JP4324160B2 - 車両および車載用の駆動装置並びにこれらの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両および車載用の駆動装置並びにこれらの制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、動力を車軸側に出力可能な内燃機関と変速機を介して動力を車軸側に出力する電動機とを搭載する車両において、電動機による回生制動中は車両の減速度に基づいて変速機の変速段の変速を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、減速度に基づいて変速機の変速段を変速することにより、電動機による回生制動中に変速機の変速段を変速する際に生じ得る変速ショックを低減している。
特開２００４−２０４９５８号公報

上述の車両のように変速機を介して動力を駆動軸に出力する電動機を搭載する車両では、車速の減少に伴って変速機の変速段をダウンシフトすると、電動機が過回転する場合が生じる。減速時に車輪がスリップすると、車輪速に基づいて車速を検出している車両では、車速の急減に伴って変速機の変速段をダウンシフトする条件が成立する。このとき、変速機の変速段をダウンシフトすると、その後にアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）などのスリップ抑制制御が作動してスリップが解消すると、車輪は本来の回転数で回転することになるから、ダウンシフトによって電動機が過回転する場合が生じる。

本発明の車両および車載用の駆動装置並びにこれらの制御方法は、変速機を介して動力を駆動軸に出力する電動機を備えるものにおいて、より適正に変速機の変速段を変更することを目的の一つとする。また、本発明の車両および車載用の駆動装置並びにこれらの制御方法は、変速機を介して動力を駆動軸に出力する電動機を備えるものにおいて、電動機の過回転を抑制することを目的の一つとする。

本発明の車両および車載用の駆動装置並びにこれらの制御方法は、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。

本発明の車両は、
動力を入出力可能な電動機と、
車両のいずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
車輪速に基づいて車速を検出する車速検出手段と、
前記検出された車速に基づいて前記変速手段の変速段の変更を指示する変速指示手段と、
前記検出された車速の増加に基づいて前記変速指示手段により変速段のアップシフトが指示されたときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する変速制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、車輪速に基づく車速の増加に基づいて車軸と電動機の回転軸とに接続された変速手段の変速段のアップシフトが指示されたときには直ちに変速段が変速されるよう変速手段を制御し、車輪速に基づく車速の減少に基づいて変速手段の変速段のダウンシフトが指示されたときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう変速手段を制御する。即ち、車速の減少に基づいてダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段の変速を行なうから、変速後に電動機が過回転するのを抑制することができる。これにより、より適正に変速手段の変速段の変速を行なうことができる。

こうした本発明の車両において、前記変速制御手段は、ブレーキオンの状態で前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときには前記所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、ブレーキオフの状態で前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときには前記所定の待ち条件の成立を待たずに変速段が変速されるよう前記変速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、ブレーキ操作によるスリップによる変速手段のダウンシフトの指示に対処することができると共にブレーキ操作を伴わない変速手段のダウンシフトの指示に迅速に対処することができる。

また、本発明の車両において、前記所定の待ち条件は所定時間が経過した条件であるものとすることもできる。この場合、車輪がスリップしたときにスリップを抑制するスリップ抑制手段を備え、前記所定の待ち条件は前記スリップ抑制手段の作動に必要な時間より長い時間が経過した条件であるものとすることもできる。こうすれば、スリップ抑制手段の作動と協調して、より適正に変速手段の変速段の変速を行なうことができる。

さらに、本発明の車両において、前記所定の待ち条件は、ブレーキオフの状態で前記変速指示手段による変速段のダウンシフトの指示が行なわれる条件であるものとすることもできる。こうすれば、ブレーキ操作によるスリップによりダウンシフトの指示がなされても、その後のブレーキオフの状態でのダウンシフトの指示により変速段の変速を行なうことができ、電動機の過回転を抑制することができる。

あるいは、本発明の車両において、前記変速制御手段は、前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときであって該ダウンシフトの指示より所定時間前に前記車速検出手段により検出された車速が所定車速未満のときには前記所定の待ち条件の成立を待たずに変速段が変速されるよう前記変速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、所定車速は、電動機が過回転しない車速とすることもできる。こうすれば、電動機の過回転を抑制しながら迅速に変速することができる。

あるいは、本発明の車両において、前記車速検出手段とは別に車速を推定する車速推定手段を備え、前記所定の待ち条件は前記推定された車速と前記検出された車速との車速差が所定車速差未満となる条件であるものとすることもできる。こうすれば、ブレーキ操作によるスリップによりダウンシフトの指示がなされても、スリップに無関係に推定された車速に基づいて変速段の変更を行なうことができ、電動機の過回転を抑制することができる。

また、本発明の車両において、内燃機関と、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で車両のいずれかの車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って該車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、走行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、前記変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力によって走行す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を制御する制御手段と、を備え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、前記車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な第３軸の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。

本発明の駆動装置は、
車輪速に基づいて車速を検出する車速検出手段と充放電可能な蓄電手段と共に車載される駆動装置であって、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を入出力可能な電動機と、
車両のいずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、
前記検出された車速に基づいて前記変速手段の変速段の変更を指示する変速指示手段と、
前記検出された車速の増加に基づいて前記変速指示手段により変速段のアップシフトが指示されたときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する変速制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、車輪速に基づく車速の増加に基づいて車軸と電動機の回転軸とに接続された変速手段の変速段のアップシフトが指示されたときには直ちに変速段が変速されるよう変速手段を制御し、車輪速に基づく車速の減少に基づいて変速手段の変速段のダウンシフトが指示されたときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう変速手段を制御する。即ち、車速の減少に基づいてダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段の変速を行なうから、変速後に電動機が過回転するのを抑制することができる。これにより、より適正に変速手段の変速段の変速を行なうことができる。

こうした本発明の駆動装置において、内燃機関と共に車載され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で車両のいずれかの車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って該車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記変速手段の変速段の変速を伴って車両の走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関の制御と協調して前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、を備えるものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、
動力を入出力可能な電動機と、いずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
車輪速に基づく車速の増加に基づいて前記変速手段の変速段をアップシフトするときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、車輪速に基づく車速の減少に基づいて前記変速手段の変速段をダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の車両の制御方法では、車輪速に基づく車速の増加に基づいて車軸と電動機の回転軸とに接続された変速手段の変速段をアップシフトするときには直ちに変速段が変速されるよう変速手段を制御し、車輪速に基づく車速の減少に基づいて変速手段の変速段をダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう変速手段を制御する。即ち、車速の減少に基づいてダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段の変速を行なうから、変速後に電動機が過回転するのを抑制することができる。これにより、より適正に変速手段の変速段の変速を行なうことができる。

本発明の駆動装置の制御方法は、
車輪速に基づいて車速を検出する車速検出手段と充放電可能な蓄電手段と共に車載される、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で動力を入出力可能な電動機と、車両のいずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記検出された車速の増加に基づいて前記変速手段の変速段をアップシフトするときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、前記検出された車速の減少に基づいて前記変速手段の変速段をダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の駆動装置の制御方法では、車輪速に基づく車速の増加に基づいて車軸と電動機の回転軸とに接続された変速手段の変速段をアップシフトするときには直ちに変速段が変速されるよう変速手段を制御し、車輪速に基づく車速の減少に基づいて変速手段の変速段をダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう変速手段を制御する。即ち、車速の減少に基づいてダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段の変速を行なうから、変速後に電動機が過回転するのを抑制することができる。これにより、より適正に変速手段の変速段の変速を行なうことができる。

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する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、駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２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およびデファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪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および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。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。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に伝達す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をオフ状態としてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速Ｖとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、図示しない信号ラインにより、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４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ブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の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。

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からのブレーキポジションＢＰ，駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に取り付けられた車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄ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やなどが出力ポートを介して出力されている。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，ブレーキＥＣＵ９４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，ブレーキＥＣＵ９４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０は、図示しない車速演算ルーチンにより車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づいて車速Ｖを演算している。車速Ｖとしては、例えば車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄの平均値を用いるものとすることもできるし、車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄのうち車輪速差の少ない３つの平均値を用いるものとすることもできる。

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、特に変速機６０の変速段を変速する際の動作について説明する。図３は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、変速機６０の変速段を変速している最中を除いて、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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，充放電要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ），バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサ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。充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などに基づいてバッテリＥＣＵ５２によりバッテリ５０を充放電すべき電力として設定されるものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）は、バッテリ５０に流れる充放電電流の積算値に基づいて演算したものをバッテリ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、電池温度Ｔｂに基づいてその許容される最大充電電力や最大放電電力としての入出力制限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ることにより設定することができる。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰ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＊を設定すると共に（ステップＳ１１０）、設定した要求トルクＴｒ＊が値０以上であるか否か、即ち加速用の駆動トルクであるか減速用の制動トルクであるかを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰ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とブレーキペダルポジションＢＰ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。要求トルクＴｒ＊が加速用の駆動トルクであるか減速用の制動トルクであるかを判定するのは、減速用の制動トルクを出力するときには基本的にはエンジン２２からの動力は不要となるからである。

要求トルクＴｒ＊が加速用の駆動トルクであるときには、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの総和としてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ１３０）、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Ｓ１６０）。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＊とに基づいて行われる。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。

一方、要求トルクＴｒ＊が減速用の制動トルクであるときには、充放電要求パワーＰｂ＊に充電用の電力が設定されているか否かの判定によりバッテリ５０の充電要求がなされているか否かを判定し（ステップＳ１４０）、充電要求がなされているときには、充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和としてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ１５０）、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Ｓ１６０）。また、ステップＳ１４０で充電要求がなされていないときには、エンジン２２の燃料カットを指示すると共に（ステップＳ１７０）、車速Ｖに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊については、実施例では、車速Ｖに応じたいわゆるエンジンブレーキが作用するよう車速Ｖが大きいほど大きな回転数を設定するものとしたが、アイドリング回転数などを設定するものとしてもよい。

こうして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると、エンジン２２が設定した目標回転数Ｎｅ＊で回転するよう次式（１）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算して設定すると共に設定したトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１９０）。ここで、式（１）は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊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（１）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、トルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Ne*−Ne)＋k2∫(Ne*−Ne)dt (1)

続いて、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（２）および式（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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐと制限したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定すると共に設定したトルク指令Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２２０）。トルク指令Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。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。要求トルクＴｒ＊が加速用の駆動トルクであるときの動力分配統合機構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に示し、要求トルクＴｒ＊が減速用の制動トルクであるときの動力分配統合機構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軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に変速機６０のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。図６におけるＲ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示し、図７におけるＲ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１によりエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊でモータリングする際にリングギヤ軸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。なお、式（４）は、こうした図６または図７の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmin＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 (2)
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr (4)

続いて、変速要求があるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。変速要求は、図示しない変速要求実行処理により、車速Ｖと車両に要求される要求トルクＴｒ＊とに基づいて変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に変更するＬｏ−Ｈｉ変速を行なうか否かの判定や車速Ｖと要求トルクとに基づいて変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変更するＨｉ−Ｌｏ変速を行なうか否かの判定によりいずれかの変速を行なうと判定されたときに、行なわれる。変速要求を行なうための変速マップの一例を図８に示す。図８の例では、変速機６０がＬｏギヤの状態で車速ＶがＬｏ−Ｈｉ変速線Ｖｈｉを越えて大きくなったときに変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に変更し、変速機６０がＨｉギヤの状態で車速ＶがＨｉ−Ｌｏ変速線Ｖｌｏを越えて小さくなったときに変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変更する。こうした変速要求がないときには、これで駆動制御ルーチンを終了する。

一方、変速要求があるときには、Ｈｉ−Ｌｏ変速か否かを判定し（ステップＳ２４０）、Ｈｉ−Ｌｏ変速ではないとき、即ちＬｏ−Ｈｉ変速のときには直ちに変速処理を実行して（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。変速要求がＨｉ−Ｌｏ変速のときには、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って（ステップＳ２５０）、変速処理を実行して（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。Ｌｏ−Ｈｉ変速やＨｉ−Ｌｏ変速の変速処理は、実施例では、図９に例示する変速処理ルーチンを実行することにより行なわれる。以下、簡単に変速処理について説明する。

この変速処理ルーチンでは、まず、変速機６０の変速段の変速がＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に変更するＬｏ−Ｈｉ変速かＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変更するＨｉ−Ｌｏ変速のいずれであるかを判定する（ステップＳ５００）。Ｌｏ−Ｈｉ変速のときには、Ｌｏ−Ｈｉ変速の前に前処理が必要なときにはＬｏ−Ｈｉ前処理を実行する（ステップＳ５１０，Ｓ５２０）。ここで、Ｌｏ−Ｈｉ前処理としては、モータＭＧ２から出力しているトルクが大きいためにＬｏ−Ｈｉ変速の際に変速ショックを生じたりＨｉ−Ｌｏ変速をスムーズに行なうことができないときにはモータＭＧ２から出力しているトルクをＬｏ−Ｈｉ変速をスムーズに行なうことができる程度のトルクまで減少させるトルクダウン処理などを挙げることができる。Ｌｏ−Ｈｉ前処理が必要ないときやＬｏ−Ｈｉ前処理を行なった後は、現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と変速機６０のギヤ比Ｇｌｏ，Ｇｈｉとにより次式（５）を用いて変速後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊を計算する（ステップＳ５３０）。そして、変速機６０のブレーキＢ１をフリクション係合を伴ってオンとすると共にブレーキＢ２をオフとするために変速機６０の図示しない油圧駆動のアクチュエータに対する油圧シーケンスを開始する（ステップＳ５４０）。Ｌｏ−Ｈｉ変速およびＨｉ−Ｌｏ変速の際の変速機６０の共線図の一例を図１０に示し、Ｌｏ−Ｈｉ変速の油圧シーケンスの一例を図１１に示す。図１０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。図示するように、Ｌｏギヤの状態では、ブレーキＢ２がオンでブレーキＢ１がオフとされている。この状態からブレーキＢ２をオフすると、モータＭＧ２はリングギヤ軸３２ａから切り離された状態となり、電動機として機能するモータＭＧ２から正のトルクが出力されていることから、その回転数は増加しようとする。ここで、ブレーキＢ１をフリクション係合させると、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は減少する。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＨｉギヤの状態の回転数Ｎｍ２＊近傍になったときにブレーキＢ１をフリクション係合から完全にオンとすることにより、Ｈｉギヤの状態に切り替えることができる。また、図１１中、ブレーキＢ１の油圧指令がシーケンスの開始直後に大きいのは、ブレーキＢ１に係合力が作用するまでにシリンダにオイルを詰め込むためのファストフィルである。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変速後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至るのを待って（ステップＳ５５０，Ｓ５６０）、ブレーキＢ１を完全にオンとして油圧シーケンスを終了すると共に（ステップＳ５７０）、駆動制御で用いる変速機６０のギヤ比ＧｒにＨｉギヤのギヤ比Ｇｈｉを設定し（ステップＳ５８０）、Ｌｏ−Ｈｉ前処理を行なったときにはその逆の戻し処理としてのＬｏ−Ｈｉ戻し処理を行なって（ステップＳ５９０，Ｓ６００）、変速処理を終了する。

Nm2*＝Nm2・Ghi/Glo (5)

ステップＳ５００でＨｉ−Ｌｏ変速であると判定されると、Ｈｉ−Ｌｏ変速の前に前処理が必要なときにはＨｉ−Ｌｏ前処理を実行する（ステップＳ６１０，Ｓ６２０）。ここで、Ｈｉ−Ｌｏ前処理としては、モータＭＧ２から出力している制動トルクやモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングすることにより車両に作用させている制動力をブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄにより駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に作用させるブレーキトルクに置き換えるトルク置き換え処理などを挙げることができる。Ｈｉ−Ｌｏ前処理が必要ないときやＨｉ−Ｌｏ前処理を行なった後は、現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と変速機６０のＬｏギヤの状態のときのギヤ比ＧｌｏとＨｉギヤの状態のときのギヤ比Ｇｈｉとを用いて変速して変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態としたときのモータＭＧ２の回転数としての目標回転数Ｎｍ２＊を次式（６）により計算し（ステップＳ６３０）、変速機６０のブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとするために変速機６０の油圧駆動のアクチュエータに対する油圧シーケンスを開始する（ステップＳ６４０）。変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変速するときの油圧シーケンスの一例を図１２に示す。図中、ブレーキＢ２の油圧指令がシーケンスの開始直後に大きいのは、ブレーキＢ２に係合力が作用するまでにシリンダにオイルを詰め込むためのファストフィルである。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変速後の回転数（目標回転数）Ｎｍ２＊に同期するのを待って（ステップＳ６５０，Ｓ６６０）、ブレーキＢ２を完全にオンとして油圧シーケンスを終了すると共に（ステップＳ６７０）、変速機６０のギヤ比ＧｒにＬｏギヤの状態のギヤ比Ｇｌｏを設定し（ステップＳ６８０）、Ｈｉ−Ｌｏ前処理を行なったときにはその逆の戻し処理としてのＨｉ−Ｌｏ戻し処理を行なって（ステップＳ６９０，Ｓ７００）、変速処理を終了する。なお、Ｈｉ−Ｌｏ変速では、油圧シーケンスを開始した後は、モータＭＧ２についてはその回転数Ｎｍ２が変速後の回転数（目標回転数）Ｎｍ２＊になるよう回転数制御を行なうが、この処理については図示及び説明は省略した。

Nm2*=Nm2・Glo/Ghi (6)

図３の駆動制御ルーチンのステップＳ２４０，Ｓ２５０で、変速要求がＨｉ−Ｌｏ変速のときにはＨｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って変速処理を実行するのは、次の理由による。図１０を用いて説明したように、変速機６０をＨｉ−Ｌｏ変速するとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は大きくなる。いま、変速機６０をＨｉギヤの状態として比較的高車速で走行しているときに運転者がブレーキペダル８５を踏み込んで駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪にスリップが生じたときを考える。車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づいて演算される車速Ｖも小さくなるから、車速ＶがＨｉ−Ｌｏ変速線Ｖｌｏ以下となる場合も生じ、変速機６０のＨｉ−Ｌｏ変速の変速要求が生じる。この変速要求に対して変速機６０をＨｉ−Ｌｏ変速すると、その後にブレーキＥＣＵ９４によるアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）の作動によりスリップが解消したときには、モータＭＧ２は高回転で回転することになり、場合によってはモータＭＧ２が過回転することになる。実施例では、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求のときには、駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪にスリップが生じたときにブレーキＥＣＵ９４によるアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）の作動によりスリップが解消するまでに要する時間より長い時間として設定された所定時間に亘ってＨｉ−Ｌｏ変速の変速要求が継続したときに変速機６０をＨｉ−Ｌｏ変速することにより、スリップの発生に基づいてモータＭＧ２が過回転するのを抑制しているのである。即ち、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って変速機６０の変速段を変速することにより、実際の車速ＶはＨｉ−Ｌｏ変速線Ｖｌｏより大きいのに変速機６０の変速段をＨｉ−Ｌｏ変速するのを回避しているのである。これにより、実際の車速Ｖが大きいのに変速機６０をＨｉ−Ｌｏ変速することにより生じ得るモータＭＧ２の過回転を抑制することができ、より適正に変速機６０の変速段のＨｉ−Ｌｏ変速を行なうことができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求がなされたときには、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って変速機６０の変速段を変速することにより、実際の車速ＶはＨｉ−Ｌｏ変速線Ｖｌｏより大きいのに変速機６０の変速段をＨｉ−Ｌｏ変速するのを回避することができる。この結果、実際の車速Ｖが大きいのに変速機６０をＨｉ−Ｌｏ変速することにより生じ得るモータＭＧ２の過回転を抑制することができる。即ち、より適正に変速機６０の変速段のＨｉ−Ｌｏ変速を行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求がなされたときには、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って変速機６０の変速段を変速するものとしたが、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求がなされたときにブレーキオンの状態のときにはＨｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って変速機６０の変速段を変速し、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求がなされたときにブレーキオフの状態のときには直ちに変速機６０の変速段を変速するものとしてもよい。この場合、図３の駆動制御ルーチンに代えて図１３の駆動制御ルーチンを実行すればよい。図１３の駆動制御ルーチンでは、変速要求がなされ（ステップＳ２３０）、変速要求がＨｉ−Ｌｏ変速のときには（ステップＳ２４０）、ブレーキペダルポジションＢＰに基づいてブレーキオンか否かを判定し（ステップＳ２４２）、ブレーキオフのときには直ちに変速処理を実行して（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了し、ブレーキオンのときには、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って（ステップＳ２５０）、変速処理を実行して（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。これにより、ブレーキオフのときには迅速に変速機６０の変速段をＨｉ−Ｌｏ変速することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求がなされたときには、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って変速機６０の変速段を変速するものとしたが、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求がなされたときには、ブレーキオフとされるのを待って変速機６０の変速段を変速するものとしてもよい。この場合、図３の駆動制御ルーチンに代えて図１４の駆動制御ルーチンを実行すればよい。図１４の駆動制御ルーチンでは、変速要求がなされ（ステップＳ２３０）、変速要求がＨｉ−Ｌｏ変速のときには（ステップＳ２４０）、ブレーキペダルポジションＢＰに基づいてブレーキオンか否かを判定し、ブレーキオフとされるのを待って（ステップＳ２５２）、変速処理を実行して（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。これにより、ブレーキオフとされるのを待ってから変速機６０の変速段をＨｉ−Ｌｏ変速することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求がなされたときには、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って変速機６０の変速段を変速するものとしたが、車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づかずに実際の車速Ｖを検出したり推定し、検出したり推定した車速Ｖと車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づいて演算された車速Ｖとの差（車速差）が小さくなって小さな閾値未満となったときに変速機６０の変速段をＨｉ−Ｌｏ変速するものとしてもよい。この場合、図３の駆動制御ルーチンに代えて図１５の駆動制御ルーチンを実行すればよい。図１５の駆動制御ルーチンでは、変速要求がなされ（ステップＳ２３０）、変速要求がＨｉ−Ｌｏ変速のときには（ステップＳ２４０）、車速Ｖと加速度Ｇとに基づいて実車速Ｖｒｅａｌを計算すると共に（ステップＳ２４４）、実車速Ｖｒｅａｌと車速Ｖとの車速差ΔＶを計算し（ステップＳ２４６）、計算した車速差ΔＶの絶対値が閾値Ｖｒｅｆ以下になるのを待って（ステップＳ２５４）、変速処理を実行して（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。これにより、計算された実車速Ｖｒｅａｌに基づいて変速機６０の変速段をＨｉ−Ｌｏ変速することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求がなされたときには、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って変速機６０の変速段を変速するものとしたが、Ｈｉ−Ｌｏ変速の変速要求がなされたときから所定時間前（例えば、０．３秒や０．５秒など）の車速Ｖが変速機６０をＬｏギヤの状態としたときのモータＭＧ２の上限回転数に対応する車速未満のときには、変速要求が所定時間継続するのを待たずに変速機６０の変速段を変速するものとしてもよい。この場合、図３の駆動制御ルーチンに代えて図１６の駆動制御ルーチンを実行すればよい。図１６の駆動制御ルーチンでは、変速要求がなされ（ステップＳ２３０）、変速要求がＨｉ−Ｌｏ変速のときには（ステップＳ２４０）、値Ｔｓｅｃ秒（例えば０．３秒や０．５秒など）前の車速Ｖを入力し（ステップＳ２４８）、入力した車速Ｖが変速機６０がＬｏギヤの状態のときのモータＭＧ２の上限回転数に対応する車速としての閾値Ｖｒｅｆ未満であるか否かを判定し、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満のときには直ちに変速処理を実行して（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了し、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときにはＨｉ−Ｌｏ変速の変速要求が所定時間継続するのを待って（ステップＳ２５０）、変速処理を実行して（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。これにより、モータＭＧ２が過回転しない範囲内で変速機６０の変速段をＨｉ−Ｌｏ変速することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、アンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）を搭載した自動車に適用したが、こうしたアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）を搭載しない自動車に適用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１７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１７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１８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、ハイブリッド自動車２０の形態として説明したが、変速機を介して駆動軸に動力を出力する電動機を備える駆動装置の形態としてもよい。また、ハイブリッド自動車２０などの車両の制御方法や駆動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。

本発明は、車両や駆動装置の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての駆動装置を搭載する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。 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。 要求トルクＴｒ＊が加速用の駆動トルクであるときの動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。 要求トルクＴｒ＊が減速用の制動トルクであるときの動力分配統合機構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の一例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。 変速処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 Ｌｏ−Ｈｉ変速およびＨｉ−Ｌｏ変速の際の変速機６０の共線図の一例を示す説明図である。 Ｌｏ−Ｈｉ変速の際の変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を駆動制御する油圧回路における油圧シーケンスの一例を示す説明図である。 Ｈｉ−Ｌｏ変速の際の変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を駆動制御する油圧回路における油圧シーケンスの一例を示す説明図である。 変形例の駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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、３１ａ サンギヤ軸、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、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、６１，６５ 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、８８ａ〜８８ｄ 車輪速センサ、９０ ブレーキマスターシリンダ、９２ ブレーキアクチュエータ、９４ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄ ブレーキホイールシリンダ、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 (15)

1. 動力を入出力可能な電動機と、
   車両のいずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、
   前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   車輪速に基づいて車速を検出する車速検出手段と、
   前記検出された車速に基づいて前記変速手段の変速段の変更を指示する変速指示手段と、
   前記検出された車速の増加に基づいて前記変速指示手段により変速段のアップシフトが指示されたときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、ブレーキオンの状態で前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、ブレーキオフの状態で前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときには前記所定の待ち条件の成立を待たずに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する変速制御手段と、
   を備える車両。
2. 動力を入出力可能な電動機と、
   車両のいずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、
   前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   車輪速に基づいて車速を検出する車速検出手段と、
   前記検出された車速に基づいて前記変速手段の変速段の変更を指示する変速指示手段と、
   前記検出された車速の増加に基づいて前記変速指示手段により変速段のアップシフトが指示されたときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する変速制御手段と、
   を備え、
   前記変速制御手段は、前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときであって該ダウンシフトの指示より所定時間前に前記車速検出手段により検出された車速が所定車速未満のときには前記所定の待ち条件の成立を待たずに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する手段である、
   車両。
3. 前記所定の待ち条件は、所定時間が経過した条件である請求項１または２記載の車両。
4. 請求項３記載の車両であって、
   車輪がスリップしたときにスリップを抑制するスリップ抑制手段を備え、
   前記所定の待ち条件は、前記スリップ抑制手段の作動によりスリップが解消するのに必要な時間より長い時間が経過した条件である
   車両。
5. 前記所定の待ち条件は、ブレーキオフの状態で前記変速指示手段による変速段のダウンシフトの指示が行なわれる条件である請求項１ないし４いずれか記載の車両。
6. 請求項１記載の車両であって、
   前記車速検出手段とは別に車速を推定する車速推定手段を備え、
   前記所定の待ち条件は、前記推定された車速と前記検出された車速との車速差が所定車速差未満となる条件である
   車両。
7. 請求項１ないし６いずれか記載の車両であって、
   内燃機関と、
   前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、車両のいずれかの車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って該車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
   走行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、
   前記変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力によって走行す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を制御する制御手段と、
   を備える車両。
8. 前記電力動力入出力手段は、前記車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な第３軸の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７記載の車両。
9. 車輪速に基づいて車速を検出する車速検出手段と充放電可能な蓄電手段と共に車載される駆動装置であって、
   前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を入出力可能な電動機と、
   車両のいずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、
   前記検出された車速に基づいて前記変速手段の変速段の変更を指示する変速指示手段と、
   前記検出された車速の増加に基づいて前記変速指示手段により変速段のアップシフトが指示されたときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、ブレーキオンの状態で前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、ブレーキオフの状態で前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときには前記所定の待ち条件の成立を待たずに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する変速制御手段と、
   を備える駆動装置。
10. 車輪速に基づいて車速を検出する車速検出手段と充放電可能な蓄電手段と共に車載される駆動装置であって、
    前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を入出力可能な電動機と、
    車両のいずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、
    前記検出された車速に基づいて前記変速手段の変速段の変更を指示する変速指示手段と、
    前記検出された車速の増加に基づいて前記変速指示手段により変速段のアップシフトが指示されたときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する変速制御手段と、
    を備え、
    前記変速制御手段は、前記検出された車速の減少に基づいて前記変速指示手段により変速段のダウンシフトが指示されたときであって該ダウンシフトの指示より所定時間前に前記車速検出手段により検出された車速が所定車速未満のときには前記所定の待ち条件の成立を待たずに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する手段である、
    駆動装置。
11. 内燃機関と共に車載される請求項９または１０記載の駆動装置であって、
    前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、車両のいずれかの車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って該車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
    前記変速手段の変速段の変速を伴って車両の走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関の制御と協調して前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
    を備える駆動装置。
12. 動力を入出力可能な電動機と、いずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
    車輪速に基づく車速の増加に基づいて前記変速手段の変速段をアップシフトするときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、ブレーキオンの状態で車輪速に基づく車速の減少に基づいて前記変速手段の変速段をダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、ブレーキオフの状態で車輪速に基づく車速の減少に基づいて前記変速手段の変速段をダウンシフトするときには前記所定の待ち条件の成立を待たずに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する、
    ことを特徴とする車両の制御方法。
13. 動力を入出力可能な電動機と、いずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
    車輪速に基づく車速の増加に基づいて前記変速手段の変速段をアップシフトするときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、車輪速に基づく車速の減少に基づいて前記変速手段の変速段をダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、車輪速に基づく車速の減少に基づいて前記変速手段の変速段をダウンシフトするときであって該ダウンシフトから所定時間前の車輪速に基づく車速が所定車速未満のときには前記所定の待ち条件の成立を待たずに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する、
    ことを特徴とする車両の制御方法。
14. 車輪速に基づいて車速を検出する車速検出手段と充放電可能な蓄電手段と共に車載される、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で動力を入出力可能な電動機と、車両のいずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
    前記検出された車速の増加に基づいて前記変速手段の変速段をアップシフトするときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、ブレーキオンの状態で前記検出された車速の減少に基づいて前記変速手段の変速段をダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、ブレーキオフの状態で前記検出された車速の減少に基づいて前記変速手段の変速段をダウンシフトするときには前記所定の待ち条件の成立を待たずに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する、
    ことを特徴とする駆動装置の制御方法。
15. 車輪速に基づいて車速を検出する車速検出手段と充放電可能な蓄電手段と共に車載される、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で動力を入出力可能な電動機と、車両のいずれかの車軸と前記電動機の回転軸とに接続される複数の変速段を有する変速手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
    前記検出された車速の増加に基づいて前記変速手段の変速段をアップシフトするときには直ちに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、前記検出された車速の減少に基づいて前記変速手段の変速段をダウンシフトするときには所定の待ち条件が成立するのを待って変速段が変速されるよう前記変速手段を制御し、前記検出された車速の減少に基づいて前記変速手段の変速段をダウンシフトするときであって該ダウンシフトから所定時間前に前記車速検出手段により検出された車速が所定車速未満のときには前記所定の待ち条件の成立を待たずに変速段が変速されるよう前記変速手段を制御する、
    ことを特徴とする駆動装置の制御方法。

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