(57)【要約】【課題】変速機を介して駆動軸に動力を出力する電動機を備えるものにおいて、電動機からトルクを出力しながら変速機の変速比を変更するときに電動機からより適正なトルクを出力すると共に駆動軸のトルクの予期しない変動を抑制する。【解決手段】変速中ではないときには入力した回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊として変速機の変速比Ｇｒを計算し、変速中のときには回転数Ｎｍ２の時間微分成分に相当する偏差ΔＮｍ２にゲインｋｍを乗じて回転数Ｎｍ２に加えてたものを制御用回転数Ｎｍ２＊として変速比Ｇｒを計算する（Ｓ１３０〜Ｓ１６０）。そして、これらを用いてエンジンを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とにより表わされる運転ポイントで運転するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。【選択図】図６
2008247251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを入出力する電力動力入出力手段と、
動力を出力可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速伝達手段と、
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、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算する予想回転数演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記変速伝達手段の変速比を変更していないときには前記検出された駆動軸回転数と前記検出された電動機回転数とに基づいて前記変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、前記変速伝達手段の変速比を変更しているときには前記検出された駆動軸回転数と前記演算された予想回転数とに基づいて前記制御用変速比を演算する制御用変速比演算手段と、
前記変速伝達手段の変速比の変更を伴って前記演算された制御用変速比を用いて前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電動機については、前記設定された要求トルクから前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力されるトルクである直達トルクを減じて得られる必要トルクと前記演算された制御用変速比とに基づいて得られるトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
請求項２記載の動力出力装置であって、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段を備え、
前記制御手段は、前記電動機については、前記設定された入出力制限の範囲内で前記必要トルクを前記制御用変速比で除して得られるトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記内燃機関と前記電力動力入出力手段としては、前記設定された要求トルクと前記内燃機関の運転に対する所定の制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定すると共に該設定した目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定し、前記設定した目標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電力動力入出力手段が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記予想回転数演算手段は、前記検出された電動機回転数の時間微分成分に相当する値に所定のゲインを乗じて得られる補正回転数を該検出された電動機回転数に加えることにより前記予想回転数を演算する手段である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記変速伝達手段は、有段変速機である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか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、を備える手段である請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなる車両。
【請求項９】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置に内燃機関および蓄電手段と共に組み込まれる駆動装置であって、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを入出力する電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を出力可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速伝達手段と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算する予想回転数演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記変速伝達手段の変速比を変更していないときには前記検出された駆動軸回転数と前記検出された電動機回転数とに基づいて前記変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、前記変速伝達手段の変速比を変更しているときには前記検出された駆動軸回転数と前記演算された予想回転数とに基づいて前記制御用変速比を演算する制御用変速比演算手段と、
前記変速伝達手段の変速比の変更を伴って前記演算された制御用変速比を用いて前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関の制御と共に前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備える駆動装置。
【請求項１０】
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを入出力する電力動力入出力手段と、動力を出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速伝達手段と、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、
（ａ）前記電動機の回転数である電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算し、
（ｂ）前記変速伝達手段の変速比を変更していないときには前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数と前記電動機回転数とに基づいて前記変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、前記変速伝達手段の変速比を変更しているときには前記駆動軸回転数と前記予想回転数とに基づいて前記制御用変速比を演算し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速比の変更を伴って前記制御用変速比を用いて前記駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する、
動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両、駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、遊星歯車機構にエンジンと第１モータと駆動軸とを接続すると共に駆動軸に変速機を介して第２モータを接続した車載用の装置において、第２モータの回転数を駆動軸の回転数で除して得られる変速機のギヤ比を用いて制御する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、駆動軸の回転数を検出するセンサに異常が生じたときには、内燃機関の回転数と第１モータの回転数とから駆動軸の回転数を演算し、この演算した駆動軸の回転数と第２モータの回転数とから得られる変速機のギヤ比を用いて制御することにより、センサ異常のときでも変速機の変速を行なうことができるようにしている。
【特許文献１】特開２００６−２９８３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、センサによる回転数の検出は、センシング遅れや演算遅れ，通信遅れなどにより実際の回転数とは若干異なる場合が生じる。回転数変化が小さいときにはよいが、上述の動力出力装置のように、変速機の変速段を変更しているときには、第２モータの回転数は急変化するため、検出により得られる回転数と実際の回転数との乖離が生じてしまう。こうした乖離は、変速機を介して第２モータからのトルクを駆動軸に出力しながら変速機の変速段を変更するときには適正に第２モータのトルク制御を行なうことができないものとなり、駆動軸に予期しない大きなトルクや小さなトルクを出力することになってしまう。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両、駆動装置は、変速機を介して駆動軸に動力を出力する電動機を備えるものにおいて、電動機からトルクを出力しながら変速機の変速比を変更するときに電動機からより適正なトルクを出力することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両、駆動装置は、変速機を介して駆動軸に動力を出力する電動機を備えるものにおいて、電動機からトルクを出力しながら変速機の変速比を変更するときに生じ得る駆動軸のトルクの予期しない変動を抑制す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】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両、駆動装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
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、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを入出力する電力動力入出力手段と、
動力を出力可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速伝達手段と、
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、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算する予想回転数演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記変速伝達手段の変速比を変更していないときには前記検出された駆動軸回転数と前記検出された電動機回転数とに基づいて前記変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、前記変速伝達手段の変速比を変更しているときには前記検出された駆動軸回転数と前記演算された予想回転数とに基づいて前記制御用変速比を演算する制御用変速比演算手段と、
前記変速伝達手段の変速比の変更を伴って前記演算された制御用変速比を用いて前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、電動機の回転数である電動機回転数に基づいて電動機の制御時に予想される電動機の回転数である予想回転数を演算し、変速伝達手段の変速比を変更していないときには駆動軸の回転数である駆動軸回転数と電動機回転数とに基づいて変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、変速伝達手段の変速比を変更しているときには駆動軸回転数と予想回転数とに基づいて制御用変速比を演算する。そして、変速伝達手段の変速比の変更を伴って制御用変速比を用いて駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御する。即ち、変速伝達手段の変速比を変更していないときには検出値としての駆動軸回転数と電動機回転数とに基づいて演算された制御用変速比を用いて駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、変速伝達手段の変速比を変更しているときには検出値としての駆動軸回転数と予想回転数とに基づいて演算される制御用変速比を用いて駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御するのである。このように、変速伝達手段の変速比を変更しているときには予想回転数に基づいて演算される制御用変速比を用いて制御するから、予想回転数と制御時の実際の回転数との乖離を検出値としての電動機回転数を用いた場合に比して小さくすることができ、電動機をより適正に制御することができる。この結果、電動機からトルクを出力しながら変速伝達手段の変速比を変更するときに生じ得る駆動軸のトルクの予期しない変動を抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記電動機については、前記設定された要求トルクから前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力されるトルクである直達トルクを減じて得られる必要トルクと前記演算された制御用変速比とに基づいて得られるトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段を備え、前記制御手段は、前記電動機については、前記設定された入出力制限の範囲内で前記必要トルクを前記制御用変速比で除して得られるトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速比の変更を蓄電手段の入出力制限を超える過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制しながら行なうことができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記内燃機関と前記電力動力入出力手段としては、前記設定された要求トルクと前記内燃機関の運転に対する所定の制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標運転ポイントを設定すると共に該設定した目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するよう前記電力動力入出力手段の目標駆動状態を設定し、前記設定した目標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電力動力入出力手段が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する手段であるものとすることもできる。ここで、「所定の制約」としては同一のパワーを出力する際に最も効率がよい内燃機関の運転ポイントを選択する制約や同一のパワーを出力する際に最も大きなトルクを出力することができる内燃機関の運転ポイントを選択する制約などを挙げることができる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記予想回転数演算手段は、前記検出された電動機回転数の時間微分成分に相当する値に所定のゲインを乗じて得られる補正回転数を該検出された電動機回転数に加えることにより前記予想回転数を演算する手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な計算により予想回転数を演算することができる。
【００１１】
また、本発明の動力出力装置において、前記変速伝達手段は有段変速機であるものとすることもできる。また、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか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、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを入出力する電力動力入出力手段と、動力を出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速伝達手段と、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、前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算する予想回転数演算手段と、前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、前記変速伝達手段の変速比を変更していないときには前記検出された駆動軸回転数と前記検出された電動機回転数とに基づいて前記変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、前記変速伝達手段の変速比を変更しているときには前記検出された駆動軸回転数と前記演算された予想回転数とに基づいて前記制御用変速比を演算する制御用変速比演算手段と、前記変速伝達手段の変速比の変更を伴って前記演算された制御用変速比を用いて前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。
【００１３】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、変速伝達手段の変速比を変更しているときには予想回転数に基づいて演算される制御用変速比を用いて制御することにより予想回転数と制御時の実際の回転数との乖離を検出値としての電動機回転数を用いた場合に比して小さくして電動機をより適正に制御することができる効果や電動機からトルクを出力しながら変速伝達手段の変速比を変更するときに生じ得る駆動軸のトルクの予期しない変動を抑制することができる効果、などと同様な効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の駆動装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置に内燃機関および蓄電手段と共に組み込まれる駆動装置であって、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを入出力する電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を出力可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速伝達手段と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
前記検出された電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算する予想回転数演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記変速伝達手段の変速比を変更していないときには前記検出された駆動軸回転数と前記検出された電動機回転数とに基づいて前記変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、前記変速伝達手段の変速比を変更しているときには前記検出された駆動軸回転数と前記演算された予想回転数とに基づいて前記制御用変速比を演算する制御用変速比演算手段と、
前記変速伝達手段の変速比の変更を伴って前記演算された制御用変速比を用いて前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関の制御と共に前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１５】
この本発明の駆動装置では、電動機の回転数である電動機回転数に基づいて電動機の制御時に予想される電動機の回転数である予想回転数を演算し、変速伝達手段の変速比を変更していないときには駆動軸の回転数である駆動軸回転数と電動機回転数とに基づいて変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、変速伝達手段の変速比を変更しているときには駆動軸回転数と予想回転数とに基づいて制御用変速比を演算する。そして、変速伝達手段の変速比の変更を伴って制御用変速比を用いて駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関の制御と共に電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御する。即ち、変速伝達手段の変速比を変更していないときには検出値としての駆動軸回転数と電動機回転数とに基づいて演算された制御用変速比を用いて駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関の制御と共に電力動力入出力手段と電動機とを制御し、変速伝達手段の変速比を変更しているときには検出値としての駆動軸回転数と予想回転数とに基づいて演算される制御用変速比を用いて駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関の制御と共に電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御するのである。このように、変速伝達手段の変速比を変更しているときには予想回転数に基づいて演算される制御用変速比を用いて制御するから、予想回転数と制御時の実際の回転数との乖離を検出値としての電動機回転数を用いた場合に比して小さくすることができ、電動機をより適正に制御することができる。この結果、電動機からトルクを出力しながら変速伝達手段の変速比を変更するときに生じ得る駆動軸のトルクの予期しない変動を抑制することができる。
【００１６】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを入出力する電力動力入出力手段と、動力を出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達する変速伝達手段と、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、
（ａ）前記電動機の回転数である電動機回転数に基づいて前記電動機の制御時に予想される該電動機の回転数である予想回転数を演算し、
（ｂ）前記変速伝達手段の変速比を変更していないときには前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数と前記電動機回転数とに基づいて前記変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、前記変速伝達手段の変速比を変更しているときには前記駆動軸回転数と前記予想回転数とに基づいて前記制御用変速比を演算し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速比の変更を伴って前記制御用変速比を用いて前記駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１７】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、電動機の回転数である電動機回転数に基づいて電動機の制御時に予想される電動機の回転数である予想回転数を演算し、変速伝達手段の変速比を変更していないときには駆動軸の回転数である駆動軸回転数と電動機回転数とに基づいて変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、変速伝達手段の変速比を変更しているときには駆動軸回転数と予想回転数とに基づいて制御用変速比を演算する。そして、変速伝達手段の変速比の変更を伴って制御用変速比を用いて駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御する。即ち、変速伝達手段の変速比を変更していないときには検出値としての駆動軸回転数と電動機回転数とに基づいて演算された制御用変速比を用いて駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、変速伝達手段の変速比を変更しているときには検出値としての駆動軸回転数と予想回転数とに基づいて演算される制御用変速比を用いて駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御するのである。このように、変速伝達手段の変速比を変更しているときには予想回転数に基づいて演算される制御用変速比を用いて制御するから、予想回転数と制御時の実際の回転数との乖離を検出値としての電動機回転数を用いた場合に比して小さくすることができ、電動機をより適正に制御することができる。この結果、電動機からトルクを出力しながら変速伝達手段の変速比を変更するときに生じ得る駆動軸のトルクの予期しない変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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】
【００１９】
図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、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、駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２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。
【００２０】
エンジン２２は、例えば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可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００２１】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃ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。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、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１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８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１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４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１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、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１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６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１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０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。なお、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出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジション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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２４】
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３に示す。この図３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。
【００２５】
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。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図４に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図５にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２６】
ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速Ｖとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、図示しない信号ラインにより、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４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ブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の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】
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，駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に取り付けられた車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄ，駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた回転数センサ３２ｂからの駆動軸回転数Ｎｒ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。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，ブレーキＥＣＵ９４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，ブレーキＥＣＵ９４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用電子制御ユニット７０は、図示しない車速演算ルーチンにより車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づいて車速Ｖを演算している。車速Ｖとしては、例えば車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄの平均値を用いるものとすることもできるし、車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄのうち車輪速差の少ない３つの平均値を用いるものとすることもできる。
【００２８】
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。
【００２９】
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の変速段を変速する際の動作について説明する。まず、駆動軸としてリングギヤ軸３２ａに出力する駆動制御について説明し、その後、変速機６０の変速制御につて説明する。図６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、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３０】
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Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，回転数センサ３２ｂからの駆動軸回転数Ｎｒ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップ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により検出されたモータ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。また、車速Ｖは、車輪速センサ８８ａ〜８８ｄからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄに基づいて演算されてＲＡＭ７６の所定領域に記憶されたものを読み込むこと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。
【００３１】
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７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＊に駆動軸回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。
【００３２】
続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数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８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。
【００３３】
次に、変速機６０の変速段を変速している最中であるか否かを判定し（ステップＳ１３０）、変速していないときには、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ１４０）、変速している最中のときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２から前回このルーチンを実行したときに入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減じた偏差ΔＮｍ２にゲインｋｍを乗じて得られるものをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に加えて得られる回転数を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定し（ステップＳ１５０）、設定した制御用回転数Ｎｍ２＊を駆動軸回転数Ｎｒで除して変速機６０の変速比Ｇｒを計算する（ステップＳ１６０）。ここで、偏差ΔＮｍ２は、このルーチンが所定時間毎（数ｍｓｅｃ毎）に実行されることを考えれば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分となる。したがって、この時間微分成分にゲインｋｍを乗じたものを考慮した制御用回転数Ｎｍ２＊は、ゲインｋｍを調整すれば、制御時のモータＭＧ２の回転数、即ち制御時に予想されるモータＭＧ２の回転数に近いものとなる。変速機６０の変速段を変速しているときなどのモータＭＧ２の回転数変化が大きいときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が回転位置検出センサ４４からの信号に基づいて演算されることやそれを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に入力されることを考慮すると、センシング遅れや演算遅れ、通信遅れにより、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と実際の回転数とに乖離が生じてしまう。このため、実施例では、こうした乖離を小さくするために、変速機６０の変速段を変速している最中では、回転数Ｎｍ２の時間微分成分にゲインｋｍを乗じたものを回転数Ｎｍ２に加えて制御時の回転数を予想し、この予想した回転数を制御用回転数Ｎｍ２＊として制御するのである。そして、この制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて変速機６０の変速比Ｇｒを計算することにより、変速機６０の変速段を変速しているときの変速比Ｇｒをより適正なものにしている。なお、ゲインｋｍは、制御時に予想される回転数となるよう調整されている。
【００３４】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１７０）。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。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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軸はリングギヤ３２の回転数Ｎｒ（駆動軸回転数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２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２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。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。
【００３５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ    (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３６】
続いて、式（３）および式（４）を共に満たすモータＭＧ１から出力してもよりトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ１８０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐを式（５）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップ１９０）。ここで、式（３）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内となる関係であり、式（４）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図１０に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。式（３），（４）に示すように、制御用回転数Ｎｍ２＊とこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて計算した変速比Ｇｒとを用いてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定するから、変速機６０の変速段を変速しているときでも、より適正にトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定することができる。
【００３７】
0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr*  (3)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2*≦Wout  (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min)  (5)
【００３８】
そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に変速機６０の変速比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（６）により計算すると共に（ステップＳ２００）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊にモータ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）との偏差を制御用回転数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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ２１０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２２０）。ここで、式（６）は、図９の共線図から容易に導くことができる。式（６），（７），（８）に示すように、制御用回転数Ｎｍ２＊とこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて計算した変速比Ｇｒとを用いて仮トルクＴｍ２ｔｍｐやトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを設定するから、変速機６０の変速段を変速しているときでも、より適正に仮トルクＴｍ２ｔｍｐやトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを設定することができる。
【００３９】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr            (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2*           (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2*          (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min)  (9)
【００４０】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップ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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，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。こうした制御により、変速機６０の変速段を変速していないときでも変速しているときでも、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００４１】
次に、変速機６０の変速段を変速する際の変速制御について説明する。変速機６０の変速段の変速は、車速Ｖと車両に要求される要求トルクＴｒ＊とに基づいて変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に変更するＬｏ−Ｈｉ変速を行なうか否かの判定や車速Ｖと要求トルクとに基づいて変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変更するＨｉ−Ｌｏ変速を行なうか否かの判定により、いずれかの変速を行なうと判定されたときに、行なわれる。変速を行なうための変速マップの一例を図１１に示す。図１１の例では、変速機６０がＬｏギヤの状態で車速ＶがＬｏ−Ｈｉ変速線Ｖｈｉを超えて大きくなったときに変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に変速し、変速機６０がＨｉギヤの状態で車速ＶがＨｉ−Ｌｏ変速線Ｖｌｏを越えて小さくなったときに変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変速する。変速機６０の変速段の変速は、図１２に例示する変速制御ルーチンを実行することにより行なわれる。
【００４２】
この変速制御ルーチンでは、まず、変速機６０の変速段の変速がＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に変更するＬｏ−Ｈｉ変速かＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変更するＨｉ−Ｌｏ変速のいずれであるかを判定する（ステップＳ５００）。Ｌｏ−Ｈｉ変速のときには、Ｌｏ−Ｈｉ変速の前に前処理が必要なときにはＬｏ−Ｈｉ前処理を実行する（ステップＳ５１０，Ｓ５２０）。ここで、Ｌｏ−Ｈｉ前処理としては、モータＭＧ２から出力しているトルクが大きいためにＬｏ−Ｈｉ変速の際に変速ショックを生じたりＨｉ−Ｌｏ変速をスムーズに行なうことができないときにはモータＭＧ２から出力しているトルクをＬｏ−Ｈｉ変速をスムーズに行なうことができる程度のトルクまで減少させるトルクダウン処理などを挙げることができる。Ｌｏ−Ｈｉ前処理が必要ないときやＬｏ−Ｈｉ前処理を行なった後は、現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と変速機６０の変速比Ｇｌｏ，Ｇｈｉとにより次式（１０）を用いて変速後のモータＭＧ２の回転数である目標回転数Ｎｍ２ｔｇを計算する（ステップＳ５３０）。そして、変速機６０のブレーキＢ１をフリクション係合を伴ってオンとすると共にブレーキＢ２をオフとするために変速機６０の図示しない油圧駆動のアクチュエータに対する油圧シーケンスを開始する（ステップＳ５４０）。Ｌｏ−Ｈｉ変速およびＨｉ−Ｌｏ変速の際の変速機６０の共線図の一例を図１３に示し、Ｌｏ−Ｈｉ変速の油圧シーケンスの一例を図１４に示す。図１３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り、電動機として機能するモータＭＧ２から正のトルクが出力されていることから、その回転数は増加しようとする。ここで、ブレーキＢ１をフリクション係合させると、モータＭＧ２の回転数は減少する。そして、モータＭＧ２の回転数、即ち制御用回転数Ｎｍ２＊がＨｉギヤの状態の目標回転数Ｎｍ２ｔｇ近傍になったときにブレーキＢ１をフリクション係合から完全にオンとすることにより、Ｈｉギヤの状態に切り替えることができる。また、図１４中、ブレーキＢ１の油圧指令がシーケンスの開始直後に大きいのは、ブレーキＢ１に係合力が作用するまでにシリンダにオイルを詰め込むためのファストフィルである。そして、モータＭＧ２の制御用回転数Ｎｍ２＊が変速後の回転数Ｎｍ２ｔｇ近傍に至るのを待って（ステップＳ５５０，Ｓ５６０）、ブレーキＢ１を完全にオンとして油圧シーケンスを終了すると共に（ステップＳ５７０）、Ｌｏ−Ｈｉ前処理を行なったときにはその逆の戻し処理としてのＬｏ−Ｈｉ戻し処理を行なって（ステップＳ５９０，Ｓ６００）、変速処理を終了する。こうしたＬｏ−Ｈｉ変速の制御でも、モータＭＧ２の回転数として制御用回転数Ｎｍ２＊を用いることにより、より適正に制御することができる。
【００４３】
Nm2tg=Nm2・Ghi/Glo  (10)
【００４４】
ステップＳ５００でＨｉ−Ｌｏ変速であると判定されると、Ｈｉ−Ｌｏ変速の前に前処理が必要なときにはＨｉ−Ｌｏ前処理を実行する（ステップＳ６１０，Ｓ６２０）。ここで、Ｈｉ−Ｌｏ前処理としては、モータＭＧ２から出力している制動トルクやモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングすることにより車両に作用させている制動力をブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄにより駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に作用させるブレーキトルクに置き換えるトルク置き換え処理などを挙げることができる。Ｈｉ−Ｌｏ前処理が必要ないときやＨｉ−Ｌｏ前処理を行なった後は、現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と変速機６０のＬｏギヤの状態のときの変速比ＧｌｏとＨｉギヤの状態のときの変速比Ｇｈｉとを用いて変速して変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態としたときのモータＭＧ２の回転数としての目標回転数Ｎｍ２ｔｇを次式（１１）により計算し（ステップＳ６３０）、変速機６０のブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとするために変速機６０の油圧駆動のアクチュエータに対する油圧シーケンスを開始する（ステップＳ６４０）。変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変速するときの油圧シーケンスの一例を図１５に示す。図中、ブレーキＢ２の油圧指令がシーケンスの開始直後に大きいのは、ブレーキＢ２に係合力が作用するまでにシリンダにオイルを詰め込むためのファストフィルである。そして、モータＭＧ２の制御用回転数Ｎｍ２＊が変速後の回転数（目標回転数）Ｎｍ２ｔｇに同期するのを待って（ステップＳ６５０，Ｓ６６０）、ブレーキＢ２を完全にオンとして油圧シーケンスを終了すると共に（ステップＳ６７０）、Ｈｉ−Ｌｏ前処理を行なったときにはその逆の戻し処理としてのＨｉ−Ｌｏ戻し処理を行なって（ステップＳ６９０，Ｓ７００）、変速処理を終了する。こうしたＨｉ−Ｌｏ変速の制御でも、モータＭＧ２の回転数として制御用回転数Ｎｍ２＊を用いることにより、より適正に制御することができる。なお、Ｈｉ−Ｌｏ変速では、油圧シーケンスを開始した後は、モータＭＧ２についてはその制御用回転数Ｎｍ２＊が変速後の回転数（目標回転数）Ｎｍ２ｔｇになるよう回転数制御を行なう場合もあるが、その処理については図示及び説明については省略した。
【００４５】
Nm2tg=Nm2・Glo/Ghi    (11)
【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、変速機６０の変速段を変速している最中のときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分にゲインｋｍを乗じたものを用いて制御時に予想される回転数を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて変速機６０の変速比Ｇｒを計算し、制御用回転数Ｎｍ２＊と変速比Ｇｒとを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とにより表わされる運転ポイントで運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊やモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とを設定してエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、即ち、制御時に予想される回転数を制御用回転数Ｎｍ２＊とこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて計算された変速機６０の変速比Ｇｒとを用いて制御するから、センシング遅れや演算遅れ、通信遅れによってモータＭＧ２の回転数と実際の回転数とに乖離が生じる場合でも、モータＭＧ１やモータＭＧ２をより適正に制御することができる。この結果、モータＭＧ１からトルクを出力しながら変速機６０の変速段を変速する際に生じ得る駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａのトルクの予期しない変動を抑制することができる。もとより、変速機６０の変速段を変速しているときでも、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。また、変速機６０の変速段を変速していないときには、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をそのまま制御用回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて変速機６０の変速比Ｇｒを計算し、制御用回転数Ｎｍ２＊と変速比Ｇｒとを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とにより表わされる運転ポイントで運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊やモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とを設定してエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で安定して要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分に相当する偏差ΔＮｍ２にゲインｋｍを乗じたものを回転数Ｎｍ２に加えて得られる回転数を制御時に予想される回転数としての制御用回転数Ｎｍ２＊として設定するものとしたが、こうした手法だけでなく、制御時に予想される回転数の演算手法として他の手法を用いて制御用回転数Ｎｍ２＊を設定するものとしても構わない。
【００４８】
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、変速機６０の変速段は２段に限られるものではなく、３段以上の変速段としてもよい。
【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１６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１６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１７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】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としても構わないし、こうした動力出力装置にエンジンやバッテリと共に組み込まれる駆動装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００５２】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、変速機６０が「変速伝達手段」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、回転数センサ３２ｂが「駆動軸回転数検出手段」に相当し、回転位置検出センサ４４とこの回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を演算するモータＥＣＵ４０とが「電動機回転数検出手段」に相当し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分に相当する偏差ΔＮｍ２にゲインｋｍを乗じたものを回転数Ｎｍ２に加えて得られる回転数を制御時に予想される回転数としての制御用回転数Ｎｍ２＊として設定する図６の駆動制御ルーチンのステップＳ１５０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「予想回転数演算手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図６の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求トルク設定手段」に相当し、変速機６０の変速段を変速している最中のときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分にゲインｋｍを乗じたものを用いて制御時に予想される回転数を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて変速機６０の変速比Ｇｒを計算し、変速機６０の変速段を変速していないときには、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をそのまま制御用回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて変速機６０の変速比Ｇｒを計算する図６の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ１６０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「制御用変速比演算手段」に相当し、設定した制御用回転数Ｎｍ２＊と変速比Ｇｒとを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とにより表わされる運転ポイントでエンジン２２が運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定して設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図６の駆動制御ルーチンのステップＳ１７０〜Ｓ２３０などの処理を実行したり図１２の変速制御ルーチンにより変速機６０の変速段を変速制御したりするハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、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くバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するバッテリＥＣＵ５２が「入出力制限設定手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。
また、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるものではなく、駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「変速伝達手段」としては、Ｈｉ，Ｌｏの２段の変速段をもって変速可能な変速機６０に限定されるものではなく、３段以上の変速段をもって変速する変速機としたり、無段階に変速する無段変速機としたりするなど、電動機の回転軸と駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達するものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段や電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「駆動軸回転数検出手段」としては、回転数センサ３２ｂに限定されるものではなく、車速を検出するセンサからの値に換算係数を乗じてリングギヤ軸３２ａの回転数とするものなど、駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機回転数検出手段」としては、回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を演算するものに限定されるものではなく、電動機の回転数である電動機回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「予想回転数演算手段」としては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分に相当する偏差ΔＮｍ２にゲインｋｍを乗じたものを回転数Ｎｍ２に加えて得られる回転数を制御時に予想される回転数としての制御用回転数Ｎｍ２＊として設定するものに限定されるものではなく、電動機回転数に基づいて電動機の制御時に予想される電動機の回転数である予想回転数を演算するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求トルク設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御用変速比演算手段」としては、変速機６０の変速段を変速している最中のときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の時間微分成分にゲインｋｍを乗じたものを用いて制御時に予想される回転数を制御用回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて変速機６０の���速比Ｇｒを計算し、変速機６０の変速段を変速していないときには、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をそのまま制御用回転数Ｎｍ２＊として設定すると共にこの制御用回転数Ｎｍ２＊を用いて変速機６０の変速比Ｇｒを計算するものに限定されるものではなく、変速伝達手段の変速比を変更していないときには駆動軸回転数と電動機回転数とに基づいて変速伝達手段の制御用の変速比である制御用変速比を演算し、変速伝達手段の変速比を変更しているときには駆動軸回転数と予想回転数とに基づいて制御用変速比を演算するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、変速機６０の変速制御を行なうと共に設定した制御用回転数Ｎｍ２＊と変速比Ｇｒとを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とにより表わされる運転ポイントで運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊やモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とを設定してエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、変速伝達手段の変速比の変更を伴って演算した制御用変速比を用いて要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「入出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電してもよい許容最大電力である入出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」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、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され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ものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであ���、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。
【００５３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、動力出力装置や車両、駆動装置の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】変速機６０の構成の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図５】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図６】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７】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】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９】要求トルクＴｒ＊が加速用の駆動トルクであるときの動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。
【図１０】トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する様子を説明する説明図である。
【図１１】変速マップの一例を示す説明図である。
【図１２】変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１３】Ｌｏ−Ｈｉ変速およびＨｉ−Ｌｏ変速の際の変速機６０の共線図の一例を示す説明図である。
【図１４】Ｌｏ−Ｈｉ変速の際の変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を駆動制御する油圧回路における油圧シーケンスの一例を示す説明図である。
【図１５】Ｈｉ−Ｌｏ変速の際の変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を駆動制御する油圧回路における油圧シーケンスの一例を示す説明図である。
【図１６】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１７】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】
【００５６】
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）、２４ａ  ＣＰＵ、２４ｂ  ＲＯＭ、２４ｃ  ＲＡＭ、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、３２ｂ  回転数センサ、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，３９ｄ  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、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、８８ａ〜８８ｄ  車輪速センサ、９０  ブレーキマスターシリンダ、９２  ブレーキアクチュエータ、９４  ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄ  ブレーキホイールシリンダ、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２６  燃料噴射弁、１２８  吸気バルブ、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３４  浄化装置、１３５ａ  空燃比センサ、１３５ｂ  酸素センサ、１３６  スロットルモータ、１３８  イグニッションコイル、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  水温センサ、１４３  圧力センサ、１４４  カムポジションセンサ、１４６  スロットルバルブポジションセンサ、１４８  エアフローメータ、１４９  温度センサ、１５０  可変バルブタイミング機構、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】
2008247251.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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