(57)【要約】【課題】必要に応じて変速機の入力軸の回転数をより適正なものとして制御することにより、二次電池などの蓄電装置が過大な電力によって充放電されないようにする。【解決手段】検出された二つのモータの回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を用いてバッテリ入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジンを効率よく運転しながら要求トルクＴｄ＊を駆動軸に出力する際にバッテリを充放電する第１充放電電力Ｐ１と第１充放電電力Ｐ１の計算に用いたトルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を用いると共に回転数Ｎｍ２に代えて制御時の回転数として予想される予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて同様に得られる第２充放電電力Ｐ２との差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ未満であるか否かにより（Ｓ１００〜Ｓ２００）、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を用いて制御したり回転数Ｎｍ１と予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて制御したりする（Ｓ２１０〜Ｓ２４０）。【選択図】図５
2008184063.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、
入力軸を有し、前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力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入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
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とりが可能な蓄電手段と、
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最大許容電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する予想入力軸回転数演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段による変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するものとしたときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力と、前記第１充放電電力を演算する際の前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態を回転数について前記検出された入力軸回転数に基づく回転数から前記演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力とを演算する充放電電力演算手段と、
前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満のときには前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速手段とを制御し、前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分以上のときには前記演算された予想入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速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】
前記予想入力軸回転数演算手段は、前記検出された入力軸回転数の微分値に相当する値を用いて前記予想入力軸回転数を演算する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記有段変速手段の変速段の変速時には前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分に拘わらずに前記演算された予想入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速手段とを制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記演算された予想入力軸回転数を用いて制御するときには、前記設定された入出力制限に制限が厳しくなる方向の補正を施してなる補正入出力制限の範囲内で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】
前記所定の制約は、前記内燃機関を効率よく運転する制約である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置であって、
前記充放電電力演算手段は、前記検出された入力軸回転数を用いて、前記設定された要求駆動力と前記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回転数と該内燃機関から出力すべき目標パワーとを設定し、前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される電力が前記設定された入出力制限の範囲内となると共に前記入力軸に前記電力動力入出力手段および前記電動機から出力され前記有段変速手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力以下の範囲内となる条件下で前記内燃機関が前記目標回転数で回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、更に前記電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記駆動軸に前記設定した要求駆動力が出力されるよう前記電動機の目標トルクを設定し、前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動すると共に前記設定した目標トルクで前記電動機を駆動したときに前記蓄電手段を充放電する電力を前記第１充放電電力として演算する手段であり、
前記制御手段は、前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分未満のときには、前記第１充放電電力を演算したときに設定した目標回転数，目標パワー，目標駆動状態，目標トルクを用いて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有段変速手段とを制御し、前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分以上のときには、前記演算された予想入力軸回転数を用いて、前記設定された要求駆動力と前記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回転数と該内燃機関から出力すべき目標パワーとを設定し、前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される電力が前記設定された入出力制限の範囲内となると共に前記入力軸に前記電力動力入出力手段および前記電動機から出力され前記有段変速手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力以下の範囲内となる条件下で前記内燃機関が前記目標回転数で回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、更に前記電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記駆動軸に前記設定した要求駆動力が出力されるよう前記電動機の目標トルクを設定し、該設定した目標回転数，目標パワー，目標駆動状態，目標トルクを用いて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有段変速手段とを制御する手段である、
動力出力装置。
【請求項７】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記入力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軸のうちいずれか２軸に入出力した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連結されてなる車両。
【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と共に組み込まれる駆動装置であって、
入力軸を有し、前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力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入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
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とりが可能な蓄電手段と、
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最大許容電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する予想入力軸回転数演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段による変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するものとしたときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力と、前記第１充放電電力を演算する際の前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態を回転数について前記検出された入力軸回転数に基づく回転数から前記演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力とを演算する充放電電力演算手段と、
前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満のときには前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速手段とを制御し、前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分以上のときには前記演算された予想入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速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、入力軸を有し前記入力軸と駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力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入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、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とりが可能な蓄電手段と、前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、を備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算し、
前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段による変速段の変速を伴って前記蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限の範囲内で前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記駆動軸に要求される要求駆動力を前記駆動軸に出力するものとしたときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力と、前記第１充放電電力を演算する際の前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態を回転数について前記検出された入力軸回転数に基づく回転数から前記演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力とを演算し、
前記演算した第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満のときには前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記要求駆動力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有段変速手段とを制御し、前記演算した第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分以上のときには前記演算した予想入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記要求駆動力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有段変速手段とを制御する、
ことを特徴と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、動力出力装置及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、エンジンのスロットル制御の通信遅れを考慮して行なう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、スロットルの変化量の差分に対して補正定数を乗じて補正値を算出すると共に入力したスロットル開度に計算した補正値を加算または減算することにより制御用スロットル開度を計算し、この制御用スロットル開度により電子スロットルを制御している。
【特許文献１】特開２００２−３６４４５２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、動力出力装置では、蓄電装置を保護しつつ電動機をより適正に制御することが課題の一つとされており、こうした動力出力装置を自動車に搭載する場合、バッテリの小型化が図られることから、この課題はより重要なものとなる。上述の通信遅れを考慮した制御を電動機の制御に適用することも考えられるが、上述の通信遅れを考慮する制御では変化量の差分を用いるため、検出値にノイズが乗っているときにはノイズの影響により適正な補正値が計算されず、適正な電動機の制御を行なうことができない場合が生じ、蓄電装置の保護が過剰となったり、蓄電装置の保護が不十分になったりしてしまう。
【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および駆動装置は、必要に応じて変速機の入力軸の回転数をより適正なものとして制御することにより、二次電池などの蓄電装置が過大な電力によって充放電されないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置及びその制御方法並びに車両、駆動装置は、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、
入力軸を有し、前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力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入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
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とりが可能な蓄電手段と、
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最大許容電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する予想入力軸回転数演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段による変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するものとしたときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力と、前記第１充放電電力を演算する際の前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態を回転数について前記検出された入力軸回転数に基づく回転数から前記演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力とを演算する充放電電力演算手段と、
前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満のときには前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速手段とを制御し、前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分以上のときには前記演算された予想入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速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、入力軸回転数検出手段により検出した入力軸回転数に基づいて制御時における予想される入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算し、検出した入力軸回転数を用いて有段変速手段による変速段の変速を伴って蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限の範囲内で内燃機関を所定の制約で運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力を駆動軸に出力するものとしたときに電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力と、第１充放電電力を演算する際の電力動力入出力手段および電動機の駆動状態を回転数について検出した入力軸回転数に基づく回転数から演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力とを演算する。そして、演算した第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満のときには検出した入力軸回転数を用いて有段変速手段の変速段の変速を伴って入出力制限の範囲内で内燃機関が所定の制約により運転されると共に要求駆動力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有段変速手段とを制御し、演算した第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分以上のときには演算した予想入力軸回転数を用いて有段変速手段の変速段の変速を伴って入出力制限の範囲内で内燃機関が所定の制約により運転されると共に要求駆動力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有段変速手段とを制御する。即ち、第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満となる演算遅れや通信遅れなどによる影響が小さいときには検出した入力軸回転数に基づいて制御し、第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分以上となる演算遅れや通信遅れなどによる影響が大きいときには演算した予想入力軸回転数に基づいて制御するのである。これにより、入力軸回転数に演算遅れや通信遅れなどが生じていても、その影響に応じて入力軸回転数やこの回転数に基づいて演算した予想入力軸回転数を用いて制御するから、過大な電力による蓄電手段の充放電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、前記予想入力軸回転数演算手段は、前記検出された入力軸回転数の微分値に相当する値を用いて前記予想入力軸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、より適正に予想入力軸回転数を演算することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記有段変速手段の変速段の変速時には前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分に拘わらずに前記演算された予想入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段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。こうすれば、有段変速手段の変速段を変速するときに、過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記演算された予想入力軸回転数を用いて制御するときには、前記設定された入出力制限に制限が厳しくなる方向の補正を施してなる補正入出力制限の範囲内で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、より確実に過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の動力出力装置において、前記所定の制約は、前記内燃機関を効率よく運転する制約であるものとすることもできる。こうすれば、装置にエネルギ効率を向上させることがでできる。
【００１２】
本発明の動力出力装置において、前記充放電電力演算手段は、前記検出された入力軸回転数を用いて、前記設定された要求駆動力と前記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回転数と該内燃機関から出力すべき目標パワーとを設定し、前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される電力が前記設定された入出力制限の範囲内となると共に前記入力軸に前記電力動力入出力手段および前記電動機から出力され前記有段変速手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力以下の範囲内となる条件下で前記内燃機関が前記目標回転数で回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、更に前記電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記駆動軸に前記設定した要求駆動力が出力されるよう前記電動機の目標トルクを設定し、前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動すると共に前記設定した目標トルクで前記電動機を駆動したときに前記蓄電手段を充放電する電力を前記第１充放電電力として演算する手段であり、前記制御手段は、前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分未満のときには、前記第１充放電電力を演算したときに設定した目標回転数，目標パワー，目標駆動状態，目標トルクを用いて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有段変速手段とを制御し、前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分以上のときには、前記演算された予想入力軸回転数を用いて、前記設定された要求駆動力と前記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回転数と該内燃機関から出力すべき目標パワーとを設定し、前記電力動力入出力手段および前記電動機により入出力される電力が前記設定された入出力制限の範囲内となると共に前記入力軸に前記電力動力入出力手段および前記電動機から出力され前記有段変速手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力が前記設定された要求駆動力以下の範囲内となる条件下で前記内燃機関が前記目標回転数で回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、更に前記電力動力入出力手段を目標駆動状態で駆動したときに前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記駆動軸に前記設定した要求駆動力が出力されるよう前記電動機の目標トルクを設定し、該設定した目標回転数，目標パワー，目標駆動状態，目標トルクを用いて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有段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】
本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記入力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軸のうちいずれか２軸に入出力した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。
【００１４】
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、入力軸を有し、前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力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入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、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とりが可能な蓄電手段と、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最大許容電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する予想入力軸回転数演算手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段による変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するものとしたときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力と、前記第１充放電電力を演算する際の前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態を回転数について前記検出された入力軸回転数に基づく回転数から前記演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力とを演算する充放電電力演算手段と、前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満のときには前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速手段とを制御し、前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分以上のときには前記演算された予想入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速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連結されてなることを要旨とする。
【００１５】
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、入力軸回転数に演算遅れや通信遅れなどが生じていても、その影響に応じて入力軸回転数やこの回転数に基づいて演算した予想入力軸回転数を用いて制御するから、過大な電力による蓄電手段の充放電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。
【００１６】
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と共に組み込まれる駆動装置であって、
入力軸を有し、前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力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入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
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とりが可能な蓄電手段と、
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最大許容電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算する予想入力軸回転数演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段による変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された要求駆動力を前記駆動軸に出力するものとしたときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力と、前記第１充放電電力を演算する際の前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態を回転数について前記検出された入力軸回転数に基づく回転数から前記演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力とを演算する充放電電力演算手段と、
前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満のときには前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速手段とを制御し、前記演算された第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分以上のときには前記演算された予想入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記設定された要求駆動力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有段変速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。
【００１７】
この本発明の駆動装置では、入力軸回転数検出手段により検出した入力軸回転数に基づいて制御時における予想される入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算し、検出した入力軸回転数を用いて有段変速手段による変速段の変速を伴って蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限の範囲内で内燃機関を所定の制約で運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力を駆動軸に出力するものとしたときに電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力と、第１充放電電力を演算する際の電力動力入出力手段および電動機の駆動状態を回転数について検出した入力軸回転数に基づく回転数から演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力とを演算する。そして、演算した第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満のときには検出した入力軸回転数を用いて有段変速手段の変速段の変速を伴って入出力制限の範囲内で内燃機関が所定の制約により運転されると共に要求駆動力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有段変速手段とを制御し、演算した第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分以上のときには演算した予想入力軸回転数を用いて有段変速手段の変速段の変速を伴って入出力制限の範囲内で内燃機関が所定の制約により運転されると共に要求駆動力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有段変速手段とを制御する。即ち、第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満となる演算遅れや通信遅れなどによる影響が小さいときには検出した入力軸回転数に基づいて制御し、第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分以上となる演算遅れや通信遅れなどによる影響が大きいときには演算した予想入力軸回転数に基づいて制御するのである。これにより、入力軸回転数に演算遅れや通信遅れなどが生じていても、その影響に応じて入力軸回転数やこの回転数に基づいて演算した予想入力軸回転数を用いて制御するから、過大な電力による蓄電手段の充放電を抑制することができる。
【００１８】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、入力軸を有し前記入力軸と駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力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入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、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とりが可能な蓄電手段と、前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、を備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
前記検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算し、
前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段による変速段の変速を伴って前記蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限の範囲内で前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記駆動軸に要求される要求駆動力を前記駆動軸に出力するものとしたときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力と、前記第１充放電電力を演算する際の前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態を回転数について前記検出された入力軸回転数に基づく回転数から前記演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに前記電力動力入出力手段および前記電動機により前記蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力とを演算し、
前記演算した第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満のときには前記検出された入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記要求駆動力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有段変速手段とを制御し、前記演算した第１充放電電力と第２充放電電力との差分が前記所定差分以上のときには前記演算した予想入力軸回転数を用いて前記有段変速手段の変速段の変速を伴って前記入出力制限の範囲内で前記内燃機関が前記所定の制約により運転されると共に前記要求駆動力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有段変速手段とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１９】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、入力軸回転数検出手段により検出した入力軸回転数に基づいて制御時における予想される入力軸の回転数である予想入力軸回転数を演算し、検出した入力軸回転数を用いて有段変速手段による変速段の変速を伴って蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限の範囲内で内燃機関を所定の制約で運転しながら駆動軸に要求される要求駆動力を駆動軸に出力するものとしたときに電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力と、第１充放電電力を演算する際の電力動力入出力手段および電動機の駆動状態を回転数について検出した入力軸回転数に基づく回転数から演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力とを演算する。そして、演算した第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満のときには検出した入力軸回転数を用いて有段変速手段の変速段の変速を伴って入出力制限の範囲内で内燃機関が所定の制約により運転されると共に要求駆動力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有段変速手段とを制御し、演算した第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分以上のときには演算した予想入力軸回転数を用いて有段変速手段の変速段の変速を伴って入出力制限の範囲内で内燃機関が所定の制約により運転されると共に要求駆動力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有段変速手段とを制御する。即ち、第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分未満となる演算遅れや通信遅れなどによる影響が小さいときには検出した入力軸回転数に基づいて制御し、第１充放電電力と第２充放電電力との差分が所定差分以上となる演算遅れや通信遅れなどによる影響が大きいときには演算した予想入力軸回転数に基づいて制御するのである。これにより、入力軸回転数に演算遅れや通信遅れなどが生じていても、その影響に応じて入力軸回転数やこの回転数に基づいて演算した予想入力軸回転数を用いて制御するから、過大な電力による蓄電手段の充放電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】
【００２０】
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】
【００２１】
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、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。
【００２２】
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。なお、エンジンＥＣＵ２４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。
【００２３】
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。
【００２４】
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，ＭＧ
２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。また、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。なお、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、リングギヤ軸３２ａの回転数であるから、変速機６０の入力軸の回転数をも意味することになる。
【００２５】
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）。
【００２６】
クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のオンオフは、図１に示すように、油圧式のアクチュエータ１００の駆動によりクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３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。この油圧式のアクチュエータ１００は、オイルを圧送するオイルポンプ１０２と、オイルポンプ１０２から圧送されたオイルの圧力（ライン圧）をクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３側に調整可能な圧力をもって個別に供給可能な油圧供給部１０４と、を備える。
【００２７】
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。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３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４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。
【００２８】
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，アクチュエータ１００の油圧供給部１０４のライン圧を検出する油圧センサ１０６からの油圧Ｐｏｉｌ，駆動軸３６に取り付けられた回転数センサ３７からの駆動軸回転数Ｎｄ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からは、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の油圧式のアクチュエータ１００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。
【００２９】
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。シフトポジションＳＰがＤポジションやＲポジションのときには、変速機６０は、１速〜４速の状態，リバースの状態となるようクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のうち１速〜４速の状態，リバースの状態に対応するクラッチやブレーキを係合するものとし、シフトポジションＳＰがＮポジションやＰポジションのときには、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３は全て開放するものとした。
【００３０】
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Ｔｄ＊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。
【００３１】
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の動作について説明する。図５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）に実行される。
【００３２】
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，回転数センサ３７からの駆動軸回転数Ｎｄ，変速機６０ｂの変速比Ｇ，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、変速機６０の変速比Ｇは、変速機６０の状態に基づいて得られるものを入力するものとした。
【００３３】
こうしてデータを入力すると、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてその変化率ΔＮｍ２を計算すると共に（ステップＳ１１０）、変化率ΔＮｍ２に定数ｋｍｇ２を乗じたものにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を加えて、モータＥＣＵ４０によりモータＭＧ２を制御するときのモータＭＧ２の回転数、即ち、制御時に予想されるモータＭＧ２の回転数である予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを設定する（ステップＳ１２０）。ここで、変化率ΔＮｍ２は、入力したモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と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との回転数差を用いたり、この回転数差を駆動制御ルーチンの起動間隔時間で除したものを用いることができる。また、定数ｋｍｇ２は、ステップＳ１００でモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を入力するまでの演算遅れや通信遅れの時間とステップＳ１００でモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を入力してからモータＥＣＵ４０により実際にモータＭＧ２が制御されるまでの時間との和に相当するものとして設定することができる。即ち、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０により演算された後に通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に入力されるから演算遅れや通信遅れが生じ、実際のモータＭＧ２の回転数とは異なるものとなる。一方、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔは、こうした演算遅れや通信遅れを補正するものとなる。
【００３４】
続いて、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＊を設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定した要求トルクＴｄ＊に基づいてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１４０）。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。
【００３５】
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Ｓ１５０）。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。
【００３６】
そして、設定した要求トルクＴｄ＊や目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてエンジン２２を効率よく運転しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸３６に要求トルクＴｄ＊を出力する際にモータＭＧ１，ＭＧ２から出力するトルクとして仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を計算する（ステップＳ１６０）。この計算は、図８の仮トルク演算ルーチンにより行なわれる。この仮トルク演算ルーチンは、サブルーチンとして起動されるものであり、仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を計算するときには、図８の数式中のＮｍ２（）として回転数Ｎｍ２を用い、仮トルクＴｍ１（），Ｔｍ２（）を仮トルクＴ１１，Ｔ２１とすればよい。以下、仮トルク演算ルーチンによる処理を説明する。
【００３７】
仮トルク演算ルーチンが実行されると、まず、設定した目標回転数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Ｔｍ１ｔｍｐを計算し（ステップＳ３００）、要求トルクＴｄ＊を変速機６０のギヤ比Ｇで除したものにモータトルクＴｍ１ｔｍｐ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モータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのモータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算する（ステップＳ３１０）。ここで、式（１）および（３）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および変速機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図９に示す。なお、図９には変速機６０が２速の状態のときを示している。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。図中左右の共線図を結ぶ点線は、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）および（３）は、図９の共線図から容易に導くことができる。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。
【００３８】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2()/ρ    (1)
Tm1tmp=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
Tm2tmp=Td*/Gest+Tm1tmp/ρ    (3)
【００３９】
次に、次式（４）および式（５）を共に満たすモータトルク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Ｓ３２０）。ここで、式（４）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Ｔｄ＊を予想ギヤ比Ｇｅｓｔで除した値まで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。
【００４０】
0≦−Tm1tmp/ρ＋Tm2tmp≦Td*/Gest  (4)
Win≦Tm1tmp・Nm1＋Tm2tmp・Nm2()≦Wout  (5)
【００４１】
こうしてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると、ステップＳ３００で設定したモータトルクＴｍ１ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１１を設定する（ステップ３３０）。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の仮トルクＴｍ１１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（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ３４０）、ステップＳ３１０で設定したモータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１を設定する（ステップＳ３５０）。
【００４２】
Tm1()=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min)  (6)
Tm2min=(Win-Tm1()・Nm1)/Nm2()         (7)
Tm2max=(Wout-Tm1()・Nm1)/Nm2()        (8)
Tm2()=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min)  (9)
【００４３】
図５の駆動制御ルーチンに戻る。こうして仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を計算すると、次式（１０）に示すように仮トルクＴｍ１１にモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じたものと仮トルクＴｍ２１にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じたものとを加えて第１充放電電力Ｐ１を計算すると共に（ステップＳ１７０）、式（１１）に示すように仮トルクＴｍ１１にモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じたものと仮トルクＴｍ２１に予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを乗じたものとを加えて第２充放電電力Ｐ２を計算し（ステップＳ１８０）、計算した第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分として電力差分ΔＰを計算し（ステップＳ１９０）、計算した電力差分ΔＰを閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ２００）。ここで、第１充放電電力Ｐ１は、モータＭＧ１，ＭＧ２が回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２で回転しているとしたときにバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転しながら要求トルクＴｄ＊を駆動軸３６に出力する際にバッテリ５０を充放電する電力として計算され、第２充放電電力Ｐ２は、第１充放電電力Ｐ１を計算するときに用いたモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を用いてモータＭＧ１については回転数Ｎｍ１で回転しているがモータＭＧ２については予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔで回転しているときにバッテリ５０を充放電する電力として計算される。したがって、第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分電力ΔＰは、演算遅れや通信遅れによるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が実際の回転数とは異なることによってバッテリ５０を充放電する電力の実際との差分に近いものとなる。ここで、閾値Ｐｒｅｆとして演算遅れや通信遅れによってバッテリ５０を充放電する電力が異なる場合の許容範囲として設定すれば、差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ未満のときには許容範囲内にあるためモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて制御してもよいことになり、差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ以上のときには許容範囲外となるためにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて制御するのは好ましくないことになる。なお、閾値Ｐｒｅｆとしてはバッテリ５０の性状やバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの設定の仕様などによって定めることができる。
【００４４】
P1=Tm11・Nm1+Tm21・Nm2     (10)
P2=Tm11・Nm1+Tm21・Nm2est   (11)
【００４５】
差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて制御してもバッテリ５０を充放電する電力は許容範囲内にあると判断し、仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ２１０）、設定したエンジン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Ｓ２４０）、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。
【００４６】
差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を用いて制御するとバッテリ５０を充放電する電力が許容範囲外になる可能性が高いと判断し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に代えて予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて図８の仮トルク演算ルーチンによる仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１の計算と同様に仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を計算し（ステップＳ２２０）、計算した仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ２３０）、設定したエンジン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＊をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２４０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【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、モータＭＧ１，ＭＧ２が回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２で回転しているとしたときにバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転しながら要求トルクＴｄ＊を駆動軸３６に出力する際にバッテリ５０を充放電する電力として計算される第１充放電電力Ｐ１と第１充放電電力Ｐ１を計算するときに用いたモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を用いてモータＭＧ１については回転数Ｎｍ１で回転しているがモータＭＧ２については予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔで回転しているときにバッテリ５０を充放電する電力として計算される第２充放電電力Ｐ２との差分である差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ未満のときには第１充放電電力Ｐ１を計算したときの仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定して制御し、差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ以上のときにはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に代えて予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１の計算と同様に仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を計算すると共に計算した仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定して制御することにより、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に演算遅れや通信遅れなどが生じていても、その影響によるバッテリ５０を充放電する電力が許容範囲内となるか否かによりモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて制御することができる。これにより、過大な電力によるバッテリ５０の充放電を抑制することができる。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、上述した式（４），（５）を満たす範囲内でモータトルクＴｍ１ｔｍｐを制限するトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを求めてモータＭＧ１の仮トルク指令Ｔｍ１１，Ｔｍ１２を設定すると共に式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１，Ｔｍ２２を設定したが、式（４），（５）を満たす範囲内によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの制限を受けることなくモータトルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ１２として設定すると共にこの仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ１２を用いて式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２１，Ｔｍ２２を設定するものとしても構わない。この他、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ１２，Ｔｍ２１，Ｔｍ２２を設定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしても構わない。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を計算する際にモータＭＧ１の回転数についてはモータＥＣＵ４０から通信により入力したものを用いるものとしたが、モータＥＣＵ４０から通信により入力したものに基づいて制御時の予想モータ回転数Ｎｍ１ｅｓｔを求めて用いるものとしても構わない。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分である差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ以上のときに予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を計算すると共に計算した仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定して制御するものとしたが、変速機６０の変速段を変速するときには、第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分である差分電力ΔＰに拘わらず、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を計算すると共に計算した仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定して制御するものとしてもよい。この場合、変速機６０の変速比Ｇは、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを駆動軸回転数Ｎｄで除した値を用いればよい。
【００５１】
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の微分値に相当する変化率ΔＮｍ２に定数ｋｍｇ２を乗じたものにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を加えて予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを計算するものとしたが、こうしたモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の微分値に相当するものを用いずに予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを計算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、第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分である差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔ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を効率よく運転しながら要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１から出力するトルクとして仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を計算すると共に計算した仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定して制御するものとしたが、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎから入力側のマージンとしての電力αだけ大きい（絶対値としては小さい）電力を制御用入力制限Ｗｉｎｆとすると共に出力制限Ｗｏｕｔから出力側のマージンとしての電力βだけ小さい電力を制御用出力制限Ｗｏｕｔｆとして予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてバッテリ５０の制御用入出力制限Ｗｉｎｆ，Ｗｏｕｔｆの範囲内でエンジン２２を効率よく運転しながら要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１から出力するトルクとして仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を計算すると共に計算した仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定して制御するものとしてもよい。ここで、電力αや電力βは、予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔと実際の回転数との差によってバッテリ５０を過剰に充放電してもよい許容電力として設定されるものであり、実験などにより求めることができる。
【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、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、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、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１３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸３２ｂに接続されたアウターロータ１３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を動力軸３２ｂ，変速機６０，駆動軸３６を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機１３０を備えるものとしてもよい。
【００５５】
実施例では、本発明の最良の形態として動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０として説明したが、こうした自動車に搭載されない動力出力装置としてもよい。また、こうした動力出力装置に内燃機関と共に組み込まれる駆動装置の形態としてもよい。さらに、動力出力装置の制御方法の形態としても構わない。
【００５６】
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、変速機６０が「有段変速手段」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、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、図示しない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）を演算すると共に演算した残容量（ＳＯＣ）と温度センサ５１により検出された電池温度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、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（即ち入力軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数）を演算するモータＥＣＵ４０とが「入力軸回転数検出手段」に相当し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の微分値に相当する変化率ΔＮｍ２に定数ｋｍｇ２を乗じたものにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を加えて予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを計算する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０，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「予想入力軸回転数演算手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップ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「要求動力力設定手段」に相当し、入力したモータＭＧ１，ＭＧ２が回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２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を効率よく運転しながら要求トルクＴｄ＊を駆動軸３６に出力する際にバッテリ５０を充放電する電力としての第１充放電電力Ｐ１と第１充放電電力Ｐ１を計算するときに用いたモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を用いてモータＭＧ１については回転数Ｎｍ１で回転しているがモータＭＧ２については予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔで回転しているときにバッテリ５０を充放電する電力としての第２充放電電力Ｐ２とを計算する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１６０，Ｓ１７０の処理およびステップＳ１６０の処理として図８の仮トルク演算ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「充放電電力演算手段」に相当し、第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分である差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ未満のときには第１充放電電力Ｐ１を計算したときの仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定して変速機６０の変速段の変速を伴ってエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，変速機６０を制御し、差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ以上のときにはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に代えて予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１の計算と同様に仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を計算すると共に計算した仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定して変速機６０の変速段の変速を伴ってエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，変速機６０を制御する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１９０〜Ｓ２４０の処理を実行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＊とによりエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とによりモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と油圧シーケンスにより変速機６０の変速段を変速制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０とが「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当する。さらに、対ロータ電動機１３０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。「有段変速手段」としては、４段変速の変速機６０に限定されるものではなく、入力軸と駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段のものであれば如何なるものとしても構わない。「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との組み合わせによるものや対ロータ電動機１３０に限定されるものではなく、入力軸に接続されると共に入力軸とは独立に回転可能に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入力軸と出力軸と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。「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、入力軸に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。「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および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。「入出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度に加えて蓄電手段の他の状態に応じて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定するなど、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最大許容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。「入力軸回転数検出手段」としては、回転位置検出センサ４４からの信号により入力軸であるリングギヤ軸３２ａの回転数としてのモータ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、入力軸に直接取り付けられた回転数センサなど、入力軸の回転数である入力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。「予想入力軸回転数演算手段」としては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の微分値に相当する変化率ΔＮｍ２に定数ｋｍｇ２を乗じたものにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を加えて予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを計算するに限定されず、検出された入力軸回転数に基づいて制御時における予想される前記入力軸の回転数である予想入力軸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。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃ���と車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求トルクＴｄ＊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だけに基づいて駆動軸３６の要求トルクＴｄ＊を設定するなど、駆動軸に要求される要求駆動力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。「充放電電力演算手段」としては、入力したモータＭＧ１，ＭＧ２が回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２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を効率よく運転しながら要求トルクＴｄ＊を駆動軸３６に出力する際にバッテリ５０を充放電する電力としての第１充放電電力Ｐ１と第１充放電電力Ｐ１を計算するときに用いたモータＭＧ１，ＭＧ２の仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１を用いてモータＭＧ１については回転数Ｎｍ１で回転しているがモータＭＧ２については予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔで回転しているときにバッテリ５０を充放電する電力としての第２充放電電力Ｐ２とを計算するものに限定されず、検出された入力軸回転数を用いて有段変速手段による変速段の変速を伴って設定された入出力制限の範囲内で内燃機関を所定の制約で運転しながら設定された要求駆動力を駆動軸に出力するものとしたときに電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段を充放電する電力である第１充放電電力Ｐ１と、第１充放電電力Ｐ１を演算する際の電力動力入出力手段および電動機の駆動状態を回転数について検出された入力軸回転数に基づく回転数から演算した予想入力軸回転数に基づく回転数に変更してなる駆動状態に変更したときに電力動力入出力手段および電動機により蓄電手段を充放電する電力である第２充放電電力Ｐ２と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、第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分である差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ未満のときには第１充放電電力Ｐ１を計算したときの仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定して変速機６０の変速段の変速を伴ってエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，変速機６０を制御し、差分電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ以上のときにはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に代えて予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いて仮トルクＴｍ１１，Ｔｍ２１の計算と同様に仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２を計算すると共に計算した仮トルクＴｍ１２，Ｔｍ２２をモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊として設定して変速機６０の変速段の変速を伴ってエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，変速機６０を制御するものに限定されるものではなく、演算された第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分が所定差分未満のときには検出された入力軸回転数を用いて有段変速手段の変速段の変速を伴って設定された入出力制限の範囲内で内燃機関が所定の制約により運転されると共に設定された要求駆動力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有段変速手段とを制御し、演算された第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分が所定差分以上のときには演算された予想入力軸回転数を用いて有段変速手段の変速段の変速を伴って設定された入出力制限の範囲内で内燃機関が所定の制約により運転されると共に設定された要求駆動力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有段変速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。駆動軸に動力を出力する動力出力装置に内燃機関と共に組み込まれる駆動装置としたときの「制御手段」としては、動力出力装置としたときの「制御手段」からエンジンＥＣＵ２４を除いたもの、即ち、演算された第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分が所定差分未満のときには検出された入力軸回転数を用いて有段変速手段の変速段の変速を伴って設定された入出力制限の範囲内で内燃機関が所定の制約により運転されると共に設定された要求駆動力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有段変速手段とを制御し、演算された第１充放電電力Ｐ１と第２充放電電力Ｐ２との差分が所定差分以上のときには演算された予想入力軸回転数を用いて有段変速手段の変速段の変速を伴って設定された入出力制限の範囲内で内燃機関が所定の制約により運転されると共に設定された要求駆動力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有段変速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。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。
【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、動力出力装置や駆動装置並びに車両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】本発明の一実施例である動力出力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。
【図２】変速機６０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】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４】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５】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】仮トルク演算ルーチンの一例を示すフローチャートである
【図９】変速機６０が２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】トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を示す説明図である。
【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。
【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、６２ｐ，６４ｐ，６６ｐ  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、１００  アクチュエータ、１０２  オイルポンプ、１０４  油圧供給部、１３０  対ロータ電動機、１３２  インナーロータ、１３４  アウターロータ、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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【図１０】
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【図１１】
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