JP4039409B2

JP4039409B2 - 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

Info

Publication number: JP4039409B2
Application number: JP2004246540A
Authority: JP
Inventors: 健介上地
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: JP2006063865A

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、内燃機関からの動力を直接または間接に用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置およびこれを搭載し駆動軸に車軸が接続されて走行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、この種のハイブリッド自動車としては、変速機を介して駆動軸にエンジンとモータとが接続され、エンジンのトルク指令値とエンジン回転数とに基づいてローパスフィルタの特性を変化させてエンジンの応答遅れをモータにより補正するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、モータはエンジンよりも出力応答性が良いことから、エンジンのトルク指令値をローパスフィルタで補正してこれをエンジントルクの推定値とし、車両全体の要求される全トルク指令値からエンジントルクの推定値を減じたものをモータトルク指令値に設定してモータを制御することにより、エンジンの応答遅れに拘わらず全トルク指令値に一致するトルクを出力することができるとしている。

なお、ハイブリッド自動車としては、上述の構成のほかに、遊星歯車機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤにエンジンの出力軸，第１モータの回転軸，駆動軸が接続されると共に駆動軸にモータが接続されたものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−２３６０９号公報特開２００２−２２５５７８号公報

前者のハイブリッド自動車では、エンジンのトルク指令値とエンジン回転数とに基づいてローパスフィルタの特性を変化させてエンジントルクを推定しているが、エンジンの応答遅れの程度は個体差や使用環境によってバラツキが生じることが多いから、それを正確に推定するのは極めて困難である。

一方、後者のハイブリッド自動車では、第１モータによりエンジンの回転数を自由に調節できるから、エンジンを効率のよい運転ポイント（回転数とトルク）で運転させることにより、車両全体の効率を向上させることができる。しかしながら、エンジンの回転数を調節するためにエンジントルクの推定値を用いる場合、前述したようにエンジンの応答遅れにはバラツキがあるために、そのバラツキの程度によってはエンジンの回転数を適切に調節できずにオーバーシュートしたりアンダーシュートしたりし、エンジンの回転数が適正回転数の範囲を外れてしまう場合（過回転やエンジンストールなど）が生じる。

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、内燃機関をより確実に適正回転数の範囲内で運転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、内燃機関の回転数のオーバーシュートを抑制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、内燃機関の回転数のアンダーシュートを抑制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、内燃機関の回転数を調節しながら要求駆動力を駆動軸に出力す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。

本発明の動力出力装置は、
内燃機関からの動力を直接または間接に用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
電力の入出力を伴って前記内燃機関の出力軸に動力を入出力して該内燃機関の回転数を調節可能な回転数調節手段と、
前記内燃機関の回転数を検出または推定する回転数検出推定手段と、
前記内燃機関の目標駆動力と目標回転数とが設定されたとき、前記検出または推定された内燃機関の回転数が所定範囲内のときには通常の内燃機関の応答速度を設定すると共に該設定した応答速度をもって前記設定された目標駆動力で該内燃機関を運転したときに該内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を外れるときには前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定すると共に該設定した応答速度をもって前記設定された目標駆動力で該内燃機関を運転したときに該内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、前記設定された目標駆動力で前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御すると共に前記設定した推定駆動力に基づいて前記設定された目標回転数で該内燃機関が運転されるよう前記回転数調節手段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、内燃機関の回転数を検出または推定し、内燃機関の目標駆動力と目標回転数とが設定されたとき、検出または推定された内燃機関の回転数が所定範囲内のときには通常の内燃機関の応答速度を設定すると共に設定した応答速度をもって目標駆動力で内燃機関を運転したときに内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、検出または推定された内燃機関の回転数が所定範囲を外れるときには通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定すると共に設定した応答速度をもって目標駆動力で内燃機関を運転したときに内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、目標駆動力で内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御すると共に設定した推定駆動力に基づいて目標回転数で内燃機関が運転されるよう回転数調節手段を制御する。内燃機関の回転数が所定範囲を外れるときには通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定するから、この異なる応答速度として内燃機関の応答遅れのバラツキを考慮するものとすれば、内燃機関をより確実に適正回転数の範囲内で運転することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記設定された推定駆動力に基づいて前記内燃機関から前記回転数調節手段側に作用する駆動力を打ち消す方向に駆動力が入出力されるよう該回転数調節手段を制御する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を外れるときには、前記設定された目標駆動力の変化の方向と該内燃機関の回転数とに基づいて前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定する手段であるものとすることもできる。

目標駆動力の変化の方向と回転数とに基づいて通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が増加方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を上回るときには通常よりも速い応答速度を設定する手段であるものとすることもできるし、前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が増加方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を上回るときには該回転数が高いほど速くなる傾向の応答速度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、内燃機関の回転数のオーバーシュートを抑制して適正回転数の範囲内で内燃機関を運転することができる。

また、目標駆動力の変化の方向と回転数とに基づいて通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が減少方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を上回るときには通常よりも遅い応答速度を設定する手段であるものとすることもできるし、前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が減少方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を上回るときには該回転数が高いほど遅くなる傾向の応答速度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、内燃機関の回転数のオーバーシュートを抑制して適正回転数の範囲内で内燃機関を運転することができる。

さらに、目標駆動力の変化の方向と回転数とに基づいて通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が減少方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を下回るときには通常よりも速い応答速度を設定する手段であるものとすることもできるし、前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が減少方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を下回るときには該回転数が低いほど速くなる傾向の応答速度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、内燃機関の回転数のアンダーシュートを抑制して適正回転数の範囲内で内燃機関を運転することができる。

また、目標駆動力の変化の方向と回転数とに基づいて通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が増加方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を下回るときには通常よりも遅い応答速度を設定する手段であるものとすることもできるし、前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が増加方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を下回るときには該回転数が低いほど遅くなる傾向の応答速度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、内燃機関の回転数のアンダーシュートを抑制して適正回転数の範囲内で内燃機関を運転することができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記回転数調節手段は、前記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可能な電力動力入出力手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機を備え、前記制御手段は、前記駆動軸に要求される要求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電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の回転数を適正範囲内に維持しながら要求駆動力を駆動軸に出力することができる。

回転数調節手段が電力動力入出力手段である態様の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く動力を残余の１軸に入出力させる３軸式の動力入出力手段と、前記第３の回転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の回転子との電磁的な作用による電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、上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、内燃機関からの動力を直接または間接に用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、電力の入出力を伴って前記内燃機関の出力軸に動力を入出力して該内燃機関の回転数を調節可能な回転数調節手段と、前記内燃機関の回転数を検出または推定する回転数検出推定手段と、前記内燃機関の目標駆動力と目標回転数とが設定されたとき、前記検出または推定された内燃機関の回転数が所定範囲内のときには通常の内燃機関の応答速度を設定すると共に該設定した応答速度をもって前記設定された目標駆動力で該内燃機関を運転したときに該内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を外れるときには前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定すると共に該設定した応答速度をもって前記設定された目標駆動力で該内燃機関を運転したときに該内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、前記設定された目標駆動力で前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御すると共に前記設定した推定駆動力に基づいて前記設定された目標回転数で該内燃機関が運転されるよう前記回転数調節手段を制御する制御手段とを備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸が車軸に接続されて走行する
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述した各態様のいずれか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、内燃機関をより確実に適正回転数の範囲内で運転することができる効果や内燃機関の回転数のオーバーシュートを抑制して適正回転数の範囲内で内燃機関を運転することができる効果、内燃機関の回転数のアンダーシュートを抑制して適正回転数の範囲内で内燃機関を運転することができる効果、内燃機関の回転数を適正範囲内に維持しながら要求駆動力を駆動軸に出力することができる効果など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、
内燃機関と、電力の入出力を伴って前記内燃機関の出力軸に動力を入出力して該内燃機関の回転数を調節可能な回転数調節手段と、を備え、前記内燃機関からの動力を直接または間接に用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の回転数を検出または推定し、
（ｂ）前記内燃機関の目標駆動力が設定されたとき、前記検出または推定された内燃機関の回転数が所定範囲内のときには通常の内燃機関の応答速度を設定すると共に該設定した応答速度をもって前記設定された目標駆動力で該内燃機関を運転したときに該内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を外れるときには前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定すると共に該設定した応答速度をもって前記設定された目標駆動力で該内燃機関を運転したときに該内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、
（ｃ）前記設定された目標駆動力で前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御すると共に前記設定した推定駆動力に基づいて前記設定された目標回転数で該内燃機関が運転されるよう前記回転数調節手段を制御する
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、内燃機関の回転数を検出または推定し、内燃機関の目標駆動力と目標回転数とが設定されたとき、検出または推定された内燃機関の回転数が所定範囲内のときには通常の内燃機関の応答速度を設定すると共に設定した応答速度をもって目標駆動力で内燃機関を運転したときに内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、検出または推定された内燃機関の回転数が所定範囲を外れるときには通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定すると共に設定した応答速度をもって目標駆動力で内燃機関を運転したときに内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、目標駆動力で内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御すると共に設定した推定駆動力に基づいて目標回転数で内燃機関が運転されるよう回転数調節手段を制御する。内燃機関の回転数が所定範囲を外れるときには通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定するから、この異なる応答速度として内燃機関の応答遅れのバラツキを考慮するものとすれば、内燃機関をより確実に適正回転数の範囲内で運転することができる。

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、本発明の一実施形態としての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。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、実施例のハイブリッド自動車２０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。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ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，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の充放電要求パワーＰｂ＊などの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回転数センサにより検出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。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演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ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＊と要求パワーＰｒ＊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３に要求トルク設定用のマップの一例を示す。また、要求パワーＰｒ＊は、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものを設定するものとした。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数を乗じることにより求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることにより求めたりすることができる。

こうして要求パワーＰｒ＊を設定すると、設定した要求パワーＰｒ＊とバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和によりエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ１２０）、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１３０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定することにより行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例および目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図４に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、エンジン推定トルクＴｅｅｓｔを設定する（ステップＳ１４０）。ここで、エンジン推定トルクＴｅｅｓｔは、目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を運転したときにエンジン２２から出力されるトルクとして推定されるものである。エンジン推定トルクＴｅｅｓｔの設定手法については後述する。

そして、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との偏差ΔＮｍ１とステップＳ１４０で設定したエンジン推定トルクＴｅｅｓｔと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（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）。動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図を図５に示す。図中、左端の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軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの上向きの太線矢印は、エンジン２２を目標トルクＴｅ＊で運転すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で運転したときにエンジン２２から出力されるトルクがリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクＴｅｒと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、図５の共線図における回転数の関係から容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるために、エンジン２２からサンギヤ３１の回転軸に伝達されるトルクを打ち消すためのフィードフォワード項とモータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１との偏差ΔＮｍ１を打ち消すためのフィードバック項とからなり、フィードバック項における右辺第２項の「ＫＰ」は比例項のゲインであり右辺第３項の「ＫＩ」は積分項のゲインであり右辺第４項の「ＫＤ」は微分項のゲインである。

Nm1*=(Ne*・(1+ρ)-Nm2/Gr)/ρ （１）
Tm1*=-Teest・ρ/(1+ρ)＋KP・ΔNm1＋KI∫ΔNm1dt＋KD・d(ΔNm1)/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、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と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに作用させるためにモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１６０）。なお、式（３）は、図５のＲ軸上におけるトルクの釣り合いの関係から導くことができる。

Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr （３）

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Ｓ１７０）、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Ｓ１４０のエンジン推定トルクＴｅｅｓｔの設定は、図６のエンジン推定トルク設定処理を実行することにより行なわれる。このエンジン推定トルク設定処理では、まず、図２のステップＳ１００で入力したエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてむだ時間基本値Ｔｄｂと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂを設定する（ステップＳ２００）。ここで、むだ時間基本値Ｔｄｂと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂは、エンジン２２を目標トルクＴｅ＊で運転させたときに実際にエンジン２２から出力されるトルクを実験的に求めてエンジン２２の応答性をむだ時間と一次遅れで近似したものとして表わしたものである。むだ時間基本値Ｔｄｂは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅとむだ時間基本値Ｔｄｂとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｅが与えられるとマップから対応するむだ時間基本値Ｔｄｂを導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図７に示す。また、一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｅが与えられるとマップから対応する一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂを導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図８に示す。

むだ時間基本値Ｔｄｂと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂとを設定すると、図２のステップＳ１３０で設定されたエンジン２２の目標トルクＴｅ＊の今回値と前回値とを比較し（ステップＳ２１０）、目標トルクＴｅ＊の今回値が前回値よりも大きいとき即ち目標トルクＴｅ＊が増加方向に変化したときには、図９に例示するエンジントルク増加時用マップを選択し（ステップＳ２２０）、目標トルクＴｅ＊の今回値が前回値よりも小さいとき即ち目標トルクＴｅ＊が減少方向に変化したときには、図１０に例示するエンジントルク減少時用マップを選択し（ステップＳ２３０）、目標トルクＴｅ＊の今回値と前回値とが同一のとき即ち目標トルクＴｅ＊が変化していないときには、前回のルーチンで使用したマップを選択し（ステップＳ２４０）、選択したマップを用いてエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて補正係数ｋを設定する。そして、設定した補正係数ｋをむだ時間基本値Ｔｄｂと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂとにそれぞれ乗じることによりむだ時間Ｔｄと一次遅れ時定数Ｔｃとを計算し（ステップＳ２５０）、むだ時間Ｔｄと一次遅れ時定数Ｔｃをもってエンジン推定トルクＴｅｅｓｔがいずれ目標トルクＴｅ＊として設定されるよう応答遅れ処理を施すことによりエンジン推定トルクＴｅｅｓｔを設定して（ステップＳ２６０）、処理を終了する。ここで、補正係数ｋは、実施例では、回転数Ｎｅと補正係数ｋとの関係を予め求めてエンジントルク増加時用マップとエンジントルク減少時用マップとしてそれぞれＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｅが与えられたときに選択したマップから対応する補正係数ｋを導出することにより設定するものとした。

図１１に、エンジン２２の回転数Ｎｅが高回転状態あるいは低回転状態で要求トルクＴｅ＊が変化したときのエンジン推定トルクＴｅｅｓｔの時間変化の様子を説明する説明図を示す。要求トルクＴｅ＊が増加方向に変化するときには、図９のエンジントルク増加時用マップが選択されるから、このときの補正係数ｋとしては、図９に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１から所定回転数Ｎｅ２までの所定範囲内にあるときには値１．０が設定され、回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも大きいときには回転数Ｎｅが大きいほど値１．０よりも小さくなるよう設定され、回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも小さいときには回転数Ｎｅが小さいほど値１．０よりも大きくなるよう設定される。したがって、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも大きいときにはむだ時間Ｔｄと一次遅れ時定数Ｔｃはそれぞれむだ時間基本値Ｔｄｂと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂよりも小さな値として設定されるから、エンジン２２を通常よりも意図的に速い応答速度とみなしてエンジン推定トルクＴｅｅｓｔが設定されることになり（図１１（Ａ）参照）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも小さいときにはむだ時間Ｔｄと一次遅れ時定数Ｔｃはそれぞれむだ時間基本値Ｔｄｂと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂよりも大きな値として設定されるから、エンジン２２を通常よりも意図的に遅い応答速度とみなしてエンジン推定トルクＴｅｅｓｔが設定されることになる（図１１（Ｃ）参照）。一方、要求トルクＴｅ＊が減少方向に変化するときには、図１０のエンジントルク減少時用マップが選択されるから、このときの補正係数ｋとしては、図１０に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１から所定回転数Ｎｅ２までの所定範囲内にあるときには値１．０が設定され、回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも大きいときには回転数Ｎｅが大きいほど値１．０よりも大きくなるよう設定され、回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも小さいときには回転数Ｎｅが小さいほど値１．０よりも小さくなるよう設定される。したがって、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも大きいときにはむだ時間Ｔｄと一次遅れ時定数Ｔｃはそれぞれむだ時間基本値Ｔｄｂと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂよりも大きな値として設定されるから、エンジン２２を通常よりも意図的に遅い応答速度とみなしてエンジン推定トルクＴｅｅｓｔが設定されることになり（図１１（Ｂ）参照）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも小さいときにはむだ時間Ｔｄと一次遅れ時定数Ｔｃはそれぞれむだ時間基本値Ｔｄｂと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂよりも小さな値として設定されるから、エンジン２２を通常よりも意図的に速い応答速度とみなしてエンジン推定トルクＴｅｅｓｔが設定されることになる（図１１（Ｄ）参照）。前述したように、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、前述した式（２）のフィードフォワード項において、エンジン推定トルクＴｅｅｓｔに基づいてエンジン２２からサンギヤ３１側に伝達されるトルク（＝Ｔｅｅｓｔ・ρ／（１＋ρ））を打ち消すように設定される。このため、むだ時間Ｔｄと一次遅れ時定数Ｔｃにむだ時間基本値Ｔｄｂと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂを設定すると、エンジン２２の回転数Ｎｅが高回転状態にあるときには、エンジン２２の応答性のバラツキにより、エンジン２２から出力されるトルクの変化に対して過渡的にエンジン２２の回転数Ｎｅを下降させる方向のトルクに不足が生じてエンジン２２がオーバーシュートし、過回転する場合が生じる。また、エンジン２２の回転数Ｎｅが低回転状態にあるときには、エンジン２２の応答性にバラツキにより、エンジン２２から出力されるトルクの変化に対して過渡的にエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させる方向のトルクに不足が生じてエンジン２２がアンダーシュートし、エンジン２２の回転が不安定となったりストールしたりする場合が生じる。図９のエンジントルク増加時用マップや図１０のエンジントルク減少時用マップを用いて補正係数ｋを設定してむだ時間基本値Ｔｄｂや一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂを補正したのは、エンジン２２の応答性のバラツキが生じたときでもエンジン２２が過回転したりエンジン２２の回転が不安定となったりストールしたりするのを抑制するためである。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定範囲（所定回転数Ｎｅ１〜Ｎｅ２の範囲）内にあるときには予め実験的に定めた通常の応答速度によりエンジン推定トルクＴｅｅｓｔを設定し、設定したエンジン推定トルクＴｅｅｓｔを用いてエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転されるようモータＭＧ１を制御し、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定範囲を外れるときにはエンジン２２の要求トルクＴｅ＊の変化の方向とエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン推定トルクＴｅｅｓｔを設定し、設定したエンジン推定トルクＴｅｅｓｔを用いてエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊で運転されるようモータＭＧ１を制御するから、エンジン２２の応答性にバラツキが生じるものとしても、エンジン２２の回転数のオーバーシュートを抑制してエンジン２２の過回転を抑制したり、エンジン２２の回転数のアンダーシュートを抑制してエンジン２２の回転数が不安定な状態となったりストールするのを抑制することができる。この結果、エンジン２２をより確実に適正回転数の範囲内で運転することができる。もとより、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも大きいときに要求トルクＴｒ＊が増加方向に変化する状態，エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも小さいときに要求トルクＴｒ＊が増加方向に変化する状態，エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも大きいときに要求トルクＴｒ＊が減少方向に変化する状態，エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも小さいときに要求トルクＴｒ＊が減少方向に変化する状態のいずれか状態にあるときに補正係数ｋに値１．０とは異なる値を設定（通常よりも意図的にエンジン２２の応答速度を速くしたり遅くしたりする）したが、４つの状態のうちの一部については補正係数ｋを値１．０（通常の応答速度）としても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、回転数センサにより検出されたエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてエンジン２２のむだ時間Ｔｄや一次遅れ時定数Ｔｃを設定するものとしたが、図２のステップＳ１３０で設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に基づいてエンジン２２の回転数を推定しこの推定した回転数によりむだ時間Ｔｄや一次遅れ時定数Ｔｃ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、むだ時間基本値Ｔｄｂと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂに対して同一の補正係数ｋを用いてむだ時間Ｔｄと一次遅れ時定数Ｔｃとを設定するものとしたが、異なる補正係数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、図９のエンジントルク増加時用マップに例示するように、補正係数ｋを、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも小さいときには回転数Ｎｅが小さいほど大きくなる傾向に設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも大きいときには回転数Ｎｅが大きいほど小さくなる傾向に設定するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも小さいときには値１．０よりも大きい所定値（例えば、値１．２）を設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも大きいときには値１．０よりも小さい所定値（例えば、値０．８）を設定するものとしてもよい。同様に、実施例のハイブリッド自動車２０では、図１０のエンジントルク減少時用マップに例示するように、補正係数ｋを、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも小さいときには回転数Ｎｅが小さいほど小さくなる傾向に設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも大きいときには回転数Ｎｅが大きいほど大きくなる傾向に設定するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも小さいときには値１．０よりも小さい所定値（例えば、値０．８）を設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも大きいときには値１．０よりも大きい所定値（例えば、値１．２）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、むだ時間Ｔｄと一次遅れ時定数Ｔｃとをもっていずれ目標トルクＴｅ＊となるよう応答遅れ処理を施してエンジン推定トルクＴｅｅｓｔを設定するものとしたが、これに限られず、他の如何なる周知の応答遅れ処理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。

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、自動車産業に利用可能である。

本発明の一実施形態としての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。実施例のハイブリッド自動車２０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。要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。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の各回転要素の回転数およびトルクの力学的な関係を示す説明図である。エンジン推定トルク設定処理の一例を示すフローチャートである。回転数Ｎｅとむだ時間基本値Ｔｄｂとの関係の一例を示すマップである。回転数Ｎｅと一次遅れ時定数基本値Ｔｃｂとの関係の一例を示すマップである。エンジントルク増加時用マップの一例を示す説明図である。エンジントルク減少時用マップの一例を示す説明図である。エンジン２２の回転数Ｎｅが高回転状態あるいは低回転状態で要求トルクＴｅ＊が変化したときのエンジン推定トルクＴｅｅｓｔの時間変化の様子を説明する説明図である。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、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、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

内燃機関からの動力を直接または間接に用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
電力の入出力を伴って前記内燃機関の出力軸に動力を入出力して該内燃機関の回転数を調節可能な回転数調節手段と、
前記内燃機関の回転数を検出または推定する回転数検出推定手段と、
前記内燃機関の目標駆動力と目標回転数とが設定されたとき、前記検出または推定された内燃機関の回転数が所定範囲内のときには通常の内燃機関の応答速度を設定すると共に該設定した応答速度をもって前記設定された目標駆動力で該内燃機関を運転したときに該内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を外れるときには前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定すると共に該設定した応答速度をもって前記設定された目標駆動力で該内燃機関を運転したときに該内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、前記設定された目標駆動力で前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御すると共に前記設定した推定駆動力に基づいて前記設定された目標回転数で該内燃機関が運転されるよう前記回転数調節手段を制御する制御手段と
を備える動力出力装置。
前記制御手段は、前記設定された推定駆動力に基づいて前記内燃機関から前記回転数調節手段側に作用する駆動力を打ち消す方向に駆動力が入出力されるよう該回転数調節手段を制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
前記制御手段は、前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を外れるときには、前記設定された目標駆動力の変化の方向と該内燃機関の回転数とに基づいて前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度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。
前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が増加方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を上回るときには通常よりも速い応答速度を設定する手段である請求項３記載の動力出力装置。
前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が増加方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を上回るときには該回転数が高いほど速くなる傾向の応答速度を設定する手段である請求項３記載の動力出力装置。
前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が減少方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を上回るときには通常よりも遅い応答速度を設定する手段である請求項３ないし５いずれか記載の動力出力装置。
前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が減少方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を上回るときには該回転数が高いほど遅くなる傾向の応答速度を設定する手段である請求項３ないし５いずれか記載の動力出力装置。
前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が減少方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を下回るときには通常よりも速い応答速度を設定する手段である請求項３ないし７いずれか記載の動力出力装置。
前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が減少方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を下回るときには該回転数が低いほど速くなる傾向の応答速度を設定する手段である請求項３ないし７いずれか記載の動力出力装置。
前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が増加方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を下回るときには通常よりも遅い応答速度を設定する手段である請求項３ないし９いずれか記載の動力出力装置。
前記制御手段は、前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度として前記設定された目標駆動力が増加方向に変化するときであって前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を下回るときには該回転数が低いほど遅くなる傾向の応答速度を設定する手段である請求項３ないし９いずれか記載の動力出力装置。
前記回転数調節手段は、前記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可能な電力動力入出力手段である請求項１ないし１１いずれか記載の動力出力装置。
請求項１２記載の動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機を備え、
前記制御手段は、前記駆動軸に要求される要求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電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する手段である
動力出力装置。
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く動力を残余の１軸に入出力させる３軸式の動力入出力手段と、前記第３の回転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１２または１３記載の動力出力装置。
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の回転子との電磁的な作用による電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する対回転子電動機である請求項１２または１３記載の動力出力装置。
請求項１ないし１５いずれか記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸が車軸に接続されて走行する自動車。
内燃機関と、電力の入出力を伴って前記内燃機関の出力軸に動力を入出力して該内燃機関の回転数を調節可能な回転数調節手段と、を備え、前記内燃機関からの動力を直接または間接に用いて駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の回転数を検出または推定し、
（ｂ）前記内燃機関の目標駆動力が設定されたとき、前記検出または推定された内燃機関の回転数が所定範囲内のときには通常の内燃機関の応答速度を設定すると共に該設定した応答速度をもって前記設定された目標駆動力で該内燃機関を運転したときに該内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、前記検出または推定された内燃機関の回転数が前記所定範囲を外れるときには前記通常の内燃機関の応答速度とは異なる応答速度を設定すると共に該設定した応答速度をもって前記設定された目標駆動力で該内燃機関を運転したときに該内燃機関から出力される推定駆動力を設定し、
（ｃ）前記設定された目標駆動力で前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御すると共に前記設定した推定駆動力に基づいて前記設定された目標回転数で該内燃機関が運転されるよう前記回転数調節手段を制御する
動力出力装置の制御方法。