JP4285485B2 - 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車軸が前記駆動軸に接続されてなる車両並びに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、エンジンと、このエンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に駆動軸にリングギヤが接続された遊星歯車機構と、この遊星歯車機構のサンギヤに接続された第１モータジェネレータと、変速機を介して駆動軸に接続された第２モータジェネレータ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、第２モータジェネレータから正のトルクを出力した状態で変速機の変速段を切り替えるときには、第１モータジェネレータを目標回転数でフィードバック制御する際における目標回転数を目標回転数変化量をもって徐々に減少させてエンジントルクの反力を増大させることにより、第１モータジェネレータを介してエンジンから駆動軸に出力されるトルクを増大させて変速に伴う駆動軸のトルクの落ち込みを抑制している。ここで、目標回転数変化量は、変速開始時の推定出力軸トルクと変速中の各時点での推定出力軸トルクとの差が小さくなるように定められている。
特開２００４−２０３２２０号公報

上述の動力出力装置では、第１モータジェネレータ（エンジン）をフィードバック制御する際における目標回転数を減少させることにより変速に伴う駆動軸のトルクの落ち込みの抑制を図っているものの、エンジンの運転状態によっては駆動軸のトルクの落ち込みを効果的に抑制できない場合がある。第１モータジェネレータは目標回転数と現在回転数との偏差が打ち消されるように目標トルクが設定されてこの目標トルクが出力されるよう制御される。このため、目標回転数が同一でも現在回転数によって設定される目標トルクは異なるものとなるから、目標回転数を減少させても第１モータジェネレータを介してエンジンから駆動軸に出力されるトルクを増大すべきタイミングで第１モータジェネレータから十分なトルクが出力されない場合が生じ、この場合、駆動軸のトルクの落ち込みを十分に抑制することができずに変速フィーリングを悪化させてしまう。

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方法は、変速伝達手段の変速段を変更する際に駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるの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方法は、変速フィーリングをより向上させ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により該内燃機関から出力される動力の少なくとも一部を該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、
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段の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
通常時には前記設定された目標運転ポイントをもって前記目標回転数と現在回転数との偏差が打ち消される方向の前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記内燃機関が運転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該内燃機関と該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駆動制御し、前記電動機から前記駆動軸に伝達される駆動力の低下を伴って前記変速伝達手段の変速段を変更する駆動力低下変速時には前記内燃機関の運転状態に基づいて前記目標回転数を減少させた目標運転ポイントをもって前記偏差が打ち消される方向の前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記内燃機関が運転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該内燃機関と該電力動力入出力手段と該電動機と該変速伝達手段とを駆動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、通常時には駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントをもって目標回転数と現在回転数との偏差が打ち消される方向の電力動力入出力手段の駆動を伴って内燃機関が運転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手段とを駆動制御し、電動機から駆動軸に伝達される駆動力の低下を伴って変速伝達手段の変速段を変更する駆動力低下変速時には内燃機関の運転状態に基づいて目標回転数を減少させた目標運転ポイントをもって偏差が打ち消される方向の電力動力入出力手段の駆動を伴って内燃機関が運転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手段とを駆動制御する。これにより、駆動力低下変速時に駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる。この結果、変速フィーリングをより向上させることができる。

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、前記駆動力低下変速時には、前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して駆動軸に伝達される駆動力が該内燃機関の運転状態に拘わらず略一定のタイミングで増加するよう前記目標回転数を減少させて制御する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記駆動力低下変速時には、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記目標回転数を徐々に減少させる際における該減少を開始する実行開始タイミング，減少程度のいずれかを変更する手段であるものとすることもできる。

実行開始タイミングを変更する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の運転状態として前記変速伝達手段の変速段の変更を開始する際における前記目標回転数と現在回転数とに基づいて前記実行開始タイミングを設定し、該設定した実行開始タイミングで前記目標回転数を徐々に減少させて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、内燃機関の運転状態に拘わらずより適切なタイミングで電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に出力される駆動力を増加させることができ、駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記変速伝達手段の変速段を変更する際における前記目標回転数から現在回転数を減じた偏差が大きいほど早くなる傾向に前記実行開始タイミングを設定する手段であるものとすることもできる。これらの場合、前記制御手段は、所定時間毎に所定値ずつ前記目標回転数を減少させて制御する手段であるものとすることもできる。

内燃機関の運転状態に基づいて減少程度を変更する態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記駆動力低下変速時には、前記内燃機関の運転状態として前記目標回転数が現在回転数よりも大きいときに前記変速伝達手段の変速段を変更する場合には、前記目標回転数が現在回転数近傍に至るまで第１の減少程度をもって前記目標回転数を減少させて制御し、該制御の後に前記第１の減少程度よりも小さな第２の減少程度をもって前記目標回転数を減少させて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、内燃機関の運転状態に拘わらずより適切なタイミングで電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に出力される駆動力を増加させることができ、駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる。ここで、現在回転数近傍には、現在回転数が含まれる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記駆動力低下変速時には、前記内燃機関の運転状態として前記目標回転数が現在回転数よりも大きいときに前記変速伝達手段の変速段を変更する場合には、前記目標回転数を現在回転数近傍まで一度に減少させて制御し、該制御の後に前記目標回転数を所定時間毎に所定値ずつ減少させて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、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機と、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、前記第１の回転子と前記第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。

本発明の車両は、
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、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により該内燃機関から出力される動力の少なくとも一部を該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、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段の変更を伴って行なう変速伝達手段と、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、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、通常時には前記設定された目標運転ポイントをもって前記目標回転数と現在回転数との偏差が打ち消される方向の前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記内燃機関が運転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該内燃機関と該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駆動制御し、前記電動機から前記駆動軸に伝達される駆動力の低下を伴って前記変速伝達手段の変速段を変更する駆動力低下変速時には前記内燃機関の運転状態に基づいて前記目標回転数を減少させた目標運転ポイントをもって前記偏差が打ち消される方向の前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記内燃機関が運転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該内燃機関と該電力動力入出力手段と該電動機と該変速伝達手段とを駆動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接続されて走行する
ことを要旨とする。

この本発明の車両では、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、駆動力低下変速時に駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる効果や変速フィーリングをより向上させることができる効果などを奏することができる。

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により該内燃機関から出力される動力の少なくとも一部を該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、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段の変更を伴って行なう変速伝達手段と、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）前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
（ｂ）該設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、
（ｃ）通常時には前記設定された目標運転ポイントをもって前記目標回転数と現在回転数との偏差が打ち消される方向の前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記内燃機関が運転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該内燃機関と該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駆動制御し、前記電動機から前記駆動軸に伝達される駆動力の低下を伴って前記変速伝達手段の変速段を変更する駆動力低下変速時には前記内燃機関の運転状態に基づいて前記目標回転数を減少させた目標運転ポイントをもって前記偏差が打ち消される方向の前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記内燃機関が運転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該内燃機関と該電力動力入出力手段と該電動機と該変速伝達手段とを駆動制御する
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、通常時には駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントをもって目標回転数と現在回転数との偏差が打ち消される方向の電力動力入出力手段の駆動を伴って内燃機関が運転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手段とを駆動制御し、電動機から駆動軸に伝達される駆動力の低下を伴って変速伝達手段の変速段を変更する駆動力低下変速時には内燃機関の運転状態に基づいて目標回転数を減少させた目標運転ポイントをもって偏差が打ち消される方向の電力動力入出力手段の駆動を伴って内燃機関が運転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手段とを駆動制御する。これにより、駆動力低下変速時に駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる。この結果、変速フィーリングをより向上させることができる。

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、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの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、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。

変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２は、油圧回路１００による油圧によってオンオフされるようになっている。図３に油圧回路１００の構成の一例を示す。図示するように、油圧回路１００は、エンジン２２からの動力によりオイルタンク１０１に貯留されているオイルを吸引して圧送する機械式オイルポンプ１０２と、電気モータ１０４ａの駆動によりオイルタンク１０１に貯留されているオイルを吸引して圧送する電動オイルポンプ１０４と、機械式オイルポンプ１０２や電動オイルポンプ１０４から圧送されたオイルの圧力（ライン圧）の高低を２段階に切替可能な３ウェイソレノイド１０５およびプレッシャーコントロールバルブ１０６と、ライン圧を調節可能な圧力をもってブレーキＢ１，Ｂ２側に個別に作用させるリニアソレノイド１０８，１０９およびコントロールバルブ１１０，１１１およびアキュムレータ１１４，１１５と、ライン圧を降圧して３ウェイソレノイド１０５やリニアソレノイド１１０，１１１の各入力ポートに供給するモジュレータバルブ１１２と、から構成されている。

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，車速センサ８８からの車速Ｖ，油圧回路１００のライン圧を検出する油圧スイッチ１１６からの油圧スイッチ信号，油圧回路１００に取り付けられた温度センサ１１７からの油温，ブレーキＢ１，Ｂ２に作用している油圧を検出する油圧スイッチ１１８，１１９からの油圧スイッチ信号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のアクチュエータ（３ウェイソレノイド１０５やリニアソレノイド１０８，１０９）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、特に、アクセルペダル８３が踏み込まれて走行しているときに変速機６０の変速段を切り替える際の動作について説明する。図４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（例えば数ｍｓｅｃ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Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，変速機６０のギヤ比Ｇｒ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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、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。変速機６０のギヤ比Ｇｒは、現在のギヤの状態がＨｉギヤの状態のときにはＨｉギヤのギヤ比Ｇｈｉを、現在のギヤの状態がＬｏギヤの状態のときにはＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏを、ギヤの状態を切り替えている最中のときにはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒで割ることにより計算されたもの（Ｎｍ２／Ｎｒ）をギヤ比Ｇｒとして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。

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、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（ｋ・Ｖ）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。

続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップ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。

そして、変速機６０のギヤの状態を切り替えている最中であるか否かを判定し（ステップＳ１３０）、ギヤの状態を切り替えている最中にないと判定されると、要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとに基づいて変速機６０のギヤの状態を切り替えるべきか否かを判定する（ステップＳ１４０）。この判定は、現在のギヤの状態と変速機６０のギヤの状態を切り替えるための変速マップとに基づいて行なわれる。この変速マップの一例を図７に示す。図示するように、変速機６０がＬｏギヤの状態で車速ＶがＬｏ−Ｈｉ変速線Ｖｈｉを上回ったときに変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えるアップシフトの判定がなされ、変速機６０がＨｉギヤの状態で車速ＶがＨｉ−Ｌｏ変速線Ｖｌｏを下回ったときに変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えるダウンシフトの判定がなされる。

変速機６０のギヤの状態を切り替えるべき判定がなされなかったときには（ステップＳ１５０）、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Ｓ２００）。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８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の回転数Ｎｒ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＊で運転するためにモータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルク（以下、これを直達トルクＴｅｒという）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。こうして計算したトルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１を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。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・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Ｓ２１０）、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（５）により計算し（ステップＳ２２０）、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Ｓ２３０）。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８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Ｓ２４０）、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Ｓ１５０で変速機６０のギヤの状態を切り替えるべき判定がなされると、変速機６０のギヤの状態を切り替える切替処理を開始する（ステップＳ１６０）。この切替処理は、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判定すなわちアップシフトの判定のときには、ブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態からブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態へ切り替える処理となり、変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替える判定すなわちダウンシフトの判定のときには、ブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態からブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態に切り替える処理となる。いま、運転者がアクセルペダル８３を踏み込んで走行している場合を考えると、切替処理は図７の変速マップによりアップシフトの処理として実行される。図９は、駆動制御ルーチンと並行してハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアップシフト処理の一例を示すフローチャートである。

アップシフト処理が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、ブレーキＢ１に係合力が作用するまでシリンダにオイルを詰めるファストフィルを実行すると共にブレーキＢ２がオフされるようブレーキＢ２側に作用しているオイルを抜く処理を実行し（ステップＳ３００）、処理が完了すると（ステップＳ３１０）、低い油圧をブレーキＢ１側に作用させた状態で保持する定圧待機を実行し（ステップＳ３２０）、イナーシャ相が開始されるのを待つ（ステップＳ３３０）。なお、イナーシャ相の判定は、モータＭＧ２の今回の回転数Ｎｍ２と数回前の回転数Ｎｍ２との偏差に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が下降を始めたか否かを判定することにより行なうことができる。イナーシャ相が開始されると、ブレーキＢ１側に作用させる油圧を徐々に高くする昇圧制御を開始し（ステップＳ３４０）、ブレーキＢ１の係合を確認して（ステップＳ３５０）、本ルーチンを終了する。図１０にアップシフトの際の変速機６０の共線図の一例を示す。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。アップシフト処理は、図示するように、ブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態からブレーキＢ２がオフでブレーキＢ１をフリクション係合の状態とするつかみ替えを行なった後、ブレーキＢ１の係合力を徐々に高くすることにより行なわれる。ブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態ではモータＭＧ２からのトルクはＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されることになり、ブレーキＢ１がフリクション係合でブレーキＢ２がオフの状態ではモータＭＧ２からのトルクはＨｉギヤのギヤ比Ｇｈｉによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されることになるから、上述したつかみ替えの前後でモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクは低下する。

図４の駆動制御ルーチンに戻る。ステップＳ１６０で切替処理が開始された後やステップＳ１３０で変速機６０のギヤの状態を切り替えている最中と判定されると、変速機６０をアップシフトする際にモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａへ伝達されるトルクが低下するのを直達トルクＴｅｒの増加によって補償するためのトルク補償要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ここで、トルク補償要求は、図１１に例示するトルク補償要求設定処理により設定されＲＡＭ７６の所定領域に書き込まれたトルク補償要求フラグＦを読み込むと共に読み込んだトルク補償要求フラグＦの値を調べることにより行なわれる。トルク補償要求がなされていると判定されると、前回このルーチンで設定された引き下げ量Ｎｄｎに所定値αを加えたものを新たな引き下げ量Ｎｄｎに設定し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１２０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊から引き下げ量Ｎｄｎを減じることにより目標回転数Ｎｅ＊を再設定すると共にステップＳ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊を再設定した目標回転数Ｎｅ＊で割ることにより目標トルクＴｅ＊を再設定し（ステップＳ１９０）、再設定した目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２を回転させるために前述した式（１）および式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し（ステップＳ２００）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２１０〜Ｓ２３０）、各設定値を対応するＥＣＵに送信して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。一方、トルク補償要求がなされていないと判定されると、そのまま上述したステップＳ２００以降の処理を実行して本ルーチンを終了する。ここで、引き下げ量Ｎｄｎは、初期値には値０が設定されるようになっており、トルク補償要求がなされてから本ルーチンの実行時間間隔毎に値０から所定値αずつ増加していく。この引き下げ量Ｎｄｎでエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を引き下げて目標回転数Ｎｅ＊と回転数Ｎｅとに偏差を生じさせると、この偏差を打ち消すように前述した式（１）および式（２）により算出されるモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は負方向に大きくなり、直達トルクＴｅｒ（−Ｔｍ１＊／ρ）は増加する。上述したように、モータＭＧ２から正のトルクを出力している状態で変速機６０をアップシフトする際にはモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクは低下するから、このタイミングで直達トルクＴｅｒを増加させることにより、変速機６０のアップシフトの際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが落ち込むのを抑制することができる。以下、図１１に例示するトルク補償要求設定処理について説明する。この処理は、ステップＳ１６０の切替処理の開始に伴ってこの切替処理や図４の駆動制御ルーチンと並行してハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される。

トルク補償要求設定処理では、まず、変速機６０のギヤの状態の切り替えがアップシフトであるか否か、アクセル開度Ａｃｃが所定開度（例えば８０％や９０％）Ａｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４００，Ｓ４１０）。この判定は、モータＭＧ２から比較的大きな正のトルクを出力しているときに変速機６０をアップシフトする状態を判定するものである。変速機６０のギヤの状態の切り替えがアップシフトでない即ちダウンシフトと判定されたりアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上でないと判定されたときには、トルク補償要求は必要ないと判断し、そのまま本ルーチンを終了する。一方、変速機６０のギヤの状態の切り替えがアップシフトで且つアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上と判定されると、図１２に例示するトルク補償タイミング設定処理によりトルク補償タイミングＴａを設定し（ステップＳ４２０）、設定したトルク補償タイミングＴａが到来したときに（ステップＳ４３０）、トルク補償要求フラグＦに値１を設定し（ステップＳ４４０）、イナーシャ相が開始されてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の減少に伴ってイナーシャトルクがリングギヤ軸３２ａ側に出力されるようになると（ステップＳ４５０）、トルク補償要求フラグＦを値０に戻して（ステップＳ４６０）、本ルーチンを終了する。ここで、トルク補償要求フラグＦは、トルク補償要求設定処理が初めて実行されるときには初期化ルーチンによって値０が設定される。したがって、トルク補償要求フラグＦはトルク補償タイミングＴａが到来してからイナーシャ相が開始されるまでに亘って値１が設定され、この間に図４の駆動制御ルーチンのステップＳ１７０でトルク補償要求がなされていると判定されることになる。以下、図１２に例示するトルク補償タイミング設定処理について説明する。

トルク補償タイミング設定処理では、まず、モータＭＧ２から出力されているトルクとしてのモータトルクＴｍ２とエンジン２２の回転数Ｎｅとを入力する（ステップＳ５００）。ここで、モータトルクＴｍ２は、例えば、電流センサにより検出されたモータＭＧ２の相電流に基づいて演算したものを用いたりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に基づいて推定したものを用いたりすることができる。また、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しない回転数センサにより検出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。

こうしてデータを入力すると、入力したモータトルクＴｍ２に基づいてトルク補償タイミングＴａの基本値Ｔ１を設定し（ステップＳ５１０）、駆動制御ルーチンで設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊から現在の回転数Ｎｅを減じることにより回転偏差ΔＮｅを計算し（ステップＳ５２０）、計算した回転偏差ΔＮｅに基づいて補正値Ｔ２を設定し（ステップＳ５３０），設定したトルク補償タイミングＴａの基本値Ｔ１から補正値Ｔ２を減じたものをトルク補償タイミングＴａに設定して（ステップＳ５４０）、本ルーチンを終了する。ここで、トルク補償タイミングＴａの基本値Ｔ１は、変速機６０のアップシフトに伴ってモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクが低下を始めるタイミングがそのときのモータＭＧ２から出力されているトルクによって変化することを考慮したものであり、実施例では、モータトルクＴｍ２とトルク補償タイミングＴａの基本値Ｔ１との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、モータトルクＴｍ２が与えられると記憶したマップから対応するトルク補償タイミングＴａの基本値Ｔ１を導出して設定するものとした。このマップの一例を図１３に示す。また、補正値Ｔ２は、実施例では、回転偏差ΔＮｅ（前回Ｎｅ＊−Ｎｅ）と補正値Ｔ２との関係を予めマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転偏差ΔＮｅが与えられると記憶したマップから対応する補正値Ｔ２を導出して設定するものとした。このマップの一例を図１４に示す。補正値Ｔ２は、図示するように、回転偏差ΔＮｅが大きいほど（目標回転数Ｎｅ＊に対して現在の回転数Ｎｅが小さいほど）トルク補償タイミングＴａが早く到来するよう設定するものとした。

図１５および図１６に、変速機６０をアップシフトする際のブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令とトルク補償要求フラグＦと回転数Ｎｅとトルク指令Ｔｍ１＊と直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクＴｒの時間変化の様子を示す。図１５は、回転偏差ΔＮｅに基づいてトルク補償タイミングＴａを補正する場合（実施例）の時間変化の様子を示し、図１６は、回転偏差ΔＮｅに基づいてトルク補償タイミングＴａを補正しない場合（比較例）の時間変化の様子を示す。実施例では、図１５に示すように、時刻ｔ１１に目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとに偏差が生じている状態で変速機６０のアップシフトが開始されると、回転偏差ΔＮｅ（＝Ｎｅ＊−Ｎｅ）が大きいほど早いタイミングとなるようトルク補償タイミングＴａを設定し、このトルク補償タイミングＴａが到来するのを待って（時刻ｔ１２）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を所定時間毎（実施例では数ｍｓｅｃ毎）に所定値αずつ減少させる。時刻ｔ１３に目標回転数Ｎｅ＊が現在の回転数Ｎｅを下回ると、モータＭＧ１からエンジン２２の回転数Ｎｅを押さえ込む方向のトルクが出力され、直達トルクＴｅｒが増加する（時刻ｔ１４）。目標回転数Ｎｅ＊が現在の回転数Ｎｅを下回るタイミングが変速機６０のアップシフトに伴ってモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクが低下するタイミング（時刻ｔ１３）となるよう回転偏差ΔＮｅに基づいてトルク補償タイミングＴａを設定することにより、変速機６０のアップシフトの際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクＴｒに落ち込みが生じるのを抑制することができる。一方、比較例では、図１６に示すように、時刻ｔ２１に同様の状態で変速機６０のアップシフトが開始された後、回転偏差ΔＮｅに拘わらず変速機６０のアップシフトの際にモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクが低下するタイミング（時刻ｔ２２）に合わせてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を所定時間毎に所定値αずつ減少させると、目標回転数Ｎｅ＊が現在の回転数Ｎｅを下回るまではモータＭＧ１からはエンジン２２の回転数Ｎｅを押さえ込む方向のトルクが出力されないから、直達トルクＴｅｒが増加を始めるタイミングに遅れが生じる（時刻ｔ２３）。この結果、目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとに偏差が生じている状態で変速機６０をアップシフトする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに落ち込みが生じる。回転偏差ΔＮｅに基づいてトルク補償タイミングＴａを変更するのは、こうした理由に基づいている。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２から正のトルクを出力している状態で変速機６０をアップシフトする際には、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差（回転偏差ΔＮｅ）に基づいてトルク補償タイミングＴａを設定し、設定したトルク補償タイミングＴａが到来したときに所定時間毎に所定値αずつエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を減少させてこの目標回転数Ｎｅ＊と回転数Ｎｅとの偏差が打ち消されるようモータＭＧ１からトルク（トルク指令Ｔｍ１＊）を出力することによって直達トルクＴｅｒを増加させるから、回転偏差ΔＮｅに拘わらず直達トルクＴｅｒが増加するタイミングをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクが低下するタイミングに合わせることができる。この結果、変速機６０をアップシフトに伴うリングギヤ軸３２ａのトルクの落ち込みをより適切に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、回転偏差ΔＮｅに基づいてトルク補償タイミングＴａを補正してこのトルク補償タイミングＴａが到来したときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を所定時間毎に所定値αずつ減少させるものとしたが、回転偏差ΔＮｅに拘わらずトルク補償タイミングＴａを一定とすると共に回転偏差ΔＮｅに応じてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を減少させる際の程度を変更するものとしてもよい。このときの変形例の駆動制御ルーチンの一例を図１７に示す。この変形例の駆動制御ルーチンでは、図４の駆動制御ルーチンと同一の処理については同一のステップ番号を付し、その説明は重複するから省略する。なお、図１７の駆動制御ルーチンを適用する場合には、図１２のトルク補償タイミング設定処理のステップＳ５２０〜Ｓ５４０を実行する必要はない。即ち、ステップＳ５１０で設定したトルク補償タイミングの基本値Ｔ１をそのままトルク補償タイミングＴａとすることができる。図１７の駆動制御ルーチンでは、ステップＳ１７０でトルク補償要求がなされると、このトルク補償要求がなされてから初回時には（ステップＳ６００）、ステップＳ１２０で設定した目標回転数Ｎｅ＊から現在の回転数Ｎｅを減じて所定値αを加えたものを引き下げ量Ｎｄｎに設定し（ステップＳ６１０）、次回以降には（ステップＳ６００）、前回の引き下げ量Ｎｄｎに所定値αを加えたものを新たな引き下げ量Ｎｄｎに設定し（ステップＳ６２０）、設定した引き下げ量ＮｄｎをステップＳ１２０で設定した目標回転数Ｎｅ＊から減じて目標回転数Ｎｅ＊を再設定すると共にステップＳ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊を再設定した目標回転数Ｎｅ＊で割って目標トルクＴｅ＊を再設定し（ステップＳ６３０）、ステップＳ２００以降の処理を実行して本ルーチンを実行する。即ち、トルク補償要求がなされると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を現在の回転数Ｎｅまで一度に減少させ、その後に所定時間毎に所定値αずつ減少させるのである。これにより、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が現在の回転数Ｎｅを下回るタイミングを変速機６０のアップシフトの際にモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクが低下するタイミングに合わせることができるから、リングギヤ軸３２ａに作用するトルクに落ち込みは生じない。図１８に、図１７の駆動制御ルーチンを適用した場合における変速機６０をアップシフトする際のブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令とトルク補償要求フラグＦと回転数Ｎｅとトルク指令Ｔｍ１＊と直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクＴｒの時間変化の様子を示す。図示するように、時刻ｔ３１に目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとに偏差が生じている状態で変速機６０のアップシフトが開始され時刻ｔ３２にトルク補償要求がなされると、目標回転数Ｎｅ＊を現在の回転数Ｎｅにまで一度に減少させてから目標回転数Ｎｅ＊を所定時間毎に所定値αずつ減少させる。これにより、目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとの偏差に拘わらずモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクが低下するタイミングに合わせて直達トルクＴｅｒを増加させることができるから、変速機６０をアップシフトする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに落ち込みは生じない。

この変形例では、トルク補償要求がなされると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を現在の回転数Ｎｅにまで一度に減少させるものとしたが、目標回転数Ｎｅ＊を現在の回転数Ｎｅにまで一度に減少させる必要はなく段階的に減少させるものとしてもよい。この変形例の駆動制御ルーチンの一例を図１９に示す。なお、この図１９の駆動制御ルーチンを適用する場合には、図１２のトルク補償タイミング設定処理のステップＳ５２０〜Ｓ５４０を実行しないものとしてもよいし、実行するものとしてもよい。図１９の駆動制御ルーチンでは、ステップＳ１７０でトルク補償要求がなされると、目標回転数Ｎｅ＊と回転数Ｎｅとを比較し（ステップＳ６５０）、目標回転数Ｎｅ＊が回転数Ｎｅよりも大きいときには前回の引き下げ量Ｎｄｎに所定値αよりも大きな値に定められた所定値βを加えたものを新たな引き下げ量Ｎｄｎに設定し（ステップＳ６６０）、目標回転数Ｎｅ＊が回転数Ｎｅ以下のときには前回の引き下げ量Ｎｄｎに所定値αを加えたものを新たな引き下げ量Ｎｄｎに設定し（ステップＳ６７０）、設定した引き下げ量ＮｄｎをステップＳ１２０で設定した目標回転数Ｎｅ＊から減じて目標回転数Ｎｅ＊を再設定すると共にステップＳ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊を再設定した目標回転数Ｎｅ＊で割って目標トルクＴｅ＊を再設定し（ステップＳ６８０）、ステップＳ２００以降の処理を実行して本ルーチンを実行する。即ち、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が回転数Ｎｅよりも大きい状態でトルク補償要求がなされると、まず、所定時間毎に大きな値の所定値βずつ目標回転数Ｎｅ＊を減少させていき、目標回転数Ｎｅ＊が回転数Ｎｅ以下となったときに所定時間毎に小さな値の所定値αずつ減少させるのである。これにより、目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとに偏差が生じている状態で変速機６０をアップシフトさせるものとしても、その偏差に拘わらず直達トルクＴｅｒを増加するタイミングをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａのトルクが低下するタイミングにある程度合わせることができるから、変速機６０のアップシフトの際にリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクに落ち込みが生じるの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、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２０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２０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２１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、自動車産業や動力出力装置の製造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。 油圧回路１００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。 変速マップの一例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。 アップシフト処理の一例を示すフローチャートである。 アップシフトの際の変速機６０の共線図の一例を示す説明図である。 トルク補償要求設定処理の一例を示すフローチャートである。 トルク補償タイミング設定処理の一例を示すフローチャートである。 モータトルクＴｍ２とトルク補償タイミングの基本値Ｔ１との関係の一例を示すマップである。 回転偏差ΔＮｅとトルク補償タイミングの補正値Ｔ２との関係の一例を示すマップである。 変速機６０をアップシフトする際のブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令とトルク補償要求フラグＦと回転数Ｎｅとトルク指令Ｔｍ１＊と直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクＴｒの時間変化の様子を示す。 変速機６０をアップシフトする際のブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令とトルク補償要求フラグＦと回転数Ｎｅとトルク指令Ｔｍ１＊と直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクＴｒの時間変化の様子を示す。 変形例の駆動制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１７の駆動制御ルーチンを適用した場合における変速機６０をアップシフトする際のブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令とトルク補償要求フラグＦと回転数Ｎｅとトルク指令Ｔｍ１＊と直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクＴｒの時間変化の様子を示す。 変形例の駆動制御ルーチン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、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，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１００ 油圧回路、１０１ オイルタンク、１０２ 機械式オイルポンプ、１０４ 電動オイルポンプ、１０４ａ 電気モータ、１０５ ３ウェイソレノイド、１０６ プレッシャーコントロールバルブ、１０８，１０９ リニアソレノイド、１１０，１１１ コントロールバルブ、１１２ モジュレータバルブ、１１４，１１５ アキュムレータ、１１６ 油圧スイッチ、１１７ 温度センサ、１１８，１１９ 油圧スイッチ、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、
   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により該内燃機関から出力される動力の少なくとも一部を該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、
   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段の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
   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、
   前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数および目標トルクからなる目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
   通常時には前記設定された目標運転ポイントをもって前記目標回転数と現在回転数との偏差が打ち消される方向の前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記内燃機関が運転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該内燃機関と該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駆動制御し、前記電動機から前記駆動軸に伝達される駆動力の低下を伴って前記変速伝達手段の変速段を変更する駆動力低下変速時には前記目標回転数が現在回転数を下回るタイミングが前記変速段を変更している最中に前記電動機から前記駆動軸に伝達される駆動軸が低下するタイミングとなるよう前記内燃機関の運転状態に基づいて前記目標回転数を減少させた目標運転ポイントをもって前記偏差が打ち消される方向の前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記内燃機関が運転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該内燃機関と該電力動力入出力手段と該電動機と該変速伝達手段とを駆動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、前記駆動力低下変速時には、前記目標回転数と現在回転数とがクロスするよう前記目標運転ポイントを設定して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、前記駆動力低下変速時には、前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して駆動軸に伝達される駆動力が該内燃機関の運転状態に拘わらず略一定のタイミングで増加するよう前記目標回転数を減少させて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、前記駆動力低下変速時には、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記目標回転数を徐々に減少させる際における該減少を開始する実行開始タイミングを変更する手段である請求項１ないし３いずれか１項に記載の動力出力装置。
5. 前記制御手段は、前記内燃機関の運転状態として前記変速伝達手段の変速段の変更を開始する際における前記目標回転数と現在回転数とに基づいて前記実行開始タイミングを設定し、該設定した実行開始タイミングで前記目標回転数を徐々に減少させて制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
6. 前記制御手段は、前記変速伝達手段の変速段を変更する際における前記目標回転数から現在回転数を減じた偏差が大きいほど早くなる傾向に前記実行開始タイミングを設定する手段である請求項５記載の動力出力装置。
7. 前記制御手段は、所定時間毎に所定値ずつ前記目標回転数を減少させて制御する手段である請求項５または６記載の動力出力装置。
8. 前記制御手段は、前記駆動力低下変速時には、前記内燃機関の運転状態として前記目標回転数が現在回転数よりも大きいときに前記変速伝達手段の変速段を変更する場合には、前記目標回転数が現在回転数近傍に至るまで第１の減少程度をもって前記目標回転数を減少させて制御し、該制御の後に前記第１の減少程度よりも小さな第２の減少程度をもって前記目標回転数を減少させて制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
9. 前記制御手段は、前記駆動力低下変速時には、前記内燃機関の運転状態として前記目標回転数が現在回転数よりも大きいときに前記変速伝達手段の変速段を変更する場合には、前記目標回転数を現在回転数近傍まで一度に減少させて制御し、該制御の後に前記目標回転数を所定時間毎に所定値ずつ減少させて制御する手段である請求項８記載の動力出力装置。
10. 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、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える手段である請求項１ないし９いずれか１項に記載の動力出力装置。
11. 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、前記第１の回転子と前記第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１ないし９いずれか１項に記載の動力出力装置。
12. 請求項１ないし１１いずれか１項に記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されて走行する車両。
13. 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により該内燃機関から出力される動力の少なくとも一部を該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、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段の変更を伴って行なう変速伝達手段と、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）前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
    （ｂ）該設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、
    （ｃ）通常時には前記設定された目標運転ポイントをもって前記目標回転数と現在回転数との偏差が打ち消される方向の前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記内燃機関が運転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該内燃機関と該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駆動制御し、前記電動機から前記駆動軸に伝達される駆動力の低下を伴って前記変速伝達手段の変速段を変更する駆動力低下変速時には前記目標回転数が現在回転数を下回るタイミングが前記変速段を変更している最中に前記電動機から前記駆動軸に伝達される駆動軸が低下するタイミングとなるよう前記内燃機関の運転状態に基づいて前記目標回転数を減少させた目標運転ポイントをもって前記偏差が打ち消される方向の前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記内燃機関が運転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該内燃機関と該電力動力入出力手段と該電動機と該変速伝達手段とを駆動制御する
    動力出力装置の制御方法。

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