(57)【要約】【課題】空気密度が小さいほど高回転側に内燃機関の運転ポイントを補正するものにおいて、運転ポイントの補正に伴って生じ得る発電機の過剰な発熱を抑制する。【解決手段】車両に要求される要求パワーＰ＊に空気密度αが小さいほど大きくなる補正パワーを加えてエンジンの目標パワーＰｅ＊を設定し、目標パワーＰｅ＊と最適燃費ラインとに基づいて仮回転数Ｎｅｔｍｐを設定し（Ｓ１１０〜１５０）、仮回転数Ｎｅｔｍｐに基づくモータＭＧ１の仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐの絶対値が空気密度αが小さいほど小さな値に設定された許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを超えるときには（Ｓ１８０）、目標パワーＰｅ＊に拘わらず目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍとなるような目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とでエンジンが運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが出力されるようエンジンとモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する（Ｓ２１０〜２７０）。【選択図】図３
2009280094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記発電機の回転軸の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いて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
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、
前記検出された空気密度関連物理量から把握される空気密度が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に前記発電機の許容回転数を設定する許容回転数設定手段と、
前記発電機の回転数が前記設定された許容回転数を超えない範囲で前記空気密度が小さいほど前記内燃機関の回転数が高回転側となる運転ポイントで該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発電機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。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関を効率よく運転することができる回転数とトルクとの組み合わせのうち前記設定された要求駆動力に基づく該内燃機関に要求される要求パワーを出力できる組み合わせを前記運転ポイントとして該内燃機関が運転されるよう制御し、前記要求パワーを出力できる組み合わせでは前記発電機の回転数が前記設定された許容回転数の範囲内とならないときには該要求パワーに拘わらず該発電機の回転数が該許容回転数の範囲内となる前記内燃機関の回転数に基づく組み合わせを前記運転ポイントとして該内燃機関が運転されるよう制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の動力出力装置であって、
前記発電機の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記許容回転数設定手段は、前記検出された温度が高いほど絶対値が小さくなる傾向に前記許容回転数を設定する手段である
動力出力装置。
【請求項４】
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請求項１ないし３いずれか１項に記載の動力出力装置。
【請求項５】
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請求項１ないし４いずれか１項に記載の動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項に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。
【請求項７】
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記発電機の回転軸の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いて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
（ｂ）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から把握される空気密度が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に前記発電機の許容回転数を設定し、
（ｃ）前記発電機の回転数が前記設定された許容回転数を超えない範囲で前記空気密度が小さいほど前記内燃機関の回転数が高回転側となる運転ポイントで該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発電機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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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の駆動軸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、駆動軸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、車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、車軸に要求される要求パワーをエンジンに吸入される空気の密度に基づく補正係数で補正してエンジンから出力すべき目標パワーを設定し、設定した目標パワーとエンジンを効率よく動作させる動作ラインとに基づいて目標回転数と目標トルクとからなるエンジンの運転ポイントを設定し、設定したエンジンの目標回転数に基づいてモータＭＧ１の目標回転数を設定して、設定した運転ポイントで運転するようエンジンを制御し設定した目標回転数で駆動するようモータＭＧ１を制御し駆動軸に要求される要求トルクが出力されるようモータＭＧ２を制御する。これにより、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から出力されるパワーに過不足が生じることに基づく過剰な電力によるバッテリの充放電を抑制することができるとしている。
【特許文献１】特開２００７−２１６８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の動力出力装置では、エンジンに吸入される空気の密度が小さいほどエンジンの目標パワーが大きく設定されるから、エンジンの目標回転数と共にモータＭＧ１の目標回転数も高くなり、モータＭＧ１は比較的高い回転数で駆動されることになる。この状態が継続すると、回転数に応じて大きくなる機械損によってモータＭＧ１が過剰に発熱する場合がある。
【０００４】
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、空気密度が小さいほど高回転側に内燃機関の運転ポイントを補正するものにおいて、運転ポイントの補正に伴って生じ得る発電機の過剰な発熱を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
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、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記発電機の回転軸の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いて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
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、
前記検出された空気密度関連物理量から把握される空気密度が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に前記発電機の許容回転数を設定する許容回転数設定手段と、
前記発電機の回転数が前記設定された許容回転数を超えない範囲で前記空気密度が小さいほど前記内燃機関の回転数が高回転側となる運転ポイントで該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発電機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。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、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から把握される空気密度が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に発電機の許容回転数を設定し、発電機の回転数が設定された許容回転数を超えない範囲で空気密度が小さいほど内燃機関の回転数が高回転側となる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発電機と電動機とを制御する。これにより、吸入空気の空気密度が小さいほど高回転側となる運転ポイントで内燃機関を運転する際に、発電機の回転数が空気密度が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に定められた許容回転数を超えることがないので、発電機の回転数に応じて大きくなる機械損による発熱を抑えることができる。この結果、空気密度が小さいほど高回転側に内燃機関の運転ポイントを補正するものにおいて、運転ポイントの補正に伴って生じ得る発電機の過剰な発熱を抑制することができる。ここで、「３軸式動力入出力手段」としては、遊星歯車機構やデファレンシャルギヤなどが含まれる。
【０００８】
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、前記内燃機関を効率よく運転することができる回転数とトルクとの組み合わせのうち前記設定された要求駆動力に基づく該内燃機関に要求される要求パワーを出力できる組み合わせを前記運転ポイントとして該内燃機関が運転されるよう制御し、前記要求パワーを出力できる組み合わせでは前記発電機の回転数が前記設定された許容回転数の範囲内とならないときには該要求パワーに拘わらず該発電機の回転数が該許容回転数の範囲内となる前記内燃機関の回転数に基づく組み合わせを前記運転ポイントとして該内燃機関が運転されるよう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、発電機の回転数が許容回転数を超えない範囲で且つ効率のよい運転ポイントで内燃機関を運転することができる。なお、内燃機関から出力されるパワーに過不足が生じるときには、過不足する分のパワーが蓄電手段からの充放電によってまかなわれる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記発電機の温度を検出する温度検出手段を備え、前記許容回転数設定手段は、前記検出された温度が高いほど絶対値が小さくなる傾向に前記許容回転数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、発電機の発熱状態に応じてより適切に過剰な発熱を抑制することができる。
【００１０】
さらに、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、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し、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。こうすれば、内燃機関に吸入される大気圧や空気温度に応じてより適正に対処することができる。
【００１１】
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、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記発電機の回転軸の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いて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、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、前記検出された空気密度関連物理量から把握される空気密度が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に前記発電機の許容回転数を設定する許容回転数設定手段と、前記発電機の回転数が前記設定された許容回転数を超えない範囲で前記空気密度が小さいほど前記内燃機関の回転数が高回転側となる運転ポイントで該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発電機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。
【００１２】
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、空気密度が小さいほど高回転側に内燃機関の運転ポイントを補正するものにおいて、運転ポイントの補正に伴って生じ得る発電機の過剰な発熱を抑制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。
【００１３】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記発電機の回転軸の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いて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
（ｂ）内燃機関に吸入される空気密度に関連する空気密度関連物理量から把握される空気密度が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に前記発電機の許容回転数を設定し、
（ｃ）前記発電機の回転数が前記設定された許容回転数を超えない範囲で前記空気密度が小さいほど前記内燃機関の回転数が高回転側となる運転ポイントで該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発電機と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、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から把握される空気密度が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に発電機の許容回転数を設定し、発電機の回転数が設定された許容回転数を超えない範囲で空気密度が小さいほど内燃機関の回転数が高回転側となる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発電機と電動機とを制御する。これにより、吸入空気の空気密度が小さいほど高回転側となる運転ポイントで内燃機関を運転する際に、発電機の回転数が空気密度が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に定められた許容回転数を超えることがないので、発電機の回転数に応じて大きくなる機械損による発熱を抑えることができる。この結果、空気密度が小さいほど高回転側に内燃機関の運転ポイントを補正するものにおいて、運転ポイントの補正に伴って生じ得る発電機の過剰な発熱を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【実施例】
【００１６】
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。
【００１７】
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を介して吸入すると共に燃料噴射弁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。
【００１８】
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，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力，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からの吸入空気量，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ｔｉｎ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の開閉タイミングを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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、モータＭＧ１の温度を検出する温度センサ４５からのモータ温度ｔ１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。このモータＥＣＵ４０では、電流センサにより検出されたモータＭＧ１に印加されている相電流に基づいてモータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１を演算している。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。
【００２１】
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）を演算している。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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，エンジン２２の吸気温度ｔｉｎ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，モータＭＧ１のトルクＴｍ１，モータＭＧ１のモータ温度ｔ１，大気圧センサ８９からの大気圧Ｐａ，充放電要求パワー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、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からのクランクポジションに基づいて計算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。吸気温度ｔｉｎは、温度センサ１４９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。トルクＴｍ１は、電流センサにより検出されたモータＭＧ１に印加されている相電流に基づいてモータＥＣＵ４０により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。モータ温度ｔ１は、温度センサ４５により検出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、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。
【００２６】
こうしてデータを入力すると、入力した吸気温度ｔｉｎと大気圧Ｐａとに基づいてエンジン２２に吸入される吸入空気の空気密度αを推定する（ステップＳ１１０）。空気密度αは、実施例では、吸気温度ｔｉｎと大気圧Ｐａと空気密度αとの関係を予め定めて空気密度推定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、吸気温度ｔｉｎと大気圧Ｐａとが与えられると記憶したマップから対応する空気密度αを導出して推定するものとした。空気密度推定用マップの一例を図４に示す。図示するように、空気密度αは、吸気温度ｔｉｎが高いほど小さくなり、また、大気圧Ｐａが低いほど小さくなる傾向に推定される。
【００２７】
次に、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Ｓ１２０）。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。
【００２８】
続いて、入力したモータＭＧ１のトルクＴｍ１とエンジン２２の回転数Ｎｅと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）により実際にエンジン２２から出力されているパワーとしての実パワーＰｅを計算する（ステップＳ１３０）。ここで、式（１）は、エンジン２２のトルク（−Ｔｍ１・（１＋ρ）／ρ）に回転数Ｎｅを乗じたものであり、このトルクは、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係から求められる。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）中のエンジン２２のトルクは、この共線図を用いて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。
【００２９】
Pe=(-Tm1・(1+ρ)/ρ)・Ne  (1)
【００３０】
こうして実パワーＰｅを計算すると、ｎ回前のこのルーチンで設定されたエンジン２２の目標パワーＰｅ＊から実パワーＰｅを減じた偏差に係数ｋ（例えば、値０．３などの値０〜１．０の間の値）を乗じて補正パワー（ｋ・（ｎ回前Ｐｅ＊−Ｐｅ））を計算し、計算した補正パワーを要求パワーＰ＊に加えてエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１４０）。このように目標パワーＰｅ＊を設定するのは、要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２を運転制御しても運転時の環境条件によっては要求パワーＰ＊を出力しないことがあるためである。例えば、前述したように、空気密度αは、大気圧Ｐａが大きいほど大きくなり吸気温度ｔｉｎが大きいほど小さくなるから、同一の回転数で同一のスロットル開度としてもエンジン２２のトルクが小さくなったり大きくなったりし、目標パワーＰｅ＊に対して実際にエンジン２２から出力される実パワーＰｅが過不足するためである。なお、エンジン２２の応答時間（例えば数百ｍｓｅｃ）と本ルーチンの実行間隔（例えば数ｍｓｅｃ）には時間差があるので、エンジン２２の応答時間を本ルーチンの実行間隔で除して値ｎを定め、ｎ回前に設定された目標パワーＰｅ＊を用いることで時間差の影響を解消している。このように、ｎ回前に設定された目標パワーＰｅ＊と実パワーＰｅとの偏差に基づく補正パワーを要求パワーＰ＊に加えることにより、実パワーＰｅが要求パワーＰ＊に近付くよう目標パワーＰｅ＊を設定するのである。
【００３１】
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を運転すべき運転ポイントの仮の目標値である仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する（ステップＳ１５０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる最適燃費ラインと目標パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の最適燃費ラインの一例と仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する様子を図７に示す。図示するように、仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐは、最適燃費ラインと目標パワーＰｅ＊（Ｎｅｔｍｐ×Ｔｅｔｍｐ）が一定の曲線との交点により求めることができる。ここで、空気密度αと仮回転数Ｎｅｔｍｐとは、空気密度αが小さいほど目標パワーＰｅ＊が大きく設定されるので仮回転数Ｎｅｔｍｐが大きくなり、空気密度αが大きいほど目標パワーＰｅ＊が小さく設定されるので仮回転数Ｎｅｔｍｐが小さくなる関係にある。
【００３２】
次に、設定した仮回転数Ｎｅｔｍｐ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の仮の目標回転数である仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１６０）。なお、式（２）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。
【００３３】
Nm1tmp=Netmp・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)  (2)
【００３４】
こうして仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐを計算すると、推定した空気密度αと入力したモータＭＧ１のモータ温度ｔ１とに基づいてモータＭＧ１に許容される回転数である許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを設定する（ステップＳ１７０）。許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍは、実施例では、空気密度αとモータ温度ｔ１と許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍとの関係を予め定めて許容回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、空気密度αとモータ温度ｔ１とが与えられると記憶したマップから対応する許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを導出して設定するものとした。図８に許容回転数設定用マップの一例を示す。図示するように、許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍは、空気密度αが小さいほど小さな値に設定され、また、モータ温度ｔ１が高いほど小さな値に設定される。前述したように、空気密度αが小さいほどエンジン２２から出力されるトルクは目標のトルクに対して小さくなるので、エンジン２２の実パワーＰｅも目標パワーＰｅ＊に対して小さくなる。このため、空気密度αが小さいほど実パワーＰｅと目標パワーＰｅ＊との偏差に基づく補正パワーが大きくなり、ステップＳ１３０により目標パワーＰｅ＊が大きく設定されるので、エンジン２２の目標の回転数が高回転側となる。このとき、モータＭＧ１の回転数に制約を設けていなければ、エンジン２２の目標回転数の上昇によりモータＭＧ１の目標回転数も高くなり、モータＭＧ１が比較的高い回転数で駆動し続けるので機械損による発熱が大きくなる。このように、空気密度αが小さいときにモータＭＧ１が高回転で駆動される傾向が強くなることを考慮して空気密度αが小さいほど許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍの絶対値が小さくなるように設定することにより、モータＭＧ１の回転数の上昇に伴う機械損による発熱を抑えるのである。また、モータ温度ｔ１が高いほどさらなる温度上昇を防止する必要があるので、モータ温度ｔ１が高いほど許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍの絶対値が小さくなるように設定するのである。ここで、許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍは、正側の許容回転数として定められるが、回転数に比例する機械損は回転方向による差は生じないので、負側の許容回転数も符号を変えただけの同値の回転数となる。このため、許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍが設定されたときにモータＭＧ１の回転数の許容範囲は、正側の許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍと負側の許容回転数（−Ｎｍ１ｌｉｍ）との間の範囲となる。
【００３５】
こうして許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを設定すると、仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐの絶対値が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍ以下か否かを判定する（ステップＳ１８０）。許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍ以下のときには、モータＭＧ１の過剰な発熱のおそれが少ないので、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐを設定し（ステップＳ１９０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に仮回転数Ｎｅｔｍｐを設定し、目標トルクＴｅ＊に仮トルクＴｅｔｍｐを設定する（ステップＳ２００）。
【００３６】
一方、ステップＳ１８０で、仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐの絶対値が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを超えると判定したときには、モータＭＧ１の過剰な発熱を防止すべく許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍ，−Ｎｍ１ｌｉｍを用いて次式（３）により仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定する（ステップＳ２１０）。こうして設定された目標回転数Ｎｍ１＊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（４）によりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｅ＊と前述した最適燃費ラインとに基づいてエンジン２２から出力すべきトルクＴｅ＊を設定して（ステップＳ２２０）、エンジン２２の運転ポイントを定める。なお、式（４）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。
【００３７】
Nm1*=max(min(Nm1tmp,Nm1lim),-Nm1lim)  (3)
Ne*=Nm1*・ρ/(1+ρ)-Nm2/(Gr・(1+ρ))  (4)
【００３８】
いま、モータＭＧ１の仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐが許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍよりも大きな正の値の場合を考える。この場合の動力分配統合機構３０の共線図の一例を図９に示す。図示するように、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍとなるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が仮回転数Ｎｅｔｍｐよりも小さな値とされる。この場合におけるエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子の一例を図１０に示す。目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊は、図示するように、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍとなるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの組み合わせのうち最適燃費ライン上の運転ポイント（図中黒丸で図示）に設定される。この運転ポイントでは、エンジン２２から出力されるパワーは目標パワーＰｅ＊に対して不足となるが、この点については後述する。一方、モータＭＧ１の仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐが負側の許容回転数（−Ｎｍ１ｌｉｍ）よりも小さな（絶対値が大きな）負の値の場合を考える。ここで、モータＭＧ１の回転数は、ハイブリッド自動車２０が比較的高速で巡航しモータＭＧ２で発電された電力の一部がモータＭＧ１で消費されると共に電力の消費を伴ってモータＭＧ１から出力された動力の一部で再びモータＭＧ２が回生制御される動力循環状態にあるときに、負の回転数となる。この場合の動力分配統合機構３０の共線図の一例を図１１に示す。図示するように、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数（−Ｎｍ１ｌｉｍ）となるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が仮回転数Ｎｅｔｍｐよりも大きな値とされる。この場合におけるエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子の一例を図１２に示す。目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊は、図示するように、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数（−Ｎｍ１ｌｉｍ）となるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの組み合わせのうち最適燃費ライン上の運転ポイント（図中黒丸で図示）が設定される。この運転ポイントでは、エンジン２２から出力されるパワーは目標パワーＰｅ＊に対して過剰となるが、この点については後述する。このように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍとなるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると共に最適燃費ライン上の運転ポイントを設定するので、モータＭＧ１の回転数が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを超えることがなく且つエンジン２２が効率よく動作する運転ポイントを設定することができる。
【００３９】
こうして、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を設定すると、設定された目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（５）によりモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊を計算する（ステップＳ２３０）。式（５）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（５）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。
【００４０】
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (5)
【００４１】
モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊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（６）および式（７）により計算すると共に（ステップＳ２４０）、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を次式（８）により計算し（ステップＳ２５０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを用いて次式（９）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Ｓ２６０）。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。また、エンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐを目標回転数Ｎｅ＊に設定するとモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを超えるときには、前述したように、エンジン２２から出力されるパワーが目標パワーＰｅ＊に対して不足となったり過剰となったりする運転ポイントが設定されるが、そのような過不足に応じたパワーがバッテリ５０に充放電されることになる。なお、式（８）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。
【００４２】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (6)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (7)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr  (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tmax),Tmin)  (9)
【００４３】
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Ｓ２７０）、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。
【００４４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車両に要求される要求パワーＰ＊に空気密度αが小さいほど大きくなる傾向の補正パワーを加えてエンジン２２の実パワーＰｅが要求パワーＰ＊に近付くよう目標パワーＰｅ＊を設定し、空気密度αが小さいほど小さな値に且つモータ温度ｔ１が高いほど小さな値にモータＭＧ１の許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを設定し、目標パワーＰｅ＊が一定のラインと最適燃費ラインとの交点としての仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御する一方、仮回転数Ｎｅｔｍｐを目標回転数Ｎｅ＊に設定するとモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを超えるときには目標パワーＰｅ＊に拘わらず目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍとなるエンジン２２の運転ポイントのうち最適燃費ライン上のポイントを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するので、空気密度αの大小によるエンジンパワーの過不足を解消すると共に空気密度αが小さいときにエンジン２２およびモータＭＧ１が比較的高い回転数で駆動されることによるモータＭＧ１の発熱を抑えることができる。この結果、空気密度αが小さいほど高回転側にエンジン２２の運転ポイントを補正するものにおいて、運転ポイントの補正に伴って生じ得るモータＭＧ１の過剰な発熱を抑制することができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、吸気温度ｔｉｎと大気圧Ｐａとを用いて空気密度αを推定するものとしたが、大気圧Ｐａを用いずに吸気温度ｔｉｎだけを用いるものとしてもよいし、吸気温度ｔｉｎを用いずに大気圧Ｐａだけを用いるものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、空気密度αとモータＭＧ１のモータ温度ｔ１とに基づいて許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを設定するのとしたが、モータＭＧ１のモータ温度ｔ１を用いず空気密度αだけに基づいて設定するものとしてもよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊が一定のラインと最適燃費ラインとの交点としての仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定すると、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを超えるときには、目標パワーＰｅ＊に拘わらずモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍとなるエンジン２２の運転ポイントのうち最適燃費ライン上のポイントを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定するものとしたが、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍの範囲内となればよいから、最適燃費ライン上のポイントを設定するものに限られず、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍの範囲内となるエンジン２２の運転ポイントのうち目標パワーＰｅ＊が一定のライン上のポイントを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定するなどとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両に要求される要求パワーＰ＊に空気密度αが小さいほど大きくなる傾向の補正パワーを加えて目標パワーＰｅ＊を設定することによりエンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐを高回転側に設定するものとしたが、これに限られず、推定した空気密度αが小さいほど大きくなる傾向の補正係数を設定し、要求パワーＰ＊に補正係数を乗じて目標パワーＰｅ＊を設定することにより仮回転数Ｎｅｔｍｐを高回転側に設定するものとしてもよい。
【００４９】
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１３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１３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。
【００５０】
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、モータＭＧ１が「電動機」に相当し、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ＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、大気圧Ｐａを検出する大気圧センサ８９とエンジン２２の吸気管に取り付けられ吸気温度ｔｉｎを検出する温度センサ１４９とが「空気密度関連物理量検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０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、吸気温度ｔｉｎと大気圧Ｐａとから推定される空気密度αが小さいほど小さくなる傾向に且つモータ温度ｔ１が高いほど小さくなる傾向にモータＭＧ１の許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを設定する図３の駆動制御ルーチンのステップ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「許容回転数設定手段」に相当し、車両に要求される要求トルクＴｒ＊に基づいて要求パワーＰ＊を計算し、モータＭＧ１のトルクＴｍ１とエンジン２２の回転数Ｎｅと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いてエンジン２２の実パワーＰｅを計算し、ｎ回前に設定された目標パワーＰｅ＊から実パワーＰｅを減じた偏差に係数ｋを乗じた補正パワーを要求パワーＰ＊に加えてエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定し、設定した目標パワーＰｅ＊と最適燃費ラインとからエンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定し、設定した仮回転数Ｎｅｔｍｐとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとギヤ比ρとからモータＭＧ１の仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐを設定し、仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐの絶対値が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍ以下のときにはモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐを設定すると共にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊にそれぞれ仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する一方、仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐの絶対値が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを超えるときには仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐを許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍ，−Ｎｍ１ｌｉｍで制限した値をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定し目標回転数Ｎｍ１＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとギヤ比ρとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定し設定した目標回転数Ｎｅ＊と最適燃費ラインとから目標トルクＴｅ＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｍ１＊に基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１００，Ｓ１３０〜２７０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、モータＭＧ１の温度を検出する温度センサ４５が「温度検出手段」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、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれかに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ものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２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電動機であれば如何なるタイプのものとしても構わない。「空気密度関連物理量検出手段」としては、大気圧センサ８９や温度センサ１４９に限定されるものではなく、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ものであれば如何なるものを検出しても構わない。「制御手段」としては、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とからなる組み合わせ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構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、車両に要求される要求トルクＴｒ＊に基づいて要求パワーＰ＊を計算し、モータＭＧ１のトルクＴｍ１とエンジン２２の回転数Ｎｅと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いてエンジン２２の実パワーＰｅを計算し、ｎ回前に設定された目標パワーＰｅ＊から実パワーＰｅを減じた偏差に係数ｋを乗じた補正パワーを要求パワーＰ＊に加えてエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定し、設定した目標パワーＰｅ＊と最適燃費ラインとからエンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定し、設定した仮回転数Ｎｅｔｍｐとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとギヤ比ρとからモータＭＧ１の仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐを設定し、仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐの絶対値が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍ以下のときにはモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐを設定すると共にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊にそれぞれ仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する一方、仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐの絶対値が許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍを超えるときには仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐを許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍ，−Ｎｍ１ｌｉｍで制限した値をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊に設定し目標回転数Ｎｍ１＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとギヤ比ρとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定し設定した目標回転数Ｎｅ＊と最適燃費ラインとか���目標トルクＴｅ＊とを設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が運転されると共に車両に要求される要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、発電機の回転数が設定された許容回転数の範囲内となる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発電機と電動機とを制御するものであれば如何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。
【００５１】
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、ハイブリッド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。
【００５２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】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。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】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。
【図４】空気密度推定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】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。
【図７】エンジン２２の最適燃費ラインの一例と仮回転数Ｎｅｔｍｐおよび仮トルクＴｅｔｍｐを設定する様子を示す説明図である。
【図８】許容回転数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】モータＭＧ１の仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐが許容回転数Ｎｍ１ｌｉｍよりも大きな正の値の場合の動力分配統合機構３０の共線図の一例を示す説明図である。
【図１０】目標回転数Ｎｅ＊に基づいて運転ポイントを設定する様子の一例を示す説明図である。
【図１１】モータＭＧ１の仮回転数Ｎｍ１ｔｍｐが許容回転数（−Ｎｍ１ｌｉｍ）よりも小さな負の値の場合の動力分配統合機構３０の共線図の一例を示す説明図である。
【図１２】目標回転数Ｎｅ＊に基づいて運転ポイントを設定する様子の一例を示す説明図である。
【図１３】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。
【符号の説明】
【００５５】
２０，１２０  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、４５  温度センサ、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  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、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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