(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と電動機とから駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
要求動力に基づいて前記内燃機関の運転状態の機械的な変更を伴って前記内燃機関を効率よく運転する第１の制約を用いて該内燃機関の運転状態を設定するためのノーマルモードと該第１の制約よりパワーを出力する第２の制約を用いて前記内燃機関の運転状態を設定するためのパワーモードとのうちのいずれかのモードを設定するモード設定手段と、
前記設定されたモードを用いて前記要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関から出力すべき目標内燃機関動力と前記電動機から出力すべき目標電動機動力とを設定する第１目標動力設定手段と、
前記要求動力の変更に伴って前記内燃機関の運転状態の機械的な変更を伴ったモードの変更が行なわれるとき、前記第１目標動力設定手段による設定に代えて前記第１目標動力設定手段における目標内燃機関動力の変化より遅い変化をもって前記要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関から出力すべき目標内燃機関動力と前記電動機から出力すべき目標電動機動力とを設定する第２目標動力設定手段と、
前記設定された目標内燃機関動力が前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記設定された目標電動機動力が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記内燃機関の運転状態の機械的な変更は、前記内燃機関の運転状態の変更のうち変更に所定時間以上の時間を要する変更である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記内燃機関の運転状態の機械的な変更は、前記内燃機関の吸排気バルブのタイミングの変更を伴う変更である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記内燃機関の運転状態の機械的な変更は、前記内燃機関が第１の所定動力より小さな動力を出力している状態から該第１の所定動力より大きな動力を出力する状態への変更である請求項２または３記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記内燃機関の運転状態の機械的な変更は、前記要求動力の急増に伴ってなされる変更である請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記内燃機関の運転状態の機械的な変更は、前記内燃機関が第２の所定動力より大きな動力を出力している状態から該第２の所定動力より小さな動力を出力する状態への変更である請求項２または３記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記内燃機関の運転状態の機械的な変更は、前記要求動力の急減に伴ってなされる変更である請求項６記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記第２目標動力設定手段は、なまし処理を用いて前記目標内燃機関動力と前記目標電動機動力とを設定す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。
【請求項９】
前記第２目標動力設定手段は、前記内燃機関の運転状態の機械的な変更の前後で前記第１目標動力設定手段により設定される該内燃機関の運転状態の機械的な変更の前後における目標内燃機関動力を補完するよう目標内燃機関動力を設定すると共に該設定された目標内燃機関動力と前記要求動力との偏差に基づいて目標電動機動力を設定す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。
【請求項１０】
請求項１ないし９いずれか記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から入出力される動力とを統合する動力統合手段と、
該動力統合手段により統合された動力を入力する入力軸と前記駆動軸に接続された出力軸とを有し該入力軸の動力を変速して該出力軸に出力する変速手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか記載の動力出力装置を備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力出力装置およびこれを備える自動車に関し、詳しくは、内燃機関と電動機とから駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置およびこれを備える自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力出力装置としては、内燃機関から出力された動力を２つの電動機とプラネタリギアとによりトルク変換して駆動軸に出力するものが提案されている（例えば、特開平９−３０８０１２号公報など）。この装置では、駆動軸に要求された要求動力に対して内燃機関から出力した動力では不足するときには、駆動軸に取り付けられた電動機から不足する動力を出力することにより要求動力が駆動軸に出力されるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした動力出力装置では、内燃機関の目標運転ポイントが大幅に変更されると、要求動力が駆動軸に出力されない場合がある。これは、内燃機関は運転ポイントを変更するのに時間を要するからである。特に、吸排気のバルブタイミングを変更するタイプの内燃機関では、バルブタイミングの変更が機械的な動作を伴うから、要求動力に見合った動力を内燃機関から出力するのに時間を要することになる。
【０００４】
本発明の動力出力装置は、内燃機関の運転状態の変更に拘わらず要求動力をより確実に出力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は、装置全体のエネルギ効率の向上を図ることを目的の一つとする。
【０００５】
なお、出願人は、上述の目的の一部を解決する手法として、二次電池の充放電を効率良く行い運転効率の向上を図るものや（特願平１１−２８７９３４号）、吸排気バルブの開閉タイミングを制御することにより内燃機関の運転効率の向上を図るもの（特願平１０−８７７７４号、特願平９−２９３５４３号）を提案している。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の動力出力装置およびこれを備える自動車は、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。
【０００７】
本発明の動力出力装置は、
内燃機関と電動機とから駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
要求動力に基づいて前記内燃機関の運転状態の機械的な変更を伴って前記内燃機関を効率よく運転する第１の制約を用いて該内燃機関の運転状態を設定するためのノーマルモードと該第１の制約よりパワーを出力する第２の制約を用いて前記内燃機関の運転状態を設定するためのパワーモードとのうちのいずれかのモードを設定するモード設定手段と、
前記設定されたモードを用いて前記要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関から出力すべき目標内燃機関動力と前記電動機から出力すべき目標電動機動力とを設定する第１目標動力設定手段と、
前記要求動力の変更に伴って前記内燃機関の運転状態の機械的な変更を伴ったモードの変更が行なわれるとき、前記第１目標動力設定手段による設定に代えて前記第１目標動力設定手段における目標内燃機関動力の変化より遅い変化をもって前記要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関から出力すべき目標内燃機関動力と前記電動機から出力すべき目標電動機動力とを設定する第２目標動力設定手段と、
前記設定された目標内燃機関動力が前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を運転制御すると共に前記設定された目標電動機動力が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、要求動力に基づいて内燃機関の運転状態の機械的な変更を伴って内燃機関を効率よく運転する第１の制約を用いて内燃機関の運転状態を設定するためのノーマルモードとこの第１の制約よりパワーを出力する第２の制約を用いて内燃機関の運転状態を設定するためのパワーモードとのうちのいずれかのモードを設定し、要求動力の変更に伴って内燃機関の運転状態の機械的な変更を伴ったモードの変更が行なわれるときには、第１目標動力設定手段による設定に代えて第１目標動力設定手段における目標内燃機関動力の変化より遅い変化をもって目標内燃機関動力と目標電動機動力を設定して制御するから、モードの変更を伴った内燃機関の運転状態の機械的な変更に拘わらず、要求動力をより確実に駆動軸に出力することができると共に内燃機関の運転状態の機械的な変更の際における目標内燃機関動力と目標電動機動力を比較的容易に適正に設定することができる。なお、こうした動力出力装置は、自動車，列車，飛行機，船舶またはその他の移動体にも搭載することができる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記所定の変更は、前記内燃機関の運転状態の変更のうち変更に所定時間以上の時間を要する変更であるとしたり、前記内燃機関の運転状態の変更のうち機械的な動作を伴う変更であるとしたり、前記内燃機関の吸排気バルブのタイミングの変更を伴う変更である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、前記所定の変更は、前記内燃機関が第１の所定動力より小さな動力を出力している状態から該第１の所定動力より大きな動力を出力する状態への変更であるとしたり、前記内燃機関が第２の所定動力より大きな動力を出力している状態から該第２の所定動力より小さな動力を出力する状態への変更であるとすることもできる。前者の変更は前記要求動力の急増に伴ってなされる変更であり、後者の変更は前記要求動力の急減に伴ってなされる変更である。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記第２目標動力設定手段はなまし処理を用いて前記目標内燃機関動力を設定する手段であるものとしたり、前記所定の変更の前後で前記第１目標動力設定手段により設定される該所定の変更の前後における目標内燃機関動力を補完するよう目標内燃機関動力を設定すると共に該設定された目標内燃機関動力と前記要求動力との偏差に基づいて目標電動機動力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、所定の変更の移行時における目標内燃機関動力を比較的容易に適正に設定することができる。
【００１１】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から入出力される動力とを統合する動力統合手段と、該動力統合手段により統合された動力を入力する入力軸と前記駆動軸に接続された出力軸とを有し該入力軸の動力を変速して該出力軸に出力する変速手段とを備えるものとすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施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２４に接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０に接続された発電可能なモータ４０と、プラネタリギヤ３０に接続されると共にディファレンシャルギヤ６４を介して駆動輪６６ａ，６６ｂに接続された無段変速機としてのＣＶＴ５０と、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。
【００１３】
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、図示しない補機に供給する電力を発電すると共にエンジン２２を始動するスタータモータ２６がクランクシャフト２４とベルト２８を介して連結されている。また、クランクシャフト２４には、その回転角度を検出するクランクポジションセンサ２５が取り付けられている。エンジン２２には、吸排気バルブの開閉タイミングを連続的に変更することができる連続可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴ機構という）２７が備えられており、吸排気バルブのタイミングを変更することにより、エンジン２２を高トルクが出力可能な運転状態としたり高効率な運転状態とすることができる。このＶＶＴ機構２７は、クランクシャフト２４の所定の角度を基準角として図示しないカムシャフトを進角側または遅角側に移行させることにより吸排気バルブの開閉タイミングを変更するものであり、カムシャフトに取り付けられた図示しないカムポジションセンサにより実カム角度を検出してカムシャフトの移行の程度を調整している。なお、実施例では、エンジン２２から効率よく動力が出力される吸排気バルブの開閉タイミングにおけるカムシャフトの角度を基準値とし、この基準値よりカムシャフトを所定角だけ進角させることによりエンジン２２を高トルクが出力可能な運転状態にすることができるように構成されている。こうしたエンジン２２の運転制御、例えば燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御，バルブタイミング調整制御などは、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２９により行なわれている。エンジンＥＣＵ２９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。
【００１４】
プラネタリギヤ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に噛合する第１ピニオンギヤ３３と、この第１ピニオンギヤ３３とリングギヤ３２と噛合する第２ピニオンギヤ３４と、第１ピニオンギヤ３３と第２ピニオンギヤ３４とを自転かつ公転自在に保持するキャリア３５と備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５とを回転要素として差動作用を行なう。プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１にはエンジン２２のクランクシャフト２４が、キャリア３５にはモータ４０の回転軸４１がそれぞれ連結されており、エンジン２２の出力をサンギヤ３１から入力すると共にキャリア３５を介してモータ４０と出力のやりとりを行なうことができる。キャリア３５はクラッチＣ１により、リングギヤ３２はクラッチＣ２によりＣＶＴ５０のインプットシャフト５１に接続できるようになっており、クラッチＣ１およびクラッチＣ２を接続状態とすることにより、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５の３つの回転要素による差動を禁止して一体の回転体、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフト５１とを一体の回転体とする。なお、プラネタリギヤ３０には、リングギヤ３２をケース３９に固定してその回転を禁止するブレーキＢ１も設けられている。
【００１５】
モータ４０は、例えば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４３を介して二次電池４４と電力のやりとりを行なう。モータ４０は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４９により駆動制御されており、モータＥＣＵ４９には、モータ４０を駆動制御するために必要な信号や二次電池４４を管理するのに必要な信号、例えばモータ４０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４５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４０に印加される相電流，二次電池４４の端子間に設置された電圧センサ４６からの端子間電圧，二次電池４４からの電力ラインに取り付けられた電流センサ４７からの充放電電流，二次電池４４に取り付けられた温度センサ４８からの電池温度などが入力されており、モータＥＣＵ４９からはインバータ４３へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４９では、二次電池４４を管理するために電流センサ４７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。なお、モータＥＣＵ４９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４０を駆動制御すると共に必要に応じてモータ４０の運転状態や二次電池４４の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。
【００１６】
ＣＶＴ５０は、溝幅が変更可能でインプットシャフト５１に接続されたプライマリープーリー５３と、同じく溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプットシャフト５２に接続されたセカンダリープーリー５４と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝に架けられベルト５５と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更する第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７とを備え、第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７によりプライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更することによりインプットシャフト５１の動力を無段階に変速してアウトプットシャフト５２に出力する。ＣＶＴ５０の変速比の制御は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下、ＣＶＴＥＣＵという）５９により行なわれている。このＣＶＴＥＣＵ５９には、インプットシャフト５１に取り付けられた回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数やアウトプットシャフト５２に取り付けられた回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数が入力されており、ＣＶＴＥＣＵ５９からは第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７への駆動信号が出力されている。また、ＣＶＴＥＣＵ５９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ＣＶＴ５０の変速比を制御すると共に必要に応じてＣＶＴ５０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。
【００１７】
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、回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉや回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏ，シフトレバー８０の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８１からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８２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８３からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８４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８５からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８６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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、クラッチＣ１やクラッチＣ２への駆動信号やブレーキＢ１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。また、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ＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００１８】
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、クラッチＣ１とクラッチＣ２とを接続状態とすると共にブレーキＢ１を非係合状態としてクランクシャフト２４と回転軸４１とインプットシャフト５１とを一体の回転体として回転させている状態における動作について説明する。図２は、この状態でハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるトルク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。
【００１９】
トルク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８３により検出されるアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８６により検出される車速Ｖ，回転数センサ６１や回転数センサ６２により検出されるインプットシャフト５１の回転数Ｎｉやアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏ，エンジンＥＣＵ２９との通信により取得できるＶＶＴ機構２７の状態など制御に必要な信号を読み込み（ステップＳ１００）、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖに基づいてアウトプットシャフト５２上の目標トルクＴｏ＊を設定する（ステップＳ１０２）。実施例では、目標トルクＴｏ＊の設定は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと目標トルクＴｏ＊との関係を設定して目標トルクマップとして予め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、目標トルクマップから対応する目標トルクＴｏ＊を導出することにより行うものとした。目標トルクマップにおけるアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと目標トルクＴｏ＊との関係の傾向の一例を図３に示す。
【００２０】
アウトプットシャフト５１上の目標トルクＴｏ＊を設定すると、インプットシャフト５１上の目標トルクＴｉ＊を、目標トルクＴｏ＊とインプットシャフト５１の回転数Ｎｉとアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏとを用いて次式（１）により計算して設定する（ステップＳ１０４）。
【００２１】
【数１】
Ｔｉ＊＝Ｔｏ＊×Ｎｏ／Ｎｉ    （１）
【００２２】
そして、設定したインプットシャフト５１上の目標トルクＴｉ＊に基づいてＶＶＴ機構２７をＯＮ状態とするかＯＦＦ状態とするかを設定する（ステップＳ１０６）。ＶＶＴ機構２７の状態の設定は、実施例では、インプットシャフト５１状の目標トルクＴｉ＊が閾値Ｔｉ１以上のときにＯＮ状態に設定し、目標トルクＴｉ＊が閾値Ｔｉ２以下のときにＯＦＦ状態に設定するものとした。ここで、閾値Ｔｉ１は若干の効率を無視してもエンジン２２から高トルクを出力させる必要のあるインプットシャフト５１上のトルクの下限値近傍の値として設定されるものであり、閾値Ｔｉ２はエンジン２２を効率よく運転させてエンジン２２からのトルクで賄うことができるインプットシャフト５１上のトルクの上限値近傍の値として設定されるものであり、エンジン２２の性能などにより定められる。なお、閾値Ｔｉ１と閾値Ｔｉ２は、ＶＶＴ機構２７の状態の頻繁な設定変更が行なわれないように閾値Ｔｉ１を閾値Ｔｉ２より大きくしてヒステリシスを持たせている。
【００２３】
続いて、ＶＶＴ機構２７がＯＮ状態に設定されているかＯＦＦ状態に設定されているかを判定し（ステップＳ１０８）、ＶＶＴ機構２７がＯＮ状態に設定されているときにはパワーモードマップによりエンジン２２の目標トルクＴｖ＊を設定し（ステップＳ１１０）、ＶＶＴ機構２７がＯＦＦ状態のときにはノーマルモードマップによりエンジン２２の目標トルクＴｖ＊設定する（ステップＳ１１２）。ここで、パワーモードマップはカムシャフトを進角側に移行させた状態でエンジン２２を効率よく運転できる最大トルクと回転数との関係として求められるものであり、ノーマルモードマップはカムシャフトが基準値にある状態でエンジン２２を効率よく運転できる最大トルクと回転数との関係として求められるものである。パワーモードマップとノーマルモードマップの一例を図４に示す。図中、曲線Ａはパワーモードマップであり、曲線Ｂはノーマルモードマップである。
【００２４】
エンジン２２の目標トルクＴｖ＊が設定されると、この設定されたエンジン２２の目標トルクＴｖ＊と前回このトルク制御ルーチンが実行されたときに次式（２）により計算された目標トルクＴｅ＊（図２では、前回Ｔｅ＊と示す）とを用いてこの式（２）によりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を計算する（ステップＳ１１４）。ここで、式（２）中のＫは、定数であり、このトルク制御ルーチンの繰り返し実行される時間間隔やエンジン２２の応答性などに基づいて値０と値１の間で設定される。この式（２）から解るように、計算される目標トルクＴｅ＊は、前回のエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とインプットシャフト５１上の目標トルクＴｉ＊から設定されたエンジン２２の目標トルクＴｖ＊との中間の値として計算されるから、このトルク制御ルーチンを繰り返し実行する処理は、目標トルクＴｅ＊を目標トルクＴｖ＊に漸近させるなまし処理となる。
【００２５】
【数２】
Ｔｅ＊←Ｔｖ＊＋（前回Ｔｅ＊−Ｔｖ＊）・Ｋ    （２）
【００２６】
こうしてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊が設定されると、インプットシャフト５１上の目標トルクＴｉ＊からエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を減じてモータ４０のトルク指令Ｔｍ＊を計算する（ステップＳ１１６）。そして、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊が出力されるようエンジン２２を制御すると共にモータ４０からトルク指令Ｔｍ＊が出力されるようモータ４０を制御して（ステップＳ１１８）、本処理ルーチンを終了する。エンジン２２の制御とモータ４０の制御は、具体的には、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から目標トルクＴｅ＊やトルク指令Ｔｍ＊をエンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９に通信により送信することにより行なわれる。即ち、目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２９によりエンジン２２から目標トルクＴｅ＊が出力されるようエンジン２２が制御され、トルク指令Ｔｍ＊を受信したモータＥＣＵ４９によりモータ４０からトルク指令Ｔｍ＊が出力されるようモータ４０が制御されるのである。
【００２７】
図５は、こうしたトルク制御ルーチンを実行した際のアクセル開度Ａｃｃと目標トルクＴｉ＊とＶＶＴ機構２７の状態とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とモータトルク指令Ｔｍ＊の時間変化を例示する説明図である。時間ｔ１に運転者がアクセルペダル８２を急激に踏み込むと、アクセル開度Ａｃｃが急増するのに伴って目標トルクＴｉ＊も急増する。アクセル開度Ａｃｃが値Ａｃｃ１に達してインプットシャフト上の目標トルクＴｉ＊が閾値Ｔｉ１より大きくなる時間ｔ２では、ＶＶＴ機構２７はＯＮ状態に設定され（ステップＳ１０４）、カムシャフトが進角側に移行される。しかし、ＶＶＴ機構２７の状態の変更は機械的な動作を伴うから、その変更には所定時間を要し、時間ｔ３にＯＮ状態が完了する。エンジン２２の目標トルクＴｅ＊は、式（２）によって計算されてなまされるから（ステップＳ１１４）、時間ｔ２から時間ｔ３の間では滑らかに上昇する。この間、モータ４０は目標トルクＴｉ＊から目標トルクＴｅ＊を減じて計算されたトルク指令Ｔｍ＊により制御されるから（ステップＳ１１６，Ｓ１１８）、インプットシャフト５１にはエンジン２２から出力される目標トルクＴｅ＊とモータ４０から出力されるトルク指令Ｔｍ＊とにより目標トルクＴｉ＊が出力される。
【００２８】
時間ｔ４に運転者が踏み込んでいたアクセルペダル８２を開放すると、アクセル開度Ａｃｃが急減するのに伴って目標トルクＴｉ＊も急減する。アクセル開度Ａｃｃが値ｃｃ２に達してインプットシャフト上の目標トルクＴｉ＊が閾値Ｔｉ２より小さくなる時間ｔ５では、ＶＶＴ機構２７はＯＦＦ状態に設定され（ステップＳ１０４）、カムシャフトが基準値に戻される。しかし、前述したように、ＶＶＴ機構２７の状態の変更は機械的な動作を伴うから、その変更には所定時間を要し、時間ｔ６にＯＦＦ状態が完了する。この時間ｔ５から時間ｔ６の間でもエンジン２２の目標トルクＴｅ＊は、式（２）によって計算されてなまされるから（ステップＳ１１４）、滑らかに降下する。この間も上述したように、モータ４０は目標トルクＴｉ＊から目標トルクＴｅ＊を減じて計算されたトルク指令Ｔｍ＊により制御されるから（ステップＳ１１６，Ｓ１１８）、インプットシャフト５１にはエンジン２２から出力される目標トルクＴｅ＊とモータ４０から出力されるトルク指令Ｔｍ＊とにより目標トルクＴｉ＊が出力される。
【００２９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセルペダル８２の踏み込みや開放に伴ってエンジン２２の運転ポイントが急変されても、前回のエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を用いてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊をなまして設定すると共にこの目標トルクＴｅ＊とインプットシャフト５１上の目標トルクＴｉ＊とを用いてモータ４０のトルク指令Ｔｍ＊を設定してエンジン２２とモータ４０とを制御するから、目標トルクＴｉ＊をインプットシャフト５１に出力することができる。特に、機械的な動作を伴って変更されるＶＶＴ機構２７の状態の変更を伴う場合でも、目標トルクＴｉ＊をインプットシャフト５１に出力することができる。しかも、必要に応じてＶＶＴ機構２７をＯＮ状態とＯＦＦ状態とに切り替えるから、エンジン２２とモータ４０とから要求されるトルク、即ち動力を出力することができると共に車両全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ＶＶＴ機構２７の状態の変更に拘わらず、式（２）を用いてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を計算するものとしたが、ＶＶＴ機構２７の状態の変更を伴うときには所定時間に亘って式（２）を用いてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を計算し、ＶＶＴ機構２７の状態の変更を伴わないときにはインプットシャフト５１上の目標トルクＴｉ＊から導出される目標トルクＴｖ＊をエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に設定するものとしてもよい。また、ＶＶＴ機構２７の状態の変更を伴うときには所定時間に亘って比較的大きな値を定数Ｋに設定して式（２）を用いてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を計算し、ＶＶＴ機構２７の状態の変更を伴わないときには比較的小さな値を定数Ｋに設定してエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を計算するものとしてもよい。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、式（２）を用いてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を計算することによるなまし処理によりＶＶＴ機構２７の状態の変更に対してエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を滑らかに変化させるものとしたが、ＶＶＴ機構２７の状態の変更の前後におけるインプットシャフト５１上の目標トルクＴｉ＊から導出される目標トルクＴｖ＊を補完するように目標トルクＴｅ＊を設定するものとしてもよい。この場合も、モータ４０のトルク指令Ｔｍ＊はインプットシャフト５１上の目標トルクＴｉ＊から補完するように設定された目標トルクＴｅ＊を減じて設定すればよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力とモータ４０からの動力とをプラネタリギヤ３０とＣＶＴ５０とを介して駆動軸としてのアウトプットシャフト５２に出力するものとしたが、エンジン２２からの動力とモータ４０からの動力とが駆動軸に出力されるものであれば如何なる構成としてもよい。
【００３３】
実施例では、本発明の一実施例としての動力出力装置やこれを搭載したハイブリッド自動車２０として説明したが、こうした実施例としての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たり、こうした動力出力装置を移動を伴わない建設機械などの駆動装置に搭載するものとしてもよい。
【００３４】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるトルク制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】目標トルクマップにおけるアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと目標トルクＴｏ＊との関係の傾向の一例を示す説明図である
【図４】パワーモードマップとノーマルモードマップの一例を示す説明図である。
【図５】実施例のトルク制御ルーチンを実行した際のアクセル開度Ａｃｃと目標トルクＴｉ＊とＶＶＴ機構２７の状態とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とモータトルク指令Ｔｍ＊の時間変化を例示する説明図である。
【符号の説明】
２０  駆動装置、２２  エンジン、２４  クランクシャフト、２５  クランクポジションセンサ、２６  スタータモータ、２７  ＶＶＴ機構、２８  ベルト、２９  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、３０  プラネタリギヤ、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３３  第１ピニオンギヤ、３４  第２ピニオンギヤ、３５  キャリア、３９  ケース、４０  モータ、４１  回転軸、４３  インバータ、４４  二次電池、４５  回転位置検出センサ、４６  電圧センサ、４７  電流センサ、４８  温度センサ、４９  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５０  ＣＶＴ、５１  インプットシャフト、５２  アウトプットシャフト、５３  プライマリープーリー、５４  セカンダリープーリー、５５ベルト、５６  第１アクチュエータ、５７  第２アクチュエータ、５９  ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、６１，６２  回転数センサ、６４  ディファレンシャルギヤ、６６ａ，６６ｂ  駆動輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  シフトレバー、８１  シフトポジションセンサ、８２  アクセルペダル、８３  アクセルペダルポジションセンサ、８４  ブレーキペダル、８５  ブレーキペダルポジションセンサ、８６  車速センサ、Ｃ１，Ｃ２  クラッチ、Ｂ１  ブレーキ。
【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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