JP2008230510A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関が振動やこもり音を生じる運転状態にあるときに電動機から変速機の入力軸に出力されるトルクが反転しないようにしてトルクの反転による駆動系のガタ詰めの際の異音の発生を抑制する。
【解決手段】エンジンの目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域範囲内となるときには、変速機の変速段をアップシフトして（Ｓ２１０）、こもり音領域にあるが仮トルクＴｍ２ｔｍｐを所定領域範囲外として要求トルクＴｄ＊が駆動軸に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。これにより、エンジンがこもり音領域で運転されているときにモータＭＧ２のトルクが反転することによって生じ得るガタ詰めによる異音の発生を抑制することができる。
【選択図】図６

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、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共にリングギヤが車軸側に接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続された第１のモータジェネレータと、車軸側に接続された第２のモータジェネレータと、プラネタリギヤのリングギヤの回転数に対してキャリアの回転数を固定比とするようキャリアにギヤを介して取り付けられたブレーキ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）。この車両では、エンジンの回転変動によって生じる振動やこもり音が生じる状態のときには、ブレーキをオンオフすることにより、変速モードを切り替えることにより振動やこもり音が生じる状態を回避している。
特開２００５−２４０７１号公報

内燃機関と、車軸側に取り付けられた変速機と、内燃機関の出力軸と変速機の入力軸と発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続された作動機構と、変速機の入力軸に接続された電動機とを備える車両では、内燃機関が振動やこもり音を生じる運転状態にあるときに電動機から出力するトルクが値０近傍であると、振動による異音やこもり音に加えて電動機から変速機の入力軸に出力されるトルクが反転することによって生じる駆動系のガタ詰めによる異音も生じ、騒音が増加してしまう。

本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関が振動やこもり音を生じる運転状態にあるときに電動機から変速機の入力軸に出力されるトルクが反転しないように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、こうしたトルクの反転による駆動系のガタ詰めの際の異音の発生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、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記出力軸および前記回転軸とは異なる軸である動力軸の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、
前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機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、
車軸に連結された駆動軸と前記動力軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する変速伝達手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
走行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、
前記設定された要求駆動力と前記検出された車速とに基づいて前記変速伝達手段の目標とする目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
前記設定された要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
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変速伝達手段が前記設定された目標変速比で動力の伝達を行なって前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する通常制御を実行すると前記内燃機関が振動やこもり音を生じる所定運転領域で運転されると共に前記電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内となる特定運転状態となるときには、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変速伝達手段が前記設定された目標変速比とは異なる変速比で動力の伝達を行なって前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する特定運転状態用制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、走行に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて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変速伝達手段が要求駆動力と車速とに基づいて設定された目標変速比で動力の伝達を行なって要求駆動力によって走行するよう内燃機関と発電機と電動機と変速伝達手段とを制御する通常制御を実行すると内燃機関が振動やこもり音を生じる所定運転領域で運転されると共に電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内となる特定運転状態となるときには、目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に変速伝達手段が目標変速比とは異なる変速比で動力の伝達を行なって要求駆動力によって走行するよう内燃機関と発電機と電動機と変速伝達手段とを制御する特定運転状態用制御を実行する。即ち、変速伝達手段の変速比を目標変速比から変更することにより、電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内とならないようにするのである。これにより、内燃機関が振動やこもり音を生じる所定運転領域で運転されているときに電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内となるのを抑制することができ、電動機からの出力トルクが反転することによるガタ詰めの際の異音の発生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、前記制御手段は、前記特定運転状態用制御として、前記変速伝達手段が、前記電動機から出力するトルクが前記所定トルク範囲外となる変速比で動力の伝達を行なうよう前記内燃機関と前記発電機と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。また、前記制御手段は、前記特定運転状態用制御として、前記変速伝達手段が前記設定された目標変速比より前記動力軸の動力を前記駆動軸に伝達する際の減速比としたときに小さな減速比となる変速比で動力の伝達を行なうよう前記内燃機関と前記発電機と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。

また、本発明の車両において、前記変速伝達手段は有段変速機であり、前記目標変速比設定手段は前記変速伝達手段の変速段を設定する手段であり、前記制御手段は、前記特定運転状態用制御として、前記変速伝達手段が前記目標変速比として設定された変速段より１段だけアップシフト側の変速段で動力の伝達を行なうよう前記内燃機関と前記発電機と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。

さらに、本発明の車両において、前記所定の制約は、同一のパワーを出力するときに最も効率のよい運転ポイントで運転する制約であるものとすることもできる。こうすれば、燃費を向上させることができる。

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記出力軸および前記回転軸とは異なる軸である動力軸の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、前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、車軸に連結された駆動軸と前記動力軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する変速伝達手段と、を備える車両の制御方法であって、
（ａ）走行に要求される要求駆動力と車速とに基づいて前記変速伝達手段の目標とする目標変速比を設定すると共に前記要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、
（ｂ）前記設定し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変速伝達手段が前記設定した目標変速比で動力の伝達を行なって走行に要求される要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する通常制御を実行すると前記内燃機関が振動やこもり音を生じる所定運転領域で運転されると共に前記電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内となる特定運転状態となるときには、前記設定し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変速伝達手段が前記設定した目標変速比とは異なる変速比で動力の伝達を行なって前記要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する特定運転状態用制御を実行する、
ことを特徴とする。

この本発明の車両の制御方法では、走行に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて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変速伝達手段が要求駆動力と車速とに基づいて設定された目標変速比で動力の伝達を行なって要求駆動力によって走行するよう内燃機関と発電機と電動機と変速伝達手段とを制御する通常制御を実行すると内燃機関が振動やこもり音を生じる所定運転領域で運転されると共に電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内となる特定運転状態となるときには、目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に変速伝達手段が目標変速比とは異なる変速比で動力の伝達を行なって要求駆動力によって走行するよう内燃機関と発電機と電動機と変速伝達手段とを制御する特定運転状態用制御を実行する。即ち、変速伝達手段の変速比を目標変速比から変更することにより、電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内とならないようにするのである。これにより、内燃機関が振動やこもり音を生じる所定運転領域で運転されているときに電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内となるのを抑制することができ、電動機からの出力トルクが反転することによるガタ詰めの際の異音の発生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、動力分配統合機構３０に接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に出力する変速機６０と、車両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、例えば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可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０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には回転軸としてのリングギヤ軸３２ａ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から変速機６０，駆動軸３６，デファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。

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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置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，ＭＧ
２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、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達およびリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続の解除を行なうことができるように構成されている。変速機６０の構成の一例を図３に示す。図示するように、変速機６０は、シングルピニオンの遊星歯車機構６２，６４，６６と二つのクラッチＣ１，Ｃ２と三つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とにより構成されている。遊星歯車機構６２は、外歯歯車のサンギヤ６２ｓと、このサンギヤ６２ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２ｒと、サンギヤ６２ｓに噛合すると共にリングギヤ６２ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６２ｐと、複数のピニオンギヤ６２ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６２ｃとを備えており、サンギヤ６２ｓはクラッチＣ２のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続または接続の解除ができるようになっていると共にブレーキＢ１のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６２ｃはブレーキＢ２のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっている。遊星歯車機構６４は、外歯歯車のサンギヤ６４ｓと、このサンギヤ６４ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６４ｒと、サンギヤ６４ｓに噛合すると共にリングギヤ６４ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６４ｐと、複数のピニオンギヤ６４ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６４ｃとを備えており、サンギヤ６４ｓは遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓに接続され、リングギヤ６４ｒはクラッチＣ１のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続またはその解除ができるようになっており、キャリア６４ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒに接続されている。遊星歯車機構６６は、外歯歯車のサンギヤ６６ｓと、このサンギヤ６６ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６ｒと、サンギヤ６６ｓに噛合すると共にリングギヤ６６ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６６ｐと、複数のピニオンギヤ６６ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６６ｃとを備えており、サンギヤ６６ｓは遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒに接続され、リングギヤ６６ｒはブレーキＢ３のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６６ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒと遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃと駆動軸３６とに接続されている。変速機６０は、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを全てオフにすることによりリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離すことができ、クラッチＣ１とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を比較的大きな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を１速の状態という）、クラッチＣ１とブレーキＢ２とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を１速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を２速の状態という）、クラッチＣ１とブレーキＢ１とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ２，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を２速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を３速の状態という）、クラッチＣ１，Ｃ２をオンとすると共にブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３をオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転をそのまま駆動軸３６に伝達する（以下、この状態を４速の状態という）。また、この変速機６０は、クラッチＣ２とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を反転かつ減速して駆動軸３６に伝達する（以下、この状態をリバースの状態という）。

クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のオンオフは、図１に示すように、油圧式のアクチュエータ１００の駆動によりクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３に対して作用させる油圧を調節することより行なわれる。この油圧式のアクチュエータ１００は、オイルを圧送するオイルポンプ１０２と、オイルポンプ１０２から圧送されたオイルの圧力（ライン圧）をクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３側に調整可能な圧力をもって個別に供給可能な油圧供給部１０４と、を備える。

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に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂ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。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。

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，アクチュエータ１００の油圧供給部１０４のライン圧を検出する油圧センサ１０６からの油圧Ｐｏｉｌ，駆動軸３６に取り付けられた回転数センサ３７からの駆動軸回転数Ｎｄなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の油圧式のアクチュエータ１００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。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。

なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。シフトポジションＳＰがＤポジションやＲポジションのときには、変速機６０は、１速〜４速の状態，リバースの状態となるようクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のうち１速〜４速の状態，リバースの状態に対応するクラッチやブレーキを係合するものとし、シフトポジションＳＰがＮポジションやＰポジションのときには、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３は全て開放するものとした。

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３６に出力すべき要求トルクを計算し、要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに応じた変速段となるよう変速機６０が制御され、要求トルクと変速機６０の変速段とに応じた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、特にエンジン２２が所謂こもり音領域で運転されると共にモータＭＧ２の出力トルクが値０近傍となるときの動作について説明する。図６はエンジン２２を運転しているとき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り、図７は変速機６０の変速段を変速するために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。これらのルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。まず、車両の駆動制御について説明し、その後、変速機６０の変速制御について説明する。

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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，回転数センサ３７からの駆動軸回転数Ｎｄ，変速機６０ｂの変速比Ｇ，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、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、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、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。なお、変速機６０の変速比Ｇは、変速機６０の状態に基づいて得られるものを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軸３６に出力すべき要求トルクＴｄ＊を設定すると共に（ステップＳ１１０）、設定した要求トルクＴｄ＊に基づいてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。要求トルクＴｄ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊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Ｔｄ＊を導出して設定するものとした。図８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Ｔｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ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。

次に、設定した要求パワー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９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。

続いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸回転数Ｎｄに変速機６０の変速比Ｇを乗じた値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（ステップＳ１４０）、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（２）によりモータＭＧ１のトルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１５０）。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および変速機６０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を図１０に示す。なお、図１０は変速機６０が２速の状態のときを示している。図中左側は動力分配統合機構３０の共線図であり、左の３１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、３４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、３２軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数を示す。図中右側は変速機６０の共線図であり、６４ｒ，６６ｓ軸は遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒおよび遊星歯車機構６６のサンギヤ６６ｓの回転数を示し、６２ｒ，６４ｃ，６６ｃ軸は駆動軸３６の回転数Ｎｏである遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒおよび遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃおよび遊星歯車機構６６のキャリア６６ｃの回転数を示し、６２ｃ軸は遊星歯車機構６２のキャリア６２ｃの回転数を示し、６６ｒ軸は遊星歯車機構６６のリングギヤ６６ｒの回転数を示し、６２ｓ，６４ｓ軸は遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓおよび遊星歯車機構６４のサンギヤ６４ｓの回転数を示す。図中左右の共線図を結ぶ点線は、シフトポジションＳＰがＤポジションのときに接続される回転要素（３２軸と６４ｒ，６６ｓ軸）を示す。なお、３２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とを示し、６２ｒ，６４ｃ，６６ｃ軸の２つの太線矢印は、Ｒ軸に出力されるこれらのトルクが変速機６０を介して駆動軸３６に出力されるトルクを示す。式（１）は、図１０の共線図から容易に導くことができる。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。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-G・Nd/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

そして、式（３）および式（４）を共に満たすモータトルクＴｍ１ｔｍｐの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると共に（ステップＳ１６０）、式（５）により設定したトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで仮トルクＴｍ１ｔｍｐを制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１７０）。ここで、式（３）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Ｔｄ＊を予想ギヤ比Ｇｅｓｔで除した値までの範囲内となる関係であり、式（４）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。なお、式（４）では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２として、変速機６０の変速比Ｇに駆動軸回転数Ｎｄを乗じたものを用いた。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図１１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。

0≦−Tm1tmp/ρ＋Tm2tmp≦Td*/G (3)
Win≦Tm1tmp・Nm1＋Tm2tmp・G・Nd≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)

次に、要求トルクＴｄ＊を変速機６０のギヤ比Ｇで除したものにモータＭＧ１のトルク指令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モータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（６）により計算し（ステップＳ１８０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあるか否かを判定すると共に（ステップＳ１９０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域（−Ｔｒｅｆ＜Ｔｍ２ｔｍｐ＜Ｔｒｅｆ）の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２００）。ここで、式（６）は図１０の共線図から容易に導くことができる。また、こもり音領域は、エンジン２２を比較的低回転で且つ高トルクで運転する領域であり、図９には斜線によりハッチングした領域として示した。閾値Ｔｒｅｆは、仮トルクＴｍ２ｔｍｐが値０を含んで値０近傍にあるか否かを判定するために用いられるものであり、比較的小さな値を用いることができる。ここで、仮トルクＴｍ２ｔｍｐは、後述するようにバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔによって制限されなければモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてトルク指令Ｔｍ２＊に設定されるものとなるから、通常はモータＭＧ２から出力される出力トルクとなる。したがって、仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内にあるか否かの判定は、モータＭＧ２からの出力トルクがその領域の範囲内にあるか否かの判定と同意となる。

Tm2tmp=Td*/G+Tm1*/ρ (6)

エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にないときやエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあるときでも仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲外となるときには、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（Ｇ・Ｎｄ）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（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ２３０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）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Ｓ２４０）。

Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/(G・Nd) (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/(G・Nd) (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)

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（ステップＳ２５０）、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。

一方、ステップＳ１９０，Ｓ２００でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となるときには、変速機６０をアップシフトすると共に（ステップＳ２１０）、変速比Ｇをアップシフト後の変速比とし（ステップＳ２２０）、ステップＳ１４０に戻り、アップシフト後の変速比Ｇを用いて上述した式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算し、アップシフト後の変速比Ｇを用いて上述したステップＳ１５０〜Ｓ１７０によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にアップシフト後の変速比Ｇを用いて式（６）によりモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定する（ステップＳ１８０）。いま、変速機６０が２速の状態のときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となった場合を考える。この場合、アップシフトにより変速機６０は３速の状態とされる。図１２にバッテリ５０の充放電がないときに変速機６０が２速の状態でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となった際の共線図とこの状態からアップシフトして変速機６０を３速の状態としたときの共線図の一例を示す。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあるときはエンジン２２が比較的低回転高トルクの領域で運転されている状態であり、バッテリ５０の充放電がないときに仮トルクＴｍ２ｔｍｐが値０となるときにはモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は値０となる。図１２中の実線はこの状態を示している。この状態からブレーキＢ２をオフとしてブレーキＢ１をオンとして変速機６０を３速の状態にアップシフトするとすると、車速Ｖに変化がないことから駆動軸３６の回転数は変化せず、エンジン２２の運転ポイントを変更しないものとすれば、図１２中の破線に示すように、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は小さくなり、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は大きくなる。このとき、モータＭＧ１からの出力トルクは、定常状態を考えれば、変速機６０のアップシフトの前後では変化しない。いま、バッテリ５０を充放電しない状態を考えているから、変速によりモータＭＧ１の出力トルクはそのままに回転数Ｎｍ１を大きくすることによりモータＭＧ１により得られる回生電力をモータＭＧ２で消費することになり、モータＭＧ２からトルクを出力することになる。これにより、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクは、モータＭＧ１から出力されて動力分配統合機構３０を介して出力されるトルクとモータＭＧ２から出力されるトルクとの和となり、大きくなるが、アップシフトにより変速比Ｇが小さくなることにより、駆動軸３６にはアップシフトの前後で変化しない要求トルクＴｒ＊が出力されることになる。モータＭＧ２からの出力トルクに着目すると、アップシフトの前は値０であったものがアップシフトの後ではモータＭＧ１の回生電力を消費する値となる。この結果、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となるときにモータＭＧ２のトルクが反転することによって生じ得るガタ詰めによる異音の発生を抑制することができる。

アップシフト後の変速比Ｇを用いて計算されたモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐは、上述したように、閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲外となるから、ステップＳ１９０，Ｓ２００では、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあるが仮トルクＴｍ２ｔｍｐは閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲外となると判定され、アップシフト後の変速比Ｇを用いてトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ２３０）、計算したトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘにより仮トルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２４０）、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，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（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。

次に、変速機６０の変速制御について説明する。図７の変速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、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速機６０の変速段Ｓとを入力し（ステップＳ３００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速マップとに基づいて目標変速段Ｓ＊を設定する（ステップＳ３１０）。変速マップの一例を図１３に例示する。そして、設定した目標変速段Ｓ＊と入力した変速機６０の変速段Ｓとを比較し（ステップＳ３２０）、同一であるときには、変速機６０の変速段を変速する必要はないと判断して変速制御ルーチンを終了する。

一方、目標変速段Ｓ＊と変速機６０の変速段Ｓとが異なるときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となったことによるアップシフトが行なわれたか否かを判定し（ステップＳ３３０）、こうしたアップシフトが行なわれていないときには、変速機６０の変速段を変速する必要があると判断して変速機６０の変速段を目標変速段Ｓ＊に変速して（ステップＳ３６０）、変速制御ルーチンを終了する。変速機６０の変速段の変速は、油圧式のアクチュエータ１００の駆動によりクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３に対して作用させる油圧を調節することにより行なわれる。

ステップＳ３２０で目標変速段Ｓ＊が変速機６０の変速段Ｓと異なると判定され、ステップＳ３３０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となったことによるアップシフトが行なわれたと判定されたときには、アクセル開度Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃが閾値Ａｒｅｆ未満であるか否かを判定し（ステップＳ３４０）、アクセル開度Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上のときにはアップシフトが行なわれてもその後に運転者がアクセルペダル８３を操作したことにより変速機６０の変速段を変速する必要があると判断して変速機６０の変速段を目標変速段Ｓ＊に変速して（ステップＳ３６０）、変速制御ルーチンを終了する。ここで、閾値Ａｒｅｆは、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊がある程度変更される程度の値としてを用いることができる。一方、アクセル開度Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃが閾値Ａｒｅｆ未満のときにはアップシフトが行なわれて所定時間経過するのを待って（ステップＳ３５０）、変速機６０の変速段を目標変速段Ｓ＊に変速して（ステップＳ３６０）、変速制御ルーチンを終了する。このように、アップシフトが行なわれて所定時間経過するのを待つのは、変速機６０の変速段の変速により、再びエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となるのを回避するためである。このため、所定時間は、例えば数秒程度を用いることができる。

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の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となるときには、変速機６０の変速段をアップシフトしてモータＭＧ２の出力トルクを値０を含む所定領域の範囲外することにより、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となるときにモータＭＧ２のトルクが反転することによって生じ得るガタ詰めによる異音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、４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、変速段は４段に限られるものではなく、２段以上の変速段をもって変速可能な変速機であればよい。また、変速機６０は無段変速機であってもよい。この場合、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となるときには、仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲外となるよう無段変速機の変速比を変更すればよい。

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（７），（８）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（７），（８）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。

実施例では、本発明の最良の形態としてハイブリッド自動車２０として説明したが、こうした自動車に限定されるものではなく、自動車以外の車両の形態としてもよいし、車両の制御方法の形態としても構わない。

ここで、実施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、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」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、変速機６０が「変速伝達手段」に相当し、車速センサ８８が「車速検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊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「要求駆動力設定手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速マップとに基づいて目標変速段Ｓ＊を設定する図７の変速制御ルーチンのステップＳ３１０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「目標変速比設定手段」に相当し、要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ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との和として要求パワーＰｅ＊を設定すると共に設定した要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する図６の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０，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「目標運転ポイント設定手段」に相当し、そのときの変速機６０の変速段でエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転すると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２から出力すべき仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定するとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となるときには、変速機６０の変速段をアップシフトしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊はこもり音領域にあるがモータＭＧ２の出力トルクを値０を含む所定領域の範囲外として要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とを設定して送信する図６の駆動制御ルーチンのステップＳ１４０〜Ｓ２５０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＊とに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」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。「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であっても構わない。「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、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と出力軸および回転軸とは異なる軸である動力軸の３軸に接続され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、動力軸に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。「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、発電機および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。「変速伝達手段」としては、４段変速の変速機６０に限定されるものではなく、２段以上の変速機としたり、無段変速機とするなど、車軸に連結された駆動軸と動力軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達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、車速センサ８８に限定されるものではなく、駆動輪や従動輪に取り付けられた車輪速センサからの信号に基づいて演算するものなど、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。「要求駆動力設定手段」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、走行に要求される要求駆動力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。「目標変速比設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速マップとに基づいて目標変速段Ｓ＊を設定するものに限定されるものではなく、要求駆動力と車速とに基づいて変速伝達手段の目標とする目標変速比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。「目標運転ポイント設定手段」としては、要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ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との和として要求パワーＰｅ＊を設定すると共に設定した要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定するものに限定されるものではなく、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２から大きなトルクを出力する動作ラインとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定するものとしたり、要求パワーＰｅ＊とある程度のこもり音領域を避けながらエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定するものとしたりするなど、要求駆動力と所定の制約とに基づいて内燃機関を運転すべき目標運転ポイント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、そのときの変速機６０の変速段でエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転すると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２から出力すべき仮トルクＴｍ２ｔｍｐを設定するとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となるときには、変速機６０の変速段をアップシフトしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊はこもり音領域にあるがモータＭＧ２の出力トルクを値０を含む所定領域の範囲外として要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とを設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，変速機６０を制御するものに限定されるものではなく、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変速伝達手段が設定された目標変速比で動力の伝達を行なって設定された要求駆動力によって走行するよう内燃機関と発電機と電動機と変速伝達手段とを制御する通常制御を実行すると内燃機関が振動やこもり音を生じる所定運転領域で運転されると共に電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内となる特定運転状態となるときには、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変速伝達手段が設定された目標変速比とは異なる変速比で動力の伝達を行なって設定された要求駆動力によって走行するよう内燃機関と発電機と電動機と変速伝達手段とを制御する特定運転状態用制御を実行するものであれば如何なるものとしても構わない。例えば、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変速伝達手段が設定された目標変速比で動力の伝達を行なって設定された要求駆動力によって走行するよう内燃機関と発電機と電動機と変速伝達手段とを制御する通常制御を実行すると内燃機関が振動やこもり音を生じる所定運転領域で運転されると共に電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内となる特定運転状態とはならないときには、通常制御を実行するものとしてもよいし、通常制御とは異なる制御を実行してもよい。即ち、特定運転状態とはならないときには、基本的には通常制御を実行するが、特定運転状態とはならないときでも通常制御とは異なる制御を実行するものとしてもよいのである。なお、実施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、動力出力装置や車両、駆動装置の製造産業などに利用可能である。

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。 エンジン２２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。 バッテリ５０における電池温度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。 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。 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。 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。 変速機６０が２速の状態のときの動力分配統合機構３０および変速機６０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。 変速機６０が２速の状態でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊がこもり音領域にあり且つ仮トルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆにより値０を含む所定領域の範囲内となった際の共線図とこの状態からアップシフトして変速機６０を３速の状態としたときの共線図の一例を示す説明図である。 変速マップの一例を示す説明図である。

符号の説明

２０ 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、３６ 駆動軸、３７ 回転数センサ、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、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、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、６２，６４，６６ 遊星歯車機構、６２ｓ，６４ｓ，６６ｓ サンギヤ、６２ｃ，６４ｃ，６６ｃ キャリア、６２ｒ，６４ｒ，６６ｒ リングギヤ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、２４ａ，７２ ＣＰＵ、２４ｂ，７４ ＲＯＭ、２４ｃ，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 アクチュエータ、１０２ オイルポンプ、１０４ 油圧供給部、１０６ 油圧センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ。

Claims (6)

1. 内燃機関と、
   動力を入出力可能な発電機と、
   前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記出力軸および前記回転軸とは異なる軸である動力軸の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、
   前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記発電機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、
   車軸に連結された駆動軸と前記動力軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する変速伝達手段と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   走行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、
   前記設定された要求駆動力と前記検出された車速とに基づいて前記変速伝達手段の目標とする目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
   前記設定された要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
   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変速伝達手段が前記設定された目標変速比で動力の伝達を行なって前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する通常制御を実行すると前記内燃機関が振動やこもり音を生じる所定運転領域で運転されると共に前記電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内となる特定運転状態となるときには、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変速伝達手段が前記設定された目標変速比とは異なる変速比で動力の伝達を行なって前記設定された要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する特定運転状態用制御を実行する制御手段と、
   を備える車両。
2. 前記制御手段は、前記特定運転状態用制御として、前記変速伝達手段が、前記電動機から出力するトルクが前記所定トルク範囲外となる変速比で動力の伝達を行なうよう前記内燃機関と前記発電機と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記載の車両。
3. 前記制御手段は、前記特定運転状態用制御として、前記変速伝達手段が前記設定された目標変速比より前記動力軸の動力を前記駆動軸に伝達する際の減速比としたときに小さな減速比となる変速比で動力の伝達を行なうよう前記内燃機関と前記発電機と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または２記載の車両。
4. 請求項１ないし３いずれか記載の車両であって、
   前記変速伝達手段は、有段変速機であり、
   前記目標変速比設定手段は、前記変速伝達手段の変速段を設定する手段であり、
   前記制御手段は、前記特定運転状態用制御として、前記変速伝達手段が前記目標変速比として設定された変速段より１段だけアップシフト側の変速段で動力の伝達を行なうよう前記内燃機関と前記発電機と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、
   車両。
5. 前記所定の制約は、同一のパワーを出力するときに最も効率のよい運転ポイントで運転する制約である請求項１ないし４いずれか記載の車両。
6. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記出力軸および前記回転軸とは異なる軸である動力軸の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、前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、車軸に連結された駆動軸と前記動力軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する変速伝達手段と、を備える車両の制御方法であって、
   （ａ）走行に要求される要求駆動力と車速とに基づいて前記変速伝達手段の目標とする目標変速比を設定すると共に前記要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、
   （ｂ）前記設定し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変速伝達手段が前記設定した目標変速比で動力の伝達を行なって走行に要求される要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する通常制御を実行すると前記内燃機関が振動やこもり音を生じる所定運転領域で運転されると共に前記電動機から出力するトルクが値０を含む所定トルク範囲内となる特定運転状態となるときには、前記設定し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変速伝達手段が前記設定した目標変速比とは異なる変速比で動力の伝達を行なって前記要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する特定運転状態用制御を実行する、
   ことを特徴とする車両の制御方法。

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