JP4842846B2 - 動力出力装置およびその制御方法並びに車両、駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両、駆動装置に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこうした動力出力装置の制御方法並びにこうした動力出力装置を搭載する車両、駆動軸に動力を出力する動力出力装置に内燃機関および蓄電手段と共に組み込まれる駆動装置に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、変速機を介して駆動軸に動力を出力するモータを備える車載用の装置において、変速機の変速の際にはモータの回転数の時間微分値を用いて計算した現在回転数にヒステリシスを用いて得られたものを制御用回転数として駆動制御に用い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、変速機をアップシフトするときに現在回転数が小さくなるときに現在回転数を制御用回転数として用いて制御し、変速機をアップシフトするときに現在回転数が大きくなるときには現在回転数にヒステリシスをもって得られる回転数を制御用回転数として用いて制御し、変速機をダウンシフトするときに現在回転数が大きくなるときに現在回転数を制御用回転数として用いて制御し、変速機をダウンシフトするときに現在回転数が小さくなるときには現在回転数にヒステリシスをもって得られる回転数を制御用回転数として用いて制御する。これにより、モータの回転数や現在回転数に振動が生じてもその影響を小さくしている。
特開２００６−０９４６９１号公報

しかしながら、上述の動力出力装置では、変速機の変速が終了したときに制御に用いる回転数がヒステリシスの範囲内ではあるが急変する場合が生じる。上述したように、変速機を変速しているときには制御用回転数が大きくなるか小さくなるかの一方については現在回転数を用いるが他方の場合には現在回転数にヒステリシスをもって得られる回転数を用いるため、現在回転数が振動する場合には制御用回転数は振動の下側または上側に偏った回転数となる。このため、変速機の変速の終了のタイミングで制御用回転数として検出されたモータの回転数や現在回転数を用いると、変速の終了のタイミングで制御用回転数が急変する場合が生じる。変速の終了のタイミングでモータから一定のトルクを出力していると、制御用回転数の急変に伴ってモータの消費電力や回生電力も急変し、モータと電力のやりとりを行なうバッテリは、場合によっては予期しない過大な電力により充放電されることになってしまう。

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両、駆動装置は、有段の変速機の変速の際に変速機の入力軸の回転数が急変す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その制御方法並びに車両、駆動装置は、有段の変速機の変速の際に二次電池などの蓄電装置が過大な電力により充放電され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その制御方法並びに車両、駆動装置は、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、
入力軸を有し、前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
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、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
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、
前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する予想入力軸回転数演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求動力設定手段と、
前記有段変速手段の変速段を変速しないときには前記検出された入力軸回転数または前記演算された予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段を変速するときには前記演算された予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比に前記検出された駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定する制御用回転数設定手段と、
前記設定された制御用回転数で前記入力軸が回転しているとして前記設定された入出力制限の範囲内で前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された要求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有段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、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定すると共に入力軸回転数検出手段により検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する。そして、有段変速手段の変速段を変速しないときには入力軸回転数か予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、設定した制御用回転数で入力軸が回転しているとして設定した入出力制限の範囲内で内燃機関を所定の制約で運転しながら駆動軸に要求される要求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有段変速手段とを制御する。有段変速手段の変速段を変速するときには予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比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を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定し、設定した制御用回転数で入力軸が回転しているとして設定した入出力制限の範囲内で有段変速手段の変速段の変速を伴って内燃機関を所定の制約で運転しながら駆動軸に要求される要求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有段変速手段とを制御する。即ち、有段変速手段の変速段の変速を開始する前は入力軸回転数か予想入力軸回転数を制御用回転数として設定して制御し、有段変速手段の変速段を変速するときには予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数に対して変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定して制御し、有段変速手段の変速段の変速が終了した以降は入力軸回転数か予想入力軸回転数を制御用回転数として設定して制御するのである。したがって、有段変速手段の変速段の変速の開始のタイミングでは、制御用回転数は入力軸回転数か予想入力軸回転数から変速前回転数によって制限された回転数に切り替えられることになるから、変速前回転数によって制限しないものに比して、制御用回転数の急変が抑制されたものとなる。また、有段変速手段の変速段の変速の終了のタイミングでは、制御用回転数は変速後回転数によって制限された回転数から入力軸回転数か予想入力軸回転数に切り替えられることになるから、変速後回転数によって制限しないものに比して、制御用回転数の急変が抑制されたものとなる。即ち、本発明の動力出力装置では、有段変速手段の変速段を変速するときに変速の前後の変速比に駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数や変速後回転数によって制限した回転数を制御用回転数とすることにより、こうした変速前回転数や変速後回転数によって制限しないものに比して、有段変速手段の変速段の変速の開始のタイミングや終了のタイミングで制御用回転数が急変するのを抑制することができるのである。この結果、制御用回転数が急変することに伴って生じ得る予期しない過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。もとより、有段変速手段の変速段を変速するときには予想入力軸回転数を用いて制御用回転数を設定するから、検出遅れや演算遅れ，通信遅れによって実際の入力軸の回転数から大きく異なるのを抑制することができる。また、蓄電手段の入出力制限の範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力を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、前記制御用回転数設定手段は、前記有段変速手段の変速段をアップシフトするときに前記演算された予想入力軸回転数が小さくなるときには前記変速後回転数と前記予想入力軸回転数のうち大きい方を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段をアップシフトするときに前記演算された予想入力軸回転数が大きくなるときには前記変速前回転数と前記予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数とのうち小さい方を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段をダウンシフトするときに前記演算された予想入力軸回転数が大きくなるときには前記変速後回転数と前記予想入力軸回転数のうち小さい方を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段をダウンシフトするときに前記演算された予想入力軸回転数が小さくなるときには前記変速前回転数と前記予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数とのうち大きい方を制御用回転数として設定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、前記設定された制御用回転数を用いると共に前記有段変速手段の変速段の変速を考慮して、前記設定された要求駆動力と前記所定の制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される電力が前記設定された入出力制限の範囲内となると共に前記入力軸に前記電力動力入出力手段および前記電動機から出力され前記有段変速手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力以下の範囲内となる条件下で前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転されて前記設定された要求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有段変速手段と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、過大な電力による蓄電手段の充放電をより適正に抑制することができると共に蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力を駆動軸に出力することができる。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記予想入力軸回転数演算手段は、前記検出された入力軸回転数の微分値に相当する値を用いて前記予想入力軸回転数を演算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、前記所定の制約は、前記内燃機関を効率よく運転する制約であるものとすることもできる。こうすれば、装置のエネルギ効率を向上させることができる。

加えて、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、動力を入出力可能な発電機と、前記入力軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との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、を備える手段であるものとすることもできる。

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、入力軸を有し前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、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、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、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、前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する予想入力軸回転数演算手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求動力設定手段と、前記有段変速手段の変速段を変速しないときには前記検出された入力軸回転数または前記演算された予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段を変速するときには前記演算された予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比に前記検出された駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定する制御用回転数設定手段と、前記設定された制御用回転数で前記入力軸が回転しているとして前記設定された入出力制限の範囲内で前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された要求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有段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、有段変速手段の変速段を変速するときに変速の前後の変速比に駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数や変速後回転数によって制限した回転数を制御用回転数とすることにより、こうした変速前回転数や変速後回転数によって制限しないものに比して、有段変速手段の変速段の変速の開始のタイミングや終了のタイミングで制御用回転数が急変するのを抑制することができる効果や、制御用回転数が急変することに伴って生じ得る予期しない過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる効果、有段変速手段の変速段を変速するときには予想入力軸回転数を用いて制御用回転数を設定するから、検出遅れや演算遅れ，通信遅れによって実際の入力軸の回転数から大きく異なるのを抑制することができる効果、蓄電手段の入出力制限の範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力を出力することができる効果など、と同様な効果を奏することができる。

本発明の駆動装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置に内燃機関および蓄電手段と共に組み込まれる駆動装置であって、
入力軸を有し、前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
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、
前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する予想入力軸回転数演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求動力設定手段と、
前記有段変速手段の変速段を変速しないときには前記検出された入力軸回転数または前記演算された予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段を変速するときには前記演算された予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比に前記検出された駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定する制御用回転数設定手段と、
前記設定された制御用回転数で前記入力軸が回転しているとして前記設定された入出力制限の範囲内で前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関の制御と共に前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記有段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。

この本発明の駆動装置では、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定すると共に入力軸回転数検出手段により検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する。そして、有段変速手段の変速段を変速しないときには入力軸回転数か予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、設定した制御用回転数で入力軸が回転しているとして設定した入出力制限の範囲内で内燃機関を所定の制約で運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう内燃機関の制御と共に電力動力入出力手段と電動機と有段変速手段とを制御する。有段変速手段の変速段を変速するときには予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比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を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定し、設定した制御用回転数で入力軸が回転しているとして設定した入出力制限の範囲内で有段変速手段の変速段の変速を伴って内燃機関を所定の制約で運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関の制御と共に電力動力入出力手段と電動機と有段変速手段とを制御する。即ち、有段変速手段の変速段の変速を開始する前は入力軸回転数か予想入力軸回転数を制御用回転数として設定して制御し、有段変速手段の変速段を変速するときには予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数に対して変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定して制御し、有段変速手段の変速段の変速が終了した以降は入力軸回転数か予想入力軸回転数を制御用回転数として設定して制御するのである。この結果、有段変速手段の変速段を変速するときに変速の前後の変速比に駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数や変速後回転数によって制限した回転数を制御用回転数とすることにより、こうした変速前回転数や変速後回転数によって制限しないものに比して、有段変速手段の変速段の変速の開始のタイミングや終了のタイミングで制御用回転数が急変するのを抑制することができ、制御用回転数が急変することに伴って生じ得る予期しない過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。もとより、有段変速手段の変速段を変速するときには予想入力軸回転数を用いて制御用回転数を設定するから、検出遅れや演算遅れ，通信遅れによって実際の入力軸の回転数から大きく異なるのを抑制することができる。また、蓄電手段の入出力制限の範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力を出力することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、入力軸を有し前記入力軸と駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、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、前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力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、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定すると共に前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算し、
前記有段変速手段の変速段を変速しないときには前記検出された入力軸回転数または前記演算された予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段を変速するときには前記演算された予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比に前記検出された駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定し、
前記設定した制御用回転数で前記入力軸が回転しているとして前記設定した入出力制限の範囲内で前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記駆動軸に要求される要求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有段変速手段とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法では、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定すると共に入力軸回転数検出手段により検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する。そして、有段変速手段の変速段を変速しないときには入力軸回転数か予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、設定した制御用回転数で入力軸が回転しているとして設定した入出力制限の範囲内で内燃機関を所定の制約で運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう内燃機関の制御と共に電力動力入出力手段と電動機と有段変速手段とを制御する。有段変速手段の変速段を変速するときには予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比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を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定し、設定した制御用回転数で入力軸が回転しているとして設定した入出力制限の範囲内で有段変速手段の変速段の変速を伴って内燃機関を所定の制約で運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関の制御と共に電力動力入出力手段と電動機と有段変速手段とを制御する。即ち、有段変速手段の変速段の変速を開始する前は入力軸回転数か予想入力軸回転数を制御用回転数として設定して制御し、有段変速手段の変速段を変速するときには予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数に対して変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定して制御し、有段変速手段の変速段の変速が終了した以降は入力軸回転数か予想入力軸回転数を制御用回転数として設定して制御するのである。この結果、有段変速手段の変速段を変速するときに変速の前後の変速比に駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数や変速後回転数によって制限した回転数を制御用回転数とすることにより、こうした変速前回転数や変速後回転数によって制限しないものに比して、有段変速手段の変速段の変速の開始のタイミングや終了のタイミングで制御用回転数が急変するのを抑制することができ、制御用回転数が急変することに伴って生じ得る予期しない過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。もとより、有段変速手段の変速段を変速するときには予想入力軸回転数を用いて制御用回転数を設定するから、検出遅れや演算遅れ，通信遅れによって実際の入力軸の回転数から大きく異なるのを抑制することができる。また、蓄電手段の入出力制限の範囲内で駆動軸に要求される要求駆動力を出力することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載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、動力分配統合機構３０に接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に出力する変速機６０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。なお、エンジンＥＣＵ２４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クランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

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には回転軸としてのリングギヤ軸３２ａ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から変速機６０，駆動軸３６，デファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。

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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置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，ＭＧ
２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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

変速機６０は、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達およびリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続の解除を行なうことができるように構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。図示するように、変速機６０は、シングルピニオンの遊星歯車機構６２，６４，６６と二つのクラッチＣ１，Ｃ２と三つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とにより構成されている。遊星歯車機構６２は、外歯歯車のサンギヤ６２ｓと、このサンギヤ６２ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２ｒと、サンギヤ６２ｓに噛合すると共にリングギヤ６２ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６２ｐと、複数のピニオンギヤ６２ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６２ｃとを備えており、サンギヤ６２ｓはクラッチＣ２のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続または接続の解除ができるようになっていると共にブレーキＢ１のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６２ｃはブレーキＢ２のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっている。遊星歯車機構６４は、外歯歯車のサンギヤ６４ｓと、このサンギヤ６４ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６４ｒと、サンギヤ６４ｓに噛合すると共にリングギヤ６４ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６４ｐと、複数のピニオンギヤ６４ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６４ｃとを備えており、サンギヤ６４ｓは遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓに接続され、リングギヤ６４ｒはクラッチＣ１のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続またはその解除ができるようになっており、キャリア６４ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒに接続されている。遊星歯車機構６６は、外歯歯車のサンギヤ６６ｓと、このサンギヤ６６ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６ｒと、サンギヤ６６ｓに噛合すると共にリングギヤ６６ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６６ｐと、複数のピニオンギヤ６６ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６６ｃとを備えており、サンギヤ６６ｓは遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒに接続され、リングギヤ６６ｒはブレーキＢ３のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６６ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒと遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃと駆動軸３６とに接続されている。変速機６０は、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを全てオフにすることによりリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離すことができ、クラッチＣ１とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を比較的大きな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を１速の状態という）、クラッチＣ１とブレーキＢ２とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を１速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を２速の状態という）、クラッチＣ１とクラッチＢ１とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ２，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を２速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を３速の状態という）、クラッチＣ１，Ｃ２をオンとすると共にクラッチＢ１，Ｂ２，Ｂ３をオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転をそのまま駆動軸３６に伝達する（以下、この状態を４速の状態という）。また、この変速機６０は、クラッチＣ２とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を反転かつ減速して駆動軸３６に伝達する（以下、この状態をリバースの状態という）。

クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のオンオフは、図１に示すように、油圧式のアクチュエータ１００の駆動によりクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３に対して作用させる油圧を調節することより行なわれる。この油圧式のアクチュエータ１００は、オイルを圧送するオイルポンプ１０２と、オイルポンプ１０２から圧送されたオイルの圧力（ライン圧）をクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３側に調整可能な圧力をもって個別に供給可能な油圧供給部１０４と、を備える。

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に取り付けられた温度センサ５１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。また、バッテリＥＣＵ５２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）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。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ることにより設定することができる。図３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４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，アクチュエータ１００の油圧供給部１０４のライン圧を検出する油圧センサ１０６からの油圧Ｐｏｉｌ，駆動軸３６に取り付けられた回転数センサ３７からの駆動軸回転数Ｎｄなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の油圧式のアクチュエータ１００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。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。

なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。シフトポジションＳＰがＤポジションやＲポジションのときには、変速機６０は、１速〜４速の状態，リバースの状態となるようクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のうち１速〜４速の状態，リバースの状態に対応するクラッチやブレーキを係合するものとし、シフトポジションＳＰがＮポジションやＰポジションのときには、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３は全て開放するものとした。

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３６に出力すべき要求トルクを計算し、要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに応じた変速段となるよう変速機６０が制御され、要求トルクと変速機６０の変速段とに応じた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実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図５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，回転数センサ３７からの駆動軸回転数Ｎｄ，変速機６０ｂの変速比Ｇ，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、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の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１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。なお、変速機６０の変速比Ｇは、変速機６０の状態に基づいて得られるものを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ＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてその変化率ΔＮｍ２を計算すると共に（ステップＳ１１０）、変化率ΔＮｍ２に定数ｋｍｇ２を乗じたものにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を加えて、モータＥＣＵ４０によりモータＭＧ２を制御するときのモータＭＧ２の回転数、即ち、制御時に予想されるモータＭＧ２の回転数である予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを設定する（ステップＳ１２０）。ここで、変化率ΔＮｍ２は、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と前回このルーチンを実行したときに入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２との回転数差を用いたり、この回転数差を駆動制御ルーチンの起動間隔時間で除したものを用いることができる。また、定数ｋｍｇ２は、ステップＳ１００でモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を入力するまでの演算遅れや通信遅れの時間とステップＳ１００でモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を入力してからモータＥＣＵ４０により実際にモータＭＧ２が制御されるまでの時間との和に相当するものとして設定することができる。即ち、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０により演算された後に通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に入力されるから演算遅れや通信遅れが生じ、実際のモータＭＧ２の回転数とは異なるものとなる。一方、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔは、こうした演算遅れや通信遅れを補正するものとなる。

続いて、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軸３６に出力すべき要求トルクＴｄ＊を設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定した要求トルクＴｄ＊に基づいてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１４０）。要求トルクＴｄ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊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Ｔｄ＊を導出して設定するものとした。図６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Ｔｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ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。

次に、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Ｓ１５０）。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７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の変速段を変速している最中であるか否かを判定し（ステップＳ１６０）、変速中でないときには、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊に設定する（ステップＳ１７０）。

こうして制御用回転数Ｎｍ２＊を設定すると、設定した制御用回転数Ｎｍ２＊とエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルクＴｍ１ｔｍｐを計算し（ステップＳ２１０）、要求トルクＴｄ＊を変速機６０のギヤ比Ｇで除したものにモータトルクＴｍ１ｔｍｐを動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのモータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（３）により計算する（ステップＳ２２０）。ここで、式（１）および（３）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および変速機６０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を図８に示す。なお、図８には変速機６０が２速の状態のときを示した。図中左側は動力分配統合機構３０の共線図であり、左の３１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、３４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、３２軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数を示す。図中右側は変速機６０の共線図であり、６４ｒ，６６ｓ軸は遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒおよび遊星歯車機構６６のサンギヤ６６ｓの回転数を示し、６２ｒ，６４ｃ，６６ｃ軸は駆動軸３６の回転数Ｎｏである遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒおよび遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃおよび遊星歯車機構６６のキャリア６６ｃの回転数を示し、６２ｃ軸は遊星歯車機構６２のキャリア６２ｃの回転数を示し、６６ｒ軸は遊星歯車機構６６のリングギヤ６６ｒの回転数を示し、６２ｓ，６４ｓ軸は遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓおよび遊星歯車機構６４のサンギヤ６４ｓの回転数を示す。図中左右の共線図を結ぶ点線は、シフトポジションＳＰがＤポジションのときに接続される回転要素（３２軸と６４ｒ，６６ｓ軸）を示す。なお、３２軸上の２つの太線矢印はモータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとモータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２とを示し、６２ｒ，６４ｃ，６６ｃ軸の２つの太線矢印は、Ｒ軸に出力されるこれらのトルクが変速機６０を介して駆動軸３６に出力されるトルクを示す。式（１）および（３）は、図８の共線図から容易に導くことができる。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-Nm2*/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Tm2tmp=Td*/Gest+Tm1tmp/ρ (3)

次に、次式（４）および式（５）を共に満たすモータトルクＴｍ１ｔｍｐの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する（ステップＳ２３０）。ここで、式（４）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｄ＊を予想ギヤ比Ｇｅｓｔで除した値までの範囲内となる関係であり、式（５）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図９に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。

0≦−Tm1tmp/ρ＋Tm2tmp≦Td*/G (4)
Win≦Tm1tmp・Nm1＋Tm2tmp・Nm2*≦Wout (5)

こうしてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると、ステップＳ２１０で設定したモータトルクＴｍ１ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２４０）。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令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）との偏差を制御用回転数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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ２５０）、ステップＳ２２０で設定したモータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘ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Ｓ２６０）。

Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2* (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2* (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)

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（ステップＳ２７０）、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Ｓ１６０で変速機６０変速中であると判定されたときには、変速がアップシフトのときには図１０に例示するアップシフト変速時制御用回転数設定処理により制御用回転数Ｎｍ２＊を設定し（ステップＳ１８０）、変速がダウンシフトのときには図１１に例示するダウンシフト変速時制御用回転数設定処理により制御用回転数Ｎｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定した制御用回転数Ｎｍ２＊を駆動軸回転数Ｎｄで除して変速時における変速機６０の変速比Ｇを計算し（ステップＳ２００）、設定した制御用回転数Ｎｍ２＊と計算した変速比Ｇを用いてステップＳ２１０以降の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。以下、アップシフト変速時制御用回転数設定処理およびダウンシフト変速時制御用回転数設定処理について説明する。

図１０のアップシフト変速時制御用回転数設定処理が実行されると、まず、そのときの駆動軸回転数Ｎｄに変速の前後の変速比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔを乗じて変速機６０の入力軸でありモータＭＧ２の回転軸であるリングギヤ軸３２ａの変速前の変速比Ｇｐｒｅによる回転数である変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後の変速比Ｇａｆｔによる回転数である変速後回転数Ｎａｆｔを計算する（ステップＳ３００）。いま、アップシフトを考えているから、変速前回転数Ｎｐｒｅは変速後回転数Ｎａｆｔより大きな値となる。続いて、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）と比較し（ステップＳ３１０）、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より小さいときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ３２０）、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）以上のときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）に所定値ｈｉｓを加えたもの（前回Ｎｍ２＊＋ｈｉｓ）と比較して（ステップＳ３３０）、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）に所定値ｈｉｓを加えたものより小さいときには前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）を仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ３４０）、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）に所定値ｈｉｓを加えたものより大きいときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔから所定値ｈｉｓを減じたものを仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐとして設定する（ステップＳ３５０）。ここで、所定値ｈｉｓは、ヒステリシスの程度を示すものであり、モータＭＧ２の特性などに基づいて定めることができる。そして、次式（１０）に示すように、設定した仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐをステップＳ３００で計算した変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔで制限して制御用回転数Ｎｍ２＊を設定して（ステップＳ３６０）、アップシフト変速時制御用回転数設定処理を終了する。このアップシフト変速時制御用回転数設定処理では、基本的には、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より小さいときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが制御用回転数Ｎｍ２＊に設定され、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より大きいときには、所定値ｈｉｓを用いたヒステリシスにより制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することになる。このように予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔの振動によってモータＭＧ２から出力されるトルクが振動してしまうのを抑制するのである。図１２にアップシフトの際に振動がないものとした予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔと予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔの振動に対してヒステリシスにより対応した仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐの時間変化の様子を一例を示す。図中、実線が振動がないものとした予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを示し、一点鎖線が仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを示す。図１２では、変速機６０のアップシフトが開始される時間Ｔ１のタイミングで仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐの設定が開始され、変速機６０のアップシフトが終了する時間Ｔ２のタイミングで仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐの設定が終了する。上述のヒステリシスの処理では、仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐは予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔの振動の下側に沿ったものとなる。このため、変速機６０のアップシフトが終了する時間Ｔ２のタイミングでは、仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐと振動のない予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔでは回転数差が生じる。図５の駆動制御ルーチンでは、変速機６０の変速段の変速が終了すると、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が制御用回転数Ｎｍ２＊に入力されるから、アップシフトの最中に仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定するものとすれば、アップシフトの終了のタイミングで制御用回転数Ｎｍ２＊が急変することになる。この制御用回転数Ｎｍ２＊の急変は、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔによっては過大な電力によりバッテリ５０を充放電してしまう場合が生じる。実施例では、こうした制御用回転数Ｎｍ２＊の急変が生じないように、仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔとにより制限して制御用回転数Ｎｍ２＊を設定しているのである。こうした制御用回転数Ｎｍ２＊の急変はアップシフトの終了のタイミングだけでなく、アップシフトの開始のタイミングにも生じ得るが、仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔとにより制限して制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することにより、アップシフトの開始のタイミングにも生じ得る制御用回転数Ｎｍ２＊の急変も抑制することができる。なお、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔの減少側についてヒステリシスを持たせないのは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が減少するアップシフトの際の予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔと制御用回転数Ｎｍ２＊との間のズレを抑制するためである。

Nm2*=max(min(Nm2tmp,Npre),Naft) (10)

図１１のダウンシフト変速時制御用回転数設定処理では、まず、アップシフト変速時制御用回転数設定処理と同様に、そのときの駆動軸回転数Ｎｄに変速の前後の変速比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔを乗じて変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔとを計算する（ステップＳ４００）。ダウンシフトでは、変速前回転数Ｎｐｒｅは変速後回転数Ｎａｆｔより小さな値となる。続いて、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）と比較し（ステップＳ４１０）、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）以上のときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ４２０）、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より小さいときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）から所定値ｈｉｓを減じたもの（前回Ｎｍ２＊−ｈｉｓ）と比較して（ステップＳ４３０）、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）から所定値ｈｉｓを減じたもの以上のときには前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）を仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ４４０）、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）から所定値ｈｉｓを減じたものより小さいときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔに所定値ｈｉｓを加えたものを仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐとして設定する（ステップＳ４５０）。そして、次式（１１）に示すように、設定した仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐをステップＳ４００で計算した変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔで制限して制御用回転数Ｎｍ２＊を設定して（ステップＳ４６０）、ダウンシフト変速時制御用回転数設定処理を終了する。このダウンシフト変速時制御用回転数設定処理では、基本的には、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）以上のときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが制御用回転数Ｎｍ２＊に設定され、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔが前回の制御用回転数（前回Ｎｍ２＊）より小さいときには、所定値ｈｉｓを用いたヒステリシスにより制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することになる。また、ダウンシフトの終了のタイミングで制御用回転数Ｎｍ２＊が急変することがないように、仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔとにより制限して制御用回転数Ｎｍ２＊を設定している。これにより、ダウンシフトの際にも、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔの振動によってモータＭＧ２から出力されるトルクが振動してしまうのを抑制することができると共にダウンシフトの終了のタイミングで制御用回転数Ｎｍ２＊が急変することによって生じ得る過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。こうした制御用回転数Ｎｍ２＊の急変はダウンシフトの終了のタイミングだけでなく、ダウンシフトの開始のタイミングにも生じ得るが、仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔとにより制限して制御用回転数Ｎｍ２＊を設定することにより、ダウンシフトの開始のタイミングにも生じ得る制御用回転数Ｎｍ２＊の急変も抑制することができる。なお、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔの増加側についてヒステリシスを持たせないのは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が増加するダウンシフトの際の予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔと制御用回転数Ｎｍ２＊との間のズレを抑制するためである。

Nm2*=max(min(Nm2tmp,Naft),Npre) (11)

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、変速機６０の変速段を変速しているときには、演算遅れや通信遅れを考慮したモータＭＧ２の回転数である予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって得られる仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを変速の前後の変速比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔを用いて計算した変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔとにより制限して制御用回転数Ｎｍ２＊を設定し、この制御用回転数Ｎｍ２＊を用いてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，変速機６０を制御するから、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔの振動によってモータＭＧ２から出力されるトルクが振動してしまうのを抑制することができると共に変速の開始のタイミングや終了のタイミングで制御用回転数Ｎｍ２＊が急変するのを抑制することができる。この結果、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔの振動することによって生じ得る過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができると共に変速の開始のタイミングや終了のタイミングで制御用回転数Ｎｍ２＊が急変することによって生じ得る過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。もとより、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転しながら駆動軸３６に要求トルクＴｄ＊を出力するよう制御するから、過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができると共に効率よく要求トルクＴｄ＊に応じたトルクを駆動軸３６に出力することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の変速段を変速していないときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，変速機６０を制御するものとしたが、変速機６０の変速段を変速していないときには、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを制御用回転数Ｎｍ２＊として設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，変速機６０を制御するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の変速段を変速しているときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって得られる仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔとにより制限して制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものとしたが、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって得られる仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを変速後回転数Ｎａｆｔだけによって制限して制御用回転数Ｎｍ２＊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、上述した式（４），（５）を満たす範囲内でモータトルクＴｍ１ｔｍｐを制限するトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを求めてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定したが、式（４），（５）を満たす範囲内によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの制限を受けることなくモータトルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共にこのトルク指令Ｔｍ１＊を用いて式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしても構わない。この他、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊Ｔｍ２＊を設定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の微分値に相当する変化率ΔＮｍ２に定数ｋｍｇ２を乗じたものにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を加えて予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを計算するものとしたが、こうしたモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の微分値に相当するものを用いずに予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを計算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、４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、変速段は４段に限られるものではなく、２段以上の変速段をもって変速可能な変速機であればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して出力するものとしたが、図１３の変形例のハイブリッド自動車１２０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１３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸３２ｂに接続されたアウターロータ１３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を動力軸３２ｂ，変速機６０，駆動軸３６を介して駆動輪３９ａ，３９ｂ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１３０を備えるものとしてもよい。

実施例では、本発明の最良の形態として動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０として説明したが、こうした自動車に搭載されない動力出力装置としてもよい。また、こうした動力出力装置に内燃機関と共に組み込まれる駆動装置の形態としてもよい。さらに、動力出力装置の制御方法の形態としても構わない。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、変速機６０が「有段変速手段」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、図示しない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）を演算すると共に演算した残容量（ＳＯＣ）と温度センサ５１により検出された電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するバッテリＥＣＵ５２が「入出力制限設定手段」に相当し、駆動軸３６の駆動軸回転数Ｎｄを検出する回転数センサ３７が「駆動軸回転数検出手段」に相当し、回転位置検出センサ４４とこの回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（即ち入力軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数）を演算するモータＥＣＵ４０とが「入力軸回転数検出手段」に相当し、変速機６０の変速段を変速していないときにはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し、変速機６０の変速段を変速しているときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって得られる仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを変速の前後の変速比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔを用いて計算した変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔとにより制限して制御用回転数Ｎｍ２＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１６０〜Ｓ１９０の処理およびステップＳ１８０の処理としての図１０のアップシフト変速時制御用回転数設定処理やステップＳ１９０の処理としての図１１のダウンシフト変速時制御用回転数設定処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「制御用回転数設定手段」に相当し、要求トルクＴｄ＊に基づいて効率よくエンジン２２を運転するためのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定すると共に制御用回転数Ｎｍ２＊を用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸３６に要求トルクＴｄ＊を出力するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ１５０およびステップＳ２１０〜Ｓ２７０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによりエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とによりモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と油圧シーケンスにより変速機６０の変速段を変速制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０とが「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当する。さらに、対ロータ電動機１３０も「電力動力入出力手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「有段変速手段」としては、４段変速の変速機６０に限定されるものではなく、入力軸と駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段のものであれば如何なるものとしても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１との組み合わせによるものや対ロータ電動機１３０に限定されるものではなく、入力軸に接続されると共に入力軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って入力軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、入力軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段および電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「入出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度に加えて蓄電手段の他の状態に応じて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定するなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「駆動軸回転数検出手段」としては、回転数センサ３７に限定されるものではなく、駆動輪３９ａ，３９ｂに取り付けられた図示しない車輪速センサからの信号に基づいて演算することにより駆動軸３６の回転数を得るものなど、駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「入力軸回転数検出手段」としては、回転位置検出センサ４４からの信号により入力時区であるリングギヤ軸３２ａの回転数としてのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を演算するものに限定されるものではなく、入力軸に直接取り付けられた回転数センサなど、入力軸の回転数である入力軸回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「予想入力軸回転数演算手段」としては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の微分値に相当する変化率ΔＮｍ２に定数ｋｍｇ２を乗じたものにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を加えて予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを計算するものに限定されず、検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求トルクＴｄ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて駆動軸３６の要求トルクＴｄ＊を設定するなど、駆動軸に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御用回転数設定手段」としては、変速機６０の変速段を変速していないときにはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し、変速機６０の変速段を変速しているときには予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔに対してヒステリシスをもって得られる仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐを変速の前後の変速比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔを用いて計算した変速前回転数Ｎｐｒｅと変速後回転数Ｎａｆｔとにより制限して制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものに限定されるものではなく、有段変速手段の変速段を変速しないときには検出された入力軸回転数や演算された予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、有段変速手段の変速段を変速するときには演算された予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比に前記検出された駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、要求トルクＴｄ＊に基づいて効率よくエンジン２２を運転するためのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定すると共に制御用回転数Ｎｍ２＊を用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸３６に要求トルクＴｄ＊を出力するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，変速機６０を制御するものに限定されるものではなく、設定した制御用回転数で入力軸が回転しているとして設定した入出力制限の範囲内で有段変速手段の変速段の変速を伴って内燃機関を所定の制約で運転しながら設定された要求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有段変速手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。駆動軸に動力を出力する動力出力装置に内燃機関と共に組み込まれる駆動装置としたときの「制御手段」としては、動力出力装置としたときの「制御手段」からエンジンＥＣＵ２４を除いたもの、即ち、設定した制御用回転数で入力軸が回転しているとして設定した入出力制限の範囲内で有段変速手段の変速段の変速を伴って内燃機関を所定の制約で運転しながら設定された要求駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関の制御と共に電力動力入出力手段と電動機と有段変速手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

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、動力出力装置や車両、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。 バッテリ５０における電池温度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。 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。 変速機６０が２速の状態のときの動力分配統合機構３０および変速機６０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。 トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を示す説明図である。 アップシフト変速時制御用回転数設定処理の一例を示すフローチャートである。 ダウンシフト変速時制御用回転数設定処理の一例を示すフローチャートである。 アップシフトの際に振動がないものとした予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔと仮回転数Ｎｍ２ｔｍｐの時間変化の様子を一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０ 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、３２ｂ 動力軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３６ 駆動軸、３７ 回転数センサ、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 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、５０ バッテリ、５１ 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 変速機、６２，６４，６６ 遊星歯車機構、６２ｓ，６４ｓ，６６ｓ サンギヤ、６２ｃ，６４ｃ，６６ｃ キャリア、６２ｒ，６４ｒ，６６ｒ リングギヤ、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 アクチュエータ、１０２ オイルポンプ、１０４ 油圧供給部、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ。

Claims (9)

1. 内燃機関と、入力軸を有し、前記入力軸と駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、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、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、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、前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求動力設定手段と、前記入力軸の回転数を用いて前記設定された入出力制限の範囲内で前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された要求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有段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において、
   前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する予想入力軸回転数演算手段と、
   前記有段変速手段の変速段を変速しないときには前記検出された入力軸回転数または前記演算された予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段を変速するときには前記演算された予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比に前記検出された駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定する制御用回転数設定手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記入力軸の回転数として前記設定された制御用回転数を用いて制御する手段である、
   動力出力装置。
2. 前記制御用回転数設定手段は、前記有段変速手段の変速段をアップシフトするときに前記演算された予想入力軸回転数がそのときに設定されている制御用回転数より小さくなるときには前記変速後回転数と前記予想入力軸回転数のうち大きい方を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段をアップシフトするときに前記演算された予想入力軸回転数がそのときに設定されている制御用回転数より大きくなるときには前記変速前回転数と前記予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数とのうち小さい方を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段をダウンシフトするときに前記演算された予想入力軸回転数がそのときに設定されている制御用回転数より大きくなるときには前記変速後回転数と前記予想入力軸回転数のうち小さい方を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段をダウンシフトするときに前記演算された予想入力軸回転数がそのときに設定されている制御用回転数より小さくなるときには前記変速前回転数と前記予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数とのうち大きい方を制御用回転数として設定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、前記設定された制御用回転数を用いると共に前記有段変速手段の変速段の変速を考慮して、前記設定された要求駆動力と前記所定の制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定し、前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される電力が前記設定された入出力制限の範囲内となると共に前記入力軸に前記電力動力入出力手段および前記電動機から出力され前記有段変速手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力以下の範囲内となる条件下で前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで運転されて前記設定された要求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有段
   変速手段とを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. 前記予想入力軸回転数演算手段は、前記検出された入力軸回転数の微分値に相当する値を用いて前記予想入力軸回転数を演算する手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
5. 前記所定の制約は、前記内燃機関を効率よく動作させる動作ライン上で該内燃機関を運転する制約である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
6. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記入力軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との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、を備える手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
7. 請求項１ないし６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。
8. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置に内燃機関および蓄電手段と共に組み込まれる駆動装置であって、入力軸を有し、前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、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、前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求動力設定手段と、前記入力軸の回転数を用いて前記設定された入出力制限の範囲内で前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関の制御と共に前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記有段変速手段とを制御する制御手段と、を備える駆動装置において、
   前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する予想入力軸回転数演算手段と、
   前記有段変速手段の変速段を変速しないときには前記検出された入力軸回転数または前記演算された予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段を変速するときには前記演算された予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比に前記検出された駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定する制御用回転数設定手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記入力軸の回転数として前記設定された制御用回転数を用いて制御する手段である、
   駆動装置。
9. 内燃機関と、入力軸を有し前記入力軸と駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、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、前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、を備え、前記入力軸の回転数を用いて前記設定した入出力制限の範囲内で前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記駆動軸に要求される要求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有段変速手段とを制御する動力出力装置の制御方法において、
   前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定すると共に前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算し、
   前記有段変速手段の変速段を変速しないときには前記検出された入力軸回転数または前記演算された予想入力軸回転数を制御用回転数として設定し、前記有段変速手段の変速段を変速するときには前記演算された予想入力軸回転数に対してヒステリシスをもって得られる回転数を変速の前後における変速段の変速比に前記検出された駆動軸回転数を乗じて得られる変速前回転数と変速後回転数によって制限して得られる回転数を制御用回転数として設定し、
   前記入力軸の回転数として前記設定した制御用回転数を用いて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有段変速手段とを制御する、
   ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
   
   

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