(57)【要約】【課題】プラネタリギヤにエンジンと第１モータと動力軸とを接続すると共に動力軸に第２モータを接続し、動力軸と車軸に接続された駆動軸との間に変速機を備える車両において、変速機における変速の際に第１モータや第２モータと電力のやりとりをするバッテリが過大な電力により充電されることを抑制する。【解決手段】走行に要求される要求トルクＴｄ＊に基づいてエンジンの目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ１００〜ステップＳ１２０）、変速機の変速段のアップシフト要求がなされたときには第１モータの目標回転数Ｎｍ１＊を正のアップシフト前回転数Ｎｍｔａｇに設定して（ステップＳ２３０）、エンジンの目標回転数Ｎｅ＊を第１モータをアップシフト前回転数Ｎｍｔａｇしたときに対応する回転数に変更した後に（ステップＳ２４０）、変速機における変速段の変更を実行する（ステップＳ３１０）。【選択図】図３
2008094300.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に接続されると共に該出力軸とは異なる動力軸に該動力軸が該出力軸に対して独立に回転可能に接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記動力軸への駆動力の入出力を伴って前記動力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、
前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記動力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され、前記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の伝達を行なう変速伝達手段と、
前記回転調整手段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、
走行に要求される要求駆動力に基づく前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記要求駆動力と車速とに基づいて前記変速伝達手段における変速段の目標変速段を設定する目標変速段設定手段と、
前記変速伝達手段における変速段をアップシフトしないときには、前記設定され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変速伝達手段における変速段を前記設定された目標変速段として前記要求駆動力に基づく駆動力が出力されて走行するよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、前記変速伝達手段における変速段をアップシフトするときには、前記変速伝達手段における変速段と前記要求駆動力に基づく駆動力の出力による走行とを維持しながら前記回転数調整手段が前記変速伝達手段における変速段を設定された目標変速段にする際に所定電力以下の充電電力を出力する所定の駆動状態になるまで前記内燃機関の運転ポイントが変更されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、前記内燃機関の運転ポイントの変更が終了した後に該変更後の運転ポイントにおける前記内燃機関の運転を維持しながら前記変速伝達手段における変速段が前記設定された目標変速段とされるよう前記内燃機関と前記回転調整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、
を備える車両。
【請求項２】
前記制御手段は、前記変速伝達手段における変速段をアップシフトするときに前記内燃機関の運転ポイントを変更するときには、回転数が高くなるよう運転ポイントを変更する手段である請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記制御手段は、前記変速伝達手段における変速段をアップシフトするときに前記内燃機関の運転ポイントを変更するときには、前記内燃機関から出力される動力が維持されるよう運転ポイントを変更する手段である請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記制御手段は、前記変速伝達手段における変速段をアップシフトするときに、前記設定された目標運転ポイントにおける前記内燃機関の運転を維持しながら前記変速伝達手段における変速段を前記設定された目標変速段とする際に前記蓄電手段を充電する充電電力が該蓄電手段を充電可能な電力の上限としての入力制限を超えないときには、前記内燃機関の運転ポイントを変更せずに前記設定された目標運転ポイントにおける前記内燃機関の運転を維持しながら前記変速伝達手段における変速段が前記設定された目標変速段とされるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
【請求項５】
前記目標運転ポイント設定手段は、前記要求駆動力と前記内燃機関を効率よく運転する制約とに基づいて前記目標運転ポイントを設定する手段である請求項１ないし４いずれか記載の車両。
【請求項６】
前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸と前記動力軸と第３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、前記第３軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項１ないし５いずれか記載の車両。
【請求項７】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸に接続されると共に該出力軸とは異なる動力軸に該動力軸が該出力軸に対して独立に回転可能に接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記動力軸への駆動力の入出力を伴って前記動力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記動力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され、前記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の伝達を行なう変速伝達手段と、前記回転調整手段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、
前記変速伝達手段における変速段をアップシフトしないときには、走行に要求される要求駆動力に基づく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変速伝達手段における変速段を前記要求駆動力と車速とに基づく目標変速段として前記要求駆動力に基づく駆動力が出力されて走行するよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、前記変速伝達手段における変速段をアップシフトするときには、前記変速伝達手段における変速段と前記要求駆動力に基づく駆動力の出力による走行とを維持しながら前記回転数調整手段が前記変速伝達手段における変速段を前記目標変速段にする際に所定電力以下の充電電力を出力する所定の駆動状態になるまで前記内燃機関の運転ポイントが変更されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、前記内燃機関の運転ポイントの変更が終了した後に該変更後の運転ポイントにおける前記内燃機関の運転を維持しながら前記変速伝達手段における変速段が前記目標変速段とされるよう前記内燃機関と前記回転調整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
車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびそ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、エンジンの出力軸にキャリアが接続されたプラネタリギヤと、このプラネタリギヤのサンギヤに接続された第１モータと、プラネタリギヤのリングギヤに回転子が接続された第２モータと、第２モータの回転子と車軸に接続された駆動軸とに接続された変速機と、第１モータや第２モータと電力のやりとりをするバッテリ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、エンジンの運転ポイントをエンジンを効率よく運転する運転ポイントに維持しながら変速機における変速段を変更することにより、燃費の向上を図ることができるとしている。
【特許文献１】特開２００５−３３７４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の車両では、エンジンの運転ポイントをエンジンを効率よく運転する運転ポイントに維持しながら変速機における変速段をアップシフトするときに、第１モータと第２モータとが共に充電状態になってバッテリが過大な電力により充電されることがある。このような過大な電力によるバッテリの充電は、バッテリの劣化を促進するため、抑制されることが望ましい。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関の出力軸に接続されると共に出力軸とは異なる動力軸に動力軸が出力軸に対して独立に回転可能に接続され、電力の入出力と出力軸および動力軸への駆動力の入出力を伴って動力軸に対する出力軸の回転数を調整可能な回転調整装置と、動力軸に動力を入出力可能な電動機と、動力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続された変速機を備える車両において、変速機における変速段をアップシフトするときに回転調整装置や電動機と電力のやりとりをする蓄電装置が過大な電力により充電され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】
本発明の車両は、上述の目的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に接続されると共に該出力軸とは異なる動力軸に該動力軸が該出力軸に対して独立に回転可能に接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記動力軸への駆動力の入出力を伴って前記動力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、
前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記動力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され、前記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の伝達を行なう変速伝達手段と、
前記回転調整手段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、
走行に要求される要求駆動力に基づく前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記要求駆動力と車速とに基づいて前記変速伝達手段における変速段の目標変速段を設定する目標変速段設定手段と、
前記変速伝達手段における変速段をアップシフトしないときには、前記設定され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変速伝達手段における変速段を前記設定された目標変速段として前記要求駆動力に基づく駆動力が出力されて走行するよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、前記変速伝達手段における変速段をアップシフトするときには、前記変速伝達手段における変速段と前記要求駆動力に基づく駆動力の出力による走行とを維持しながら前記回転数調整手段が前記変速伝達手段における変速段を設定された目標変速段にする際に所定電力以下の充電電力を出力する所定の駆動状態になるまで前記内燃機関の運転ポイントが変更されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、前記内燃機関の運転ポイントの変更が終了した後に該変更後の運転ポイントにおける前記内燃機関の運転を維持しながら前記変速伝達手段における変速段が前記設定された目標変速段とされるよう前記内燃機関と前記回転調整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】
この本発明の車両では、変速伝達手段における変速段をアップシフトするときには、変速伝達手段における変速段と要求駆動力に基づく駆動力の出力による走行とを維持しながら回転数調整手段が変速伝達手段における変速段を設定された目標変速段にする際に所定電力以下の充電電力を出力する所定の駆動状態になるまで内燃機関の運転ポイントが変更されるよう内燃機関と回転調整手段と電動機と変速伝達手段とを制御し、内燃機関の運転ポイントの変更が終了した後に変更後の運転ポイントにおける内燃機関の運転を維持しながら変速伝達手段における変速段が要求駆動力と車速とに基づく目標変速段とされるよう内燃機関と回転調整手段と電動機と変速伝達手段とを制御する。回転数調整手段が変速伝達手段における変速段を設定された目標変速段にする際に所定電力以下の充電電力を出力する所定の駆動状態になるまで内燃機関の運転ポイントを変更した後に変速伝達手段における変速段を目標変速段とするから、変速段を目標変速段とする際に蓄電手段が過大な電力により充電されるのを抑制することができる。ここで、「変速伝達手段における変速段をアップシフトしないとき」には、変速伝達手段における変速段をダウンシフトするときや変速段を変更しないときが含まれる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記変速伝達手段における変速段をアップシフトするときに前記内燃機関の運転ポイントを変更するときには、回転数が高くなるよう運転ポイントを変更する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記変速伝達手段における変速段をアップシフトするときに前記内燃機関の運転ポイントを変更するときには、前記内燃機関から出力される動力が維持されるよう運転ポイントを変更する手段であるものとすることもできる。こうすれば、走行に要求される要求駆動力に基づく動力を内燃機関から出力しながら変速伝達手段における変速段を目標変速段にすることができる。
【００１０】
さらに、本発明の車両において、前記制御手段は、前記変速伝達手段における変速段をアップシフトするときに、前記設定された目標運転ポイントにおける前記内燃機関の運転を維持しながら前記変速伝達手段における変速段を前記設定された目標変速段とする際に前記蓄電手段を充電する充電電力が該蓄電手段を充電可能な電力の上限としての入力制限を超えないときには、前記内燃機関の運転ポイントを変更せずに前記設定された目標運転ポイントにおける前記内燃機関の運転を維持しながら前記変速伝達手段における変速段が前記設定された目標変速段とされるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段における変速段をアップシフトするときでも蓄電手段を充電する充電電力が蓄電手段を充電可能な電力の上限としての入力制限を超えないときには、目標運転ポイントにおける内燃機関の運転を維持しながら変速伝達手段における変速段を目標変速段とすることができる。
【００１１】
そして、本発明の車両において、前記目標運転ポイント設定手段は、前記要求駆動力と前記内燃機関を効率よく運転する制約とに基づいて前記目標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、燃費の向上を図ることができる。
【００１２】
また、本発明の車両において、前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸と前記動力軸と第３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、前記第３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。
【００１３】
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸に接続されると共に該出力軸とは異なる動力軸に該動力軸が該出力軸に対して独立に回転可能に接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記動力軸への駆動力の入出力を伴って前記動力軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、前記動力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記動力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され、前記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の伝達を行なう変速伝達手段と、前記回転調整手段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、
前記変速伝達手段における変速段をアップシフトしないときには、走行に要求される要求駆動力に基づく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変速伝達手段における変速段を前記要求駆動力と車速とに基づく目標変速段として前記要求駆動力に基づく駆動力が出力されて走行するよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、前記変速伝達手段における変速段をアップシフトするときには、前記変速伝達手段における変速段と前記要求駆動力に基づく駆動力の出力による走行とを維持しながら前記回転数調整手段が前記変速伝達手段における変速段を前記目標変速段にする際に所定電力以下の充電電力を出力する所定の駆動状態になるまで前記内燃機関の運転ポイントが変更されるよう前記内燃機関と前記回転調整手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、前記内燃機関の運転ポイントの変更が終了した後に該変更後の運転ポイントにおける前記内燃機関の運転を維持しながら前記変速伝達手段における変速段が前記目標変速段とされるよう前記内燃機関と前記回転調整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
ことを要旨とする。
【００１４】
この本発明の車両の制御方法では、変速伝達手段における変速段をアップシフトするときには、変速伝達手段における変速段と要求駆動力に基づく駆動力の出力による走行とを維持しながら回転数調整手段が変速伝達手段における変速段を設定された目標変速段にする際に所定電力以下の充電電力を出力する所定の駆動状態になるまで内燃機関の運転ポイントが変更されるよう内燃機関と回転調整手段と電動機と変速伝達手段とを制御し、内燃機関の運転ポイントの変更が終了した後に変更後の運転ポイントにおける内燃機関の運転を維持しながら変速伝達手段における変速段が要求駆動力と車速とに基づく目標変速段とされるよう内燃機関と回転調整手段と電動機と変速伝達手段とを制御する。回転数調整手段が変速伝達手段における変速段を設定された目標変速段にする際に所定電力以下の充電電力を出力する所定の駆動状態になるまで内燃機関の運転ポイントを変更した後に変速伝達手段における変速段を目標変速段とするから、変速段を目標変速段とする際に蓄電手段が過大な電力により充電され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】
【００１５】
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】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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，Ｃ３やブレーキＢ１，Ｂ２のオンオフは、油圧式のアクチュエータ１００の駆動によりクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３やブレーキＢ１，Ｂ２に対して作用させる油圧を調節することより行なわれる。なお、アクチュエータ１００は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により駆動制御されている。
【００２１】
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。
【００２２】
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Ｎｏ，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，車速を検出する車速センサ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。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。
【００２３】
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、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。
【００２４】
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における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。図３の駆動制御ルーチンは、ステップＳ３００の処理を実行しているとき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。
【００２５】
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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，回転センサ３７からの駆動軸３６の回転数Ｎｏ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。
【００２６】
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トルクとして導出したものを要求トルクＴｄ＊と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Ｔｄ＊を変速比γで除したリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクにリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２）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。
【００２７】
次に、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。
【００２８】
続いて、要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて変速機６０の目標変速段ｎ＊を設定する（ステップＳ１３０）。目標変速段ｎ＊は、実施例では、車速Ｖと要求トルクＴｄ＊との関係を予め定めて変速線図としてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖと要求トルクＴｄ＊とが与えられると記憶した変速線図から対応する変速段として導出したものを目標変速段ｎ＊として設定するものとした。
【００２９】
次に、変速機６０の変速要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。この判定は、目標変速段ｎ＊と現在の変速段ｎとを比較して目標変速段ｎ＊と現在の変速段ｎとが異なっていれば変速要求がなされているものとする。変速要求がなされていないときには、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２）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Ｓ１５０）。
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や変速機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６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Ｓ１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、Ｃ１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、Ｒ１軸はリングギヤ３２の回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２）を示す。図中右側は、変速機６０の共線図であり、左のＲ３，Ｓ４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、Ｓ２，Ｃ３，Ｃ４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、Ｒ４軸は、遊星歯車機構６６のリングギヤ６６ｒの回転数を示し、Ｃ２軸は、遊星歯車機構６２のキャリア６２ｃの回転数を示し、Ｓ２，Ｓ３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。図中破線はクラッチＣ１により接続される回転要素（Ｒ３，Ｓ４軸とＲ１軸）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。
【００３０】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ    (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３１】
こうしてモータ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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１６０）、要求トルクＴｄ＊とトルク指令Ｔｍ１＊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（５）により計算し（ステップＳ１７０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘ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Ｓ１８０）。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に出力するトルク（＝Ｔｄ＊／γ）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６の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３２】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (4)
Tm2tmp=Td*/γ+Tm1*/ρ    (5)
【００３３】
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Ｓ１９０）、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。したがって、エンジン２２を効率よく動作させると共に車両に要求されるトルクに基づくトルクを駆動軸３６に出力する制御となる。なお、変速機６０の変速要求がなされていないので、変速機６０における変速段は、現在の変速段ｎに維持されることになる。
【００３４】
一方、変速要求がなされているときには（ステップＳ１４０）、目標変速段ｎ＊と現在の変速段ｎとを比較して変速要求がアップシフト要求であるか否かを判定する（ステップＳ２０００）。アップシフト要求であるときには、続いて、後述する変速時駆動制御を行なっている最中におけるバッテリ５０を充電する充電電力の最大値Ｐｍａｘとバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎとを比較する（ステップＳ２１０）。充電電力の最大値Ｐｍａｘは、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示されるエンジン２２の運転ポイントと変速機６０において変速段をアップシフトしている最中にモータＭＧ１，ＭＧ２から出力されるバッテリ５０を充電する充電電力の最大値Ｐｍａｘとの関係を予め実験などにより設定してマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、エンジン２２の運転ポイントが与えられると記憶したマップから導出したものとして設定される。
【００３５】
変速要求がアップシフト要求ではないとき、すなわち、ダウンシフト要求であるときや、変速要求がアップシフト要求であっても充電電力の最大値Ｐｍａｘが入力制限Ｗｉｎを超えないときには（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、ステップＳ１１０の処理で設定した要求トルクＴｄ＊を変速時要求トルクＴｓとして設定すると共にステップＳ１２０の処理で設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊をそれぞれエンジン２２の変速時回転数Ｎｅｓ，変速時トルクＴｅｓとして設定して（ステップＳ２２０）、変速機６０における変速段が目標変速段ｎ＊になるようアクチュエータ１００を駆動制御して変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２，ブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のオンオフを切り替える変速段切替制御を実行すると共に後述する変速時駆動制御を実行して（ステップＳ３１０）、本ルーチンを終了する。
【００３６】
ここで、変速時駆動制御について説明する。図７は、変速段切替制御を実行している最中にハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。変速時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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，回転数センサ３７からの駆動軸３６の回転数Ｎｏなど制御に必要なデータを入力する処理を実行し（ステップＳ４００）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を駆動軸３６の回転数Ｎｏで除したものを変速機６０の現在の変速比γｓとして設定する（ステップＳ４１０）。
【００３７】
変速比γｓが設定されると、変速時回転数Ｎｅｓとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いてモータ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とに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ４２０）。この計算は、前述した式（１）において目標回転数Ｎｅ＊を変速時回転数Ｎｅｓに置き換えることにより行なわれる。続いて、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＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づいてモータ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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを前述した式（３），（４）により計算する（ステップＳ４３０）。
【００３８】
続いて、変速時要求トルクＴｓとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと変速機６０における変速比の変更によるモータＭＧ２の回転子を含む回転系の回転数の変化に伴ってリングギヤ軸３２ａに作用するイナーシャトルクをキャンセルする補正トルクＴｃ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（６）により計算し（ステップＳ４４０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘ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Ｓ４５０）。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、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。ここで、補正トルクＴｃは、モータＭＧ２の回転子を含む回転系の慣性モーメントとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変化とに基づいて計算され、イナーシャトルクがモータＭＧ２の回転数の変化の方向とは逆向きのトルクとしてリングギヤ軸３２ａに作用し，図６に例示した共線図ではＲ軸上の上向きの矢印として示されるから、補正トルクＴｃは、共線図のＲ軸上の下向きの矢印として示される。
【００３９】
Tm2tmp=Tes/γs+Tm1*/ρ-Tc  (6)
【００４０】
こうして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の変速時回転数Ｎｅｓや変速時トルクＴｅｓ，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信する（ステップＳ４６０）。変速時回転数Ｎｅｓ，変速時トルクＴｅｓを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が変速時回転数Ｎｅｓと変速時トルクＴｅｓ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。
【００４１】
そして、変速機６０における変速段切替制御が完了するまで、ステップＳ４００〜ステップＳ４６０までの処理を繰り返し（ステップＳ４７０）、変速機６０における変速段切替制御が完了したら、本ルーチンを終了する。このように、変速機６０において変速段切替制御を実行している最中には、図３に例示した駆動制御ルーチンで設定された変速時回転数Ｎｅｓ，変速時トルクＴｅｓで示される運転ポイントにおけるエンジン２２の運転を維持しながら、要求パワーＰｅ＊を出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することになる。変速要求がアップシフト要求ではないときには、ステップＳ２１０の処理でエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づく目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊をそれぞれ変速時回転数Ｎｅｓ，変速時トルクＴｅｓとして設定するから、エンジン２２を効率よく運転できる運転ポイントで運転しながら変速機６０を変速することになり、燃費の向上を図ることができる。また、変速中にエンジン２２の回転数が変化すると運転者が違和感を覚えることがあるが、変速中にエンジン２２の運転ポイントを維持することによりエンジン２２の回転数の変化によって運転者が違和感を覚えるのを抑制することができる。
【００４２】
図３に例示した駆動制御ルーチンの説明に戻る。変速要求がアップシフト要求であり、且つ、充電電力の最大値Ｐｍａｘが入力制限Ｗｉｎを超えるときには（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、ステップＳ１２０の処理で設定したエンジン２２の運転ポイントを維持しながら変速するとバッテリ５０が過大な電力により充電されてバッテリ５０が劣化する可能性があると判断して、値０より高い回転数として予め設定されたアップシフト前目標回転数ＮｍｔａｇをモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊として設定すると共に設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて前述した式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２３０）。ここで、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊をアップシフト前目標回転数Ｎｍｔａｇとして設定したのは、変速段切替制御を実行している最中にモータＭＧ１の回転数が値０より小さくなってモータＭＧ１が発電機として機能するのを回避するためである。
【００４３】
続いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊をモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（７）により計算したものに変更すると共に目標トルクＴｅ＊を要求パワーＰｅ＊を変更後の目標回転数Ｎｅ＊で除したものに変更する（ステップＳ２４０）。したがって、エンジン２２の運転ポイントは、回転数がモータＭＧ１をアップシフト前目標回転数Ｎｍｔａｇで駆動したときに対応する回転数になり、且つ、変更後の回転数でエンジン２２から要求パワーＰｅが出力できる運転ポイントに変更されることになる。
【００４４】
Ne*=Nm1*・ρ/(1+ρ)-Nm2/(1+ρ)    (7)
【００４５】
こうして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したら、ステップＳ１６０からＳ１０の処理と同様に、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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算すると共にモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算して（ステップＳ２５０，Ｓ２６０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘ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＊を設定して（ステップＳ２７０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれエンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ２８０）。そして、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１がアップシフト前目標回転数Ｎｍｔａｇ以上になるまで（ステップＳ２９０）、ステップＳ１００〜Ｓ１４０，Ｓ２００，Ｓ２１０，Ｓ２３０〜Ｓ２８０の処理を繰り返す。そして、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１がアップシフト前目標回転数Ｎｍｔａｇを超えたら（ステップＳ２９０）、ステップＳ１１０の処理で設定した要求トルクＴｄ＊を変速時要求トルクＴｄ＊として設定すると共にステップＳ２４０の処理で設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊をそれぞれ変速機６０の変速時におけるエンジン２２の変速時回転数Ｎｅｓや変速時トルクＴｅｓとして設定して（ステップＳ３００）、変速機６０における変速段切替制御を実行すると共に変速時駆動制御を実行して（ステップＳ３１０）、本ルーチンを終了する。このように、変速要求がアップシフト要求であるときには、モータＭＧ１の回転数をアップシフト前回転数Ｎｍｔａｇに変更してから変速段切替制御を実行すると共に変速時駆動制御を実行する。
【００４６】
ここで、変速機６０を１速から２速へアップシフトするときの動作を説明する。図８は、変速機６０を１速から２速へアップシフトするときの動力分配統合機構３０や変速機６０の回転要素における回転数の関係の一例を示す共線図である。図中実線は、実施例の１速（クラッチＣ１，ブレーキＢ３が共にオン，ブレーキＢ２がオフ）から２速（クラッチＣ１，ブレーキＢ２が共にオン，ブレーキＢ３がオフ）へのアップシフトする直前に変速機６０が１速の状態であるときの各回転要素の回転数の関係の一例を示しており、図中一点鎖線は、実施例の変速機６０が１速から２速へアップシフトした直後の各回転要素の回転数の関係の一例を示している。なお、比較のため、図中二点鎖線に、変速機６０のアップシフト前にエンジン２２の運転ポイントを変更することになく１速から２速へのアップシフトを実行した直後の各回転要素の回転数の関係の一例を示している。また、図中、値０より上の領域では各回転要素の回転数が正の回転数であるものとし、値０より下の領域では各回転要素の回転数が負の回転数であるものとする。変速機６０を１速から２速にアップシフトする直前には、図中実線で示すように、モータＭＧ２は変速機６０により比較的高い回転数Ｎ１で駆動するため、エンジン２２を効率よく運転できる運転ポイントが図中ポイントＰ１であるときには、モータＭＧ１が負の回転数Ｎ３で回転し、モータＭＧ２が発電機として機能すると共にモータＭＧ１が電動機として機能することにより一部のエネルギに対して動力−電力−動力の循環（以下、動力循環）が生じることがある。このような動力循環が生じた状態でエンジン２２の運転ポイントをエンジン２２が効率よく運転できるポイントＰ１で維持しながら変速機６０を１速から２速へアップシフトすると、図中二点鎖線で示すように、変速機６０の油圧によりモータＭＧ２の回転数が回転数Ｎ１から回転数Ｎ１より低い回転数Ｎ２に下げられるが、エンジン２２の運転ポイントをポイントＰ１で維持するために、モータＭＧ１の回転数が負の回転数Ｎ３から正の回転数Ｎ４になるようモータＭＧ１から正（図中上向き）のトルクが出力され、モータＭＧ１は、回転数が負の回転数Ｎ３から値０になるまでは発電機として機能し、回転数が値０から正の回転数Ｎ４になるまでは電動機として機能する。このとき、モータＭＧ２からモータＭＧ１の反力を取ると共に変速時要求トルクＴｅｓに基づくトルクを出力するためにモータＭＧ２から負（図中下向き）のトルクが出力されると、モータＭＧ２は、アップシフトの最中は発電機として機能する。したがって、モータＭＧ１の回転数が負の回転数Ｎ３から値０になるまでは、モータＭＧ１，ＭＧ２が共に発電機として機能するため、バッテリ５０を充電する電力がバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを超え易くなる。実施例では、図中実線で示すように、アップシフト前にモータＭＧ１の回転数を正の回転数であるアップシフト前目標回転数Ｎｍｔａｇになるまでエンジン２２の運転ポイントをポイントＰ１からポイントＰ２に変更し、その後変速機６０における変速段をアップシフトするから、変速中にモータＭＧ１が負の回転数で駆動して発電機として機能することを抑制することができ、過大な電力によるバッテリ５０の充電を抑制することができる。
【００４７】
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における変速段をアップシフトするときには、モータＭＧ１の回転数が正の回転数になるようエンジン２２の運転ポイントを変更した後に変速機６０における変速段をアップシフトするから、変速段をアップシフトする際にバッテリ５０が過大な電力により充電されるのを抑制することができる。また、エンジン２２の運転ポイントを変更する際には、エンジン２２から出力される動力が維持されるように運転ポイントを変更するから、走行に要求される要求トルクに基づく動力をエンジン２２から出力しながら変速機６０における変速段をアップシフトすることができる。また、変速機６０をアップシフトしないときや変速機６０における変速段をアップシフトするときでも変速中にバッテリ５０を充電する充電電力がバッテリ５０の入力制限を超えないときには、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＊とに基づいて設定される運転ポイントでエンジン２２を運転するから、燃費の低下を抑制することができる。
【００４８】
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、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されると共にリングギヤ軸３２ａにリングギヤ軸３２ａがクランクシャフト２６に対して独立に回転可能に接続され、電力の入出力とクランクシャフト２６およびリングギヤ軸３２ａへの駆動力の入出力を伴ってリングギヤ軸３２ａに対するクランクシャフト２６の回転数を調整可能な動力分配統合機構３０やモータＭＧ１が「回転調整手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに動力を入出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とに接続され、リングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の変速段の変速を伴って動力の伝達を行なう変速機６０が「変速伝達手段」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとり可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、要求トルクＴｄ＊や要求パワーＰｅ＊を設定するステップＳ１１０や要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とを設定するステップＳ１２０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「運転ポイント設定手段」に相当し、要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて目標変速段ｎ＊を設定するステップＳ１３０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「目標変速段設定手段」に相当し、変速機６０における変速段のアップシフト要求がなされていないときには、目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊をそれぞれ変速時回転数Ｎｅｓ，変速時トルクＴｅｓとして設定するステップＳ２１０の処理やアップシフト要求がなされているときには、アップシフト前目標回転数ＮｍｔａｇをモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊として設定すると共に設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算するステップＳ２２０の処理，モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１がステップＳ２２０の処理で設定した目標回転数Ｎｍ１＊となるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を変更すると共に目標トルクＴｅ＊を要求パワーＰｅ＊を変更後の目標回転数Ｎｅ＊で除したものに変更するステップＳ２４０の処理，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するステップＳ２７０の処理，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＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ２８０の処理，エンジン２２の運転ポイントの変更が終了した後に変更後のエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を変速時回転数Ｎｅｓ，変速時トルクＴｅｓとして設定するステップＳ３００の処理，変速時回転数Ｎｅｓ，変速時トルクＴｅｓにおけるエンジン２２の運転を維持しながら変速機６０における変速段が目標変速ｎ＊とされるよう変速段切替制御や変速時駆動制御を実行するステップＳ３１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０や目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，変速時回転数Ｎｅｓ，変速時トルクＴｅｓで示される運転ポイントでエンジン２２が運転されるようエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動するよう制御するモータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。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。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アップシフト要求がなされたときには、エンジン２２から要求パワーＰｅの出力が維持されるようエンジン２２の運転ポイントを設定するものとしたが、エンジン２２の運転ポイントを設定したときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づいて計算されるモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１＊がアップシフト前目標回転数Ｎｍｔａｇになるよう運転ポイントを設定すればよいから、要求パワーＰｅの出力を維持せずにエンジン２２の回転数が高くなるよう運転ポイントを設定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、アップシフト要求がなされたときには、変速段切替制御を実行している最中にモータＭＧ１を電動機として機能するようアップシフト前目標回転数Ｎｍｔａｇを正の回転数となるよう設定するものとしたが、モータＭＧ１からの充電電力とモータＭＧ２からの充電電力との和の電力がバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを超えなければよいから、モータＭＧ１からの充電電力が所定電力以下となるような負の回転数をアップシフト前目標回転数Ｎｍｔａｇとして設定するものとしてもよい。ここで、所定電力は、変速中にモータＭＧ２からの充電電力とバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎとに基づくものとすることができる。特に、モータＭＧ１では、低回転数，高トルクの領域では損失が大きくなるため、アップシフト前目標回転数ＮｍｔａｇをモータＭＧ１から充電電力が出力されたとしても損失のため小さな電力しか生じない比較的小さい負の回転数として設定するものとしてもよい。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アップシフト要求がなされたときには、変速時駆動制御を行なっている最中におけるバッテリ５０を充電する充電電力の最大値Ｐｍａｘが入力制限Ｗｉｎを超えないときには、ステップＳ２２０の処理を実行してステップＳ１２０で設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊をそれぞれ変速時回転数Ｎｅｓ，変速時トルクＴｅｓとして設定するものとしたが、このようなときでもステップＳ２３０以降の処理を実行してステップＳ１２０で設定した目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を変更するものとしてもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０を充電する充電電力の最大値Ｐｍａｘは、エンジン２２の運転ポイントが与えられるとマップから導出して設定ものとしたがが、充電電力の最大値Ｐｍａｘをエンジン２２の運転ポイントに拘わらず予め実験などで定めた固定値を設定するものとしてもよい。
【００５３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１２０の処理で要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転する動作ラインとに基づいてエンジン２２の運転ポイントを設定するものとしたが、運転ポイントの設定は、エンジン２２を効率よく運転する動作ラインとは別の動作ラインに基づいて行なうものとしてもよいし、このような動作ラインに基づかず要求パワーＰｅ＊のみに基づいて行なうものとしてもよい。
【００５４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ４４０の処理でモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定する際にモータＭＧ２の回転子を含む回転系の回転数の変化に伴ってリングギヤ軸３２ａに作用するイナーシャトルクをキャンセルする補正トルクＴｃを考慮するものとしたが、このような補正トルクＴｃを考慮しないものとしてもよい。
【００５５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して出力するものとしたが、エンジンのクランクシャフトに接続されたインナーロータと駆動輪に動力を出力する駆動軸に変速機を介して接続された動力軸に接続されたアウターロータとを有し、エンジンの動力の一部を動力軸，変速機，駆動軸を介して駆動輪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を備えるものとしてもよい。
【００５６】
実施例では、ハイブリッド自動車の形態として用いるものとしたが、自動車以外の車両の形態としてもよいし、こうした車両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、車両の製造業等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施例であ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】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】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】動力分配統合機構３０や変速機６０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７】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速時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８】動力分配統合機構３０や変速機６０の回転要素の回転数の関係を説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図９】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
【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、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】
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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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