JP4276660B2 - 動力出力装置およびこれを搭載する車両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

動力出力装置およびこれを搭載する車両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 Download PDF

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Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する車両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、プラネタリギヤユニットにエンジンと発電機と出力軸とを接続すると共に出力軸に駆動モータを接続し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、駆動モータの回転速度を、出力軸の回転速度に基づいて算出したり、駆動モータのロータ位置に基づいて算出したり、エンジンの回転速度および発電機の回転速度に基づいて算出したりするなど複数の算出方法により算出することにより、駆動モータの回転速度を精度よく算出し駆動モータの制御の信頼性の向上を図っている。
特開２００３−１４３７０７号公報
ところで、エンジンやプラネタリギヤユニット，発電機，駆動モータに加え、駆動モータと出力軸との間で変速して動力を伝達する変速機を備える動力出力装置では、出力軸回転速度検出センサにより検出された出力軸の回転速度またはエンジンの回転速度と発電機の回転速度とに基づいて推定される出力軸の回転速度と駆動モータの回転速度とを用いて変速機の変速比の変更をスムーズに行なうための同期判定を行なうものがある。こうした動力出力装置では、出力軸の回転速度を推定できない状態で変速機の変速比の変更を行なうと、変速中に出力軸回転速度検出センサに異常が生じたときに、検出される出力軸の回転速度と推定される出力軸の回転速度とのいずれも用いることができないことにより同期判定を適正に行なうことができず変速機の部材が摩耗したり運転者にショックを与えたりすることがある。
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両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、駆動軸と電動機の回転軸とに接続された変速機の部材の摩耗を抑制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車両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、運転者にショックを与えるの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車両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、
前記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出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機の回転軸の回転数と前記駆動軸の回転数とを用いた変速比の変更を伴って前記回転軸と前記駆動軸との間で動力の伝達を行なう変速手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転数である機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記回転軸の回転数である回転軸回転数を検出する回転軸回転数検出手段と、
前記機関回転数検出手段により検出された機関回転数と前記電力動力入出力手段の駆動状態とに基づいて前記駆動軸回転数を推定する駆動軸回転数推定手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記駆動軸回転数推定手段により前記駆動軸回転数を推定することができる推定正常時には前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数または前記駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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手段とを制御し、前記駆動軸回転数推定手段により前記駆動軸回転数を推定することができない推定異常発生時には前記変速手段の変速比の保持を伴って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、機関回転数検出手段により検出された機関回転数と電力動力入出力手段の駆動状態とに基づいて駆動軸の回転数である駆動軸回転数を推定する駆動軸回転数推定手段により駆動軸回転数を推定することができる推定正常時には駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数または駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数と回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた変速手段の変速比の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段とを制御し、駆動軸回転数推定手段により駆動軸回転数を推定することができない推定異常発生時には変速手段の変速比の保持を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段とを制御する。即ち、推定異常発生時には、変速手段の変速比の変更が行なわれないよう制御するのである。推定異常発生時に変速手段の変速比の変更を行なうと、変速比を変更している最中に駆動軸回転数検出手段に異常が生じたときに駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数と駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数とのいずれも用いることができないことによって同期判定を適正に行なうことができずに変速手段の部材が摩耗したり運転者にショックを与えたりすることがあるが、推定異常発生時には変速比の変更を行なわないことにより、こうした不都合を抑制することができる。
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記推定正常時であって前記駆動軸回転数検出手段に異常が生じていないときには前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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制御し、前記推定正常時であって前記駆動軸回転数検出手段に異常が生じたときには前記駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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、推定正常時には、駆動軸回転数検出手段が正常であるか否かに応じて変速手段の変速比の変更を行なうことができる。
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記機関回転数検出手段に異常が生じたときを前記推定異常発生時として前記変速手段の変速比の変更が行なわれない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、機関回転数検出手段に異常が生じて機関回転数を検出することができないときに変速手段の変速比が変更されるのを抑制することができる。
さらに、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出することができないときを前記推定異常発生時として前記変速手段の変速比の変更が行なわれないよう制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記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第３の軸に動力を入出力可能な発電機と、前記第３の軸の回転数である第３軸回転数を検出する第３軸回転数検出手段とを備える手段であり、前記制御手段は、前記第３軸回転数検出手段に異常が生じたときを前記推定異常発生時として前記変速手段の変速比の変更が行なわれない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、第３軸回転数検出手段に異常が生じて第３軸回転数を検出することができないときに変速手段の変速比の変更が行なわれるのを抑制することができる。
本発明の車両は、上述のいずれかの態様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、内燃機関と、前記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出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸の回転数と前記駆動軸の回転数とを用いた変速比の変更を伴って前記回転軸と前記駆動軸との間で動力の伝達を行なう変速手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の出力軸の回転数である機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、前記回転軸の回転数である回転軸回転数を検出する回転軸回転数検出手段と、前記機関回転数検出手段により検出された機関回転数と前記電力動力入出力手段の駆動状態とに基づいて前記駆動軸回転数を推定する駆動軸回転数推定手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記駆動軸回転数推定手段により前記駆動軸回転数を推定することができる推定正常時には前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数または前記駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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手段とを制御し、前記駆動軸回転数推定手段により前記駆動軸回転数を推定することができない推定異常発生時には前記変速手段の変速比の保持を伴って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手段とを制御する制御手段と、を備える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。
この本発明の車両では、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、推定異常時に変速手段の変速比の変更を行なうことによって生じ得る不都合すなわち変速比を変更している最中に駆動軸回転数検出手段に異常が生じたときに変速手段の部材が摩耗したり運転者にショックを与えたりすることがある不都合を抑制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。
本発明の動力出力装置の制御装置は、
内燃機関と、前記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出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸の回転数と前記駆動軸の回転数とを用いた変速比の変更を伴って前記回転軸と前記駆動軸との間で動力の伝達を行なう変速手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の出力軸の回転数である機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、前記回転軸の回転数である回転軸回転数を検出する回転軸回転数検出手段と、を備える動力出力装置の制御装置であって、
前記機関回転数検出手段により検出された機関回転数と前記電力動力入出力手段の駆動状態とに基づいて前記駆動軸回転数を推定する駆動軸回転数推定手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記駆動軸回転数推定手段により前記駆動軸回転数を推定することができる推定正常時には前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数または前記駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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手段とを制御し、前記駆動軸回転数推定手段により前記駆動軸回転数を推定することができない推定異常発生時には前記変速手段の変速比の保持を伴って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、機関回転数検出手段により検出された機関回転数と電力動力入出力手段の駆動状態とに基づいて駆動軸の回転数である駆動軸回転数を推定する駆動軸回転数推定手段により駆動軸回転数を推定することができる推定正常時には駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数または駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数と回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた変速手段の変速比の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段とを制御し、駆動軸回転数推定手段により駆動軸回転数を推定することができない推定異常発生時には変速手段の変速比の保持を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段とを制御する。即ち、推定異常発生時には、変速手段の変速比の変更が行なわれないよう制御するのである。推定異常発生時に変速手段の変速比の変更を行なうと、変速比を変更している最中に駆動軸回転数検出手段に異常が生じたときに駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数と駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数とのいずれも用いることができないことによって同期判定を適正に行なうことができずに変速手段の部材が摩耗したり運転者にショックを与えたりすることがあるが、推定異常発生時には変速比の変更を行なわないことにより、こうした不都合を抑制することができる。
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記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出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸の回転数と前記駆動軸の回転数とを用いた変速比の変更を伴って前記回転軸と前記駆動軸との間で動力の伝達を行なう変速手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の出力軸の回転数である機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、前記回転軸の回転数である回転軸回転数を検出する回転軸回転数検出手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記機関回転数検出手段により検出された機関回転数と前記電力動力入出力手段の駆動状態とに基づいて前記駆動軸回転数を推定し、
（ｂ）前記駆動軸回転数を推定することができる推定正常時には前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数または前記推定された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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手段とを制御し、前記駆動軸回転数を推定することができない推定異常発生時には前記変速手段の変速比の保持を伴って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、機関回転数検出手段により検出された機関回転数と電力動力入出力手段の駆動状態とに基づいて駆動軸の回転数である駆動軸回転数を推定することができる推定正常時には駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数または推定した駆動軸回転数と回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた変速手段の変速比の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段とを制御し、駆動軸回転数を推定することができない推定異常発生時には変速手段の変速比の保持を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段とを制御する。即ち、推定異常発生時には、変速手段の変速比の変更が行なわれないよう制御するのである。推定異常発生時に変速手段の変速比の変更を行なうと、変速比を変更している最中に駆動軸回転数検出手段に異常が生じたときに駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数と駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数とのいずれも用いることができないことによって同期判定を適正に行なうことができずに変速手段の部材が摩耗したり運転者にショックを与えたりすることがあるが、推定異常発生時には変速比の変更を行なわないことにより、こうした不都合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には、例えば、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からの信号などが入力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
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、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、回転数センサ３６からの駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数（以下、回転数センサ３６により検出されるリングギヤ軸３２ａの回転数を検出回転数Ｎｒｄｅｔという）や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，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の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，クランクポジションセンサ２３が正常であってエンジン２２のクランクポジションを検出可能であるか否かを示すクランクポジションセンサ状態判定フラグＦ１，回転位置検出センサ４３が正常であってモータＭＧ１の回転子の回転位置を検出可能であるか否かを示す回転位置検出センサ状態判定フラグＦ２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に取り付けられたクランクポジションセンサ２３からの信号に基づいて計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。さらに、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、図示しない温度センサ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。クランクポジションセンサ状態判定フラグＦ１は、エンジンＥＣＵ２４により実行される図示しないクランクポジションセンサ状態判定ルーチンにより、クランクポジションセンサ２３からエンジンＥＣＵ２４への信号が所定時間に亘って途絶えていないか否かなどを判定してクランクポジションセンサ２３が正常であると判定されたときに値０が設定され、クランクポジションセンサ２３に異常が生じていると判定されたときに値１が設定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。回転位置検出センサ状態判定フラグＦ２は、モータＥＣＵ４０により実行される図示しない回転位置検出センサ状態判定ルーチンにより、回転位置検出センサ４３からモータＥＣＵ４０への信号が所定時間に亘って途絶えていないか否かなどを判定して回転位置検出センサ４３が正常であると判定されたときに値０が設定され、回転位置検出センサ４３に異常が生じていると判定されたときに値１が設定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。なお、クランクポジションセンサ状態判定フラグＦ１が値１のときにはエンジン２２の回転数Ｎｅは入力されず、回転位置検出センサ状態判定フラグＦ２が値１のときにはモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は入力されない。
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と車両に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数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。ここで、リングギヤ軸３２ａの回転数は、このルーチンでは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めるものとした。
続いて、変速機６０の変速要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。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うものとした。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Ｓ１７０）。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。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数（Ｖ・ｋ）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Ｓ１８０）。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６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（Ｖ・ｋ）を示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、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＊が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（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-V・k/ρ (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
こうしてモータ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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をリングギヤ軸３２ａの回転数（Ｖ・ｋ）で除することにより変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒを計算し（ステップＳ２００）、計算した現在のギヤ比Ｇｒ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Ｓ２１０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（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６の共線図から容易に導き出すことができる。
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
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で変速機６０の変速要求がなされていると判定されたときには、クランクポジションセンサ状態判定フラグＦ１の値および回転位置検出センサ状態判定フラグＦ２の値を調べる（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）。ここで、クランクポジションセンサ状態判定フラグＦ１の値および回転位置検出センサ状態判定フラグＦ２の値を調べるのは、エンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とを用いて駆動軸としてのリングギヤ３２ａの回転数（以下、エンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて計算される回転数を推定回転数Ｎｒｅｓｔという）を計算することができるか否かを判定するためであるが、詳細については後述する。クランクポジションセンサ状態判定フラグＦ１および回転位置検出センサ状態判定フラグＦ２が共に値０のときには、クランクポジションセンサ２３および回転位置検出センサ４３は共に正常であって推定回転数Ｎｒｅｓｔを計算することができると判断し、変速中か否かを判定し（ステップＳ１５０）、変速中でないと判定されたときには、変速機６０の変速段を変更する変速処理の開始を指示し（ステップＳ１６０）、ステップＳ１７０〜Ｓ２３０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了し、変速中であると判定されたときには、そのままステップＳ１７０〜Ｓ２３０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。変速処理の開始が指示されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、図３の駆動制御ルーチンと並行して図７に例示する変速処理ルーチンの実行を開始する。以下、図３の駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図７の変速処理ルーチンについて説明する。
変速処理ルーチンでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、変速機６０の変速段を変更する方向を判定し（ステップＳ３００）、Ｌｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に変更するアップシフトであると判定されたときには、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する（ステップＳ３２０）。そして、回転数センサ状態判定フラグＦ３を入力すると共に（ステップＳ３３０）、入力した回転数センサ状態判定フラグＦ３の値を調べる（ステップＳ３４０）。ここで、回転数センサ状態判定フラグＦ３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図示しない回転数センサ状態判定ルーチンにより、回転数センサ３６からハイブリッド用電子制御ユニット７０への信号が所定時間に亘って途絶えていないか否かなどを判定して回転数センサ３６が正常であると判定されたときに値０が設定され、回転数センサ３６に異常が生じていると判定されたときに値１が設定されてＲＡＭ７６の所定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。回転数センサ状態判定フラグＦ３が値０のときには、回転数センサ３６は正常であると判断し、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１００と同様にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を入力すると共に回転数センサ３６からの駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの検出回転数Ｎｒｄｅｔを入力し（ステップＳ３５０）、入力した検出回転数ＮｒｄｅｔにＨｉギヤの状態のギヤ比Ｇｈｉを乗じることにより変速後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊を計算する（ステップＳ３６０）。一方、回転数センサ状態判定フラグＦ３が値１のときには、回転数センサ３６に異常が生じていると判断し、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１００と同様にエンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを入力すると共に（ステップＳ３７０）、入力したエンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（６）により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの推定回転数Ｎｒｅｓｔを計算し（ステップＳ３８０）、計算した推定回転数ＮｒｅｓｔにＨｉギヤの状態のギヤ比Ｇｈｉを乗じることにより変速後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊を計算する（ステップＳ３９０）。なお、式（６）は前述の図６の共線図から容易に導き出すことができる。そして、ステップＳ３６０またはステップＳ３９０で計算した変速後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊近傍にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が至ったか否かを判定し（ステップＳ４００）、回転数Ｎｍ２＊近傍に回転数Ｎｍ２が至っていないときにはステップＳ３３０に戻り、ステップＳ３３０〜Ｓ４００の処理を繰り返し実行して回転数Ｎｍ２＊近傍に回転数Ｎｍ２が至ったときにブレーキＢ１を完全にオンとして（ステップＳ４１０）、変速処理ルーチンを終了する。即ち、アップシフトを行なう際には、回転数センサ３６が正常であるときには回転数センサ３６からの駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの検出回転数ＮｒｄｅｔとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを用いて回転数Ｎｍ２が変速後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至ったか否かの同期判定を行ない、回転数センサ３６に異常が生じたときにはエンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づく駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの推定回転数ＮｒｅｓｔとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを用いて同期判定を行なうことにより、アップシフトをスムーズに行なうのである。こうして変速処理が完了すると、次回に図３の駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１２０で変速機６０の変速要求はなされていないと判定される。
Nrest=Ne・(1+ρ)-Nm1・ρ (6)
ステップＳ３００でＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変更するダウンシフトであると判定されたときには、ブレーキＢ１をオフとし（ステップＳ４２０）、回転数センサ状態判定フラグＦ３を入力すると共に（ステップＳ４３０）、入力した回転数センサ状態判定フラグＦ３の値を調べる（ステップＳ４４０）。そして、回転数センサ状態判定フラグＦ３が値０のときには、回転数センサ３６は正常であると判断し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と回転数センサ３６からの駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの検出回転数Ｎｒｄｅｔとを入力すると共に（ステップＳ４５０）、入力した検出回転数ＮｒｄｅｔにＬｏギヤの状態のギヤ比Ｇｌｏを乗じることにより変速後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊を計算する（ステップＳ４６０）。一方、回転数センサ状態判定フラグＦ３が値１のときには、回転数センサ３６に異常が生じていると判断し、エンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを入力すると共に（ステップＳ４７０）、入力したエンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて前述の式（６）により駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの推定回転数Ｎｒｅｓｔを計算し（ステップＳ４８０）、計算した推定回転数ＮｒｅｓｔにＬｏギヤの状態のギヤ比Ｇｌｏを乗じることにより変速後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊を計算する（ステップＳ４９０）。そして、モータＭＧ２からの正のトルクの出力により、ステップＳ４６０またはステップＳ４９０で計算した変速後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊近傍にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が至ったか否かを判定し（ステップＳ５００）、回転数Ｎｍ２＊近傍に回転数Ｎｍ２が至っていないときにはステップＳ４３０に戻り、ステップＳ４３０〜Ｓ５００の処理を繰り返し実行して回転数Ｎｍ２＊近傍に回転数Ｎｍ２が至ったときにブレーキＢ２をオンとして（ステップＳ５１０）、変速処理ルーチンを終了する。即ち、ダウンシフトを行なう際には、回転数センサ３６が正常であるときには回転数センサ３６からの駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの検出回転数ＮｒｄｅｔとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを用いて回転数Ｎｍ２が変速後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至ったか否かの同期判定を行ない、回転数センサ３６に異常が生じたときにはエンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づく駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの推定回転数ＮｒｅｓｔとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを用いて同期判定を行なうことにより、ダウンシフトをスムーズに行なうのである。こうして変速処理が完了すると、次回に図３の駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１３０で変速機６０の変速要求はなされていないと判定される。
図３の駆動制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１３０でクランクポジションセンサ状態判定フラグＦ１が値１のときには、クランクポジションセンサ２３に異常が生じていると判断し、変速機６０の変速処理の開始を指示することなく、ステップＳ１７０〜Ｓ２３０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。また、ステップＳ１４０で回転位置検出センサ状態判定フラグＦ２が値１のときには、回転位置検出センサ４３に異常が生じていると判断し、変速機６０の変速処理の開始を指示することなく、エンジン２２の回転数Ｎｅとリングギヤ軸３２ａの回転数（Ｖ・ｋ）とに基づいて次式（７）によりモータＭＧ１の回転数（以下、この回転数を推定回転数Ｎｍ１ｅｓｔという）を計算し（ステップＳ２４０）、計算した推定回転数Ｎｍ１ｅｓｔをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１として設定し（ステップＳ２５０）、ステップＳ１７０〜Ｓ２３０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。ここで、回転位置検出センサ状態判定フラグＦ２が値１のときに、推定回転数Ｎｍ１ｅｓｔを計算してこれをモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とするのは、前述したように、前述のステップＳ１８０，Ｓ１９０で用いられるモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１がステップＳ１００で入力されないためである。また、式（７）は、前述の図６の共線図から容易に導き出すことができる。このように、クランクポジションセンサ状態判定フラグＦ１と回転位置検出センサ状態判定フラグＦ２とのうち少なくとも一方が値１のときには、クランクポジションセンサ２３と回転位置検出センサ４３との少なくとも一方に異常が生じていると判断し、変速機６０の変速段の変更を行なわないのである。いま、クランクポジションセンサ２３と回転位置検出センサ４３とのうち少なくとも一方に異常が生じているときを考えている。このとき、エンジン２２の回転数ＮｅとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とを用いて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの推定回転数Ｎｒｅｓｔを計算することはできない。変速機６０の変速処理の際には、前述したように、回転数センサ３６が正常であるときにはリングギヤ軸３２ａの検出回転数ＮｒｄｅｔとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを用いて同期判定を行ない、回転数センサ３６に異常が生じたときには推定回転数ＮｒｅｓｔとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを用いて同期判定を行なうため、推定回転数Ｎｒｅｓｔを計算することができない状態で変速機６０の変速処理を行なうと、変速中に回転数センサ３６に異常が生じたときにはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とリングギヤ軸３２ａの回転数（検出回転数Ｎｅｄｅｔまたは推定回転数Ｎｒｅｓｔ）とを用いた同期判定を行なうことができなくなる。このため、変速機６０の変速処理をスムーズに行なうことができなくなってしまい、ブレーキＢ１，Ｂ２のうちの一方が急に係合されることにより、ブレーキＢ１，Ｂ２など変速機６０の部材が摩耗したり運転者にショックを与えたりすることがある。一方、クランクポジションセンサ２３と回転位置検出センサ４３とのうち少なくとも一方に異常が生じているときに変速機６０の変速段を保持するもの即ち変速処理を行なわないものとすれば、変速中に回転数センサ３６に異常が生じたときにこうした不都合が生じるのを抑制することができる。
Nm1est=Ne・(1+ρ)/ρ-V・k/ρ (7)
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、クランクポジションセンサ２３と回転位置検出センサ４３とのうち少なくとも一方に異常が生じて推定回転数Ｎｒｅｓｔを計算することができないときには、変速機６０の変速段の変更を行なわない。推定回転数Ｎｒｅｓｔを計算することができないときに変速機６０の変速段の変更を行なうと、変速中に回転数センサ３６に異常が生じてリングギヤ軸３２ａの検出回転数Ｎｒｄｅｔを検出することができなくなったときに同期判定を適正に行なうことができずにブレーキＢ１，Ｂ２など変速機６０の部材が摩耗したり運転者にショックを与えたりすることがあるが、推定回転数Ｎｒｅｓｔを計算することができないときには変速機６０の変速段の変更を行なわないことにより、こうした不都合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、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの推定回転数Ｎｒｅｓｔを計算することができるか否かをクランクポジションセンサ２３の状態と回転位置検出センサ４３の状態とに基づいて判断するものとしたが、クランクポジションセンサ２３の状態と回転位置検出センサ４３の状態とのうちいずれかだけに基づいて判断するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の変速要求がなされているときに、クランクポジションセンサ２３が正常であり且つ回転位置検出センサ４３が正常であるときには、回転数センサ３６の状態に拘わらず駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの検出回転数Ｎｒｄｅｔまたは推定回転数ＮｒｅｓｔとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを用いて変速機６０の変速段の変更を行なうものとしたが、変速段の変更が開始される前に回転数センサ３６に異常が生じているときには、変速段の変更を行なわないものとしてもよい。回転数センサ３６に異常が生じている状態で変速機６０の変速段の変更を開始すると、変速開始時から推定回転数ＮｒｅｓｔとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを用いて変速が行なわれるため、変速中に推定回転数Ｎｒｅｓｔを計算することができなったときに検出回転数Ｎｒｄｅｔと推定回転数Ｎｒｅｓｔとのいずれも用いることができなくなって同期判定を適正に行なうことができずにブレーキＢ１，Ｂ２など変速機６０の部材が摩耗したり運転者にショックを与えたりすることがあるが、変速段の変更が開始される前に回転数センサ３６に異常が生じているときには変速段の変更を行なわないことにより、こうした不都合を抑制することができる。なお、この場合でも、変速機６０の変速を開始した後に回転数センサ３６に異常が生じたときには、実施例と同様に推定回転数ＮｒｅｓｔとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを用いて変速を行なえばよい。
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６０の変速段は２段に限られるものではなく、３段以上の変速段としてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５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８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８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９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、動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車について説明したが、こうした動力出力装置を自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体や建設設備などの移動しない設備に搭載するものとしてもよいし、動力出力装置の形態や動力出力装置の制御装置の形態，動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
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のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 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、３６ 回転数センサ、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、３９ｃ，３９ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、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 (8)

  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、
    前記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出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
    動力を入出力可能な電動機と、
    前記電動機の回転軸の回転数と前記駆動軸の回転数とを用いた変速比の変更を伴って前記回転軸と前記駆動軸との間で動力の伝達を行なう変速手段と、
    前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
    前記内燃機関の出力軸の回転数である機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、
    前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
    前記回転軸の回転数である回転軸回転数を検出する回転軸回転数検出手段と、
    前記機関回転数検出手段により検出された機関回転数と前記電力動力入出力手段の駆動状態とに基づいて前記駆動軸回転数を推定する駆動軸回転数推定手段と、
    前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記駆動軸回転数推定手段により前記駆動軸回転数を推定することができる推定正常時には前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数または前記駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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手段とを制御し、前記駆動軸回転数推定手段により前記駆動軸回転数を推定することができない推定異常発生時には前記変速手段の変速比の保持を伴って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手段とを制御する制御手段と、
    を備える動力出力装置。
  2. 前記制御手段は、前記推定正常時であって前記駆動軸回転数検出手段に異常が生じていないときには前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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制御し、前記推定正常時であって前記駆動軸回転数検出手段に異常が生じたときには前記駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
  3. 前記制御手段は、前記機関回転数検出手段に異常が生じたときを前記推定異常発生時として前記変速手段の変速比の変更が行なわれないよう制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
  4. 前記制御手段は、前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出することができないときを前記推定異常発生時として前記変速手段の変速比の変更が行なわれないよう制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
  5. 請求項４記載の動力出力装置であって、
    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、前記第３の軸に動力を入出力可能な発電機と、前記第３の軸の回転数である第３軸回転数を検出する第３軸回転数検出手段と、を備える手段であり、
    前記制御手段は、前記第３軸回転数検出手段に異常が生じたときを前記推定異常発生時として前記変速手段の変速比の変更が行なわれないよう制御する手段である
    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を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
  7. 内燃機関と、前記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出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸の回転数と前記駆動軸の回転数とを用いた変速比の変更を伴って前記回転軸と前記駆動軸との間で動力の伝達を行なう変速手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の出力軸の回転数である機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、前記回転軸の回転数である回転軸回転数を検出する回転軸回転数検出手段と、を備える動力出力装置の制御装置であって、
    前記機関回転数検出手段により検出された機関回転数と前記電力動力入出力手段の駆動状態とに基づいて前記駆動軸回転数を推定する駆動軸回転数推定手段と、
    前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記駆動軸回転数推定手段により前記駆動軸回転数を推定することができる推定正常時には前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数または前記駆動軸回転数推定手段により推定された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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手段とを制御し、前記駆動軸回転数推定手段により前記駆動軸回転数を推定することができない推定異常発生時には前記変速手段の変速比の保持を伴って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。
  8. 内燃機関と、前記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出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸の回転数と前記駆動軸の回転数とを用いた変速比の変更を伴って前記回転軸と前記駆動軸との間で動力の伝達を行なう変速手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の出力軸の回転数である機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、前記回転軸の回転数である回転軸回転数を検出する回転軸回転数検出手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記機関回転数検出手段により検出された機関回転数と前記電力動力入出力手段の駆動状態とに基づいて前記駆動軸回転数を推定し、
    （ｂ）前記駆動軸回転数を推定することができる推定正常時には前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数または前記推定された駆動軸回転数と前記回転軸回転数検出手段により検出された回転軸回転数とを用いた前記変速手段の変速比の変更を伴って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手段とを制御し、前記駆動軸回転数を推定することができない推定異常発生時には前記変速手段の変速比の保持を伴って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手段とを制御する
    動力出力装置の制御方法。
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