JP4220969B2 - 駆動装置およびこれを備える動力出力装置並びにこれを搭載する自動車，駆動装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動装置およびこれを備える動力出力装置並びにこれを搭載する自動車，駆動装置の制御方法に関する。

従来、この種の駆動装置としては、バッテリからの電力を用いて動力を入出力可能なモータと、電動機から出力された動力を変速して駆動軸に伝達可能な変速機とを備える電気自動車に搭載されたものが提案されている（特許文献１参照）。この装置では、バッテリの残容量がわずかであることを検出したときには、モータからの出力を制限すると共にモータの回転数が大きくなるよう変速機の変速比を変更することにより、駆動軸の駆動状態を変化させてバッテリの残存容量がわずかであることを運転者に明確に知らせ、バッテリの過放電を抑制することができる、としている。
特開平９−２９４３０２号公報

しかしながら、上述の駆動装置では、変速機の変速比を変更する際、モータの状態やバッテリの状態によってはモータの駆動による変速比の変更の前後におけるモータの回転数の同期を伴って変速比を変更することができない場合が生じる。ところで、こうした駆動装置において、変速機の変速比を変更する際には変速ショックをできるだけ小さくするのが望ましい。

本発明の駆動装置およびこれを備える動力出力装置並びにこれを搭載する自動車，駆動装置の制御方法は、電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比を変更することができないときでも変速比の変更を可能とすることを目的の一つとする。また、本発明の駆動装置およびこれを備える動力出力装置並びにこれを搭載する自動車，駆動装置の制御方法は、変速機の変速比を変更する際のショックを抑制することを目的の一つとする。

本発明の駆動装置およびこれを搭載する動力出力装置並びにこれを搭載する自動車，駆動装置の制御方法は、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。

本発明の駆動装置は、
少なくとも充放電可能な蓄電手段からの電力を用いて駆動軸を駆動する駆動装置であって、
前記蓄電手段からの電力を用いて動力の入出力が可能な電動機と、
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を伴って行なう変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速比の変更が指示されたとき、前記電動機の状態と前記蓄電手段の状態とに基づいて該電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段の変速比を変更することができる通常変速時には該電動機の回転数の同期を伴って該変速伝達手段の変速比が変更されるよう該電動機と該変速伝達手段とを制御し、前記電動機の状態と前記蓄電手段の状態とに基づいて該電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段の変速比を変更することができない非通常変速時には前記クラッチの半係合を用いて該変速伝達手段の変速比が変更されるよう該電動機と該変速伝達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。

この本発明の駆動装置では、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を伴って行なう変速伝達手段の変速比の変更が指示された際には、電動機の状態と蓄電手段の状態とに基づいて電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比を変更することができる通常変速時には電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比が変更されるよう電動機と変速伝達手段とを制御し、電動機の状態と蓄電手段の状態とに基づいて電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比を変更することができない非通常変速時にはクラッチの半係合を用いて変速伝達手段の変速比が変更されるよう電動機と変速伝達手段とを制御する。したがって、電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比を変更することができないときでもクラッチを半係合することにより変速伝達手段の変速比を変更することができる。ここで、「電動機の回転数の同期」は、電動機の駆動による変速伝達手段の変速比の変更の前後における電動機の回転数の同期を意味する。また、「前記変速伝達手段の変速比の変更が指示されたとき」は、前記電動機の回転数が大きくなるよう前記変速伝達手段の変速比の変更が指示されたときとしたり、前記電動機の回転数が小さくなるよう前記変速伝達手段の変速比の変更が指示されたときとしたりしてもよい。さらに、「クラッチ」には、２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。

こうした本発明の駆動装置において、前記制御手段は、前記電動機の入出力制限により該電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段の変速比を変更することができないときを前記非通常変速時として該変速伝達手段の変速比が変更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し、前記蓄電手段の出力制限により前記電動機の回転数の同期に必要な電力を該蓄電手段に入出力することができないときを前記非通常変速時として該変速伝達手段の変速比が変更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。後者の場合、前記制御手段は、前記非通常変速時には前記蓄電手段の入出力制限の程度が大きいほど大きくなる傾向の係合力をもって前記変速伝達手段の変速比が変更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、蓄電手段の入出力制限の程度に応じた係合力をもって変速比を変更することができる。また、前記制御手段は、前記非通常変速時には前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段の変速比が変更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、変速比を変更する際のショックを抑制することができる。

さらに、本発明の駆動装置において、前記制御手段は、前記非通常変速時には前記複数のクラッチのうちオンするクラッチの半係合とオフするクラッチの半係合とを伴って前記変速伝達手段の変速比が変更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、変速比を変更する際のショックをより抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記オンするクラッチの第１の係合力の半係合と前記オフするクラッチの前記第１の係合力より小さな第２の係合力の半係合とを伴って前記変速伝達手段の変速比が変更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。

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力可能な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する電力動力入出力手段と、
充放電可能な蓄電手段と、
該蓄電手段からの電力を用いて前記駆動軸を駆動する上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置と、
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、
を備え、
前記制御手段は、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手段とを制御する手段である
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置では、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載するから、本発明の駆動装置が奏する効果、例えば、電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比を変更することができないときでも変速伝達手段の変速比を変更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。もとより、要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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第３の軸に動力を入出力する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の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。

本発明の自動車は、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備えるから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比を変更することができないときでも変速伝達手段の変速比を変更することができる効果や要求駆動力に対応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。

本発明の駆動装置の制御方法は、
充放電可能な蓄電手段と、該蓄電手段からの電力を用いて動力の入出力が可能な電動機と、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駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記変速伝達手段の変速比の変更が指示されたとき、前記電動機の状態と前記蓄電手段の状態とに基づいて該電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段の変速比を変更することができる通常変速時には該電動機の回転数の同期を伴って該変速伝達手段の変速比が変更されるよう該電動機と該変速伝達手段とを制御し、前記電動機の状態と前記蓄電手段の状態とに基づいて該電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段の変速比を変更することができない非通常変速時には前記クラッチの半係合を用いて該変速伝達手段の変速比が変更されるよう該電動機と該変速伝達手段とを制御する
ことを要旨とする。

この本発明の駆動装置の制御方法によれば、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を伴って行なう変速伝達手段の変速比の変更が指示された際には、電動機の状態と蓄電手段の状態とに基づいて電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比を変更することができる通常変速時には電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比が変更されるよう電動機と変速伝達手段とを制御し、電動機の状態と蓄電手段の状態とに基づいて電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比を変更することができない非通常変速時にはクラッチの半係合を用いて変速伝達手段の変速比が変更されるよう電動機と変速伝達手段とを制御するから、電動機の回転数の同期を伴って変速伝達手段の変速比を変更することができないときでもクラッチを半係合することにより変速伝達手段の変速比を変更することができる。

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駆動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は、図３に例示する油圧回路１００からの油圧によりオンオフされるようになっている。油圧回路１００は、図示するように、エンジン２２の回転により駆動する機械式ポンプ１００と、図示しない電動モータを内蔵する電動ポンプ１０４と、機械式ポンプ１０２または電動ポンプ１０４からのライン油圧ＰＬを調整する３ウェイソレノイド１０６およびプレッシャーコントロールバルブ１０８と、ライン油圧ＰＬを用いてブレーキＢ１，Ｂ２の係合力を調整するリニアソレノイド１１０，１１１やコントロールバルブ１１２，１１３，アキュムレータ１１４，１１５とから構成されている。油圧回路１００では、ライン油圧ＰＬは、３ウェイソレノイド１０６を駆動してプレッシャーコントロールバルブ１０８の開閉を制御することにより調整することができ、ブレーキＢ１，Ｂ２の係合力は、リニアソレノイド１１０，１１１に印加する電流を制御することによりライン油圧ＰＬをブレーキＢ１，Ｂ２に伝達させるコントロールバルブ１１２，１１３の開閉を制御することにより調節することができる。

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電圧センサ５１ａからの端子間電圧やバッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂ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５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、バッテリ５０を管理するために、電流センサ５１ｂ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）を計算したり、この残容量（ＳＯＣ）が目標ＳＯＣから所定範囲内になるようにバッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊を設定したり、電池温度Ｔｂや残容量（ＳＯＣ）に基づいてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定したりしている。こうして検出したデータや演算した結果，設定した設定値は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータとして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て入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを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、電動ポンプ１０４を駆動する電動モータへの駆動信号や３ウェイソレノイド１０６への駆動信号，リニアソレノイド１１０，１１１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。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、変速機６０の変速段を変更する際の動作について説明する。図６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の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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、バッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワー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の入出力制限Ｗｉｎ，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。

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７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が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和により設定するものとした。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒで除することにより求めたり、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。

続いて、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８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（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）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Ｓ１３０）。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９に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ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９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−Nm2/(Gr・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の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１４０）、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（５）により計算し（ステップＳ１５０）、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎ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Ｓ１６０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図９の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(3)
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(5)

続いて、変速機６０の変速段を変更するよう変速要求がなされているか否かを判定し（ステップＳ１７０）、変速要求がなされていると判定されたときには、さらに変速中であるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。ここで、変速機６０の変速要求は、実施例では、要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとに基づいて予め定められたタイミングで行なわれるものとした。変速機６０の変速要求がなされていないと判定されたときや変速中であると判定されたときには、前述した処理により設定されたエンジン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Ｓ２１０）、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。

一方、ステップＳ１７０で変速機６０の変速要求はなされているが変速中ではないと判定されたときには、変速要求が変速機６０の変速段をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態へ変更するダウンシフトの変速要求であるか否かを判定し（ステップＳ１８５）、ダウンシフトの変速要求であると判定されたときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づいてブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定する（ステップＳ１９０）。ここで、ブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２は変速機６０の変速段を変更する際のブレーキＢ１，Ｂ２の半係合の係合力に相当する油圧であり、ダウンシフトを行なう際のブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２は、実施例では、バッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔとブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２との関係を予め定めてダウンシフト時待機圧設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが与えられるとマップから対応するブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を導出して設定するものとした。図１０にダウンシフト時待機圧設定用マップの一例を示す。図中、実線はブレーキＢ１の待機圧Ｐｂ１を示し、点線はブレーキＢ２の待機圧Ｐｂ２を示す。ダウンシフトを行なう際のブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２は、図示するように、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｏｕｔｒｅｆ以下のときには出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど大きくなる傾向に設定するものとした。通常、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが比較的小さいときには、モータＭＧ２から出力可能な正のトルクが制限され、モータＭＧ２から正のトルクを出力して変速段の変更の前後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期を伴って変速段を変更できない場合がある。このとき、出力制限Ｗｏｕｔに拘わらずブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２に所定値を設定すると、ダウンシフトをスムーズに行なうことができない場合が生じる。一方、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど大きくなる傾向にブレーキＢ１、Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定すれば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期を伴って変速段を変更することができないときでもブレーキＢ１，Ｂ２の半係合を用いて変速段を変更することができる。また、図１０に示すように、ブレーキＢ１の待機圧Ｐｂ１には、ブレーキＢ２の待機圧Ｐｂ２に比して小さい値を設定するものとした。これは、ダウンシフトを行なう際には、ブレーキＢ２側を変速段を変更するために半係合し、ブレーキＢ１側を変速段を変更する際のショックを抑制するために半係合するという理由に基づく。なお、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｏｕｔｒｅｆより大きいときには、モータＭＧ２から正のトルクを出力して変速段の変更の前後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期を伴って変速段を変更することができると判断し、ブレーキＢ１の待機圧Ｐｂ１に値０を設定すると共にブレーキＢ２の待機圧Ｐｂ２に比較的小さい値を設定するものとした。

一方、ステップＳ１８５でダウンシフトの変速要求ではない、即ちＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態へ変更するアップシフトの変速要求であるとき判定されたときには、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づいてブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定する（ステップＳ１９５）。この場合のブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２は、実施例では、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２との関係を予め定めてアップシフト時待機圧設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが与えられるとマップから対応するブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を導出して設定するものとした。図１１にアップシフト時待機圧設定用マップの一例を示す。アップシフトを行なう際のブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２は、図示するように、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｉｎｒｅｆ以上のときには入力制限Ｗｉｎが大きいほど大きくなる傾向に設定するものとした。いま、運転者のアクセルオフ操作によって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに比較的小さなトルクが要求され、アップシフトを行なう場合を考える。この場合、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが比較的大きいと、モータＭＧ２から出力してもよいトルクの下限が制限され、モータＭＧ２から負のトルクを出力して変速段の変更の前後のモータＭＧ２の回転数の同期を伴って変速段を変更することができない場合が生じる。このとき、入力制限Ｗｉｎに拘わらずブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２に所定値を設定すると、アップシフトをスムーズに行なうことができない場合が生じる。一方、入力制限Ｗｉｎが大きいほど大きくなる傾向にブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定すれば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期を伴って変速段を変更することができないときでもブレーキＢ１，Ｂ２の半係合を用いて変速段を変更することができる。また、図１１に示すように、ブレーキＢ２の待機圧Ｐｂ２には、ブレーキＢ１の待機圧Ｐｂ１に比して小さい値を設定するものとした。これは、前述したのと同様の理由に基づく。なお、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｉｎｒｅｆより小さいときには、モータＭＧ２から負のトルクを出力して変速段の変更の前後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期を伴って変速段を変更することができると判断し、ブレーキＢ２の待機圧Ｐｂ２に値０を設定すると共にブレーキＢ１の待機圧Ｐｂ１に比較的小さい値を設定するものとした。

こうしてブレーキＢ１，Ｂ２の係合力を設定すると、変速機６０の変速段の変更処理の開始を指示し（ステップＳ２００）、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＊を送信して（ステップＳ２１０）、駆動制御ルーチンを終了する。変速機６０の変速段の変更処理は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により図１２に例示する変速段変更処理を実行することにより行なわれる。変速段変更処理では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、変速要求がアップシフトかダウンシフトかを判定し（ステップＳ３００）、ダウンシフトであるときには、現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と変速機６０のＬｏ，Ｈｉギヤの状態のギヤ比Ｇｌｏ，Ｇｈｉとに基づいて変速段の変更後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊を次式（６）により計算し（ステップＳ３１０）、ファストフィルを実行する（ステップＳ３３０）。ここで、ファストフィルは、摩擦部材が当接するまでの隙間を埋めるためにパックにオイルを急速に充填させる処理である。具体的には、ブレーキＢ２側のリニアソレノイド１１１を１００％かそれに近いデューティ比で駆動する処理となる。なお、このファストフィルの実行と併せて、ブレーキＢ１に作用しているオイルを抜く動作も行なわれる。ファストフィルの実行が終了すると（ステップＳ３４０）、ブレーキＢ１，Ｂ２を作動する油圧が待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２となるようリニアソレノイド１１０，１１１のデューティ比を調節して定圧待機し（ステップＳ３５０）、モータＭＧ２から出力される正のトルクとブレーキＢ１、Ｂ２の半係合とによってモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至ると（ステップＳ３６０，Ｓ３７０）、ブレーキＢ１，Ｂ２を作動する油圧が待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２で定圧待機している状態からブレーキＢ１がオフされると共にブレーキＢ２がオンされるようリニアソレノイド１１０，１１１ののデューティ比を調節して（ステップＳ３８０，Ｓ３９０）、変速段変更処理を終了する。図１３に変速機６０の共線図の一例を示す。図中、Ｓ２軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２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の回転数を示し、Ｃ１，Ｃ２軸はリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ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、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、Ｓ１軸はダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａのサンギヤ６１の回転数を示す。ダウンシフトを行なう際には、図示するように、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を大きくするためにモータＭＧ２から正のトルクを出力する必要があり、このための電力を必要とするが、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｏｕｔｒｅｆ以下で比較的小さいときにはモータＭＧ２から出力可能なトルクが制限されてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期に必要な正のトルクをモータＭＧ２から出力できない場合がある。このとき、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど大きくなる傾向にブレーキＢ１，Ｂ２の半係合の係合力を設定すれば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期を伴って変速機６０の変速段を変更することができないときでもブレーキＢ１，Ｂ２の半係合を用いて変速機６０の変速段を変更することができる。しかも、このときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを考慮してモータＭＧ２から正のトルクを出力することによってブレーキＢ１，Ｂ２の半係合とモータＭＧ２からの正のトルクとを用いて変速機６０の変速段を変更することができるから、ブレーキＢ１，Ｂ２の半係合だけを用いて変速段を変更するものに比して変速ショックを抑制することができる。

Nm2*=Nm2・Glo/Ghi …(6)

一方、変速要求がアップシフトであるときには、変速段の変更後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を式（７）により計算し（ステップＳ３２０）、ファストフィルを実行する（ステップＳ３３０）。この場合、ファストフィルは、ブレーキＢ１側のリニアソレノイド１１０を１００％かそれに近いデューティ比で駆動する処理となる。なお、このファストフィルの実行と併せて、ブレーキＢ２に作用しているオイルを抜く動作も行なわれる。ファストフィルの実行が終了すると（ステップＳ３４０）、ブレーキＢ１，Ｂ２を作動する油圧が待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２となるようリニアソレノイド１１０，１１１のデューティ比を調節して定圧待機し（ステップＳ３５０）、モータＭＧ２から出力される負のトルクとブレーキＢ１、Ｂ２の半係合とによってモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至ると（ステップＳ３６０，Ｓ３７０）、ブレーキＢ１，Ｂ２を作動する油圧が待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２で定圧待機している状態からブレーキＢ１がオンされると共にブレーキＢ２がオフされるようリニアソレノイド１１０，１１１ののデューティ比を調節して（ステップＳ３８０，Ｓ４００）、変速段変更処理を終了する。アップシフトを行なう際にはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を小さくするためにモータＭＧ２から負のトルクを出力する必要があるが、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｉｎｒｅｆ以上で比較的大きいときにはモータＭＧ２から出力可能な負のトルクが制限されてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期に必要な負のトルクをモータＭＧ２から出力できない場合がある。このとき、ブレーキＢ１，Ｂ２の半係合の係合力をバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｉｎｒｅｆより小さいときに比して大きくすれば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期を伴って変速機６０の変速段を変更することができないときでもブレーキＢ１，Ｂ２の半係合を用いて変速機６０の変速段を変更することができる。しかも、このときにはバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを考慮してモータＭＧ２から負のトルクを出力することによってブレーキＢ１，Ｂ２の半係合とモータＭＧ２からの負のトルクとを用いて変速機６０の変速段を変更することができるから、ブレーキＢ１，Ｂ２の半係合だけを用いて変速段を変更するものに比して変速ショックを抑制することができる。

Nm2*=Nm2・Ghi/Glo …(7)

図１４にダウンシフトを行なう際のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊とブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令の時間変化の一例を示す。図示するように、変速機６０の変速要求がなされた時刻ｔ１以降にブレーキＢ２側のファストフィルが実行されると共にブレーキＢ１の油圧は待機圧Ｐｂ１に調節される。そしてファストフィルが終了した時刻ｔ２以降にはブレーキＢ１，Ｂ２の油圧をそれぞれ待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２として定圧待機し、モータＭＧ２からの正のトルクとブレーキＢ１，Ｂ２の半係合とによってモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変更後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至ったときにブレーキＢ１がオフされると共にブレーキＢ２がオンされるようブレーキＢ１，Ｂ２の油圧が調整される。変速機６０の変速段を変更する際のブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さくなるほど大きくなる傾向に設定することにより、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが比較的小さいときでもブレーキＢ１，Ｂ２の半係合を用いて変速段を変更することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ダウンシフトの変速要求がなされたときにはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど大きくなる傾向に設定されたブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１、Ｐｂ２に相当する係合力の半係合とモータＭＧ２からの正のトルクとを用いて変速機６０の変速段を変更し、アップシフトの変速要求がなされたときにはバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが大きいほど大きくなる傾向に設定されたブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１、Ｐｂ２に相当する係合力の半係合とモータＭＧ２からの負のトルクとを用いて変速機６０の変速段を変更するから、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが比較的制限されているときでもブレーキＢ１，Ｂ２の半係合を用いて変速機６０の変速段を変更することができる。しかも、ダウンシフトを行なう際にはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが比較的低いときでも出力制限ＷｏｕｔとモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との差の範囲内でモータＭＧ２から正のトルクを出力してモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期を伴って変速機６０の変速段を変更することにより、アップシフトを行なう際にはバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが比較的大きいときでも入力制限ＷｉｎとモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との差の範囲内でモータＭＧ２から負のトルクを出力してモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期を伴って変速機６０の変速段を変更することにより、変速機６０の半係合だけを用いて変速段を変更するものに比して変速ショック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、ダウンシフトを行なう際には出力制限Ｗｏｕｔを考慮してブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定し、アップシフトを行なう際には入力制限Ｗｉｎを考慮してブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定するものとしたが、ダウンシフトを行なう際には出力制限Ｗｏｕｔを考慮してブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定するもののアップシフトを行なう際には入力制限Ｗｉｎを考慮せずにブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定するものとしてもよいし、アップシフトを行なう際には入力制限Ｗｉｎを考慮してブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定するもののダウンシフトを行なう際には出力制限Ｗｏｕｔを考慮せずにブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを用いてブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定するものとしたが、これに代えてまたはこれに加えてモータＭＧ２の入出力制限、例えばモータＭＧ２やインバータ４２の冷却水の温度に基づくモータＭＧ２の入出力制限などを用いてブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定するものとしてもよい。また、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）などを考慮してブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２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、図１０のダウンシフト時待機圧設定用マップに示したように、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど大きくなる傾向にブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定するものとしたが、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｏｕｔｒｅｆ以下のときには、出力制限Ｗｏｕｔに拘わらず、出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｏｕｔｒｅｆより大きいときのブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２より大きな所定値をブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２に設定するものとしてもよい。同様に、図１１のアップシフト時待機圧設定用マップにおいて、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｉｎｒｅｆ以上のときには、入力制限Ｗｉｎに拘わらず、入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｉｎｒｅｆより小さいときのブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２より大きな所定値をブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２に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、図１０のダウンシフト時待機圧設定用マップに示したように、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｏｕｔｒｅｆより大きいときにはブレーキＢ１の待機圧Ｐｂ１に値０を設定し、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｏｕｔｒｅｆ以下のときにはブレーキＢ１の待機圧Ｐｂ１に正の値を設定するものとしたが、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに拘わらずブレーキＢ１の待機圧Ｐｂ１に値０を設定するものとしてもよい。同様に、図１１のアップシフト時待機圧設定用マップにおいて、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに拘わらずブレーキＢ２の待機圧Ｐｂ２に値０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、図１０のダウンシフト時待機圧設定用マップおよび図１１のアップシフト時待機圧設定用マップに示したように、ダウンシフトを行なう際にはブレーキＢ１の待機圧Ｐｂ１にブレーキＢ２の待機圧Ｐｂ２より小さい値を設定し、アップシフトを行なう際にはブレーキＢ２の待機圧Ｐｂ２にブレーキＢ１の待機圧Ｐｂ１より小さい値を設定するものとしたが、ブレーキＢ１，Ｂ２の待機圧Ｐｂ１，Ｐｂ２に同一の値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、ダウンシフトを行なう際に出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｏｕｔｒｅｆ以下のときには出力制限Ｗｏｕｔを考慮してモータＭＧ２から正のトルクを出力し、アップシフトを行なう際に入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｉｎｒｅｆ以上のときには入力制限Ｗｉｎを考慮してモータＭＧ２から負のトルクを出力してモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の同期を伴って変速機６０の変速段を変更するものとしたが、ダウンシフトを行なう際に出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｏｕｔｒｅｆ以下のときやアップシフトを行なう際に入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｉｎｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２から正のトルクまたは負のトルクを出力することなく、ブレーキＢ１，Ｂ２の半係合を用いて変速機６０の変速段を変更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、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、変速機の変速段は２段に限られず、３段以上の変速段をもって変速可能な変速機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、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。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸に動力を出力可能なエンジン２２とモータＭＧ２とを備えるいわゆるパラレル型の自動車としたが、モータからの動力を変速機を介して駆動軸に出力するものであればよいから、いわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車や単純な電気自動車に適用しても差し支えない。

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駆動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の構成概略を示す構成図である。 油圧回路１００の構成の概略を示す構成図である。 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。 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との関係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。 ダウンシフト時待機圧設定用マップの一例を示す説明図である。 アップシフト時待機圧設定用マップ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により実行される変速段変更処理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。 変速機６０の変速段をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変更する際のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令の時間変化の様子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、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 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、６０，３３０ 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、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 油圧回路、１０２ 機械式ポンプ、１０４ 電動ポンプ、１０６ ３ウェイソレノイド、１０８ プレッシャーコントロールバルブ、１１０，１１１ リニアソレノイド、１１２，１１３ コントロールバルブ、１１４，１１５ アキュムレータ、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. 少なくとも充放電可能な蓄電手段からの電力を用いて駆動軸を駆動する駆動装置であって、
   前記蓄電手段からの電力を用いて動力の入出力が可能な電動機と、
   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を伴って行なう変速伝達手段と、
   前記変速伝達手段の変速比の変更が指示されたとき、前記蓄電手段の入出力制限により前記電動機の回転数の同期に必要な電力を該蓄電手段に入出力することができる通常変速時には該電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段の変速比が変更されるよう該電動機と該変速伝達手段とを制御し、前記蓄電手段の入出力制限により前記電動機の回転数の同期に必要な電力を該蓄電手段に入出力することができない非通常変速時には前記蓄電手段の入出力制限の程度が大きいほど大きくなる傾向の係合力での前記クラッチの半係合を用いて前記変速伝達手段の変速比が変更されるよう該電動機と該変速伝達手段とを制御する制御手段と、
   を備える駆動装置。
2. 前記制御手段は、前記非通常変速時には、前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段の変速比が変更されるよう制御する手段である請求項１記載の駆動装置。
3. 前記制御手段は、前記電動機の入出力制限により該電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段の変速比を変更することができないときを前記非通常変速時として該変速伝
   達手段の変速比が変更されるよう制御する手段である請求項１または２記載の駆動装置。
4. 前記制御手段は、前記非通常変速時には前記複数のクラッチのうちオンするクラッチの半係合とオフするクラッチの半係合とを伴って前記変速伝達手段の変速比が変更されるよう制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の駆動装置。
5. 前記制御手段は、前記オンするクラッチの第１の係合力の半係合と前記オフするクラッチの前記第１の係合力より小さな第２の係合力の半係合とを伴って前記変速伝達手段の変速比が変更されるよう制御する手段である請求項４記載の駆動装置。
6. 駆動軸に動力を出力可能な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する電力動力入出力手段と、
   充放電可能な蓄電手段と、
   該蓄電手段からの電力を用いて前記駆動軸を駆動する請求項１ないし５いずれか記載の駆動装置と、
   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、
   を備え、
   前記制御手段は、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手段とを制御する手段である
   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と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した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、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項６記載の動力出力装置。
8. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項６記載の動力出力装置。
9. 請求項６ないし８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。
10. 充放電可能な蓄電手段と、該蓄電手段からの電力を用いて動力の入出力が可能な電動機と、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駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
    前記変速伝達手段の変速比の変更が指示されたとき、前記蓄電手段の入出力制限により前記電動機の回転数の同期に必要な電力を該蓄電手段に入出力することができる通常変速時には該電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段の変速比が変更されるよう該電動機と該変速伝達手段とを制御し、前記蓄電手段の入出力制限により前記電動機の回転数の同期に必要な電力を該蓄電手段に入出力することができない非通常変速時には前記蓄電手段の入出力制限の程度が大きいほど大きくなる傾向の係合力での前記クラッチの半係合を用いて前記変速伝達手段の変速比が変更されるよう該電動機と該変速伝達手段とを制御する
    駆動装置の制御方法。
    

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