JP2007131154A - 動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに駆動装置，動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関のイナーシャトルクを用いて変速機を変速する際のトルクの落ち込みを抑制すると共に内燃機関が高回転状態で維持されるのを抑制する。
【解決手段】エンジンの要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｅｒｅｆ未満のときには燃費用動作ラインを用いてエンジンの運転ポイントを設定し要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｅｒｅｆ以上となると変速機のギヤの状態を切り替える際の準備として燃費用動作ラインよりも高回転低トルクで動作させる変速用動作ラインを用いてエンジンの運転ポイントを設定し（Ｓ１５０）、変速機のギヤの状態を切り替える際には高回転低トルクで運転しているエンジンの回転数をモータＭＧ１からのトルクによって減少させる（Ｓ２４０〜Ｓ２６０）。車速Ｖが変速機の変速タイミング以降の所定車速Ｖ２を越えたときには変速用動作ラインから燃費用動作ラインに切り替えてエンジンの運転ポイントを設定する（Ｓ１４０，Ｓ１６０）。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載し車軸が前記駆動軸に接続されて走行する車両並びに内燃機関と共に車両に搭載され車軸に接続された駆動軸を駆動する駆動装置，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、プラネタリギヤのサンギヤ，キャリア，リングギヤにそれぞれ第１モータジェネレータ，エンジン，駆動軸が接続されると共に変速機を介して駆動軸に第２モータジェネレータが接続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、変速機の変速段を切り替える際、第１モータジェネレータでの反力の増大によりエンジンの回転数を低下させてエンジンから駆動軸に出力されるトルクを増大させることにより、変速段を切り替える際に駆動軸に出力されるトルクに落ち込みが生じるのを抑制することができるとしている。
特開２００４−２０３２２０号公報

このように、第１モータジェネレータでの反力を増大させてエンジンの回転数を低下させることにより、エンジンのイナーシャトルクを駆動軸に伝達し、変速段を切り替える際のトルクの落ち込みを抑制させることができるが、その際のエンジンの運転ポイント（回転数とトルク）によっては第１モータジェネレータで反力を十分に発生することができない場合も生じるから、変速段の切り替えに備えて予めエンジンの運転ポイントを適切な状態としておくことが望ましい。また、変速段の切り替えに備えてエンジンの運転ポイントを変更しておくと、エンジンが高回転の状態で維持される場合が生じてエンジンへの負担が過大となるから、これに対処することも望まれる。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに駆動装置，動力出力装置の制御方法は、変速比を変更する際のトルクの落ち込み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車両並びに駆動装置，動力出力装置の制御方法は、変速比を変更した以降に内燃機関の負担が過大とな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車両並びに駆動装置，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、
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により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可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を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とりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第１の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第１の制約よりも高回転低トルクで運転する第２の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、
前記第２の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第２の制約に基づく目標運転ポイントから前記第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える運転ポイント切替手段と、
通常運転時には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該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを駆動制御する駆動制御手段と
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に基づいて設定される内燃機関の目標パワーが所定パワー未満のときにはこの目標パワーと内燃機関の運転状態に対して課した第１の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、内燃機関の目標パワーが所定パワー以上のときにはこの目標パワーと第１の制約よりも高回転低トルクで運転する第２の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、第２の制約に基づいて目標運転ポイントが設定されているときに駆動軸の回転数が変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには第２の制約に基づく目標運転ポイントから第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える。そして、通常運転時には設定された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駆動制御し、変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには指示された変速比に変更されると共に変速比の変更に伴って減少する駆動力が電力動力入出力手段からの動力の入出力による内燃機関の回転数の減少に伴って駆動軸に出力される駆動力により補われて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変速伝達手段とを駆動制御する。したがって、変速伝達手段における変速比を変更する際に内燃機関が高回転低トルクの運転状態から電力動力入出力手段からの動力の入出力により内燃機関の回転数を減少させるから、駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる。また、変速比が変更された以降に内燃機関が高回転で運転されることによってその負担が過大とな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、前記運転ポイント切替手段は、前記内燃機関の回転数を徐々に変化させることにより前記第２の制約に基づく目標運転ポイントから前記第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の目標運転ポイントの切り替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の軸の３軸に接続され、該３軸のうちいずれか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、前記第３の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。

本発明の車両は、
上述した各態様のいずれか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により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可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を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とりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第１の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第１の制約よりも高回転低トルクで運転する第２の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、前記第２の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第２の制約に基づく目標運転ポイントから前記第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える運転ポイント切替手段と、通常運転時には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該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを駆動制御する駆動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走行する
ことを要旨とする。

この本発明の車両では、上述した各態様のいずれか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と同様の効果、例えば、変速伝達手段における変速比を変更する際に駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる効果や変速比が変更された以降に内燃機関が高回転で運転されることによる負担増を抑制することができる効果などを奏することができる。

本発明の駆動装置は、
内燃機関および充放電可能な蓄電手段と共に車両に搭載され、車軸に接続された駆動軸を駆動する駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、電力と動力の入出力により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可能な電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を入出力可能な電動機と、
変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第１の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第１の制約よりも高回転低トルクで運転する第２の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、
前記第２の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第２の制約に基づく目標運転ポイントから前記第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える運転ポイント切替手段と、
通常運転時には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該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを駆動制御する駆動制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される内燃機関の目標パワーが所定パワー未満のときにはこの目標パワーと内燃機関の運転状態に対して課した第１の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、内燃機関の目標パワーが所定パワー以上のときにはこの目標パワーと第１の制約よりも高回転低トルクで運転する第２の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、第２の制約に基づいて目標運転ポイントが設定されているときに駆動軸の回転数が変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには第２の制約に基づく目標運転ポイントから第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える。そして、通常運転時には設定された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駆動制御し、変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには指示された変速比に変更されると共に変速比の変更に伴って減少する駆動力が電力動力入出力手段からの動力の入出力による内燃機関の回転数の減少に伴って駆動軸に出力される駆動力により補われて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変速伝達手段とを駆動制御する。したがって、変速伝達手段における変速比を変更する際に内燃機関が高回転低トルクの運転状態から電力動力入出力手段からの動力の入出力により内燃機関の回転数を減少させるから、駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる。また、変速比が変更された以降に内燃機関が高回転で運転されることによってその負担が過大となるのを抑制することができる。

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電力と動力の入出力により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可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を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、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定し、
（ｂ）前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第１の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第１の制約よりも高回転低トルクで運転する第２の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、
（ｃ）前記第２の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第２の制約に基づく目標運転ポイントから前記第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替え、
（ｄ）通常運転時には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該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを駆動制御する
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される内燃機関の目標パワーが所定パワー未満のときにはこの目標パワーと内燃機関の運転状態に対して課した第１の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、内燃機関の目標パワーが所定パワー以上のときにはこの目標パワーと第１の制約よりも高回転低トルクで運転する第２の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、第２の制約に基づいて目標運転ポイントが設定されているときに駆動軸の回転数が変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには第２の制約に基づく目標運転ポイントから第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える。そして、通常運転時には設定された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駆動制御し、変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには指示された変速比に変更されると共に変速比の変更に伴って減少する駆動力が電力動力入出力手段からの動力の入出力による内燃機関の回転数の減少に伴って駆動軸に出力される駆動力により補われて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変速伝達手段とを駆動制御する。したがって、変速伝達手段における変速比を変更する際に内燃機関が高回転低トルクの運転状態から電力動力入出力手段からの動力の入出力により内燃機関の回転数を減少させるから、駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる。また、変速比が変更された以降に内燃機関が高回転で運転されることによってその負担が過大となるのを抑制することができる。

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、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からの動力と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，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪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，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。

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。

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に伝達可能に構成されている。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、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などが出力されている。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、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、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ＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなどの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、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（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。さらに、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。

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とに基づいて車両に要求される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に出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊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４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊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を変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。

続いて、設定したエンジン２２の要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１，Ｎｅｔｍｐ２を設定する（ステップＳ１２０）。ここで、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１は、実施例では、要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｅｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の運転ポイントを設定する際の制約としてエンジン２２を効率よく動作させる制約である燃費用動作ラインを、要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｅｒｅｆ以上のときにはエンジン２２の運転ポイントを設定する際の制約として変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替える際の準備としてエンジン２２を燃費用動作ラインよりも高回転低トルクで動作させる制約である変速用動作ラインを要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１との関係として予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、要求パワーＰｅ＊が与えられるとマップから対応する仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１を導出して設定するものとした。このマップの一例を図５に示す。また、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２は、実施例では、エンジン２２の運転ポイントを設定する際の制約として要求パワーＰｅ＊に拘わらず上述した燃費用動作ラインを要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２との関係として予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、要求パワーＰｅ＊が与えられるとマップから対応する仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２を導出して設定するものとした。このマップの一例を図６に示す。

そして、入力した車速Ｖと所定車速Ｖ１とを比較すると共に（ステップＳ１３０）、車速Ｖと所定車速Ｖ２とを比較する（ステップＳ１４０）。ここで、所定車速Ｖ１，Ｖ２は、変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替える際のタイミングとしての車速よりも大きな車速として所定車速Ｖ２が所定車速Ｖ１よりも大きな値となるよう設定されており、モータＭＧ２の性能などに基づいて例えば所定車速Ｖ１を時速１１０ｋｍに所定車速Ｖ２を時速１２０ｋｍなどのように定めることができる。車速Ｖが所定車速Ｖ１以下と判定されると、上述した仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定し（ステップＳ１５０）、車速Ｖが所定車速Ｖ２以上と判定されると、上述した仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定し（ステップＳ１６０）、車速Ｖが所定車速Ｖ１よりも大きく所定車速Ｖ２よりも小さいと判定されると、車速Ｖに基づいて補間係数αを設定すると共に（ステップＳ１７０）、設定した補間係数αと仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１，Ｎｅｔｍｐ２とに基づいて次式（１）により計算したものをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定する（ステップＳ１８０）。ここで、補間係数αは、実施例では、車速Ｖと補間係数αとの関係を予め求めて補間係数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられると記憶しているマップから対応する補間係数αを導出して設定するものとした。図７に補間係数設定用マップの一例を示す。このように、変速機６０がＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えられるまではその切り替えの準備を行なうために要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｅｒｅｆ以上のときに仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２よりも大きな値の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定するが、変速機６０がＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えられた以降には仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１よりも小さな値の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定することにより、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きな回転数で長時間に亘って維持されるのを抑制しているのである。したがって、変速機６０のギヤの状態の切り替えを適正に行ないつつエンジン２２の回転数Ｎｅが大きな回転数で維持されることによる不都合たとえばエンジン２２が過熱するなどの不都合を抑止することができる。なお、車速Ｖが所定車速Ｖ１よりも大きく所定車速Ｖ２よりも小さいときに補間係数αをもって仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２との間の回転数を補間しているのは、エンジン２２の回転数Ｎｅの急変によるショックの発生を抑制するためである。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を除したものをエンジン２２から出力すべき目標トルクＴｅ＊に設定する（ステップＳ１９０）。

Ne* =(1-α)・Netmp1+α・Netmp2 (1)

次に、変速機６０のギヤの状態を切り替えている最中であるか否かを判定し（ステップＳ２００）、ギヤの状態を切り替えている最中にないと判定されると、要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとに基づいて変速機６０のギヤの状態を切り替えを行なうか否かを判定する（ステップＳ２１０）。この判定は、現在のギヤの状態と変速機６０のギヤの状態を切り替えるための変速マップとに基づいて行なわれる。この変速マップの一例を図８に示す。図８の例では、変速機６０がＬｏギヤの状態で車速ＶがＬｏ→Ｈｉ変速線Ｖｈｉを上回ったときに変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替え、変速機６０がＨｉギヤの状態で車速ＶがＨｉ→Ｌｏ変速線Ｖｌｏを下回ったときに変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替える。なお、Ｌｏ→Ｈｉ変速線Ｖｈｉは、上述した所定車速Ｖ１，Ｖ２よりも小さな値に定められている。

変速機６０のギヤの状態の切り替えを行なわないと判定したときには（ステップＳ２２０）、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Ｓ２６０）。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９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を変速機６０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、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に伝達されるトルクと、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。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Ｓ２７０）、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Ｓ２８０）、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Ｓ２９０）。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９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Ｓ３００）、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における燃料噴射制御や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。

ステップＳ２２０で変速機６０のギヤの状態を切り替える判定がなされると、変速機６０のギヤの状態を切り替える処理を開始する（ステップＳ２３０）。この処理は、変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えるときには、ブレーキＢ１がブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態からブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態へ切り替える処理となり、変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えるときには、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処理となる。図１０に変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替える際の変速機６０の共線図の一例を示す。図中、Ｓ１軸はダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａのサンギヤ６１の回転数を示し、Ｒ１，Ｒ２軸はダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａおよびシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂのリングギヤ６２，６６の回転数を示し、Ｃ１，Ｃ２軸はリングギヤ軸３２ａの回転数であるダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａおよびシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂのキャリア６４，６８の回転数を示し、Ｓ２軸はモータＭＧ２の回転数であるシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂのサンギヤ６５の回転数を示す。図示するように、変速機６０のＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態への切り替えはブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態からブレーキＢ２がオフでブレーキＢ１をフリクション係合の状態とするつかみ替えを行なった後、ブレーキＢ１の係合力を徐々に大きくしていくことにより行なわれる。

変速機６０のギヤの状態を切り替える処理が開始されたり、ステップＳ２００で変速機６０のギヤの状態が切り替えられている最中と判定されると、トルク補償要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ２４０）。ここで、トルク補償要求は、変速機６０のギヤの状態の切り替えに伴って発生するモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクの落ち込みを補償するための要求である。上述した図１０に示すように、変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態への切り替えは、ブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態からブレーキＢ２がオフでブレーキＢ１をフリクション係合の状態とするつかみ替えを行なった後、ブレーキＢ１の係合力を徐々に大きくしていくことにより行なわれ、このブレーキＢ１，Ｂ２のつかみ替えの際にリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクに落ち込みが生じる。実施例では、変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えに伴ってブレーキＢ２からブレーキＢ１へのつかみ替えを行なうタイミングでトルク補償要求を発するものとした。トルク補償要求がなされていないと判定されると、上述したステップＳ２６０以降の処理を行なって本ルーチンを終了する。

一方、トルク補償要求がなされていると判定されると、ステップＳ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１８０のいずれかで設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊から補正用回転数ΔＮｅを減じたものを新たなエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に再設定すると共に再設定した目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を除したものを新たな目標トルクＴｅ＊に再設定する（ステップＳ２５０）。そして、再設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に基づいて前述した式（２）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて前述した式（３）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ２６０）、ステップＳ２７０以降の処理を行なって本ルーチンを終了する。補正用回転数ΔＮｅだけ減少補正した目標回転数Ｎｅ＊でモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定することにより、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１を駆動制御してエンジン２２の回転数Ｎｅを低下（変化）させることにより生じるエンジン２２のイナーシャトルクをリングギヤ軸３２ａに作用させることができる。これにより、変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替える際にリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクに落ち込みが生じるのを抑制することができる。実施例では、変速機６０がＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えられるのに先だってその準備として変速用動作ライン（高回転低トルク）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定するから、エンジン２２から同じパワーを出力する際にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を小さくすることができ、モータＭＧ１として定格トルクの小さなものを用いるものとしても、より容易にモータＭＧ１によりエンジン２２の回転数Ｎｅを減少させることができ、十分なエンジン２２のイナーシャトルクをリングギヤ軸３２ａに作用させることができる。

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から出力すべき要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｅｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）を設定する際の制約としてエンジン２２を効率よく動作させる制約である燃費用動作ラインを用いてエンジン２２の運転ポイントを設定し、要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｅｒｅｆ以上のときには変速機６０のギヤの状態を切り替える際の準備として高回転低トルクで動作させる変速用動作ラインを用いてエンジン２２の運転ポイントを設定し、変速機６０のギヤの状態を切り替える際には変速用動作ラインにより高回転低トルクでエンジン２２を運転している状態から補正用回転数ΔＮｅにより目標回転数Ｎｅ＊を減少補正することによりモータＭＧ１によりエンジン２２の回転数Ｎｅを低下させるから、これに伴ってエンジン２２のイナーシャトルクをリングギヤ軸３２ａに出力することができ、変速機６０のギヤの状態を切り替える際のトルクの落ち込みを効果的に抑制することができる。また、車速Ｖが変速機６０のギヤの状態が切り替えられた以降の所定車速Ｖ２を越えたときには、変速用動作ラインから燃費用動作ラインに切り替えてエンジン２２を運転ポイントを設定するから、エンジン２２が高回転の状態で維持されることによる不都合、たとえば過熱するなどの不都合を抑止することができる。しかも、車速Ｖが所定車速Ｖ１よりも大きく所定車速Ｖ２よりも小さいときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を徐々に変化させながら変速用動作ラインと燃費用動作ラインとを切り替えるから、動作ラインの切り替えに伴うショックの発生を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０としてＬｏギヤとＨｉギヤとを切り替え可能な２段変速の変速機を用いるものとしたが、３段以上の変速が可能な変速機を用いるものとしてもよい。この場合、車速Ｖが変速機を最上段に切り替える際の車速よりも大きな車速を越えるときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１から仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２に切り替えるものとすればよい。

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。

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、動力出力装置や駆動装置の製造産業に利用可能である。

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。 変速機６０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。 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の要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１との関係の一例を示すマップである。 エンジン２２の要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２との関係の一例を示すマップである。 車速Ｖと補間係数αとの関係の一例を示すマップである。 変速マップの一例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。 Ｌｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替える際の変速機６０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）、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、３９ｃ，３９ｄ 車輪、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、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ。

Claims (7)

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により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可能な電力動力入出力手段と、
   動力を入出力可能な電動機と、
   変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を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とりが可能な蓄電手段と、
   前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
   前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第１の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第１の制約よりも高回転低トルクで運転する第２の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、
   前記第２の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第２の制約に基づく目標運転ポイントから前記第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える運転ポイント切替手段と、
   通常運転時には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該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを駆動制御する駆動制御手段と
   を備える動力出力装置。
2. 前記運転ポイント切替手段は、前記内燃機関の回転数を徐々に変化させることにより前記第２の制約に基づく目標運転ポイントから前記第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 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の軸の３軸に接続され、該３軸のうちいずれか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、前記第３の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または２記載の動力出力装置。
4. 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１または２記載の動力出力装置。
5. 請求項１ないし４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走行する車両。
6. 内燃機関および充放電可能な蓄電手段と共に車両に搭載され、車軸に接続された駆動軸を駆動する駆動装置であって、
   前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、電力と動力の入出力により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可能な電力動力入出力手段と、
   前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を入出力可能な電動機と、
   変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
   前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
   前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第１の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第１の制約よりも高回転低トルクで運転する第２の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、
   前記第２の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第２の制約に基づく目標運転ポイントから前記第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える運転ポイント切替手段と、
   通常運転時には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該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを駆動制御する駆動制御手段と
   を備える駆動装置。
7. 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電力と動力の入出力により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可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を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、
   （ａ）前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定し、
   （ｂ）前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第１の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第１の制約よりも高回転低トルクで運転する第２の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、
   （ｃ）前記第２の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第２の制約に基づく目標運転ポイントから前記第１の制約に基づく目標運転ポイントに切り替え、
   （ｄ）通常運転時には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該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを駆動制御する
   動力出力装置の制御方法。

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