JP6059078B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンと、第１モータと、エンジンの出力軸と第１モータの回転子と第３軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、係合要素を有し第３軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力の伝達および伝達の解除を行なう動力伝達機構と、第３軸または駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、第１モータおよび第２モータと電力をやりとり可能なバッテリと、を備えるハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１モータと、エンジンの出力軸と第１モータの回転子と伝達部材とにキャリアとサンギヤとリングギヤとが接続された動力分配機構と、伝達部材に回転子が接続された第２モータと、第１モータや第２モータと電力をやりとりするバッテリと、伝達部材と駆動輪との間に介在する自動変速部とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３３５１２７号公報

こうしたハイブリッド自動車では、自動変速部の変速段を変更するときなど自動変速部の係合要素（クラッチやブレーキ）を半係合とするときに、伝達部材より上流側（動力分配機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤ）の各回転数が変化して、それらの回転数の変化に伴って発生するイナーシャパワーにより、バッテリに過大な電力が入出力される場合があった。

本発明のハイブリッド自動車は、動力伝達機構の係合要素を半係合とする際に、バッテリに過大な電力が入出力されるのをより適正に抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、第１モータと、前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転子と第３軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、係合要素を有し前記第３軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力の伝達および伝達の解除を行なう動力伝達機構と、前記第３軸または前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとり可能なバッテリと、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記係合要素を半係合とするときには、前記エンジンのパワーと前記バッテリの許容入出力電力と前記プラネタリギヤの３つの回転要素の回転数の変化に伴って発生するイナーシャパワーとを用いて前記動力伝達機構のトルク容量上下限値を設定し、前記第３軸の要求トルクを前記トルク容量上下限値で制限した値に基づいて前記動力伝達機構のトルク容量指令を設定し、前記トルク容量指令を用いて前記動力伝達機構を制御する制御手段、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、動力伝達機構の係合要素を半係合とするときには、エンジンのパワーとバッテリの許容入出力電力とプラネタリギヤの３つの回転要素の回転数の変化に伴って発生するイナーシャパワーとを用いて動力伝達機構のトルク容量上下限値を設定し、第３軸の要求トルクをトルク容量上下限値で制限した値に基づいて動力伝達機構のトルク容量指令を設定し、トルク容量指令を用いて動力伝達機構を制御する。これにより、係合要素を半係合とする際に、トルク容量指令をより適正に設定することができ、バッテリに過大な電力が入出力されるのをより適正に抑制することができる。ここで、「係合要素」には、２つの回転系の間に介在するクラッチが含まれる他、１つの回転系とケースなどの非回転系との間に介在するブレーキも含まれる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記動力伝達機構は、前記係合要素を複数有し、前記第３軸と前記駆動軸との間で変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除を行なう変速機であり、前記第２モータは、前記第３軸に動力を入出力可能に接続されており、前記制御手段は、前記変速機の変速段を変更する際、前記複数の係合要素のうち少なくとも１つを半係合とし、前記第３軸の要求トルクを前記トルク容量上下限値で制限した値に基づいて前記変速機のトルク容量指令を設定する手段である、ものとすることもできる。

この動力伝達機構が変速機である態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記変速機の変速段を変更する際、該変速機の変速段を変更しないときに比して前記エンジンのトルクが小さくなるよう該エンジンを制御し、前記第３軸の要求トルクを前記トルク容量上下限値で制限した値に比して前記エンジンのトルク低下量に対応する前記第３軸のトルクだけ小さな値を前記トルク容量指令に設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、エンジンのトルク低下を踏まえてトルク容量指令を設定することができる。

また、動力伝達機構が変速機である態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記変速機の変速段を変更する際、前記第２モータの目標回転加速度と変速開始時の回転加速度との差分を用いて前記イナーシャパワーを設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、変速機の係合要素のトルク容量のバラツキなどを踏まえてトルク容量上下限値ひいてはトルク容量指令を設定することができる。

さらに、動力伝達機構が変速機である態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記変速機の変速段を変更する際、前記エンジンのパワーと前記変速機の伝達パワーと前記イナーシャパワーと前記バッテリの許容入力電力と前記エンジンの回転数とを用いて前記エンジンのトルク低下量を設定する手段である、ものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記変速機の変速段を変更する際、前記エンジンの要求パワーを前記エンジンのパワーとして用いて前記トルク容量上下限値を設定し、前記変速機の推定伝達パワーを前記変速機の伝達パワーとして用いて前記エンジンのトルク低下量を設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、トルク容量上下限値やエンジンのトルク低下量の設定において、代数ループが発生するのを回避することができる。

本発明の一実施例としての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。 ハイブリッド自動車２０の各構成要素の接続関係を示す接続関係図である。 変速機６０の作動表である。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される変速機制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔがある値のときの変速進行度ＳｒとモータＭＧ２の目標回転加速度ｄＮｍ２＊の絶対値との関係の一例を示す説明図である。 ハイブリッド自動車２０のパワーバランスを模式的に示す模式図である。 変速機６０をアップシフトする際のトルク容量指令Ｔｃ＊の時間変化の様子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。 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。

次に、本発明を実施するため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ハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、ハイブリッド自動車２０の各構成要素の接続関係を示す接続関係図であり、図３は、変速機６０の作動表である。

実施例のハイブリッド自動車２０は、図１や図２に示すように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御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と、エンジン２２のクランクシャフト２６に複数のピニオンギヤ３０ｐを連結したキャリア３０ｃが接続されたシングルピニオン式のプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のリングギヤ３０ｒに接続されたリングギヤ軸３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６との間で変速段の変更を伴って動力の伝達や伝達の解除を行なう変速機６０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤ３０ｓに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がリングギヤ軸３２（変速機６０の入力軸６１）に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。以下、エンジン２２，プラネタリギヤ３０，モータＭＧ１，ＭＧ２，バッテリ５０などをハイブリッド部という。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０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。

プラネタリギヤ３０は、外歯歯車のサンギヤ３０ｓと、このサンギヤ３０ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３０ｒと、サンギヤ３０ｓに噛合すると共にリングギヤ３０ｒに噛合する複数のピニオンギヤ３０ｐと、複数のピニオンギヤ３０ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア３０ｃと、を備える。このプラネタリギヤ３０は、上述したように、サンギヤ６２ｓはモータＭＧ１の回転子に接続され、リングギヤ３０ｒはリングギヤ軸３２（変速機６０の入力軸６１）に接続され、キャリア３０ｃはエンジン２２のクランクシャフト２６に接続されている。

変速機６０は、シングルピニオン式のプラネタリギヤ６２，６４，６６と、複数の係合要素としての２つのクラッチＣ１，Ｃ２および３つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３と、を備える。この変速機６０は、複数の係合要素の状態（係合状態（半係合状態を含む）または解放状態）を切り替えながらリングギヤ軸３２（入力軸６１）と駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達や入力軸６１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。

プラネタリギヤ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、を備える。プラネタリギヤ６２のサンギヤ６２ｓは、クラッチＣ２のオンオフによってリングギヤ軸３２（入力軸６１）との接続や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のオンオフによって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のオンオフによってその回転を停止または自由にできるようになっている。

プラネタリギヤ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、を備える。プラネタリギヤ６４のサンギヤ６４ｓは、プラネタリギヤ６２のサンギヤ６２ｓに接続され、リングギヤ６４ｒは、クラッチＣ１のオンオフによってリングギヤ軸３２（入力軸６１）との接続や接続の解除ができるようになっており、キャリア６４ｃは、プラネタリギヤ６２のリングギヤ６２ｒに接続されている。

プラネタリギヤ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、を備える。プラネタリギヤ６６のサンギヤ６６ｓは、プラネタリギヤ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のオンオフによって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、プラネタリギヤ６２のリングギヤ６２ｒとプラネタリギヤ６４のキャリア６４ｃと駆動軸３６とに接続されている。

この変速機６０は、図３に示すように、シフトポジションＳＰが駐車ポジション（Ｐ）やニュートラルポジション（Ｎ）では、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを全てオフにする（リングギヤ軸３２（入力軸６１）と駆動軸３６とを切り離す）。また、シフトポジションＳＰがドライブポジション（Ｄ）では、前進１速を、クラッチＣ１とブレーキＢ３とを係合すると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とを解放することによって形成し、前進２速を、クラッチＣ１とブレーキＢ２とを係合すると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ３とを解放することによって形成し、前進３速を、クラッチＣ１とブレーキＢ１とを係合すると共にクラッチＣ２とブレーキＢ２，Ｂ３とを解放することによって形成し、前進４速を、クラッチＣ１，Ｃ２を係合すると共にブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３を解放することによって形成する。さらに、シフトポジションＳＰがリバースポジション（Ｒ）では、後進段を、クラッチＣ２とブレーキＢ３とを係合すると共にクラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とを解放することによって形成する。

クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のオンオフは、図示しない油圧式のアクチュエータの駆動により、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って行なわれる。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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（例えばレゾルバなど）４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２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ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃ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ＨＶＥＣＵ７０に送信する。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５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合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許容入出力電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。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の蓄電割合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。

ＨＶＥＣＵ７０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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ７６，データを記憶保持するフラッシュメモリ７８，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、駆動軸３６の回転数を検出する回転数センサ６９からの駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔ，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー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などが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０からは、変速機６０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０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ＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐ）や中立ポジション（Ｎ），ドライブポジション（Ｄ），リバースポジション（Ｒ）などがある。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド部の駆動制御として、ＨＶＥＣＵ７０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や回転数センサ６９からの駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ２３により検出されたクランクポジションθｃｒに基づいて演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により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の蓄電割合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、入力したアクセル開度Ａｃｃと駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔとに基づいて駆動軸３６に要求されるトルクとしての駆動軸要求トルクＴｏｕｔ＊を設定し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔで除して変速機６０のギヤ比Ｇｒを計算し、駆動軸要求トルクＴｏｕｔ＊を変速機６０のギヤ比Ｇｒで除して変速機６０の入力軸６１（モータＭＧ２の回転軸）に要求されるトルクとしての入力軸要求トルクＴｉｎ＊を計算する。

続いて、入力軸要求トルクＴｉｎ＊にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（変速機６０の入力軸６１の回転数）を乗じて変速機６０の入力軸６１に要求されるパワーとしての入力軸要求パワーＰｉｎ＊を計算し、計算した入力軸要求パワーＰｉｎ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求されるパワーとしてのエンジン要求パワーＰｅ＊を計算し、エンジン要求パワーＰｅ＊と、エンジン２２を効率よく動作させる動作ライン（例えば、燃費最適動作ラインなど）と、に応じた回転数ＮｅｅｆとトルクＴｅｅｆとをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊に設定する。以下、回転数ＮｅｅｆとトルクＴｅｅｆとからなる運転ポイントを燃費運転ポイントという。

そして、変速機６０の変速中（変速段の変更中）か否かを判定する。なお、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖ（駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔ）と図示しない変速マップとに基づいて目標変速段Ｇｓ＊を設定し、変速機６０の変速段Ｇｓと目標変速段Ｇｓ＊とが一致するときには変速機６０の変速段Ｇｓを保持し（クラッチＣ１，Ｃ２，ブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の係合状態または解放状態を保持し）、変速機６０の変速段Ｇｓと目標変速段Ｇｓ＊とが異なるときには変速機６０の変速段Ｇｓが目標変速段Ｇｓ＊となるよう変速機６０の変速段を変更する（クラッチＣ１，Ｃ２，ブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の少なくとも一部を係合状態と解放状態との間で切り替える）ものとした。したがって、変速機６０の変速中か否かは、変速機６０の現在の変速比Ｇｒ（＝Ｎｍ２／Ｎｏｕｔ）と目標変速段Ｇｓ＊の変速比との比較や変速機６０の変速比Ｇｒが変化している最中か否かなどによって判定することができる。

変速機６０の変速中でないときには、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となると共に入力軸要求トルクＴｉｎ＊が変速機６０の入力軸６１に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。そして、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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。

変速機６０の変速中のときには、燃費運転ポイント（回転数Ｎｅｅｆ，トルクＴｅｅｆ）よりトルクがトルク低下量Ｔｅｄｗｎだけ小さな運転ポイント（回転数Ｎｅｅｆ，トルク（Ｔｅｅｆ−Ｔｅｄｗｎ））をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊に再設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２，モータＭＧ２の回転数Ｎｅ，Ｎｍ２の加速度としての回転加速度ｄＮｅ，ｄＮｍ２がそれぞれ目標回転加速度ｄＮｅ＊，ｄＮｍ２＊となるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。そして、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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で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。なお、トルク低下量Ｔｅｄｗｎや目標回転加速度ｄＮｅ＊，ｄＮｍ２＊の詳細については後述する。

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４は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される変速機制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

変速機制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，エンジン２２の回転加速度ｄＮｅ，モータＭＧ２の回転加速度ｄＮｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，駆動軸要求トルクＴｏｕｔ＊，入力軸要求トルクＴｉｎ＊，変速機６０のギヤ比Ｇｒ，エンジン要求パワーＰｅ＊，エンジン２２の燃費運転ポイントの回転数Ｎｅｅｆなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの入力方法については上述した。また、エンジン２２，モータＭＧ２の回転加速度ｄＮｅ，ｄＮｍ２は、それぞれ、エンジン２２，モータＭＧ２の今回の回転数Ｎｅ，Ｎｍ２から前回の回転数（前回Ｎｅ），（前回Ｎｍ２）を減じた値を本ルーチンの実行間隔ｔで除して計算して入力するものとした。さらに、駆動軸要求トルクＴｏｕｔ＊や入力軸要求トルクＴｉｎ＊，変速機６０のギヤ比Ｇｒ，エンジン要求パワーＰｅ＊，エンジン２２の燃費運転ポイントの回転数Ｎｅｅｆは、上述のハイブリッド部の駆動制御で説明した手法により設定した値を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、変速機６０の変速中（変速段の変更中）か否かを判定し（ステップＳ１１０）、変速機６０の変速中でないときには、入力軸要求トルクＴｉｎ＊を変速機６０のトルク容量指令Ｔｃ＊に設定し（ステップＳ１２０）、設定したトルク容量指令Ｔｃ＊を用いて変速機６０を制御して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。ここで、変速機６０の制御は、複数の係合要素（クラッチＣ１，Ｃ２，ブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３）のうち入力軸６１と駆動軸３６との間のトルク（パワー）の伝達に寄与する係合要素としての伝達係合要素の伝達トルクＴｃがトルク容量指令Ｔｃ＊となるよう図示しない油圧式のアクチュエータを駆動制御することによって行なわれる。なお、伝達係合要素としては、図３に示したように、例えば、前進１速ではクラッチＣ１とブレーキＢ３とが該当し、前進２速ではクラッチＣ１とブレーキＢ２とが該当する。こうした制御により、変速機６０の伝達係合要素を介して変速機６０の入力軸６１と駆動軸３６との間でトルク容量指令Ｔｃ＊に応じたトルクを伝達することができる。

変速機６０の変速中のときには、次式（１）に示すように、変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒ（＝Ｎｍ２／Ｎｏｕｔ）から変速前の変速段Ｇｓのギヤ比（変速前Ｇｒ）を減じた値を、変速後の変速段Ｇｓ（目標変速段Ｇｓ＊）のギヤ比（変速後Ｇｒ）から変速前の変速段Ｇｓのギヤ比（変速前Ｇｒ）を減じた値で除して、変速機６０の変速の進行度としての変速進行度Ｓｒを計算する（ステップＳ１３０）。

Sr=(Gr-変速前Gr)/(変速後Gr-変速前Gr) (1)

続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転加速度ｄＮｅ＊を設定すると共に変速進行度Ｓｒと駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔとに基づいてモータＭＧ２の目標回転加速度ｄＮｍ２＊を設定する（ステップＳ１４０）。ここで、エンジン２２の目標回転加速度ｄＮｅ＊は、実施例では、次式（２）に示すように、燃費運転ポイントの回転数Ｎｅｅｆと回転数Ｎｅと時定数τとを用いて回転数Ｎｅｅｆになまし処理を施してなまし後回転数Ｎｅｓｍｏを計算し、式（３）に示すように、計算したなまし後回転数Ｎｅｓｍｏから回転数Ｎｅを減じた値を本ルーチンの実行間隔ｔで除して、計算するものとした。また、モータＭＧ２の目標回転加速度ｄＮｍ２＊は、実施例では、変速進行度Ｓｒと駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔと目標回転加速度ｄＮｍ２＊との関係を予め定めて図示しないＲＯＭに記憶しておき、変速進行度Ｓｒと駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔとが与えられると記憶した関係から対応する目標回転加速度ｄＮｍ２＊を導出して設定するものとした。駆動軸３６の回転数Ｎｏｕｔがある値のときの変速進行度ＳｒとモータＭＧ２の目標回転加速度ｄＮｍ２＊の絶対値との関係の一例を図５に示す。モータＭＧ２の目標回転加速度ｄＮｍ２＊は、図５の例では、その絶対値が、変速開始（変速進行度Ｓｒが値０）から徐々に大きくなって一定となり、その後に、変速終了（変速進行度Ｓｒが値１）に近づくに従って値０に近づくように設定するものとした。これは、変速（変速段の変更）に要する時間の短縮と変速ショックの抑制との両立を図るためである。

Nesmo=Ne・τ+Neef・(1-τ) (2)
dNe*=(Nesmo-Ne)/t (3)

次に、次式（４）に示すように、エンジン２２の目標回転加速度ｄＮｅ＊に係数Ａ１を乗じた値と、モータＭＧ２の目標回転加速度ｄＮｍ２＊から変速開始時の回転加速度（開始時ｄＮｍ２）を減じた値（ｄＮｍ２＊−開始時ｄＮｍ２）に係数Ａ２を乗じた値と、の和として、変速機６０の変速中におけるハイブリッド部（プラネタリギヤ３０に接続されたエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２）のイナーシャパワーＰｉｎｅｒを計算する（ステップＳ１５０）。ここで、係数Ａ１，Ａ２は、それぞれ、ハイブリッド部の各構成要素のイナーシャや回転数，変速機６０の変速の種類（変速前，変速後の変速段）に応じた値を予め実験や解析などによって定めて用いることができる。なお、式（４）では、モータＭＧ１の目標回転加速度Ｎｍ１＊を用いていないが、エンジン２２の目標回転加速度ｄＮｅ＊とモータＭＧ２の目標回転加速度ｄＮｍ２＊とが定まればモータＭＧ１の目標回転加速度Ｎｍ１＊も定まることを踏まえて、係数Ａ１，Ａ２は、ハイブリッド部のイナーシャパワーＰｉｎｅｒに、エンジン２２やモータＭＧ２のイナーシャパワーだけでなくモータＭＧ１のイナーシャパワーも反映されるように定められる。実施例では、値（ｄＮｍ２＊−変速開始時ｄＮｍ２）を用いてハイブリッド部のイナーシャパワーＰｉｎｅｒを計算することにより、変速機６０の伝達係合要素（変速の種類に応じた伝達係合要素）のトルク容量のバラツキなどを踏まえてイナーシャパワーＰｉｎｅｒを計算することができる。

Piner=dNe*・A1+(dNm2*-開始時dNm2)・A2 (4)

次に、次式（５），（６）に示すように、エンジン要求パワーＰｅ＊にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを加えてハイブリッド部のイナーシャパワーＰｉｎｅｒを減じた値をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除して、エンジン２２，モータＭＧ２の回転加速度ｄＮｅ，ｄＮｍ２が目標回転加速度ｄＮｅ＊，ｄＮｍ２＊となるようにハイブリッド部を制御しながら変速機６０の変速段を変更する変速要件を満たすために必要な変速機６０のトルク容量の上下限値としてのトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘを計算する（ステップＳ１６０）。図６は、ハイブリッド自動車２０のパワーバランスを模式的に示す模式図である。図６から解るように、ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２のパワーＰｅと、ハイブリッド部のイナーシャパワーＰｉｎｅｒと、変速機６０による伝達パワー（Ｔｃ・Ｎｍ２）と、に応じてバッテリ５０に電力（Ｔｍ１・Ｎｍ１＋Ｔｍ２・Ｎｍ２）が入出力される。したがって、ステップＳ１６０の処理は、エンジン要求パワーＰｅ＊とハイブリッド部のイナーシャパワーＰｉｎｅｒと変速機６０の伝達パワー（Ｔｃ・Ｎｍ２）とに応じたバッテリ５０の入出力電力が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるよう、トルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘを計算する処理となる。

Tcmin=(Pe*+Win-Piner)/Nm2 (5)
Tcmax=(Pe*+Wout-Piner)/Nm2 (6)

続いて、次式（７）に示すように、エンジン２２の回転加速度ｄＮｅに係数Ｂ１を乗じた値とモータＭＧ２の回転加速度ｄＮｍ２に係数Ｂ２を乗じた値とモータＭＧ１のトルクＴｍ１に係数Ｂ３を乗じた値とモータＭＧ２のトルクＴｍ２に係数Ｂ４を乗じた値との和を、変速機６０により伝達されると推定される伝達トルクＴｃｅｓｔとして計算すると共に、計算した伝達トルクＴｃｅｓｔにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じて、変速機６０により伝達されると推定される伝達パワーＰｃｅｓｔを計算する（ステップＳ１７０）。ここで、係数Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、ハイブリッド部の各構成要素のイナーシャや回転数，変速機６０の変速の種類（変速前，変速後の変速段）に応じた値を予め実験や解析などによって定めて用いることができる。

Tcest=dNe・B1+dNm2・B2+Tm1・B3+Tm2・B4 (7)

こうして変速機６０の伝達パワーＰｃｅｓｔを計算すると、次式（８）に示すように、計算した変速機６０の伝達パワーＰｃｅｓｔにハイブリッド部のイナーシャパワーＰｉｎｅｒを加えてバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを減じた値をエンジン要求パワーＰｅ＊から減じて更にエンジン２２の回転数Ｎｅで除して、上述の変速要件を満たすために必要なエンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎを計算する（ステップＳ１８０）。なお、上述のハイブリッド部の駆動制御部で説明したように、変速機６０の変速中には、燃費運転ポイント（回転数Ｎｅｅｆ，トルクＴｅｅｆ）よりトルクがトルク低下量Ｔｅｄｗｎだけ小さな運転ポイント（回転数Ｎｅｅｆ，トルク（Ｔｅｅｆ−Ｔｅｄｗｎ））でエンジン２２を運転する。

Tedwn=(Pe*-(Pcest+Piner-Win))/Ne (8)

ここで、ステップＳ１６０でエンジン要求パワーＰｅ＊（指令値）を用いて変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘを設定し、ステップＳ１８０で変速機６０の伝達パワーＰｃｅｓｔ（推定値）を用いてエンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎを設定する理由について説明する。ステップＳ１６０でエンジン要求パワーＰｅ＊（指令値）に代えてエンジン２２の出力パワーＰｅ（推定値）を用いるものとすると、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が低下したときに、トルクＴｅが低下してその影響によって変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘ（トルク容量指令Ｔｃ＊）が低下し、トルク容量Ｔｃが低下してその影響によってエンジン２２の目標トルクＴｅ＊が・・・と代数ループが発生する。こうした代数ループの発生は、制御の発散を招く可能性があることから回避するのが好ましい。したがって、実施例では、要求パワーＰｅ＊（指令値）を用いてトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘを設定し、変速機６０の伝達パワーＰｃｅｓｔ（推定値）を用いてエンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎを設定するものとした。これにより、エンジン２２のトルクＴｅと変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘ（トルク容量指令Ｔｃ＊）との間で関係を遮断して、代数ループの発生を回避することができる。

次に、次式（９）に示すように、入力軸要求トルクＴｉｎ＊を変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘで制限した値から、エンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎにエンジン２２の回転数Ｎｅを乗じてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除した値を減じて、変速機６０のトルク容量指令Ｔｃ＊を計算し（ステップＳ１９０）、計算したトルク容量指令Ｔｃ＊を用いて変速機６０を制御して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。ここで、式（９）中、右辺第２項は、エンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎをリングギヤ軸３２（変速機６０の入力軸６１）のトルク低下量に換算した値を意味する。上述したように、トルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘはバッテリ５０の入出力電力が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとなるよう定められるものであるから、トルク容量指令Ｔｃ＊は、式（９）により、エンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎを考慮して（エンジン２２のトルク低下を行なうとき）にバッテリ５０の入出力電力が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるよう定められるものとなる。このようにトルク容量指令Ｔｃ＊を設定することにより、トルク容量指令Ｔｃ＊をより適正に設定することができ、変速機６０の変速中にバッテリ５０に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。なお、上述したように、実施例では、変速機６０の伝達係合要素のトルク容量のバラツキなどを踏まえてイナーシャパワーＰｉｎｅｒを計算することができることから、トルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘひいてはトルク容量指令Ｔｃ＊を、変速機６０の伝達係合要素のトルク容量のバラツキを踏まえた値とすることができる。

Tc*=min(max(Tin*,Tcmin),Tcmax)-Tedwn・Ne/Nm2 (9)

図７は、変速機６０をアップシフトする際のトルク容量指令Ｔｃ＊の時間変化の様子の一例を示す説明図である。なお、図７では、簡単のために、アップシフトの開始（時刻ｔ１１）から終了（時刻ｔ１２）までエンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎが値０のときを考えるものとした。変速機６０をアップシフトする際には、図示するように、入力軸要求トルクＴｉｎ＊をトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘで制限した値を変速機６０のトルク容量指令Ｔｃ＊に設定して変速機６０を制御する。トルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘは、上述したように、エンジン要求パワーＰｅ＊やハイブリッド部のイナーシャパワーＰｉｎｅｒを考慮してバッテリ５０の入出力電力が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとなるよう設定するものである。したがって、このトルク容量値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘの範囲内でトルク容量指令Ｔｃ＊を設定して変速機６０を制御することにより、バッテリ５０の入出力電力が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを超過する（バッテリ５０に過大な電力が入出力される）のを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、変速機６０の変速中（変速段の変更中）には、エンジン要求パワーＰｅ＊とハイブリッド部のイナーシャパワーＰｉｎｅｒとバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとを用いて変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘを設定し、入力軸要求トルクＴｉｎ＊を変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘで制限した値からエンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎをリングギヤ軸３２（変速機６０の入力軸６１）のトルク低下量に換算した値を減じて変速機６０のトルク容量指令Ｔｃ＊を設定して変速機６０を制御するから、トルク容量指令Ｔｃ＊をより適正に設定することができ、変速機６０の変速中にバッテリ５０に過大な電力が入出力されるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の変速中には、燃費運転ポイント（回転数Ｎｅｅｆ，トルクＴｅｅｆ）よりトルクがトルク低下量Ｔｅｄｗｎだけ小さな運転ポイントでエンジン２２を運転し、入力軸要求トルクＴｉｎ＊を変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘで制限した値から、エンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎをリングギヤ軸３２（変速機６０の入力軸６１）のトルク低下量に換算した値を減じて、変速機６０のトルク容量指令Ｔｃ＊を計算するものとしたが、変速機６０の変速中か否かに拘わらず燃費運転ポイントでエンジン２２を運転し、入力軸要求トルクＴｉｎ＊を変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘで制限した値を変速機６０のトルク容量指令Ｔｃ＊に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、エンジン２２の目標回転加速度ｄＮｅ＊は、上述の式（２），（３）に示したように、燃費運転ポイントの回転数Ｎｅｅｆになまし処理を施して得られるなまし後回転数Ｎｅｓｍｏから回転数Ｎｅを減じた値を図４の変速機制御ルーチンの実行間隔ｔで除して計算するものとしたが、式（１０）に示すように、燃費運転ポイントの回転数Ｎｅｅｆから回転数Ｎｅを減じた値を図４の変速機制御ルーチンの実行間隔ｔで除して計算するものとしてもよい。

dNe*=(Neef-Ne)/t (10)

実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド部のイナーシャパワーＰｉｎｅｒは、モータＭＧ２の目標回転加速度ｄＮｍ２＊から変速開始時の回転加速度（開始時ｄＮｍ２）を減じた値を用いて計算するものとしたが、モータＭＧ２の目標回転加速度ｄＮｍ２＊から回転加速度ｄＮｍ２を減じた値を用いて計算するものとしてもよいし、モータＭＧ２の目標回転加速度ｄＮｍ２＊を用いて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、エンジン要求パワーＰｅ＊（指令値）に基づいて変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘを設定するものとしたが、エンジン２２の出力パワーＰｅ（推定値）に基づいて変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘを設定するものとしてもよい。ここで、エンジン２２の出力パワーＰｅは、次式（１１）に示すように、エンジン２２の回転加速度ｄＮｅに係数Ｃ１を乗じた値とモータＭＧ２の回転加速度ｄＮｍ２に係数Ｃ２を乗じた値とモータＭＧ１のトルクＴｍ１に係数Ｃ３を乗じた値とモータＭＧ２のトルクＴｍ２に係数Ｃ４を乗じた値との和をエンジン２２の出力トルクＴｅとして計算し、計算した出力トルクＴｅにエンジン２２の回転数Ｎｅを乗じて計算することができる。係数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、ハイブリッド部の各構成要素のイナーシャや回転数，変速機６０の変速の種類（変速前，変速後の変速段）に応じた値を予め実験や解析などによって定めて用いることができる。

Teest=dNe・C1+dNm2・C2+Tm1・C3+Tm2・C4 (11)

実施例のハイブリッド自動車２０では、上述の式（７）に示したように、エンジン２２の回転加速度ｄＮｅとモータＭＧ２の回転加速度ｄＮｍ２とモータＭＧ１のトルクＴｍ１とモータＭＧ２のトルクＴｍ２とを用いて変速機６０の伝達トルクＴｃｅｓｔを計算するものとしたが、他の手法、例えば、変速機６０の応答性をむだ時間を有する一次遅れ系とみなして推定する手法などを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の伝達トルクＴｃｅｓｔ（推定値）にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じて得られる変速機６０の伝達パワーＰｃｅｓｔ（推定値）に基づいてエンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎを計算するものとしたが、入力軸要求トルクＴｉｎ＊にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じて得られるパワーなどに基づいてエンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎ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、エンジン２２とモータＭＧ１とにプラネタリギヤ３０のキャリア３０ｃとサンギヤ３０ｓとを接続するものとしたが、エンジン２２とプラネタリギヤ３０との間にクラッチを介在させ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、リングギヤ軸３２にモータＭＧ２を直接接続するものとしたが、リングギヤ軸３２に減速機を介してモータＭＧ２を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、リングギヤ軸３２と駆動軸３６との間に変速機６０を介在させると共にリングギヤ軸３２にモータＭＧ２を接続するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、リングギヤ軸３２と駆動軸３６との間にクラッチ１６０を介在させると共にリングギヤ軸３２にモータＭＧ２を接続するものとしてもよいし、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、リングギヤ軸３２と駆動軸３６との間にクラッチ２６０を介在させると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続するものとしてもよい。

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「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、変速機６０が「動力伝達機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、図４の変速機制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０が「制御手段」に相当する。

ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「第１モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、如何なるタイプのモータであっても構わない。「プラネタリギヤ」としては、プラネタリギヤ３０（シングルピニオン式のプラネタリギヤ）に限定されるものではなく、ダブルピニオン式のプラネタリギヤや、複数のプラネタリギヤの組み合わせによって構成されたものなど、エンジンの出力軸と第１モータの回転子と第３軸とに３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるタイプのプラネタリギヤであっても構わない。「動力伝達機構」としては、変速機６０に限定されるものではなく、クラッチなど、係合要素を有し第３軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力の伝達および伝達の解除を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「第２モータ」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、第３軸または駆動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モータであっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、第１モータおよび第２モータと電力をやりとり可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「制御手段」としては、変速機６０の変速中（変速段の変更中）には、エンジン要求パワーＰｅ＊とハイブリッド部のイナーシャパワーＰｉｎｅｒとバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとを用いて変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘを設定し、入力軸要求トルクＴｉｎ＊を変速機６０のトルク容量上下限値Ｔｃｍｉｎ，Ｔｃｍａｘで制限した値からエンジン２２のトルク低下量Ｔｅｄｗｎをリングギヤ軸３２（変速機６０の入力軸６１）のトルク低下量に換算した値を減じて変速機６０のトルク容量指令Ｔｃ＊を設定して変速機６０を制御するものに限定されるものではなく、動力伝達機構の係合要素を半係合とするときには、エンジンのパワーとバッテリの許容入出力電力とプラネタリギヤの３つの回転要素の回転数の変化に伴って発生するイナーシャパワーとを用いて動力伝達機構のトルク容量上下限値を設定し、第３軸の要求トルクをトルク容量上下限値で制限した値に基づいて動力伝達機構のトルク容量指令を設定し、トルク容量指令を用いて動力伝達機構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、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０，６２，６４，６６ プラネタリギヤ、３０ｃ，６２ｃ、６４ｃ、６６ｃ キャリア、３０ｐ，６２ｐ，６４ｐ，６６ｐ ピニオンギヤ、３０ｒ，６２ｒ，６４ｒ，６６ｒ リングギア、３０ｓ，６２ｓ，６４ｓ，６６ｓ サンギヤ、３２ リングギヤ軸、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 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、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６０ 変速機、６１ 入力軸、６９ 回転数センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ１，Ｃ２、１６０，２６０ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ。

Claims (6)

1. エンジンと、第１モータと、前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転子と第３軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、係合要素を有し前記第３軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力の伝達および伝達の解除を行なう動力伝達機構と、前記第３軸または前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとり可能なバッテリと、を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記係合要素を半係合とするときには、前記エンジンのパワーと前記バッテリの許容入出力電力と前記プラネタリギヤの３つの回転要素の回転数の変化に伴って発生するイナーシャパワーとを用いて前記動力伝達機構のトルク容量上下限値を設定し、前記第３軸の要求トルクを前記トルク容量上下限値で制限した値に基づいて前記動力伝達機構のトルク容量指令を設定し、前記トルク容量指令を用いて前記動力伝達機構を制御する制御手段、
   を備えるハイブリッド自動車。
2. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
   前記動力伝達機構は、前記係合要素を複数有し、前記第３軸と前記駆動軸との間で変速段の変更を伴う動力の伝達および伝達の解除を行なう変速機であり、
   前記第２モータは、前記第３軸に動力を入出力可能に接続されており、
   前記制御手段は、前記変速機の変速段を変更する際、前記複数の係合要素のうち少なくとも１つを半係合とし、前記第３軸の要求トルクを前記トルク容量上下限値で制限した値に基づいて前記変速機のトルク容量指令を設定する手段である、
   ハイブリッド自動車。
3. 請求項２記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記変速機の変速段を変更する際、該変速機の変速段を変更しないときに比して前記エンジンのトルクが小さくなるよう該エンジンを制御し、前記第３軸の要求トルクを前記トルク容量上下限値で制限した値に比して前記エンジンのトルク低下量に対応する前記第３軸のトルクだけ小さな値を前記トルク容量指令に設定する手段である、
   ハイブリッド自動車。
4. 請求項２または３記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記変速機の変速段を変更する際、前記第２モータの目標回転加速度と変速開始時の回転加速度との差分を用いて前記イナーシャパワーを設定する手段である、
   ハイブリッド自動車。
5. 請求項２ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記変速機の変速段を変更する際、前記エンジンのパワーと前記変速機の伝達パワーと前記イナーシャパワーと前記バッテリの許容入力電力と前記エンジンの回転数とを用いて前記エンジンのトルク低下量を設定する手段である、
   ハイブリッド自動車。
6. 請求項５記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記変速機の変速段を変更する際、前記エンジンの要求パワーを前記エンジンのパワーとして用いて前記トルク容量上下限値を設定し、前記変速機の推定伝達パワーを前記変速機の伝達パワーとして用いて前記エンジンのトルク低下量を設定する手段である、
   ハイブリッド自動車。

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