JP4864744B2 - 動力出力装置およびその制御方法並びに車両および駆動装置 - 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および駆動装置に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびそ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および動力出力装置に内燃機関と共に組み込まれる駆動装置に関する。

従来、エンジンのスロットル制御を通信遅れを考慮して行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、スロットルの変化量の差分に対して補正定数を乗じて補正値を算出すると共に入力したスロットル開度に計算した補正値を加算または減算することにより制御用スロットル開度を計算し、この制御用スロットル開度により電子スロットルを制御している。

また、遊星歯車機構の３つの回転要素にエンジンのクランクシャフトと発電機と車軸に連結した駆動軸とを接続すると共に駆動軸に変速機を介して電動機を接続し、発電機および電動機と電力のやりとりを行なう蓄電装置を備える自動車に搭載されたものが提案されている（特許文献２参照）。この装置では、変速機の変速段を車速に応じて切り替えることにより電動機からの動力を車速に応じた動力に変換して駆動軸に出力している。
特開２００２−３６４４５２号公報 特開２００２−２２５５７８号公報

一般に、動力出力装置では、蓄電装置を保護しつつ電動機をより適正に制御することが課題の一つとされており、こうした動力出力装置を自動車に搭載する場合、バッテリの小型化が図られることから、この課題はより重要なものとなる。特に、上述の動力出力装置のように変速機を備える装置では、変速機の変速段を変更するときには、電動機の駆動状態が大きく変化するため、通信遅れによって過大な電力による蓄電装置の充放電が生じやすい。上述の通信遅れを考慮した制御を変速機の変速段の変更の際の電動機の制御に適用することも考えられるが、上述の通信遅れを考慮する制御では変化量の差分を用いるため、検出値にノイズが乗っているときにはノイズの影響により適正な補正値が計算されず、適正な電動機の制御を行なうことができない場合が生じ、蓄電装置の保護が過剰となったり、蓄電装置の保護が不十分になったりしてしまう。

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両および駆動装置は、変速時における変速機の入力軸の回転数をより適正なものと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および駆動装置は、変速時における変速機の入力軸の回転数をより適正なものとして制御することにより、二次電池などの蓄電装置が過大な電力によって充放電されないように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および駆動装置は、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、
前記有段変速手段の変速段を変更する際、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、前記有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と前記演算した変速時変化率と前記検出された入力軸回転数とに基づいて制御時に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と共に該演算した予想入力軸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変速時制御手段と、
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、有段変速手段の変速段を変更する際には、有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と演算した変速時変化率と検出した入力軸回転数とに基づいて制御時に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と共にこの演算した予想入力軸回転数を用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の範囲内で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、有段変速機のギヤ比から、通常の変速段の変更の際における変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の入力軸の回転数の変化率（変速時変化率）を計算し、検出した入力軸回転数と計算した変速時変化率とにより制御時に予想される入力軸の回転数（予想入力軸回転数）を演算するのである。これにより、検出した入力軸回転数の微分値（変化量の差分）を用いるものに比して、ノイズの影響を抑制することができ、より適正な入力軸の回転数とすることができる。そして、こうして演算した予想入力軸回転数を用いて蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が駆動軸に出力されるよう制御するから、有段変速手段の変速段を変更する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充放電をより確実に抑制することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記変速時制御手段は、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比と前記検出された入力軸回転数とに基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記変速時変化率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を備え、前記変速時制御手段は、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比と前記検出された駆動軸回転数とに基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記変速時変化率を演算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、前記有段変速手段は油圧駆動により変速段の変更を行なう手段であり、前記変速時制御手段は前記有段変速手段の変速段の変更の際の油圧制御に基づいて前記変速時変化率を演算する手段である、ものとすることもできる。即ち、油圧シーケンスの時間スケジュールに基づいて変速時変化率を演算するのである。これにより、簡易に且つより適正に変速時変化率を演算することができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記変速時制御手段は、前記予想入力軸回転数で前記入力軸が回転しているものとして前記設定された入出力制限の範囲内で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。この場合、前記変速時制御手段は、前記予想入力軸回転数で前記入力軸が回転しているときに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予想入力軸回転数で回転している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で該要求駆動力に最も近い駆動力とな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。更にこの場合、前記変速時制御手段は、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数と該内燃機関から出力すべき目標パワーとを設定し、前記予想入力軸回転数で前記入力軸が回転しているときに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予想入力軸回転数で回転している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目標回転数で回転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定し、前記電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記駆動軸に前記設定した要求駆動力が出力されるよう前記電動機の目標トルクを設定し、前記設定した目標パワーが前記内燃機関から出力され前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動し前記目標トルクが前記電動機から出力されながら前記有段変速手段の変速段が変更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。

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、前記有段変速手段の変速段を変更する際、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、前記有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と前記演算した変速時変化率と前記検出された入力軸回転数とに基づいて制御時に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と共に該演算した予想入力軸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変速時制御手段と、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、検出した入力軸回転数の微分値（変化量の差分）を用いるものに比してノイズの影響を抑制することができると共により適正な入力軸の回転数とすることができる効果や、こうして演算した予想入力軸回転数を用いて蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が駆動軸に出力されるよう制御することにより有段変速手段の変速段を変更する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充放電をより確実に抑制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。

本発明の第１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充放電可能な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、
前記有段変速手段の変速段を変更する際、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、前記有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と前記演算した変速時変化率と前記検出された入力軸回転数とに基づいて制御時に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と共に該演算した予想入力軸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変速時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の駆動装置では、有段変速手段の変速段を変更する際には、有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と演算した変速時変化率と検出した入力軸回転数とに基づいて制御時に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と共にこの演算した予想入力軸回転数を用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の範囲内で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、有段変速機のギヤ比から、通常の変速段の変更の際における変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の入力軸の回転数の変化率（変速時変化率）を計算し、検出した入力軸回転数と計算した変速時変化率とにより制御時に予想される入力軸の回転数（予想入力軸回転数）を演算するのである。これにより、検出した入力軸回転数の微分値（変化量の差分）を用いるものに比して、ノイズの影響を抑制することができ、より適正な入力軸の回転数とすることができる。そして、こうして演算した予想入力軸回転数を用いて蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が駆動軸に出力されるよう制御するから、有段変速手段の変速段を変更する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充放電をより確実に抑制することができる。

本発明の第２の駆動装置は、
駆動軸を駆動する駆動装置であって、
電動機と、
電動機の回転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、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
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、
前記有段変速手段の変速段を変更する際、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記電動機の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、前記有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と前記演算した変速時変化率と前記検出された電動機回転数とに基づいて制御時に予想される前記電動機の回転数である予想電動機回転数を演算すると共に該演算した予想電動機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電動機と前記有段変速手段とを制御する変速時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、有段変速手段の変速段を変更する際には、有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の電動機の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と演算した変速時変化率と検出した電動機回転数とに基づいて制御時に予想される電動機の回転数である予想電動機回転数を演算すると共に演算した予想電動機回転数を用いて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が駆動軸に出力されるよう電動機と有段変速手段とを制御する。即ち、有段変速機のギヤ比から、通常の変速段の変更の際における変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の電動機の回転数の変化率（変速時変化率）を計算し、検出した電動機回転数と計算した変速時変化率とにより制御時に予想される電動機の回転数（予想電動機回転数）を演算するのである。これにより、検出した電動機回転数の微分値（変化量の差分）を用いるものに比して、ノイズの影響を抑制することができ、より適正な電動機の回転数とすることができる。そして、こうして演算した予想電動機回転数を用いて蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が駆動軸に出力されるよう制御するから、有段変速手段の変速段を変更する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充放電をより確実に抑制することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、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、を備える動力出力装置における前記有段変速手段の変速段を変更する際の制御方法であって、
前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、前記有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と前記演算した変速時変化率と前記入力軸回転数とに基づいて制御時に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と共に該演算した予想入力軸回転数を用いて前記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の範囲内で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、有段変速手段の変速段を変更する際には、有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と演算した変速時変化率と入力軸の回転数である入力軸回転数とに基づいて制御時に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と共にこの演算した予想入力軸回転数を用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の範囲内で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、有段変速機のギヤ比から、通常の変速段の変更の際における変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の入力軸の回転数の変化率（変速時変化率）を計算し、検出した入力軸回転数と計算した変速時変化率とにより制御時に予想される入力軸の回転数（予想入力軸回転数）を演算するのである。これにより、検出した入力軸回転数の微分値（変化量の差分）を用いるものに比して、ノイズの影響を抑制することができ、より適正な入力軸の回転数とすることができる。そして、こうして演算した予想入力軸回転数を用いて蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が駆動軸に出力されるよう制御するから、有段変速手段の変速段を変更する際に生じ得る過大な電力による蓄電手段の充放電をより確実に抑制することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載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、特に変速機６０の変速段を変更する際の動作について説明する。図５は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速時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の変速段を変更するときに実行される。

変速時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、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や回転数センサ３７からの駆動軸回転数Ｎｄ，変速の前後における変速機６０のギヤ比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔを入力し（ステップＳ１００）、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や駆動軸回転数Ｎｄ，ギヤ比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔと変速の油圧制御とに基づいて変速を開始してから終了するまでの各時刻ｔにおけるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化率ΔＮｍ２（ｔ）を設定し（ステップＳ１１０）、変速の油圧制御を開始する（ステップＳ１２０）。ここで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４により検出された信号に基づいて演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。したがって、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、演算による遅れや通信遅れなどがあり、過渡時には遅れた値として入力されることになる。いま、変速機６０の変速段の変更として２速の状態（クラッチＣ１とブレーキＢ２がオンでクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ３がオフ）から３速の状態（クラッチＣ１とブレーキＢ１がオンでクラッチＣ２とブレーキＢ２，Ｂ３がオフ）にアップシフトするときを考える。変速機６０が２速の状態から３速の状態に変更される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図６に示す。図中、実線が変速機６０が２速の状態のときの共線図であり、破線が変速機６０が３速の状態のときの共線図である。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Ｎｄ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。この２速の状態から３速の状態への変速は、ブレーキＢ２をオフすると共にブレーキＢ１をオンすることにより行なわれ、アクセル開度Ａｃｃに変更がなければエンジン２２の運転ポイントが変化しないことから、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は３２軸に示すように減少する。実施例におけるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化率ΔＮｍ２（ｔ）の設定は、油圧シーケンスと変速の前後のギヤ比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔとから変速開始から終了までの各時刻におけるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が定性的にどのように変化するかを実験などにより求めておき、境界値としてのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や駆動軸回転数Ｎｄを用いて変速開始から終了までの各時刻におけるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を求め、これから各時刻における変化率ΔＮｍ２（ｔ）を求めることにより行なわれる。アップシフトする際にモータＥＣＵ４０から通信により入力される回転数Ｎｍ２と油圧シーケンスに基づいて得られる回転数Ｎｍ２との一例を図７に示す。図中、実線がモータＥＣＵ４０から通信により入力される回転数Ｎｍ２であり、破線が油圧シーケンスに基づいて得られる回転数Ｎｍ２である。各時刻の変化率ΔＮｍ２（ｔ）は、油圧シーケンスに基づいて得られる回転数Ｎｍ２の変化率であるから、導電ラインに乗るノイズの影響を受けることがない。

こうして変速が開始されると、変速が終了するまで以下のステップＳ１３０〜Ｓ２６０の処理が繰り返し実行される。即ち、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，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Ｓ１３０）。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。

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に変速を開始してからの経過時間ｔに対応するモータＭＧ２の回転数の変化率ΔＮｍ２（ｔ）に定数ｋｔｍ２を乗じたものを加えて、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてモータ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を設定すると共に（ステップＳ１４０）、設定した予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを駆動軸回転数Ｎｄで除して制御時に予想される変速機６０のギヤ比である予想ギヤ比Ｇｅｓｔを計算する（ステップＳ１５０）。ここで、定数ｋｔｍ２は、ステップＳ１３０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Ｓ１３０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される。

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Ｓ１６０）、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Ｓ１７０）。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８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Ｓ１８０）。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９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。

こうして目標回転数Ｎｅ＊を設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊と予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔ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の仮トルク指令Ｔｍ１ｔｍｐを設定し（ステップＳ１９０）、要求トルクＴｄ＊を予想ギヤ比Ｇｅｓｔで除したものに仮トルク指令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仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算する（ステップＳ２００）。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り、図６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-Nm2est/ρ (1)
Tm1tmp=前回Tm1*+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ＭＧ１の仮トルク指令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Ｓ２１０）。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１０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*/Gest (4)
Win≦Tm1tmp・Nm1＋Tm2tmp・Nm2est≦Wout (5)

こうしてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると、ステップＳ１９０で設定したモータＭＧ１の仮トルク指令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２２０）。そして、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）との偏差を予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔ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Ｓ２３０）、ステップＳ２００で設定した仮モータトルク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Ｓ２４０）。このようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸３６に出力する要求トルクＴｄ＊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。

Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2est (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2est (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Ｓ２５０）、変速が終了しているか否かを判定し（ステップＳ２６０）、変速が終了していなければステップＳ１３０のデータ入力処理に戻り、変速が終了していれば変速時駆動制御ルーチンを終了する。なお、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。

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の変速段を変速する際には、通信を介して入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や駆動軸回転数Ｎｄ，ギヤ比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔと変速の油圧制御とに基づいて変速を開始してから終了するまでの各時刻ｔにおけるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化率ΔＮｍ２（ｔ）を求め、通信を介して入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に変速を開始してからの経過時間ｔに対応する変化率ΔＮｍ２（ｔ）に定数ｋｔｍ２を乗じたものを加えて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を設定し、この予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，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を制御するから、変速機６０の変速時に演算遅れや通信遅れなどに起因してバッテリ５０が予期しない過大な電力により充放電されるのを抑制することができる。しかも、変速の油圧制御とに基づいて各時刻ｔにおけるモータＭＧ２の回転数の変化率ΔＮｍ２（ｔ）を求めるから、検出値やそれを用いて演算した回転数の微分値（変化量の差分値）を用いるものに比して、ノイズの影響を受けることがない。この結果、より適正な予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて制御することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、通信を介して入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や駆動軸回転数Ｎｄ，ギヤ比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔと変速の油圧制御とに基づいて変速を開始してから終了するまでの各時刻ｔにおけるモータＭＧ２の回転数の変化率ΔＮｍ２（ｔ）を求めたが、駆動軸回転数Ｎｄを用いずにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とギヤ比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔと変速の油圧制御とに基づいて各時刻ｔにおけるモータＭＧ２の回転数の変化率ΔＮｍ２（ｔ）を求めるものとしてもよく、また、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いずに駆動軸回転数Ｎｄとギヤ比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔと変速の油圧制御とに基づいて各時刻ｔにおけるモータＭＧ２の回転数の変化率ΔＮｍ２（ｔ）を求め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ＭＧ１の仮トルク指令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仮トルク指令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、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ＭＧ１の回転数についてはモータＥＣＵ４０から通信により入力したものを用いるものとしたが、モータＥＣＵ４０から通信により入力したものに基づいて制御時の予想モータ回転数Ｎｍ１ｅｓｔを求めて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、２速の状態から３速の状態にアップシフトするときを一例として説明したが、１速の状態から２速の状態へのアップシフトや３速の状態から４速の状態へのアップシフトにも同様に適用することができる他、ダウンシフトの際にも同様に適用することができる。

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１１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。

また、実施例では、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に動力分配統合機構３０を介してエンジン２２とモータＭＧ１とを接続すると共にリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を接続したハイブリッド自動車２０について説明したが、エンジン２２や動力分配統合機構３０，モータＭＧ１を備えないものとしてもよい。即ち、電動機に変速機が取り付けられている構成としてもよい。この場合でも、変速機の変速段の変速の際に変速の油圧制御に基づいて変速を開始してから終了するまでの各時刻における電動機の回転数の変化率を求めて電動機を制御することができる。

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、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、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定する図５の変速時駆動制御ルーチンのステップＳ１６０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求動力設定手段」に相当し、変速機６０の変速段を変速する際に、通信を介して入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や駆動軸回転数Ｎｄ，ギヤ比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔと変速の油圧制御とに基づいて変速を開始してから終了するまでの各時刻ｔにおけるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化率ΔＮｍ２（ｔ）を求め、通信を介して入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に変速を開始してからの経過時間ｔに対応する変化率ΔＮｍ２（ｔ）に定数ｋｔｍ２を乗じたものを加えて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を設定し、この予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，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，アクチュエータ１００を制御する図５の変速時駆動制御ルーチンのステップＳ１００〜Ｓ２６０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「変速時制御手段」に相当する。また、回転数センサ３７が「駆動軸回転数検出手段」に相当し、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。また、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。「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。「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。「変速時制御手段」としては、通信を介して入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や駆動軸回転数Ｎｄ，ギヤ比Ｇｐｒｅ，Ｇａｆｔと変速の油圧制御とに基づいて変速を開始してから終了するまでの各時刻ｔにおけるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化率ΔＮｍ２（ｔ）を求め、通信を介して入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に変速を開始してからの経過時間ｔに対応する変化率ΔＮｍ２（ｔ）に定数ｋｔｍ２を乗じたものを加えて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を設定し、この予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，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，アクチュエータ１００を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とを組み合わせたものに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットによって同様に制御するなど、有段変速手段の変速段を変更する際に、有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と演算した変速時変化率と検出された入力軸回転数とに基づいて制御時に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と共に演算した予想入力軸回転数を用いて設定された入出力制限の範囲内で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。また、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充放電可能な蓄電手段と共に組み込まれる駆動装置としたときの「変速時制御手段」としては、動力出力装置としたときの「変速時制御手段」からエンジンＥＣＵ２４を除いたもの、即ち、有段変速手段の変速段を変更する際に、有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と演算した変速時変化率と検出された入力軸回転数とに基づいて制御時に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と共に演算した予想入力軸回転数を用いて設定された入出力制限の範囲内で設定された要求駆動力が駆動軸に出力されるよう、例えばエンジンＥＣＵ２４による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。さらに、内燃機関と共に動力出力装置に組み込まれてもよいがこれを前提としていない駆動装置としたときの「変速時制御手段」としては、有段変速手段の変速段を変更する際には、有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の電動機の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と演算した変速時変化率と検出された電動機回転数とに基づいて制御時に予想される電動機の回転数である予想電動機回転数を演算すると共に演算した予想電動機回転数を用いて設定された入出力制限の範囲内で設定された要求駆動力が駆動軸に出力されるよう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，駆動装置など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。 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により実行される変速時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変速機６０が２速の状態から３速の状態に変更される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。 アップシフトする際にモータＥＣＵ４０から通信により入力される回転数Ｎｍ２と油圧シーケンスに基づいて得られる回転数Ｎｍ２との一例を示す説明図である。 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。 トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの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、１０６ 油圧センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ。

Claims (12)

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、
   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、
   前記有段変速手段の変速段を変更する際、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、前記有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と前記演算した変速時変化率と前記検出された入力軸の回転数とに基づいて制御時に予想される前記入力軸回転数である予想入力軸回転数を演算すると共に該演算した予想入力軸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変速時制御手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 前記変速時制御手段は、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比と前記検出された入力軸回転数とに基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記変速時変化率を演算する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   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を備え、
   前記変速時制御手段は、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比と前記検出された駆動軸回転数とに基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記変速時変化率を演算する手段である請求項１記載の動力出力装置。
4. 請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置であって、
   前記有段変速手段は、油圧駆動により変速段の変更を行なう手段であり、
   前記変速時制御手段は、前記有段変速手段の変速段の変更の際の油圧制御に基づいて前記変速時変化率を演算する手段である、
   動力出力装置。
5. 前記変速時制御手段は、前記予想入力軸回転数で前記入力軸が回転しているものとして前記設定された入出力制限の範囲内で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ないし４いずれか記載の動力出力装置。
6. 前記変速時制御手段は、前記予想入力軸回転数で前記入力軸が回転しているときに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予想入力軸回転数で回転している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で該要求駆動力に最も近い駆動力とな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５記載の動力出力装置。
7. 前記変速時制御手段は、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数と該内燃機関から出力すべき目標パワーとを設定し、前記予想入力軸回転数で前記入力軸が回転しているときに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予想入力軸回転数で回転している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目標回転数で回転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定し、前記電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記駆動軸に前記設定した要求駆動力が出力されるよう前記電動機の目標トルクを設定し、前記設定した目標パワーが前記内燃機関から出力され前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動し前記目標トルクが前記電動機から出力されながら前記有段変速手段の変速段が変更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６記載の動力出力装置。
8. 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７いずれか記載の動力出力装置。
9. 請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
10. 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充放電可能な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、
    前記有段変速手段の変速段を変更する際、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、前記有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と前記演算した変速時変化率と前記検出された入力軸回転数とに基づいて制御時に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と共に該演算した予想入力軸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変速時制御手段と、
    を備える駆動装置。
11. 駆動軸を駆動する駆動装置であって、
    電動機と、
    電動機の回転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、
    前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
    前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
    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、
    前記有段変速手段の変速段を変更する際、前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記電動機の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、前記有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と前記演算した変速時変化率と前記検出された電動機回転数とに基づいて制御時に予想される前記電動機の回転数である予想電動機回転数を演算すると共に該演算した予想電動機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電動機と前記有段変速手段とを制御する変速時制御手段と、
    を備える駆動装置。
12. 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、を備える動力出力装置における前記有段変速手段の変速段を変更する際の制御方法であって、
    前記有段変速手段の変速段の変更の前後におけるギヤ比に基づいて前記有段変速手段の変速段の変更の開始から終了までにおける各時刻の前記入力軸の回転数の変化率である変速時変化率を演算し、前記有段変速手段の変速段の変更の開始からの経過時間と前記演算した変速時変化率と前記入力軸の回転数とに基づいて制御時に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と共に該演算した予想入力軸回転数を用いて前記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の範囲内で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、
    ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。

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