JP4190492B2 - 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装置，動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御装置，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、駆動軸に動力を出力可能なモータと、モータの回転数を検出する回転数センサ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）。この装置では、回転数センサにより検出されるモータの回転数が所定回転数を超えたときには、モータを回生制御することにより、モータの過回転を抑制している。
特開平８−１６３７０２号公報

一般に、遊星歯車機構にエンジンとジェネレータと駆動軸とを接続すると共にクラッチを有する変速機を介して駆動軸にモータを接続した動力出力装置では、変速機のクラッチの異常によるモータの吹き上がりによってモータの固着など不都合を生じたときでも駆動軸の回転数が急減しないことが望ましい。また、こうした不都合を生じたときでもエンジンからの動力を駆動軸に出力できることが望ましい。

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装置，動力出力装置の制御方法は、電動機に異常が生じたときに駆動軸の回転数が急減するのを回避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自動車並びに動力出力装置の制御装置，動力出力装置の制御方法は、電動機に異常を生じるおそれがあるときでも内燃機関からの動力を駆動軸に出力することを目的の一つとする。さらに、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装置，動力出力装置の制御方法は、電動機の過回転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自動車並びに動力出力装置の制御装置，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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力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、
複数のクラッチの係合状態を変更することにより、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更と前記電動機の回転軸と前記駆動軸の接続の解除とが可能な変速伝達解除手段と、
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、
前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出された電動機回転数が所定回転数以下であるときには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伝達解除手段とを制御し、前記検出された電動機回転数が前記所定回転数より大きいときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されると共に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伝達解除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。

この本発明の動力出力装置では、電動機の吹き上がりが生じた際の最大の電動機の回転数が所定回転数以下であるときには駆動軸に出力すべき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解除手段とを制御し、電動機の吹き上がりが生じた際の最大の電動機の回転数が所定回転数より大きいときには複数のクラッチの係合状態を変更することにより電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更と電動機の回転軸と駆動軸の接続の解除とが可能な変速伝達解除手段により電動機の回転軸と駆動軸との接続が解除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変速伝達制御手段とを制御する。したがって、電動機の回転数が所定回転数より大きいときには、電動機の回転軸と駆動軸との接続を解除するから、電動機に異常を生じたときに駆動軸の回転数が急減するのを回避することができる。もとより、電動機に異常を生じるおそれがあるときでも内燃機関からの動力を駆動軸に出力することができる。ここで、「クラッチ」には、二つの回転系を接続する通常のクラッチが含まれる他、一つの回転系をケースなどの非回転系に固定するブレーキも含まれる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記複数のクラッチのいずれかの異常を検出するクラッチ異常検出手段を備え、前記制御手段は前記クラッチ異常検出手段により前記複数のクラッチのいずれかに異常が検出された状態で前記検出された電動機回転数が所定回転数より大きいときに前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記変速伝達解除手段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、前記制御手段は、前記クラッチ異常検出手段により前記複数のクラッチのいずれかに異常が検出された状態でも前記検出された電動機回転数が所定回転数以下のときには該異常であるにも拘わらずに変速可能な変速比となるよう前記変速伝達解除手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の回転数が所定回転数以下のときには、変速伝達解除手段は変速可能な変速比をもって電動機からの動力を駆動軸に伝達することができる。この場合、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を備え、前記制御手段は、前記クラッチ異常検出手段により前記複数のクラッチのいずれかに異常が検出された状態でも前記検出された電動機回転数が所定回転数以下のとき、前記変速伝達解除手段の変速比を該電動機回転数を減速して前記駆動軸に伝達する減速比とした際の該変速比が前記変速可能な変速比より大きいときには該変速伝達解除手段の変速比が該変速可能な変速比となるよう該変速伝達解除手段を制御し、前記変速伝達解除手段の変速比が前記変速可能な変速比以下のときには前記検出された駆動軸回転数が第２の所定回転数より小さいときに該変速伝達解除手段の変速比が該変速可能な変速比となるよう該変速伝達解除手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の過回転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、情報を記憶可能な情報記憶手段を備え、前記制御手段は前記検出された電動機回転数が所定回転数より大きいために前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続を解除するときには、該検出された電動機回転数が所定回転数より大きいことが前記情報記憶手段に記憶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。こうすれば、電動機の回転数が所定回転数より大きいことを情報記憶手段に記憶した後の電動機の回転軸と駆動軸との接続を禁止することができる。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸を有し該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軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と前記回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記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の回転子とが相対的に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。

本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の動力出力装置、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、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力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、複数のクラッチの係合状態を変更することにより、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更と前記電動機の回転軸と前記駆動軸の接続の解除とが可能な変速伝達解除手段と、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、前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記検出された電動機回転数が所定回転数以下であるときには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伝達解除手段とを制御し、前記検出された電動機回転数が前記所定回転数より大きいときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されると共に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伝達解除手段とを制御する制御手段と、を備える本発明の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、電動機に異常を生じたときに駆動軸の回転数が急減するのを回避することができる効果などと同様の効果を奏することができる。

複数のクラッチのいずれかに異常が検出された状態でも電動機の回転数が所定回転数以下のときには変速伝達解除手段の変速比を変速可能な変速比に変更する態様の本発明の自動車において、車速を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は、前記クラッチ異常検出手段により前記複数のクラッチのいずれかに異常が検出された状態でも前記検出された電動機回転数が所定回転数以下のとき、前記変速伝達解除手段の変速比を該電動機回転数を減速して前記駆動軸に伝達する減速比とした際の該変速比が前記変速可能な変速比より大きいときには該変速伝達解除手段の変速比が該変速可能な変速比となるよう該変速伝達解除手段を制御し、前記変速伝達解除手段の変速比が前記変速可能な変速比以下のときには前記検出された車速が所定車速より小さいときに該変速伝達解除手段の変速比が該変速可能な変速比となるよう該変速伝達解除手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の過回転を抑制することができる。

本発明の動力出力装置の制御装置は、
内燃機関と、該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を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力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、複数のクラッチの係合状態を変更することにより、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更と前記電動機の回転軸と前記駆動軸の接続の解除とが可能な変速伝達解除手段と、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装置であって、
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、
前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出された電動機回転数が所定回転数以下であるときには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伝達解除手段とを制御し、前記検出された電動機回転数が前記所定回転数より大きいときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されると共に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伝達解除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。

この本発明の動力出力装置の制御装置では、電動機の吹き上がりが生じた際の最大の電動機の回転数が所定回転数以下であるときには駆動軸に出力すべき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解除手段とを制御し、電動機の吹き上がりが生じた際の最大の電動機の回転数が所定回転数より大きいときには複数のクラッチの係合状態を変更することにより電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更と電動機の回転軸と駆動軸の接続の解除とが可能な変速伝達解除手段により電動機の回転軸と駆動軸との接続が解除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変速伝達制御手段とを制御する。したがって、電動機の回転数が所定回転数より大きいときには、電動機の回転軸と駆動軸との接続を解除するから、電動機に異常を生じたときに駆動軸の回転数が急減するのを回避することができる。もとより、電動機に異常を生じるおそれがあるときでも内燃機関からの動力を駆動軸に出力することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該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を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力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、複数のクラッチの係合状態を変更することにより前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更と前記電動機の回転軸と前記駆動軸の接続の解除とが可能な変速伝達解除手段と、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）前記電動機の回転数である電動機回転数を検出し、
（ｂ）前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
（ｃ）前記検出された電動機回転数が所定回転数以下であるときには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伝達解除手段とを制御し、前記検出された電動機回転数が前記所定回転数より大きいときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されると共に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伝達解除手段とを制御する
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、電動機の吹き上がりが生じた際の最大の電動機の回転数が所定回転数以下であるときには駆動軸に出力すべき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解除手段とを制御し、電動機の吹き上がりが生じた際の最大の電動機の回転数が所定回転数より大きいときには複数のクラッチの係合状態を変更することにより電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更と電動機の回転軸と駆動軸の接続の解除とが可能な変速伝達解除手段により電動機の回転軸と駆動軸との接続が解除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変速伝達制御手段とを制御する。したがって、電動機の回転数が所定回転数より大きいときには、電動機の回転軸と駆動軸との接続を解除するから、電動機に異常を生じたときに駆動軸の回転数が急減するのを回避することができる。もとより、電動機に異常を生じるおそれがあるときでも内燃機関からの動力を駆動軸に出力することができる。

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、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して変速機６０がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。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に伝達できるよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。ブレーキＢ１，Ｂ２のオンオフは、実施例では、図示しない油圧式のアクチュエータの駆動によりブレーキＢ１，Ｂ２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ている。

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。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、不揮発性メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ７８と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、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、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図３および図４は、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が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ，状態判定フラグＦ１，異常判定フラグＦ２などの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）など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。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂと残容量（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。状態判定フラグＦ１は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒで除することにより計算した変速機６０の減速比Ｇｒに基づいてギヤの状態を判定して得られる結果（Ｈｉギヤの状態であるときには値１，Ｌｏギヤの状態であるときには値０）を入力するものとした。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることにより求めることができる。異常判定フラグＦ２は、図示しない異常判定ルーチンにより、変速機６０のギヤの状態に基づいてブレーキＢ１，Ｂ２が異常であるか否かが判定され、ブレーキＢ１，Ｂ２のいずれかが異常であるときに値１が、ブレーキＢ１，Ｂ２が共に正常であるときに値０が設定されてＲＡＭ７６の所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。ここで、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の異常判定は、実施例では、変速機６０のギヤの状態がＨｉギヤの状態であるときにはブレーキＢ１が正常に係合されているか否か、変速機６０のギヤの状態がＬｏギヤの状態であるときにはブレーキＢ２が正常に係合されているか否かをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに基づいて判定することにより行なうものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン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５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、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との和により設定するものとした。

続いて、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＥＥＰＲＯＭ７８に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ１１５）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＥＥＰＲＯＭ７８に記憶されるのはモータＭＧ２が過回転になったときであり、詳細については後述する。モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＥＥＰＲＯＭ７８に記憶されていないときには、異常判定フラグＦ２の値を調べ（ステップＳ１２０）、異常判定フラグＦ２が値０のとき、即ち変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２が共に正常であるときには、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Ｓ１８０）。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＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定することにより行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図６に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワー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。

目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１９０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図７に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、この共線図における回転数の関係を用いることにより容易に導くことができる。したがって、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することによりエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。なお、図７におけるＲ軸上の上向きの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＊の運転ポイントで運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（以下、このトルクを直達トルクＴｅｒと呼ぶ）と、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。

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

モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の出力制限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限としてのトルク制限Ｔｍａｘを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ２００）、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（４）により計算し（ステップＳ２１０）、計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ２２０）。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の出力制限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（４）は、前述した図７の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(3)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(4)

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＊と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Ｓ２３０）、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Ｓ１２０で異常判定フラグＦ２が値１のとき、即ち変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２のいずれかが異常であるときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を閾値Ｎｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、ブレーキＢ１，Ｂ２のいずれかの異常によりモータＭＧ２の吹き上がりが生じてモータＭＧ２の固着や接続部品の摩耗，損傷などモータＭＧ２に異常を生じるおそれがあるか否かを判定するために用いられる閾値であり、モータＭＧ２を駆動できる最大回転数（例えば、１５５００ｒｐｍなど）より若干小さい回転数として設定される。モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆより小さいときには、モータＭＧ２に異常を生じるおそれはないと判断し、変速機６０のギヤの状態を変速可能な変速比へ切り替える切替処理が開始されているか否かを判定し（ステップＳ１３５）、切替処理が開始されていないときには、状態判定フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ１４０）。状態判定フラグＦ１が値０のとき、即ち変速機６０のギヤの状態がＬｏギヤの状態であるときには、変速機６０のギヤの状態をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えるよう変速段の切替処理の開始を指示し（ステップＳ１７０）、前述したステップＳ１８０以降の処理を実行する。変速段の切替処理の開始が指示されると、図示しない切替処理ルーチンにより、ブレーキＢ１がオフされブレーキＢ２がオンされた状態からブレーキＢ１がオンされブレーキＢ２がオフされた状態に切り替えられるよう図示しない油圧式のアクチュエータが駆動制御される。一方、状態判定フラグＦ１が値１のとき、即ち変速機６０のギヤの状態がＨｉギヤの状態であるときには、車速Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１５０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆは、変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えてもよいか否かを判定するために用いられる閾値であり、変速機６０のギヤの状態を切り替えてもモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が前述した閾値Ｎｒｅｆまたはそれよりも若干小さい回転数を超えないと判断される車速が設定される。車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには変速機６０のギヤの状態を切り替えることなく前述したステップＳ１８０以降の処理を実行し、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆより小さいときには変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えるよう変速段の切替処理の開始を指示して（ステップＳ１６０）、ステップＳ１８０以降の処理を実行する。この場合には、変速段の切替処理の開始が指示されると、図示しない切替処理ルーチンにより、ブレーキＢ１がオンされブレーキＢ２がオフされた状態からブレーキＢ１がオフされブレーキＢ２がオンされた状態に切り替えられるよう図示しない油圧式のアクチュエータが駆動制御される。変速機６０の共線図の一例を図８に示す。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。変速機６０の変速段の切替処理は、ブレーキＢ１，Ｂ２の係合力を変化させながら変速機６０のギヤの状態をＬｏギヤの状態（図中、実線参照）からＨｉギヤの状態（図中、点線参照）に、または、Ｈｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えることにより行なわれる。このように、変速機６０のギヤの状態がＬｏギヤの状態でブレーキＢ２が異常であるときでもモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が所定回転数Ｎｒｅｆより小さいときには、変速機６０のギヤの状態をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えることにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を小さくすることができ、モータＭＧ２の過回転を抑制することができる。また、変速機６０のギヤの状態がＨｉギヤの状態でブレーキＢ１が異常であるときでもモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が所定回転数Ｎｒｅｆより小さいときには、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆより小さいときにだけ変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えることにより、モータＭＧ２の過回転を抑制することができる。なお、変速機６０の変速段の切替処理が開始されると、次回以降に駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップ１３５で肯定的な判定がなされ、そのままステップＳ１８０以降の処理を実行する。

ステップＳ１３０でモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以上であるときには、モータＭＧ２に異常を生じるおそれがあると判断し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をＥＥＰＲＯＭ７８に記憶し（ステップＳ２４０）、変速機６０のブレーキＢ１およびブレーキＢ２が共にオフされるよう図示しない油圧式のアクチュエータを駆動制御する（ステップＳ２５０）。これにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２の回転軸４８との接続は解除される。続いて、エンジン２２からの直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に一致するようエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を次式（５）により設定すると共に設定した目標トルクＴｅ＊で要求パワーＰｅ＊を除することによりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定し（ステップＳ２６０）、ステップＳ１９０と同様にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に（ステップＳ２７０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定し（ステップＳ２８０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２３０）、駆動制御ルーチンを終了する。このように、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２のいずれかが異常であり且つモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以上であるときには、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２の回転軸４８との接続を解除するから、モータＭＧ２の固着などモータＭＧ２に異常を生じたときに車両が急減速するのを回避することができる。また、リングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２の回転軸４８との接続を解除した状態でモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に値０を設定することにより、モータＭＧ２に異常を生じていないときでもモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２はフリクションなどによって減少する。もとより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以上であってモータＭＧ２に異常を生じるおそれがあるときでもエンジン２２からの動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。こうしてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＥＥＰＲＯＭ７８に記憶されると、次回以降に駆動制御ルーチンが実行されたときには、前述したステップＳ１１５で肯定的な判定がなされるから、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以上となった後のモータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続は禁止される。なお、ステップＳ２４０でモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をＥＥＰＲＯＭ７８に記憶する際には図示しない警告灯を点灯するものとしてもよい。これにより、モータＭＧ２に異常を生じるおそれがあることを運転者に知らせることができる。

Te*=Tr*・(1+ρ) …(5)

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のブレーキＢ１，Ｂ２のいずれかが異常であり且つモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以上であるときには、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフにすることによって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２との接続を解除するから、モータＭＧ２に異常を生じたときに車両が急減速するのを回避することができる。もとより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値以上であってモータＭＧ２に異常を生じるおそれがあるときでもエンジン２２からの動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２のいずれかが異常であるときでもモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆより小さいときには、変速機６０のギヤの状態がＬｏギヤの状態であるときにはＨｉギヤの状態に切り替え、変速機６０のギヤの状態がＨｉギヤの状態であるときには車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆより小さいときにだけＬｏギヤの状態に切り替えるから、モータＭＧ２の過回転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、異常判定フラグＦ２が値１であり且つモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆより大きいときに変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとするものとしたが、異常判定フラグＦ２の値に拘わらず、即ち変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の異常を判定することなく、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆより大きいときには変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフと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、異常判定フラグＦ２が値１であり且つモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以下であり且つ状態判定フラグＦ１が値１であるとき、即ち変速機６０のギヤの状態がＨｉギヤの状態でありブレーキＢ１が異常であるときには、車速Ｖを用いて変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えるか否かを判定するものとしたが、車速Ｖに代えて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを用いて変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えるか否かを判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、異常判定フラグＦ２が値１であるときにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆより小さいときには、ステップＳ１４０〜Ｓ１７０の処理を変速機６０のギヤの状態に応じて実行するものとしたが、これらの処理を実行し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、異常判定フラグＦ２が値１であり且つモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆより大きいときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をＥＥＰＲＯＭ７８に記憶するものとしたが、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を記憶するものに限られず、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆより大きくなったことを記憶するものであればよい。また、異常判定フラグＦ２が値１であり且つモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆより大きいときにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２などをＥＥＰＲＯＭ７８に記憶し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、変速機６０としてＨｉ，Ｌｏの２段の変速段を有するものを用いるものとしたが、３段以上の変速段を有するものを用いるものとしてもよい。この場合、異常判定フラグＦ２が値１であるときにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が閾値Ｎｒｅｆ以下のときには、変速機６０の減速比Ｇｒが変速可能な減速比より大きいときには減速比Ｇｒが変速可能な減速比となるよう変速段の切替処理を実行し、変速機６０減速比Ｇｒが変速可能な減速比以下のときには車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆより小さいときに減速比Ｇｒが変速可能な減速比となるよう変速段の切替処理を実行するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速して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９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９における駆動輪３９ｃ，３９ｄが接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０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。

本発明の一実施例としての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の構成の一例を示す説明図である。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートの一部である。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートの一部である。 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。 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。 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，３９ｃ，３９ｄ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４８ 回転軸、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０，３３０ 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、７８ ＥＥＰＲＯＭ、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 (10)

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、
   該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力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、
   複数のクラッチの係合状態を変更することにより、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更と前記電動機の回転軸と前記駆動軸の接続の解除とが可能な変速伝達解除手段と、
   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、
   前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   前記検出された電動機回転数が所定回転数以下であるときには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伝達解除手段とを制御し、前記検出された電動機回転数が前記所定回転数より大きいときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されると共に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伝達解除手段とを制御する制御手段と、
   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、
   前記複数のクラッチのいずれかの異常を検出するクラッチ異常検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記クラッチ異常検出手段により前記複数のクラッチのいずれかに異常が検出された状態で前記検出された電動機回転数が所定回転数より大きいときに前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記変速伝達解除手段を制御する手段である
   動力出力装置。
3. 前記制御手段は、前記クラッチ異常検出手段により前記複数のクラッチのいずれかに異常が検出された状態でも前記検出された電動機回転数が所定回転数以下のときには該異常であるにも拘わらずに変速可能な変速比となるよう前記変速伝達解除手段を制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
4. 請求項３記載の動力出力装置であって、
   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を備え、
   前記制御手段は、前記クラッチ異常検出手段により前記複数のクラッチのいずれかに異常が検出された状態でも前記検出された電動機回転数が所定回転数以下のとき、前記変速伝達解除手段の変速比を該電動機回転数を減速して前記駆動軸に伝達する減速比とした際の該変速比が前記変速可能な変速比より大きいときには該変速伝達解除手段の変速比が該変速可能な変速比となるよう該変速伝達解除手段を制御し、前記変速伝達解除手段の変速比が前記変速可能な変速比以下のときには前記検出された駆動軸回転数が第２の所定回転数より小さいときに該変速伝達解除手段の変速比が該変速可能な変速比となるよう該変速伝達解除手段を制御する手段である
   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であって、
   情報を記憶可能な情報記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出された電動機回転数が所定回転数より大きいために前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続を解除するときには、該検出された電動機回転数が所定回転数より大きいことが前記情報記憶手段に記憶されるよう制御する手段である
   動力出力装置。
6. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸を有し該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軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
7. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第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の回転子とが相対的に回転する対回転子電動機である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
8. 請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
9. 請求項３に係る請求項８記載の自動車であって、
   車速を検出する車速検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記クラッチ異常検出手段により前記複数のクラッチのいずれかに異常が検出された状態でも前記検出された電動機回転数が所定回転数以下のとき、前記変速伝達解除手段の変速比を該電動機回転数を減速して前記駆動軸に伝達する減速比とした際の該変速比が前記変速可能な変速比より大きいときには該変速伝達解除手段の変速比が該変速可能な変速比となるよう該変速伝達解除手段を制御し、前記変速伝達解除手段の変速比が前記変速可能な変速比以下のときには前記検出された車速が所定車速より小さいときに該変速伝達解除手段の変速比が該変速可能な変速比となるよう該変速伝達解除手段を制御する手段である
   自動車。
10. 内燃機関と、該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を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力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、複数のクラッチの係合状態を変更することにより、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更と前記電動機の回転軸と前記駆動軸の接続の解除とが可能な変速伝達解除手段と、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装置であって、
    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、
    前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記検出された電動機回転数が所定回転数以下であるときには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伝達解除手段とを制御し、前記検出された電動機回転数が前記所定回転数より大きいときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されると共に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伝達解除手段とを制御する制御手段と、
    を備える動力出力装置の制御装置。
    

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