(57)【要約】【課題】  高速安定走行している最中の乗り心地の向上を図る。【解決手段】  ハイブリッド自動車の平均車速Ａｖｅが比較的高かったり、高速道路を走行している最中のときには（Ｓ１３２，Ｓ１３４）、比較的高速で安定して走行する高速安定走行を行なうと予測し、モータに取り付けられた変速機の最増速段から下段への変更が通常時より行なわれ難いように設定された高速走行時設定用マップを用いて目標ギヤ状態Ｇ＊を設定し（Ｓ１３８）、変速機の変速状態が設定された目標ギヤ状態Ｇ＊となるよう変速機を制御する。この結果、高速安定走行が予測されたときには変速機の最増速段から下段への変更が行なわれ難くなり、変速段の変更に伴う変速ショックを抑制して乗り心地を向上させることができる。【選択図】        図６
2006069246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力の少なくとも一部を出力可能な電動機と、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段を最増速段として安定して走行する高速安定走行を予測する高速安定走行予測手段と、
前記高速安定走行予測手段により高速安定走行が予測されないときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記高速安定走行予測手段により高速安定走行が予測されたときには前記第１の変速段設定手法より前記最増速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定する変速段設定手段と、
前記変速段設定手段により設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
走行用の動力の少なくとも一部が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
を備える自動車。
【請求項２】
請求項１記載の自動車であって、
走行用の動力を出力可能な動力出力手段を備え、
前記駆動制御手段は、走行用の動力が前記動力出力手段と前記電動機とから出力されるよう該動力出力手段と該電動機とを駆動制御する手段である
自動車。
【請求項３】
請求項１または２記載の自動車であって、
前記第１の変速段設定手法は、各変速段に対する車速領域が設定された第１の変速段設定マップを用いて変速段を設定する手法であり、
前記第２の変速段設定手法は、前記最増速段に対する車速領域が前記第１の変速段設定マップにおける最増速段に対する車速領域より広く設定されてなる第２の変速段設定マップを用いて変速段を設定する手法である
自動車。
【請求項４】
前記第２の変速段設定マップは、前記最増速段に対する車速領域の下限車速が前記第１の変速段設定マップにおける最増速段に対する車速領域の下限車速より小さな車速に設定されてなるマップである請求項３記載の自動車。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の自動車であって、
地図情報を有するナビゲーション装置を備え、
前記高速安定走行予測手段は、前記ナビゲーション装置からの情報に基づいて前記高速安定走行を予測する手段である
自動車。
【請求項６】
請求項１ないし４いずれか記載の自動車であって、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記高速安定走行予測手段は、前記車速検出手段により検出された車速に基づいて前記高速安定走行を予測する手段である
自動車。
【請求項７】
走行用の動力を出力可能な動力出力手段と、
動力を出力可能な電動機と、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段の変更の頻度を予測する変速段変更頻度予測手段と、
前記変速段変更頻度予測手段により前記変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であると予測されたときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記変速段変更予測手段により前記変速段の変更の頻度が前記所定の頻度未満であると予測されたときには前記第１の変速段設定手法より変速段の変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定する変速段設定手段と、
前記変速段設定手段により設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
走行用の動力が前記動力出力手段と前記電動機とから出力されるよう該動力出力手段と該電動機とを駆動制御する駆動制御手段と、
を備える自動車。
【請求項８】
前記動力出力手段は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸に接続され、電力と動力と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駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、を備える手段である請求項２ないし７いずれか記載の自動車。
【請求項９】
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回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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、前記回転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８記載の自動車。
【請求項１０】
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８記載の自動車。
【請求項１１】
車両に搭載される駆動装置であって、
走行用の動力の少なくとも一部を出力可能な電動機と、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段を最増速段として安定して走行する高速安定走行を予測する高速安定走行予測手段と、
前記高速安定走行予測手段により高速安定走行が予測されないときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記高速安定走行予測手段により高速安定走行が予測されたときには前記第１の変速段設定手法より前記最増速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定する変速段設定手段と、
前記変速段設定手段により設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
走行用の動力の少なくとも一部が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
を備える駆動装置。
【請求項１２】
駆動軸に出力すべき動力の少なくとも一部を出力可能な電動機と、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段の変更の頻度を予測する変速段変更頻度予測手段と、
前記変速段変更頻度予測手段により前記変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であると予測されたときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記変速段変更予測手段により前記変速段の変更の頻度が前記所定の頻度未満であると予測されたときには前記第１の変速段設定手法より変速段の変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定する変速段設定手段と、
前記変速段設定手段により設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
前記駆動軸に出力すべき動力の少なくとも一部が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
を備える駆動装置。
【請求項１３】
走行用の動力の少なくとも一部を出力可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、を備える自動車の制御方法であって、
前記変速伝達手段を最増速段として安定して走行する高速安定走行を予測し、
前記高速安定走行が予測されないときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記高速安定走行が予測されたときには前記第１の変速段設定手法より前記最増速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、
前記設定した変速段となるよう前記変速伝達手段を制御し、
走行用の動力の少なくとも一部が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する
自動車の制御方法。
【請求項１４】
走行用の動力を出力可能な動力出力手段と、動力を出力可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、を備える自動車の制御方法であって、
前記変速伝達手段の変速段のうち所定の変速段の変更の頻度を予測し、
前記予測した変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であるときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記予測した変速段の変更の頻度が前記所定の頻度未満であるときには前記第１の変速段設定手法より変速段の変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、
前記設定した変速段となるよう前記変速伝達手段を制御し、
走行用の動力が前記動力出力手段と前記電動機とから出力されるよう該動力出力手段と該電動機とを駆動制御する
自動車の制御方法。
【請求項１５】
駆動軸に出力すべき動力の少なくとも一部を出力可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記変速伝達手段の変速段のうち所定の変速段の変更の頻度を予測し、
前記予測した所定の変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であるときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記予測した所定の変速段の変更の頻度が前記所定の頻度未満であるときには前記第１の変速段設定手法より前記所定の変速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、
前記設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御し、
前記駆動軸に出力すべき動力の少なくとも一部が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する
駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車およびその制御方法並びに駆動装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車としては、エンジンと、エンジンの出力軸に回転軸が連結されたモータと、エンジンの出力軸と車軸に連結された駆動軸との間に設けられた変速機とを備え、高速道路を走行しているときと市街地を走行しているときとで変速機の変速段の設定手法を変更する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、高速道路を走行しているときには、各変速段に対応する車速領域を高車速側に移動させることにより市街地を走行しているときより同じ車速で変速比が大きく設定されやすくなるから、加速性能が向上するとしている。
【特許文献１】特開２００１−１８５１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の自動車では、高速道路を走行しているときなどのように比較的高速で巡航走行に近い走行をしているときには、変速機の変速が頻繁に行なわれるため、変速ショックによる乗り心地が低下する場合が生じる。特に、内燃機関からの動力と電動機から変速機を介して出力される動力とにより走行することができるような一部の動力源については変速機を介して動力が出力される複数の動力源を備える自動車では、比較的高速で巡航走行をしているときに変速機の変速を行なわなくても十分に走行することができるため、加速性能より乗り心地を向上させる方が好ましい。
【０００４】
本発明の自動車およびその制御方法並びに駆動装置およびその制御方法は、変速伝達手段の変速の頻度をより適正にす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、乗り心地を向上させることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の自動車およびその制御方法並びに駆動装置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。
【０００６】
本発明の第１の自動車は、
走行用の動力の少なくとも一部を出力可能な電動機と、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段を最増速段として安定して走行する高速安定走行を予測する高速安定走行予測手段と、
前記高速安定走行予測手段により高速安定走行が予測されないときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記高速安定走行予測手段により高速安定走行が予測されたときには前記第１の変速段設定手法より前記最増速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定する変速段設定手段と、
前記変速段設定手段により設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
走行用の動力の少なくとも一部が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の自動車では、高速安定走行が予測されないときには第１の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御を行ない、高速安定走行が予測されたときには第１の変速段設定手法より最増速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御を行なう。したがって、高速安定走行が予測されたときには最増速段からの変更が行なわれ難くなるから、高速安定走行している最中に変速伝達手段の変速段が変更されることに基づく変速ショックを低減することができる。この結果、高速安定走行における乗り心地を向上させることができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の自動車において、走行用の動力を出力可能な動力出力手段を備え、前記駆動制御手段は、走行用の動力が前記動力出力手段と前記電動機とから出力されるよう該動力出力手段と該電動機とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。この場合、走行用の動力は、動力出力手段と電動機から出力されるから、変速伝達手段を最増速段からの変更がされ難いよう制御しても、加速性能が若干劣る程度で走行に支障はない。
【０００９】
こうした本発明の第１の自動車において、前記第１の変速段設定手法は各変速段に対する車速領域が設定された第１の変速段設定マップを用いて変速段を設定する手法であり、前記第２の変速段設定手法は最増速段に対する車速領域が前記第１の変速段設定マップにおける最増速段に対する車速領域より広く設定されてなる第２の変速段設定マップを用いて変速段を設定する手法であるものとすることもできる。この場合、前記第２の変速段設定マップは、前記最増速段に対する車速領域の下限車速が前記第１の変速段設定マップにおける最増速段に対する車速領域の下限車速より小さな車速に設定されてなるマップであるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の第１の自動車において、地図情報を有するナビゲーション装置を備え、前記高速安定走行予測手段は前記ナビゲーション装置からの情報に基づいて前記高速安定走行を予測する手段であるものとすることもできるし、車速を検出する車速検出手段を備え、前記高速安定走行予測手段は前記車速検出手段により検出された車速に基づいて前記高速安定走行を予測する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の第２の自動車は、
走行用の動力を出力可能な動力出力手段と、
動力を出力可能な電動機と、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段の変更の頻度を予測する変速段変更頻度予測手段と、
前記変速段変更頻度予測手段により前記変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であると予測されたときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記変速段変更予測手段により前記変速段の変更の頻度が前記所定の頻度未満であると予測されたときには前記第１の変速段設定手法より変速段の変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定する変速段設定手段と、
前記変速段設定手段により設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
走行用の動力が前記動力出力手段と前記電動機とから出力されるよう該動力出力手段と該電動機とを駆動制御する駆動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１２】
この本発明の第２の自動車では、変速伝達手段の変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であると予測されたときには第１の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御し、変速伝達手段の変速段の変更の頻度が所定の頻度未満であると予測されたときには第１の変速段設定手法より変速段の変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御する。したがって、変速段の変更の程度が所定の頻度未満であると予測されたときには変速段の変更が行なわれ難くなるから、変速段の変更の頻度を少なくして安定走行することができる。この結果、頻繁に変速段の変更が行なわれることに基づく頻繁な変速ショックを低減することができ、安定走行中における乗り心地を向上させることができる。なお、走行用の動力は、動力出力手段と電動機から出力されるから、変速伝達手段を変速段の変更が行なわれ難いよう制御しても、加速性能が若干劣る程度で走行に支障はない。
【００１３】
この動力出力手段を備える態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記動力出力手段は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸に接続され、電力と動力と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駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。この場合、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回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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、前記回転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。
【００１４】
本発明の第１の駆動装置は、
車両に搭載される駆動装置であって、
走行用の動力の少なくとも一部を出力可能な電動機と、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段を最増速段として安定して走行する高速安定走行を予測する高速安定走行予測手段と、
前記高速安定走行予測手段により高速安定走行が予測されないときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記高速安定走行予測手段により高速安定走行が予測されたときには前記第１の変速段設定手法より前記最増速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定する変速段設定手段と、
前記変速段設定手段により設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
走行用の動力の少なくとも一部が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１５】
この本発明の第１の駆動装置では、車両に搭載される駆動装置であって、高速安定走行が予測されないときには第１の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御を行ない、高速安定走行が予測されたときには第１の変速段設定手法より最増速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御を行なう。したがって、高速安定走行が予測されたときには最増速段からの変更が行なわれ難くなるから、高速安定走行している最中に変速伝達手段の変速段が変更されることに基づく変速ショックを低減することができる。この結果、高速安定走行においてこの本発明の第１の駆動装置を搭載した車両の乗り心地を向上させることができる。
【００１６】
本発明の第２の駆動装置は、
駆動軸に出力すべき動力の少なくとも一部を出力可能な電動機と、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段の変速段の変更の頻度を予測する変速段変更頻度予測手段と、
前記変速段変更頻度予測手段により前記変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であると予測されたときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記変速段変更予測手段により前記変速段の変更の頻度が前記所定の頻度未満であると予測されたときには前記第１の変速段設定手法より変速段の変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定する変速段設定手段と、
前記変速段設定手段により設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
前記駆動軸に出力すべき動力の少なくとも一部が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第２の駆動装置では、変速伝達手段の変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であると予測されたときには第１の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御し、変速伝達手段の変速段の変更の頻度が所定の頻度未満であると予測されたときには第１の変速段設定手法より変速段の変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御する。したがって、変速段の変更の程度が所定の頻度未満であると予測されたときには変速段の変更が行なわれ難くなるから、変速段の変更の頻度を少なくすることができる。この結果、頻繁に変速段の変更が行なわれることに基づく頻繁な変速ショックを低減することができる。
【００１８】
本発明の第１の自動車の制御方法は、
走行用の動力の少なくとも一部を出力可能な電動機と、
変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、
前記変速伝達手段を最増速段として安定して走行する高速安定走行を予測する高速安定走行予測手段と、
前記高速安定走行予測手段により高速安定走行が予測されないときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記高速安定走行予測手段により高速安定走行が予測されたときには前記第１の変速段設定手法より前記最増速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定する変速段設定手段と、
前記変速段設定手段により設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
走行用の動力の少なくとも一部が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
ことを要旨とする。
【００１９】
この本発明の第１の自動車の制御方法では、高速安定走行が予測されないときには第１の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御を行ない、高速安定走行が予測されたときには第１の変速段設定手法より最増速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御を行なう。したがって、高速安定走行が予測されたときには最増速段からの変更が行なわれ難くなるから、高速安定走行している最中に変速伝達手段の変速段が変更されることに基づく変速ショックを低減することができる。この結果、高速安定走行における乗り心地を向上させることができる。
【００２０】
本発明の第２の自動車の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な動力出力手段と、動力を出力可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、を備える自動車の制御方法であって、
前記変速伝達手段の変速段の変更の頻度を予測し、
前記予測した変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であるときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記予測した変速段の変更の頻度が前記所定の頻度未満であるときには前記第１の変速段設定手法より変速段の変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、
前記設定した変速段となるよう前記変速伝達手段を制御し、
走行用の動力が前記動力出力手段と前記電動機とから出力されるよう該動力出力手段と該電動機とを駆動制御する
ことを要旨とする。
【００２１】
この本発明の第２の自動車の制御方法では、変速伝達手段の変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であると予測されたときには第１の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御し、変速伝達手段の変速段の変更の頻度が所定の頻度未満であると予測されたときには第１の変速段設定手法より変速段の変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御する。したがって、変速段の変更の程度が所定の頻度未満であると予測されたときには変速段の変更が行なわれ難くなるから、変速段の変更の頻度を少なくして安定走行することができる。この結果、頻繁に変速段の変更が行なわれることに基づく頻繁な変速ショックを低減することができ、安定走行中における乗り心地を向上させることができる。なお、走行用の動力は、動力出力手段と電動機から出力されるから、変速伝達手段を変速段の変更が行なわれ難いよう制御しても、加速性能が若干劣る程度で走行に支障はない。
【００２２】
本発明の駆動装置の制御方法は、
駆動軸に出力すべき動力の少なくとも一部を出力可能な電動機と、変更可能な複数の変速段をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を伝達する変速伝達手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記変速伝達手段の変速段のうち所定の変速段の変更の頻度を予測し、
前記予測した所定の変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であるときには第１の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、前記予測した所定の変速段の変更の頻度が前記所定の頻度未満であるときには前記第１の変速段設定手法より前記所定の変速段からの変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により前記変速伝達手段の変速段を設定し、
前記設定された変速段となるよう前記変速伝達手段を制御し、
前記駆動軸に出力すべき動力の少なくとも一部が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する
ことを要旨とする
【００２３】
この本発明の駆動装置の制御方法では、変速伝達手段の変速段の変更の頻度が所定の頻度以上であると予測されたときには第１の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御し、変速伝達手段の変速段の変更の頻度が所定の頻度未満であると予測されたときには第１の変速段設定手法より変速段の変更が行なわれ難い第２の変速段設定手法により変速伝達手段の変速段を設定して変速制御する。したがって、変速段の変更の程度が所定の頻度未満であると予測されたときには変速段の変更が行なわれ難くなるから、変速段の変更の頻度を少なくして安定走行することができる。この結果、頻繁に変速段の変更が行なわれることに基づく頻繁な変速ショックを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【実施例】
【００２５】
図１は、本発明の一実施例としての駆動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、ナビゲーション装置９０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。
【００２６】
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。
【００２７】
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およびデファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪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および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。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００２８】
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。
【００２９】
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に伝達するよう構成されている。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。
【００３０】
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。
【００３１】
ナビゲーション装置９０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）から車両の現在位置に関する情報などのデータを受信する受信アンテナ９２と、操作者による各種指示を入力可能なタッチパネル式のディスプレイ９４と、ＤＶＤ９６などの記録媒体に記録された地図情報を読み込んでこの地図情報に基づいて受信アンテナ９２で受信された現在位置から操作者によりタッチパネル式のディスプレイ９４を介して指定された目的地までの走行ルートを設定してディスプレイ９４に表示出力するＤＶＤ装置９８とから構成されている。ここで、ＤＶＤ９６に記録される地図情報には、予め定められている走行区間毎の距離や道路勾配，一般道路か高速道路かの識別情報などのデータが含まれている。なお、ナビゲーション装置９０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信可能に接続されており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と各種データのやりとりを行なっている。
【００３２】
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ポートを介して出力されている。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。
【００３３】
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、モータＭＧ２と変速機６０とハイブリッド用電子制御ユニット７０などが駆動装置に相当し、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。
【００３４】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に高速道路を走行中に変速機６０の切り替えを伴う駆動制御の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。
【００３５】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ要求電力Ｐｂ＊，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ，変速機６０の変速状態Ｇ，走行中の道路情報など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ要求電力Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などに基づいてバッテリＥＣＵ５２によりバッテリ５０を充放電すべき電力として設定されるものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度と残容量（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。変速機６０の変速状態Ｇは、変速機６０のギヤの状態を切り替えるときに設定するフラグに基づいて入力するものとした。そして、走行中の道路情報は、ナビゲーション装置９０から入力するものとした。
【００３６】
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とに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪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４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要求電力Ｐｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変速機６０のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００３７】
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＊とに基づいて行なう。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５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。
【００３８】
続いて、変速機６０の目標ギヤ状態Ｇ＊を設定する（ステップＳ１３０）。目標ギヤ状態Ｇ＊の設定は、実施例では、図６に例示する目標ギヤ状態設定処理により行なわれる。目標ギヤ状態設定処理では、まず、平均車速Ｖａｖｅを計算し（ステップＳ１３１）、平均車速Ｖａｖｅが閾値Ｖｒｅｆを超えているか否かを判定すると共に（ステップＳ１３２）、ナビゲーション装置９０からの道路情報に基づいて高速道路を走行中か否かを判定する（ステップＳ１３４）。ここで、閾値Ｖｒｅｆは、比較的高速で安定して走行しているか否かを判定するものであり、例えば６０ｋｍ／ｈや７０ｋｍ／ｈなどを用いることができる。平均車速Ｖａｖｅが閾値Ｖｒｅｆ未満であったり、高速道路を走行していないと判定されたときには、一般道を通常に走行すると予測し、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊と現在の変速状態Ｇと予めＲＯＭ７４に記憶しておいた通常時設定用マップとを用いて目標ギヤ状態Ｇ＊を設定する（ステップＳ１３６）。図７に通常時設定用マップの一例を示す。図中、実線Ｌｈｉは変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態にアップシフトするアップシフト用変速線であり、実線Ｌｌｏ１は変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態にダウンシフトするダウンシフト用変速線である。実施例では、説明の容易のために、アップシフト用変速線Ｌｈｉを車速Ｖｈｉの直線として示し、ダウンシフト用変速線Ｌｌｏ１を車速Ｖｌｏ１の直線として示した。このため、要求トルクＴｒ＊とは無関係に目標ギヤ状態Ｇ＊を設定することができる。なお、車速ＶｈｉはモータＭＧ２の上限回転数より若干低い回転数に相当する車速（例えば時速９０ｋｍ）となるように設定されており、車速Ｖｌｏ１は短時間に頻繁に変速機６０のギヤ段の変更が行なわれないよう車速Ｖｈｉからある程度小さな車速（例えば時速７０ｋｍ）に設定されている。したがって、実施例では、目標ギヤ状態Ｇ＊は、現在の変速状態ＧがＬｏギヤの状態のときには、アップシフト用変速線Ｌｈｉより低車速側ではＬｏギヤの状態が設定され、アップシフト用変速線Ｌｈｉより高車速側ではＨｉギヤの状態が設定される。また、現在の変速状態ＧがＨｉギヤの状態のときには、ダウンシフト用変速線Ｌｌｏ１より低車速側ではＬｏギヤの状態が設定され、ダウンシフト用変速線Ｌｌｏ１より高車速側ではＨｉギヤの状態が設定される。
【００３９】
一方、平均車速Ｖａｖｅが閾値Ｖｒｅｆ以上であったり、高速道路を走行していると判定されたときには、高速で安定して走行すると予測し、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊と現在の変速状態Ｇと予めＲＯＭ７４に記憶しておいた高速走行時設定用マップとを用いて目標ギヤ状態Ｇ＊を設定する（ステップＳ１３８）。図８に高速走行時設定用マップの一例を示す。図中、実線Ｌｈｉは変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態にアップシフトするアップシフト用変速線であり、実線Ｌｌｏ２は変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態にダウンシフトするダウンシフト用変速線である。図８のマップでも説明の容易のために、アップシフト用変速線Ｌｈｉを車速Ｖｈｉの直線として示し、ダウンシフト用変速線Ｌｌｏ２を車速Ｖｌｏ１より小さな車速Ｖｌｏ２（例えば５０ｋｍ／ｋ）の直線として示した。目標ギヤ状態Ｇ＊は、通常時設定用マップを用いて設定したのと同様に、現在の変速状態Ｇとアップシフト用変速線Ｌｈｉとダウンシフト用変速線Ｌｌｏ２とにより設定される。高速走行時設定用マップでは、ダウンシフト用変速線Ｌｌｏ２は、通常時設定用マップにおけるダウンシフト用変速線Ｌｌｏ１より低車速側に設定されている。即ち、高速走行時設定用マップにおけるＨｉギヤの車速領域（車速Ｌｌｏ２以上）は、通常時設定用マップにおけるＨｉギヤの車速領域（車速Ｌｌｏ１以上）より大きなものとなる。したがって、高速走行時設定用マップを用いて目標ギヤ状態Ｇ＊を設定すると、通常時設定用マップを用いて目標ギヤ状態Ｇ＊を設定するときに比して、Ｈｉギヤの状態からＬｏギヤの状態への変更が行なわれ難くなる。このように高速走行時にＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変更され難くするのは、高速走行時に変速機６０のギヤの状態を変更することにより生じ得る変速ショックを低減し、乗り心地をよくするためである。なお、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２からの動力とモータＭＧ２から変速機６０を介して出力される動力とを用いて走行するから、高速走行時に変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態への変更を行ない難いものとしても、若干の加速性能が低下する程度に止まり、走行には支障はない。
【００４０】
変速機６０の目標ギヤ状態Ｇ＊が設定されると、続いて、現在のギヤ状態Ｇと目標ギヤ状態Ｇ＊とを比較して変速機６０のギヤの状態を切り替えるか否かの判定を行なう（ステップＳ１４０）。変速機６０のギヤの状態を切り替える必要がないと判定されたときには、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Ｓ２１０）。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９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軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に変速機６０のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の二つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常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＊が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。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。
【００４１】
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ)                       (1)
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt    (2)
【００４２】
続いて、バッテリ５０の出力制限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限としてのトルク制限Ｔｍａｘを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、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（４）により計算し（ステップＳ２３０）、計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ２４０）。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、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の出力制限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（４）は、前述した図９の共線図から容易に導き出すことができる。
【００４３】
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2    (3)
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr         (4)
【００４４】
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Ｓ２５０）、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。
【００４５】
一方、ステップＳ１４０で変速機６０のギヤの状態を切り替える必要があると判定されたときには、変速機６０のギヤの状態を切り替える処理の実行開始を指示し（ステップＳ２００）、ステップＳ２１０以降のモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると共に設定した設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する処理を実行する。この指示がなされると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、駆動制御ルーチンと並行して図１０に例示する切替処理ルーチンを実行する。切替処理ルーチンでは、まず、変速機６０のギヤ状態の切り替え方向を判定する（ステップＳ３００）。Ｌｏギヤの状態からＨｉギヤの状態への切り替えのときには、現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と変速機６０のギヤ比Ｇｌｏ，Ｇｈｉとにより切り替え後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊（＝Ｎｍ２・Ｇｈｉ／Ｇｌｏ）を計算し（ステップＳ３１０）、ブレーキＢ２をオフとすると共に（ステップＳ３２０）、ブレーキＢ１をフリクション係合させ（ステップＳ３３０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が切り替え後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至るのを待って（ステップＳ３４０，Ｓ３５０）、ブレーキＢ１を完全にオンとし（ステップＳ３６０）、駆動制御で用いる変速機６０のギヤ比ＧｒにＨｉギヤのギヤ比Ｇｈｉを設定して（ステップＳ３７０）、切替処理ルーチンを終了する。一方、Ｈｉギヤの状態からＬｏギヤの状態への切り替えのときには、現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と変速機６０のギヤ比Ｇｌｏ，Ｇｈｉとにより切り替え後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊（＝Ｎｍ２・Ｇｌｏ／Ｇｈｉ）を計算し（ステップＳ３８０）、ブレーキＢ１をオフとし（ステップＳ３９０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が切り替え後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至るのを待って（ステップＳ４００，Ｓ４１０）、ブレーキＢ２をオンとし（ステップＳ４２０）、駆動制御で用いる変速機６０のギヤ比ＧｒにＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏを設定して（ステップＳ４３０）、切替処理ルーチンを終了する。
【００４６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、比較的高速で安定して走行すると予測したときには、変速機６０のＨｉギヤの状態に対応する車速領域の下限の車速Ｖｌｏ２を通常の下限の車速Ｖｌｏ１より低い車速に設定し、Ｈｉギヤの状態に対応する車速領域を広くして、変速機６０がＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態への変更が行なわれ難くすることにより、比較的高速で安定して走行している最中に変速機６０のギヤの変更が行なわれ難くし、ギヤの変更に伴う変速ショックが生じる回数を減じることができる。この結果、乗り心地を向上させることができる。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｈｉ，Ｌｏの２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、３段以上の変速段をもって変速可能な変速機を用いるものとしてもよい。この場合、比較的高速で安定して走行すると予測したときには、最増速段に対する車速領域を通常より広く設定するものとすればよい。また、この３段以上の変速段を有する変速機を備える場合、ナビゲーション装置９０からの道路情報と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて最増速段とは異なる中間の変速段（例えば、４段変速のときには３段）から下の変速段や上の変速段への変更の頻度を予測し、変速段の変更の頻度が通常の市街地走行の際の頻度より小さいときには、中間の変速段に対する車速領域を通常より広く設定し、中間の変速段からの下の変速段や上の変速段への変更が行なわれ難いようにするものとしてもよい。こうすれば、比較的中速で安定して走行している際の変速段の変更に伴う変速ショックを低減することができる。この場合、中間の変速段に対する車速領域の下限車速を通常より低くするだけでなく、車速領域の上限車速を通常より高くすることにより中間の変速段に対する車速領域を広げるものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ナビゲーション装置９０からの道路情報と車速センサ８８からの車速Ｖとの二つの条件に基づいて比較的高速で安定して走行する高速安定走行を予測したが、ナビゲーション装置９０からの道路情報だけに基づいて高速安定走行を予測するものとしてもよく、車速センサ８８からの車速Ｖだけに基づいて高速安定走行を予測するものとしてもよい。
【００４９】
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１１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の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸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１１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。
【００５０】
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１２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。
【００５１】
実施例では、本発明をエンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車に適用するものとしたが、エンジンを備えずモータの動力のみで走行する電気自動車に適用するものとしてもよい。この場合、若干の加速性能は低下するものの乗り心地は向上させることができる。
【００５２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】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。
【図２】変速機６０の構成の一例を示す説明図である。
【図３】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。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】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。
【図６】目標ギヤ状態設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】通常走行時設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】高速走行時設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】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。
【図１０】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される切替処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１１】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。
【図１２】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】
【００５４】
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，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、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、６１，６５  サンギヤ、６２，６６  リングギヤ、６３ａ  第１ピニオンギヤ、６３ｂ  第２ピニオンギヤ、６４，６８  キャリア、６７  ピニオンギヤ、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、９０  ナビゲーション装置、９２  受信アンテナ、９４  ディスプレイ、９６  ＤＶＤ、９８  ＤＶＤ装置、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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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