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JP4301224B2 - 自動車およびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車およびその制御方法に関する。
従来、この種の自動車としては、遊星歯車機構にエンジンと第１モータと車軸とを接続すると共に車軸に第２モータを接続したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、効率のよい運転ポイントで運転されたエンジンからの動力を遊星歯車機構と２つのモータとによってトルク変換して車軸に出力することにより、車両全体のエネルギ効率を向上させている。
特開平９−３０８０１２号公報
ところで、エンジンからの動力を変速可能な変速段をもって変速して車軸に出力する有段の自動変速機を備えるタイプの自動車では、自動変速機の変速段の切り替えが行なわれたときには、エンジンの運転状態が変化することによって運転者に変速感を与えている。一方、上述の自動車では、シフトポジションに拘わらず任意の運転ポイントでエンジンを運転することができるから、シフトポジションが変更されたときでも運転ポイントを変更せずにエンジンの運転がなされる場合が生じる。この場合、有段の自動変速機の変速感に慣れている運転者に違和感を与えてしまう。
本発明の自動車およびその制御方法は、シフトポジションが変更されたときに運転者に変速感を与えることを目的の一つとする。また、本発明の自動車およびその制御方法は、シフトポジションが変更されたときには、蓄電装置への過大な電力による充放電を抑制しつつ運転者に変速感を与えることを目的の一つとする。
本発明の自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明の自動車は、
内燃機関と、シフトポジションに拘わらず任意の運転ポイントで運転される前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を車軸側に伝達する動力伝達手段と、車軸に動力を出力可能な電動機と、を備える自動車であって、
前記車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、
前記シフトポジションの変更がなされていないときには所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて実行用運転ポイントを設定し、前記シフトポジションの変更がなされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから少なくとも回転数を変更した運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定する実行用運転ポイント設定手段と、
前記設定された実行用運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記動力伝達手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の自動車では、シフトポジションの変更がなされていないときには、所定の制約を用いて車軸に要求される要求駆動力に基づいて実行用運転ポイントを設定すると共
に設定した実行用運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が車軸に出力されるよう内燃機関と動力伝達手段と電動機とを制御する。一方、シフトポジションの変更がなされたときには、所定の制約を用いて要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから少なくとも回転数を変更した運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定すると共に設定した実行用運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が車軸に出力されるよう内燃機関と動力伝達手段と電動機とを制御する。このため、シフトポジションの変更がなされたときには、内燃機関の回転数が変更されるから、運転者に変速感を与えることができ、シフトポジションの変更がなされても変速感がないことによって運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。
こうした本発明の自動車において、アクセルペダルの踏み込み量と車速とに基づいて前記シフトポジションを変更するシフトポジション変更手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、有段の自動変速機を搭載する自動車における変速感に近い変速感を運転者に与えることもできる。この場合、前記シフトポジション変更手段は、前記アクセルペダルが第１の所定量以上踏み込まれたときには前記車速に基づいて前記シフトポジションを変更する手段であるものとすることもできる。
本発明の自動車において、運転者のシフトポジション変更操作に基づいて前記シフトポジションを変更する第１シフトポジション変更手段と、アクセルペダルの踏み込み量と車速とに基づいて運転者のシフトポジション変更操作に拘わらずに前記シフトポジションを変更する第２シフトポジション変更手段と、を備え、前記実行用運転ポイント設定手段は、前記第１シフトポジション変更手段により前記シフトポジションの変更がなされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから少なくとも回転数を第１変更速度をもって変更した運転ポイントを前記実行用運転ポイントとして設定し、前記第２シフトポジション変更手段により前記シフトポジションの変更がなされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから少なくとも回転数を前記第１変更速度とは異なる第２変更速度をもって変更した運転ポイントを前記実行用運転ポイントとして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、運転者によるシフトポジション変更操作に基づくシフトポジションの変更かアクセル開度と車速とに基づくシフトポジションの変更かに応じた変速感を運転者に与えることができる。この場合、前記第２変更速度は、前記第１変更速度に比して小さい変更速度であるものとすることもできる。こうすれば、運転者によるシフトポジション変更操作に基づいてシフトポジションの変更がなされたときには運転者に変速感を与えることができ、アクセル開度と車速とに基づいてシフトポジションの変更がなされたときには意図しない変速による違和感を運転者に与えるのを抑制することができる。
また、本発明の自動車において、前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションの変更がなされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから該変更後のシフトポジションに基づいて少なくとも回転数を変更した運転ポイントを実行用運転ポイントとして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、変更後のシフトポジションに応じた変速感を運転者に与えることができる。
さらに、本発明の自動車において、前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションがアップシフトされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから回転数を小さくした運転ポイントを実行用運転ポイントとして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、シフトポジションがアップシフトされたときに運転者に変速感を与えることができる。この場合、前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションがアップシフトされたときには前記内燃機関の上限回転数を制限すると共に前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから該制限した内燃機関の上限回転数を用いて回転数を小さくした運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定する手段であるものとすることもできる。
あるいは、本発明の自動車において、前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションがダウンシフトされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから回転数を大きくした運転ポイントを実行用運転ポイントとして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、シフトポジションがダウンシフトされたときに運転者に変速感を与えることができる。
本発明の自動車において、前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションが変更されてから時間の経過にしたがって前記所定の制約を用いて設定される運転ポイントに近づくよう実行用運転ポイント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、シフトポジションが変更されてから時間の経過に伴って所定の制約を用いて設定される運転ポイントに近い運転ポイントで内燃機関を運転することができる。
また、本発明の自動車において、前記動力伝達手段および前記蓄電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段を備え、前記動力伝達手段は、前記内燃機関と前記車軸とに接続され電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記車軸に出力
する電力動力入出力手段であるものとすることもできる。この場合、前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションがアップシフトされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから前記蓄電手段の入力制限の範囲内で第１の変化程度をもって所定回転数だけ小さくした運転ポイントを実行用運転ポイントとして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、シフトポジションがアップシフトされて運転ポイントを変更する際の蓄電手段への過大な電力による充電を抑制することができる。また、前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションがダウンシフトされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから前記蓄電手段の出力制限の範囲内で第２の変化程度をもって所定回転数だけ大きくした運転ポイントを実行用運転ポイントとして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、シフトポジションがダウンシフトされて運転ポイントを変更する際の蓄電手段からの過大な電力による放電を抑制することができる。
さらに、本発明の自動車において、前記動力伝達手段は、無段変速機であるものとすることもできる。
本発明の自動車の制御方法は、
内燃機関と、シフトポジションに拘わらず任意の運転ポイントで運転される前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を車軸側に伝達する動力伝達手段と、車軸に動力を出力可能な電動機と、を備える自動車の制御方法であって、
（ａ）前記車軸に要求される要求駆動力を設定し、
（ｂ）前記シフトポジションの変更がなされていないときには所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて実行用運転ポイントを設定し、前記シフトポジションの変更がなされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから少なくとも回転数を変更した運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定し、
（ｃ）前記設定された実行用運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記動力伝達手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
この本発明の自動車の制御方法によれば、シフトポジションの変更がなされていないときには、所定の制約を用いて車軸に要求される要求駆動力に基づいて実行用運転ポイントを設定すると共に設定した実行用運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が車軸に出力されるよう内燃機関と動力伝達手段と電動機とを制御する。一方、シフトポジションの変更がなされたときには、所定の制約を用いて要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから少なくとも回転数を変更した運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定すると共に設定した実行用運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が車軸に出力されるよう内燃機関と動力伝達手段と電動機とを制御する。このため、シフトポジションの変更がなされたときには、内燃機関の回転数が変更されるから、運転者に変速感を与えることができ、シフトポジションの変更がなされても変速感がないことによって運転者に違和感を与えるの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。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、減速ギヤ３５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にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５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からギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８，車軸３６を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
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。
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電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂ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の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジション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。ここで、シフトレバー８１の操作位置としては、前進方向に走行する通常のドライブレンジや後進する際のリバースレンジ，アクセルオフ時にドライブレンジより大きな制動力を発生させるブレーキレンジ，駐車時に用いる駐車レンジ，中立のニュートラルレンジなどの他に、シーケンシャルシフトレンジがある。シーケンシャルシフトレンジは、実施例では、「Ｓ１」から「Ｓ５」までの５段のシーケンシャルシフトとして設定されており、運転者によるシフトレバー８１の操作に伴ってアップシフトまたはダウンシフトすると共にアクセル開度Ａｃｃが所定開度（例えば、９０％など）以上のときには運転者によるシフトレバー８１の操作が行なわれたか否かに拘わらず車速Ｖに基づいてアップシフトし、アクセル開度Ａｃｃが所定開度（例えば、１０％など）以下のときには運転者によるシフトレバー８１の操作が行なわれたか否かに拘わらず車速Ｖに基づいてダウンシフトするものとした。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とに基づいて駆動輪３９ａ，３９ｂに車軸３６を介して接続されたリングギヤ軸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、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特にシフトポジションＳＰがシーケンシャルシフトレンジにある状態でアップシフトまたはダウンシフトされたときの動作について説明する。図２は、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、シフトポジションＳＰがシーケンシャルシフトレンジにあるときに所定時間毎（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，シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなどの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。充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などに基づいて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。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂと残容量（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、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪３９ａ，３９ｂに車軸３６を介して接続されたリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。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たマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図３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、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が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和により設定するものとした。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除することにより求めたり、車速Ｖに換算計数ｋを乗じることにより求めたりすることができる。
続いて、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Ｓ１２０）。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＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定することにより行なわれる。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４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。
次に、後述するアップシフト時目標回転数再設定処理またはダウンシフト時目標回転数再設定処理を行なうか否かを判定する（ステップＳ１３０〜Ｓ１６０）。実施例では、アップシフト時目標回転数再設定処理を行なうか否かの判定は、フラグＦ１が値１であるか否かを判定すると共にアップシフトされたか否かを判定することにより行ない（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、ダウンシフト時目標回転数再設定処理を行なうか否かの判定は、フラグＦ２が値１であるか否かを判定すると共にダウンシフトされたか否かを判定することにより行なうものとした（ステップＳ１５０，Ｓ１６０）。ここで、フラグＦ１，Ｆ２は、それぞれアップシフト時目標回転数再設定処理，ダウンシフト時目標回転数再設定処理を行なっているか否かを判定するためのものであり、初期値として値０が設定され、そ
れぞれの処理を行なっているときに値１が設定される。また、アップシフト（例えば、「Ｓ３」から「Ｓ４」に変更）またはダウンシフト（例えば、「Ｓ４」から「Ｓ３」に変更）されたか否かの判定は、入力したシフトポジションＳＰの今回値と前回値とを比較することにより行なうことができる。フラグＦ１，Ｆ２が共に値０でありアップシフトおよびダウンシフトのいずれもなされていないときには、アップシフト時目標回転数再設定処理およびダウンシフト時目標回転数再設定処理のいずれも行なわないと判断し、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（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）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のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１９０）。ここで、式（１）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の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図５に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、この共線図における回転数の関係を用いることにより容易に導くことができる。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。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。なお、図５におけるＲ軸上の上向きの２つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ) …(1)
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt …(2)
モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ２００）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ２１０）、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎ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Ｓ２２０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、リングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図５の共線図から容易に導き出すことができる。
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(3)
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(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＊および
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Ｓ２３０）、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でアップシフトされたと判定されたときには、図６に例示するアップシフト時目標回転数再設定処理を実行し（ステップＳ１７０）、前述したステップＳ１９０以降の処理を実行する。以下、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理について説明する。アップシフト時目標回転数再設定処理では、まず、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の変更段階を示すフラグＧの値を調べ（ステップＳ３００）、フラグＧが値０であるときには、補正値αに所定値α１を設定すると共に（ステップＳ３１０）、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊から補正値αを減じることによりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定し（ステップＳ３２０）、フラグＧに値１を設定すると共に（ステップＳ３３０）、フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ３７０）、アップシフト時目標回転数再設定処理を終了する。ここで、所定値α１は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を小さくする程度を示すものであり、エンジン２２の特性などにより定められる。このように、アップシフトされたときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をシフトポジションＳＰが変更されていないときの運転ポイントにおける回転数、即ちエンジン２２を効率よく運転できる運転ポイントにおける回転数に比して小さくすることにより、運転者に変速感を与えることができる。この結果、アップシフトされたにも拘わらず変速感がないことによって運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。こうしてフラグＦ１に値１が設定されると、次回に図２の駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１３０で肯定的な判定、即ちアップシフト時目標回転数再設定処理を実行中であるとの判定がなされる。
ステップＳ３００でフラグＧが値１であるときには、前回のアップシフト時目標回転数再設定処理で設定された補正値（前回α）から所定値Δαを減じることにより補正値αを設定し（ステップＳ３４０）、設定した補正値αの値を調べ（ステップＳ３５０）、補正値αが正の値のときには、前述したステップＳ３２０の処理と同様にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定し（ステップＳ３６０）、フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ３７０）、アップシフト時目標回転数再設定処理を終了する。ここで、所定値Δαは、アップシフト時目標回転数再設定処理が実行される毎にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を効率よく運転できる運転ポイントにおける回転数に近づける程度を示すものであり、前述した所定値α１より小さい値としてエンジン２２の特性などにより定められる。こうしてアップシフト時目標回転数再設定処理が実行される毎に補正値αを徐々に小さくし、即ちエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を効率よく運転できる運転ポイントにおける回転数に徐々に近づけて、補正値αが値０以下になったときには（ステップＳ３６０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定することなく、フラグＦ１に値０を設定して（ステップＳ３８０）、アップシフト時目標回転数再設定処理を終了する。そして、フラグＦ１に値０が設定されると、次回に図２の駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１３０で否定的な判定、即ちアップシフト時目標回転数再設定処理は実行されていないとの判定がなされる。
図２の駆動制御ルーチンに戻って、ステップＳ１６０でダウンシフトされたと判定されたときには、図７に例示するダウンシフト時目標回転数再設定処理を実行し（ステップＳ
１８０）、前述したステップＳ１９０以降の処理を実行する。ダウンシフト時目標回転数再設定処理では、前述したフラグＧが値０であるときには（ステップＳ４００）、補正値βに所定値β１を設定すると共に（ステップＳ４１０）、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に補正値βを加えることによりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定し（ステップＳ４２０）、フラグＧに値１を設定すると共に（ステップＳ４３０）、フラグＦ２に値１を設定して（ステップＳ４７０）、ダウンシフト時目標回転数再設定処理を終了する。ここで、所定値β１は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を大きくする程度を示すものであり、エンジン２２の特性などにより定められる。このように、ダウンシフトされたときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をエンジン２２を効率よく運転できる運転ポイントにおける回転数に比して大きくすることにより、運転者に変速感を与えることができる。この結果、ダウンシフトされたにも拘わらず変速感がないことによって運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。こうしてフラグＦ２に値１が設定されると、次回に図２の駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１５０で肯定的な判定、即ちダウンシフト時目標回転数再設定処理を実行中であるとの判定がなされる。
ステップＳ４００でフラグＧが値１であるときには、前回のダウンシフト時目標回転数再設定処理で設定された補正値（前回β）から所定値Δβを減じることにより補正値βを設定し（ステップＳ４４０）、設定した補正値βの値が正の値のときには前述したステップＳ４２０の処理と同様にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定し（ステップＳ４５０，Ｓ４６０）、フラグＦ２に値１を設定して（ステップＳ４７０）、ダウンシフト時目標回転数再設定処理を終了し、補正値βが値０以下になったときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定することなくフラグＦ２に値０を設定して（ステップＳ４５０，Ｓ４８０）、ダウンシフト時目標回転数再設定処理を終了する。ここで、所定値Δβは、ダウンシフト時目標回転数再設定処理が実行される毎にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を効率よく運転できる運転ポイントにおける回転数に近づける程度を示すものであり、前述した所定値β１より小さい値としてエンジン２２の特性などにより定められる。これにより、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を効率よく運転できる運転ポイントにおける回転数に徐々に近づけることになる。こうしてフラグＦ２に値０が設定されると、次回に図２の駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１５０で否定的な判定、即ちダウンシフト時目標回転数再設定処理は実行されていないとの判定がなされる。
図８は、アップシフトされたときの車速ＶとシフトポジションＳＰとエンジン２２の回転数Ｎｅとの時間変化の様子を示す説明図である。図中、実線はシフトポジションＳＰが変更されたときにエンジン２２の回転数Ｎｅを変化させる場合の時間変化の様子を示し、破線はシフトポジションＳＰが変更されてもエンジン２２の回転数Ｎｅを変更しない場合の時間変化の様子を示す。いま、運転者がアクセルペダル８３を比較的大きく踏み込んで車両が加速しているときを考える。このとき、破線に示すように、時刻ｔ１で車速Ｖが所定車速Ｖ１に至って「Ｓ１」から「Ｓ２」にアップシフトされたにも拘わらずエンジン２２の回転数Ｎｅを変化させないものとすると、エンジンからの動力を変速して車軸に伝達する有段の自動変速機を搭載する自動車の変速感に慣れている運転者に違和感を与えてしまう。一方、実線に示すように、時刻ｔ１で車速Ｖが所定車速Ｖ１に至って「Ｓ１」から「Ｓ２」にアップシフトされたときにエンジン２２の回転数Ｎｅを一旦小さくすると共にその後に回転数ＮｅをシフトポジションＳＰが変更されていないときの回転数に近づけるものとすれば、有段の自動変速機を搭載する自動車における変速感に近い変速感を運転者に与えることができ、前述した違和感を抑制することができる。なお、「Ｓ２」から「Ｓ３」にアップシフトされたときなども同様に、エンジン２２の回転数Ｎｅを一旦小さくすると共にその後に回転数ＮｅをシフトポジションＳＰが変更されていないときの回転数に近づけることにより、運転者に変速感を与えることができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトポジションＳＰがシーケンシャルシフトレンジにある状態において、アップシフトされたときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を効率よく運転できる運転ポイントにおける回転数に比して小さくし、ダウンシフトされたときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を効率よく運転できる運転ポイントにおける回転数に比して大きくするから、アップシフトまたはダウンシフトされたときの変速感を運転者に与えることができ、エンジンからの動力を変速して車軸に伝達する有段の自動変速機を搭載する自動車における変速感に慣れている運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセル開度Ａｃｃが所定開度以上のときには運転者によってアップシフトされたか否かに拘わらず車速Ｖに基づいてアップシフトするシーケンシャルシフトレンジを備えるから、有段の自動変速機を備える自動車における変速感に近い変速感を運転者に与えることもできる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理における所定値α１および図７のダウンシフト時目標回転数再設定処理における所定値β１は、変更後のシフト段（「Ｓ３」や「Ｓ４」など）に拘わらずそれぞれ固定値を用いるものとしたが、変更後のシフト段に基づいて異なる値を用いるものとしてもよい。例えば、変更後のシフト段が大きくなるほど小さくなる傾向の所定値α１および所定値β１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、アップシフトされたときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を小さくし、ダウンシフトされたときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を大きくするものとしたが、アップシフトされたときには目標回転数Ｎｅ＊を小さくするもののダウンシフトされたときには目標回転数Ｎｅ＊を変更しないものとしてもよいし、アップシフトされたときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を変更しないもののダウンシフトされたときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を大きく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、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理において、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊から補正値αを減じることによりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定するものとしたが、これ以外の方法によりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定するものとしてもよい。例えば、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に値１より小さい補正係数κ１を乗じることによりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定するものとしてもよい。図７のダウンシフト時目標回転数再設定処理についても同様に、例えば、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に値１より大きい補正係数κ２を乗じることによりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再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、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を直接的に補正するものとしたが、これに代えてエンジン２２を運転可能な回転数の上限値としての上限回転数Ｎｅｍａｘを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を制限するものとしてもよい。この場合のアップシフト時目標回転数再設定処理を図９に示す。図９のアップシフト時目標回転数再設定処理では、フラグＧが値０であるときには（ステップＳ５００）、上限回転数Ｎｅｍａｘから所定値γを減じることによりアップシフト時上限回転数Ｎｅｍａｘ１を設定し（ステップＳ５１０）、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をアップシフト時上限回転数Ｎｅｍａｘ１で制限し（ステップＳ５２０）、フラグＧに値１を設定すると共に（ステップＳ５３０）、フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ５７
０）、アップシフト時目標回転数再設定処理を終了する。ここで、所定値γは、アップシフトされたときのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊がシフトポジションＳＰが変更されていないときのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に比して小さくなるような値として設定され、エンジン２２の特性などにより定められる。ステップＳ５００でフラグＧが値１であるときには、前述した所定値γより小さい所定値Δγを前回のアップシフト時目標回転数再設定処理で設定されたアップシフト時上限回転数（前回Ｎｅｍａｘ１）に加えることによりアップシフト時上限回転数Ｎｅｍａｘ１を設定し（ステップＳ５４０）、アップシフト時上限回転数Ｎｅｍａｘ１が上限回転数Ｎｅｍａｘより小さいときには前述したステップＳ５２０と同様にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をアップシフト時上限回転数Ｎｅｍａｘ１で制限すると共にフラグＦ１に値１を設定し（ステップＳ５５０〜５７０）、アップシフト時上限回転数Ｎｅｍａｘ１が上限回転数Ｎｅｍａｘ以上になったときにフラグＦ１に値０を設定して（ステップＳ５５０，Ｓ５８０）、アップシフト時目標回転数再設定処理を終了する。この場合には、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をアップシフト時上限回転数Ｎｅｍａｘ１で制限することにより、運転者に変速感を与えることができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理および図７のダウンシフト時目標回転数再設定処理において、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を変化させる際にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを考慮していないが、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを考慮するものとしてもよい。この場合のアップシフト時目標回転数再設定処理の一例を図１０に示し、ダウンシフト時目標回転数再設定処理の一例を図１１に示す。図１０のアップシフト時目標回転数再設定処理は、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理のステップＳ３１０〜Ｓ３３０の処理に代えてステップＳ６００〜Ｓ６４０の処理を行なう点を除いて図６のアップシフト時目標回転数再設定処理と同一である。図１０のアップシフト時目標回転数再設定処理では、フラグＧが値０であるときには（ステップＳ３００）、前回のアップシフト時目標回転数再設定処理で設定された補正値（前回α）に所定値Δα１を加えることにより補正値αを設定すると共に（ステップＳ６００）、設定した補正値αを補正上限値αｍａｘで制限し（ステップＳ６１０）、制限した補正値αを図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊から減じることによりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定し（ステップＳ６２０）、補正値αが補正上限値αｍａｘでないときには（ステップＳ６３０）、フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ３３０）、アップシフト時目標回転数再設定処理を終了する。ここで、補正値αは初期値として値０が設定され、補正上限値αｍａｘは図６のアップシフト時目標回転数再設定処理における所定値α１に相当するものである。また、所定値Δα１は、アップシフト時目標回転数再設定処理が実行される毎にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を小さくする程度を示すものであり、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎなどにより定められる。ここで、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを考慮して所定値Δα１を設定するのは以下の理由による。いま、車両が通常走行している状態でエンジン２２の回転数Ｎｅを小さくする場合を考える。この場合、モータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１を大きくすることによってエンジン２２の回転数Ｎｅを小さくすることができるが、モータＭＧ１からのトルクＴｍ１を大きくすると、モータＭＧ１の発電電力（Ｔｍ１・Ｎｍ１）も大きくなるため、モータＭＧ２で消費できない余剰電力はバッテリ５０に充電されることになる。したがって、バッテリ５０に過大な電力が入力されるのを抑制するためにバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを考慮して所定値Δα１を設定するのである。また、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを考慮してできるだけ大きな値を所定値Δα１に設定すれば、素早い変速感を運転者に与えることができる。こうしてアップシフト時目標回転数再設定処理が実行される毎に補正値αを大きくしていき、即ちエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を小さくしていき、ステップＳ６３０で補正値αが補正上限値αｍａｘであるときにフラグＧに値１を設定するのである（ステップＳ６４０）。なお、ステップＳ３００でフラグＧが値１であるときについては、前述したように、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理と同一であるので省略する。
次に、図１１のダウンシフト時目標回転数再設定処理について説明する。図１１のダウンシフト時目標回転数再設定処理は、図７のダウンシフト時目標回転数再設定処理のステップＳ４１０〜Ｓ４３０の処理に代えてステップＳ７００〜Ｓ７４０の処理を行なう点を除いて図７のアップシフト時目標回転数再設定処理と同一である。図１１のダウンシフト時目標回転数再設定処理では、フラグＧが値０であるときには（ステップＳ４００）、前回のダウンシフト時目標回転数再設定処理で設定された補正値（前回β）に所定値Δβ１を加えることにより補正値βを設定すると共に（ステップＳ７００）、設定した補正値βを補正上限値βｍａｘで制限し（ステップＳ７１０）、制限した補正値βを図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に加えることによりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定し（ステップＳ７２０）、補正値βが補正上限値βｍａｘでないときには（ステップＳ７３０）、フラグＦ２に値１を設定して（ステップＳ３３０）、ダウンシフト時目標回転数再設定処理を終了する。ここで、補正値βは初期値として値０が設定され、補正上限値βｍａｘは図７のアップシフト時目標回転数再設定処理における所定値β１に相当するものである。また、所定値Δβ１は、ダウンシフト時目標回転数再設定処理が実行される毎にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を大きくする程度を示すものであり、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなどにより定められる。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを考慮して所定値Δβ１を設定するのは以下の理由による。いま、車両が通常走行している状態でエンジン２２の回転数Ｎｅを大きくする場合を考える。この場合、モータＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１を小さくすることによってエンジン２２の回転数Ｎｅを大きくすることができるが、モータＭＧ１からのトルクＴｍ１を小さくすると、モータＭＧ１の発電電力（Ｔｍ１・Ｎｍ１）も小さくなるため、モータＭＧ２で消費する電力の一部をバッテリ５０から供給することになる。したがって、バッテリ５０から過大な電力が出力されるのを抑制するためにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを考慮して所定値Δβ１を設定するのである。また、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを考慮してできるだけ大きな値を所定値Δβ１に設定すれば、素早い変速感を運転者に与えることができる。こうしてダウンシフト時目標回転数再設定処理が実行される毎に補正値βを大きくしていき、即ちエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を大きくしていき、ステップＳ７３０で補正値βが補正上限値βｍａｘであるときにフラグＧに値１を設定するのである（ステップＳ７４０）。なお、ステップＳ４００でフラグＧが値１であるときについては、前述したように、図７のダウンシフト時目標回転数再設定処理と同一であるので省略する。図１２は、ダウンシフト（「Ｓ４」から「Ｓ３」に変更）されたときの車速ＶとシフトポジションＳＰとエンジン２２の回転数Ｎｅの時間変化の様子を示す説明図である。図中、実線はバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを考慮して前述した所定値Δβ１を設定したときの時間変化の様子を示し、破線はバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを考慮せずに所定値Δβ１を設定したときの時間変化の様子を示す。時刻ｔ５でダウンシフトされたときに、所定値Δβ１に比較的小さい値を設定すると、図中破線に示すように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が緩やかに変化するため、運転者に素早い変速感を与えることができない。一方、時刻ｔ５でダウンシフトされたときに、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを考慮してできるだけ大きな値を所定値Δβ１に設定すれば、バッテリ５０からの過大な電力による放電を抑制しつつエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を迅速に変化させることができ、素早い変速感を運転者に与えることができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理において、運転者のシフトレバー８１の操作に伴ってアップシフトされたかアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてアップシフトされたかを考慮せずにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を変化させるものとしたが、これを考慮してエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を変化させるものとしてもよい。この場合のアップシフト時目標回転数再設定処理の一例を図１３に示す。図１３のアップシフト時目標回転数再設定処理は、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理のステップＳ３１０〜Ｓ３３０に代えてステップＳ７５０〜Ｓ７６４の処理を行なう点を除いて図６のアップシフト時目標回転数再設定処理と同一である。図１３のアップシフト時目標回転数再設定処理では、ステップＳ３００でフラグＧが値０であるときには、アップシフトが運転者のシフトレバー８１の操作に伴うものかアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づくものかを判定し（ステップＳ７５０）、アップシフトが運転者のシフトレバー８１の操作に伴うものであるときには、比較的大きい所定値α２を補正値勾配Δα２に設定し（ステップＳ７５２）、設定した補正値勾配Δα２を前回の補正値（前回α）に加えることにより補正値αを設定し（ステップＳ７５６）、設定した補正値αを補正上限値αｍａｘで制限し（ステップＳ７５８）、制限した補正値αを図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０で設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊から減じることによりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を再設定し（ステップＳ７６０）、補正値αが補正上限値αｍａｘでないときには（ステップＳ７６２）、フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ３７０）、アップシフト時目標回転数再設定処理を終了し、補正値αが補正上限値αｍａｘであるときにはフラグＧに値１を設定し（ステップＳ７６０，Ｓ７６４）、フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ３７０）、アップシフト時目標回転数再設定処理を終了する。ここで、補正値αは初期値として値０が設定され、補正上限値αｍａｘは図６のアップシフト時目標回転数再設定処理における所定値α１に相当するものである。このように、運転者のシフトレバー８１の操作に伴ってアップシフトされたときには、比較的大きな補正値勾配Δα２に基づく補正値αを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を小さくするから、エンジン２２の回転数Ｎｅを急減させることにができ、運転者に変速感を与えることができる。一方、ステップＳ７５０でアップシフトがアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて行なわれたものであるときには、所定値α２より小さい所定値α３を補正値勾配Δα２に設定し（ステップＳ７５４）、ステップＳ７５６以降の処理を実行する。このように、運転者がシフトレバー８１の操作を行なっていないにも拘わらずアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてアップシフトされたときには、比較的小さな補正値勾配Δα２に基づく補正値αに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を小さくするから、エンジン２２の回転数Ｎｅを比較的緩やかに減少させることができ、意図しないアップシフトによる違和感を運転者に与えてしまうのを抑制することができる。また、こうした違和感を運転者に与えない程度の所定値α３を補正値勾配Δα２に設定するのである。なお、ステップＳ３００でフラグＧが値１であるときについては、前述したように、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理と同様であるので省略する。図１４は、アップシフト（「Ｓ３」から「Ｓ４」に変更）されたときのシフトポジションＳＰとエンジン２２の回転数Ｎｅとの時間変化の様子を示す説明図である。図中、実線は運転者によるシフトレバー８１の操作に伴ってアップシフトされたときを示し、点線はアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてアップシフトされたときを示す。図中、実線に示すように、時刻ｔ６でシフトレバー８１の操作に伴ってアップシフトされたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを比較的急減させることにより運転者に変速感を与えることができる。一方、点線に示すように、時刻ｔ６で運転者によってシフトレバー８１が操作されていないにも拘わらずにアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてアップシフトされたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅを比較的緩やかに減少させることにより意図しないアップシフトによる違和感を運転者に与えてしまうのを抑制することができる。この変形例では、アップシフトの場合について説明したが、ダウンシフトの場合についても同様に運転者のシフトレバー８１の操作に伴ってダウンシフトされたかアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてダウンシフトされたかを考慮してエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を変化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、シフトポジションＳＰが変更されたときには、図６のアップシフト時目標回転数再設定処理または図７のダウンシフト時目標回転数再設定処理を実行することにより、シフトポジションＳＰが変更されていないときの運転ポイントから回転数だけを変更するものとしたが、回転数に加えてトルクも変更するものとしてもよい。この場合の駆動制御ルーチンの一例の一部を図１５に示す。図１５の駆動制御ルーチンは、図２の駆動制御ルーチンのアップシフト時目標回転数再設定処理（ステップＳ１７０）およびダウンシフト時目標回転数再設定処理（ステップＳ１８０）に代えてア
ップシフト時運転ポイント再設定処理（ステップＳ１７０ｂ）およびダウンシフト時運転ポイント再設定処理（ステップＳ１８０ｂ）を実行する点を除いて図２の駆動制御ルーチンと同一である。なお、図１５中、ステップＳ１３０ｂのフラグＦ３，ステップＳ１５０ｂのフラグＦ４は、それぞれアップシフト時運転ポイント再設定処理，ダウンシフト時運転ポイント再設定処理を行なっているか否かを判定するために用いられるものであり、初期値として値０が設定され、それぞれの処理を行なっているときに値１が設定される。図１５の駆動制御ルーチンでは、ステップＳ１４０でアップシフトされたと判定されたときには、アップシフト時運転ポイント再設定処理を実行し（ステップＳ１７０ｂ）、次回に図１５の駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１３０ｂでアップシフト時運転ポイント再設定処理を実行中であると判定され、アップシフト時運転ポイント再設定処理を実行する（ステップＳ１７０ｂ）。一方、ステップＳ１６０でダウンシフトされたと判定されたときには、ダウンシフト時運転ポイント再設定処理を実行し（ステップＳ１８０ｂ）、次回に図１５の駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１４０ｂでダウンシフト時運転ポイント再設定処理を実行中であると判定され、ダウンシフト時運転ポイント再設定処理を実行する（ステップＳ１７０ｂ）。例としてアップシフト時運転ポイント再設定処理について図１６に示す。図１６のアップシフト時運転ポイント再設定処理では、エンジン２２の運転ポイントの変更段階を示すフラグＧ２の値を調べ（ステップＳ８００）、フラグＧ２が値０であるときには、補正値εにエンジン２２の特性などにより定められる所定値ε１を設定すると共に（ステップＳ８１０）、図１５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０で設定された要求パワーＰｅ＊から補正値εを減じることにより要求パワーＰｅ＊を再設定し（ステップＳ８２０）、再設定した要求パワーＰｅ＊とエンジン２２の動作ラインとを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを再設定し（ステップＳ８３０）、フラグＧ２に値１を設定すると共に（ステップＳ８４０）、フラグＦ３に値１を設定し（ステップＳ８９０）、アップシフト時運転ポイント再設定処理を終了する。このときのエンジン２２の運転ポイントの変化の様子を図１７に示す。アップシフトされたときには、図示するように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を小さくして運転ポイントを変更することにより、運転者に変速感を与えることができる。なお、このとき、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が小さくなることによるエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（直達トルクという）の減少分についてはバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを考慮した範囲内でモータＭＧ２から出力することにより、車軸３６に接続されたリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが減少することによるショックを抑制することができる。しかしながら、より変速感を運転者に与えるために、エンジン２２からの直達トルクの減少分をモータＭＧ２からのトルクによって補わないものとしてもよい。ステップＳ８００でフラグＧ２が値１であるときには、前回のアップシフト時運転ポイント再設定処理で設定された補正値（前回ε）から所定値Δεを減じることにより補正値εを設定し（ステップＳ８５０）、設定した補正値εが正の値のときには（ステップＳ８６０）、前述したステップＳ８２０，Ｓ８３０と同様に要求パワーＰｅ＊を再設定すると共にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ８７０，Ｓ８８０）、フラグＦ３に値１を設定して（ステップＳ８９０）、アップシフト時運転ポイント再設定処理を終了する。こうして補正値εを徐々に小さくし、即ち要求パワーＰｅ＊をシフトポジションＳＰが変更されていないときの要求パワーＰｅ＊に徐々に近づけて、補正値εが値０以下になったときには目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを再設定することなくフラグＦ３に値０を設定し（ステップＳ９００）、アップシフト時運転ポイント再設定処理を終了する。なお、図１５の駆動制御ルーチンのステップＳ１６０でダウンシフトされたときには、要求パワーＰｅ＊を大きくして運転ポイントを変更することにより、運転者に変速感を与えることができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された車軸３６に出力するものとしたが、図１８の変形例のハイブリッド自動車１２
０に例示するように、モータＭＧ２の動力を駆動輪３９ａ，３９ｂとは異なる駆動輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸３６ｂに出力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に連結された車軸３６に出力するものとしたが、図１９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に連結された車軸３６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２３０を備え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からの動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された車軸３６に出力するものとしたが、図２０の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を無段変速機３３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された車軸３６に出力するものとしてもよい。
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明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。 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。 動力分配統合機構３０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。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアップシフト時目標回転数再設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるダウンシフト時目標回転数再設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 アップシフトされたときの車速ＶとシフトポジションＳＰとエンジン２２の回転数Ｎｅと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用電子制御ユニット７０により実行されるアップシフト時目標回転数再設定処理の一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアップシフト時目標回転数再設定処理の一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるダウンシフト時目標回転数再設定処理の一例を示すフローチャートである。 ダウンシフトされたときの車速ＶとシフトポジションＳＰとエンジン２２の回転数Ｎｅと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用電子制御ユニット７０により実行されるアップシフト時目標回転数再設定処理の一例を示すフローチャートである。 アップシフトされたときのシフトポジションＳＰとエンジン２２の回転数Ｎｅと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の一部を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアップシフト時運転ポイント再設定処理の一例を示すフローチャートである。 アップシフトされたときのエンジン２２の運転ポイントの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。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
符号の説明
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３１ａ サンギヤ軸、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、３６，３６ｂ 車軸、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 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、４８ 回転軸、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、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、３３０ 無段変速機，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (15)

  1. 内燃機関と、シフトポジションに拘わらず任意の運転ポイントで運転される前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を車軸側に伝達する動力伝達手段と、車軸に動力を出力可能な電動機と、を備える自動車であって、
    前記車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、
    前記シフトポジションの変更がなされていないときには所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて実行用運転ポイントを設定し、前記シフトポジションの変更がなされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから少なくとも回転数を変更した運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定する実行用運転ポイント設定手段と、
    前記設定された実行用運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記動力伝達手段の目標駆動状態を設定し、前記設定された実行用運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した目標駆動状態で前記動力伝達手段が駆動され且つ前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記動力伝達手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
    を備える自動車。
  2. アクセルペダルの踏み込み量と車速とに基づいて前記シフトポジションを変更するシフトポジション変更手段を備える請求項１記載の自動車。
  3. 前記シフトポジション変更手段は、前記アクセルペダルが第１の所定量以上踏み込まれたときには前記車速に基づいて前記シフトポジションを変更する手段である請求項２記載の自動車。
  4. 請求項１記載の自動車であって、
    運転者のシフトポジション変更操作に基づいて前記シフトポジションを変更する第１シフトポジション変更手段と、
    アクセルペダルの踏み込み量と車速とに基づいて運転者のシフトポジション変更操作に拘わらずに前記シフトポジションを変更する第２シフトポジション変更手段と、
    を備え、
    前記実行用運転ポイント設定手段は、前記第１シフトポジション変更手段により前記シフトポジションの変更がなされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから少なくとも回転数を第１変更速度をもって変更した運転ポイントを前記実行用運転ポイントとして設定し、前記第２シフトポジション変更手段により前記シフトポジションの変更がなされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから少なくとも回転数を前記第１変更速度とは異なる第２変更速度をもって変更した運転ポイントを前記実行用運転ポイントとして設定する手段である
    自動車。
  5. 前記第２変更速度は、前記第１変更速度に比して小さい変更速度である請求項４記載の自動車。
  6. 前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションの変更がなされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから該変更後のシフトポジションに基づいて少なくとも回転数を変更した運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定する手段である請求項１ないし５いずれか記載の自動車。
  7. 前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションがアップシフトされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから回転数を小さくした運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定する手段である
    請求項１ないし６いずれか記載の自動車。
  8. 前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションがアップシフトされたときには前記内燃機関の上限回転数を制限すると共に前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから該制限した内燃機関の上限回転数を用いて回転数を小さくした運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定する手段である請求項７記載の自動車。
  9. 前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションがダウンシフトされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから回転数を大きくした運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定する手段である請求項１ないし８いずれか記載の自動車。
  10. 前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションが変更されてから時間の経過にしたがって前記所定の制約を用いて設定される運転ポイントに近づくよう実行用運転ポイントを設定する手段である請求項１ないし９いずれか記載の自動車。
  11. 請求項１ないし１０いずれか記載の自動車であって、
    前記動力伝達手段および前記蓄電手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段を備え、
    前記動力伝達手段は、前記内燃機関と前記車軸とに接続され電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記車軸に出力する電力動力入出力手段である
    自動車。
  12. 前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションがアップシフトされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから前記蓄電手段の入力制限の範囲内で第１の変化程度をもって所定回転数だけ小さくした運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定する手段である請求項１１記載の自動車。
  13. 前記実行用運転ポイント設定手段は、前記シフトポジションがダウンシフトされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから前記蓄電手段の出力制限の範囲内で第２の変化程度をもって所定回転数だけ大きくした運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定する手段である請求項１１たは１２記載の自動車。
  14. 前記動力伝達手段は、無段変速機である請求項１ないし１０いずれか記載の自動車。
  15. 内燃機関と、シフトポジションに拘わらず任意の運転ポイントで運転される前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を車軸側に伝達する動力伝達手段と、車軸に動力を出力可能な電動機と、を備える自動車の制御方法であって、
    （ａ）前記車軸に要求される要求駆動力を設定し、
    （ｂ）前記シフトポジションの変更がなされていないときには所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて実行用運転ポイントを設定し、前記シフトポジションの変更がなされたときには前記所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて設定される運転ポイントから少なくとも回転数を変更した運転ポイントを実行用運転ポイントとして設定し、
    （ｃ）前記設定された実行用運転ポイントにおける回転数で前記内燃機関が回転するよう前記動力伝達手段の目標駆動状態を設定し、前記設定された実行用運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した目標駆動状態で前記動力伝達手段が駆動され且つ前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記動力伝達手段と前記電動機とを制御する
    自動車の制御方法。
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