JP4165518B2 - 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載し前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、遊星歯車機構の各回転要素に内燃機関の出力軸，発電機の回転軸，駆動軸が接続されると共に変速機を介して駆動軸に電動機が接続されたハイブリッド自動車に搭載された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速して駆動軸に出力している。
特開２００２−２２５５７８号公報

上述の動力出力装置では、変速機の変速段を変更する際に生じ得る変速ショックについては考慮されていない。例えば、クラッチのフリクション係合を伴って変速段を増速側に変更する場合や電動機の回転数の同期を伴って変速段を減速側に変更する場合には、駆動軸に予期しない正方向のトルクが作用する場合があり、これが変速ショックとなって乗員に違和感を生じさせてしまう。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、変速伝達装置における変速比を変更する際の変速ショックを抑制することを目的とする。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段における変速比を変更する際に該変更に伴って該変速伝達手段側から前記駆動軸に作用する駆動力が増加方向に変動するときには、該変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力を減少させることにより打ち消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を制御する変速比変更時制御手段と
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、変速伝達手段における変速比を変更する際に変更に伴って変速伝達手段側から駆動軸に作用する駆動力が増加方向に変動するときには、この変動の少なくとも一部が電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に直接伝達される直達駆動力を減少させることにより打ち消されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。従って、直達駆動力の減少をもって変速伝達手段における変速比を変更する際の変速ショックを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、前記変速伝達手段は、係合部材の係合状態を変更することにより変速比を変更可能な手段であり、前記変速比変更時制御手段は、前記係合部材の半係合を伴って前記変速伝達手段における変速比を増速側に変更している最中に前記直達駆動力を減少させる手段であるものとすることもできる。こうすれば、係合部材の半係合により変速比を増速側に変更する際の変速ショックを抑制することができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記変速比変更時制御手段は、前記電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段における変速比を減速側に変更している最中に前記直達駆動力を減少させる手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動制御による電動機の回転数の同期により変速比を減速側に変更する際の変速ショックを抑制することができる。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記電動機から正の駆動力が出力されていないときに前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされて変速比を変更する際に前記直達駆動力を減少させる手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機から正の駆動力が出力されていない状態にも拘わらず変速比を変更する際に変速伝達手段側から駆動軸に作用する駆動力が増加方向に変動することにより運転者に与える違和感を抑制することができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記変速比変更時制御手段は、前記内燃機関の回転数が所定回転数領域を外れない範囲で前記直達駆動力を減少させる手段であるものとすることもできる。こうすれば、直達駆動力を減少させることにより内燃機関が所定回転数領域を外れて回転するのを抑止することができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記変速比変更時制御手段は、前記蓄電手段の入出力制限の範囲で前記直達駆動力を減少させる手段であるものとすることもできる。こうすれば、直達駆動力を減少させることにより過剰な電力が蓄電手段に入出力されるのを抑止することができる。

また、本発明の動力出力装置において、前記変速比変更時制御手段は、前記電力動力入出力手段から出力するトルクを変更することにより前記直達駆動力が減少するよう制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記変速比変更時制御手段は、前記内燃機関の回転数の変更を伴って前記直達駆動力を減少させる手段であるものとすることもできる。

本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１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の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し、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。

本発明の自動車は、
上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記変速伝達手段における変速比を変更する際に該変更に伴って該変速伝達手段側から前記駆動軸に作用する駆動力が増加方向に変動するときには、該変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力を減少させることにより打ち消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を制御する変速比変更時制御手段とを備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果と同様の効果、例えば、直達駆動力の減少をもって変速伝達手段における変速比を変更する際の変速ショックを抑制することができる効果や直達駆動力を減少させることにより内燃機関が通常回転領域を外れて回転するのを抑止することができる効果や直達駆動力を減少させることにより蓄電手段が過剰に充放電するのを抑止することができる効果などを奏することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記変速伝達手段における変速比を変更する際に該変更に伴って該変速伝達手段側から前記駆動軸に作用する駆動力が増加方向に変動するときには、該変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力を減少させることにより打ち消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を制御する
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、変速伝達手段における変速比を変更する際に変更に伴って変速伝達手段側から駆動軸に作用する駆動力が増加方向に変動するときには、この変動の少なくとも一部が電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に直接伝達される直達駆動力を減少させることにより打ち消されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。従って、直達駆動力の減少をもって変速伝達手段における変速比を変更する際の変速ショックを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、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には変速機６０を介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力とを統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、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。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２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とモータＭＧ２と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、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に伝達可能に構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフ状態としてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。

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

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ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などが出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、変速機６０の変速比を変更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、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，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の残容量ＳＯＣ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，変速機６０のギヤ比Ｇｒなどの制御に必要なデータを入力する処理を行なう（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回転数センサにより検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。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。残容量ＳＯＣは、電流センサにより検出されたバッテリ５０の充放電電流に基づいてバッテリＥＣＵ５２により演算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。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、残容量ＳＯＣや電池温度などに基づいてバッテリＥＣＵ５２により設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。変速機６０のギヤ比Ｇｒは、基本的には、変速比が変更されたときのギヤの状態に基づいてＨｉギヤのギヤ比ＧｈｉかＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏかのいずれかをギヤ比Ｇｒとして入力するものとし、変速比の変更中にはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒで割って演算されたものをギヤ比Ｇｒとして入力するものとした。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることにより求めることができる。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶している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。要求トルク設定用のマップの一例を図４に示す。また、要求パワーＰｅ＊は、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊と損失Ｌｏｓｓとの和により演算されたものを設定するものとした。なお、充放電要求パワーＰｂ＊は、残容量ＳＯＣやアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定することができる。

要求パワーＰｅ＊を設定すると、設定した要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転させる動作ラインとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。エンジン２２の動作ラインの一例および目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、図示するように、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。

次に、変速機６０の変速比が変更されている最中（変速処理中）であるかを判定し（ステップＳ１３０）、変速処理中でないと判定されたときには変速機６０の変速比を変更するよう変速要求がなされているかを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、変速要求は、実施例では、要求トルクＴｒ＊と車速Ｖと変速機６０の現在のギヤの状態とに基づいて予め定められたタイミングで行なうものとした。

変速処理中でなく変速要求もなされていないと判定されたときには、ステップＳ１２０で設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝ｋ・Ｖ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２２０）。動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。前述したように、サンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１でありキャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅであるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊はリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ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とに基づいて式（１）により計算することができる。したがって、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することにより、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。ここで、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「ＫＰ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ＫＩ」は積分項のゲインである。なお、図６におけるＲ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１で反力を受け持ちながらエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで運転させたときにエンジン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（以下、これを直達トルクＴｅｒ（＝−Ｔｍ１＊／ρ）と呼ぶ）と、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。

Nm1*=(Ne*・(1+ρ)-k・V)/ρ …（１）
Tm1*=前回Tm1*＋KP（Nm1*-Nm1)＋KI∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）

モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すると、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と変速機６０のギヤ比Ｇｒとに基づいて要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに作用させるためにモータ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Ｓ２３０）。なお、式（３）は、図６の共線図に基づいて容易に導き出すことができる。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づいて次式（４）および次式（５）によりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの下限，上限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算し（ステップＳ２４０）、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとトルク制限Ｔｍ２ｍａｘとのうち小さい方とトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎとを比較し、両者のうち大きい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定する（ステップＳ２５０）。これにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、後述するダウンシフト処理によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の調整が要求されたときには、ステップＳ２５０で設定したトルク指令Ｔｍ２＊に拘わらずその要求に従う（ステップＳ２６０）。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（３）
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（５）

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップ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Ｓ１４０で変速要求がなされたと判定されると、その変速要求が変速機６０のギヤの状態をＬｏギヤからＨｉギヤに変更するアップシフトの変速要求であるかを判定する（ステップＳ１５０）。アップシフトの変速要求であると判定されると、アップシフト処理を開始し（ステップＳ１６０）、アップシフトの変速要求ではなく変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤからＬｏギヤに変更するダウンシフトの変速要求であると判定されると、ダウンシフト処理を開始する（ステップＳ１７０）。ここで、アップシフト処理は、図７に例示するアップシフト処理を実行することにより行なわれ、ダウンシフト処理は、図９に例示するダウンシフト処理を実行することにより行なわれる。以下、図３の駆動制御ルーチンの説明を中断し、これらの処理について順に説明する。

図７のアップシフト処理では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、現在設定されているモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を入力し（ステップＳ３００）、ブレーキＢ２の係合を解除すると共に（ステップＳ３１０）ブレーキＢ１をフリクション係合し（ステップＳ３２０）、入力したトルク指令Ｔｍ２＊が値０以下か否かを判定する（ステップＳ３３０）。トルク指令Ｔｍ２＊が値０以下でないと判定されたときには、車速ＶとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを入力し（ステップＳ３４０）、次式（６）に示すように、入力した車速Ｖに換算係数ｋを乗じて得られるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝ｋ・Ｖ）にＨｉギヤのギヤ比Ｇｈｉを乗じることにより変速比を変更した後（変速後）のモータＭＧ２のモータ回転数Ｎｍ２＊を計算し（ステップＳ３５０）、入力した回転数Ｎｍ２が計算した変速後のモータ回転数Ｎｍ２＊近傍に至るのを待って（ステップＳ３６０）、ブレーキＢ１を完全に係合して（ステップＳ４４０）、処理を終了する。一方、トルク指令Ｔｍ２＊が値０以下と判定されたときには、モータＭＧ２から正のトルクが出力されていないと判断し、イナーシャ相が開始されるまで待つ（ステップＳ３７０）。ここで、イナーシャ相が開始されたか否かは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化（例えば、モータＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ２と前回の回転数との差）に基づいて判定することができる。イナーシャ相が開始されると、値０に設定されているフラグＦに値１を設定し（ステップＳ３８０）、車速ＶとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを入力し（ステップＳ３９０）、入力した車速ＶとＨｉギヤのギヤ比Ｇｈｉとに基づいて前述した式（６）により変速後のモータ回転数Ｎｍ２＊を計算し（ステップＳ４００）、ブレーキＢ１のフリクション係合によりモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変速後のモータ回転数Ｎｍ２＊に所定値αをプラスした回転数まで低下するのを待って（ステップＳ４１０）、値１に設定したフラグＦを値０に戻す（ステップＳ４２０）。その後、更に、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変速後のモータ回転数Ｎｍ２＊近傍に至るのを待って（ステップＳ４３０）、ブレーキＢ１を完全に係合して（ステップＳ４４０）、処理を終了する。アップシフトする際の変速機６０の共線図の一例を図８に示す。図中、Ｓ１軸はダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａのサンギヤ６１の回転数を示し、Ｒ１，Ｒ２軸はダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａおよびシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂのリングギヤ６２，６６の回転数を示し、Ｃ１，Ｃ２軸はリングギヤ軸３２ａの回転数であるダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａおよびシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂのキャリア６４，６８の回転数を示し、Ｓ２軸はモータＭＧ２の回転数であるシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂのサンギヤ６５の回転数を示す。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る。ここで、モータＭＧ２から正のトルクが出力されているときにはその正のトルクにより回転数は増加しようとし、モータＭＧ２から負のトルクが出力されているときにはその負のトルクにより回転数は減少しようとするが、ブレーキＢ１をフリクション係合させると、モータＭＧ２から出力されているトルクの正負に拘わらず回転数は減少する。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＨｉギヤの回転数Ｎｍ２＊近傍になったときにブレーキＢ１を完全に係合することにより、Ｈｉギヤの状態に変更することができる。このように、ブレーキＢ１をフリクション係合させると、モータＭＧ２から出力されているトルクの正負に拘わらずモータＭＧ２の回転数が低下するから、これに伴って正方向のイナーシャトルクがリングギヤ軸３２ａに作用する。前述したフラグＦは、アップシフトする際にモータＭＧ２から正のトルクが出力されていないときに正方向のイナーシャトルクがリングギヤ軸３２ａに作用している状態を判定するためのフラグであり、実施例では、イナーシャ相が開始されてからＨｉギヤの状態に変更される直前（所定値α）までに亘って値１が設定されるようそのタイミングを定めた。

Nm2*＝k・V・Ghi …（６）

図９のダウンシフト処理では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、現在設定されているモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を入力し（ステップＳ５００）、ブレーキＢ１の係合を解除して（ステップＳ５１０）、入力したトルク指令Ｔｍ２＊が値０以下か否かを判定する（ステップＳ５２０）。トルク指令Ｔｍ２＊が値０以下でないと判定されたときには、車速ＶとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを入力し（ステップＳ５３０）、次式（７）に示すように、入力した車速Ｖに換算係数ｋを乗じて得られるリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝ｋ・Ｖ）にＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏを乗じることにより変速後のモータＭＧ２のモータ回転数Ｎｍ２＊を計算し（ステップＳ５４０）、入力した回転数Ｎｍ２が計算した変速後のモータ回転数Ｎｍ２＊近傍に至るのを待って（ステップＳ５５０）、ブレーキＢ２を係合して（ステップＳ６５０）、処理を終了する。一方、トルク指令Ｔｍ２＊が値０以下と判定されたときには、モータＭＧ２から正のトルクが出力されていないと判断し、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ２６０で調整トルクＴｓｅｔをトルク指令Ｔｍ２＊に設定するようトルク指令Ｔｍ２＊の調整を開始する（ステップＳ５６０）。ここで、調整トルクＴｓｅｔは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変速後のモータ回転数Ｎｍ２＊に同期させるために必要な正のトルクである。そして、イナーシャ相が開始されるまで待って（ステップＳ５７０）、前述したフラグＦに値１を設定すると共に（ステップＳ５８０）、車速ＶとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを入力し（ステップＳ５９０）、入力した車速ＶとＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏとに基づいて前述した式（７）により変速後のモータ回転数Ｎｍ２＊を計算し（ステップＳ６００）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変速後のモータ回転数Ｎｍ２＊から所定値αをマイナスした値にまで上昇するのを待って（ステップＳ６１０）、値１に設定したフラグＦを値０に戻すと共に（ステップＳ６２０）、調整トルクＴｓｅｔによるトルク指令Ｔｍ２＊の調整を終了する（ステップＳ６３０）。その後、更に、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変速後のモータ回転数Ｎｍ２＊近傍に至るのを待って（ステップＳ６４０）、ブレーキＢ２を係合して（ステップＳ６５０）、処理を終了する。ダウンシフトする際の変速機６０の共線図の一例を図１０に示す。図示するように、Ｈｉギヤの状態では、ブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフとされている。この状態からブレーキＢ１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る。ここで、モータＭＧ２から正のトルクが出力されているときにはその正のトルクにより回転数は増加し、モータＭＧ２から正のトルクが出力されていないときにはそのままでは回転数は増加しないから調整トルクＴｓｅｔをもって強制的に回転数を増加させる。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変速後のモータ回転数Ｎｍ２＊近傍に至ったときブレーキＢ２を係合することにより、Ｌｏギヤの状態に変更することができる。モータＭＧ２から調整トルクＴｓｅｔを出力すると、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａのサンギヤ６１側の慣性重量によりリングギヤ軸３２ａに正方向のトルクが作用する。フラグＦは、ダウンシフトする際には、モータＭＧ２から正のトルクが出力されていない状態から調整トルクＴｓｅｔを出力することによりこうした正方向のトルクがリングギヤ軸３２ａに作用している状態を判定するためのフラグでもあり、実施例では、イナーシャ相が開始されてからＬｏギヤの状態に変更される直前（所定値α）までに亘って値１が設定されるようそのタイミングを定めた。

Nm2*＝k・V・Glo …（７）

図３の駆動制御ルーチンに戻って、アップシフト処理やダウンシフト処理が開始された後や次回以降に実行されるルーチンのステップＳ１３０で変速処理中と判定されたときには、フラグＦが値１か否か（ステップＳ１８０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ未満か否か（ステップＳ１９０）、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗｒｅｆ以上か否かを判定する（ステップＳ２００）。ステップＳ１８０〜Ｓ２００のいずれかで否定的な判定がなされたときには、ステップＳ２２０以降の処理により、ステップＳ１２０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に基づいてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊やトルク指令Ｔｍ１＊，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、各設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１８０〜Ｓ２００のいずれも肯定的な判定がなされたときには、レートΔＮｅを前回このルーチンで設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に加えたものを新たな目標回転数Ｎｅ＊に設定し直すと共にこの目標回転数Ｎｅ＊でステップＳ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊を割ったものを新たな目標トルクＴｅ＊に設定し直し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２２０以降の処理により、設定し直した目標回転数Ｎｅ＊に基づいてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊やトルク指令Ｔｍ１＊，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、各設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して本ルーチンを終了する。このように、レートΔＮｅをもってエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を調整することにより、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が増加するから、前述したフィードバックの関係式（２）により計算されるモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊も正方向に変化する。トルク指令Ｔｍ１＊が正方向に変化すると、前述した図６に示すように、直達トルクＴｅｒ（＝−Ｔｍ１＊／ρ）は減少するから、前述したアップシフト処理やダウンシフト処理に伴ってリングギヤ軸３２ａに作用する正方向のトルクを打ち消すことができる。即ち、直達トルクＴｅｒを減少させることにより変速ショックを抑制することができるのである。レートΔＮｅをもってエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定し直すのはこうした理由による。レートΔＮｅは、モータＭＧ１から出力するトルクの変化の程度すなわち直達トルクＴｅｒを減少させる程度を定めるものであり、実施例では、予め定めた値を用いるものとした。勿論、アップシフト処理の際にブレーキＢ１の係合トルクやモータＭＧ２から出力されているトルクに基づいてリングギヤ軸３２ａに作用する正方向のトルクを推定したり、ダウンシフト処理の際にモータＭＧ２から出力されているトルク（調整トルクＴｓｅｔ）に基づいてリングギヤ軸３２ａに作用する正方向のトルクの変化を推定し、推定した正方向のトルクの変化が打ち消されるようレートΔＮｅを設定するものとしてもよい。エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以上のときにはレートΔＮｅによるエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の調整を行なわないのは、目標回転数Ｎｅ＊の調整はトルク指令Ｔｍ１＊の正方向の変化を伴うから、モータＭＧ１から出力されるトルクによりエンジン２２やモータＭＧ１がその上限回転数を超えて回転する場合があり、これに対応してエンジン２２から出力するトルクを制限するとショックが生じるからである。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗｒｅｆ未満のときにはレートΔＮｅによるエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の調整を行なわないのは、トルク指令Ｔｍ１＊を正方向に変化させるとモータＭＧ１が電動機として機能する場合があり、特に、ダウンシフトの際に調整トルクＴｓｅｔをもってモータＭＧ２から正のトルクが出力されモータＭＧ２も電動機として機能しているときにバッテリ５０が過放電する場合があるからである。

図１１に、アップシフトの際の回転数Ｎｍ２と調整トルクＴｓｅｔによる出力トルクと直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクの時間変化の様子を示し、図１２に、ダウンシフトの際の回転数Ｎｍ２とブレーキＢ１のフリクション係合による出力トルクと直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクの時間変化の様子を示す。図１１に示すように、モータＭＧ２から正のトルクが出力されていない状態でアップシフト処理が開始されてからブレーキＢ１のフリクション係合により時刻ｔ１にイナーシャ相が開始されると、Ｈｉギヤに変更される直前の時刻ｔ２までに亘ってブレーキＢ１による正方向のイナーシャトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するが、これに同期してレートΔＮｅをもってエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を調整してトルク指令Ｔｍ１＊を正方向に変化させることにより直達トルクＴｅｒを減少させるから、リングギヤ軸３２ａに作用する正方向のイナーシャトルクは打ち消され、変速ショックは抑制される。また、図１２に示すように、モータＭＧ２から正のトルクが出力されていない状態でダウンシフト処理が開始されてからモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をＬｏギヤの回転数Ｎｍ２＊に同期させるための調整トルクＴｓｅｔにより時刻ｔ１にイナーシャ相が開始されると、Ｌｏギヤに変更される直前の時刻ｔ２までに亘って調整トルクＴｓｅｔにより正方向のトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するが、これに同期してレートΔＮｅをもってエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を調整してトルク指令Ｔｍ１＊を正方向に変化させることにより直達トルクＴｅｒを減少させるから、リングギヤ軸３２ａに作用する正方向のトルクは打ち消され、変速ショックは抑制される。

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の変速比を変更する際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが正方向に変化するときには、この正方向のトルクをモータＭＧ１によりエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達される直達トルクＴｅｒを減少させることにより打ち消すから、変速比を変更する際の変速ショックを抑制することができる。しかも、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以上のときやバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗｒｅｆ未満のときには、直達トルクＴｅｒを減少させないから、エンジン２２やモータＭＧ１がその上限回転数を超えて回転するのを抑制したり、バッテリ５０が過放電するのを抑制したりすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以上のときには直達トルクＴｅｒを減少させないものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて回転数Ｎｅが大きいほど小さくなる傾向にレートΔＮｅを設定して直達トルクＴｅｒを減少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、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが所定値Ｗｒｅｆ未満のときに直達トルクＴｅｒを減少させないものとしたが、出力制限Ｗｏｕｔに基づいて出力制限Ｗｏｕｔが小さいほど小さくなる傾向にレートΔＮｅを設定して直達トルクＴｅｒを減少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、モータＭＧ２から正のトルクが出力されていない状態で変速比を変更する際に直達トルクＴｅｒを減少させるものとしたが、モータＭＧ２から若干の正のトルクが出力されている状態で変速比を変更する際にも直達トルクＴｅｒを減少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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を増加させてモータＭＧ１から出力する正のトルクを大きくすることにより直達トルクＴｅｒを減少させるものとしたが、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊を小さくすることにより直達トルクＴｅｒを減少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、アップシフト処理とダウンシフト処理のいずれの処理においてもリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが正方向に変化するときに、直達トルクＴｅｒを減少させるものとしたが、いずれか一方の処理だけに限ってリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが正方向に変化するときに、直達トルクＴｅｒを減少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、ＨｉギヤとＬｏギヤの２段の変速段をもって変速比を変更可能な変速機６０を用いるものとしたが、２段の変速段に限られるものではなく、３段以上の変速段と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、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１３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１３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１４の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車産業に利用可能である。

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。 実施例のハイブリッド自動車２０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の動作ラインおよび目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図である。 アップシフト処理の一例を示すフローチャートである。 アップシフトの際の変速機６０の共線図の一例を示す説明図である。 ダウンシフト処理の一例を示すフローチャートである。 ダウンシフトの際の変速機６０の共線図の一例を示す説明図である。 アップシフトの際の回転数Ｎｍ２と調整トルクＴｓｅｔによる出力トルクと直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクの時間変化の様子を示す説明図である。 ダウンシフトの際の回転数Ｎｍ２とブレーキＢ１のフリクション係合による出力トルクと直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクの時間変化の様子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。

符号の説明

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、３９ｃ，３９ｂ 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 サンギヤ、６２ リングギヤ、６３ａ 第１ピニオンギヤ、６３ｂ 第２ピニオンギヤ、６４ キャリア、６５ サンギヤ、６６ リングギヤ、６７ ピニオンギヤ、６８ キャリア、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、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 (11)

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、
   該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達可能な電力動力入出力手段と、
   動力を入出力可能な電動機と、
   変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
   前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   前記電動機から正の駆動力が出力されていないときに前記変速伝達手段における変速比を減速側に変更する際には、該変更に伴って該変速伝達手段側から前記駆動軸に作用する駆動力の増加方向の変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段の駆動により前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力を減少させることにより打ち消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を制御する変速比変更時制御手段と
   を備える動力出力装置。
2. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記変速伝達手段は、係合部材の係合状態を変更することにより変速比を変更可能な手段であり、
   前記変速比変更時制御手段は、前記係合部材の半係合を伴って前記変速伝達手段における変速比を増速側に変更している最中に前記直達駆動力を減少させる手段である
   動力出力装置。
3. 前記変速比変更時制御手段は、前記電動機の回転数の同期を伴って前記変速伝達手段における変速比を減速側に変更している最中に前記直達駆動力を減少させる手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
4. 前記変速比変更時制御手段は、前記内燃機関の回転数が所定回転数領域を外れない範囲で前記直達駆動力を減少させる手段である請求項１ないし３いずれか１項に記載の動力出力装置。
5. 前記変速比変更時制御手段は、前記蓄電手段の入出力制限の範囲で前記直達駆動力を減少させる手段である請求項１ないし４いずれか１項に記載の動力出力装置。
6. 前記変速比変更時制御手段は、前記電力動力入出力手段から出力するトルクを変更することにより前記直達駆動力を減少させる手段である請求項１ないし５いずれか１項に記載の動力出力装置。
7. 前記変速比変更時制御手段は、前記内燃機関の回転数の変更を伴って前記直達駆動力を減少させ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、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１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の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１ないし７いずれか１項に記載の動力出力装置。
9. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項１ないし７いずれか１項に記載の動力出力装置。
10. 前記請求項１ないし９いずれか１項に記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車。
11. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    前記電動機から正の駆動力が出力されていないときに前記変速伝達手段における変速比を減速側に変更する際には、該変更に伴って該変速伝達手段側から前記駆動軸に作用する駆動力の増加方向の変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段の駆動により前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力を減少させることにより打ち消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を制御する
    動力出力装置の制御方法。

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