(57)【要約】【課題】遊星歯車機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤに第１モータ，エンジン，駆動輪に連結された駆動軸および第２モータが接続された車両において、スリップが解消するときに第１モータが過回転となるのを抑制する。【解決手段】駆動軸の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ１より大きく且つバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｒｅｆより大きいときには（Ｓ１５０，Ｓ１７０）、エンジンを上限回転数Ｎ１以下で運転する。これにより、スリップが解消したときに、駆動軸の回転数の急減に伴って第１モータの回転数が急増したとしても、第１モータが過回転となるのを抑制することができる。【選択図】図３
2008149742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
走行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、
前記スリップ検出手段により駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定の条件が成立している条件成立時には前記内燃機関が所定回転数以下で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により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記制御手段は、前記スリップ検出手段により駆動輪の空転によるスリップが検出された条件と、前記蓄電手段に入力可能な電力が所定電力以下である条件と、が共に成立しているときに前記条件成立時として制御する手段である請求項１記載の車両。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両であって、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記制御手段は、前記条件成立時には、前記検出された車速が低いほど小さくなる傾向の前記所定回転数以下で前記内燃機関が運転されるよう制御する手段である
車両。
【請求項４】
前記スリップ検出手段は、前記駆動軸の回転数に基づいて前記駆動輪の空転によるスリップを検出する手段である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
【請求項５】
前記スリップ検出手段は、前記駆動軸の回転数の変化率が第１の増加率を超えているときに前記駆動輪の空転によるスリップを検出する手段である請求項４記載の車両。
【請求項６】
前記制御手段は、前記スリップ検出手段により駆動輪の空転によるスリップが検出された以降、前記駆動軸の回転数の変化率が前記第１の増加率より小さい第２の増加率より小さくなってから所定時間が経過するまで前記条件成立時として制御する手段である請求項５記載の車両。
【請求項７】
前記スリップ検出手段は、前記駆動輪の回転数と従動輪の回転数との偏差に基づいて前記駆動輪の空転によるスリップおよびスリップの解消を検出する手段である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の車両であって、
動力軸と前記駆動軸との間で変速段の変更を伴って動力を伝達する変速手段を備え、
前記３軸式動力入出力手段は、前記変速手段および前記動力軸を介して前記駆動軸に接続された手段であり、
前記電動機は、前記変速手段および前記動力軸を介して前記駆動軸に動力を入出力可能であり、
前記制御手段は、前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速手段とを制御する手段である
車両。
【請求項９】
内燃機関および蓄電手段と共に車両に搭載される駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された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、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定の条件が成立している条件成立時には前記内燃機関が所定回転数以下で運転されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機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、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定の条件が成立している条件成立時には前記内燃機関が所定回転数以下で運転されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
車両の制御方法。
【請求項１１】
内燃機関および蓄電手段と共に車両に搭載され、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された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、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定の条件が成立している条件成立時には前記内燃機関が所定回転数以下で運転されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
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、車両および駆動装置並びにこれらの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトがキャリアに接続されると共に駆動輪に連結された駆動軸にリングギヤが接続された動力分配統合機構と、動力分配統合機構のサンギヤに接続された第１モータと、駆動軸に接続された第２モータとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、エンジンからの反力を第１モータで受け止めきれないときには、スロットル開度を小さくしたり吸排気タイミングを遅角させたり点火時期を遅角させたりすることによりエンジンから出力されるパワーを小さくして第１モータが上限回転数を超えて駆動されるのを抑制している。
【特許文献１】特開２００６−１２５２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように、こうした車両では、第１モータが上限回転数を超えないようにすることが望まれる。例えば、駆動輪がスリップしている状態から急にスリップが解消したときのように駆動軸の回転数が急減したときに、第１モータが上限回転数を超えないようにすることが望まれる。
【０００４】
本発明の車両および駆動装置並びにこれらの制御方法は、内燃機関や発電機が過回転となるのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両および駆動装置並びにこれらの制御方法は、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】
本発明の車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
走行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、
前記スリップ検出手段により駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定の条件が成立している条件成立時には前記内燃機関が所定回転数以下で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により走行するよう前記内燃機関と前記発電機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。
【０００７】
この本発明の車両では、駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。一方、所定の条件が成立している条件成立時には内燃機関が所定回転数以下で運転されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。共線図上で発電機，内燃機関，駆動輪に連結された駆動軸の回転速度順となるように３軸式動力入出力手段の３軸に内燃機関，発電機，駆動軸が接続されている場合、駆動輪の空転によるスリップが解消したときに、駆動軸の回転数の急減に伴って発電機の回転数が急増することがあるが、内燃機関を適当な所定回転数以下で運転することにより、発電機が過回転となるのを抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記スリップ検出手段により駆動輪の空転によるスリップが検出された条件と、前記蓄電手段に入力可能な電力が所定電力以下である条件と、が共に成立しているときに前記条件成立時として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、内燃機関を所定回転数以下で運転する機会をより限定することができる。なお、蓄電手段に入力可能な電力が比較的大きいときには、スリップが解消したときに、発電機の回転数の急増を抑制する方向のトルクを発電機から出力することにより発電機の回転数の増加をある程度抑制することができると考えられるため、発電機が過回転となならないときには、内燃機関を所定回転数以下で運転しなくてもよい。
【０００９】
また、本発明の車両において、車速を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は、前記条件成立時には、前記検出された車速が低いほど小さくなる傾向の前記所定回転数以下で前記内燃機関が運転されるよう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、車速に応じた所定回転数以下で内燃機関を運転することができる。
【００１０】
さらに、本発明の車両において、前記スリップ検出手段は、前記駆動軸の回転数に基づいて前記駆動輪の空転によるスリップを検出する手段であるものとすることもできる。この場合、前記スリップ検出手段は、前記駆動軸の回転数の変化率が第１の増加率を超えているときに前記駆動輪の空転によるスリップを検出する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記スリップ検出手段により駆動輪の空転によるスリップが検出された以降、前記駆動軸の回転数の変化率が前記第１の増加率より小さい第２の増加率より小さくなってから所定時間が経過するまで前記条件成立時として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、スリップが検出された以降に、駆動軸の回転数の変化率が第２の増加率よりも小さくなった途端に通常時として制御されるようになるのを回避することができる。この結果、スリップが解消するときに、内燃機関が所定回転数以上で運転されるのを回避することができる。
【００１１】
本発明の車両において、前記スリップ検出手段は、前記駆動輪の回転数と従動輪の回転数との偏差に基づいて前記駆動輪の空転によるスリップおよびスリップの解消を検出する手段であるものとすることもできる。この場合、前記スリップ検出手段は、前記駆動輪の回転数と前記従動輪の回転数との偏差が第１の値を超えているときに前記駆動輪の空転によるスリップを検出し、前記駆動輪の回転数と前記従動輪との偏差が第１の値以下の第２の値より小さいときに前記駆動輪の空転によるスリップを検出しない手段であるものとすることもできる。
【００１２】
また、本発明の車両において、動力軸と前記駆動軸との間で変速段の変更を伴って動力を伝達する変速手段を備え、前記３軸式動力入出力手段は、前記変速手段および前記動力軸を介して前記駆動軸に接続された手段であり、前記電動機は、前記変速手段および前記動力軸を介して前記駆動軸に動力を入出力可能であり、前記制御手段は、前記内燃機関と前記発電機と前記電動機と前記変速手段とを制御する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の駆動装置は、
内燃機関および蓄電手段と共に車両に搭載される駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された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、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定の条件が成立している条件成立時には前記内燃機関が所定回転数以下で運転されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機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。
【００１４】
この本発明の駆動装置では、駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。一方、所定の条件が成立している条件成立時には内燃機関が所定回転数以下で運転されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。共線図上で発電機，内燃機関，駆動輪に連結された駆動軸の回転速度順となるように３軸式動力入出力手段の３軸に内燃機関，発電機，駆動軸が接続されている場合、駆動輪の空転によるスリップが解消したときに、駆動軸の回転数の急減に伴って発電機の回転数が急増することがあるが、内燃機関を適当な所定回転数以下で運転することにより、発電機が過回転となるのを抑制することができる。
【００１５】
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定の条件が成立している条件成立時には前記内燃機関が所定回転数以下で運転されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ことを要旨とする。
【００１６】
この本発明の車両の制御方法では、駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。一方、所定の条件が成立している条件成立時には内燃機関が所定回転数以下で運転されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。共線図上で発電機，内燃機関，駆動輪に連結された駆動軸の回転速度順となるように３軸式動力入出力手段の３軸に内燃機関，発電機，駆動軸が接続されている場合、駆動輪の空転によるスリップが解消したときに、駆動軸の回転数の急減に伴って発電機の回転数が急増することがあるが、内燃機関を適当な所定回転数以下で運転することにより、発電機が過回転となるのを抑制することができる。
【００１７】
本発明の駆動装置の制御方法は、
内燃機関および蓄電手段と共に車両に搭載され、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された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、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記所定の条件が成立している条件成立時には前記内燃機関が所定回転数以下で運転されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ことを要旨とする。
【００１８】
この本発明の駆動装置の制御方法では、駆動輪の空転によるスリップが検出された条件を含む所定の条件が成立していない通常時には走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。一方、所定の条件が成立している条件成立時には内燃機関が所定回転数以下で運転されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。共線図上で発電機，内燃機関，駆動輪に連結された駆動軸の回転速度順となるように３軸式動力入出力手段の３軸に内燃機関，発電機，駆動軸が接続されている場合、駆動輪の空転によるスリップが解消したときに、駆動軸の回転数の急減に伴って発電機の回転数が急増することがあるが、内燃機関を適当な所定回転数以下で運転することにより、発電機が過回転となるの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】
【００１９】
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】
【００２０】
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、動力分配統合機構３０に接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に出力する変速機６０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。
【００２１】
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。
【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には回転軸としてのリングギヤ軸３２ａ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から変速機６０，駆動軸３６，デファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２３】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも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のいずれか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のいずれか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，ＭＧ２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、いずれも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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置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、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。
【００２４】
変速機６０は、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達およびリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続の解除を行なうことができるように構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。図示するように、変速機６０は、シングルピニオンの遊星歯車機構６２，６４，６６と二つのクラッチＣ１，Ｃ２と三つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とにより構成されている。遊星歯車機構６２は、外歯歯車のサンギヤ６２ｓと、このサンギヤ６２ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２ｒと、サンギヤ６２ｓに噛合すると共にリングギヤ６２ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６２ｐと、複数のピニオンギヤ６２ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６２ｃとを備えており、サンギヤ６２ｓはクラッチＣ２のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続または接続の解除ができるようになっていると共にブレーキＢ１のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６２ｃはブレーキＢ２のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっている。遊星歯車機構６４は、外歯歯車のサンギヤ６４ｓと、このサンギヤ６４ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６４ｒと、サンギヤ６４ｓに噛合すると共にリングギヤ６４ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６４ｐと、複数のピニオンギヤ６４ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６４ｃとを備えており、サンギヤ６４ｓは遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓに接続され、リングギヤ６４ｒはクラッチＣ１のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続またはその解除ができるようになっており、キャリア６４ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒに接続されている。遊星歯車機構６６は、外歯歯車のサンギヤ６６ｓと、このサンギヤ６６ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６ｒと、サンギヤ６６ｓに噛合すると共にリングギヤ６６ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６６ｐと、複数のピニオンギヤ６６ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６６ｃとを備えており、サンギヤ６６ｓは遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒに接続され、リングギヤ６６ｒはブレーキＢ３のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６６ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒと遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃと駆動軸３６とに接続されている。変速機６０は、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを全てオフにすることによりリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離すことができ、クラッチＣ１とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を比較的大きな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を１速の状態という）、クラッチＣ１とブレーキＢ２とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を１速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を２速の状態という）、クラッチＣ１とクラッチＢ１とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ２，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を２速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を３速の状態という）、クラッチＣ１，Ｃ２をオンとすると共にクラッチＢ１，Ｂ２，Ｂ３をオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転をそのまま駆動軸３６に伝達する（以下、この状態を４速の状態という）。また、この変速機６０は、クラッチＣ２とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を反転かつ減速して駆動軸３６に伝達する（以下、この状態をリバースの状態という）。クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のオンオフは、図示しない油圧式のアクチュエータの駆動により行なわれる。
【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に取り付けられた温度センサ５１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。
【００２６】
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、駆動軸３６の回転数を検出する回転数センサ３７からの駆動軸３６の回転数Ｎｄ，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。なお、実施例では、車速センサ８８は、車輪３９ｃ，３９ｄの車輪速に基づいて車速を検出するセンサを用いるものとした。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３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。
【００２７】
なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。
【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３６に出力すべき要求トルクを計算し、要求トルクと車速Ｖとに応じた変速段となるよう変速機６０が制御され、要求トルクと変速機６０の変速段とに応じた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、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、変速機６０の変速段をアップシフト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、変速機６０の変速段を変速している最中を除いて、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，回転数センサ３７からの駆動軸３６の回転数Ｎｄ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，変速機６０の現在のギヤ段ｎに応じたギヤ比Ｇｒ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、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クランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータ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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ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。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。
【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３６に出力すべき要求トルクＴｄ＊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Ｔｄ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊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Ｔｄ＊を導出して設定するものとした。図６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Ｔｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたものからバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものにロスＬｏｓｓを加えたものとして計算することができる。なお、駆動軸３６の回転数Ｎｄは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、放電側を正の値とし、充電側を負の値とした。
【００３２】
続いて、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７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、駆動軸３６の今回の回転数Ｎｄから前回の回転数（前回Ｎｄ）を減じることにより駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄを計算すると共に（ステップＳ１３０）、発電機回転数急増予測フラグＦの値を調べ（ステップＳ１４０）、発電機回転数急増予測フラグＦが値０のときには、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄを閾値Ｎｒｅｆ１と比較する（ステップＳ１５０）。ここで、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄは、このルーチンが所定時間毎に繰り返し実行されるため、単位時間（所定時間）あたりの変化量となる。また、発電機回転数急増予測フラグＦは、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の急増が予測されるときに値１が設定され、予測されないときに値０が設定されるフラグであり、詳細は後述する。さらに、閾値Ｎｒｅｆ１は、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生したか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、アクセル開度Ａｃｃが１００％のときの駆動軸３６の回転数変化やそれよりも若干大きい回転数変化などに設定することができ、車重などを含む車両の仕様により定められる。
【００３４】
駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ１以下のときには、スリップは発生していないと判断し、発電機回転数急増予測フラグＦに値０を設定し（ステップＳ１６０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（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＊と現在の回転数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としての仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを計算し（ステップＳ２３０）、要求トルクＴｄ＊と変速機６０のギヤ比Ｇｒと仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐと動力分配統合機構３０のギヤ比ρ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（３）により計算する（ステップＳ２４０）。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。変速機６０が１速の状態のときの動力分配統合機構３０および変速機６０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８に示す。図中左側は動力分配統合機構３０の共線図であり、左の３１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、３４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、３２軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数を示す。図中右側は変速機６０の共線図であり、６４ｒ，６６ｓ軸は遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒおよび遊星歯車機構６６のサンギヤ６６ｓの回転数を示し、６２ｒ，６４ｃ，６６ｃ軸は駆動軸３６の回転数Ｎｏである遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒおよび遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃおよび遊星歯車機構６６のキャリア６６ｃの回転数を示し、６２ｃ軸は遊星歯車機構６２のキャリア６２ｃの回転数を示し、６６ｒ軸は遊星歯車機構６６のリングギヤ６６ｒの回転数を示し、６２ｓ，６４ｓ軸は遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓおよび遊星歯車機構６４のサンギヤ６４ｓの回転数を示す。図中点線は、シフトポジションＳＰがＤポジションのときに接続される回転要素（３２軸と６４ｒ，６６ｓ軸）を示す。なお、３２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とを示し、６２ｒ，６４ｃ，６６ｃ軸の２つの太線矢印は、Ｒ軸に出力されるこれらのトルクが変速機６０を介して駆動軸３６に出力されるトルクを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。式（２）は、エンジン２２から出力されてサンギヤ３１に作用するトルクに対して釣り合いを取るためのトルクと、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と回転数Ｎｍ１との差を打ち消すためのトルクと、エンジン２２やモータＭＧ１からなる回転系のイナーシャトルクを打ち消すためのトルクＴｉと、の和としてモータＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを設定する式である。式（２）中、右辺第１項はこの共線図から容易に導き出すことができる。また、右辺第２項および第３項はモータ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の項であり、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。さらに、右辺第４項はエンジン２２やモータＭＧ１からなる回転系の慣性モーメントやモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の時間微分を用いて計算することができる。式（３）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。
【００３５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ    (1)
Tm1tmp=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt+Ti    (2)
Tm2tmp=Td*/Gr+Tm1tmp/ρ    (3)
【００３６】
次に、次式（４）および式（５）を共に満たすモータＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する（ステップＳ２５０）。ここで、式（４）は、モータＭＧ１やモータＭＧ２により動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０からトルク（Ｔｄ＊／Ｇｒ）の範囲内となる関係であり、式（５）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９に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中、斜線で示した領域内の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐの最小値と最大値として求めることができる。こうしてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると、モータＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限した値としてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２６０）。そして、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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（６）および式（７）により計算すると共に（ステップＳ２７０）、計算したトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２８０）。このようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することにより、リングギヤ軸３２ａに出力するトルク（Ｔｄ＊／Ｇｒ）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。
【００３７】
0≦-Tm1tmp/ρ+Tm2tmp≦Td*/Gr …（4）
Win≦Tm1tmp・Nm1+Tm2tmp・Nm2≦Wout  …（5）
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2    (6)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2    (7)
【００３８】
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Ｓ２９０）、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。
【００３９】
ステップＳ１５０で駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ１より大きいときには、スリップが発生していると判断し、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを閾値Ｗｒｅｆと比較する（ステップＳ１７０）。ここで、閾値Ｗｒｅｆは、バッテリ５０に充分な電力を入力することができるか否かを判定するために用いられる閾値であり、モータＭＧ１，ＭＧ２やバッテリ５０の仕様などにより定められる。いま、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが生じているときを考えている。変速機６０が１速の状態のときの動力分配統合機構３０および変速機６０の各回転要素の回転数の関係の一例を示す共線図を図１０に示す。図中、実線は駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが生じているときの関係の一例を示し、二点鎖線はスリップが解消したときの関係の一例を示す。図示するように、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが生じている状態からスリップが解消したときには、駆動軸３６の回転数Ｎｄの急減に伴う動力軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒの急減によってモータＭＧ１の回転数が急増することがある。この場合、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値がある程度大きいとき即ちバッテリ５０に充分な電力を入力できるときには、前述の式（２）の第４項に示したイナーシャトルクを打ち消すためのトルクＴｉに基づくトルク、即ちモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を小さくする方向（図１０中下向き）の比較的大きなトルクをモータＭＧ１から出力することにより、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が急増するのを抑制することができるが、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいとき即ちバッテリ５０に入力可能な電力が大きく制限されているときには、こうしたトルクをモータＭＧ１から出力するとモータＭＧ１の発電によってバッテリ５０に過大な電力が入力されてしまうため、こうしたトルクをモータＭＧ１から出力することは困難であり、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が急増すると考えられる。ステップ１７０の処理は、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが解消するときにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の急増が予測されるか否かを判定する処理である。バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｒｅｆ以下のとき、即ちバッテリ５０に充分な電力を入力することができるときには、スリップが解消するときのモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の急増を抑制することができると判断し、発電機回転数急増予測フラグＦに値０を設定して（ステップＳ１６０）、ステップＳ２３０以降の処理を実行する。
【００４０】
一方、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｒｅｆより大きいとき、即ちバッテリ５０に充分な電力を入力することができないときには、スリップが解消するときにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は急増すると予測されると判断し、発電機回転数急増予測フラグＦに値１を設定し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１２０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を上限回転数Ｎ１で制限することより目標回転数Ｎｅ＊を再設定すると共に再設定した目標回転数Ｎｅ＊で要求パワーＰｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を計算し（ステップＳ１９０）、ステップＳ２３０以降の処理を実行する。ここで、上限回転数Ｎ１は、スリップが解消するときに、解消後の駆動軸３６の回転数Ｎｄに拘わらずモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が予め定められた許容回転数Ｎｍ１ｍａｘを超えないエンジン２２の回転数の上限やそれよりも若干小さい回転数などに設定することができ、動力分配統合機構３０のギヤ比ρや、エンジン２２やモータＭＧ１の特性などにより定められる。このように、実施例では、スリップが解消するときにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の急増を抑制することができないときには、エンジン２２を上限回転数Ｎ１以下で運転するのである。これにより、スリップが解消するとき、即ち、スリップが解消して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６の回転数Ｎｄおよび動力軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが急減すると共にこれに伴ってモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が急増するときに、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が許容回転数Ｎｍ１ｍａｘを超えて過回転となるのを抑制することができる。
【００４１】
こうしてステップＳ１８０で発電機回転数急増予測フラグＦに値１が設定されると、次回に駆動制御ルーチンが実行されたときには、ステップＳ１４０で発電機回転数急増予測フラグＦは値１であるから、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄを前述の閾値Ｎｒｅｆ１より小さい閾値Ｎｒｅｆ２と比較する（ステップＳ２００）。ここで、閾値Ｎｒｅｆ２は、駆動軸３６の回転数Ｎｄの急増が収まったか否かを判定するために用いられる閾値であり、予め実験などによ定められる。駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ２以上のときには、駆動軸３６の回転数Ｎｄの急増は収まっていない即ち未だ急増していると判断し、発電機回転数急増予測フラグＦに値１を設定すると共に（ステップＳ１８０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を上限回転数Ｎ１で制限する共に制限した目標回転数Ｎｅ＊と要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標トルクＴｅ＊を設定して（ステップＳ１９０）、ステップＳ２３０以降の処理を実行する。
【００４２】
一方、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ２より小さいときには、駆動軸３６の回転数Ｎｄの急増は収まったと判断し、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ２より小さくなってから所定時間ｔ１が経過したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここで、所定時間ｔ１は、駆動軸３６の回転数Ｎｄの急増が収まってからスリップが解消するまでに要する時間が経過したか否かを判定するために用いられる時間であり、車両の仕様などにより定められる。なお、この所定時間ｔ１は、要求トルクＴｄ＊や路面状態などを考慮して設定するものとしてもよい。駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｄｒｅｆより小さくなってから所定時間ｔ１が経過していないと判定されたときには、発電機回転数急増予測フラグＦに値１を設定すると共に（ステップＳ１８０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を上限回転数Ｎ１で制限する共に制限した目標回転数Ｎｅ＊と要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標トルクＴｅ＊を設定して（ステップＳ１９０）、ステップＳ２３０以降の処理を実行する。一方、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｄｒｅｆより小さくなってから所定時間ｔ１が経過したと判定されたときには、スリップは既に解消していると判断し、発電機回転数急増予測フラグＦに値０を設定し（ステップＳ２２０）、ステップＳ１２０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を用いてステップＳ２３０以降の処理を実行する。このように、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｄｒｅｆより小さくなってから所定時間ｔ１が経過するまではエンジン２２を上限回転数Ｎ１以下で運転することにより、スリップが解消するときに、エンジン２２が上限回転数Ｎ１より大きい回転数で運転されていることを回避することができる。
【００４３】
いま、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが比較的大きく制限されているときに駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが生じたときを考える。このときの動力分配統合機構３０と変速機６０の各回転要素の回転数の関係を図１１に示す。図中、実線は駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが生じているときの関係を示し、破線はスリップが生じているときにエンジン２２の回転数Ｎｅを上限回転数Ｎ１以下に制限したときの関係を示し、一点鎖線はスリップが解消したときの関係を示す。なお、二点差線は、比較のために、スリップが生じているときにエンジン２２の回転数Ｎｅを上限回転数Ｎ１以下に制限せずにスリップが解消したときの関係を示す。駆動輪３９ａ，３９ｂにスリップが生じると、図中実線に示すように、駆動軸３６の回転数Ｎｄおよび動力軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが比較的大きくなる。このとき、エンジン２２の回転数Ｎｅをある程度の範囲で制限しないと、スリップが解消して駆動軸３６の回転数Ｎｄおよびリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが急減したときに、図中二点鎖線に示すように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が許容回転数Ｎｍ１ｍａｘを超えて過回転となる場合が生じる。こうした不都合を解消するために、実施例では、スリップが生じたときには、図中破線に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅを上限回転数Ｎ１以下に制限するものとした。これにより、スリップが解消したときには、図中一点鎖線に示すように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１は増加するものの、モータＭＧ１が過回転となるのを抑制することができる。
【００４４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２の回転数変化ΔＮｍ２が閾値Ｎｒｅｆ１以上になると共にバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を上限回転数Ｎ１以下の回転数で運転するから、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが解消するときにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が許容回転数Ｎｍ１ｍａｘを超えて過回転となるのを抑制することができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄを用いて駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生しているか否かを判定するものとしたが、回転数変化ΔＮｄに代えて、駆動輪３９ａ，３９ｂの回転数変化やモータＭＧ２の回転数変化などを用いてスリップが発生しているか否かを判定するものとしてもよい。また、駆動輪３９ａ、３９ｂの回転数と車輪３９ｃ，３９ｄの回転数との偏差に基づいてスリップが発生しているか否かを判定するものとしてもよい。この場合、駆動輪３９ａ、３９ｂの回転数と車輪３９ｃ，３９ｄの回転数との偏差が第１の所定値を超えたときにスリップが発生していると判定し、スリップが発生していると判定されているときには、駆動輪３９ａ、３９ｂの回転数と車輪３９ｃ，３９ｄの回転数との偏差が第１の所定値以下の第２の所定値より小さくなったときにスリップが解消したと判定するものとしてもよい。ここで、第１の所定値や第２の所定値は、車両の仕様などにより定められる。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、スリップが発生しているときに、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｒｅｆ以下のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を上限回転数Ｎ１を用いて制限せず、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｒｅｆより大きいときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を上限回転数Ｎ１を用いて制限するものとしたが、スリップが発生しているときにはバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに拘わらずエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を上限回転数Ｎ１を用いて制限するものとしてもよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０に充分な電力を入力することができるか否かを判定するための閾値Ｗｒｅｆに固定値を用いるものとしたが、モータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力（発電電力）Ｐｍ１，Ｐｍ２などに基づいて設定されるものを用いるものとしてもよい。この場合、例えば、スリップが解消するときにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の急増を抑制するためにモータＭＧ１により発電される電力ΔＰｍ１を予め実験などにより定めておき、スリップが発生しているときに、モータＭＧ１，ＭＧ２の消費電力Ｐｍ１，Ｐｍ２を計算すると共に計算した消費電力Ｐｍ１、Ｐｍ２と電力ΔＰｍ１との和を閾値Ｗｒｅｆとして用い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、エンジン２２の上限回転数Ｎ１は、固定値を用いるものとしたが、車速Ｖなどに基づいて設定した値を用いるものとしてもよい。例えば、車速Ｖに換算係数ｋを乗じて得られるスリップが解消するときの駆動軸３６の回転数としての解消時回転数に変速機６０のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数（Ｖ・ｋ・Ｇｒ）とモータＭＧ１の許容回転数Ｎｍ１ｍａｘと動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（８）により計算した値を用いるものとしてもよい。この場合、上限回転数Ｎ１は、車速Ｖが低いほど小さくなる傾向に設定されることになる。
【００４９】
N1=V・k・Gr/(1+ρ)+Nm1max・ρ/(1+ρ)  (8)
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の上限回転数Ｎ１は、スリップが解消するときにモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が許容回転数Ｎｍ１ｍａｘを超えないエンジン２２の回転数Ｎｅの上限などに設定するものとしたが、スリップが解消するときに、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が許容回転数Ｎｍ１ｍａｘを超えないと共に動力分配統合機構３０のピニオンギヤ３３の回転数が許容回転数以下となるエンジン２２の回転数Ｎｅの上限などに設定するものとしてもよい。即ち、スリップが解消するときに、モータＭＧ１が過回転とならないと共にピニオンギヤ３３が過回転とならないエンジン２２の回転数の上限を上限回転数Ｎ１としてもよい。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生したときに、上限回転数Ｎ１以下でエンジン２２を運転するものとしたが、スリップが解消するときにエンジン２２の燃料カットを行なう場合には、スリップが発生したときに上限回転数Ｎ１より若干大きい回転数以下でエンジン２２を運転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を図１２に示す。図１２の駆動制御ルーチンでは、ステップＳ１９０に代えてステップＳ１９０ｂの処理を実行する点と、ステップＳ３００〜Ｓ３２０の処理を追加した点と、を除いて図３の駆動制御ルーチンと同一であるため、図３の駆動制御ルーチンと同一の処理については同一のステップ番号を付した。以下、図３の駆動制御ルーチンと異なる点を中心に説明する。図１２の駆動制御ルーチンでは、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ１より大きく且つバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｒｅｆより大きいときには（ステップＳ１５０，Ｓ１７０）、発電機回転数急増予測フラグＦに値１を設定すると共に（ステップＳ１８０）、ステップＳ１２０で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を上限回転数Ｎ１に所定値αを加えた回転数（Ｎ１＋α）で制限することより目標回転数Ｎｅ＊を再設定すると共に再設定した目標回転数Ｎｅ＊で要求パワーＰｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を計算し（ステップＳ１９０）、ステップＳ２３０以降の処理を実行する。ここで、所定値αは、エンジン２２の燃料カットを行なったときにエンジン２２のフリクションにより低下すると推定される回転数などに基づいて設定することができ、実験などにより定められる。そして、発電機回転数急増予測フラグＦが値１であるときに（ステップＳ１４０）、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｍ２が閾値Ｎｍ２ｒｅｆより小さく且つ所定時間ｔ１が経過していないときには（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、発電機回転数急増予測フラグＦに値１を設定すると共に（ステップＳ３００）、エンジン２２の燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ３１０）、モータＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐに値０を設定し（ステップＳ３２０）、ステップＳ２４０以降の処理を実行する。エンジン２２の燃料カット指令を受信したエンジン２２への燃料供給が停止されるよう図示しない燃料噴射弁を制御する。この場合には、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ２より小さくなったときにエンジン２２の燃料カットを行なうことにより、スリップが解消するときのエンジン２２の回転数Ｎｅは上限回転数Ｎ１以下になると考えられる。このため、実施例と同様に、スリップが解消するときにモータＭＧ１が許容回転数Ｎｍ１ｍａｘを超えて過回転となるのを抑制することができる。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ１を超えたときでも、要求トルクＴｄ＊に応じたトルクが駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２と変速機６０とを制御するものとしたが、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｍ２が閾値Ｎｒｅｆ１を超えたときには、要求トルクＴｄ＊を制限したトルクが駆動軸３６に出力されるよう制御するものとしてもよい。こうすれば、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生しているときに、スリップを解消しやすくすることができる。
【００５３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、４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、変速段は４段に限られるものではなく、２段以上の変速段をもって変速可能な変速機であればよい。
【００５４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６との間で変速段の変更を伴って動力を動力を伝達する変速機６０を備えるものとしたが、変速機６０を備えないものとしてもよい。
【００５５】
ここで、実施例や変形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、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリア３４が接続されると共に動力軸としてのリングギヤ軸３２ａにリングギヤ３２が接続された動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄを閾値Ｎｄｒｅｆと比較することにより駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生しているか否かを判定するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「スリップ検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ１以下のときや駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ１より大きいがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｒｅｆ以下のときに要求トルクＴｄ＊に応じたトルクを駆動軸３６に出力して走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２と変速機６０とを制御し駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ１より大きく且つバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが閾値Ｗｒｅｆより大きいときにエンジン２２が上限回転数Ｎ１以下で運転されると共に要求トルクＴｄ＊に応じたトルクを駆動軸３６に出力して走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２と変速機６０とを制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０やエンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。また、発電機回転数急増予測フラグＦが値１のときに駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ２より小さくなってから所定時間ｔ１が経過するまで発電機回転数急増予測フラグＦに値１を設定すると共にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を上限回転数Ｎ１で制限し駆動軸３６の回転数変化ΔＮｄが閾値Ｎｒｅｆ２より小さくなってから所定時間ｔ１が経過した以降は発電機回転数急増予測フラグＦに値０を設定すると共にエンジン２２の目標回転数Ｎ１で制限しないハイブリッド用電子制御ユニット７０やエンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０も「制御手段」に相当する。なお、実施例や変形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り、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５６】
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、自動車以外の車両に搭載される駆動装置の形態としてもよいし、車両や駆動装置の制御方法の形態としてもよい。
【００５７】
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】
【００５８】
本発明は、車両や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】
【００５９】
【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の構成の概略を示す構成図である。
【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】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】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】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８】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９】トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を示す説明図である。
【図１０】変速機６０が１速の状態のときの動力分配統合機構３０および変速機６０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示す説明図である。
【図１１】変速機６０が１速の状態のときの動力分配統合機構３０および変速機６０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示す説明図である。
【図１２】変形例の駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
２０，１２０  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、３２ｂ  動力軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３６  駆動軸、３７  回転数センサ、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、５０  バッテリ、５１  温度センサ、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、６２，６４，６６  遊星歯車機構、６２ｓ，６４ｓ，６６ｓ  サンギヤ、６２ｃ，６４ｃ，６６ｃ  キャリア、６２ｒ，６４ｒ，６６ｒ  リングギヤ、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、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｃ１，Ｃ２  クラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３  ブレーキ。
【図１】
2008149742.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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