の制約と駆動軸に要求される要求動力とに基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、内燃機関が設定された目標運転ポイントで運転されると共に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。そして、蓄電手段の状態が許容入出力範囲内の状態にないときには動力の変化に対する回転数の変化が第１の制約よりも小さい第２の制約と要求動力とに基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定する。前述したように、内燃機関は、出力トルクを増加させることにより動力を増加させる場合の方が、回転数を増加させることにより動力を増加させる場合よりも短時間で動力を増加させることができる。したがって、動力の変化に対する回転数の変化が比較的小さい第２の制約と要求動力とに基づいて目標運転ポイントを設定することにより、要求動力の変化に対して内燃機関の運転ポイントの変更を迅速に行なうことができる。このため、要求動力のうち内燃機関の応答遅れによる動力不足を電動機が賄う際の電動機から出力する動力を小さくすることができるから、蓄電手段の状態がその定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にないときでも要求された動力をスムースに駆動軸に出力することができる。
本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され該内燃機関の出力軸側の動力を無段階を含む多段階に変速して前記駆動軸に出力可能な変速手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、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）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
（ｂ）前記蓄電手段の状態が定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには前記設定された要求動力と前記内燃機関の効率重視の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段の状態が定格値から許容される許容入出力範囲外の状態にあるときには前記設定された要求動力と前記内燃機関の応答性重視の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
（ｃ）前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転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動機と前記変速手段とを制御する
ことを要旨とする。
この本発明の第２の動力出力装置の制御方法では、蓄電手段の状態がその定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには駆動軸に要求される要求動力と内燃機関の効率重視の制約とに基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、内燃機関が設定された目標運転ポイントで運転されると共に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動機と変速手段とを制御する。この結果、動力出力装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。また、蓄電手段の状態が許容入出力範囲内の状態にないときには要求動力と内燃機関の応答性を重視した制約とに基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、内燃機関が目標運転ポイントで運転されると共に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動機と変速手段とを制御する。内燃機関の応答性を重視した制約に基づいて設定された目標運転ポイントにより内燃機関が運転されるから、要求動力の変化に対して内燃機関の運転ポイントを迅速に変更することができる。したがって、要求動力のうち内燃機関の応答遅れによる動力不足を小さくすることができ、蓄電手段の状態がその定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にないときでも動力不足を蓄電手段からの電力を用いて電動機により賄うことができる。この結果、要求された動力をスムースに駆動軸に出力することができる。
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。
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。
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、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。
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により実行される駆動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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
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，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、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。また、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を設定したものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。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。
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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（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。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、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で割ることによって求めることができる。
次に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを閾値Ｗｒｅｆ１，Ｗｒｅｆ２と比較してバッテリ５０の入出力可能な状態がその定格値から許容される入出力可能な範囲
（以下、許容入出力範囲という）内の状態にあるか否かを判定する。（ステップＳ１２０）。
ここで、閾値Ｗｒｅｆ１は、バッテリ５０の定格最大入力値から許容される入力可能な範囲の下限を設定するものであり、例えば定格最大入力値の９５％や９０％などに設定することができる。また、閾値Ｗｒｅｆ２は、バッテリ５０の定格最大出力値から許容される出力可能な範囲の下限を設定するものであり、例えば定格最大出力値の９５％や９０％などに設定することができる。したがって、許容入出力範囲内の状態は、符号を考慮すればバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｒｅｆ１以下であり且つバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｒｅｆ２以上である状態となる。ステップＳ１２０においてバッテリ５０の状態が許容入出力範囲内の状態と判定されたときは、設定した要求パワーＰｅ＊と、エンジン２２を効率よく動作させる通常時の動作ラインに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。ここで、通常時の動作ラインは、同一パワーを出力可能なエンジン２２の運転ポイントのうち、最も効率がよい運転ポイントを、出力するパワーの変化に対して連ねたラインである。エンジン２２の通常時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６に示す。図中、要求パワーＰｅ＊が一定の曲線（破線）と通常時の動作ラインとの交点として、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを求めることができる。
続いて、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Ｓ１５０）。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。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。
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt (2)
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の出力制限Ｗｏｕｔ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の消費電力（発電電力）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上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１６０）、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（５）により計算し（ステップＳ１７０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘにより仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１８０）。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の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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（５）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。
Tmin＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr (5)
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Ｓ１９０）、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。
一方、ステップＳ１２０においてバッテリ５０の状態が許容入出力範囲内の状態にないと判定されたときは、通常時の動作ラインよりも低パワー側を高回転とすることにより、パワーの変化に対する回転数の変化が通常時の動作ラインよりも小さくなるバッテリ制限時の動作ラインを用いて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ１４０）、ステップＳ１５０〜Ｓ１９０の処理を行なって本ルーチンを終了する。図８にバッテリ制限時の動作ラインの一例（実線）を通常時の動作ライン（破線）と共に示し、図９にバッテリ制限時の要求パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係の一例（実線）を通常時の関係（破線）と共に示す。図示するように、バッテリ制限時の動作ラインは、通常時の動作ラインよりも低パワー側の回転数を大きくすることによりパワーの変化に対して回転数変化を小さくしたから、要求パワーＰｅ＊の変化に対して目標回転数Ｎｅ＊の変化も小さくなる。エンジン２２は、一般的にトルクの変更よりも回転数の変更の方が時間を要するから、要求パワーＰｅ＊の変化に対して回転数変化を小さくすることにより、要求パワーＰｅ＊の変化に対するエンジン２２の応答性を高くすることができる。このため、エンジン２２の応答遅れに伴なう動力不足を小さくすることができるから、バッテリ５０の状態が許容入出力範囲内の状態にないときでも、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でこの動力不足をモータＭＧ２からの動力で賄うのに必要な電力の入出力を行なうようにすることができる。この結果、バッテリ５０の状態が許容入出力範囲内の状態にないときでも、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにスムースに出力することができる。また、通常時の動作ラインよりもエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を高く設定するから、要求トルクＴｒ＊が負の値となる制動時にも、迅速に回転数に応じたエンジンブレーキを作用させることができ、バッテリ５０を過大な電力により充電するのを抑制することができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の状態が許容入出力範囲内の状態にないときには、通常時よりもパワーの変化に対する回転数の変化が小さい動作ラインを用いて目標回転数Ｎｅ＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、要求パワーＰｅ＊の変化に対するエンジン２２の応答性を高くしてエンジン２２の応答遅れに伴なう動力不足を小さくし、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でこの動力不足をモータＭＧ２からの動力で賄うのに必要な電力の入出力を行なうようにすることができる。この結果、バッテリ５０の状態が許容入出力範囲内の状態にないときでも、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにスムースに出力することができる。しかも、バッテリ制限時の動作ラインを通常時の動作ラインよりパワーに対する回転数を高くしたから、要求トルクＴｒ＊が負の値となる制動時にも、迅速に通常時より大きなエンジンブレーキを作用させることができ、バッテリ５０を過大な電力により充電するのを抑制することができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、通常時の動作ラインよりも低パワー側を高回転とすることにより、パワーの変化に対する回転数の変化が通常時の動作ラインよりも小さいバッテリ制限時の動作ラインを用いるものとしたが、通常時の動作ラインよりも高パワー側を低回転とするバッテリ制限時の動作ライン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、バッテリ５０の状態が許容入出力範囲内の状態か否かを判定するのに、定格値から許容される入出力可能な範囲の下限、例えば定格最大入出力値の９５％や９０％等に設定された閾値Ｗｒｅｆ１，Ｗｒｅｆ２を用いるものとしたが、こうした入出力可能な範囲よりも若干広い範囲の下限として閾値Ｗｒｅｆ１，Ｗｒｅｆ２を設定するものとしてもよく、またこうした入出力可能な範囲よりも若干狭い範囲の下限として閾値Ｗｒｅｆ１，Ｗｒｅｆ２を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、バッテリ５０の状態を判定するのに、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されたバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの値を用いるものとしたが、バッテリ５０の電池温度Ｔｂを用いるものとしてもよく、また、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）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１０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１０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１１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。
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と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２とを備える構成としたが、要求パワーに対してエンジンを任意の運転ポイントで運転することができると共にエンジンの応答遅れによる不足動力をモータから出力できる構成であれば如何なる構成としても差し支えない。例えば、エンジンと、エンジンのクランクシャフトをインプットシャフトとし車軸に連結された駆動軸をアウトプットシャフトとして無段階に変速する無段変速機（例えば、ＣＶＴなど）と、エンジンのクランクシャフトか駆動軸のいずれかに動力を入出力可能に連結されたモータとを備える構成としてもよい。また、段階的ではあるがある程度の範囲内でエンジンの運転ポイントを変更することができるものであればよいから、上述の無段変速機に代えて多数段の有段変速機を用いるものとしてもかまわない。
以上、本発明を実施するための最良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、自動車製造産業などに利用可能である。
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。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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。 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の通常時の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 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。 エンジン２２のバッテリ制限時の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の変化を要求パワーＰｅ＊と共に示す説明図である。 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、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、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 (10)

  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なって前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記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、
    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、
    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、
    前記蓄電手段の状態が該蓄電手段の定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには第１の制約と前記設定された要求動力とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段の状態が前記許容入出力範囲内の状態にないときには動力の変化に対する回転数の変化が前記第１の制約よりも小さい第２の制約と前記設定された要求動力とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
    前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転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制御手段と、
    を備える動力出力装置。
  2. 前記目標運転ポイント設定手段は、低動力側の回転数が前記第１の制約よりも高くなる制約を前記第２の制約として用いて前記目標運転ポイントを設定する手段である請求項１記載の動力出力装置。
  3. 前記目標運転ポイント設定手段は、前記内燃機関の効率が高くなる制約を前記第１の制約として用いて前記目標運転ポイントを設定する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
  4. 前記目標運転ポイント設定手段は、前記蓄電手段の入出力制限，前記蓄電手段の温度，前記蓄電手段の蓄電残量の少なくとも一つを前記蓄電手段の状態として用いて前記目標運転ポイントを設定する手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
  5. 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軸に入出力される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４いずれか記載の動力出力装置。
  6. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第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４いずれか記載の動力出力装置。
  7. 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、該内燃機関の出力軸側の動力を無段階を含む多段階に変速して前記駆動軸に出力可能な変速手段と、
    前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
    前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
    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、
    前記蓄電手段の状態が定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには前記設定された要求動力と前記内燃機関の効率重視の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段の状態が定格値から許容される許容入出力範囲外の状態にあるときには前記設定された要求動力と前記内燃機関の応答性重視の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
    前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転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動機と前記変速手段とを制御する制御手段と、
    を備える動力出力装置。
  8. 請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が機械的に連結されてなる自動車。
  9. 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なって前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記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、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）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
    （ｂ）前記蓄電手段の状態が該蓄電手段の定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには第１の制約と前記設定した要求動力とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段の状態が前記許容入出力範囲内の状態にないときには動力の変化に対する回転数の変化が前記第１の制約よりも小さい第２の制約と前記設定した要求動力とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
    （ｃ）前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転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。
  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該内燃機関の出力軸側の動力を無段階を含む多段階に変速して前記駆動軸に出力可能な変速手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、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）前記駆動軸に要求される要求動力を設定し、
    （ｂ）前記蓄電手段の状態が定格値から許容される許容入出力範囲内の状態にあるときには前記設定された要求動力と前記内燃機関の効率重視の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段の状態が定格値から許容される許容入出力範囲外の状態にあるときには前記設定された要求動力と前記内燃機関の応答性重視の制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
    （ｃ）前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転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動機と前記変速手段とを制御する
    動力出力装置の制御方法。
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