JP2006056343A - 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置、動力出力装置における変速制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動機からの動力を変速機を介して駆動軸に出力する装置における変速機の変速段の変更の際における変速ショックを低減する。
【解決手段】 モータＭＧ２の動力を変速して駆動軸に伝達する変速機の変速段をモータＭＧ２からのトルクを伝達しながら変更するときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更後回転数Ｎｅｎｄに近い変更開始回転数Ｎｓｔに至るまでは変速段の変更前のトルク指令Ｔｍ２＊を維持し、その後、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化に伴ってモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を変速段の変更後のトルクＴｅｎｄに滑らかに変化させる。これにより、変速段の変更の際のトルクの落ち込みなどによる変速ショックを低減することができる。
【選択図】 図１０

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駆動装置、動力出力装置における変速制御方法に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、モータからの動力を自動変速装置を用いて変速して車軸に連結された駆動軸に出力す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、自動変速装置の変速段を変更する変速時には、モータの回転数に対するトルクの変化と変速時のイナーシャによる影響を考慮してモータから出力するトルクを制御することにより、変速ショックを低減している。
特開平６−３１９２１０号公報

しかしながら、上述の動力出力装置では、自動変速装置の変速時に駆動軸に出力するトルクが目標としているトルクより小さくなる場合が生じる。自動変速装置ではクラッチの半係合を介して変速する場合が多く、こうした自動変速装置でダウンシフトする場合、出力パワーを同一に保つため、モータの回転数の上昇に伴ってモータから出力するトルクを小さくすると、トルクの低下によりクラッチの半係合を介して駆動軸側に伝達されるトルクも低下してしまう。この場合、更にイナーシャが負側に生じる影響もあるため、伝達されるトルクは更に低下してしまう。上述の動力出力装置のように、イナーシャによる影響を考慮してモータから出力するトルクを制御しても、イナーシャによる影響を打ち消すことができるものの、イナーシャによる影響以外に起因して生じるトルクの低下は抑制することができず、変速ショックを生じてしまう。

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駆動装置、動力出力装置における変速制御方法は、電動機からの動力を変更可能な変速段を有する変速機を介して駆動軸に出力する装置における変速機の変速段の変更の際の変速ショックを低減することを目的とする。

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駆動装置、動力出力装置における変速制御方法は、上述の目的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、
動力を出力可能な電動機と、
前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して前記駆動軸に伝達可能で、少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたとき、該変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、該クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する変速制御手段と、
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、電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して駆動軸に伝達変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたときには、変速段の変更の前後において電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、電動機から設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう電動機と変速伝達手段とを制御し、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に電動機から出力される駆動力が設定した変更前駆動力から設定した変更後駆動力に変更されるよう電動機と変速伝達手段とを制御する。即ち、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至るまでは電動機からは変更前駆動力が出力されるから、変速段を変更する際に電動機から出力された駆動力のうち変速伝達手段を介して駆動軸に伝達される駆動力が低下するのを抑制することができる。この結果、いわゆる変速ショックを低減することができる。ここで、「クラッチ」には、二つの回転系を接続する通常のクラッチが含まれる他、一つの回転系をケースなどの非回転系に固定するブレーキも含まれる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記変速制御手段は、前記クラッチによる半係合により前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に対して所定の割合に至ったときに前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段と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、クラッチによる半係合により電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に対して所定の割合に至るまでに生じ得る駆動軸に出力する駆動力の低下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、前記変速制御手段は、前記クラッチによる半係合を所定時間継続した以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段と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、クラッチによる半係合を所定時間継続するまでに生じ得る駆動軸に出力する駆動力の低下を抑制することができる。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記変速制御手段は、前記電動機から出力される駆動力を前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更する際には、前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に至ったときに駆動力の変更が終了するよう前記電動機と前記変速伝達手段と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、電動機から出力すべき駆動力の変更をスムーズに行なうことができる。

あるいは、本発明の動力出力装置において、前記変速制御手段は、前記クラッチによる半係合により前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に至ったときに前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段と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、クラッチによる半係合により電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に至るまでに生じ得る駆動軸に出力する駆動力の低下を抑制することができる。

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前記駆動軸とに接続され電力と動力と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電力動力入出力手段と、前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、該設定された要求駆動力に基づく駆動力が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変速伝達手段と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、を備え、前記変速制御手段は、前記変速段の変更の前後における前記駆動制御手段による前記変速伝達手段および前記電動機の制御に連動するよう前記変速段の変更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、駆動軸に要求される動力を内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とからの動力により出力することができると共に変速伝達手段の変速段の変更をスムーズに行なうことができる。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の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。

本発明の動力出力装置において、内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、前記電動機および前記発電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備え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、動力を出力可能な電動機と、前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して前記駆動軸に伝達可能で、少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたとき、該変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、該クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する変速制御手段と、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、変速伝達手段の変速段を変更する際に電動機から出力された駆動力のうち変速伝達手段を介して駆動軸に伝達される駆動力が低下す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。

本発明の駆動装置は、
駆動軸と電動機の回転軸とに接続される駆動装置であって、
前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して前記駆動軸に伝達可能で、少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたとき、該変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、該クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する変速制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して駆動軸に伝達変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたときには、変速段の変更の前後において電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、電動機から設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう電動機と変速伝達手段とを制御し、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に電動機から出力される駆動力が設定した変更前駆動力から設定した変更後駆動力に変更されるよう電動機と変速伝達手段とを制御する。即ち、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至るまでは電動機からは変更前駆動力が出力されるから、変速段を変更する際に電動機から出力された駆動力のうち変速伝達手段を介して駆動軸に伝達される駆動力が低下するのを抑制することができる。この結果、いわゆる変速ショックを低減することができる。

こうした本発明の駆動装置において、前記駆動装置は内燃機関の出力軸と発電機の回転軸とに接続されてなり、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を備えるものとすることもできる。

本発明の動力出力装置における変速制御方法は、
動力を出力可能な電動機と、前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して駆動軸に伝達可能で少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、を備える動力出力装置において、前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する際の制御方法であって、
前記変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、
前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、
前記クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置における変速制御方法では、電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して駆動軸に伝達変速伝達手段の変速段を減速側に変更するときには、変速段の変更の前後において電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、電動機から設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう電動機と変速伝達手段とを制御し、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に電動機から出力される駆動力が設定した変更前駆動力から設定した変更後駆動力に変更されるよう電動機と変速伝達手段とを制御する。即ち、クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至るまでは電動機からは変更前駆動力が出力されるから、変速段を変更する際に電動機から出力された駆動力のうち変速伝達手段を介して駆動軸に伝達される駆動力が低下するのを抑制することができる。この結果、いわゆる変速ショックを低減することができる。

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駆動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にはリングギヤ軸３２ａを介して変速機６０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３７，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。

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。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に伝達でき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）。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。

ブレーキＢ１，Ｂ２は、図３に例示する油圧回路１００からの油圧によりオンオフされるようになっている。油圧回路１００は、図示するように、エンジン２２の回転により駆動する機械式ポンプ１０２と、図示しない電気モータを内蔵する電動ポンプ１０４と、機械式ポンプ１０２または電動ポンプ１０４からのライン油圧ＰＬを調整する３ウェイソレノイド１０６およびプレッシャーコントロールバルブ１０８と、ライン油圧ＰＬを用いてブレーキＢ１，Ｂ２の係合力を調整するリニアソレノイド１１０，１１１やコントロールバルブ１１２，１１３，アキュムレータ１１４，１１５とから構成されている。油圧回路１００では、ライン油圧ＰＬは、３ウェイソレノイド１０６を駆動してプレッシャーコントロールバルブ１０８の開閉を制御することにより調整することができ、ブレーキＢ１，Ｂ２の係合力は、リニアソレノイド１１０，１１１に印加する電流を制御することによりライン油圧ＰＬをブレーキＢ１，Ｂ２に伝達させるコントロールバルブ１１２，１１３の開閉を制御することにより調節することができる。

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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、電動ポンプ１０４を駆動する電気モータへの駆動信号や３ウェイソレノイド１０６への駆動信号，リニアソレノイド１１０，１１１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。

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、特にアクセルオンされて変速機６０をダウンシフトする際の動作について説明する。図４は、変速機６０をダウンシフトする際に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。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ＥＣＵ４０からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリＥＣＵ５２からのバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊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。充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が基準値より大きいときには大きいほど放電用のパワーが大きくなるように、且つ、残容量（ＳＯＣ）が基準値より小さいときには小さいほど充電用のパワーが大きくなるように予め設定されたマップを用いてバッテリＥＣＵ５２により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５に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｒ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとして計算することができる。リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることにより求めることができる。

要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｒ＊とを設定すると、要求パワーＰｒ＊と充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとを合算することによりエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を計算し（ステップＳ１２０）、この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＊とを設定する（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６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。

次に、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ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Ｓ１４０）。ここで、式（１）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７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軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、この共線図における回転数の関係を用いることにより容易に導くことができる。したがって、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することによりエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。式（２）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（２）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。なお、図７におけるＲ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（以下、このトルクを直達トルクＴｅｒと呼ぶ）と、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。

Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nr/ρ (1)
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt (2)

モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算すると、要求トルクＴｒ＊から直達トルクＴｅｒ（＝−Ｔｍ１＊／ρ）を減じたものを変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒで割ってモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を計算する（ステップＳ１５０）。

そして、変速機６０をダウンシフトするよう変速段を変速している最中であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。いま、変速機６０をダウンシフトする直前の状態を考えれば、変速中ではないと判定される。このときには、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とに基づいて変速機６０のダウンシフトによる変速段の変速要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ここで、変速機６０の変速段の変速要求は、実施例では、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とギヤ状態との関係を予め定めて変速状態設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とが与えられると、マップから対応するギヤ状態を導出し、この導出したギヤ状態と現在のギヤ状態とを比較することにより行なうものとした。変速状態設定用マップの一例を図８に示す。実施例では、モータＭＧ２がその上限回転数以下で駆動する必要から、車速Ｖがこの上限回転数より若干低い回転数に相当する車速Ｖｈｉ以上のときには、要求トルクＴｒ＊に拘わらず、変速機６０はＨｉギヤ状態とするものとした。いま、変速機６０をダウンシフトする直前の状態を考えているから、例えば図中ＡポイントのＨｉギヤの状態で変速機６０の変速段の変速要求はされないものとなる。

ステップＳ１７０で変速機６０のダウンシフトによる変速段の変速要求がなされていないと判定されたときには、設定したエンジン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のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とについてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２６０）、本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燃料噴射制御や点火制御などを行なう。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。

一方、運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれて大きな要求トルクＴｒ＊が設定され、例えば図８中ＡポイントであったものがＢポイントに変更されたことにより、ステップＳ１７０で変速機６０のダウンシフトによる変速段の変速要求がなされていると判定されたときには、変速後の変速機６０のギヤ比Ｇｅｎｄにリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じて得られる変速段の変更後（Ｌｏギヤの状態）のモータＭＧ２の回転数である変更後回転数Ｎｅｎｄに係数ｋを乗じてモータＭＧ２のトルクの変更を開始する変更開始回転数Ｎｓｔを計算する（ステップＳ１８０）。ここで、係数ｋは、モータＭＧ２のトルクの変更を開始する際の変速段の変更の程度を設定するものであり、値１未満の値（例えば、値０．９や値０．８など）を用いる。このように、モータＭＧ２のトルクの変更を変速段の変更がある程度進んだ後に開始する理由については後述する。こうして変更開始回転数Ｎｓｔを計算すると、変速機６０の変速段変更処理の開始を指示して（ステップＳ１９０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を送信して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

変速機６０の変速段を変更する処理は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により図９に例示する変速段変更処理を実行することにより行なわれる。変速段変更処理では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、ファストフィルを実行する（ステップＳ３１０）。ここで、ファストフィルは、摩擦部材が当接するまでの隙間を埋めるためにパックにオイルを急速充填させる処理である。具体的には、ＬｏギヤからＨｉギヤへの変更（アップシフト）であるときにはブレーキＢ１側のリニアソレノイド１１０を，ＨｉギヤからＬｏギヤへの変更（ダウンシフト）であるときにはブレーキＢ２側のリニアソレノイド１１１を１００％かそれに近いデューティ比で駆動する処理となる。なお、このファストフィルの実行と併せて、ファストフィルによりオイルが充填されるブレーキとは反対のブレーキに作用しているオイルを抜く動作も行なわれる。ファストフィルの実行が終了すると（ステップＳ３２０）、次に、リニアソレノイド１１０，１１１を１００％からそれに近いデューティ比から低いデューティ比として低圧待機し（ステップＳ３３０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔ近傍に至ったかを待つ（ステップＳ３４０）。モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔ近傍に至ると、低圧待機の状態から油圧が昇圧されるようリニアソレノイド１１０，１１１をデューティ比を調節する昇圧制御を行なって（ステップＳ３５０）、本ルーチンを終了する。なお、こうした変速段変更処理を行なっている最中も図４に例示した駆動制御ルーチンは繰り返し実行される。

こうした変速段変更処理の実行が開始されると、駆動制御ルーチンでは、ステップＳ１６０で変速機６０の変速段を変速中であると判定し、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに変速段の変更後の変速機６０のギヤ比Ｇｅｎｄを乗じて変更後回転数Ｎｅｎｄを計算すると共に要求トルクＴｒ＊から直達トルクＴｅｒ（＝−Ｔｍ１＊／ρ）を減じたものを変速段の変更後の変速機６０のギヤ比Ｇｅｎｄで割って変速段の変更後にモータＭＧ２から出力すべきトルク（変更後トルク）Ｔｅｎｄを計算する（ステップＳ２００）。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更後回転数Ｎｅｎｄ近傍に至っているか否か、即ち、回転数Ｎｍ２が変更後回転数Ｎｅｎｄより若干小さな回転数以上に至っているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。この判定は、図９に例示した変速段変更処理では変速段の変更処理は終了していないものの、駆動制御ルーチンとしては変速段の変更を終了するものとして取り扱うために行なうものである。変速機６０の変速段の変更を開始した直後では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は変速段の変更前の回転数に近いため、変更後回転数Ｎｅｎｄ近傍に至っていないと判定される。

続いて、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔ近傍に至った以降であるか否か、即ち、回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔより若干大きな回転数以上に至った以降であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。この判定は、変速段の変更に伴ってモータＭＧ２のトルクを変更するか否かを決定するために行なわれる。モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔ近傍に至っていないときには、まだモータＭＧ２のトルク変更は不要と判断し、設定した目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を送信して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。一方、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔ近傍に至った以降であるときには、モータＭＧ２から出力するトルクが変更後トルクＴｅｎｄに滑らかに変更されるようステップＳ１５０で設定したトルク指令Ｔｍ２＊を用いて次式（３）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を再設定し（ステップＳ２５０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を送信して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

Tm2*＝Tm2*＋（Tend-Tm2*)・(Nm2-Nst)／(Nend-Nst) (3)

なお、ステップＳ２１０でモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更後回転数Ｎｅｎｄ近傍に至っていると判定されると、変速機６０のギヤ比Ｇｒに変更後のギヤ比Ｇｅｎｄを設定すると共に（ステップＳ２３０）、変速段の変速中を解除し（ステップＳ２４０）、式（３）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を再設定し（ステップＳ２５０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を送信して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

図１０に変速機６０をダウンシフトしている際のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊とブレーキＢ１，Ｂ２油圧の時間変化の一例を示す。変速機６０の変速段の変速要求がなされた時刻ｔ１以降にブレーキＢ２側のファストフィルが実行されると共にブレーキＢ１の半係合が行なわれる（ステップＳ３１０）。そしてファストフィルが終了した時刻ｔ２から低圧待機が行なわれ（ステップＳ３３０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔ近傍に至った時刻ｔ３に昇圧制御が開始される（ステップＳ３５０）。モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔ近傍に至る時刻ｔ３までは、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊には変速機６０の変速段の変更を開始する前のトルクが設定される（ステップＳ１５０）。ダウンシフトによる変速機６０の変速段の変更は、ブレーキＢ１の半係合によりモータＭＧ２のトルクをリングギヤ軸３２ａに伝達しながら行なわれるから、変更前のトルク指令Ｔｍ２＊を維持しながらブレーキＢ１の半係合によりモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変更後回転数Ｎｅｎｄに変更することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化に伴ってトルク指令Ｔｍ２＊を変更する際に生じ得るトルクの落ち込みを抑止することができる。モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔ近傍に至った時刻ｔ３以降は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍが変更開始回転数Ｎｓｔから変更後回転数Ｎｅｎｄに至る間に滑らかにトルク指令Ｔｍ２＊が変更後トルクＴｅｎｄに移行するようトルク指令Ｔｍ２＊が設定される（ステップＳ２５０）。このように、トルク指令Ｔｍ２＊を滑らかに変速段の変更後のトルク（変更後トルクＴｅｎｄ）に移行するから、変速ショックを抑制することができる。したがって、変速ショックを抑制することができる程度にトルク指令Ｔｍ２＊を変更後トルクＴｅｎｄに移行できればよいから、その範囲で変更開始回転数Ｎｓｔはできる限り変更後回転数Ｎｅｎｄに近い方が好ましい。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更後回転数Ｎｅｎｄ近傍に至ったときに変速機６０のギヤ比Ｇｒに変更後のギヤ比Ｇｅｎｄが設定されるから、その後は変速後のギヤ比によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が設定される。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、変速機６０をダウンシフトするよう変速段を変更する際には、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変速段の変更後のモータＭＧ２の回転数である変更後回転数Ｎｅｎｄに近い変更開始回転数Ｎｓｔに至るまでは変速段の変更前のモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２を駆動制御することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化に伴ってトルク指令Ｔｍ２＊を変更する際に生じ得るトルクの落ち込みを抑止することができる。この結果、変速ショックを抑制することができる。しかも、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔに至った以降はモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が変速段の変更後のトルク（変更後トルクＴｅｎｄ）に滑らかに移行するようトルク指令Ｔｍ２＊を設定するから、トルクの変更に伴う変速ショックを抑制することができる。この結果、変速機６０の変速段の変更をスムーズに行なうことができる。もとより、変速機６０の変速段の変更の際でも運転者の要求する要求トルク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、変速機６０の変速段を変更する際には、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔ近傍に至るまでは変速段の変更前のモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２を駆動制御するものとしたが、変速段の変更の程度が予め定めた程度（例えば、終盤に近い程度）に至るまでは変速段の変更前のモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２を駆動制御すればよいから、変速段の変更の程度については、ファストフィルからの経過時間によって求めてもよいし、その他により求めてもよい。また、トルク指令Ｔｍ２＊の変更を開始する変速段の変更の程度は、変速段の変更を開始した後であって変速段の変更が終了するまでであれば如何なる程度としてもよい。この場合、変速段の変更が終了したとき、即ちモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更後回転数Ｎｅｎｄに至ったときにトルク指令Ｔｍ２＊の変更を開始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、変速機６０の変速段を変更する際には、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔに至るまでは変速段の変更前のモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２を駆動制御し、その後、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が変速段の変更後のトルク（変更後トルクＴｅｎｄ）に滑らかに移行するようモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化に伴ってトルク指令Ｔｍ２＊を変化させるものとしたが、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化とは無関係にトルク指令Ｔｍ２＊を変化させ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、変速機６０をダウンシフトするよう変速段を変更する際には、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更開始回転数Ｎｓｔ近傍に至るまでは変速段の変更前のモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＭＧ２を駆動制御し、その後、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化に伴ってトルク指令Ｔｍ２＊を変化させてモータＭＧ２を駆動制御する実施例の制御を行なうものとしたが、ブレーキＢ１やブレーキＢ２の半係合を伴って変速段の変更が行なわれるときであれば、例えばアップシフトのときにも実施例の制御を適用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、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１１における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力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。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸に動力を出力可能なエンジン２２とモータＭＧ２とを備えるいわゆるパラレル型のハイブリッド自動車としたが、モータからの動力を変速機を介して駆動軸に出力するものであればよいから、エンジンからの動力により発電する発電機と、駆動用のモータと、発電機により充電されると共に駆動用のモータに電力を供給するバッテリとを備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車や単純な電気自動車などに適用しても差し支えない。

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、動力出力装置や自動車の製造産業に利用可能である。

本発明の一実施例としての駆動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の構成の概略を示す構成図である。 油圧回路１００の構成の概略を示す構成図である。 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。 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とトルク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。 変速状態設定用マップの一例を示す説明図である。 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段変更処理の一例を示すフローチャートである。 ＨｉギヤからＬｏギヤに変更する際のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊とブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令の時間変化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）、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、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、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 ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂ シングルピニオンの遊星歯車機構、６１ サンギヤ、６２ リングギヤ、６３ａ 第１ピニオンギヤ、６３ｂ 第２ピニオンギヤ、６４キャリア、６５ サンギヤ、６６ リングギヤ、６７ ピニオンギヤ、６８ キャリア、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、１００ 油圧回路、１０２ 機械式ポンプ、１０４ 電動ポンプ、１０６ ３ウェイソレノイド、１０８ プレッシャーコントロールバルブ、１１０，１１１ リニアソレノイド、１１２，１１３ コントロールバルブ、１１４，１１５ アキュムレータ。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 (13)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   動力を出力可能な電動機と、
   前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して前記駆動軸に伝達可能で、少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、
   前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたとき、該変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、該クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する変速制御手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 前記変速制御手段は、前記クラッチによる半係合により前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に対して所定の割合に至ったときに前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 前記変速制御手段は、前記クラッチによる半係合を所定時間継続した以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
4. 前記変速制御手段は、前記電動機から出力される駆動力を前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更する際には、前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に至ったときに駆動力の変更が終了するよう前記電動機と前記変速伝達手段と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. 前記変速制御手段は、前記クラッチによる半係合により前記電動機の回転数が変速段の変更後に想定される回転数に至ったときに前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
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、
   内燃機関と、
   該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力と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電力動力入出力手段と、
   前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   該設定された要求駆動力に基づく駆動力が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変速伝達手段と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
   を備え、
   前記変速制御手段は、前記変速段の変更の前後における前記駆動制御手段による前記変速伝達手段および前記電動機の制御に連動するよう前記変速段の変更を行なう手段である
   動力出力装置。
7. 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の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項６記載の動力出力装置。
9. 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、
   内燃機関と、
   該内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、
   前記電動機および前記発電手段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。
10. 請求項１ないし９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自動車。
11. 駆動軸と電動機の回転軸とに接続される駆動装置であって、
    前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して前記駆動軸に伝達可能で、少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、
    前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する指示がなされたとき、該変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、該クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する変速制御手段と、
    を備える駆動装置。
12. 請求項１１記載の駆動装置であって、
    前記駆動装置は、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸とに接続されてなり、
    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を備える
    駆動装置。
13. 動力を出力可能な電動機と、前記電動機からの動力を変更可能な複数の変速段をもって変速して駆動軸に伝達可能で少なくとも前記複数の変速段を減速側に変更する際に変速段の変更に係るクラッチを半係合させることにより前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な変速伝達手段と、を備える動力出力装置において、前記変速伝達手段の変速段を減速側に変更する際の制御方法であって、
    前記変速段の変更の前後において前記電動機から出力すべき変更前駆動力と変更後駆動力とを設定し、
    前記電動機から前記設定した変更前駆動力が出力した状態を維持して変速段の減速側への変更を開始すると共に変速段の変更に係るクラッチによる半係合が実行されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、
    前記クラッチによる半係合により変速段の変更が所定の程度に至った以降に前記電動機から出力される駆動力が前記設定した変更前駆動力から前記設定した変更後駆動力に変更されるよう前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する
    変速制御方法。
    

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