JP4063285B2 - 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに状態検出装置，動力出力装置の制御方法 - Google Patents

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前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車並びに状態検出装置，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、遊星歯車機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤにそれぞれ第１モータ，エンジンのクランクシャフト，駆動輪に連結された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、車速センサにより検出された車速に基づいて変速機の変速段をハイ状態かロー状態かに切り替えることにより第２モータからの動力を車速に応じた動力に変換して駆動軸に出力するものとしている。
特開２００２−２２５５７８号公報

変速機の変速段の変更を変速ショックを生じさせることなくスムーズに行なうためには、車速センサにより検出される車速（駆動軸の回転数）に基づいて第２モータの変速後の回転数を計算し、第２モータの回転数が変速後の回転数に一致した状態で必要なクラッチやブレーキを係合することが望ましい。そして、何らかの原因により車速センサが使用不可状態になったときには、車速センサに代えて車速を間接的に検出可能な他のセンサ（例えば、車輪速センサ）によりバックアップすることも考えることができる。この車速を間接的に検出可能なセンサは、通常、車速を検出するために最適化されているわけではないから、本来の車速センサの機能が回復して使用可能状態に戻ったときにはバックアップの状態から復帰させることが望ましいが、その復帰のタイミングによっては、変速機の制御に支障が生じる場合がある。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を他の回転数検出手段によるバックアップの状態から復帰させる際に変速伝達手段の制御に支障が生じるのを回避することを目的とする。また、本発明の状態検出装置は、駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を他の回転数検出手段によるバックアップの状態から復帰させる際に変速伝達手段の状態の判定に支障が生じるのを回避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状態検出装置，動力出力装置の制御方法は、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、
動力を入出力可能な原動機と、
変更可能な変速比をもって前記原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、
前記駆動軸の回転数を検出する第１回転数検出手段と、
前記第１回転数検出手段とは異なる態様をもって前記駆動軸の回転数を検出する第２回転数検出手段と、
前記第１回転数検出手段が使用可能状態にあるときには該第１回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記第１回転数検出手段が使用不可状態にあるときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記変速伝達手段の変速比が変更されている最中に前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったときには該変更が完了した以降に前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定する回転数設定手段と、
前記変速伝達手段における変速比の変更要求がなされたとき、前記設定された駆動軸の回転数に基づいて変速比が変更されるよう前記変速伝達手段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、駆動軸の回転数を検出する第１回転数検出手段が使用可能状態にあるときには第１回転数検出手段により検出される回転数を駆動軸の回転数として設定し、第１回転数検出手段が使用不可状態にあるときには第１回転数検出手段とは異なる態様をもって駆動軸の回転数を検出する第２回転数検出手段により検出される回転数を駆動軸の回転数として設定し、変更可能な変速比をもって原動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段の変速比が変更されている最中に第１回転数検出手段が使用不可状態から使用可能状態になったときにはその変更が完了した以降に第２回転数検出手段により検出される回転数から第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて駆動軸の回転数を設定し、変速伝達手段における変速比の変更要求がなされたとき設定した駆動軸の回転数に基づいて変速伝達手段を制御する。従って、変速伝達手段の変速比が変更されている最中に第２回転数検出手段により検出される回転数から第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて駆動軸の回転数を設定するのを回避するから、第１回転数検出手段を第２回転数検出手段によるバックアップの状態から復帰させる際に変速伝達手段の制御に支障が生じるのを回避することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記変速比の変更要求は、前記駆動軸の回転数に基づいて所定のタイミングでなされる要求であり、前記回転数設定手段は、前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったとき、前記変速伝達手段の変速比が変更されている最中にはないが前記駆動軸の回転数が前記変速比の変更要求が予想される回転数領域にあるときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記駆動軸の回転数が前記変速比の変更要求が予想される回転数領域にないときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定する手段であるものとすることもできるし、前記回転数設定手段は、前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったとき、前記変速伝達手段の変速比が変更されている最中にないときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定する手段であり、前記回転数設定手段により設定される前記駆動軸の回転数が前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えられている最中には、前記変速伝達手段における変速比の変更を禁止する変速比変更禁止手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の回転数の設定を第２回転数検出手段により検出される回転数から第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えている最中に変速伝達手段の変速比が変更されるのを回避することができる。これらの場合、前記回転数設定手段は、所定の緩変化処理をもって前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数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、第２回転数検出手段により検出される回転数から第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて駆動軸の回転数を設定する際に設定する回転数が急変するのを抑制することができる。ここで、「所定の緩変化処理」には、なまし処理やレート処理が含まれる。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記使用不可状態は、前記第１回転数検出手段の異常が判定されている状態であるものとすることもできる。

本発明の動力出力装置において、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第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所定の回転数関係をもって残余の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、を備えるものとすることもできる。この場合、前記第２回転数検出手段は、前記内燃機関の出力軸の回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記発電機の回転軸の回転数を検出する発電機回転数検出手段と、前記検出された内燃機関の出力軸の回転数と前記検出された発電機の回転軸の回転数と前記所定の回転数関係とに基づいて前記駆動軸の回転数を演算する演算手段とを備える手段であるものとすることもできる。

本発明の動力出力装置において、前記変速伝達手段は、少なくとも２段の変速段をもって変速比を変更可能な変速機であるものとすることもできる。

本発明の自動車は、
上述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、動力を入出力可能な原動機と、変更可能な変速比をもって前記原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、前記駆動軸の回転数を検出する第１回転数検出手段と、前記第１回転数検出手段とは異なる態様をもって前記駆動軸の回転数を検出する第２回転数検出手段と、前記第１回転数検出手段が使用可能状態にあるときには該第１回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記第１回転数検出手段が使用不可状態にあるときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記変速伝達手段の変速比が変更されている最中に前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったときには該変更が完了した以降に前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定する回転数設定手段と、前記変速伝達手段における変速比の変更要求がなされたとき、前記設定された駆動軸の回転数に基づいて変速比が変更されるよう前記変速伝達手段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、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、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、第１回転数検出手段を第２回転数検出手段によるバックアップの状態から復帰させる際に変速伝達手段の制御に支障が生じるのを回避することができる効果などを奏することができる。ここで、前記第１回転数検出手段は、車速を検出する車速検出手段であるものとすることもできる。また、前記第２回転数検出手段は、前記車軸に連結された車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段であるものとすることもできる。

本発明の状態検出装置は、
動力を入出力可能な原動機と、変更可能な変速比をもって前記原動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記駆動軸の回転数を検出する第１回転数検出手段と、前記第１回転数検出手段とは異なる態様をもって前記駆動軸の回転数を検出する第２回転数検出手段と、を備える動力出力装置における前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出装置であって、
前記第１回転数検出手段が使用可能状態にあるときには該第１回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記第１回転数検出手段が使用不可状態にあるときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記変速伝達手段の状態が判定されている最中に前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったときには該判定が完了した以降に前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定する回転数設定手段と、
前記設定された駆動軸の回転数に基づいて前記変速伝達手段の状態を判定する状態判定手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の状態検出装置では、駆動軸の回転数を検出する第１回転数検出手段が使用可能状態にあるときには第１回転数検出手段により検出される回転数を駆動軸の回転数として設定し、第１回転数検出手段が使用不可状態にあるときには第１回転数検出手段とは異なる態様をもって駆動軸の回転数を検出する第２回転数検出手段により検出される回転数を駆動軸の回転数として設定し、変更可能な変速比をもって原動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段の状態が判定されている最中に第１回転数検出手段が使用不可状態から使用可能状態になったときにはその判定が完了した以降に第２回転数検出手段により検出される回転数から第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて駆動軸の回転数を設定し、設定された駆動軸の回転数に基づいて変速伝達手段の状態を判定する。従って、変速伝達手段の状態が判定されている最中に第２回転数検出手段により検出される回転数から第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて駆動軸の回転数を設定するのを回避するから、第１回転数検出手段を第２回転数検出手段によるバックアップの状態から復帰させる際に変速伝達手段の状態の判定に支障が生じるのを回避することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
動力を入出力可能な原動機と、変更可能な変速比をもって前記原動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記駆動軸の回転数を検出する第１回転数検出手段と、前記第１回転数検出手段とは異なる態様をもって前記駆動軸の回転数を検出する第２回転数検出手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記第１回転数検出手段が使用可能状態にあるときには該第１回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記第１回転数検出手段が使用不可状態にあるときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記変速伝達手段の変速比が変更されている最中に前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったときには該変更が完了した以降に前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定し、
（ｂ）前記変速伝達手段における変速比の変更要求がなされたとき、前記設定された駆動軸の回転数に基づいて変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸の回転数を検出する第１回転数検出手段が使用可能状態にあるときには第１回転数検出手段により検出される回転数を駆動軸の回転数として設定し、第１回転数検出手段が使用不可状態にあるときには第１回転数検出手段とは異なる態様をもって駆動軸の回転数を検出する第２回転数検出手段により検出される回転数を駆動軸の回転数として設定し、変更可能な変速比をもって原動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段の変速比が変更されている最中に第１回転数検出手段が使用不可状態から使用可能状態になったときにはその変更が完了した以降に第２回転数検出手段により検出される回転数から第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて駆動軸の回転数を設定し、変速伝達手段における変速比の変更要求がなされたとき設定した駆動軸の回転数に基づいて変速伝達手段を制御する。従って、変速伝達手段の変速比が変更されている最中に第２回転数検出手段により検出される回転数から第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて駆動軸の回転数を設定するのを回避するから、第１回転数検出手段を第２回転数検出手段によるバックアップの状態から復帰させる際に変速伝達手段の制御に支障が生じるのを回避することができる。

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のクランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｅなどのエンジン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、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達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，リングギヤ軸３２ａに取り付けられた車速センサ８８からの車速Ｖ１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、８ｍｓｅｃ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Ｖ１，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の残容量ＳＯＣ，変速機６０のギヤ比Ｇｒ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、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ２３により検出されたクランク角θｅに基づいてエンジンＥＣＵ２４により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。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。バッテリ５０の残容量ＳＯＣは、電流センサにより検出されるバッテリ５０の充放電電流に基づいてバッテリＥＣＵ５２により演算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。変速機６０のギヤ比Ｇｒは、変速比が変更されたときのギヤの状態に基づいてＨｉギヤのギヤ比ＧｈｉかＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏかのいずれかをギヤ比Ｇｒとして入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、車速センサ８８の状態を調べて（ステップＳ１１０）、車速センサ８８が正常か否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、車速センサ８８の状態は、実施例では、車速センサ８８からの信号が途絶えていないか否か車速センサ８８からの信号が通常想定される範囲を外れていないか否か等を判定することにより調べることができる。車速センサ８８が正常と判定されたときには、フラグＦが値１か否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、フラグＦは、本ルーチンが最初に実行されたときに図示しない初期化ルーチンにより初期値として値０が設定される。いま、本ルーチンが最初に実行されてから未だフラグＦの設定が行なわれていない状態を考えると、フラグＦには値０が設定されているから、ステップＳ１３０では否定的な判定がなされ、車速センサ８８により検出された車速Ｖ１を車速Ｖに設定する（ステップＳ１６０）。

車速Ｖが設定されると、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊を設定すると共にエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ２００）。ここで、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＊との関係を予め求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ている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。また、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を乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊と損失Ｌｏｓｓとの和により演算されたものを設定するものとした。ここで、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。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、残容量ＳＯＣとアクセル開度Ａｃｃとに基づいて設定することができる。

要求パワーＰｅ＊を設定すると、設定した要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転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＊を設定する（ステップＳ２１０）。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。

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＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝ｋ・Ｖ)と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（＝サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）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とに基づいて次式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２２０）。動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア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。前述したように、サンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１でありキャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅであるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊はリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（１）により計算することができる。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。ここで、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「ＫＰ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ＫＩ」は積分項のゲインである。なお、図６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＊がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。 違う記載

Nm1*＝(Ne*・(1+ρ)-k・V)/ρ …（１）
Tm1*＝前回Tm1*＋KP（Nm1*-Nm1)＋KI∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）

モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すると、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と変速機６０のギヤ比Ｇｒとに基づいて要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに作用させるためにモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を次式（３）により設定する（ステップＳ２３０）。式（３）は、図６の共線図におけるトルクの関係に基づいて容易に導き出すことができる。

Tm2*＝(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（３）

そして、変速機６０の変速比の変更判定を行なって（ステップＳ２４０）、変速比を変更する必要があるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。ここで、変速比の変更判定は、実施例では、要求トルクＴｒ＊と車速Ｖと現在のギヤの状態とに基づいて変速比変更判定用マップを用いて行なうものとした。変速比変更判定用マップの一例を図７に示す。図中「Ｌｈｉ」は変速機６０のギヤの状態をＬｏギヤからＨｉギヤに変更するアップシフト用変速線であり、「Ｌｌｏ」は変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤからＬｏギヤに変更するダウンシフト用変速線である。なお、実施例では、説明の容易のために、アップシフト用変速線Ｌｈｉを車速Ｖｈｉの直線として示し、ダウンシフト用変速線Ｌｌｏを車速Ｖｌｏの直線として示した。このため、要求トルクＴｒ＊とは無関係に変速比が変更されることになる。

変速機６０の変速比を変更する必要がないと判定されたときには、ステップＳ２１０で設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信し、ステップＳ２２０，Ｓ２３０で設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２７０）、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。

一方、変速機６０の変速比を変更する必要があると判定されたときには、変速処理の実行開始を指示して（ステップＳ２６０）、ステップＳ２１０〜Ｓ２３０で設定した各設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２７０）、本ルーチンを終了する。この指示がなされると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、駆動制御ルーチンと並行して図８に例示する変速処理ルーチンを実行する。変速処理ルーチンでは、まず、変速機６０の変速比の変更方向を判定する（ステップＳ３００）。ＬｏギヤからＨｉギヤへの変更即ちアップシフトのときには、ブレーキＢ２をオフとすると共に（ステップＳ３１０）、ブレーキＢ１をフリクション係合させ（ステップＳ３２０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と車速Ｖとを入力して（ステップＳ３３０）、入力した車速Ｖと換算係数ｋとＨｉギヤのギヤ比Ｇｈｉとにより変速後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊（＝ｋ・Ｖ・Ｇｈｉ）を計算し（ステップＳ３４０）、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が計算した変速後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至るまでステップＳ３３０に戻って処理を繰り返し（ステップＳ３５０）、回転数Ｎｍ２が変速後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至ったときにブレーキＢ１を完全にオンとし（ステップＳ３６０）、駆動制御ルーチンで用いる変速機６０のギヤ比ＧｒにＨｉギヤのギヤ比Ｇｈｉを設定して（ステップＳ３７０）、変速処理を終了する。一方、ＨｉギヤからＬｏギヤへの変更即ちダウンシフトのときには、ブレーキＢ１をオフとし（ステップＳ３８０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と車速Ｖとを入力して（ステップＳ３９０）、入力した車速Ｖと換算係数ｋとＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏとにより変速後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊（＝ｋ・Ｖ・Ｇｌｏ）を計算し（ステップＳ４００）、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が計算した変速後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至るまでステップＳ３９０に戻って処理を繰り返し（ステップＳ４１０）、回転数Ｎｍ２が変速後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至ったときにブレーキＢ２をオンとし（ステップＳ４２０）、駆動制御ルーチンで用いる変速機６０のギヤ比ＧｒにＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏを設定して（ステップＳ４３０）、変速処理を終了する。なお、変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤからＬｏギヤに変更するときには、ブレーキＢ１をオフとしてリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とが切り離されたときに、モータＭＧ２から正のトルクが出力されているときにはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が増加するから、そのまま回転数Ｎｍ２が変速後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至るのを待ってブレーキＢ２をオンする処理となり、モータＭＧ２から十分な正のトルクが出力されていないときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変速後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至るまでモータＭＧ２から十分な正のトルクが出力されるようトルク指令Ｔｍ２＊を調整してブレーキＢ２をオンする処理となる。

図３の駆動制御ルーチンに戻って、ステップＳ１２０で車速センサ８８が正常でない即ち異常と判定されると、フラグＦに値１を設定し（ステップＳ１７０）、入力したエンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（４）によりバックアップ用の車速Ｖ２を計算する（ステップＳ１８０）。なお、次式（４）は、前述した図６の共線図の回転数の関係に基づいて容易に導き出すことができる。バックアップ用の車速Ｖ２を計算すると、計算した車速Ｖ２を車速Ｖに設定し（ステップＳ１９０）、前述したステップＳ２００以降の処理を実行して本ルーチンを終了する。従って、車速センサ８８が正常でないときであっても、バックアップ用の車速Ｖ２に基づいて要求トルクＴｒ＊や要求パワーＰｅ＊，目標回転数Ｎｍ１＊を設定することができると共に変速機６０の変速比の変更判定を行なって変速処理を行なうことができる。ただし、バックアップ用の車速Ｖ２は、車速Ｖに対して最適化されているわけではないから、車速Ｖに対して最適化されている車速センサ８８からの車速Ｖ１に対して若干のズレが生じる場合がある。

V2＝k・(Ne・(1+ρ)−Nm1・ρ) …（４）

車速センサ８８の異常が一時的なものでありその機能が回復したときには、ステップＳ１２０で車速センサ８８が正常と判定されると共にステップＳ１３０でフラグＦは値１と判定されるから、次に、変速機６０の変速比が変更されている最中（変速中）であるかを判定し（ステップＳ１４０）、変速機６０が変速中と判定されたときにはバックアップ用の車速Ｖ２を計算し（ステップＳ１８０）、計算したバックアップ用の車速Ｖ２を車速Ｖに設定し（ステップＳ１９０）、ステップＳ２００以降の処理を実行して本ルーチンを終了する。一方、変速機６０が変速中ではないと判定されたときにはフラグＦに値０を設定すると共に（ステップＳ１５０）、車速センサ８８により検出された車速Ｖ１を車速Ｖに設定し（ステップＳ１６０）、ステップＳ２００以降の処理を実行して本ルーチンを終了する。このように、車速センサ８８の機能が回復したときでも変速機６０が変速中のときにはその変速が完了するまでバックアップ用の車速Ｖ２を車速Ｖとして設定するのである。これは、変速機６０が変速中にあるときに車速Ｖをバックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１に切り替えると、図８の変速処理に示すように車速Ｖに基づいて変速機６０の変速比を変更する際に支障（変速ショックなど）が生じる場合があることに基づく。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車速センサ８８が正常な状態にないときには車速Ｖに車速センサ８８からの車速Ｖ１に代えてバックアップ用の車速Ｖ２を設定して変速機６０の制御を実行し、その後、車速センサ８８の機能が回復したときには変速機６０が変速中にあるときにはバックアップ用の車速Ｖ２を維持して変速が完了した後に車速Ｖをバックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１に切り替えるから、変速中に車速Ｖをバックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１に切り替えることに起因して変速機６０の制御に支障が生じるのを回避することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バックアップ用の車速Ｖ２をエンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて計算により求めるものとしたが、駆動輪３９ａ，３９ｂ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に基づいて求めるものとしてもよいし、これ以外の他のセンサからの検出値に基づいて求めるものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、車速センサ８８を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａに取り付けるものに限られず例えば駆動輪３９ａ，３９ｂに取り付けて車輪速センサと兼用するものとしてもよい。この場合、車輪速センサをバックアップ用の車速Ｖ２として用いることはできないが、エンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて求められるバックアップ用の車速Ｖ２を用いることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図８の変速処理ルーチンを用いて変速機６０の変速比を変更するものとしたが、こうした変速比を変更している最中に変速機６０の異常を判定するものとしてもよい。変速機６０の異常判定は、例えば、変速機６０の変速比を変更する際に変更に要する時間（例えば、２００ｍｓｅｃ〜４００ｍｓｅｃ程度）が経過するのを待って車速Ｖに換算係数ｋを乗じて得られるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに変更後のギヤの状態の減速比を乗じたものとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを比較することにより変速機６０の変速比が変更されたか否かを判定することにより行なうことができる。この場合でも、変速機６０の異常を判定している最中に車速Ｖがバックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１に切り替えられることがないから、変速機６０の異常判定をより適切に行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、異常と判定された車速センサ８８がその機能を回復したときには、車速Ｖをバックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１に一度に切り替えるものとしたが、なまし処理やレート処理などの緩変化処理を用いて車速Ｖをバックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１に徐々に切り替えるものとしてもよい。前述したように、バックアップ用の車速Ｖ２は、車速Ｖに対して最適化されているわけではないから、最適化されている車速センサ８８からの車速Ｖ１に対してズレが生じる。従って、緩変化処理を用いることにより車速Ｖをバックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１に切り替える際に車速Ｖが急変するのを抑制することができる。図９に、なまし処理により車速Ｖをバックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１に切り替える際の変形例の駆動制御ルーチンの一部の一例を示す。図９の駆動制御ルーチンでは、異常と判定された車速センサ８８がその機能を回復してステップＳ１２０で車速センサ８８が正常と判定されると共にステップＳ１３０でフラグＦが値１と判定され、続いてステップＳ１４０で変速機６０が変速中ではないと判定されると、変速機６０のギヤの状態がＬｏギヤであるか否かを判定する（ステップＳ３００）。変速機６０のギヤの状態がＬｏギヤと判定されたときには車速センサ８８からの車速Ｖ１がアップシフト用変速線Ｌｈｉの車速Ｖｈｉから所定値αを減じた車速（＝Ｖｈｉ−α）よりも小さいか否か即ち図１０に例示する車速Ｖｈｉの直線と車速Ｖｈｉ−αの直線とにより囲まれる領域外にあるかを判定し（ステップＳ３１０）、車速Ｖ１が車速Ｖｈｉから所定値αを減じた車速以上と判定されたときにはバックアップ用の車速Ｖ２を計算し（ステップＳ１８０）、計算したバックアップ用の車速Ｖ２を車速Ｖに設定し（ステップＳ１９０）、車速Ｖ１が車速Ｖｈｉから所定値αを減じた車速よりも小さいと判定されたときにはフラグＦに値０を設定すると共に（ステップＳ３３０）、所定時間が経過するまでは車速Ｖをなまし処理を行なうための次式（５）により計算する移行処理を行ない（ステップＳ３４０，Ｓ３５０）、所定時間が経過したときに車速センサ８８からの車速Ｖ１を車速Ｖに設定する（ステップＳ３６０）。ここで、式（５）中「τ」は、なまし処理の時定数であり、値０〜値１の範囲で定められている。また、所定時間は、移行処理に要する時間として定められている。このように、変速機６０が変速中でなくても車速Ｖ１がアップシフト用変速線Ｌｈｉの車速Ｖｈｉから所定値αを減じた車速以上のときにはバックアップ用の車速Ｖ２を車速Ｖに設定するのは、なまし処理により車速Ｖをバックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１に切り替える際に時間を要するから、この間に車速Ｖがアップシフト用変速線Ｌｈｉの車速Ｖｈｉを超えることにより変速機６０の変速が開始されて制御に支障が生じるのを回避するためである。従って、所定値αは、なまし処理に要する時間を考慮して定められる。同様に、ステップＳ３００で変速機６０のギヤの状態がＬｏギヤでない即ちＨｉギヤの状態と判定されたときには、車速センサ８８からの車速Ｖ１がダウンシフト用変速線Ｌｌｏの車速Ｖｌｏに所定値αを加えた車速（＝Ｖｌｏ＋α）よりも大きいか否か即ち図１０に例示する車速Ｖｌｏの直線と車速Ｖｌｏ＋αの直線とにより囲まれる領域外にあるかを判定し（ステップＳ３２０）、車速Ｖ１が車速Ｖｌｏに所定値αを加えた車速以下のときにはバックアップ用の車速Ｖ２を計算し（ステップＳ１８０）、計算したバックアップ用の車速Ｖ２を車速Ｖに設定し（ステップＳ１９０）、車速Ｖ１が車速Ｖｌｏに所定値αを加えた車速Ｖよりも大きいと判定されたときには所定時間が経過するまでは車速Ｖを式（５）により計算し（ステップＳ３４０，Ｓ３５０）、所定時間が経過したときに車速センサ８８からの車速Ｖ１を車速Ｖに設定する（ステップＳ３６０）。なお、この変形例の駆動制御ルーチンでは、ステップＳ３１０，Ｓ３２０の処理を車速センサ８８からの車速Ｖ１を用いて行なうものとしたが、バックアップ用の車速Ｖ２を用いて行なうものとしてもよい。

V＝τ・前回V+(１−τ)・V1 …（５）

図９の変形例の駆動制御ルーチンでは、変速機６０が変速中でなくても変速機６０のギヤの状態がＬｏギヤの状態でステップＳ３１０により車速Ｖ１がアップシフト用変速線Ｌｈｉの車速Ｖｈｉから所定値αを減じた車速以上のときや、変速機６０のギヤの状態がＨｉギヤの状態でステップＳ３２０により車速Ｖ１がダウンシフト用変速線Ｌｌｏの車速Ｖｌｏに所定値αを加えた車速以上のときには、バックアップ用の車速Ｖ２を車速Ｖに設定するものとしたが、変速機６０が変速中でないときには緩変化処理により車速Ｖをバックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１に切り替えるものとしこの切り替えの最中には図３のルーチンのステップＳ２４０の変速比の変更判定に拘わらず変速比の変更を禁止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としてＨｉギヤとＬｏギヤとを切り替える２段の変速段を持つものとしたが、３段以上の変速段を持つ変速機としてもよい。３段以上の変速機を搭載するハイブリッド自動車において図９の駆動制御ルーチンのステップＳ３００〜Ｓ３２０の処理に相当する処理を実行する場合、最上位か最下位以外の変速機のギヤの状態に対してはアップシフト用変速線の車速から所定値αを減じた車速よりも小さく且つダウンシフト用変速線の車速から所定値αを加えた車速よりも大きいかを判定すればよい。

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。

実施例では、エンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車に適用するものとするものとしたが、エンジンは備えずモータのみを備える電気自動車に適用するものとしてもよく、モータは備えずエンジンのみを備える自動車に適用す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、自動車産業に利用可能である。

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。 変速機６０の構成の概略を示す構成図である。 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の力学的な関係を示す共線図である。 変速比変更判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。 変形例の駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 バックアップ用の車速Ｖ２から車速センサ８８からの車速Ｖ１への切り替えを禁止する領域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、２３ クランクポジションセンサ、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，３９ｂ 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、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、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、
   動力を入出力可能な原動機と、
   変更可能な変速比をもって前記原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、
   前記駆動軸の回転数を検出する第１回転数検出手段と、
   前記第１回転数検出手段とは異なる態様をもって前記駆動軸の回転数を検出する第２回転数検出手段と、
   前記第１回転数検出手段が使用可能状態にあるときには該第１回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記第１回転数検出手段が使用不可状態にあるときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記変速伝達手段の変速比が変更されている最中に前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったときには該変更が完了した以降に前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定する回転数設定手段と、
   前記変速伝達手段における変速比の変更要求がなされたとき、前記設定された駆動軸の回転数に基づいて変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と
   を備える動力出力装置。
2. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記変速比の変更要求は、前記駆動軸の回転数に基づいて所定のタイミングでなされる要求であり、
   前記回転数設定手段は、前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったとき、前記変速伝達手段の変速比が変更されている最中にはないが前記駆動軸の回転数が前記変速比の変更要求が予想される回転数領域にあるときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記駆動軸の回転数が前記変速比の変更要求が予想される回転数領域にないときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定する手段である
   動力出力装置。
3. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記回転数設定手段は、前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったとき、前記変速伝達手段の変速比が変更されている最中にないときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定する手段であり、
   前記回転数設定手段により設定される前記駆動軸の回転数が前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えられている最中には、前記変速伝達手段における変速比の変更を禁止する変速比変更禁止手段を備える
   動力出力装置。
4. 前記回転数設定手段は、所定の緩変化処理をもって前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定する手段である請求項２または３記載の動力出力装置。
5. 前記使用不可状態は、前記第１回転数検出手段の異常が判定されている状態である請求項１ないし４いずれか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所定の回転数関係をもって残余の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、
   を備える動力出力装置。
7. 前記第２回転数検出手段は、前記内燃機関の出力軸の回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記発電機の回転軸の回転数を検出する発電機回転数検出手段と、前記検出された内燃機関の出力軸の回転数と前記検出された発電機の回転軸の回転数と前記所定の回転数関係とに基づいて前記駆動軸の回転数を演算する演算手段とを備える手段である請求項６記載の動力出力装置。
8. 前記変速伝達手段は、少なくとも２段の変速段をもって変速比を変更可能な変速機である請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置。
9. 請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車。
10. 前記第１回転数検出手段は、車速を検出する車速検出手段である請求項９記載の自動車。
11. 前記第２回転数検出手段は、前記車軸に連結された車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段である請求項９または１０記載の自動車。
12. 動力を入出力可能な原動機と、変更可能な変速比をもって前記原動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記駆動軸の回転数を検出する第１回転数検出手段と、前記第１回転数検出手段とは異なる態様をもって前記駆動軸の回転数を検出する第２回転数検出手段と、を備える動力出力装置における前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出装置であって、
    前記第１回転数検出手段が使用可能状態にあるときには該第１回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記第１回転数検出手段が使用不可状態にあるときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記変速伝達手段の状態が判定されている最中に前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったときには該判定が完了した以降に前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定する回転数設定手段と、
    前記設定された駆動軸の回転数に基づいて前記変速伝達手段の状態を判定する状態判定手段と
    を備える状態検出装置。
13. 動力を入出力可能な原動機と、変更可能な変速比をもって前記原動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記駆動軸の回転数を検出する第１回転数検出手段と、前記第１回転数検出手段とは異なる態様をもって前記駆動軸の回転数を検出する第２回転数検出手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記第１回転数検出手段が使用可能状態にあるときには該第１回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記第１回転数検出手段が使用不可状態にあるときには前記第２回転数検出手段により検出される回転数を前記駆動軸の回転数として設定し、前記変速伝達手段の変速比が変更されている最中に前記第１回転数検出手段が前記使用不可状態から前記使用可能状態となったときには該変更が完了した以降に前記第２回転数検出手段により検出される回転数から前記第１回転数検出手段により検出される回転数に切り替えて前記駆動軸の回転数を設定し、
    （ｂ）前記変速伝達手段における変速比の変更要求がなされたとき、前記設定された駆動軸の回転数に基づいて変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する
    動力出力装置の制御方法。
    

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