JP2006226131A - 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

Abstract

【課題】 異なる制約によって内燃機関の運転ポイントを設定する装置において制約を切り替える操作者に与える違和感を低減すると共に装置のエネルギ効率の向上を図る。
【解決手段】 回転数に対してトルクが高いトルク優先ラインによるエンジンの目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを、回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ったときに、所定時間経過するまでは、トルク優先ラインによる回転数と最適燃費ラインによるトルクとを用いてエンジンの回転数を維持しながらトルクだけを変更するようエンジンを制御する（Ｓ３５０，Ｓ３７０，Ｓ３８０）。そして、回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ってから所定時間経過したときに最適燃費ラインによる回転数とトルクとを用いて回転数についてはエンジンを制御する（Ｓ３６０，Ｓ３７０，Ｓ３８０）。
【選択図】 図９

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、エンジンの出力軸に接続されたインナロータと車軸に連結された駆動軸に接続されたアウタロータとからなるクラッチモータと、エンジンの出力軸と駆動軸とに選択的に取り付けられるアシストモータとを備える自動車に搭載されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、エンジンの運転ポイントを設定するための動作ラインとして最適燃費ラインとこの最適燃費ラインより回転数に対してトルクが大きいＷＯＴラインとを切り替えてエンジンの運転ポイントを設定しており、ＷＯＴラインから最適燃費ラインへの切り替えについてはエンジンに要求されるパワーが減少しているときに行なっている。
特開２００３−２６２１４２号公報

しかしながら、上述の動力出力装置では、エンジンの運転ポイントを設定するための動作ラインをＷＯＴラインから最適燃費ラインに切り替える際にエンジンの回転数が上昇することにより運転者に違和感を与える場合が生じる。上述したように、ＷＯＴラインは最適燃費ラインより回転数に対してトルクが大きくなるように設定されているから、エンジンから同一のパワーを出力しようとすると、最適燃費ラインにより設定される運転ポイントにおける回転数は、ＷＯＴラインにより設定される運転ポイントにおける回転数に比して大きくなる。ＷＯＴラインから最適燃費ラインへの切り替えは、多くは運転者のアクセルペダルの戻し操作によってエンジンに要求されるパワーが減少したときに行なわれる。したがって、アクセルペダルを戻す操作に対応してＷＯＴラインから最適燃費ラインに切り替えることによってエンジンの回転数の上昇する現象は、アクセルペダルの踏み込みに応じてエンジンの回転数が大きくなるという一般的な経験則に照らすと、運転者に違和感を与えてしまう。こうした問題に対して、エンジンに要求されるパワーに対してＷＯＴラインによる運転ポイントと最適燃費ラインによる運転ポイントとが同一または近傍となるときにＷＯＴラインから最適燃費ラインに切り替えることも考えられるが、ＷＯＴラインと最適燃費ラインとが同一または近傍となるパワーが著しく小さいときには、比較的高速で巡航する場合には、ＷＯＴラインから最適燃費ラインへの切り替えを行なうことができず、ＷＯＴラインを用いてエンジンの運転ポイントを設定する状態が継続され、燃費を悪化させてしまう。

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、異なる制約によって内燃機関の運転ポイントを設定する装置において制約を切り替える操作者に与える違和感を低減することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、エネルギ効率の向上を図ることを目的の一つとする。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する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、電力と動力と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を行なう蓄電手段と、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
通常運転指示がなされたときには前記内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、トルク優先要求指示がなされたときには前記第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて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、
前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に該設定された目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数未満に至ったときに該設定された目標運転ポイントにおける回転数と該回転数に対応する前記第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを前記設定された目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定すると共に該目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングで前記トルク優先要求指示を解除して前記通常運転指示に切り替える切替手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に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、通常運転指示がなされたときには、内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて内燃機関から出力すべき要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に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電力と動力との入出力を伴って内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを制御する。これにより、内燃機関を第１の制約に基づく目標運転ポイントで運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる。ここで、第１の制約として内燃機関の燃費が高くなる制約を用いるものとすれば、動力出力装置のエネルギ効率を向上させることができる。一方、トルク優先要求指示がなされたときには、第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に設定された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電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、駆動軸に要求される要求駆動力が大きいときや要求駆動力が急増したときなどのトルク優先要求時に迅速に要求される駆動力を駆動軸に出力することができる。そして、第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に設定した目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数未満に至ったときには、設定した目標運転ポイントにおける回転数とこの回転数に対応する第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを設定した目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定し、この目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングでトルク優先要求指示を解除して通常運転指示に切り替える。これにより、第２の制約から第１の制約に切り替える際に内燃機関の回転数が上昇することにより操作者に与える違和感を低減することができる。しかも、内燃機関の回転数が所定回転数未満に至ったときに制約の切り替えを行なうから、第２の制約を用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定し続けることによるエネルギ効率の低下を抑制することができる。

こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記切替手段は、前記設定された要求パワーが減少設定されているときに前記目標運転ポイントを再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、制約の切り替え時に内燃機関の回転数を維持することによって行なわれる蓄電手段からの放電の際の電力量を少なくすることができる。

また、本発明の第１の動力出力装置において、前記切替手段は、前記設定された要求パワーが所定パワー以上減少設定されたときには、前記設定された目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数以上であっても前記目標運転ポイントを再設定する手段であるものとすることもできる。要求パワーが所定パワー以上減少することにより、内燃機関の回転数の上昇はないか小さくなるから、内燃機関の回転数が所定回転数以上であっても操作者に違和感を与えることなく制約の切り替えを行なうことができる。

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、電力と動力と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を行なう蓄電手段と、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
通常運転指示がなされたときには前記内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、トルク優先要求指示がなされたときには前記第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて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、
前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に該設定された要求パワーが減少する所定の減少条件が成立したとき、該設定された目標運転ポイントにおける回転数と該回転数に対応する前記第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを前記設定された目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定すると共に該目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングで前記トルク優先要求指示を解除して前記通常運転指示に切り替える切替手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に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２の動力出力装置では、通常運転指示がなされたときには、内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて内燃機関から出力すべき要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に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電力と動力との入出力を伴って内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを制御する。これにより、内燃機関を第１の制約に基づく目標運転ポイントで運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる。ここで、第１の制約として内燃機関の燃費が高くなる制約を用いるものとすれば、動力出力装置のエネルギ効率を向上させることができる。一方、トルク優先要求指示がなされたときには、第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に設定された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電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、駆動軸に要求される要求駆動力が大きいときや要求駆動力が急増したときなどのトルク優先要求時に迅速に要求される駆動力を駆動軸に出力することができる。そして、第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に設定した要求パワーが減少する所定の減少条件が成立したときには、設定した目標運転ポイントにおける回転数とこの回転数に対応する第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを設定した目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定し、この目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングでトルク優先要求指示を解除して通常運転指示に切り替える。これにより、第２の制約から第１の制約に切り替える際に内燃機関の回転数が上昇することにより操作者に与える違和感を低減することができる。しかも、内燃機関の回転数による制限なしに制約の切り替えを行なうから、第２の制約を用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定し続けることによるエネルギ効率の低下を抑制することができる。

こうした本発明の第２の動力出力装置において、前記切替手段は、前記設定された要求パワーが所定パワー以上減少設定されたときに前記所定の減少条件が成立したとして前記目標運転ポイントを再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、第２の制約から第１の制約に切り替える際に内燃機関の回転数が上昇することにより操作者に与える違和感を更に低減することができる。

また、本発明の第２の動力出力装置において、前記切替手段は、前記設定された目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数未満となることを前記所定の減少条件の一つとして前記目標運転ポイントを再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、内燃機関の回転数が高回転で回転している最中に制約が切り替えられるのを抑止することができる。

本発明の第１または第２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、前記切替手段により前記通常運転指示に切り替えられたときには所定時間に亘って目標運転ポイントの変化の程度が小さくなるよう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、第２の制約から第１の制約に切り替えた後の内燃機関の回転数の変更をゆっくり行なうことができる。この結果、制約の切り替えの際に操作者に与える違和感を更に低減することができる。

また、本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記所定タイミングは前記目標運転ポイントの再設定を開始してから所定時間経過したタイミングであるものとすることもできる。こうすれば、見かけ上、第２の制約から第１の制約に切り替えてから所定時間経過した以降に内燃機関の回転数が変更されるから、切り替えの際に操作者に与える違和感を抑制することができる。

さらに、本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記蓄電手段の蓄電状態を検出する状態検出手段を備え、前記所定タイミングは前記状態検出手段により前記蓄電手段の蓄電状態が所定状態を下回った状態が検出されたタイミングであるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の過放電を抑制することができる。

あるいは、本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記制御手段は、前記目標運転ポイント設定手段により前記第１の制約を用いて目標運転ポイントが設定されたとき及び前記切替手段により前記目標運転ポイントの再設定がなされたときの第１の運転条件と前記目標運転ポイント設定手段により前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されたときの第２の運転条件とを含む運転条件を切り替える際には前記内燃機関における吸気バルブの開閉タイミング，スロットル開度，点火時期，燃料増量補正の少なくとも一つを変更して前記内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の第１または第２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。また、本発明の第１または第２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と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を行なう蓄電手段と、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、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、通常運転指示がなされたときには前記内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、トルク優先要求指示がなされたときには前記第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて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、前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に該設定された目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数未満に至ったときに該設定された目標運転ポイントにおける回転数と該回転数に対応する前記第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを前記設定された目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定すると共に該目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングで前記トルク優先要求指示を解除して前記通常運転指示に切り替える切替手段と、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に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電力と動力と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を行なう蓄電手段と、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、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、通常運転指示がなされたときには前記内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、トルク優先要求指示がなされたときには前記第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて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、前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に該設定された要求パワーが減少する所定の減少条件が成立したとき、該設定された目標運転ポイントにおける回転数と該回転数に対応する前記第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを前記設定された目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定すると共に該目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングで前記トルク優先要求指示を解除して前記通常運転指示に切り替える切替手段と、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に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。

こうした本発明の自動車では、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、内燃機関を第１の制約に基づく目標運転ポイントで運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる効果や動力出力装置のエネルギ効率を向上させることができる効果、駆動軸に要求される要求駆動力が大きいときや要求駆動力が急増したときなどのトルク優先要求時に迅速に要求される駆動力を駆動軸に出力することができる効果、第２の制約から第１の制約に切り替える際に内燃機関の回転数が上昇することにより操作者に与える違和感を低減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駆動軸とに接続され、電力と動力と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を行なう蓄電手段と、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駆動力を設定すると共に該設定した要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定し、
（ｂ）通常運転指示がなされたときには前記内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、トルク優先要求指示がなされたときには前記第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、
（ｃ）前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に該設定された目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数未満に至ったときに該設定された目標運転ポイントにおける回転数と該回転数に対応する前記第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを前記設定された目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定すると共に該目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングで前記トルク優先要求指示を解除して前記通常運転指示に切り替え、
（ｄ）前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に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、通常運転指示がなされたときには、内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて内燃機関から出力すべき要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に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電力と動力との入出力を伴って内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを制御する。これにより、内燃機関を第１の制約に基づく目標運転ポイントで運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる。ここで、第１の制約として内燃機関の燃費が高くなる制約を用いるものとすれば、動力出力装置のエネルギ効率を向上させることができる。一方、トルク優先要求指示がなされたときには、第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に設定された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電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、駆動軸に要求される要求駆動力が大きいときや要求駆動力が急増したときなどのトルク優先要求時に迅速に要求される駆動力を駆動軸に出力することができる。そして、第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に設定した目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数未満に至ったときには、設定した目標運転ポイントにおける回転数とこの回転数に対応する第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを設定した目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定し、この目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングでトルク優先要求指示を解除して通常運転指示に切り替える。これにより、第２の制約から第１の制約に切り替える際に内燃機関の回転数が上昇することにより操作者に与える違和感を低減することができる。しかも、内燃機関の回転数が所定回転数未満に至ったときに制約の切り替えを行なうから、第２の制約を用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定し続けることによるエネルギ効率の低下を抑制することができる。

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駆動軸とに接続され、電力と動力と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を行なう蓄電手段と、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駆動力を設定すると共に該設定した要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定し、
（ｂ）通常運転指示がなされたときには前記内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、トルク優先要求指示がなされたときには前記第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、
（ｃ）前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に該設定された要求パワーが減少する所定の減少条件が成立したとき、該設定された目標運転ポイントにおける回転数と該回転数に対応する前記第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを前記設定された目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定すると共に該目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングで前記トルク優先要求指示を解除して前記通常運転指示に切り替え、
（ｄ）前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に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２の動力出力装置の制御方法では、通常運転指示がなされたときには、内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて内燃機関から出力すべき要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に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電力と動力との入出力を伴って内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを制御する。これにより、内燃機関を第１の制約に基づく目標運転ポイントで運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力に基づく動力を駆動軸に出力することができる。ここで、第１の制約として内燃機関の燃費が高くなる制約を用いるものとすれば、動力出力装置のエネルギ効率を向上させることができる。一方、トルク優先要求指示がなされたときには、第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に設定された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電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、駆動軸に要求される要求駆動力が大きいときや要求駆動力が急増したときなどのトルク優先要求時に迅速に要求される駆動力を駆動軸に出力することができる。そして、第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に設定した要求パワーが減少する所定の減少条件が成立したときには、設定した目標運転ポイントにおける回転数とこの回転数に対応する第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを設定した目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定し、この目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングでトルク優先要求指示を解除して通常運転指示に切り替える。これにより、第２の制約から第１の制約に切り替える際に内燃機関の回転数が上昇することにより操作者に与える違和感を低減することができる。しかも、内燃機関の回転数による制限なしに制約の切り替えを行なうから、第２の制約を用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定し続けることによるエネルギ効率の低下を抑制することができる。

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、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を介して燃料室に吸入し、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。この浄化装置１３４の後段には、排気を吸気側に供給するＥＧＲ管１５２が取り付けられており、エンジン２２は、不燃焼ガスとしての排気を吸入側に供給して空気と排気とガソリンの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。

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が図示しない入力ポートを介して入力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、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，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，エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ１４８からの吸入空気量，ＥＧＲ管１５２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ１５６からのＥＧＲガス温度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が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４からは、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の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，吸気側に供給する排気の供給量を調節するＥＲＧバルブ１５４への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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。

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。

ここで、動力出力装置としては、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とバッテリ５０とハイブリッド用電子制御ユニット７０とが相当する。

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３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される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，バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊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４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５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。さらに、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、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６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。

続いて、動作ラインフラグＦｌｉｎｅの値を調べる（ステップＳ１２０）。ここで、動作ラインフラグＦｌｉｎｅは、エンジン２２の運転ポイントを設定する際に用いる動作ラインの種別を表わすものであり、このルーチンと後述するエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン運転制御ルーチンにより設定される。動作ラインとしては、実施例では、燃費が最適となる最適燃費ラインとこの最適燃費ラインより同一の回転数に対してトルクが大きいトルク優先ラインとが用いられ、動作ラインフラグＦｌｉｎｅには、最適燃費ラインが用いられるときに値０がセットされ、トルク優先ラインが用いられるときに値１がセットされる。動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０がセットされているときには、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ１未満であるか否か、アクセル開度Ａｃｃの前回からの偏差ΔＡｃｃが所定偏差Ａｒｅｆ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）。ここで、所定開度Ａｒｅｆ１は例えば７０％や８０％など比較的大きな開度として設定され、所定偏差Ａｒｅｆ２は２０％や３０％，５０％など運転者の比較的大きな加速要求として設定される。

アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ１未満であり、アクセル開度Ａｃｃの前回からの偏差ΔＡｃｃが所定偏差Ａｒｅｆ２未満であるときには、動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０がセットされてから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ここで、所定時間は、トルク優先ラインから燃費優先ラインに切り替えられたことに基づく目標運転ポイントの変化、特にエンジン２２の回転数の上昇を運転者に違和感を与えない程度にゆっくり行なうための時間であり、例えば、３秒や５秒，７秒などに設定することができる。動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０がセットされてから所定時間経過しているか或いは車両が起動されてから一度もトルク優先ラインが設定されていないときには、エンジン２２の目標運転ポイントにおける目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施す際の時定数Ｔに迅速に追従するよう比較的小さな値Ｔ１をセットすると共に（ステップＳ１６０）、最適燃費ラインを実行用の動作ラインとして設定し（ステップＳ１８０）、設定された動作ライン（最適燃費ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントを設定し（ステップＳ２００）、セットした時定数Ｔを用いて目標回転数Ｎｅ＊に対してなまし処理を施す（ステップＳ２１０）。目標運転ポイントの設定は、最適燃費ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。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７に示す。図示するように、最適燃費ラインを用いて目標運転ポイントを設定する際には、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、図中、最適燃費ラインと要求パワーＰｅ＊＝一定の曲線との交点である回転数Ｎｅ１とトルクＴｅ１として設定することができる。なお、エンジン２２の目標運転ポイントにおける目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施す理由については後述する。

次に、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Ｓ２２０）。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８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）

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の入出力制限Ｗｉｎ，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Ｓ２３０）、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Ｓ２４０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘにより仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２５０）。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８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Ｓ２６０）、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で動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値１がセットされていると判定されたり、ステップＳ１３０でアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ１以上であると判定されたり、ステップＳ１４０でアクセル開度Ａｃｃの偏差ΔＡｃｃが所定偏差Ａｒｅｆ２以上であると判定されたときには、トルク優先ラインを実行用の動作ラインとして設定し（ステップＳ１９０）、トルク優先ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）を設定すると共に（ステップＳ２００）、目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２２０以降の処理を実行する。ここで、トルク優先ラインを実行用の動作ラインとして設定されたときの目標回転数Ｎｅ＊に施すなまし処理は迅速に追従する値Ｔ１の時定数Ｔにより行なわれる。また、トルク優先ラインを用いて目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクてＴｅ＊）を設定する際には、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、図７中、トルク優先ラインと要求パワーＰｅ＊＝一定の曲線との交点である回転数Ｎｅ２とトルクＴｅ２として設定する。

ステップＳ１５０で動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０がセットされてから所定時間経過していないと判定されたときには、動作ラインがトルク優先ラインから燃費優先ラインに切り替えられてから間もないと判断し、目標回転数Ｎｅ＊にゆっくり追従するよう値Ｔ１より大きな値Ｔ２を時定数Ｔに設定すると共に（ステップＳ１７０）、最適燃費ラインを実行用の動作ラインとして設定し（ステップＳ１８０）、最適燃費ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）を設定すると共に（ステップＳ２００）、設定した時定数Ｔを用いて目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２２０以降の処理を実行する。ここで、大きな時定数Ｔにより目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施すのはトルク優先ラインから燃費優先ラインに切り替えられた後にエンジン２２の回転数Ｎｅが急上昇するのを抑止するためである。即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅをゆっくり上昇させるためである。

次に、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の運転制御、特にトルク優先ラインから最適燃費ラインに切り替える際の制御について説明する。図９は、エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン運転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。

エンジン運転制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅと動作ラインフラグＦｌｉｎｅ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Ｓ３００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて計算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、動作ラインフラグＦｌｉｎｅの値を調べ（ステップＳ３１０）、動作ラインフラグＦｌｉｎｅが値０のとき、即ち、最適燃費ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントが設定されているときには、可変バルブタイミング機構１５０や点火プラグ１３０の点火時期を通常時の燃費優先角度に設定すると共に（ステップＳ３７０）、エンジン２２の回転数Ｎｅと燃費優先マップとを用いてスロットル開度Ｔｈを設定し（ステップＳ３８０）、設定した燃費優先角度のタイミングで吸気バルブ１２８が開閉されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共に燃費優先角度のタイミングで点火プラグ１３０から点火されるよう点火制御を実行し、設定したスロットル開度Ｔｈとなるようスロットルモータ１３６を駆動制御し、吸入空気量に対して略理論空燃比となるよう燃料噴射制御を実行して（ステップＳ４１０）、本ルーチンを終了する。ここで、可変バルブタイミング機構１５０における燃費優先角度や点火時期における燃費優先角度は、エンジン２２の燃費（効率）が最適になる吸気バルブ１２８の開閉タイミングや点火タイミングにおけるクランクシャフト２６の角度として設定されており、実験などにより求めることができる。実施例では、こうして予め求めた燃費優先角度のタイミングで吸気バルブ１２８が開閉されると共に点火プラグ１３０により点火されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御したりイグニッションコイル１３８に電圧を印加する。また、スロットル開度Ｔｈは、エンジン２２の回転数Ｎｅに対して最適燃費ライン上におけるトルクを出力するためのスロットル開度であり、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅとその回転数Ｎｅにおける最適燃費ライン上のトルクとなるスロットル開度Ｔｈとの関係を実験などにより求めて予め燃費優先マップとして記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅが与えられるとマップから対応するスロットル開度を導出することにより設定するものとした。このようにエンジン２２を運転制御しているときに、図３に例示した駆動制御ルーチンでは、最適燃費ラインを実行用の動作ラインとしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが設定されてエンジン２２が設定された目標回転数Ｎｅ＊で運転されるようモータＭＧ１が回転数制御される。したがって、定常状態では、エンジン２２は目標回転数Ｎｅ＊でこの回転数に対応する最適燃費ライン上のトルクに一致する目標トルクＴｅ＊で、即ち、図７における要求パワーＰｅ＊＝一定の曲線と最適燃費ラインとの交点である回転数Ｎｅ１とトルクＴｅ１との運転ポイントで運転されることになる。

ステップＳ３１０で動作ラインフラグＦｌｉｎｅが値１のときには、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えが行なわれているか否かを示す切替フラグＦｃｈｇの値を調べる（ステップＳ３２０）。ここで切替フラグＦｃｈｇは、このルーチンにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ったときに切り替えを行なうものとして値１がセットされ（ステップＳ３３０，Ｓ３４０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ってから所定時間経過したときに切り替えが終了したとして値０がセットされる（ステップＳ３５０，Ｓ３６０）。したがって、最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定からトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定に切り替えられた直後には、切替フラグＦｃｈｇには値０が設定されている。

切替フラグＦｃｈｇが値０のときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ったか否かを判定する（ステップＳ３３０）。ここで、所定回転数Ｎｒｅｆは、エンジン２２の回転数Ｎｅを維持したままトルク優先ラインによる目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替えたときに生じるパワーの差をバッテリ５０からの放電である程度の時間（例えば、５秒や１０秒など）賄うことができる上限の回転数として設定されるものであり、車両の特性やバッテリ５０の容量などにより設定することができる。エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至っていないときには、トルク優先ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイントが設定されているから、可変バルブタイミング機構１５０や点火プラグ１３０の点火時期をトルク優先角度に設定すると共に（ステップＳ３９０）、エンジン２２の回転数Ｎｅとトルク優先マップとを用いてスロットル開度Ｔｈを設定し（ステップＳ４００）、設定したトルク優先角度のタイミングで吸気バルブ１２８が開閉されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共にトルク優先角度のタイミングで点火プラグ１３０から点火されるよう点火制御を実行し、設定したスロットル開度Ｔｈとなるようスロットルモータ１３６を駆動制御し、吸入空気量に対して略理論空燃比となるよう燃料噴射制御を実行して（ステップＳ４１０）、本ルーチンを終了する。ここで、可変バルブタイミング機構１５０におけるトルク優先角度や点火時期におけるトルク優先角度は、エンジン２２から同一回転数で最適燃費ラインのトルクより高いトルクを出力することができる吸気バルブ１２８の開閉タイミングや点火タイミングとなるクランクシャフト２６の角度であり、実験などにより求めることができる。実施例では、こうして予め求めたトルク優先角度のタイミングで吸気バルブ１２８が開閉されると共に点火プラグ１３０により点火されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御したりイグニッションコイル１３８に電圧を印加する。また、スロットル開度Ｔｈは、エンジン２２の回転数Ｎｅに対してトルク優先ライン上におけるトルクを出力するためのスロットル開度であり、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅとその回転数Ｎｅにおけるトルク優先ライン上のトルクとなるスロットル開度Ｔｈとの関係を実験などにより求めて予めトルク優先マップとして記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅが与えられるとマップから対応するスロットル開度を導出することにより設定するものとした。このようにエンジン２２を運転制御しているときに、図３に例示した駆動制御ルーチンでは、トルク優先ラインを実行用の動作ラインとしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが設定されてエンジン２２が設定された目標回転数Ｎｅ＊で運転されるようモータＭＧ１が回転数制御される。したがって、定常状態では、エンジン２２は目標回転数Ｎｅ＊でこの回転数に対応するトルク優先ライン上のトルクに一致する目標トルクＴｅ＊で、即ち、図７における要求パワーＰｅ＊＝一定の曲線とトルク優先ラインとの交点である回転数Ｎｅ２とトルクＴｅ２との運転ポイントで運転されることになる。

ステップＳ３３０でエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ったと判定されたときには、切替フラグＦｃｈｇに値１をセットして（ステップＳ３４０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ってから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ３５０）。ここで、所定時間は、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えの際に生じるエンジン２２の運転ポイントの変更（特に回転数の上昇）を切り替えに対する関連性を運転者に感じさせないようにする程度の時間であり、バッテリ５０の容量などにより設定され、例えば、３秒，５秒，７秒，１０秒などに設定することができる。この所定時間については更に後述する。エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ってから所定時間経過するまでは、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを開始しても動作ラインフラグＦｌｉｎｅや切替フラグＦｃｈｇをセットすることなく、可変バルブタイミング機構１５０や点火プラグ１３０の点火時期を通常時の燃費優先角度に設定すると共に（ステップＳ３７０）、エンジン２２の回転数Ｎｅと燃費優先マップとを用いてスロットル開度Ｔｈを設定し（ステップＳ３８０）、設定した燃費優先角度のタイミングを用いて可変バルブタイミング機構１５０の制御や点火制御を実行すると共に設定したスロットル開度Ｔｈとなるようスロットル開度制御を実行し、燃料噴射制御を実行して（ステップＳ４１０）、本ルーチンを終了する。これにより、エンジン２２からはその回転数Ｎｅに対して最適燃費ライン上のトルクが出力されるようになる。このとき、動作ラインフラグＦｌｉｎｅには値１がセットされた状態が維持されるから、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図３の駆動制御ルーチンでは、トルク優先ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）が設定され、エンジン２２は設定された目標回転数Ｎｅ＊で運転されるようモータＭＧ１を回転数制御する。この結果、エンジン２２は、トルク優先ラインを用いて設定された目標回転数Ｎｅ＊で回転するが、その回転数に対応する最適燃費ライン上のトルクを出力することになる。即ち、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えは、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅを維持した状態で最適燃費ライン上のトルクがエンジン２２から出力されるようエンジン２２の運転ポイントを変更することが行なわれるのである。このエンジン２２の運転ポイントの変更の様子を図１０に示す。図示するように、エンジン２２の運転ポイントは回転数の変化無しにトルクだけが変更される。こうしたエンジン２２の運転ポイントを変更することにより、エンジン２２から出力するパワーは、回転数Ｎｅにトルク変化分（Ｔｅ＊−Ｔｅ）を乗じた分に相当するパワーだけ要求パワーＰｅ＊から不足するものとなる。一方、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図３の駆動制御ルーチンでは、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が設定されて制御されるから、リングギヤ軸３２ａには要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが出力される。このため、エンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊に不足する分についてはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でバッテリ５０からの放電により賄われる。図９のエンジン運転制御ルーチンのステップＳ３５０における所定時間は、こうしたバッテリ５０の放電が可能な範囲内として設定する必要があることが解る。

ステップＳ３５０でエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ってから所定時間経過したと判定されたときには、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えのための可変バルブタイミング機構１５０の制御や点火制御などを切り替えるのに必要な時間が経過した上、この切り替えとエンジン２２の回転数Ｎｅの変更との関連性を運転者に与えない程度の時間が経過したと判断し、動作ラインフラグＦｌｉｎｅと切替フラグＦｃｈｇに値０をセットして、可変バルブタイミング機構１５０や点火プラグ１３０の点火時期を通常時の燃費優先角度に設定すると共に（ステップＳ３７０）、エンジン２２の回転数Ｎｅと燃費優先マップとを用いてスロットル開度Ｔｈを設定し（ステップＳ３８０）、設定した燃費優先角度のタイミングを用いて可変バルブタイミング機構１５０の制御や点火制御を実行すると共に設定したスロットル開度Ｔｈとなるようスロットル開度制御を実行し、燃料噴射制御を実行して（ステップＳ４１０）、本ルーチンを終了する。このように動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０をセットすると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図３に例示した駆動制御ルーチンでは、動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０がセットされてから所定時間経過するまでは最適燃費ラインを用いてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）を設定すると共に大きな値Ｔ２の時定数Ｔで設定した目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施す。したがって、エンジン２２は、トルク優先ラインにより目標回転数Ｎｅ＊は設定されるが、その回転数に対応する最適燃費ライン上のトルクが出力されるよう運転される状態から、最適燃費ラインにより設定される目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで運転される状態にゆっくりと移行するようになる。この結果、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを行なう際に生じるエンジン２２の回転数Ｎｅの上昇を動作ラインの切り替えからある程度の時間を経過してからゆっくりと行なうことができ、これにより動作ラインの切り替えの際にエンジン２２の回転数Ｎｅが上昇することによって運転者に違和感を与え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によれば、同一回転数でエンジン２２からより大きなトルクを出力するためのトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅを保持したエンジン２２から出力するトルクを最適燃費ライン上のトルクに移行し、ある程度の時間が経過してからエンジン２２の回転数Ｎｅを最適燃費ラインにより設定された目標回転数Ｎｅ＊に移行するから、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを行なう際に生じるエンジン２２の回転数Ｎｅの上昇を動作ラインの切り替えからある程度の時間を経過してからゆっくりと行なうことができると共にこれにより動作ラインの切り替えの際にエンジン２２の回転数Ｎｅが上昇することによって運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。しかも、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えをエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ったときに行なうから、トルク優先ラインと最適燃費ラインとが交わる最低回転数に至ったときに切り替えを行なうものに比して早期に最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替えることができる。この結果、車両の燃費（エネルギ効率）を向上させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替える際にエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ってから所定時間経過したときに動作ラインフラグＦｌｉｎｅと切替フラグＦｃｈｇを値０にリセットするものとしたが、動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０がセットされてから所定時間経過するまで大きな値Ｔ２を時定数Ｔに設定してエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施すものであれば、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ってから所定時間経過する前に動作ラインフラグＦｌｉｎｅと切替フラグＦｃｈｇを値０にリセット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、トルク優先ラインによりエンジン２２の目標運転ポイントを設定している最中にエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ったときにトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替えるものとしたが、トルク優先ラインによりエンジン２２の目標運転ポイントを設定している最中にエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至り、且つ、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊が減少しているときにトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替えるものとしてもよい。こうすれば、切り替えた後のエンジン２２の回転数Ｎｅの上昇を小さくすることができ、運転者に与える違和感を更に低減することができる。また、トルク優先ラインによりエンジン２２の目標運転ポイントを設定している最中にエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至り、且つ、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊が所定パワー以上急減したときにトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替えるものとしてもよい。この場合、所定パワーをトルク優先ラインを用いて設定する目標回転数Ｎｅ＊と最適燃費ラインを用いて設定する目標回転数Ｎｅ＊が略一致する程度とすれば、切り替えた後のエンジン２２の回転数Ｎｅの上昇をほとんど無くすことができ、運転者に与える違和感を更に低減することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク優先ラインによりエンジン２２の目標運転ポイントを設定している最中にエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満に至ったときにトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替えるものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅに拘わらずトルク優先ラインによりエンジン２２の目標運転ポイントを設定している最中にエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊が減少しているときにトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替えるものとしてもよい。この場合、その減少量がトルク優先ラインを用いて設定する目標回転数Ｎｅ＊と最適燃費ラインを用いて設定する目標回転数Ｎｅ＊が略一致する程度とするのが更に好ましい。この場合にエンジンＥＣＵ２４で実行するエンジン運転制御ルーチンの一例を図１１に示す。この図１１のルーチンでは、ステップＳ３２５が追加されている点とステップＳ３３０，Ｓ３５０に代えてステップＳ３３０ｂ，Ｓ３５０ｂを用いている点を除いて図９のルーチンと同一である。したがって、図１１のルーチンの処理のうち図９のルーチンの処理と同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。このエンジン運転制御ルーチンでは、動作ラインフラグＦｌｉｎｅが値１であり切替フラグＦｃｈｇが値０のときには（ステップＳ３１０，Ｓ３２０）、ｎ回前にこのルーチンを実行したときに設定されている要求パワーＰｅ＊から現在設定されている要求パワーＰｅ＊を減じてパワー減少量ΔＰｅを計算し（ステップＳ３２５）、計算したパワー減少量ΔＰｅが所定パワーＰｒｅｆ以上であるときに（ステップＳ３３０ｂ）、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを開始すると判断し、切替フラグＦｃｈｇに値１をセットする（ステップＳ３４０）。そして、計算したパワー減少量ΔＰｅが所定パワーＰｒｅｆ以上に至ってから所定時間経過してから（ステップＳ３５０ｂ）、動作ラインフラグＦｌｉｎｅと切替フラグＦｃｈｇを値０にリセットする（ステップＳ３６０）。ここで、所定パワーＰｒｅｆは、前述したように、トルク優先ラインを用いて設定する目標回転数Ｎｅ＊と最適燃費ラインを用いて設定する目標回転数Ｎｅ＊が略一致する程度に設定するのが好ましい。このようにトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替えるものとすれば、エンジン２２の回転数Ｎｅに拘わらず、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを動作ラインの切り替えの際にエンジン２２の回転数Ｎｅが上昇することによって運転者に与える違和感を抑制した状態で行なうことができる。もとより、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えをエンジン２２の回転数Ｎｅに拘わらずに行なうから、トルク優先ラインと最適燃費ラインとが交わる最低回転数に至ったときに切り替えを行なうものに比して、早期に最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替えることができる。この結果、車両の燃費（エネルギ効率）を向上させることができる。

こうした変形例のハイブリッド自動車では、パワー減少量ΔＰｅが所定パワーＰｒｅｆ以上であるときにトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを行なうものとしたが、要求パワーＰｅ＊が減少しているときであればパワー減少量ΔＰｅが所定パワーＰｒｅｆ未満であってもトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを行なうものとしてもよい。

また、変形例のハイブリッド自動車では、パワー減少量ΔＰｅが所定パワーＰｒｅｆ以上であるときにはエンジン２２の回転数Ｎｅに拘わらず、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを行なうものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅがある回転数以下の状態でパワー減少量ΔＰｅが所定パワーＰｒｅｆ以上となったときにトルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定への切り替えを行なうものとしてもよい。

さらに、変形例のハイブリッド自動車では、トルク優先ラインによるエンジン２２の目標運転ポイントの設定から最適燃費ラインによる目標運転ポイントの設定に切り替える際にパワー減少量ΔＰｅが所定パワーＰｒｅｆ以上に至ってから所定時間経過したときに動作ラインフラグＦｌｉｎｅと切替フラグＦｃｈｇを値０にリセットするものとしたが、動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０がセットされてから所定時間経過するまで大きな値Ｔ２を時定数Ｔに設定してエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施すものであれば、パワー減少量ΔＰｅが所定パワーＰｒｅｆ以上に至ってから所定時間経過する前に動作ラインフラグＦｌｉｎｅと切替フラグＦｃｈｇを値０にリセットするものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０や変形例のハイブリッド自動車では、通常時には小さな値Ｔ１を時定数Ｔに設定してエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施し、動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０がセットされてから所定時間経過するまでは大きな値Ｔ２を時定数Ｔに設定してエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施すものとしたが、通常時にはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施さないものとし、動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０がセットされてから所定時間経過するまでは大きな値Ｔ２の時定数Ｔを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施すものとしてもよい。また、動作ラインフラグＦｌｉｎｅに値０がセットされてから所定時間経過するまでであってもエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊になまし処理を施さないものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、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１２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１２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１３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。

実施例では、エンジン２２や動力分配統合機構３０，モータＭＧ１，モータＭＧ２，ハイブリッド用電子制御ユニット７０などからなる動力出力装置をハイブリッド自動車に搭載するものとして説明したが、こうした動力出力装置を自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載するものとしてもよい。また、こうした動力出力装置を建設設備などの移動体以外の設備などに組み込むものとしてもよい。さらに、動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。

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、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 に利用可能である。

本発明の一実施例である動力出力装置を搭載す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。 エンジン２２の構成の一例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＊とを設定する様子の一例を示す説明図である。 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の一例を説明する説明図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 トルク優先ラインにより設定されたエンジン２２の回転数Ｎｅを維持した状態で最適燃費ライン上のトルクがエンジン２２から出力されるようエンジン２２の運転ポイントを変更する際の様子を説明する説明図である。 変形例のエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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、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、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、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 バキュームセンサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、１５２ ＥＧＲ管、１５４ ＥＲＧバルブ、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 (16)

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、電力と動力と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を行なう蓄電手段と、
   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、
   前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
   通常運転指示がなされたときには前記内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、トルク優先要求指示がなされたときには前記第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて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、
   前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に該設定された目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数未満に至ったときに該設定された目標運転ポイントにおける回転数と該回転数に対応する前記第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを前記設定された目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定すると共に該目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングで前記トルク優先要求指示を解除して前記通常運転指示に切り替える切替手段と、
   前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に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. 前記切替手段は、前記設定された要求パワーが減少設定されているときに前記目標運転ポイントを再設定する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 前記切替手段は、前記設定された要求パワーが所定パワー以上減少設定されたときには、前記設定された目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数以上であっても前記目標運転ポイントを再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. 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、電力と動力と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を行なう蓄電手段と、
   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、
   前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
   通常運転指示がなされたときには前記内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、トルク優先要求指示がなされたときには前記第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて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、
   前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に該設定された要求パワーが減少する所定の減少条件が成立したとき、該設定された目標運転ポイントにおける回転数と該回転数に対応する前記第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを前記設定された目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定すると共に該目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングで前記トルク優先要求指示を解除して前記通常運転指示に切り替える切替手段と、
   前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に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。
5. 前記切替手段は、前記設定された要求パワーが所定パワー以上減少設定されたときに前記所定の減少条件が成立したとして前記目標運転ポイントを再設定する手段である請求項４記載の動力出力装置。
6. 前記切替手段は、前記設定された目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数未満となることを前記所定の減少条件の一つとして前記目標運転ポイントを再設定する手段である請求項４または５記載の動力出力装置。
7. 前記目標運転ポイント設定手段は、前記切替手段により前記通常運転指示に切り替えられたときには所定時間に亘って目標運転ポイントの変化の程度が小さくなるよう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６いずれか記載の動力出力装置。
8. 前記所定タイミングは前記目標運転ポイントの再設定を開始してから所定時間経過したタイミングである請求項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であって、
   前記蓄電手段の蓄電状態を検出する状態検出手段を備え、
   前記所定タイミングは前記状態検出手段により前記蓄電手段の蓄電状態が所定状態を下回った状態が検出されたタイミングである
   動力出力装置。
10. 前記制御手段は、前記目標運転ポイント設定手段により前記第１の制約を用いて目標運転ポイントが設定されたとき及び前記切替手段により前記目標運転ポイントの再設定がなされたときの第１の運転条件と前記目標運転ポイント設定手段により前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されたときの第２の運転条件とを含む運転条件を切り替える際には前記内燃機関における吸気バルブの開閉タイミング，スロットル開度，点火時期，燃料増量補正の少なくとも一つを変更して前記内燃機関を制御する手段である請求項１ないし９いずれか記載の動力出力装置。
11. 前記第１の制約は前記内燃機関の燃費が高くなる制約である請求項１ないし１０いずれか記載の動力出力装置。
12. 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１１いずれか記載の動力出力装置。
13. 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１１いずれか記載の動力出力装置。
14. 請求項１ないし１３いずれか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自動車。
15. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され、電力と動力と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を行なう蓄電手段と、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駆動力を設定すると共に該設定した要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定し、
    （ｂ）通常運転指示がなされたときには前記内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、トルク優先要求指示がなされたときには前記第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、
    （ｃ）前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に該設定された目標運転ポイントにおける回転数が所定回転数未満に至ったときに該設定された目標運転ポイントにおける回転数と該回転数に対応する前記第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを前記設定された目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定すると共に該目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングで前記トルク優先要求指示を解除して前記通常運転指示に切り替え、
    （ｄ）前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に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。
16. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され、電力と動力と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を行なう蓄電手段と、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駆動力を設定すると共に該設定した要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき要求パワーを設定し、
    （ｂ）通常運転指示がなされたときには前記内燃機関の運転ポイントにおける回転数とトルクとの関係としての第１の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、トルク優先要求指示がなされたときには前記第１の制約より回転数に対するトルクが大きい関係としての第２の制約を用いて前記設定された要求パワーに基づいて目標運転ポイントを設定し、
    （ｃ）前記第２の制約を用いて目標運転ポイントが設定されている最中に該設定された要求パワーが減少する所定の減少条件が成立したとき、該設定された目標運転ポイントにおける回転数と該回転数に対応する前記第１の制約上のトルクとからなる運転ポイントを前記設定された目標運転ポイントに代えて新たな目標運転ポイントとして再設定すると共に該目標運転ポイントの再設定を開始した以降の所定タイミングで前記トルク優先要求指示を解除して前記通常運転指示に切り替え、
    （ｄ）前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に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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