JP2008213632A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機を介して駆動軸に動力を出力する電動機を備えるものにおいて、変速機の変速段を変更する際でも電動機をより適正に制御する。
【解決手段】変速機の変速を行なっているときには（Ｓ１４０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分にゲインｋｍを乗じたものを用いて制御時に予想される予想回転数Ｎｍ２ｅｓｔを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定すると共に（Ｓ１８０）、この制御用回転数Ｎｍ２＊を用いてエンジンやモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し（Ｓ１９０〜Ｓ２５０）、駆動輪のスリップの程度が値０が設定された許容スリップ量Ｖｓｌｉｍ以下となるよう、即ちスリップが発生しないようトラクションコントロールを行なう。これにより、変速機の変速を行なっているときに、制御用回転数Ｎｍ２＊と実際のモータＭＧ２の回転数との乖離が大きくなるのを抑制でき、モータＭＧ２をより適正に制御できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、駆動輪に連結された駆動軸に接続されたエンジンおよび第１モータジェネレータと、駆動軸に変速機を介して接続された第２モータジェネレータと、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータと電力をやりとりするバッテリと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。本発明の車両では、トラクションコントロールシステムが作動中であるときに変速機の変速段を変更する際には、第２モータジェネレータの回転速度の変化に基づいて算出した慣性トルクを第２モータジェネレータによって発生させてから変速機の変速段を変更することにより、変速中に変速機のクラッチを開放したときに車両の駆動力が急上昇するのを抑制することができる、としている。
特開２２０６−１６１９７６号公報

こうした車両では、第２モータジェネレータを適正に制御することが望まれる。しかしながら、変速機の変速段を変更する際には、第２モータジェネレータの回転速度が急変するため、センシング遅れや演算遅れ，通信遅れなどにより、センサにより検出される第２モータジェネレータの回転速度と実際の第２モータジェネレータの回転速度との間に乖離が生じてしまう。しかも、変速中にスリップが発生すると、センサにより検出される第２モータジェネレータの回転速度と実際の第２モータジェネレータの回転速度との乖離がより大きくなることがある。こうした乖離が大きいと、第２モータジェネレータの制御を適正に行なうことが困難となることにより、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータの電力収支のバランスが崩れてバッテリに過大な電力が入出力されるおそれがある。

本発明の車両およびその制御方法は、変速機を介して駆動軸に動力を出力する電動機を備えるものにおいて、変速機の変速段を変更しているときでも電動機をより適正に制御することを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法は、変速機を介して駆動軸に動力を出力する電動機を備えるものにおいて、変速機の変速段を変更しているときでも蓄電装置に過大な電力が入出力されるのを抑制することを目的の一つとする。

本発明の車両およびその制御方法は、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。

本発明の車両は、
内燃機関と、
駆動輪に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入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、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算する予想回転数演算手段と、
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、
前記変速手段の変速比の変更が指示されたとき、前記検出された駆動軸回転数と前記演算された予想回転数とを用いて、前記駆動輪を含む車輪にスリップを発生させることなく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と共に前記変速手段の変速段が変更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電動機と前記変速手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、変速手段の変速比の変更が指示されたときには、駆動軸の回転数である駆動軸回転数と電動機の回転数である電動機回転数に基づいて電動機の制御時に予想される電動機の回転数である予想回転数とを用いて、駆動輪を含む車輪にスリップを発生させることなく駆動輪に連結された駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に変速手段の変速段が変更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手段とを制御する。したがって、変速手段の変速段を変更しているときには、駆動軸回転数と予想回転数とを用いて制御するから、予想回転数と制御時の電動機の実際の回転数との乖離を検出値としての電動機回転数を用いた場合に比して小さくすることができる。しかも、変速手段の変速段を変更する際には、スリップを発生させることなく要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう制御するから、予想回転数と制御時の電動機の実際の回転数との乖離が大きくなるのをより抑制することができる。これらより、変速手段の変速段を変更しているときでも、電動機をより適正に制御することができる。この結果、電力動力入出力手段および電動機の電力収支のバランスがとれるよう制御すれば、蓄電装置に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。

こうした本発明の車両において、車速を検出する車速検出手段と、前記検出された車速が前記変速手段をアップシフトする車速であるアップシフト車速を超えて増加したときに該変速手段のアップシフトを指示するアップシフト指示手段と、を備え、前記制御手段は、前記アップシフト指示手段により前記変速手段のアップシフトが指示されたとき、該変速手段がアップシフト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。

この車速がアップシフト車速を超えて増加したときに変速手段をアップシフトする態様の本発明の車両において、アクセル操作量と電池温度とを含む複数のパラメータのうち少なくとも一つに基づいて前記アップシフト車速を設定するアップシフト車速設定手段を備えるものとすることもできる。この場合、前記アップシフト車速設定手段は、前記アクセル操作量が所定操作量以下のときには第１の車速を前記アップシフト車速として設定し前記検出されたアクセル操作量が前記所定操作量より大きいときには前記第１の車速よりも高い第２の車速を前記アップシフト車速として設定する手段であるものとすることもできるし、前記蓄電手段の温度が所定温度以下のときには第３の車速を前記アップシフト車速として設定し前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度より高いときには前記第３の車速よりも高い第４の車速を前記アップシフト車速として設定する手段であるものとすることもできるし、前記検出された車速に対する前記内燃機関の回転数の比である回転比を複数段階に変更可能な回転比変更可能ポジションと所定の制約に基づいて前記内燃機関が運転される制約ポジションとを含む複数のシフトポジションのうち該回転比変更可能ポジションが選択されているときには、他のパラメータに拘わらず、第５の車速を前記アップシフト車速として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、アップシフト車速をより適正に設定することができる。ここで、第１，第３，第５の車速について、同じ車速としてもよいし、異なる車速としてもよい。また、第２，第４，第５の車速について同じ車速としてもよいし、異なる車速としてもよい。さらに、「所定の制約」としては、内燃機関を効率よく運転可能な制約であるものとすることもできる。

また、車速がアップシフト車速を超えて増加したときに変速手段をアップシフトする態様の本発明の車両において、前記駆動輪の回転速度である駆動輪速を検出する駆動輪速検出手段と、前記検出された車速と前記検出された駆動輪速とに基づいて前記駆動輪の空転によるスリップの程度であるスリップ速度を演算するスリップ速度演算手段と、前記検出された前記駆動輪の空転によるスリップを許容する程度であるスリップ許容程度を設定するスリップ許容程度設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記演算されたスリップ速度が前記設定されたスリップ許容程度以下となると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記スリップ許容程度設定手段は、前記検出された車速が前記アップシフト車速よりも低い所定車速以下のときには第１の程度を前記スリップ許容程度に設定し、前記検出された車速が前記アップシフト車速以上のときには値０を前記スリップ許容程度に設定し、前記検出された車速が前記所定車速から前記アップシフト車速未満のときには前記第１の程度と前記値０とを滑らかに移行する傾向に前記スリップ許容程度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、車速の変化に対してスリップ許容量が急変するのを抑制することができる。

本発明の車両において、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段を備え、前記制御手段は、前記設定された入出力制限の範囲内で前記電力動力入出力手段と前記電動機が駆動されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。この場合、変速手段の変速段を変更しているときに、予想回転数を制御用回転数として用いると共にスリップが発生しないよう制御することにより、電力動力入出力手段と電動機とによる電力収支のバランスが崩れるのを抑制することができ、蓄電装置に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。

また、本発明の車両において、前記予想回転数演算手段は、前記検出された電動機回転数の時間微分成分に相当する値に所定のゲインを乗じて得られる補正回転数を該検出された電動機回転数に加えることにより前記予想回転数を演算する手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な計算により予想回転数を演算することができる。

さらに、本発明の車両において、前記車輪に制動力を付与する制動力付与手段を備え、前記制御手段は、前記制動力付与手段も制御する手段であるものとすることもできる。また、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との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、を備える手段であるものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、駆動輪に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入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、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
（ａ）前記電動機の回転数である電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算し、
（ｂ）前記変速手段の変速比の変更が指示されたとき、前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数と前記演算された予想回転数とを用いて、前記駆動輪を含む車輪にスリップを発生させることなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記変速手段の変速段が変更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電動機と前記変速手段とを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の車両の制御方法では、変速手段の変速比の変更が指示されたときには、駆動軸の回転数である駆動軸回転数と電動機の回転数である電動機回転数に基づいて電動機の制御時に予想される電動機の回転数である予想回転数とを用いて、駆動輪を含む車輪にスリップを発生させることなく駆動輪に連結された駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に変速手段の変速段が変更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手段とを制御する。したがって、変速手段の変速段を変更しているときには、駆動軸回転数と予想回転数とを用いて制御するから、予想回転数と制御時の電動機の実際の回転数との乖離を検出値としての電動機回転数を用いた場合に比して小さくすることができる。しかも、変速手段の変速段を変更する際には、スリップを発生させることなく要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう制御するから、予想回転数と制御時の電動機の実際の回転数との乖離が大きくなるのをより抑制することができる。これらより、変速手段の変速段を変更しているときでも、電動機をより適正に制御することができる。この結果、電力動力入出力手段および電動機の電力収支のバランスがとれるよう制御すれば、蓄電装置に過大な電力が入出力され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、本発明の一実施例としての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、駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２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には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

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。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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

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３に示す。この図３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。また、バッテリＥＣＵ５２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）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂ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ることにより設定することができる。

ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速Ｖとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、図示しない信号ラインにより、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪のいずれかのロックによるスリップを抑制するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂのいずれかの空転によるスリップを抑制するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４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ブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ９２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。

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，駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に取り付けられた車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄ，駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた回転数センサ３２ｂからの駆動軸回転数Ｎｒ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などが出力ポートを介して出力されている。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，ブレーキＥＣＵ９４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，ブレーキＥＣＵ９４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０は、図示しない車速演算ルーチンにより車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づいて車速Ｖを演算していると共に車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂに基づいて駆動輪速Ｖｗを演算している。車速Ｖとしては、例えば車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄの平均値を用いるものとすることもできるし、車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄのうち車輪速差の少ない３つの平均値を用いるものとすることもできる。駆動輪速Ｖｗとしては、車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂの平均値を用いるものとすることもできるし、車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂのうち大きい方を用いるものとすることもできる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション、後進走行用のリバースポジション、中立のニュートラルポジション、前進走行用の通常のドライブポジション（以下、「Ｄポジション」という）の他に、シーケンシャルシフトポジション（以下、「Ｓポジション」という）、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションが用意されている。シフトポジションＳＰとしてＤポジションを選択すると、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２が効率よく運転されるように駆動制御される。また、シフトポジション
ＳＰとしてＳポジションを選択すれば、車速Ｖに対するエンジン２２の回転数の比を例えば６段階（ＳＰ１〜ＳＰ６）に変更することが可能となる。実施例では、運転者によりシフトレバー８１がＳポジションにセットされると、シフトポジションＳＰが５段目のＳＰ５とされ、シフトポジションセンサ８２によりシフトポジションＳＰがＳＰ５である旨が検出される。以後、シフトレバー８１がアップシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションＳＰが１段ずつ上げられる（アップシフトされる）一方、シフトレバー８１がダウンシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションＳＰが１段ずつ下げられ（ダウンシフトされ）、シフトポジションセンサ８２は、シフトレバー８１の操作に応じて現在のシフトポジションＳＰを出力する。

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、特に、変速機６０がＬｏギヤの状態で車両が加速して変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に変速するＬｏ−Ｈｉ変速を行なう際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Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，回転数センサ３２ｂからの駆動軸回転数Ｎｒ，電池温度Ｔｂ，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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて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（以下、これらを検出回転数Ｎｍ１，検出回転数Ｎｍ２という）。また、車速Ｖは、車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づいて演算されてＲＡＭ７６の所定領域に記憶されたものを読み込むことにより入力するものとした。さらに、電池温度Ｔｂは、温度センサ５１により検出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、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＊に駆動軸回転数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。

続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１２０）。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要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５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、変速機６０の変速段を変速する車速としての変速車速Ｖｇを設定する（ステップＳ１３０）。変速車速Ｖｇは、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂとに基づいて図６の変速車速設定処理により設定するものとした。以下、図３の駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図６の変速車速設定処理について説明する。図６の変速車速設定処理では、アクセル開度Ａｃｃに基づいてアクセル開度起因の仮変速車速Ｖｇ１を設定すると共に（ステップＳ３００）、電池温度Ｔｂに基づいて電池温度起因の仮変速車速Ｖｇ２を設定し（ステップＳ３１０）、設定した仮変速車速Ｖｇ１，Ｖｇ２のうち小さい方を変速車速Ｖｇとして設定して（ステップＳ３２０）、変速車速設定処理を終了する。ここで、アクセル開度起因の仮変速車速Ｖｇ１は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃとアクセル開度起因の仮変速車速Ｖｇ１との関係を予め定めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃが与えられると記憶したマップから対応するアクセル開度起因の仮変速車速Ｖｇ１を導出して設定するものとした。アクセル開度Ａｃｃとアクセル開度起因の仮変速車速Ｖｇ１との関係の一例を図７に示す。図７の例では、アクセル開度起因の仮変速車速Ｖｇ１は、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａ１（例えば、５０％や５５％など）以下の領域では所定車速Ｖ１（例えば、８０ｋｍ／ｈや８５ｋｍ／ｈなど）を設定し、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａ１より大きい所定開度Ａ２（例えば、６０％や７０％など）以上の領域では所定車速Ｖ１より高い所定車速Ｖ２（例えば、９０ｋｍ／ｈや９５ｋｍ／ｈなど）を設定し、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａ１より大きく所定開度Ａ２より小さい領域ではアクセル開度Ａｃｃが大きいほど所定車速Ｖ１から所定車速Ｖ２に向けて滑らかに高くなる傾向に設定するものとした。また、電池温度起因の仮変速車速Ｖｇ２は、実施例では、電池温度Ｔｂと電池温度起因の仮変速車速Ｖｇ２との関係を予め定めてＲＯＭ７４に記憶しておき、電池温度Ｔｂが与えられると記憶したマップから対応する電池温度起因の仮変速車速Ｖｇ２を導出して設定するものとした。電池温度Ｔｂと電池温度起因の仮変速車速Ｖｇ２との関係の一例を図８に示す。図８の例では、電池温度起因の仮変速車速Ｖｇ２は、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ１（例えば、−２０度や−１５度など）以下の領域では所定車速Ｖ１を設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ２（例えば、−１０度や−５度など）以上の領域では所定車速Ｖ２を設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ１より高く所定温度Ｔｂ２より低い領域では電池温度Ｔｂが高いほど所定車速Ｖ１から所定車速Ｖ２に向けて滑らかに高くなる傾向に設定するものとした。このようにアクセル開度Ａｃｃや電池温度Ｔｂを用いて変速車速Ｖｇを設定することにより、運転者による駆動力要求やバッテリ５０の状態などを反映することができる。しかも、アクセル開度Ａｃｃの変化や電池温度Ｔｂの変化に対して変速車速Ｖｇが急変するのを抑制することができる。

図３の駆動制御ルーチンの説明に戻る。こうして変速車速Ｖｇが設定されると、変速機６０の変速（実施例では、Ｌｏ−Ｈｉ変速）が指示されているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。実施例では、変速機６０がＬｏギヤの状態で車速Ｖが変速車速Ｖｇを超えて大きくなったときにＬｏ−Ｈｉ変速が指示されるものとした。

ステップＳ１４０で変速機６０の変速が指示されていないと判定されたときには、入力したモータＭＧ２の検出回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定する（ステップＳ１５０）。一方、変速機６０の変速が指示されていると判定されたときには、変速中か否かを判定し（ステップＳ１６０）、変速中でないと判定されたときには図９の変速処理ルーチンの開始を指示し（ステップＳ１７０）、変速中であると判定されたときにはステップＳ１７０の処理を実行せずに、モータＭＧ２の検出回転数Ｎｍ２から前回このルーチンを実行したときに入力したモータＭＧ２の検出回転数（前回Ｎｍ２）を減じた偏差ΔＮｍ２にゲインｋｍを乗じて得られるものをモータＭＧ２の検出回転数Ｎｍ２に加えて得られる回転数（Ｎｍ２＋ｋｍ・ΔＮｍ）（以下、これを予想回転数Ｎｍ２ｅｓｔという）を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定する（ステップＳ１８０）。そして、ステップＳ１５０，Ｓ１８０で設定した制御用回転数Ｎｍ２＊を駆動軸回転数Ｎｒで除して変速機６０の変速比Ｇｒを計算する（ステップＳ１９０）。ここで、偏差ΔＮｍ２は、このルーチンが所定時間毎（数ｍｓｅｃ毎）に実行されることを考えれば、モータＭＧ２の検出回転数Ｎｍ２の時間微分成分となる。したがって、この時間微分成分にゲインｋｍを乗じたものを考慮した制御用回転数Ｎｍ２＊は、ゲインｋｍを調整すれば、制御時のモータＭＧ２の回転数、即ち制御時に予想されるモータＭＧ２の回転数に近いものとなる。変速機６０の変速段を変速しているときなどのモータＭＧ２の回転数変化が大きいときには、モータＭＧ２の検出回転数Ｎｍ２が回転位置検出センサ４４からの信号に基づいて演算されることやそれを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に入力されることを考慮すると、センシング遅れや演算遅れ、通信遅れにより、入力したモータＭＧ２の検出回転数Ｎｍ２と実際の回転数とに乖離が生じてしまう。このため、実施例では、こうした乖離を小さくするために、変速機６０の変速段を変速している最中では、検出回転数Ｎｍ２の時間微分成分にゲインｋｍを乗じたものを検出回転数Ｎｍ２に加えて制御時のモータＭＧ２の回転数を予想し、この予想した回転数（予想回転数Ｎｍ２ｅｓｔ）を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定するのである。そして、この制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて変速機６０の変速比Ｇｒを計算することにより、変速機６０の変速段を変速しているときの変速比Ｇｒをより適正なものにしている。なお、ゲインｋｍは、制御時に予想される回転数となるよう調整されている。以下、図３の駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図９の変速処理ルーチンについて説明する。

変速処理ルーチンが実行されると、変速機６０のＬｏ−Ｈｉ変速の前に前処理が必要なときにはＬｏ−Ｈｉ前処理を実行する（ステップＳ３００，Ｓ３１０）。ここで、Ｌｏ−Ｈｉ前処理としては、モータＭＧ２から出力しているトルクが大きいためにＬｏ−Ｈｉ変速の際に変速ショックを生じたりＨｉ−Ｌｏ変速をスムーズに行なうことができないときにはモータＭＧ２から出力しているトルクをＬｏ−Ｈｉ変速をスムーズに行なうことができる程度のトルクまで減少させるトルクダウン処理などを挙げることができる。Ｌｏ−Ｈｉ前処理が必要ないときやＬｏ−Ｈｉ前処理を行なった後は、現在のモータＭＧ２の制御用回転数Ｎｍ２＊と変速機６０の変速比Ｇｌｏ，Ｇｈｉとにより次式（１）を用いて変速後のモータＭＧ２の回転数である目標回転数Ｎｍ２ｔｇを計算する（ステップＳ３２０，Ｓ３３０）。そして、変速機６０のブレーキＢ１をフリクション係合を伴ってオンとすると共にブレーキＢ２をオフとするために変速機６０の図示しない油圧駆動のアクチュエータに対する油圧シーケンスを開始する（ステップＳ３４０）。Ｌｏ−Ｈｉ変速の際の変速機６０の共線図の一例を図１０に示し、Ｌｏ−Ｈｉ変速の油圧シーケンスの一例を図１１に示す。図１０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、Ｌｏギヤの状態では、ブレーキＢ２がオンでブレーキＢ１がオフとされている。この状態からブレーキＢ２をオフすると、モータＭＧ２はリングギヤ軸３２ａから切り離された状態となり、電動機として機能するモータＭＧ２から正のトルクが出力されていることから、その回転数は増加しようとする。ここで、ブレーキＢ１をフリクション係合させると、モータＭＧ２の回転数は減少する。そして、モータＭＧ２の回転数、即ち制御用回転数Ｎｍ２＊がＨｉギヤの状態の目標回転数Ｎｍ２ｔｇ近傍になったときにブレーキＢ１をフリクション係合から完全にオンとすることにより、Ｈｉギヤの状態に切り替えることができる。また、図１１中、ブレーキＢ１の油圧指令がシーケンスの開始直後に大きいのは、ブレーキＢ１に係合力が作用するまでにシリンダにオイルを詰め込むためのファストフィルである。そして、モータＭＧ２の制御用回転数Ｎｍ２＊が変速後の回転数Ｎｍ２ｔｇ近傍に至るのを待って（ステップＳ３５０，Ｓ３６０）、ブレーキＢ１を完全にオンとして油圧シーケンスを終了すると共に（ステップＳ３７０）、Ｌｏ−Ｈｉ前処理を行なったときにはその逆の戻し処理としてのＬｏ−Ｈｉ戻し処理を行なって（ステップＳ３８０，Ｓ３９０）、変速処理ルーチンを終了する。こうしたＬｏ−Ｈｉ変速の処理では、モータＭＧ２の回転数として制御用回転数Ｎｍ２＊を用いることにより、より適正に制御することができる。

Nm2tg=Nm2・Ghi/Glo (1)

以上、変速処理について説明した。図３の駆動制御ルーチンの説明に戻る。次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸回転数Ｎｒと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（３）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ２００）。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。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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１２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の回転数Ｎｒ（駆動軸回転数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、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-Nr/ρ (2)
Tm1tmp=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)

続いて、式（４）および式（５）を共に満たすモータＭＧ１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Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ２１０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップ２２０）。ここで、式（４）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内となる関係であり、式（５）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図１３に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。式（４），（５）に示すように、制御用回転数Ｎｍ２＊とこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて計算した変速比Ｇｒとを用いてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定するから、変速機６０の変速段を変速しているときでも、より適正にトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定することができる。

0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr* (4)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2*≦Wout (5)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (6)

そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に変速機６０の変速比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（７）により計算すると共に（ステップＳ２３０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊にモータ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）との偏差を制御用回転数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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（８）および式（９）により計算すると共に（ステップＳ２４０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（１０）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２５０）。ここで、式（７）は、図１２の共線図から容易に導くことができる。式（７），（８），（９）に示すように、制御用回転数Ｎｍ２＊とこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて計算した変速比Ｇｒとを用いて仮トルクＴｍ２ｔｍｐやトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを設定するから、変速機６０の変速段を変速しているときでも、より適正に仮トルクＴｍ２ｔｍｐやトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを設定することができる。ステップＳ２００〜Ｓ２５０の処理では、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、より適正に設定したトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘや仮トルクＴｍ２ｔｍｐ，トルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘと、を用いてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するから、変速機６０の変速段を変速しているときでも、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でより適正にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (7)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2* (8)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2* (9)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (10)

次に、車速Ｖと変速車速Ｖｇとの差（Ｖ−Ｖｇ）に基づいて、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップを許容する量であるスリップ許容量Ｖｓｌｉｍを設定する（ステップＳ２６０）。スリップ許容量Ｖｓｌｉｍは、実施例では、差（Ｖ−Ｖｇ）とスリップ許容量Ｖｓｌｉｍとの関係を予め定めてスリップ許容量設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、差（Ｖ−Ｖｇ）が与えられると記憶したマップから対応するスリップ許容量Ｖｓｌｉｍを導出して設定するものとした。スリップ許容量設定用マップの一例を図１４に示す。スリップ許容量Ｖｓｌｉｍは、実施例では、差（Ｖ−Ｖｇ）が値０以上の領域即ち車速Ｖが変速車速Ｖｇ以上の領域では値０を設定し、差（Ｖ−Ｖｇ）が負の所定値α以下の領域では正の所定値Ｖｓ１（例えば、２０ｋｍ／ｈや３０ｋｍ／ｈなど）を設定し、差（Ｖ−Ｖｇ）が所定値αより大きくて値０より小さい領域では差（Ｖ−Ｖｇ）が値０に近づくほど正の所定値Ｖｓ１から値０に向けて滑らかに小さくなる傾向に設定するものとした。このようにスリップ許容量Ｖｓｌｉｍを設定する理由については後述する。

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＊，スリップ許容量Ｖｓｌｉｍ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、スリップ許容量ＶｓｌｉｍについてはブレーキＥＣＵ９４にそれぞれ送信し（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目標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。こうした制御により、変速機６０を変速段を変更しているか否かに拘わらず、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。さらに、スリップ許容量Ｖｓｌｉｍを受信したブレーキＥＣＵ９４は、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップの程度であるスリップ速度Ｖｓがスリップ許容量Ｖｓｌｉｍ以下となるようトラクションコントロール（ＴＲＣ）を行なう。即ち、変速機６０のＬｏ−Ｈｉ変速を行なっているときには、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生しないようにトラクションコントロールを行なうのである。ここで、スリップ速度Ｖｓは、実施例では、車輪速センサ８８ａ，８８ｂからの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂに基づいて演算されてＲＡＭ７６の所定領域に記憶された駆動輪速Ｖｗから、車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づいて演算されてＲＡＭ７６の所定領域に記憶された車速Ｖを減じた偏差（Ｖｗ−Ｖ）として設定されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。

いま、変速機６０がＬｏギヤの状態で車両が加速して変速機６０のＬｏ−Ｈｉ変速を行なう際を考えている。Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なっているときには、前述したように、検出回転数Ｎｍ２の時間微分成分にゲインｋｍを乗じたものを検出回転数Ｎｍ２に加えて予測した回転数（予想回転数Ｎｍ２ｅｓｔ）を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し、この制御用回転数Ｎｍ２＊や制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて得られる変速比Ｇｒを、変速処理やトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘの設定に用いるから、モータＭＧ２の検出回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊として用いるものに比して制御用回転数Ｎｍ２＊と実際のモータＭＧ２の回転数との乖離を小さくすることができ、モータＭＧ２をより適正に制御することができる。ところで、予想回転数Ｎｍ２ｅｓｔを制御用回転数Ｎｍ２＊として用いる場合、Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なっているときに、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップをある程度許容すると（例えば、所定値Ｖｓ１をスリップ許容量Ｖｓｌｉｍに設定すると）、スリップが生じたときに予想回転数Ｎｍ２ｅｓｔと実際のモータＭＧ２の回転数との乖離が大きくなり、モータＭＧ２を適正に制御することが困難となる。このため、モータＭＧ１，ＭＧ２による電力収支のバランスが崩れて、バッテリ５０に過大な電力が入出力されるおそれが生じる。実施例では、こうした不都合を解消するために、Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なっているときには、予想回転数Ｎｍ２ｅｓｔを制御用回転数Ｎｍ２＊として用いると共に駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生しないようスリップ許容量Ｖｓｌｉｍに値０を設定するものとした。これにより、予想回転数Ｎｍ２ｅｓｔと実際のモータＭＧ２の回転数との乖離が大きくなるのをより抑制することができる。この結果、変速機６０のＬｏ−Ｈｉ変速を行なっているときでも、モータＭＧ２をより適正に制御することができるから、モータＭＧ１，ＭＧ２による電力収支のバランスが崩れるのを抑制することができ、バッテリ５０に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。また、実施例では、差（Ｖ−Ｖｇ）が所定値αより大きくて値０より小さい領域では差（Ｖ−Ｖｇ）が値０に近づくほど正の所定値Ｖｓ１から値０に向けて滑らかに小さくなる傾向にスリップ許容量Ｖｓｌｉｍを設定するから、車両が加速する際には、スリップ許容量Ｖｓｌｉｍが徐々に小さくなっていく。これにより、車速Ｖの増加に伴ってスリップ許容量Ｖｓｌｉｍが急変するのを抑制することができる。この結果、車両の挙動の急変を抑制することができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。なお、差（Ｖ−Ｖｇ）が所定値α以下の領域でスリップ許容量Ｖｓｌｉｍに所定値Ｖｓ１を設定するのは、即ち、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップをある程度許容するのは、アクセルペダル８３が大きく踏み込まれたときに、運転者に加速感を与えたり、加速性能を確保したりするためである。

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のＬｏ−Ｈｉ変速を行なっているときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分にゲインｋｍを乗じたものを用いて制御時に予想される予想回転数Ｎｍ２ｅｓｔを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定する共に設定した制御用回転数Ｎｍ２＊を用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントで運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、センシング遅れや演算遅れ，通信遅れによってモータＭＧ２の検出回転数Ｎｍ２と制御時の実際の回転数とに乖離が生じる場合でもモータＭＧ１，ＭＧ２をより適正に制御することができる。しかも、Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なっているときには、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生しないようトラクションコントロールを行なうから、Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なっているときに予想回転数Ｎｍ２＊と実際の回転数との乖離が大きくなるのをより抑制することができる。これらの結果、変速機６０のＬｏ−Ｈｉ変速を行なっているときに、モータＭＧ１，ＭＧ２による電力収支のバランスが崩れるのを抑制することができ、バッテリ５０に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車速Ｖと変速車速Ｖｇとの差（Ｖ−Ｖｇ）が所定値αより大きくて値０より小さい領域では差（Ｖ−Ｖｇ）が値０に近づくほど正の所定値Ｖｓ１から値０に向けて滑らかに小さくなる傾向にスリップ許容量Ｖｓｌｉｍを設定するから、車両が加速する際に、スリップ許容量Ｖｓｌｉｍが急変するのを抑制することができ、この急変に伴う車両の急変によって運転者に違和感を与えるの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がＬｏギヤの状態で車両が加速して変速機６０のＬｏ−Ｈｉ変速を行なう際の動作について説明したが、変速機６０がＨｉギヤの状態で車両が減速して変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変速するＨｉ−Ｌｏ変速を行なう際について、Ｈｉ−Ｌｏ変速を行なっているときに、予想回転数Ｎｍ２ｅｓｔを制御用回転数Ｎｍ２として用いると共にスリップが発生しないよう制御するものとしてもよい。こうすれば、Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なっているときと同様に、Ｈｉ−Ｌｏ変速を行なっているときに、制御用回転数Ｎｍ２＊と実際の回転数との乖離が大きくなるのを抑制することができ、モータＭＧ２をより適正に制御することができる。なお、このとき、ブレーキＥＣＵ９４は、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップや駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪のロックによるスリップが発生しないようトラクションコントロール（ＴＲＣ）やアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）を行なう。

実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度起因の仮変速車速Ｖｇ１と電池温度起因の仮変速車速Ｖｇ２とのうち小さい方を変速車速Ｖｇとして設定するものとしたが、仮変速車速Ｖｇ１と仮変速車速Ｖｇ２とのうち大きい方を変速車速Ｖｇとして設定するものとしたり、仮変速車速Ｖｇ１と仮変速車速Ｖｇ２との平均を変速車速Ｖｇとして設定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、アクセル開度起因の仮変速車速Ｖｇ１および電池温度起因の仮変速車速Ｖｇ２の設定の際に共に所定車速Ｖ１，Ｖ２を用いるものとしたが、異なる車速を用いるものとしてもよい。例えば、アクセル開度起因の仮変速車速Ｖｇ１を設定する際に所定車速Ｖ１，Ｖ２を用いる場合、電池温度起因の仮変速車速Ｖｇ２を設定する際に所定車速Ｖ１，Ｖ２とは異なる所定車速Ｖ３，Ｖ４を用い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、アクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂとを用いて変速車速Ｖｇを設定するものとしたが、アクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂとのうち一方だけに基づいて変速車速Ｖｇを設定するものとしてもよいし、アクセル開度Ａｃｃや電池温度Ｔｂなどに拘わらず固定車速を変速車速Ｖｇとして用いるものとしてもよい。また、アクセル開度Ａｃｃおよび電池温度Ｔｂに加えてまたはアクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂとのうち少なくとも一方に代えて、他のパラメータを用いて変速車速Ｖｇを設定するものとしてもよい。この場合、例えば、シフトポジションＳＰとしてシーケンシャルポジション（Ｓポジション）が選択されているときには、アクセル開度Ａｃｃや電池温度Ｔｂに拘わらず、所定車速Ｖ５を変速車速Ｖｇとして設定するものとしてもよい。ここで、所定車速Ｖ５は、所定車速Ｖ１または所定車速Ｖ２のいずれかと同じ車速としてもよいし、異なる車速としてもよい。なお、実施例では、シフトポジションＳＰとしてＳポジションを備えるものとしたが、Ｓポジションを備えないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度起因の仮変速車速Ｖｇ１を設定する際に、図７のアクセル開度Ａｃｃと仮変速車速Ｖｇ１との関係に例示したように、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａ１より大きく所定開度Ａ２より小さい領域では、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど所定車速Ｖ１から所定車速Ｖ２に向けて滑らかに高くなる傾向に変速車速Ｖｇを設定するものとしたが、所定車速Ｖ１を変速車速Ｖｇとして設定するものとしてもよいし、所定車速Ｖ２を変速車速Ｖｇとして設定するものとしてもよい。また、実施例では、電池温度起因の仮変速車速Ｖｇ２を設定する際に、図８の電池温度Ｔｂと仮変速車速Ｖｇ２との関係に例示したように、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ１より高く所定温度Ｔｂ２より低い領域では、電池温度Ｔｂが高いほど滑らかに高くなる傾向に変速車速Ｖｇを設定するものとしたが、所定車速Ｖ１を変速車速Ｖｇとして設定するものとしてもよいし、所定車速Ｖ２を変速車速Ｖｇとして設定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の検出回転数Ｎｍ２の時間微分成分に相当する偏差ΔＮｍ２にゲインｋｍを乗じたものを検出回転数Ｎｍ２に加えて得られる回転数を制御時に予想されるモータＭＧ２の回転数としての制御用回転数Ｎｍ２＊として設定するものとしたが、こうした手法だけでなく、制御時に予想される回転数の演算手法として他の手法を用いて制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図１４のスリップ許容量設定用マップに例示したように、車速Ｖと変速車速Ｖｇとの差（Ｖ−Ｖｇ）が所定値αより大きく値０より小さい領域では、差（Ｖ−Ｖｇ）が値０に近づくほど正の所定値Ｖｓ１から値０に向けて滑らかに小さくなる傾向にスリップ許容量Ｖｓｌｉｍを設定するものとしたが、差（Ｖ−Ｖｇ）が値０より小さい領域では、所定値Ｖｓ１を設定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、ブレーキＥＣＵ９４により、スリップ速度Ｖｓが許容スリップ量Ｖｓｌｉｍ以下となるようトラクションコントロール（ＴＲＣ）を行なうものとしたが、スリップ速度Ｖｓが許容スリップ量Ｖｓｌｉｍ以下となるものであれば、ブレーキＥＣＵ９４により行なわれるトラクションコントロールに代えて、スリップ速度Ｖｓが許容スリップ速度Ｖｓｌｉｍ以下となるよう要求トルクＴｒ＊を制限すると共にその制限したトルクがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとしてもよいし、要求トルクＴｒ＊の制限とブレーキＥＣＵによるトラクションコントロールとの両方を行なうものとしてもよい。また、リングギヤ軸３２ａに出力されるトルクを制限する場合、要求トルクＴｒ＊を制限するものに限られず、モータＭＧ１から動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを制限するものとしてもよいし、モータＭＧ２から変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクを制限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Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なっているときか否かに拘わらず、要求トルクＴｒ＊と駆動軸回転数Ｎｒとに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなるエンジン２２の目標運転ポイントを設定すると共に設定した目標運転ポイントでエンジン２２が運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと変速機６０のギヤ比（Ｎｍ２＊／Ｎｒ）とバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとに基づいてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとしたが、変速機６０のＬｏ−Ｈｉ変速を行なうときには、モータＭＧ１から動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクである直達トルクにより要求トルクＴｒ＊が賄われるようエンジン２２の目標運転ポイントとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを設定してエンジン２２とモータＭＧ１とを制御しながらモータＭＧ２からその回転数を減少させる方向のトルク（図１０中、下向きのトルク）を出力してＬｏ−Ｈｉ変速を行なうものとしてもよい。この場合、Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なっているときには、モータＭＧ１，ＭＧ２が共に発電機として機能することになるため、バッテリ５０に入力される電力が入力制限Ｗｉｎを超えないようにモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する必要が生じるが、実施例と同様に、検出回転数Ｎｍ２ではなく予想回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊として用いると共にスリップが発生しないよう制御することにより、制御用回転数Ｎｍ２＊と実際の回転数との乖離が大きくなるのを抑制することができ、モータＭＧ２をより適正に制御することができるから、バッテリ５０に過大な電力が入力されるの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、上述した式（４），（５）を満たす範囲内でモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを制限するトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを求めてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に式（８），（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定したが、式（４），（５）を満たす範囲内によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの制限を受けることなくモータトルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共にこのトルク指令Ｔｍ１＊を用いて式（８），（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしても構わない。この他、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０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。

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１５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１５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１６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。

実施例では、ハイブリッド自動車の形態として用いるものとしたが、列車など自動車以外の車両の形態としてもよいし、自動車を含めた車両の制御方法の形態としてもよい。

ここで、実施例や変形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、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、変速機６０が「変速手段」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、回転数センサ３２ｂが「駆動軸回転数検出手段」に相当し、回転位置検出センサ４４とこの回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数（検出回転数）Ｎｍ２を演算するモータＥＣＵ４０とが「電動機回転数検出手段」に相当し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分に相当する偏差ΔＮｍ２にゲインｋｍを乗じたものを回転数Ｎｍ２に加えて得られる回転数を制御時に予想される回転数としての制御用回転数Ｎｍ２＊として設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１８０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「予想回転数演算手段」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６の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０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「要求トルク設定手段」に相当し、変速機６０のＬｏ−Ｈｉ変速を行なっているときには、制御用回転数Ｎｍ２＊を用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントで運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定して設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信すると共にスリップ許容量Ｖｓｌｉｍに値０を設定してブレーキＥＣＵに送信する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１９０〜Ｓ２７０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＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と駆動輪速Ｖｗと車速Ｖとの偏差として設定されるスリップ速度Ｖｓがスリップ許容量Ｖｓｌｉｍ以下になるようトラクションコントロール（ＴＲＣ）を行なうブレーキＥＣＵ９４が「制御手段」に相当する。また、車輪速センサ８８ａ〜８８ｄとこの車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づいて車速Ｖを演算するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「車速検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂとを用いて図６の変速車速設定処理により変速車速Ｖｇを設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０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「アップシフト車速設定手段」に相当し、車速Ｖが変速車速Ｖｇを超えて大きくなったときにＬｏ−Ｈｉ変速を指示する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１４０，Ｓ１６０，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「アップシフト指示手段」に相当する。さらに、車輪速センサ８８ａ，８８ｂとこの車輪速センサ８８ａ，８８ｂからの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂに基づいて駆動輪速Ｖｗを演算するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「駆動輪速検出手段」に相当し、駆動輪速Ｖｗから車速Ｖを減じてスリップ速度Ｖｓを演算するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「スリップ速度演算手段」に相当し、車速Ｖと変速車速Ｖｇとに基づいてスリップ許容量Ｖｓｌｉｍを設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ２６０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「スリップ許容程度設定手段」に相当する。さらに、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くバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するバッテリＥＣＵ５２が「入出力制限設定手段」に相当し、運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂのいずれかの空転によるスリップを抑制するトラクションコントロール（ＴＲＣ）を実行するブレーキアクチュエータ９２，ブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄが「制動力付与手段」に相当する。モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。また、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」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。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるされるものではなく、駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルク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、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「変速手段」としては、Ｈｉ，Ｌｏの２段の変速段をもって変速可能な変速機６０に限定されるものではなく、３段以上の変速段をもって変速する変速機としたり、無段階に変速する無段変速機としたりするなど、電動機の回転軸と駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達するものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段とや電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「駆動軸回転数検出手段」としては、回転数センサ３２ｂに限定されるものではなく、車速を検出するセンサからの値に換算係数を乗じてリングギヤ軸３２ａの回転数とするものなど、駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機回転数検出手段」としては、回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を演算するものに限定されるものではなく、電動機の回転数である電動機回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「予想回転数演算手段」としては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分に相当する偏差ΔＮｍ２にゲインｋｍを乗じたものを回転数Ｎｍ２に加えて得られる回転数を制御時に予想される回転数としての制御用回転数Ｎｍ２＊として設定するものに限定されるものではなく、電動機回転数に基づいて電動機の制御時に予想される電動機の回転数である予想回転数を演算するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求トルク設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「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とブレーキＥＣＵ９４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、変速機６０のＬｏ−Ｈｉ変速を行なっているときには、制御用回転数Ｎｍ２＊を用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントで運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御すると共にスリップが発生しないようトラクションコントロール（ＴＲＣ）を行なうものに限定されるものではなく、変速手段の変速比の変更が指示されたときに駆動軸回転数と予想回転数とを用いて駆動輪を含む車輪にスリップを発生させることなく要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に変速手段の変速段が変更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手段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。「車速検出手段」としては、車輪速センサ８８ａ〜８８ｄとこの車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づいて車速Ｖを演算するものに限定されるものではなく、車速を直接検出するものなど、車速を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「アップシフト車速設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂとを用いて変速車速Ｖｇを設定するものに限定されるものではなく、アクセル操作量と電池温度とを含む複数のパラメータのうち少なくとも一つに基づいてアップシフト車速を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「アップシフト指示手段」としては、車速Ｖが変速車速Ｖｇを超えて大きくなったときにＬｏ−Ｈｉ変速を指示するものに限定されるものではなく、車速が変速手段をアップシフトする車速であるアップシフト車速を超えて増加したときに変速手段のアップシフトを指示するものであれば如何なるものとしても構わない。「駆動輪速検出手段」としては、車輪速センサ８８ａ，８８ｂとこの車輪速センサ８８ａ，８８ｂからの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂに基づいて駆動輪速Ｖｗを演算するものに限定されるものではなく、駆動輪の回転速度である駆動輪速を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「スリップ速度演算手段」としては、駆動輪速Ｖｗから車速Ｖを減じてスリップ速度Ｖｓを演算するものに限定されるものではなく、車速と駆動輪速とに基づいて駆動輪の空転によるスリップの程度であるスリップ速度を演算するものであれば如何なるものとしても構わない。「スリップ許容程度設定手段」としては、車速Ｖと変速車速Ｖｇとに基づいてスリップ許容量Ｖｓｌｉｍを設定するものに限定されるものではなく、駆動輪の空転によるスリップを許容する程度であるスリップ許容程度を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「入出力制限設定手段」としては、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くバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するものに限定されるものではなく、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制動力付与手段」としては、運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂのいずれかの空転によるスリップを抑制するトラクションコントロール（ＴＲＣ）を実行するブレーキアクチュエータ９２，ブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄに限定されるものではなく、車輪に制動力を付与するものであれば如何なるものとしても構わない。「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作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。なお、実施例や変形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。

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、車両の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての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の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 変速車速設定処理の一例を示すフローチャートである。 第１仮変速車速設定用マップの一例を示す説明図である。 第２仮変速車速設定用マップの一例を示す説明図である。 変速処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変速機６０の共線図の一例を示す説明図である。 Ｌｏ−Ｈｉ変速の油圧シーケンス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。 トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を示す説明図である。 スリップ許容量設定用マップ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、３１ａ サンギヤ軸、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３２ｂ 回転数センサ、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、６１，６５ サンギヤ、６２，６６ リングギヤ、６３ａ 第１ピニオンギヤ、６３ｂ 第２ピニオンギヤ、６４，６８ キャリア、６７ ピニオンギヤ、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、８８ａ〜８８ｄ 車輪速センサ、９０ ブレーキマスターシリンダ、９２ ブレーキアクチュエータ、９４ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄ ブレーキホイールシリンダ、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. 内燃機関と、
   駆動輪に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入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、
   前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速手段と、
   前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
   前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
   前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
   前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算する予想回転数演算手段と、
   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、
   前記変速手段の変速比の変更が指示されたとき、前記検出された駆動軸回転数と前記演算された予想回転数とを用いて、前記駆動輪を含む車輪にスリップを発生させることなく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と共に前記変速手段の変速段が変更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電動機と前記変速手段とを制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 請求項１記載の車両であって、
   車速を検出する車速検出手段と、
   前記検出された車速が前記変速手段をアップシフトする車速であるアップシフト車速を超えて増加したときに該変速手段のアップシフトを指示するアップシフト指示手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記アップシフト指示手段により前記変速手段のアップシフトが指示されたとき、該変速手段がアップシフトされるよう制御する手段である
   車両。
3. アクセル操作量と電池温度とを含む複数のパラメータのうち少なくとも一つに基づいて前記アップシフト車速を設定するアップシフト車速設定手段を備える請求項２記載の車両。
4. 前記アップシフト車速設定手段は、前記アクセル操作量が所定操作量以下のときには第１の車速を前記アップシフト車速として設定し、前記検出されたアクセル操作量が前記所定操作量より大きいときには前記第１の車速よりも高い第２の車速を前記アップシフト車速として設定する手段である請求項３記載の車両。
5. 前記アップシフト車速設定手段は、前記蓄電手段の温度が所定温度以下のときには第３の車速を前記アップシフト車速として設定し、前記検出された蓄電手段の温度が前記所定温度より高いときには前記第３の車速よりも高い第４の車速を前記アップシフト車速として設定する手段である請求項３記載の車両。
6. 前記アップシフト車速設定手段は、前記検出された車速に対する前記内燃機関の回転数の比である回転比を複数段階に変更可能な回転比変更可能ポジションと、所定の制約に基づいて前記内燃機関が運転される制約ポジションと、を含む複数のシフトポジションのうち該回転比変更可能ポジションが選択されているときには、他のパラメータに拘わらず、第５の車速を前記アップシフト車速として設定する手段である請求項３記載の車両。
7. 請求項２ないし６いずれか記載の車両であって、
   前記駆動輪の回転速度である駆動輪速を検出する駆動輪速検出手段と、
   前記検出された車速と前記検出された駆動輪速とに基づいて前記駆動輪の空転によるスリップの程度であるスリップ速度を演算するスリップ速度演算手段と、
   前記検出された前記駆動輪の空転によるスリップを許容する程度であるスリップ許容程度を設定するスリップ許容程度設定手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記演算されたスリップ速度が前記設定されたスリップ許容程度以下となると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう制御する手段である
   車両。
8. 前記スリップ許容程度設定手段は、前記検出された車速が前記アップシフト車速よりも低い所定車速以下のときには第１の程度を前記スリップ許容程度に設定し、前記検出された車速が前記アップシフト車速以上のときには値０を前記スリップ許容程度に設定し、前記検出された車速が前記所定車速から前記アップシフト車速未満のときには前記第１の程度と前記値０とを滑らかに移行する傾向に前記スリップ許容程度を設定する手段である請求項７記載の車両。
9. 請求項１ないし８いずれか記載の車両であって、
   前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段を備え、
   前記制御手段は、前記設定された入出力制限の範囲内で前記電力動力入出力手段と前記電動機が駆動されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である
   車両。
10. 前記予想回転数演算手段は、前記検出された電動機回転数の時間微分成分に相当する値に所定のゲインを乗じて得られる補正回転数を該検出された電動機回転数に加えることにより前記予想回転数を演算する手段である請求項１ないし９いずれか記載の車両。
11. 請求項１ないし１０いずれか記載の車両であって、
    前記車輪に制動力を付与する制動力付与手段を備え、
    前記制御手段は、前記制動力付与手段も制御する手段である
    車両。
12. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との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、を備える手段である請求項１ないし１１いずれか記載の車両。
13. 内燃機関と、駆動輪に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入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、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
    （ａ）前記電動機の回転数である電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算し、
    （ｂ）前記変速手段の変速比の変更が指示されたとき、前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数と前記演算された予想回転数とを用いて、前記駆動輪を含む車輪にスリップを発生させることなく前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記変速手段の変速段が変更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電動機と前記変速手段とを制御する、
    車両の制御方法。

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