JP2005329926A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速機を介して電動機により駆動軸に制動力を出力している最中に変速段を変速する際の変速ショックを抑制すると共に変速段の変速に必要なクラッチやブレーキなどに発熱が生じるのを抑制する。
【解決手段】 制動力をモータＭＧ２から出力している最中に変速機６０の変速要求がなされたときは、モータＭＧ２からの制動トルクを駆動輪３９ａ，３９ｂのブレーキ８９ａ，８９ｂによって置き換えて、モータＭＧ２からトルクを出力していない状態とした後に、変速機６０を変速し、変速後にブレーキ８９ａ，８９ｂに置き換えた制動トルクをモータＭＧ２からの制動トルクに置き換える。これにより、変速の際に生じ得るショックを抑制することができると共に変速に必要なクラッチやブレーキの発熱を抑制することができる。
【選択図】 図１

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する。

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンの出力軸を遊星歯車機構を介して車軸に連結された駆動軸に接続すると共に遊星歯車機構の回転要素に発電機を接続し、駆動軸に変速機を介して電動機を接続した自動車に搭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、変速機の変速段を車速に応じて変更することにより電動機からの動力を車速に応じた動力にして駆動軸に出力している。
特開２００２−２２５５７８号公報（図１）

しかしながら、上述の動力出力装置では、変速機の変速段を車速に応じた変速段とすることは記載されているが、駆動力が負の状態のとき、即ち制動時については考慮されていない。制動時には、電動機を回生制御することにより制動力を出力することができるが、この状態で変速機を変速すると、変速ショックが生じ、運転者に違和感を与えてしまう。また、変速に必要なクラッチやブレーキなどに発熱も生じる場合がある。

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、変速機を介して電動機により駆動軸に制動力を出力している最中に変速段を変速する際の変速ショック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、変速段の変速に必要なクラッチやブレーキなどに発熱が生じるの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、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を切り替え可能な少なくとも２段の変速段をもって行なう変速伝達手段と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に制動力を出力可能な制動力出力手段と、
前記駆動軸に制動力の出力が要求されて前記電動機から制動力を該駆動軸に出力している最中に前記変速伝達手段における変速段の切替指示がなされたとき、前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力が前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力に置き換わるよう前記電動機と前記制動力出力手段とを制御し、該制動力の出力を置き換えた後に前記変速伝達手段における変速段が切り替わるよう該変速伝達手段を制御し、該変速段を切り替えた後に前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力が前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力に置き換わるよう前記電動機と前記制動力出力手段とを制御する制動時変速切替制御手段と、
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、駆動軸に制動力の出力が要求されて電動機から制動力を駆動軸に出力している最中に電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を切り替え可能な少なくとも２段の変速段をもって行なう変速伝達手段における変速段の切替指示がなされたときには、電動機による駆動軸への制動力の出力を駆動軸に制動力を出力可能な制動力出力手段による駆動軸への制動力の出力に置き換え、制動力の出力を置き換えた後に変速伝達手段における変速段を切り替え、変速段を切り替えた後に制動力出力手段による駆動軸への制動力の出力を電動機による駆動軸への制動力の出力に置き換える。従って、電動機から制動力が出力されていない状態で変速段の切り替えを行なうことができる。この結果、変速段の切り替えの際に生じ得る変速ショックを抑制することができると共に変速段の変速に必要なクラッチやブレーキなどに発熱が生じるのを抑制することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記制動時変速切替制御手段は、前記制動力の出力の置き換えを前記駆動軸に出力されている制動力に変化が生じないよう行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、制動力の出力の置き換えの際のショックを抑制することができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記制動時変速切替制御手段は、前記電動機から出力する制動力と前記制動力出力手段から出力する制動力を所定の制動力ずつ変化させることにより前記制動力の出力の置き換えを行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、ショックを抑制しながら制動力の出力の置き換えを行なうことができる。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記制動時変速切替制御手段は、前記変速伝達手段における変速段が切り替わるよう該変速伝達手段を制御する際には、該変速段の切り替えの際の前記電動機の回転数の変化に基づいて前記駆動軸への制動力が変更されるよう前記制動力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。こうすれば、変速伝達手段の変速段の切り替えの際の変速ショックをより抑制することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制動時変速切替制御手段は、前記変速段の切り替えの際に生じる前記電動機の回転子の慣性トルクによる前記駆動軸への影響が打ち消される方向に前記駆動軸への制動力が変更されるよう前記制動力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。

また、本発明の動力出力装置において、前記制動力出力手段は、前記駆動軸に直接または間接に制動力を出力可能なブレーキであるものとすることもできる。

本発明の動力出力装置において、前記制動時変速切替制御手段は、前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力を前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力に置き換える置き換え前後における前記駆動軸の制動状態に基づいて前記制動力出力手段により前記駆動軸に出力される制動力を補正する手段であるものとすることもできる。こうすれば、制動力の出力の置き換え前後における駆動軸の制動状態をより適正なものとすることができる。この結果、制動力出力手段の状態やその経年変化により出力される制動力にバラツキが生じるものとなっても、そのバラツキを抑制することができる。この結果、よりスムーズに変速伝達手段における変速を行なうことができる。この場合、前記制動時変速切替制御手段は、前記置き換え前後における前記駆動軸の回転加速度の偏差が打ち消される方向に補正値を設定すると共に該設定した補正値により前記制動力出力手段により前記駆動軸へ出力される制動力を補正する手段であるものとすることもできる。

本発明の動力出力装置において、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って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する電力動力入出力手段と、を備えるものとすることもできる。この場合、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の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記第３の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取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを備え、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って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、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を切り替え可能な少なくとも２段の変速段をもって行なう変速伝達手段と、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取りが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に制動力を出力可能な制動力出力手段と、前記駆動軸に制動力の出力が要求されて前記電動機から制動力を該駆動軸に出力している最中に前記変速伝達手段における変速段の切替指示がなされたとき、前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力が前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力に置き換わるよう前記電動機と前記制動力出力手段とを制御し、該制動力の出力を置き換えた後に前記変速伝達手段における変速段が切り替わるよう該変速伝達手段を制御し、該変速段を切り替えた後に前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力が前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力に置き換わるよう前記電動機と前記制動力出力手段とを制御する制動時変速切替制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。

この本発明の自動車では、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、電動機から制動力が出力されていない状態で変速段の切り替えを行なうことができる効果やこれによる変速段の切り替えの際に生じ得る変速ショックを抑制することができる効果、変速段の変速に必要なクラッチやブレーキなどに発熱が生じるのを抑制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、
動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を切り替え可能な少なくとも２段の変速段をもって行なう変速伝達手段と、前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に制動力を出力可能な制動力出力手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記駆動軸に制動力の出力が要求されて前記電動機から制動力を該駆動軸に出力している最中に前記変速伝達手段における変速段の切替指示がなされたときには、
（ａ）前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力が前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力に置き換わるよう前記電動機と前記制動力出力手段とを制御し、
（ｂ）該制動力の出力を置き換えた後に前記変速伝達手段における変速段が切り替わるよう該変速伝達手段を制御し、
（ｃ）該変速段を切り替えた後に前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力が前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力に置き換わるよう前記電動機と前記制動力出力手段とを制御する
ことを要旨とする。

この動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸に制動力の出力が要求されて電動機から制動力を駆動軸に出力している最中に電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を切り替え可能な少なくとも２段の変速段をもって行なう変速伝達手段における変速段の切替指示がなされたときには、電動機による駆動軸への制動力の出力を駆動軸に制動力を出力可能な制動力出力手段による駆動軸への制動力の出力に置き換え、制動力の出力を置き換えた後に変速伝達手段における変速段を切り替え、変速段を切り替えた後に制動力出力手段による駆動軸への制動力の出力を電動機による駆動軸への制動力の出力に置き換えるから、電動機から制動力が出力されていない状態で変速段の切り替えを行なうことができる。この結果、変速段の切り替えの際に生じ得る変速ショックを抑制することができると共に変速段の変速に必要なクラッチやブレーキなどに発熱が生じるのを抑制することができる。

こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ｂ）は、前記変速伝達手段における変速段を切り替える際には、該変速段の切り替えの際の前記電動機の回転数の変化に基づいて前記駆動軸への制動力が変更されるよう前記制動力出力手段を制御するステップであるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速段の切り替えの際の変速ショックをより抑制することができる。

また、本発明の動力出力装置の制御方法において、前記ステップ（ａ）の前後における前記駆動軸の制動状態の変化を打ち消す方向に前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力を補正するステップを備えるものとすることもできる。こうすれば、制動力の置き換えの前後における制動状態の変化を抑制することができ、よりスムーズに変速伝達手段の変速を行なうことができる。

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、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系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には変速機６０を介してモータＭＧ２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に出力する。リングギヤ３２は、ギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に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の一方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とモータＭＧ２と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、共に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、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。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。

変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達するよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフ状態としてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。

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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃ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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータへの駆動信号や駆動輪３９ａ，３９ｂに制動力を出力するブレーキ８９ａ，８９ｂの図示しないアクチュエータ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。なお、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。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるブレーキペダル８５の踏み込み量に対応するブレーキポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求制動トルクを計算し、この要求制動トルクに対応する制動力がリングギヤに出力されるようモータＭＧ２とブレーキ８９ａ，８９ｂとを制御すると共にエンジン２２についてはアイドリング運転状態か運転停止状態となるよう制御し、モータＭＧ１についてはトルクを出力しないよう制御する。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に運転者がブレーキペダル８５を踏み込んで制動力を作用させているときに変速機６０を変速する際の制御について説明する。図３は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される制動時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、１６ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

制動時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、ブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキポジションＢＰや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ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ＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出されるモータ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の入力制限Ｗｉｎは、温度センサにより検出されたバッテリ５０の電池温度とバッテリ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。ここで、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度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て入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを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、入力したブレーキポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて車両に要求される制動トルクとして駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求制動トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求制動トルクＴｒ＊は、実施例では、ブレーキポジションＢＰと車速Ｖと要求制動トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求制動トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、ブレーキポジションＢＰ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制動トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図６に要求制動トルク設定用マップの一例を示す。なお、図示するように、要求制動トルクＴｒ＊は、ブレーキペダル８５が踏み込まれていなくてもアクセルペダル８３の踏み込みが解除されたときなどのようにアクセル開度Ａｃｃによっても発生するから、要求制動トルクＴｒ＊の設定については、ブレーキポジションＢＰと車速Ｖに加えてアクセル開度Ａｃｃを用いて行なうものとしてもよいのは勿論である。

次に、変速機６０の変速要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。変速機６０の変速要求としては制動時ではＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態への要求としてなされ、変速要求のタイミングは要求制動トルクＴｒ＊と車速Ｖに基づいて行なわれる。変速機６０の変速要求がなされていないときには、現在の変速機６０の状態からその減速比Ｇｒを設定し（ステップＳ１３０）、車速Ｖに基づいて要求制動トルクＴｒ＊のモータＭＧ２の持分を定めるモータ分配率ｋを設定する（ステップＳ１４０）。モータ分配率ｋは、モータＭＧ２の定格値などにより定めることができる。実施例ではモータＭＧ２としてリングギヤ軸３２ａに十分な制動力を出力可能なモータを用いている。従って、車速Ｖが値０近傍以外についてはモータＭＧ２の持分が多くなるようモータ分配率ｋに値１を設定するものとした。車速Ｖとモータ分配率ｋの関係の一例を図７に示す。

続いて、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍｉｎを計算すると共に（ステップＳ１５０）、モータ分配率ｋを要求制動トルクＴｒ＊に乗じたものを変速機６０の減速比Ｇｒで除して仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算し（ステップＳ１６０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとのうち大きい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ１７０）。このようにトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内でモータＭＧ２から制動トルクを出力することができる。

モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると、要求制動トルクＴｒ＊からモータＭＧ２の持分（Ｔｍ２＊・Ｇｒ）を減じたものに換算係数Ｇｂを乗じてブレーキ８９ａ，８９ｂから出力すべきブレーキトルクＴｂ＊を計算する（ステップＳ１８０）。ここで、換算係数Ｇｂは、リングギヤ軸３２ａに出力すべき制動トルクを駆動輪３９ａ，３９ｂに出力する際のトルクに換算するものとして定められる。なお、モータ分配率ｋが値１のときにはブレーキトルクＴｂ＊は値０であり、モータ分配率ｋが値０のときにはブレーキトルクＴｂ＊は要求制動トルクＴｒ＊に換算係数Ｇｂを乗じたものとなる。

そして、設定したモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信すると共に（ステップＳ１９０）、ブレーキ８９ａ，８９ｂからブレーキトルクＴｂ＊が出力されるようブレーキ８９ａ，８９ｂの図示しないアクチュエータを駆動制御して（ステップＳ１９５）、本ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２からトルク指令Ｔｍ２＊に相当するトルクが出力されるようインバータ４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。なお、前述したように、運転者にブレーキペダル８５が踏み込まれた制動時では、エンジン２２はアイドリング運転されるか運転停止されるよう制御され、モータＭＧ１はトルクが出力されないように制御される。

ステップＳ１２０で変速要求がなされていると判定されたときには、変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏの状態に変更する変速制御を実行する（ステップＳ２００）。図８は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。この変速制御ルーチンは、図３の制動時制御ルーチンが実行されてステップＳ１２０で肯定的な判定がなされる毎に繰り返し実行される。即ち、変速要求がなされると、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に実行されるのである。以下、この変速制御について説明する。

変速制御ルーチンを実行すると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３の状態を調べる（ステップＳ２１０）。フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３は、変速制御の実行段階を順に示すものであり、変速要求がなされたときに初期値として値０が設定される。なお、変速制御の実行段階を示すフラグとしては変速制御の完了を示すフラグＦ４もあり、これについても変速要求がなされたときに初期値として値０が設定される。このフラグＦ４に値１が設定されることは、図３の制動時制御においては変速要求の終了を意味し、ステップＳ１２０では肯定的な判定から否定的な判定、即ち「変速要求はなされていない」との判定に変更するものとなる。

フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３のいずれもが値０のときには、そのときに設定されているモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を格納値ＴｓｅｔとしてＲＡＭ７６の所定アドレスに格納し（ステップＳ２２０）、トルク指令Ｔｍ２＊を所定トルクΔＴ１だけ増加し（ステップＳ２３０）、フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ２４０）、変速制御ルーチンを終了する。ここで、所定トルクΔＴ１は、変速機６０がＨｉギヤの状態のときに図３の制動時制御ルーチンの起動間隔（この場合、８ｍｓｅｃ）でモータＭＧ２やブレーキ８９ａ，８９ｂのトルク変更を無理なく行なうことができるトルクとして設定されるものであり、モータＭＧ２の性能やブレーキ８９ａ，８９ｂの性能，変速機６０などにより定めることができる。

フラグＦ１が値１とされ、フラグＦ２，Ｆ３については共に値０のままのときには、トルク指令Ｔｍ２＊を所定トルクΔＴ１だけ増加すると共に（ステップＳ２５０）、所定トルクΔＴ１だけ増加したトルク指令Ｔｍ２＊の上限を値０に制限し（ステップＳ２６０）、制限されたトルク指令Ｔｍ２＊が値０となったときにフラグＦ２に値１を設定して（ステップＳ２７０，Ｓ２８０），変速制御ルーチンを終了する。ここで、図３のステップＳ１８０では、トルク指令Ｔｍ２＊に基づいてブレーキトルクＴｂ＊を設定するから、トルク指令Ｔｍ２＊を所定トルクΔＴ１ずつ増加することにより、所定トルクΔＴ１に換算係数Ｇｂを乗じたトルクずつブレーキトルクＴｂ＊が小さくなる。即ち、この動作は、モータＭＧ２の制動トルクを順次ブレーキ８９ａ，８９ｂからの制動トルクに置き換えるものとなる。モータ分配率ｋが値１のときにおけるこの場合のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ２＊とブレーキトルクＴｂ＊とをリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに換算した際の時間変化の一例を図９に示す。

フラグＦ１，Ｆ２が共に値１とされ、フラグＦ３については値０のままのときには、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊には値０が設定され、要求制動トルクＴｒ＊がブレーキ８９ａ，８９ｂにより駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されているときには、変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態、即ち、ブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態からブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態に切り替え（ステップＳ２９０）、フラグＦ３に値１を設定して（ステップＳ３００）、変速制御ルーチンを終了する。ここで、ギヤの状態の切り替えは、モータＭＧ２を切り離すブレーキＢ１とブレーキＢ２とが共にオフの状態を介して行なわれる。これにより、変速をスムーズに行なうことができる。このとき、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊には値０が設定されているから、変速機６０の変速によるトルクショックは生じない。また、ブレーキＢ１およびブレーキＢ２にフリクショントルクを要求しないから、ブレーキＢ１およびブレーキＢ２の発熱を抑制することができる。

フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３のいずれもが値１とされると、トルク指令Ｔｍ２＊を所定トルクΔＴ２だけ減少すると共に（ステップＳ３１０）、所定トルクΔＴ２だけ減少したトルク指令Ｔｍ２＊の下限を格納トルクＴｓｅｔに換算係数ｑを乗じた値に制限し（ステップＳ３２０）、制限されたトルク指令Ｔｍ２＊が格納トルクＴｓｅｔに換算係数ｑを乗じた値となったときにフラグＦ４に値１を設定して（ステップＳ３３０，Ｓ３４０），変速制御ルーチンを終了する。ここで、前述したように図３のステップＳ１８０では、トルク指令Ｔｍ２＊に基づいてブレーキトルクＴｂ＊を設定するから、トルク指令Ｔｍ２＊を所定トルクΔＴ２ずつ減少することにより、所定トルクΔＴ２に換算係数Ｇｂを乗じたトルクずつブレーキトルクＴｂ＊が大きくなる。即ち、この動作は、ブレーキ８９ａ，８９ｂからの制動トルクを変速後の格納トルクＴｓｅｔに相当するトルクに至るまで順次モータＭＧ２の制動トルクに置き換えるものとなる。モータ分配率ｋが値１のときにおけるこの場合のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ２＊とブレーキトルクＴｂ＊とをリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに換算した際の時間変化の一例を図１０に示す。なお、所定トルクΔＴ２は、変速機６０がＬｏギヤの状態のときに図３の制動時制御ルーチンの起動間隔（この場合、８ｍｓｅｃ）でモータＭＧ２やブレーキ８９ａ，８９ｂのトルク変更を無理なく行なうことができるトルクとして設定されるものであり、モータＭＧ２の性能やブレーキ８９ａ，８９ｂの性能，変速機６０などにより定めることができる。また、前述したように、フラグＦ４に値１が設定されるから、次回図３の制動時制御ルーチンが実行されたときにはステップＳ１２０で変速要求はなされていないと判定されるようになる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２から制動トルクを出力して制動している最中に変速機６０を変速する際には、モータＭＧ２から出力している制動トルクをブレーキ８９ａ，８９ｂから出力するよう置き換えて変速機６０を変速し、変速を終了した後にブレーキ８９ａ，８９ｂからの制動トルクをモータＭＧ２から出力するよう置き換えるから、変速機６０の変速の際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。また、このときブレーキＢ１およびブレーキＢ２にはフリクショントルクが要求されないから、ブレーキＢ１およびブレーキＢ２の発熱を抑制することができる。もとより、変速機６０の変速時には、ブレーキ８９ａ，８９ｂから制動トルクを出力するから、運転者が要求する制動力を維持しながら変速機６０を変速することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の変速時には駆動輪３９ａ，３９ｂに制動力を出力するブレーキ８９ａ，８９ｂによってモータＭＧ２の制動トルクを置き換えるものとしたが、従動輪に制動力を出力するブレーキによってモータＭＧ２の制動力を置き換えるものとしてもよいし、駆動輪３９ａ，３９ｂと従動輪とに制動力を出力するブレーキによってモータＭＧ２の制動トルクを置き換えるものとしてもよい。また、モータＭＧ２からの制動トルクを置き換えればよいから、リングギヤ軸３２ａに直接制動トルクを出力するブレーキを取り付け、このブレーキによってモータＭＧ２の制動トルクを置き換えるものとしても差し支えない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２から出力している制動トルクをブレーキ８９ａ，８９ｂから出力するよう置き換えて変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替える際には、単に、ブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態からブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態に切り替えるものとして説明したが、この変速機６０のギヤの状態を切り替える際にブレーキ８９ａ，８９ｂから出力されるブレーキトルクＴｂをモータＭＧ２の回転子のイナーシャを考慮して変更するものとしてもよい。この場合について以下に更に説明する。

図１１はモータＭＧ２の回転子のイナーシャを考慮する際に図３の制動時制御ルーチンに代えてハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図１２はモータＭＧ２の回転子のイナーシャを考慮する際に図８の変速制御ルーチンに代えてハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図１１の制動時制御ルーチンは、ステップＳ１２０で変速機６０の変速要求がなされていないときに補正トルクＴａに値０を設定するステップＳ１７５の処理が追加されている点と、ステップＳ１８０の処理に代えてブレーキトルクＴｂ＊の設定に補正トルクＴａを考慮したステップＳ１８５の処理が用いられている点とを除いて図３の制動時制御ルーチンと同一である。また、図１２の変速制御ルーチンは、変速機６０の変速が完了するまで補正トルクＴａを設定するステップＳ２９２，Ｓ２９４が追加されている点を除いて図８の変速制御ルーチンと同様である。以下、モータＭＧ２の回転子のイナーシャを考慮する点を中心に説明する。

図１１の制動時制御ルーチンのステップＳ１２０で変速機６０の変速要求がなされていると判定されて図１２の変速制御ルーチンが実行されてモータＭＧ２から出力している制動トルクをブレーキ８９ａ，８９ｂから出力するよう置き換えられフラグＦ１，Ｆ２に値１がセットされると（ステップＳ２２０〜Ｓ２８０）、変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態、即ち、ブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態からブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態への切り替えが開始される（ステップＳ２９０）。このとき、変速が完了するまでは、モータＭＧ２の回転子の完成モーメントＩにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分と係数ｋとを乗じた値を補正トルクＴａとして設定する（ステップＳ２９２，Ｓ２９４）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分は回転角速度の時間微分と同意であるから、モータＭＧ２の回転子の完成モーメントＩにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分を乗じたものは、モータＭＧ２のイナーシャトルクに相当する。このイナーシャトルクは、動力分配統合機構３０を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する。いま、係数ｋを、このイナーシャトルクをブレーキ８９ａ，８９ｂのトルクにより打ち消すための換算係数として設定したものであるとすれば、計算したイナーシャトルクに係数ｋを乗じることにより、モータＭＧ２のイナーシャトルクの影響を打ち消すためにブレーキ８９ａ，８９ｂから作用させるべきトルクを計算することができる。変形例では、このトルクとして補正トルクＴａを計算するのである。こうして計算した補正トルクＴａは、図１１の制動時制御ルーチンのステップＳ１８５でブレーキ８９ａ，８９ｂから作用させるべきブレーキトルクＴｂ＊の計算の際に用いられる。即ち、要求制動トルクＴｒ＊からモータＭＧ２の持分（Ｔｍ２＊・Ｇｒ）を減じたものに換算係数Ｇｂを乗じ、さらにこれに計算した補正トルクＴａを加えたものとしてブレーキトルクＴｂ＊を計算するのである。前述したように、変速機６０の変速時には、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は値０であるから、要求制動トルクＴｒ＊に換算係数Ｇｂを乗じて補正トルクＴａを加えたものがブレーキトルクＴｂ＊となる。そして、このブレーキトルクＴｂがブレーキ８９ａ，８９ｂから出力されるようブレーキ８９ａ，８９ｂの図示しないアクチュエータを駆動制御する（ステップＳ１９５）。

変速機６０の変速が完了すると、フラグＦ３に値１を設定して（ステップＳ３００）、ブレーキ８９ａ，８９ｂから出力するよう置き換えられたトルクをモータＭＧ２に置き換えて（ステップＳ３１０〜Ｓ３４０）、変速制御を完了する。

図１３に変速機６０を変速する際のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と補正トルクＴａとモータＭＧ２のトルクＴｍ２とブレーキトルクＴｂと駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの時間変化の一例を示す。時間ｔ１にモータＭＧ２から出力している制動トルクをブレーキ８９ａ，８９ｂから出力するよう置き換えが開始され、時間ｔ２に置き換えが完了する。この置き換えが完了した時間ｔ２に変速機６０の変速が開始され、ブレーキＢ１やブレーキＢ２のフリクション系合によりモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変化する。このモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化に伴って補正トルクＴａが計算され、ブレーキ８９ａ，８９ｂから出力すべきブレーキトルクＴｂに反映される。このため、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力される制動トルクは一定のトルクを維持する。そして、変速機６０の変速が完了した時間ｔ３にブレーキ８９ａ，８９ｂから出力しているトルクをモータＭＧ２から出力するトルクに置き換え始め、時間ｔ４にこの置き換えを完了して変速機６０の変速制御を終了する。

以上説明した変形例では、変速機６０を変速する際に生じ得るモータＭＧ２のイナーシャトルクによる駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａへの影響、即ち、変速機６０の変速時におけるトルクショックをより抑制することができる。この結果、乗り心地を向上させることができる。

こうした変形例では、補正トルクＴａを計算するのに、モータＭＧ２の回転子の慣性モーメントＩにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分と係数ｋを乗じるものとしたが、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に代えてモータＭＧ２の回転子の回転角速度を用いるものとしてもよいのは勿論である。

実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、モータＭＧ２から出力している制動トルクをブレーキ８９ａ，８９ｂから出力するよう置き換えて変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えるものとしたが、ブレーキ８９ａ，８９ｂの状態や経年変化などに基づく制動力の変化を補正するものとしてもよい。この場合について以下に更に説明する。

図１４は、ブレーキ８９ａ，８９ｂの状態や経年変化などに基づく制動力の変化を補正する際に図１１の制動時制御ルーチンに代えてハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図１５はブレーキ８９ａ，８９ｂの状態や経年変化などに基づく制動力の変化を補正する際に図１２の変速制御ルーチンに代えてハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図１４の制動時制御ルーチンは、ブレーキトルクＴｂ＊の設定に補正トルクＴａを考慮したステップＳ１８５の処理に代えてこうした補正トルクＴａを考慮したものに対して更に補正係数ｋｂを考慮するステップＳ１８８が用いられている点を除いて図１１の制動時制御ルーチンと同一である。また、図１５の変速制御ルーチンは、ステップＳ２２０の後にリングギヤ軸３２ａの回転加速度α１を計算するステップＳ２２５が追加されている点とステップＳ２８０の後にリングギヤ軸３２ａの回転加速度α２を計算するステップＳ２８２と補正係数ｋｂを更新するステップＳ２８４とが追加されている点を除いて図１２の変速制御ルーチンと同様である。以下、ブレーキ８９ａ，８９ｂの状態や経年変化などに基づく補正を考慮する点を中心に説明する。

変速制御ルーチンでは、図１５に示すように、変速要求がなされており、フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３のいずれもが値０のときには、まず、そのときに設定されているモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を格納値ＴｓｅｔとしてＲＡＭ７６の所定アドレスに格納し（ステップＳ２２０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ２＊をブレーキ８９ａ，８９ｂに置き換える前のリングギヤ軸３２ａの回転加速度α１を計算する（ステップＳ２２５）。回転加速度α１は、例えば制動時制御ルーチンが前回実行されたときに入力された回転数Ｎｍ２と今回実行されたときに入力された回転数Ｎｍ２との差を制動時制御ルーチンの起動時間で除してギヤ比Ｇｒを乗じることにより計算することができる。そして、トルク指令Ｔｍ２＊を所定トルクΔＴ１だけ増加し（ステップＳ２３０）、フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ２４０）、変速制御ルーチンを終了する。

フラグＦ１が値１とされ、フラグＦ２，Ｆ３については共に値０のままのときには、トルク指令Ｔｍ２＊を所定トルクΔＴ１だけ増加すると共に（ステップＳ２５０）、所定トルクΔＴ１だけ増加したトルク指令Ｔｍ２＊の上限を値０に制限する（ステップＳ２６０）。そして、制限されたトルク指令Ｔｍ２＊が値０となったときにフラグＦ２に値１を設定し（ステップＳ２７０，Ｓ２８０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ２＊をブレーキ８９ａ，８９ｂに置き換えた直後のリングギヤ軸３２ａの回転加速度α２を計算し（ステップＳ２８２）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ２＊をブレーキ８９ａ，８９ｂに置き換えた前後のリングギヤ軸３２ａの回転加速度α１，α２に基づいて回転加速度α１と回転加速度α２との差が打ち消される方向に作用する補正係数ｋｂを計算すると共に計算した補正係数ｋｂで現在値を更新して（ステップＳ２８４）、変速制御ルーチンを終了する。ここで、補正係数ｋｂは、図１４に例示する制動時制御ルーチンのステップＳ１８８におけるブレーキトルクＴｂ＊の設定の際に全体に乗じる補正係数として用いられる。したがって、回転加速度α２が回転加速度α１より大きくブレーキ８９ａ，８９ｂによる制動力が想定されている制動力より小さいときには補正係数ｋｂは現在値より大きな値として設定されて更新され、逆に回転加速度α２が回転加速度α１より小さくブレーキ８９ａ，８９ｂによる制動力が想定されている制動力より大きいときには補正係数ｋｂは現在値より小さな値として設定されて更新される。

以上説明した変形例によれば、ブレーキ８９ａ，８９ｂの状態や経年変化などによりその制動力に変化が生じても、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ２＊をブレーキ８９ａ，８９ｂに置き換えた前後のリングギヤ軸３２ａの回転加速度α１，α２に基づいて回転加速度α１，α２の差を打ち消す方向に設定された補正係数ｋｂを用いてブレーキトルクＴｂ＊を設定するから、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ２＊をブレーキ８９ａ，８９ｂに置き換えた前後に作用する制動力に変化が生じるのを抑制することができる。この結果、変速機６０の変速をトルクショックを抑制してスムーズに行なうことができる。

こうした変形例では、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ２＊をブレーキ８９ａ，８９ｂに置き換えた前後のリングギヤ軸３２ａの回転加速度α１，α２に基づいて補正係数ｋｂを設定するものとしたが、ハイブリッド自動車２０に加速度センサを設け、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ２＊をブレーキ８９ａ，８９ｂに置き換えた前後で検出される車両加速度に基づいて補正係数ｋｂを設定するものとしてもよい。

また、変形例では、ブレーキトルクＴｂ＊の設定の際に全体に乗じる補正係数として補正係数ｋｂを設定するものとしたが、ブレーキトルクＴｂ＊を設定する際に加減する補正係数として補正係数ｋｂを設定するものとしてもよい。

さらに、変形例では、変速機６０のギヤの状態を切り替える際にブレーキ８９ａ，８９ｂから出力されるブレーキトルクＴｂをモータＭＧ２の回転子のイナーシャを考慮して変更すると共にブレーキ８９ａ，８９ｂの状態や経年変化などに基づく制動力の変化を補正するものとして説明したが、ブレーキ８９ａ，８９ｂの状態や経年変化などに基づく制動力の変化を補正するものであれば、ブレーキ８９ａ，８９ｂから出力されるブレーキトルクＴｂをモータＭＧ２の回転子のイナーシャを考慮し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やその変形例では、Ｈｉ，Ｌｏの２段の変速段をもって変速可能な変速機６０を用いるものとしたが、変速機６０の変速段は２段に限られるものではなく、３段以上の変速段としてもよい。また、変速機６０として有段変速機を用いたが、無段変速機を用いるものとしても差し支えない。

実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、モータＭＧ２の動力を変速機６０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１６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の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１６における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。この場合、制動時に変速機６０を変速するときには、モータＭＧ２から出力している制動トルクを駆動輪３９ａ，３９ｂに制動力を出力するブレーキ８９ａ，８９ｂによって置き換えるものとしてもよいし、モータＭＧ２が接続された駆動輪３９ｃ，３９ｄに制動力を出力するブレーキ８９ｃ，８９ｄによって置き換えるものとしてもよいし、駆動輪３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄに制動力を出力するブレーキ８９ａ，８９ｂ，８９ｃ，８９ｄによって置き換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の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂ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１７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３９ａ，３９ｂ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。この場合も制動時に変速機６０を変速するときには、モータＭＧ２から出力している制動トルクを駆動輪３９ａ，３９ｂに制動力を出力するブレーキ８９ａ，８９ｂによって置き換えるものとしてもよいし、従動輪３９ｅ，３９ｆに制動力を出力するブレーキ８９ｅ，８９ｆによって置き換えるものとしてもよいし、駆動輪３９ａ，３９ｂおよび従動輪３９ｅ，３９ｆに制動力を出力するブレーキ８９ａ，８９ｂおよびブレーキ８９ｅ，８９ｆによって置き換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。

本発明の一実施例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。 変速機６０の構成の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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。 要求制動トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 車速Ｖとモータ分配率ｋの関係の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータＭＧ２の制動トルクを順次ブレーキ８９ａ，８９ｂからの制動トルクに置き換える際の両トルクをリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに換算した際の時間変化の一例を示す説明図である。 ブレーキ８９ａ，８９ｂからの制動トルクを順次モータＭＧ２の制動トルクに置き換える際の両トルクをリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに換算した際の時間変化の一例を示す説明図である。 変形例の制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変速機６０を変速する際のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と補正トルクＴａとモータＭＧ２のトルクＴｍ２とブレーキトルクＴｂと駆動軸に出力されるトルクの時間変化の一例を示す説明図である。 変形例の制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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、３１，６１，６５ サンギヤ、３１ａ サンギヤ軸、３２，６２，６６ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３，６３ａ，６３ｂ，６７ ピニオンギヤ、３４，６４，６８ キャリア、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪，３９ｃ，３９ｄ 車輪、３９ｅ，３９ｆ 従動輪、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、４８ 回転軸、５０ バッテリ、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 変速機、６０ａ，６０ｂ 遊星歯車機構、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、８９ａ，８９ｂ，８９ｃ，８９ｄ，８９ｅ，８９ｆ ブレーキ、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、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ。

Claims (15)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   動力を入出力可能な電動機と、
   該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を切り替え可能な少なくとも２段の変速段をもって行なう変速伝達手段と、
   前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   前記駆動軸に制動力を出力可能な制動力出力手段と、
   前記駆動軸に制動力の出力が要求されて前記電動機から制動力を該駆動軸に出力している最中に前記変速伝達手段における変速段の切替指示がなされたとき、前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力が前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力に置き換わるよう前記電動機と前記制動力出力手段とを制御し、該制動力の出力を置き換えた後に前記変速伝達手段における変速段が切り替わるよう該変速伝達手段を制御し、該変速段を切り替えた後に前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力が前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力に置き換わるよう前記電動機と前記制動力出力手段とを制御する制動時変速切替制御手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 前記制動時変速切替制御手段は、前記制動力の出力の置き換えを前記駆動軸に出力されている制動力に変化が生じないよう行なう手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 前記制動時変速切替制御手段は、前記電動機から出力する制動力と前記制動力出力手段から出力する制動力を所定の制動力ずつ変化させることにより前記制動力の出力の置き換えを行なう手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
4. 前記制動時変速切替制御手段は、前記変速伝達手段における変速段が切り替わるよう該変速伝達手段を制御する際には、該変速段の切り替えの際の前記電動機の回転数の変化に基づいて前記駆動軸への制動力が変更されるよう前記制動力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. 前記制動時変速切替制御手段は、前記変速段の切り替えの際に生じる前記電動機の回転子の慣性トルクによる前記駆動軸への影響が打ち消される方向に前記駆動軸への制動力が変更されるよう前記制動力出力手段を制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
6. 前記制動力出力手段は、前記駆動軸に直接または間接に制動力を出力可能なブレーキである請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
7. 前記制動時変速切替制御手段は、前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力を前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力に置き換える置き換え前後における前記駆動軸の制動状態に基づいて前記制動力出力手段により前記駆動軸に出力される制動力を補正する手段である請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
8. 前記制動時変速切替制御手段は、前記置き換え前後における前記駆動軸の回転加速度の偏差が打ち消される方向に補正値を設定すると共に該設定した補正値により前記制動力出力手段により前記駆動軸へ出力される制動力を補正する手段である請求項７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であって、
   内燃機関と、
   該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って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する電力動力入出力手段と、
   を備える動力出力装置。
10. 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の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記第３の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９記載の動力出力装置。
11. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを備え、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って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する対回転子電動機である請求項１０記載の動力出力装置。
12. 請求項１ないし１１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接続されてなる自動車。
13. 動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を切り替え可能な少なくとも２段の変速段をもって行なう変速伝達手段と、前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に制動力を出力可能な制動力出力手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    前記駆動軸に制動力の出力が要求されて前記電動機から制動力を該駆動軸に出力している最中に前記変速伝達手段における変速段の切替指示がなされたときには、
    （ａ）前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力が前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力に置き換わるよう前記電動機と前記制動力出力手段とを制御し、
    （ｂ）該制動力の出力を置き換えた後に前記変速伝達手段における変速段が切り替わるよう該変速伝達手段を制御し、
    （ｃ）該変速段を切り替えた後に前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力の出力が前記電動機による前記駆動軸への制動力の出力に置き換わるよう前記電動機と前記制動力出力手段とを制御する
    動力出力装置の制御方法。
14. 前記ステップ（ｂ）は、前記変速伝達手段における変速段を切り替える際には、該変速段の切り替えの際の前記電動機の回転数の変化に基づいて前記駆動軸への制動力が変更されるよう前記制動力出力手段を制御するステップである請求項１３記載の動力出力装置の制御方法。
15. 前記ステップ（ａ）の前後における前記駆動軸の制動状態の変化を打ち消す方向に前記制動力出力手段による前記駆動軸への制動力を補正するステップを備える請求項１３または１４記載の動力出力装置の制御方法。
    

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