JP4297913B2 - 動力出力装置およびその制御方法並びに車両 - Google Patents

動力出力装置およびその制御方法並びに車両 Download PDF

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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キャリアが接続されると共に車軸側にリングギヤが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動力を入出力するモータＭＧ１と、車軸側に動力を入出力するモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２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）。この装置では、アクセルペダルの踏み込み量とリングギヤの回転数とに基づいてリングギヤに出力すべきトルク指令値を設定し、トルク指令値にリングギヤの回転数を乗じたものにバッテリの充放電量を加味してエンジンから出力すべき出力エネルギを計算し、この出力エネルギをエンジンから効率よく出力することができる運転ポイントとしてエンジンの目標回転数と目標トルクを設定し、この目標回転数でエンジンが運転されるようモータＭＧ１のトルク指令値を設定し、リングギヤに出力すべきトルク指令値からエンジンからプラネタリギヤを介してリングギヤに出力されるトルクを減じてモータＭＧ２のトルク指令値を設定し、目標回転数と目標トルクとの運転ポイントで運転されるようエンジンを制御すると共に設定したトルク指令値でモータＭＧ１とモータＭＧ２とが駆動するよう制御する。
特開平０９−３０８０１２号公報
上述の動力出力装置は、その環境が標準状態のときに定常運転状態としたときにはよいが、環境が標準状態ではないときにはバッテリが予定とは異なる充放電電力によって充放電される場合が生じる。例えば、外気温度が極低温の環境では、温度が低いことから空気密度が大きくなるため、標準気温（例えば２５度）のときと同様にエンジンの運転ポイントを設定してエンジンを制御すると、予期しない大きなパワーがエンジンから出力されることになり、バッテリが予期しない電力によって充電されてしまう。また、高地の環境では、大気圧が低いことから空気密度が小さくなるため、低地における大気圧（１気圧）のときと同様にエンジンの運転ポイントを設定してエンジンを制御すると、予期しない小さなパワーしかエンジンから出力されないことになり、バッテリから予期しない電力が放電されてしまう。
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、環境により適正に対処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、予期しない電力による蓄電装置の充放電を抑制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、
内燃機関と、
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を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電すべき要求充放電電力を設定する要求充放電電力設定手段と、
前記蓄電手段を充放電する際の許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
前記内燃機関に吸入される空気の密度に関連する空気密度関連物理量を検出する空気密度関連物理量検出手段と、
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と前記設定された要求充放電電力と前記検出された空気密度関連物理量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、
前記設定された入出力制限の範囲内で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。
この本発明の動力出力装置では、駆動軸に要求される要求駆動力と蓄電手段を充放電すべき要求充放電電力と内燃機関に吸入される空気の密度に関連する空気密度関連物理量とに基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、蓄電手段を充放電する際の許容電力としての入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転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電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、空気密度関連物理量を考慮して内燃機関の目標運転ポイントを設定して制御するのである。これにより、空気密度関連物理量に応じてより適正に制御することができ、予期しない電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。即ち、環境により適正に対処することができる。
こうした本発明の動力出力装置において、前記空気密度関連物理量検出手段は前記内燃機関に吸入される空気の温度を検出する温度検出手段を含む手段であるものとすることもできるし、前記空気密度関連物理量検出手段は大気圧を検出する大気圧検出手段を含む手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関に吸入される空気の温度や大気圧に対してより適正に対処することができる。
また、本発明の動力出力装置において、前記目標運転ポイント設定手段は、前記設定された要求駆動力と前記設定された要求充放電電力とに基づいて前記内燃機関から出力すべき仮目標パワーを設定すると共に前記検出された空気密度関連物理量に基づいて前記仮目標パワーを補正して目標パワーを設定し、該設定した目標パワーと前記内燃機関を効率よく運転する制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数と目標トルクとからなる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。この場合、前記目標運転ポイント設定手段は前記検出された空気密度関連物理量が標準量を含む第１所定量範囲内のときには前記仮目標パワーを前記目標パワーとして設定する手段であるものとすることもできるし、前記目標運転ポイント設定手段は前記検出された空気密度関連物理量が標準量を含む第２所定量範囲外のときには該空気密度関連物理量が該所定量範囲の境界量であるとして前記目標パワーを設定する手段であるものとすることもできる。即ち、標準量を含む第１所定量範囲内に対しては不感帯とし、標準量を含む第２所定量範囲外に対しては上下限制限を課すのである。これらのようにすることにより、空気密度関連物理量に対する過剰な影響を排除することができる。
さらに、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が運転されるよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定すると共に該設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動するよう該電力動力入出力手段を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記制御手段は、前記設定された目標運転ポイントにおける回転数と前記検出された回転数との差が打ち消されるよう前記電力動力入出力手段をフィードバック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、内燃機関を迅速に目標運転ポイントにおける回転数で運転することができる。
あるいは、本発明の動力出力装置において、前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段を備え、前記要求充放電電力設定手段は、所定の条件が成立したときに前記検出された充放電電力に基づく補正を伴って要求充放電電力を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記所定の条件は、前記駆動軸が略定常駆動状態となる条件であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に蓄電手段の充放電を行なうことができる。
本発明の動力出力装置は、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。
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、内燃機関と、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を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段を充放電すべき要求充放電電力を設定する要求充放電電力設定手段と、前記蓄電手段を充放電する際の許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、前記内燃機関に吸入される空気の密度に関連する空気密度関連物理量を検出する空気密度関連物理量検出手段と、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と前記設定された要求充放電電力と前記検出された空気密度関連物理量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、前記設定された入出力制限の範囲内で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、空気密度関連物理量に応じてより適正に制御することができる効果や予期しない電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる効果、即ち、環境により適正に対処することができる効果などと同様の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、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記駆動軸に要求される要求駆動力と前記蓄電手段を充放電すべき要求充放電電力と前記内燃機関に吸入される空気の密度に関連する空気密度関連物理量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、前記蓄電手段を充放電する際の許容電力としての入出力制限の範囲内で前記設定し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、
ことを特徴とする。
この本発明の動力出力装置の制御方法では、駆動軸に要求される要求駆動力と蓄電手段を充放電すべき要求充放電電力と内燃機関に吸入される空気の密度に関連する空気密度関連物理量とに基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定し、蓄電手段を充放電する際の許容電力としての入出力制限の範囲内で目標運転ポイントで内燃機関が運転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電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、空気密度関連物理量を考慮して内燃機関の目標運転ポイントを設定して制御するのである。これにより、空気密度関連物理量に応じてより適正に制御することができ、予期しない電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。即ち、環境により適正に対処することができる。
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２３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。
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は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。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、クランクシャフト２３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，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，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，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温度Ｔａ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号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、例えば、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に取り付けられた電圧センサ５３ａからのバッテリ５０の端子間の電圧（電池電圧）Ｖｂや電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５３ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ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５３ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、電圧センサ５３ａからの電池電圧Ｖｂと電流センサ５３ｂからの充放電電流Ｉｂとの積によるバッテリ５０を充放電する充放電電力Ｐｂを演算したり、残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓ１より小さいときに残容量（ＳＯＣ）が小さくなるほど大きな電力でバッテリ５０が充電されるよう充放電要求パワーＰｂ＊を設定したり、残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓ１より大きな閾値Ｓ２より大きいときに残容量（ＳＯＣ）が大きくなるほど大きな電力がバッテリ５０から放電されるよう充放電要求パワーＰｂ＊を設定したりしている。なお、充放電要求パワーＰｂ＊は、残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓ１から閾値Ｓ２に間にあるときにはバッテリ５０が充放電されないよう値０が設定される。
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，大気圧センサ８９からの大気圧Ｐａ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，吸気温度Ｔａ，大気圧センサ８９からの大気圧Ｐａ，充放電要求パワーＰｂ＊，充放電電力Ｐｂ，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、吸気温度Ｔａは、温度センサ１４９により検出された吸気温度ＴａをエンジンＥＣＵ２４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、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。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。なお、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ることにより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。
こうしてデータを入力すると、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいて車両が定常状態にあるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、車両が定常状態にあるときには入力した充放電パワーＰｂ＊と充放電電力Ｐｂとの偏差が打ち消されるよう充放電要求パワーＰｂ＊が次式（１）のフィードバックの関係式により調整する（ステップＳ１２０）。このように、充放電要求パワーＰｂ＊を調整することにより、バッテリ５０を充放電する充放電電力Ｐｂを充放電要求パワーＰｂ＊に近づけることができ、車両の電力収支をより適正なものとすることができる。ここで、定常状態の判定は、所定時間に亘ってアクセル開度Ａｃｃが変化せず、所定時間に亘って車速Ｖの変化が一定の範囲内となるいわゆる巡航運転状態であるか否かを判定することにより行なうことができる。なお、式（１）中、右辺第２項の「ｋｂ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋｂ２」は積分項のゲインである。
Pb*←Pb*+kb1・（Pb*-Pb)+kb2∫(Pb*Pb)dt (1)
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＊と車両に要求される要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。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Ｐ＊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、エンジン２２に吸入される吸入空気の密度を反映する吸気温度Ｔａと大気圧Ｐａとに基づいて補正係数ｋｅｇを設定すると共に（ステップＳ１４０）、設定した補正係数ｋｅｇを設定した要求パワーＰ＊に乗じてエンジン２２から出力すべき目標パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１５０）。このように吸入空気の密度を反映する補正係数ｋｅｇに基づいて要求パワーＰ＊を補正して目標パワーＰｅ＊を設定するのは、同一の回転数で同一のスロットル開度としても吸入空気の密度によってエンジン２２から出力されるパワーが異なることから、これを補正するためである。実施例では、吸気温度Ｔａに基づいて補正係数ｋａを設定すると共に大気圧Ｐａに基づいて補正係数ｋｐを設定し、設定した補正係数ｋａと補正係数ｋｐとを乗じて補正係数ｋｅｇを設定するものとした。吸気温度Ｔａと補正係数ｋａとの関係の一例を図７に示し、大気圧ｐａと補正係数ｋｐとの関係の一例を図８に示す。図７の例では、吸気温度Ｔａが標準温度（例えば２５℃）Ｔｓｅｔを含む温度Ｔ２から温度Ｔ３の範囲となるときには補正係数ｋａに値１．０を設定し、吸気温度Ｔａが温度Ｔ２より低く温度Ｔ１まで低くなる範囲では吸気温度Ｔａが低くなるほど小さくなるよう補正係数ｋａを設定し、逆に吸気温度Ｔａが温度Ｔ３より高く温度Ｔ４まで高くなる範囲では吸気温度Ｔａが高くなるほど大きくなるよう補正係数ｋａを設定し、吸気温度Ｔａが温度Ｔ１より低いときには吸気温度Ｔａが温度Ｔ１のときの補正係数ｋａを設定し、吸気温度Ｔａが温度Ｔ４り高いときには吸気温度Ｔａが温度Ｔ４のときの補正係数ｋａを設定する。即ち、温度Ｔ２から温度Ｔ３は標準温度Ｔｓｅｔのときの補正係数ｋａを保持する不感帯を設定する温度となり、温度Ｔ１のときの補正係数ｋａは下限制限となり、温度Ｔ４のときの補正係数ｋａは上限制限となるのである。実施例では、吸気温度Ｔａが低いほど空気密度が大きくなり、エンジン２２から出力されるパワーが大きくなるから、吸気温度Ｔａが低いほど小さくなる傾向に補正係数ｋａを設定してエンジン２２から出力されるパワーを調整するものとした。このように、不感帯や上下限制限を設けることにより、吸気温度Ｔａによる過剰な補正を抑制することができる。また、図８の例では、大気圧Ｐａが標準圧（例えば１気圧）を含む圧力Ｐ２から圧力Ｐ３の範囲となるときには補正係数ｋｐに値１．０を設定し、大気圧Ｐａが圧力Ｐ２より低く圧力Ｐ１まで低くなる範囲では大気圧Ｐａが低くなるほど大きくなるよう補正係数ｋｐを設定し、逆に大気圧Ｐａが圧力Ｐ３より高く圧力Ｐ４まで高くなる範囲では大気圧Ｐａが高くなるほど小さくなるよう補正係数ｋｐを設定し、大気圧Ｐａが圧力Ｐ１より低いときには大気圧Ｐａが圧力Ｐ１のときの補正係数ｋｐを設定し、大気圧Ｐａが圧力Ｐ４より高いときには大気圧Ｐａが圧力Ｐ４のときの補正係数ｋｐを設定する。即ち、圧力Ｐ２から圧力Ｐ３は標準圧（１気圧）のときの補正係数ｋｐを保持する不感帯を設定する圧力となり、圧力Ｐ１のときの補正係数ｋｐは下限制限となり、圧力Ｐ４のときの補正係数ｋｐは上限制限となるのである。実施例では、大気圧Ｐａが低いほど空気密度が小さくなり、エンジン２２から出力されるパワーが小さくなるから、大気圧Ｐａが低いほど大きくなる傾向に補正係数ｋｐを設定してエンジン２２から出力されるパワーを調整するものとした。このように、不感帯や上下限制限を設けることにより、大気圧Ｐａによる過剰な補正を抑制することができる。
こうして目標パワーＰｅ＊を設定すると、設定した目標パワー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＊とを設定する（ステップＳ１６０）。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要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。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９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。
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（２）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（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１７０）。ここで、式（２）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１０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（２）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（３）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（３）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) (2)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)
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（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）により計算し（ステップＳ１９０）、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Ｓ２００）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊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（６）は、前述した図１０の共線図から容易に導き出すことができる。
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (6)
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２１０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，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。
いま、吸気温度Ｔａが低くて空気密度が高いときや大気圧Ｐａが高くて空気密度が高いときを考える。このとき、補正係数ｋｅｇは値１．０より小さな値が設定されるから、要求パワーＰ＊に比して小さな目標パワーＰｅ＊が設定され、この目標パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｒ＊が出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されるが、エンジン２２の制御は標準温度Ｔｓｅｔや１気圧に基づいて行なわれるため、エンジン２２からは目標パワーＰｅ＊より大きな要求パワーＰ＊が出力されることになる。したがって、空気密度が高いことに基づいてエンジン２２から過剰なパワーが出力される結果として過剰な電力によりバッテリ５０が充電されるのを抑制することができる。次に、吸気温度Ｔａが高くて空気密度が低いときや大気圧Ｐａが低くて空気密度が低いときを考える。このとき、補正係数ｋｅｇは値１．０より大きな値が設定されるから、要求パワーＰ＊に比して大きな目標パワーＰｅ＊が設定され、この目標パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｒ＊が出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されるが、エンジン２２の制御は標準温度Ｔｓｅｔや１気圧に基づいて行なわれるため、エンジン２２からは目標パワーＰｅ＊より小さな要求パワーＰ＊が出力されることになる。したがって、空気密度が低いことに基づいてエンジン２２から不足するパワーが出力される結果として過剰な電力がバッテリ５０から放電され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、エンジン２２の吸入空気の密度を反映する吸気温度Ｔａや大気圧Ｐａに基づいて車両が要求する要求パワーＰ＊を補正してエンジン２２から出力すべき目標パワーＰｅ＊を設定すると共に目標パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｒ＊が出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、空気密度が高かったり低かったりすることによりエンジン２２から過剰なパワーが出力されたり不足するパワーが出力されることに基づく過剰な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。即ち、環境により適正に対処することができると共に予期しない電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。しかも、目標パワーＰｅ＊を設定する際に要求パワーＰ＊に乗じる補正係数ｋｅｇを計算する補正係数ｋａや補正係数ｋｐに対して吸気温度Ｔａや大気圧Ｐａに対する不感帯や上下限制限を設けることにより、吸気温度Ｔａや大気圧Ｐａによる過剰な補正を抑制することができ、より適正な目標パワーＰｅ＊を設定することができる。また、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいて車両が定常状態にあるときにだけ充放電要求パワーＰｂ＊を調整することにより、バッテリ５０を充放電する充放電電力Ｐｂを充放電要求パワーＰｂ＊に近づけることができ、車両の電力収支をより適正なものとすることができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、吸入空気の密度を反映するものとして吸気温度Ｔａと大気圧Ｐａとを用いて補正係数ｋｅｇを設定するものとしたが、大気圧Ｐａを用いずに吸気温度Ｔａだけを用いて補正係数ｋｅｇを設定するものとしてもよく、吸気温度Ｔａを用いずに大気圧Ｐａだけを用いて補正係数ｋｅｇを設定するものとしても構わない。また、直接検出した吸入空気の密度た吸気温度Ｔａや大気圧Ｐａから演算した吸入空気の密度を用いて補正係数ｋｅｇを設定する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、補正係数ｋｅｇを設定するための補正係数ｋａを吸気温度Ｔａに対して標準温度Ｔｓｅｔを含む不感帯を設けると共に温度Ｔ１以下や温度Ｔ４以上となるときに下限制限や上限制限を設けるものとしたが、不感帯を設けないものとしてもよく、下限制限や上限制限を設けないものとしても構わない。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、補正係数ｋｅｇを設定するための補正係数ｋｐを大気圧Ｐａに対して１気圧を含む不感帯を設けると共に圧力Ｐ１以下や圧力Ｐ４以上となるときに下限制限や上限制限を設けるものとしたが、不感帯を設けないものとしてもよく、下限制限や上限制限を設け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、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいて車両が定常状態にあるときに充放電要求パワーＰｂ＊を調整するものとしたが、車両が定常状態にないときにも充放電要求パワーＰｂ＊を調整するものとしてもよいし、車両が定常状態にあるときでも充放電要求パワーＰｂ＊の調整を行なわ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１１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１１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１２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。
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。
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。 エンジン２２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。 吸気温度Ｔａと補正係数ｋａとの関係の一例を示す説明図である。 大気圧ｐａと補正係数ｋｐとの関係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＊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。 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）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、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）、５１ 温度センサ、５３ａ 電圧センサ、５３ｂ 電流センサ、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 大気圧センサ、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、１４３ 圧力センサ、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 エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、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、
    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を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
    前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
    前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
    前記蓄電手段を充放電すべき要求充放電電力を設定する要求充放電電力設定手段と、
    前記蓄電手段を充放電する際の許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
    前記内燃機関に吸入される空気の密度を反映する空気密度反映物理量を検出する空気密度反映物理量検出手段と、
    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と前記設定された要求充放電電力とに基づいて前記内燃機関から出力すべき仮目標パワーを設定し、前記検出された空気密度反映物理量が標準量を含む所定量範囲内のときには前記仮目標パワーを該検出された空気密度反映物理量により反映される前記内燃機関に吸入される空気の密度が大きいほど小さくなる傾向に補正したパワーを目標パワーとして設定すると共に前記検出された空気密度反映物理量が前記所定量範囲外のときには該空気密度反映物理量が該所定量範囲の境界量であるとして目標パワーを設定し、前記設定した目標パワーと前記内燃機関を効率よく運転する制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数と目標トルクとからなる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、
    前記設定された入出力制限の範囲内で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. 前記空気密度反映物理量検出手段は、前記内燃機関に吸入される空気の温度を検出する
    温度検出手段を含む手段である請求項１記載の動力出力装置。
  3. 前記空気密度反映物理量検出手段は、大気圧を検出する大気圧検出手段を含む手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
  4. 前記制御手段は、前記設定された目標運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が運転されるよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定すると共に該設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動するよう該電力動力入出力手段を制御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. 請求項４記載の動力出力装置であって、
    前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
    前記制御手段は、前記設定された目標運転ポイントにおける回転数と前記検出された回転数との差が打ち消されるよう前記電力動力入出力手段をフィードバック制御する手段である
    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であって、
    前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段を備え、
    前記要求充放電電力設定手段は、所定の条件が成立したときに前記検出された充放電電力に基づく補正を伴って要求充放電電力を設定する手段である
    動力出力装置。
  7. 前記所定の条件は、前記駆動軸が略定常駆動状態となる条件である請求項６記載の動力出力装置。
  8. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸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７いずれか記載の動力出力装置。
  9. 請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
  10. 内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    前記駆動軸に要求される要求駆動力と前記蓄電手段を充放電すべき要求充放電電力とに基づいて前記内燃機関から出力すべき仮目標パワーを設定し、前記内燃機関に吸入される空気の密度を反映する空気密度反映物理量が標準量を含む所定量範囲内のときには前記仮目標パワーを該空気密度反映物理量により反映される前記内燃機関に吸入される空気の密度が大きいほど小さくなる傾向に補正したパワーを目標パワーとして設定すると共に前記空気密度反映物理量が前記所定量範囲外のときには該空気密度反映物理量が該所定量範囲の境界量であるとして目標パワーを設定し、前記設定した目標パワーと前記内燃機関を効率よく運転する制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、前記蓄電手段を充放電する際の許容電力としての入出力制限の範囲内で前記設定し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、
    ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
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