JP2008162346A - 動力出力装置およびその制御方法並びに車両 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関に供給する燃料が少なくなったときに更に燃費を向上させる。
【解決手段】エコスイッチ信号ＥＳＷがオンされているときに燃料タンクの燃料残量Ｑｆがもうじきガス欠になる閾値Ｑｒｅｆ未満に至ったときには（Ｓ１５０）、エコスイッチ信号ＥＳＷがオフされているときやエコスイッチ信号ＥＳＷがオンされていても燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上のときに用いられる通常時の充放電要求パワー設定用マップよりバッテリを充電し難い燃費優先の充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し（Ｓ１６０）、これを用いてエンジンや二つのモータを制御する。これにより、バッテリの充放電によるロスを小さくして、燃費の向上を図ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、前輪に動力を出力するための内燃機関および前輪用電動機と、後輪に動力を出力可能な後輪用電動機とを備えるハイブリッド車両において、内燃機関の燃料が尽きたときに後輪用電動機の力行を禁止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車両では、上述のように制御することにより、燃料が欠乏したときに、前輪には制動力、後輪には駆動力というように、トルクの向きが相反して車両が不自然な挙動をしたり、動力伝達系に急激なトルク変動が生じたりすることを防止している。
特開２００２−２０４５０３号公報

内燃機関に供給する燃料が少なくなったときに上述の車両のように、車両が不自然な挙動をしたり、動力伝達系に急激なトルク変動が生じたりしないように対処することも重要な課題であるが、燃費を更に向上させることにより、燃料切れによる駆動の停止をより遅くすることも重要な課題の一つと考えられる。

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、内燃機関に供給する燃料が少なくなったときに更に燃費を優先するか否かを選択できるように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車両は、内燃機関に供給する燃料が少なくなったときに更に燃費を向上させ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その制御方法並びに車両は、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、
前記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手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、
前記内燃機関に供給する燃料の残量を検出する燃料残量検出手段と、
前記燃費優先指示スイッチがオフのとき及び前記燃費優先指示スイッチがオンのときでも前記検出された燃料の残量が所定量以上のときには前記蓄電手段の状態と第１の関係とに基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、前記燃費優先指示スイッチがオンのときに前記検出された燃料の残量が前記所定量未満のときには前記蓄電手段の状態と前記第１の関係より前記蓄電手段が充電されにくい関係である第２の関係とに基づいて前記目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、
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、
前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電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発電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。

この本発明の動力出力装置では、燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチがオフのときや燃費優先指示スイッチがオンのときでも内燃機関に供給する燃料の残量が所定量以上のときには蓄電手段の状態と第１の関係とに基づいて蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定すると共に設定した目標充放電電力により蓄電手段が充放電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発電手段と電動機とを制御し、燃費優先指示スイッチがオンのときに燃料の残量が所定量未満のときには蓄電手段の状態と第１の関係より蓄電手段が充電されにくい関係である第２の関係とに基づいて目標充放電電力を設定すると共に設定した目標充放電電力により蓄電手段が充放電されると共に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手段と電動機とを制御する。即ち、燃費優先指示スイッチがオンのときに燃料の残量が所定量未満のときには蓄電手段の充電を抑制するのである。このように、蓄電手段の充電を抑制すると、蓄電手段から放電可能な電力量が減少する分だけ動力出力装置の動特性は低下するが、蓄電手段を充放電する電力を小さくした分だけ充放電の損失が小さくなるから、その分だけ燃費の向上を図ることができる。しかも、燃費優先指示スイッチを操作するだけで、若干の動特性の低下を伴っても燃費を優先するか、燃費の更なる向上より良好な動特性を維持するかを選択することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記第１の関係は、前記蓄電手段から放電可能な電力量が満充電の際の電力量に対する割合である電力量割合が第１の割合以上のときには前記蓄電手段を放電する電力を前記目標充放電電力とすると共に前記電力量割合が前記第１の割合未満のときには前記蓄電手段を充電する電力を前記目標充放電電力とする関係であり、前記第２の関係は、前記電力量割合が前記第１の割合より小さな第２の割合以上のときには前記蓄電手段を放電する電力を前記目標充放電電力とすると共に前記電力量割合が前記第２の割合未満のときには前記蓄電手段を充電する電力を前記目標充放電電力とする関係である、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、前記制御手段は、前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに要する駆動要求パワーと前記蓄電手段を前記目標充放電電力により充放電するのに要する充放電パワーとの和に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標出力パワーを設定すると共に前記内燃機関から前記目標出力パワーが効率よく出力される制約に基づいて該内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記内燃機関が設定された目標運転ポイントで運転されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する手段であ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、前記発電手段は、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する手段であるものとすることもできる。この場合、前記発電手段は、前記駆動軸と前記出力軸と回転軸との３軸を有し該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。

本発明の車両は、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、前記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手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、前記内燃機関に供給する燃料の残量を検出する燃料残量検出手段と、前記燃費優先指示スイッチがオフのとき及び前記燃費優先指示スイッチがオンのときでも前記検出された燃料の残量が所定量以上のときには前記蓄電手段の状態と第１の関係とに基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、前記燃費優先指示スイッチがオンのときに前記検出された燃料の残量が前記所定量未満のときには前記蓄電手段の状態と前記第１の関係より前記蓄電手段が充電されにくい関係である第２の関係とに基づいて前記目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、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、
前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電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発電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、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。

この本発明の車両では、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、蓄電手段から放電可能な電力量が減少する分だけ動力出力装置の動特性は低下するものの蓄電手段を充放電する電力を小さくした分だけ充放電の損失が小さくなるから、その分だけ燃費の向上を図ることができる効果や、燃費優先指示スイッチを操作するだけで、若干の動特性の低下を伴っても燃費を優先するか、燃費の更なる向上より良好な動特性を維持するかを選択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手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記燃費優先指示スイッチがオフのとき及び前記燃費優先指示スイッチがオンのときでも前記内燃機関に供給する燃料の残量が所定量以上のときには前記蓄電手段の状態と第１の関係とに基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定すると共に該設定した目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されると共に前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記燃費優先指示スイッチがオンのときに前記燃料の残量が前記所定量未満のときには前記蓄電手段の状態と前記第１の関係より前記蓄電手段が充電されにくい関係である第２の関係とに基づいて前記目標充放電電力を設定すると共に該設定した目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されると共に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手段と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法では、燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチがオフのときや燃費優先指示スイッチがオンのときでも内燃機関に供給する燃料の残量が所定量以上のときには蓄電手段の状態と第１の関係とに基づいて蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定すると共に設定した目標充放電電力により蓄電手段が充放電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発電手段と電動機とを制御し、燃費優先指示スイッチがオンのときに燃料の残量が所定量未満のときには蓄電手段の状態と第１の関係より蓄電手段が充電されにくい関係である第２の関係とに基づいて目標充放電電力を設定すると共に設定した目標充放電電力により蓄電手段が充放電されると共に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手段と電動機とを制御する。即ち、燃費優先指示スイッチがオンのときに燃料の残量が所定量未満のときには蓄電手段の充電を抑制するのである。このように、蓄電手段の充電を抑制すると、蓄電手段から放電可能な電力量が減少する分だけ動力出力装置の動特性は低下するが、蓄電手段を充放電する電力を小さくした分だけ充放電の損失が小さくなるから、その分だけ燃費の向上を図ることができる。しかも、燃費優先指示スイッチを操作するだけで、若干の動特性の低下を伴っても燃費を優先するか、燃費の更なる向上より良好な動特性を維持するかを選択することができる。

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、燃料タンク２１からの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。なお、モータＥＣＵ４０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モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も計算している。

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）を演算したり、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）とに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい許容最大充放電電力としての入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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，燃費優先を指示するエコスイッチ８９からのエコスイッチ信号ＥＳＷ，燃料タンク２１に取り付けられて燃料タンク２１における燃料の残量を検出する燃料残量センサ２１ａからの燃料残量Ｑｆ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、特にエコスイッチ８９のオンオフ状態と燃料タンク２１の燃料残量Ｑｆが少なくなったとき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，燃料残量センサ２１ａからの燃料残量Ｑｆ，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ），入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔやエコスイッチ信号ＥＳＷ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の残容量（ＳＯＣ）や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、充放電電流の積算値に基づいて演算された残容量（ＳＯＣ）やこの残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

こうしてデータと入力すると、入力したエコスイッチ信号ＥＳＷを調べ（ステップＳ１１０）、エコスイッチ信号ＥＳＷがオフのときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＲｅ＊とからなる目標運転ポイントを設定するために用いる実行用動作ラインとして通常時の動作ラインを設定すると共に（ステップＳ１２０）、入力したバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と通常時の充放電要求パワー設定用マップとを用いてバッテリ５０を充放電するための充放電要求パワーＰｂ＊を設定する（ステップＳ１３０）。通常時の動作ラインの一例を図３に、通常時の充放電要求パワー設定用マップの一例を図４に示す。通常時の動作ラインは、実施例では、図３に示すように、振動や異音が生じる低回転高トルクの領域を除いてエンジン２２を効率よく運転することができる運転ポイントを連続させたものとして設定されている。なお、エンジン２２の目標運転ポイントの設定については後述する。通常時の充放電要求パワー設定用マップは、実施例では、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓ１（例えば、６０％など）より大きいときに放電用の電力に相当するパワーを充放電要求パワーＰｂ＊として設定し、残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓ１より小さいときに充電用の電力に相当するパワーを充放電要求パワーＰｂ＊として設定するものとして設定されている。

続いて、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＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊と充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいてとエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１７０）。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を乗じたものから充放電要求パワーＰｂ＊を減じると共にこれにロスＬｏｓｓを加え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。

そして、設定した要求パワーＰｅ＊と設定した実行用動作ラインと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Ｓ１８０）。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、図３に例示する通常時の動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点として求めることができる。

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Ｓ１９０）。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６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、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、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。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Ｓ２００）、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Ｓ２１０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルク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Ｓ２２０）。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６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Ｓ２３０）、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。

ステップＳ１１０でエコスイッチ信号ＥＳＷがオンと判定されたときには、燃費優先の動作ラインを実行用動作ラインとして設定する（ステップＳ１４０）。図７に燃費優先の動作ラインの一例を示す。燃費優先の動作ラインは、実施例では、振動や異音が生じる低回転高トルクの領域でもエンジン２２を効率よく運転することができる運転ポイントを連続させたものとして設定されている。したがって、燃費優先の動作ラインは、低回転高トルクの領域以外は図３の通常時の動作ラインに一致する。このように、燃費優先の動作ラインは、振動や異音が生じるものの通常時の動作ラインよりエンジン２２を効率よく運転することができるものとなる。こうした燃費優先の動作ラインを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定することにより、通常時の動作ラインを用いる場合に比して、燃費の向上を図ることができる。

こうして燃費優先の動作ラインを実行用動作ラインとして設定すると、燃料タンク２１の燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１５０）、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上のときには、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と図４に例示した通常時の充放電要求パワー設定用マップとを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し（ステップＳ１３０）、通常時の充放電要求パワー設定用マップを用いて設定された充放電要求パワーＰｂ＊と燃費優先の動作ラインとを用いて要求トルクＴｒ＊やエンジン要求パワーＰｅ＊を設定すると共にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する処理（ステップＳ１７０〜Ｓ２３０）を実行して、本ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｑｒｅｆは、もうじきガス欠となる値として設定されるものであり、燃料タンク２１の全容量の１０％や５％、或いは、１０リットルなどの値を用いることができる。

一方、燃料タンク２１の燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満のときには、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と燃費優先の充放電要求パワー設定用マップとを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し（ステップＳ１６０）、この燃費優先の充放電要求パワー設定用マップを用いて設定された充放電要求パワーＰｂ＊と燃費優先の動作ラインとを用いて要求トルクＴｒ＊やエンジン要求パワーＰｅ＊を設定すると共にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する処理（ステップＳ１７０〜Ｓ２３０）を実行して、本ルーチンを終了する。燃費優先の充放電要求パワー設定用マップの一例を図８に示す。図示するように、燃費優先の充放電要求パワー設定用マップは、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が通常時の充放電要求パワー設定用マップにおける閾値Ｓ１より小さな閾値Ｓ２（例えば、４０％など）より大きいときに放電用の電力に相当するパワーを充放電要求パワーＰｂ＊として設定し、残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓ２より小さいときに充電用の電力に相当するパワーを充放電要求パワーＰｂ＊として設定するものとして設定されている。この燃費優先の充放電要求パワー設定用マップは、通常時の充放電要求パワー設定用マップに比して、バッテリ５０を充電し難いものと考えることができる。このように、バッテリ５０を充電し難くすることにより、バッテリ５０の充放電によるロスを小さくして、燃費の向上を図ることができるのである。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エコスイッチ信号ＥＳＷがオンされているときに燃料タンク２１の燃料残量Ｑｆがもうじきガス欠になる閾値Ｑｒｅｆ未満に至ったときには、エコスイッチ信号ＥＳＷがオフされているときやエコスイッチ信号ＥＳＷがオンされていても燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上のときに用いられる通常時の充放電要求パワー設定用マップよりバッテリ５０を充電し難い燃費優先の充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、これを用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、通常時の充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定して制御する場合に比して、バッテリ５０の充放電によるロスを小さくして、燃費の向上を図ることができる。したがって、エコスイッチ８９を操作するだけで燃料残量Ｑｆが少なくなったときに更に燃費を優先するか否かを選択できるようにすることができる。しかも、エコスイッチ信号ＥＳＷがオンされているときには、燃費優先の動作ラインを実行用動作ラインとして用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、通常時の動作ラインを用いて制御する場合に比して、振動や異音が生じるものの燃費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、燃費優先の充放電要求パワー設定用マップとして、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が通常時の充放電要求パワー設定用マップにおける閾値Ｓ１より小さな閾値Ｓ２より大きいときに放電用の電力に相当するパワーを充放電要求パワーＰｂ＊として設定し、残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓ２より小さいときに充電用の電力に相当するパワーを充放電要求パワーＰｂ＊として設定するものとしたが、燃費優先の充放電要求パワー設定用マップは、通常時の充放電要求パワー設定用マップよりバッテリ５０を充電し難いものであればよいから、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が通常時の充放電要求パワー設定用マップと同様に閾値Ｓ１より大きいときに放電用の電力に相当するパワーを充放電要求パワーＰｂ＊として設定し、残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓ１より小さいときに通常時の充放電要求パワー設定用マップにより設定される充電用の電力より小さな充電用の電力に相当するパワーを充放電要求パワーＰｂ＊として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、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。

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。

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、二つのモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ５０とにより構成するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６にクラッチＣを介して接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された変速機３３０と、変速機３３０の入力軸に動力を出力する発電可能なモータＭＧと、モータＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０とにより構成するものとしてもよい。この場合、モータＭＧが発電手段と電動機とを兼ねるものとなる。

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。

ここで、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、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「発電手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、エコスイッチ８９が「燃費優先指示スイッチ」に相当し、燃料残量センサ２１ａが「燃料残量検出手段」に相当し、エコスイッチ信号ＥＳＷがオフのときやエコスイッチ信号ＥＳＷがオンのときでも燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上のときにはバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と通常時の充放電要求パワー設定用マップとに基づいて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、エコスイッチ信号ＥＳＷがオンされているときに燃料タンク２１の燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満のときにはバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と通常時の充放電要求パワー設定用マップよりバッテリ５０を充電し難い燃費優先の充放電要求パワー設定用マップとに基づいて充放電要求パワーＰｂ＊を設定する図２の駆動制御ルーチンのＳ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１５０，Ｓ１６０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「目標充放電電力設定手段」に相当し、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Ｔｒ＊を設定する図２の駆動制御ルーチンのＳ１７０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、要求トルクＴｒ＊と充放電要求パワーＰｂ＊を用いてエンジン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＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図２の駆動制御ルーチンのＳ１７０〜Ｓ２３０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信してエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当する。なお、対ロータ電動機２３０やモータＭＧも「発電手段」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、水素を燃料として動力を出力する内燃機関など、如何なる内燃機関としてもよい。「発電手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とからなるものや対ロータ電動機２３０或いはモータＭＧに限定されるものではなく、内燃機関からの動力を用いて発電可能なものであればいかなるものであっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池などのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど発電手段や電動機と電力のやり取りが可能であれば、如何なるものとしても構わない。「燃費優先指示スイッチ」としては、エコスイッチ８９に限定されるものではなく、燃費優先を指示するものであれば、如何なるスイッチであっても構わない。「燃料残量検出手段」としては、燃料残量センサ２１ａに限定されるものではなく、内燃機関に供給する燃料の残量を検出することができるものであれば、如何なる手法により検出するものであっても構わない。「目標充放電電力設定手段」としては、エコスイッチ信号ＥＳＷがオフのときやエコスイッチ信号ＥＳＷがオンのときでも燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上のときにはバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と通常時の充放電要求パワー設定用マップとに基づいて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、エコスイッチ信号ＥＳＷがオンされているときに燃料タンク２１の燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満のときにはバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と通常時の充放電要求パワー設定用マップよりバッテリ５０を充電し難い燃費優先の充放電要求パワー設定用マップとに基づいて充放電要求パワーＰｂ＊を設定するものに限定されるものではなく、燃費優先指示スイッチがオフのときや燃費優先指示スイッチがオンのときでも燃料の残量が所定量以上のときには蓄電手段の状態と第１の関係とに基づいて蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、燃費優先指示スイッチがオンのときに燃料の残量が所定量未満のときには蓄電手段の状態と第１の関係より蓄電手段が充電されにくい関係である第２の関係とに基づいて目標充放電電力を設定するものであれば、いか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Ｔｒ＊を設定するものなど、駆動軸に要求される要求駆動力を設定するものであれば、いかなるものとしても構わない。「制御手段」としては、充放電要求パワーＰｂ＊によりバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルク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やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する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とからなるもの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エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するなど、目標充放電電力により蓄電手段が充放電されると共に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手段と電動機とを制御するものであればいか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最良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。

本発明は、動力出力装置や車両の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。 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。 通常時の充放電要求パワー設定用マップ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。 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。 燃費優先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。 燃費優先の充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 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。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２１ 燃料タンク、２１ａ 燃料残量センサ、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、８９ エコスイッチ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、３３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ クラッチ。

Claims (7)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   前記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手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、
   前記内燃機関に供給する燃料の残量を検出する燃料残量検出手段と、
   前記燃費優先指示スイッチがオフのとき及び前記燃費優先指示スイッチがオンのときでも前記検出された燃料の残量が所定量以上のときには前記蓄電手段の状態と第１の関係とに基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、前記燃費優先指示スイッチがオンのときに前記検出された燃料の残量が前記所定量未満のときには前記蓄電手段の状態と前記第１の関係より前記蓄電手段が充電されにくい関係である第２の関係とに基づいて前記目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、
   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、
   前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電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発電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. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記第１の関係は、前記蓄電手段から放電可能な電力量が満充電の際の電力量に対する割合である電力量割合が第１の割合以上のときには前記蓄電手段を放電する電力を前記目標充放電電力とすると共に前記電力量割合が前記第１の割合未満のときには前記蓄電手段を充電する電力を前記目標充放電電力とする関係であり、
   前記第２の関係は、前記電力量割合が前記第１の割合より小さな第２の割合以上のときには前記蓄電手段を放電する電力を前記目標充放電電力とすると共に前記電力量割合が前記第２の割合未満のときには前記蓄電手段を充電する電力を前記目標充放電電力とする関係である、
   動力出力装置。
3. 前記制御手段は、前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するのに要する駆動要求パワーと前記蓄電手段を前記目標充放電電力により充放電するのに要する充放電パワーとの和に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標出力パワーを設定すると共に前記内燃機関から前記目標出力パワーが効率よく出力される制約に基づいて該内燃機関の目標運転ポイントを設定し、前記内燃機関が設定された目標運転ポイントで運転されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御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. 前記発電手段は、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力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. 前記発電手段は、前記駆動軸と前記出力軸と回転軸との３軸を有し該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４記載の動力出力装置。
6. 請求項１ないし５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車両。
7. 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手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、を備える動力出力装置の制御方法であって、
   前記燃費優先指示スイッチがオフのとき及び前記燃費優先指示スイッチがオンのときでも前記内燃機関に供給する燃料の残量が所定量以上のときには前記蓄電手段の状態と第１の関係とに基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定すると共に該設定した目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されると共に前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、前記燃費優先指示スイッチがオンのときに前記燃料の残量が前記所定量未満のときには前記蓄電手段の状態と前記第１の関係より前記蓄電手段が充電されにくい関係である第２の関係とに基づいて前記目標充放電電力を設定すると共に該設定した目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されると共に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手段と前記電動機とを制御する、
   ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。

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