(57)【要約】【課題】  モータＭＧ２の過回転を防止すると共にバッテリへの過充電を抑制する。【解決手段】  プラネタリギヤにエンジンとモータＭＧ１と駆動軸とが接続され、駆動軸に変速機を介して接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリとを備える自動車において、変速機の異常によりＬｏギヤで固定されたときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が大きいほど小さく設定された要求トルク制限Ｔｒｍａｘにより運転者が要求する要求トルクＴｒ＊を制限し（Ｓ１４０，Ｓ１５０）、制限した要求トルクに基づいてエンジンやモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する（Ｓ１６０〜Ｓ２１０）。これにより、モータＭＧ２の過回転を防止できる。また、要求トルクＴｒ＊の制限に伴ってモータＭＧ１の発電量を抑制するから、モータＭＧ２から出力するトルクのみを制限するものに比してバッテリへの過充電を抑制することができる。【選択図】        図３
2005313865.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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記通常とは異なる入出力状態は、前記電動機が所定回転数以上の回転数で駆動する状態である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記通常とは異なる入出力状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態である請求項３記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記電動機の駆動状態に基づく制限は、前記電動機の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記電動機の駆動状態に基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには値０以下の上限値をもって行なう制限である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常の状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常とは異なる状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項８】
前記変速伝達手段は、有段変速機である請求項７記載の動力出力装置。
【請求項９】
前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態である請求項７または８記載の動力出力装置。
【請求項１０】
前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態である請求項９記載の動力出力装置。
【請求項１１】
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記駆動軸の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限である請求項７ないし１０いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１２】
請求項７または８記載の動力出力装置であって、
前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態と前記変速伝達手段における変速比を変更している状態とを含み、
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態のときには前記駆動軸の回転数が第１の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であり、前記変速伝達手段における変速比を変更している状態のときには前記駆動軸の回転数が前記第１の回転数より大きな第２の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限である
動力出力装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の動力出力装置であって、
前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態であり、
前記変速伝達手段における変速比を変更している状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比へ変更している状態である
動力出力装置。
【請求項１４】
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには値０以下の上限値をもって行なう制限である請求項７ないし１３いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１５】
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには該電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の上限値をもって行なう制限である請求項１４記載の動力出力装置。
【請求項１６】
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の制限開始回転数以上で該電動機が回転するときに行なう制限である請求項７ないし１５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１７】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との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、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし１６いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１８】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを備え、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機である請求項１ないし１７いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなる自動車。
【請求項２０】
前記要求駆動力設定手段は、前記駆動軸の回転状態に代えて車速に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する手段である請求項７に係る請求項１９記載の自動車。
【請求項２１】
内燃機関からの動力を入力すると共に駆動軸に動力を出力する動力入出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御すると共に前記内燃機関側に制御信号を出力する制御手段と、
を備える動力入出力装置。
【請求項２２】
内燃機関からの動力を入力すると共に駆動軸に動力を出力する動力入出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常の状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常とは異なる状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備える動力入出力装置。
【請求項２３】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定し、
（ｂ）前記設定した要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【請求項２４】
前記通常とは異なる入出力状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態であると共に前記電動機が所定回転数以上の回転数で駆動する状態である請求項２３記載の動力出力装置の制御方法。
【請求項２５】
前記電動機の駆動状態に基づく制限は、前記電動機の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限である請求項２３または２４記載の動力出力装置の制御方法。
【請求項２６】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記変速伝達手段が通常の状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記変速伝達手段が通常とは異なる状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定し、
（ｂ）前記設定した要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【請求項２７】
前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態である請求項２６記載の動力出力装置の制御方法。
【請求項２８】
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記駆動軸の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限である請求項２６または２７記載の動力出力装置の制御方法。
【請求項２９】
請求項２６記載の動力出力装置の制御方法であって、
前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態と前記変速伝達手段における変速比を変更している状態とを含み、
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態のときには前記駆動軸の回転数が第１の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であり、前記変速伝達手段における変速比を変更している状態のときには前記駆動軸の回転数が前記第１の回転数より大きな第２の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限である
動力出力装置の制御方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の動力出力装置の制御方法であって、
前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態であり、
前記変速伝達手段における変速比を変更している状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比へ変更している状態である
動力出力装置の制御方法。
【請求項３１】
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには該電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の上限値をもって行なう制限である請求項２６ないし３０いずれか記載の動力出力装置の制御方法。
【請求項３２】
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の制限開始回転数以上で該電動機が回転するときに行なう制限である請求項２６ないし３１いずれか記載の動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンの出力軸を遊星歯車機構を介して車軸に連結された駆動軸に接続すると共に遊星歯車機構の回転要素に発電機を接続し、駆動軸に変速機を介して電動機を接続した自動車に搭載された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、変速機の変速段を車速に応じて変更することにより電動機からの動力を車速に応じた動力にして駆動軸に出力している。
【特許文献１】特開２００２−２２５５７８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の動力出力装置では、変速機の変速段を車速に応じた変速段とすることは記載されているが、何らかの異常により変速機の変速段を変更できない状態の対処には考慮されていない。変速機の変速段を変更できない状態のとき、特に、高減速比の変速段から低減速比の変速段に変速できないときには、電動機がその上限回転数で駆動される場合が生じる。これに対して電動機の駆動制限を行なうことも考えられるが、エンジンや発電機の運転は制限されないため、過剰な発電により蓄電装置が過充電される場合が生じる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、電動機が上限回転数で駆動されないようにすることを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、二次電池などの蓄電装置が過充電されないようにすることを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、ドライバビリティの悪化を抑制することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の第１の動力出力装置は、
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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の動力出力装置では、変速伝達手段を介して動力を駆動軸に入出力する電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定する。そして、設定した要求駆動力に基づく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変速伝達手段とを制御する。従って、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記通常とは異なる入出力状態は、前記電動機が所定回転数以上の回転数で駆動する状態であるものとすることもできるし、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態であるものとすることもできる。この場合、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の第１の動力出力装置において、前記電動機の駆動状態に基づく制限は、前記電動機の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできるし、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには値０以下の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じたより適正な制限を行なうものとしたり、電動機が上限回転数を超えて駆動されないようにしたりすることができる。
【００１０】
本発明の第２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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常の状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常とは異なる状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１１】
この本発明の第２の動力出力装置では、電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段の状態が通常の状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して駆動軸の回転状態と変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定する。そして、設定した要求駆動力に基づく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変速伝達手段とを制御する。従って、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。ここで、前記変速伝達手段は、有段変速機であるものとすることもできる。
【００１２】
こうした本発明の第２の動力出力装置において、前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態であるものとすることもできる。この場合、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態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比の変更が不能な状態の際に対処することができる。
【００１３】
また、本発明の第２の動力出力装置において、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記駆動軸の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の回転状態と変速伝達手段の状態に応じたより適正な制限を行なうことができる。
【００１４】
さらに、本発明の第２の動力出力装置において、前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態と前記変速伝達手段における変速比を変更している状態とを含み、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態のときには前記駆動軸の回転数が第１の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であり前記変速伝達手段における変速比を変更している状態のときには前記駆動軸の回転数が前記第１の回転数より大きな第２の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の状態に応じた回転数で要求駆動力の制限を開始することができる。即ち、変速比の変更をしている最中に予期しない制限が実行されるのを抑制することができる。この結果、変速伝達手段の変速比を変更している状態のときのドライバビリティの悪化を抑制することができる。この場合、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態であり、前記変速伝達手段における変速比を変更している状態は前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比へ変更している状態であるものとすることもできる。
【００１５】
本発明の第２の動力出力装置において、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには値０以下の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、電動機が上限回転数を超えて駆動されないようにすることができる。この場合、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには該電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速比に応じた制限を行なうことができる。
【００１６】
また、本発明の第２の動力出力装置において、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の制限開始回転数以上で該電動機が回転するときに行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速比に応じた電動機の回転数で制限を開始することができる。
【００１７】
本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との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、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを備え、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１８】
本発明の自動車は、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、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、を備える本発明の第１の動力出力装置や、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、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出手段と、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常の状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常とは異なる状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、を備える本発明の第２の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。
【００１９】
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の動力出力装置を搭載するから、本発明の第１または第２の動力出力装置が奏する効果、例えば、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができる効果や過大な電力による蓄電手段の充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。
【００２０】
本発明の第１の動力入出力装置は、
内燃機関からの動力を入力すると共に駆動軸に動力を出力する動力入出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御すると共に前記内燃機関側に制御信号を出力する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００２１】
この本発明の動力入出力装置では、変速伝達手段を介して動力を駆動軸に入出力する電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定する。そして、設定した要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御すると共に内燃機関側に制御信号を出力する。従って、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。
【００２２】
本発明の第２の動力入出力装置は、
内燃機関からの動力を入力すると共に駆動軸に動力を出力する動力入出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常の状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常とは異なる状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００２３】
この本発明の第２の動力入出力装置では、電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段の状態が通常の状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して駆動軸の回転状態と変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定する。そして、設定した要求駆動力に基づく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変速伝達手段とを制御する。従って、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。
【００２４】
本発明の第１の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定し、
（ｂ）前記設定した要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する
ことを要旨とする。
【００２５】
この本発明の第１の動力出力装置の制御方法によれば、変速伝達手段を介して動力を駆動軸に入出力する電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定し、この設定した要求駆動力に基づく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変速伝達手段とを制御するから、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときに電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。
【００２６】
こうした本発明の第１の動力出力装置の制御方法において、前記通常とは異なる入出力状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態であると共に前記電動機が所定回転数以上の回転数で駆動する状態であるものとすることもできる。また、前記電動機の駆動状態に基づく制限は、前記電動機の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。
【００２７】
本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記変速伝達手段が通常の状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記変速伝達手段が通常とは異なる状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定し、
（ｂ）前記設定した要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する
ことを要旨とする。
【００２８】
この本発明の第２の動力出力装置の制御方法よれば、電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段の状態が通常の状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して駆動軸の回転状態と変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定し、設定した要求駆動力に基づく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変速伝達手段とを制御するから、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。
【００２９】
こうした本発明の第２の動力出力装置の制御方法において、前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態であるものとすることもできる。また、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記駆動軸の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。
【００３０】
また、本発明の第２の動力出力装置の制御方法において、前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態と前記変速伝達手段における変速比を変更している状態とを含み、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態のときには前記駆動軸の回転数が第１の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であり、前記変速伝達手段における変速比を変更している状態のときには前記駆動軸の回転数が前記第１の回転数より大きな第２の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の状態に応じた回転数で要求駆動力の制限を開始することができる。即ち、変速比の変更をしている最中に予期しない制限が実行されるのを抑制することができる。この結果、変速伝達手段の変速比を変更している状態のときのドライバビリティの悪化を抑制することができる。この場合、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態であり、前記変速伝達手段における変速比を変更している状態は前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比へ変更している状態であるものとすることもできる。
【００３１】
さらに、本発明の第２の動力出力装置の制御方法において、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには該電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速比に応じた制限を行なうことができる。
【００３２】
あるいは、本発明の第２の動力出力装置の制御方法において、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の制限開始回転数以上で該電動機が回転するときに行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速比に応じた電動機の回転数で制限を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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１】
【００３４】
図１は、本発明の第１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。第１実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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にはリングギヤ軸３２ａを介して変速機６０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からギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００３７】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを計算している。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００３８】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達できるよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。ブレーキＢ１，Ｂ２のオンオフは、第１実施例では、図示しない油圧式のアクチュエータの駆動によりブレーキＢ１，Ｂ２に対して作用させる油圧を調節することにより行なわれている。
【００３９】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００４０】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジション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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータに駆動信号などが出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００４１】
こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００４２】
次に、こうして構成された第１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３は、第１実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００４３】
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，モータＭＧ２の駆動制限Ｔｌｉｍ，変速機６０の異常判定フラグＦ１，変速機６０の状態判定フラグＦ２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、回転数センサ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、モータＭＧ２の駆動制限Ｔｌｉｍは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２における定格最大トルクにモータ温度やインバータ温度に基づいて定められた補正係数を乗じて設定したものを入力するものとした。異常判定フラグＦ１は、図示しない変速機異常判定ルーチンにより、リングギヤ軸３２ａの回転数ＮｒやモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２などに基づいて異常が判定され、異常のときに値１が、正常のときに値０が設定されてＲＡＭ７６の所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。ここで、変速機６０の異常判定は、例えば、変速機６０のギヤの状態を切り替える際に切り替えに要する時間（例えば、２００ｍｓｅｃ〜４００ｍｓｅｃ程度）が経過するのを待ってリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに切り替え後のギヤの状態の減速比を乗じたものとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを比較することにより変速機６０のギヤの状態の切り替え処理が行なわれたか否かを判定することにより行なうことができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることにより求めることができる。状態判定フラグＦ２は、例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒで除することにより計算した変速機６０の減速比Ｇｒに基づいてギヤの状態を判定して得られる結果（Ｈｉギヤの状態のときに値１，Ｌｏギヤの状態のときに値０）を入力するものとした。
【００４４】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、第１実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用のマップの一例を示す。
【００４５】
次に、異常判定フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ１２０）。異常判定フラグＦ１が値０のとき、即ち、変速機６０が正常なときには、要求トルクＴｒ＊に基づいて要求パワーＰ＊を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤの回転数Ｎｒを乗じたものにバッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊とロスＬｏｓｓを加えたものとして計算することができる。なお、充放電要求量Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）やアクセル開度Ａｃｃなどによって設定することができる。
【００４６】
こうして要求パワーＰ＊を設定すると、設定した目標パワーＰ＊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Ｓ１７０）。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目標パワーＰ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。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、動作ラインと目標パワー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。
【００４７】
続いて、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１８０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に変速機６０のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００４８】
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/（Gr・ρ）              …（１）
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt  …（２）
【００４９】
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の出力制限Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（または発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍａｘを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、目標トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（４）により計算し（ステップＳ２００）、計算したトルク制限Ｔｍ２ｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐと駆動制限Ｔｌｉｍとを比較して最も小さい値をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ２１０）。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に出力する目標トルクＴｒ＊をバッテリ５０の出力制限の範囲内で制限すると共にモータＭＧ２の駆動制限の範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（４）は、前述した図６の共線図から容易に導き出すことができる。
【００５０】
Tm2max＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2    …（３）
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr        …（４）
【００５１】
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Ｓ２２０）、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。
【００５２】
一方、ステップＳ１２０で異常判定フラグＦ１が値１のとき、即ち、変速機６０が異常のときには、状態判定フラグＦ２の値を調べる（ステップＳ１３０）。状態判定フラグＦ２が値０のときには、変速機６０がＬｏギヤの状態に固定された状態で異常であると判断し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいて要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定し（ステップＳ１４０）、ステップＳ１１０で導出した要求トルクＴｒ＊と要求トルク制限Ｔｒｍａｘとを比較して小さい方を要求トルクＴｒ＊として再設定し（ステップＳ１５０）、変速機６０が正常なときと同様にステップＳ１６０〜Ｓ２２０の処理を行なって、本ルーチンを終了する。要求トルク制限Ｔｒｍａｘの設定は、第１実施例では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と要求トルク制限Ｔｒｍａｘとの関係を予めマップとして求めてＲＯＭ７４に記憶しておき、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が与えられるとマップから対応する要求トルク制限Ｔｒｍａｘを導出するものとした。このマップの一例を図７に示す。図示するように、要求トルク制限Ｔｒｍａｘは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が所定回転数Ｎｍ２ｒｅｆを超えるとその値が大きくなるほど小さくなる傾向に設定され、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が上限回転数Ｎｍ２ｍａｘのときに値０となるよう設定される。これは、モータＭＧ２の過回転の防止とバッテリ５０への過充電の抑制という理由に基づく。モータＭＧ２から出力されるトルクは、駆動制限Ｔｌｉｍによりその回転数Ｎｍ２が上限回転数Ｎｍ２ｍａｘ近傍になると小さい値に制限される。この場合、要求トルク制限Ｔｒｍａｘによる要求トルクＴｒ＊の制限がなされないと、その要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２が運転されモータＭＧ１が発電を行っても発電電力をモータＭＧ２で消費できない場合が生じる。この場合、余剰電力はバッテリ５０に充電されバッテリ５０の過充電が生じる。第１実施例では、こうしたバッテリ５０への過充電を抑制するためにも要求トルクＴｒ＊を制限するのである。ここで、上限回転数Ｎｍ２ｍａｘは、モータＭＧ２を連続して駆動できる回転数の上限値であり、モータＭＧ２の定格などにより定められる。なお、要求トルク制限Ｔｒｍａｘは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が所定回転数Ｎｍ２ｒｅｆ以下のときには、装置から出力可能な最大トルクが設定される。
【００５３】
ステップＳ１３０で状態判定フラグＦ２が値１と判定されたとき、即ち、変速機６０がＨｉギヤの状態に固定された状態で異常であると判断されたときには、変速機６０は異常ではあるもののＬｏギヤの状態に固定されたときに生じる過回転という不都合は生じないから、変速機６０が正常であるときと同様の処理を行なって（ステップＳ１６０〜Ｓ２２０）、本ルーチンを終了する。なお、この場合には、Ｌｏギヤの状態のときに比してモータＭＧ２を低回転高トルクで駆動することになるので、モータＭＧ２の効率が低下する場合や、トルク指令Ｔｍ２＊が駆動制限Ｔｌｉｍにより制限される場合が生じる。
【００５４】
以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、変速機６０がＬｏギヤの状態に固定された状態で異常のときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が所定回転数Ｎｍ２ｒｅｆを超えるとその値が大きくなるほど小さくなるよう設定された要求トルク制限Ｔｒｍａｘにより要求トルクＴｒ＊を制限するから、モータＭＧ２の過回転を抑制することができる。しかも、要求トルク制限Ｔｒｍａｘにより制限した要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するから、要求トルクＴｒ＊を制限しないでトルク指令Ｔｍ２＊のみを制限するものに比してバッテリ５０への過充電を抑制することができる。
【００５５】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、図７に示すように、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が上限回転数Ｎｍ２ｍａｘのときに値０となるよう要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定するものとしたが、図８に示すように、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が上限回転数Ｎｍ２ｍａｘのときに負のトルク（制動トルク）となるよう要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定するものとしてもよい。こうすれば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が上限回転数Ｎｍ２ｍａｘ近傍では車両に対して制動力を作用させることになるので、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が上限回転数Ｎｍ２ｍａｘを超えることを更に抑制することができる。
【００５６】
第１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が大きくなるほど直線的に小さくなるよう要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定するものとしたが、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が大きくなるほど曲線的に小さくなるよう要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定したり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が大きくなるほど階段状に小さくなるよう要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定したりするものとしてもよい。
【００５７】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０がＨｉギヤの状態に固定された状態で異常のときには変速機６０が正常なときと同様の制御を行なうものとしたが、変速機６０がＨｉギヤの状態に固定された状態で異常のときには変速機６０が正常なときとは異なるＨｉギヤ異常用の制御を行なうものとしてもよいのは勿論である。
【００５８】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｈｉギヤの状態，Ｌｏギヤの状態の２段の変速段をもって変速可能な変速機６０を用いるものとしたが、変速機６０の変速段は２段に限られるものではなく、３段以上の変速段としてもよい。その場合には、最上段以外の各段についてそれぞれの減速比に応じて要求トルク制限Ｔｒｍａｘを適用すればよい。
【実施例２】
【００５９】
次に、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、変速機６０に代えて４段変速機６０Ｂを用いる点を除いて図１に示した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。したがって、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成のうち第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。第２実施例では、図３の駆動制御ルーチンに代えて図９の駆動制御ルーチンを実行する。
【００６０】
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、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１００，Ｓ１１０の処理と同様にアクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，ＭＧ２の駆動制限Ｔｌｉｍ，４段変速機６０Ｂの異常判定フラグＦ１を入力すると共に状態判定フラグＦ２に代えて４段変速機６０Ｂの段数ｎを入力し（ステップＳ３００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ３１０）。ここで、４段変速機６０ｂの段数ｎは、図３の駆動制御ルーチンにおける状態判定フラグＦ２の入力と同様にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒで除して計算した４段変速機６０Ｂの減速比Ｇｒ（Ｎｍ２／Ｎｒ）に基づいて４段変速機６０Ｂの状態を判定して得られる結果（１段のときには値１，２段のときには値２，３段のときには値３，最上段のときには値４）を入力するものとした。
【００６１】
続いて、４段変速機６０Ｂの異常判定フラグＦ１の値を調べ（ステップＳ３２０）、異常判定フラグＦ１が値０のときには、４段変速機６０Ｂは正常であると判断し、図３の駆動制御ルーチンと同様、ステップＳ１６０以下の処理を実行し、本ルーチンを終了する。
【００６２】
異常判定フラグＦ１が値１のときには、４段変速機６０Ｂは異常であると判断し、４段変速機６０Ｂの段数ｎの値を調べる（ステップＳ３３０）。段数ｎが値４のときには、４段変速機６０Ｂは異常ではあるものの最上段で固定された状態であると判断し、図３の駆動制御ルーチンと同様にステップＳ１６０以下の処理を実行し、本ルーチンを終了する。一方、段数ｎが値４でないときには、４段変速機６０Ｂは最上段以外で固定された状態で異常であると判断し、４段変速機６０Ｂの段数ｎと車速Ｖとに基づいて要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定し（ステップＳ３４０）、設定した要求トルク制限Ｔｒｍａｘと要求トルクＴｒ＊とを比較して小さい方を要求トルクＴｒ＊として再設定し（ステップＳ３５０）、図３の駆動制御ルーチンと同様にステップＳ１６０以下の処理を実行し、本ルーチンを終了する。要求トルク制限Ｔｒｍａｘの設定は、４段変速機６０Ｂの段数ｎと車速Ｖと要求トルク制限Ｔｒｍａｘとの関係を予めマップとして求めてＲＯＭ７４に記憶しておき、４段変速機６０Ｂの段数ｎと車速Ｖとが与えられるとマップから対応する要求トルク制限Ｔｒｍａｘを導出するものとした。このマップの一例を図１０に示す。図中、実線，破線，一点鎖線は、４段変速機６０Ｂが１段，２段，３段のときの要求トルク制限Ｔｒｍａｘを示す。また、所定車速Ｖ１ｍａｘ，Ｖ２ｍａｘ，Ｖ３ｍａｘは、４段変速機６０Ｂが各段のときの上限車速を示し、各段においてモータＭＧ２が上限回転数Ｎｍ２ｍａｘで駆動されるときの車速Ｖに相当する。所定トルクＴ１ｍｉｎ，Ｔ２ｍｉｎ，Ｔ３ｍｉｎは、４段変速機６０Ｂが各段のときに車両が所定車速Ｖ１ｍａｘ，Ｖ２ｍａｘ，Ｖ３ｍａｘで走行するとき、即ち各段のときにモータＭＧ２が上限回転数Ｎｍ２ｍａｘで駆動されるときの各段における要求トルク制限Ｔｒｍａｘの値であり、各段で想定される降坂路を各段のときに車両が所定車速Ｖ１ｍａｘ，Ｖ２ｍａｘ，Ｖ３ｍａｘで巡航走行するのに要するトルクが設定される。この巡航走行するのに要するトルクは、４段変速機６０Ｂの段数ｎが大きいほど、即ち想定される車速Ｖが大きいほど大きくなる。これは、車速Ｖが大きいほど走行抵抗が大きくなるという理由に基づく。したがって、実施例では、この各段における所定トルクＴ１ｍｉｎ，Ｔ２ｍｉｎ，Ｔ３ｍｉｎには、４段変速機６０Ｂの段数ｎが大きいほど大きい値を設定するものとした。そして、このように各段における所定トルクＴ１ｍｉｎ，Ｔ２ｍｉｎ，Ｔ３ｍｉｎを設定すると、各段において要求トルク制限Ｔｒｍａｘが小さくなり始める車速Ｖ１ｒｅｆ，Ｖ２ｒｅｆ，Ｖ３ｒｅｆに相当するモータＭＧ２の回転数Ｎ１ｒｅｆ，Ｎ２ｒｅｆ，Ｎ３ｒｅｆは、４段変速機６０Ｂの段数ｎが大きいほど大きくなる。この様子を図１１に示す。このように走行抵抗を考慮して各段におけるトルク制限Ｔｒｍａｘを設定することにより、過剰に要求トルクＴｒ＊を制限することを防止することができる。
【００６３】
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、４段変速機６０Ｂが最上段以外のギヤで固定された状態で異常のときには、車速Ｖが４段変速機６０Ｂの各段におけるモータＭＧ２の所定回転数Ｎ１ｒｅｆ，Ｎ２ｒｅｆ，Ｎ３ｒｅｆに相当する所定車速Ｖ１ｒｅｆ，Ｖ２ｒｅｆ，Ｖ３ｒｅｆを超えたときに車速Ｖが大きくなるほど小さくなるよう設定された要求トルク制限Ｔｒｍａｘにより要求トルクＴｒ＊を制限するから、４段変速機６０Ｂの段数ｎに応じた制限によりモータＭＧ２の過回転を抑制することができる。しかも、この各段におけるモータＭＧ２の所定回転数Ｎ１ｒｅｆ，Ｎ２ｒｅｆ，Ｎ３ｒｅｆは、４段変速機６０Ｂの段数ｎが大きくなるほど大きくなるよう設定するから、走行抵抗を考慮して各段における要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定することができ、過剰に要求トルクＴｒ＊を制限することを防止することができる。また、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、第１実施例と同様に要求トルク制限Ｔｒｍａｘにより制限した要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するから、要求トルクＴｒ＊を制限しないでトルク指令Ｔｍ２＊のみを制限するものに比してバッテリ５０への過充電を抑制することができる。
【００６４】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、４段の変速段をもって変速可能な４段変速機６０Ｂを用いるものとしたが、変速機は有段変速機に限られるものではなく、無段変速機を用いるものとしてもよい。この場合には、第２実施例と同様、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒで除して無段変速機の減速比Ｇｒを計算し、計算した減速比Ｇｒが無段変速機の減速比の下限値でない状態で固定されて異常のときには、計算した減速比Ｇｒと車速Ｖとに基づいて要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定し、この要求トルク制限Ｔｒｍａｘにより要求トルクＴｒ＊を制限すればよい。
【００６５】
第１実施例，第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、変速機６０がＬｏギヤの状態で固定されて異常なときや４段変速機６０Ｂが最上段以外のギヤの状態で固定されて異常なときに要求トルク制限Ｔｒｍａｘを用いて要求トルクＴｒ＊を制限するものとし、変速機６０や４段変速機６０Ｂのギヤの状態を変更しているときについては考慮していないが、考慮するものとしてもよい。以下、変速機６０のギヤの状態を変更しているときを考慮したものについて第３実施例で説明する。
【実施例３】
【００６６】
次に、第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃについて説明する。第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃは、図１に例示した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。したがって、重複記載を回避するため、第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃの構成については、第１実施例のハイブリッド自動車２０の構成に付した符号と同一の符号を用い、その図示および説明は省略する。第３実施例では、図３の駆動制御ルーチンに代えて図１２の駆動制御ルーチンを実行する。
【００６７】
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、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，モータＭＧ２の駆動制限Ｔｌｉｍ，変速機６０の状態判定フラグＦ２を入力すると共に変速機６０の変速判定フラグＦ３を入力し（ステップＳ４００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ４１０）。ここで、変速判定フラグＦ３は、図示しない切替処理ルーチンにより、変速機６０のギヤの状態の切替処理が開始されたときに値１が設定され、切替処理が完了したときに値０が設定されてＲＡＭ７６の所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。なお、切替処理が完了すると、状態判定フラグＦ２は、切り替え後の変速機６０のギヤの状態に基づく値に変更される。
【００６８】
続いて、変速機６０の状態判定フラグＦ２の値を調べ（ステップＳ４２０）、状態判定フラグＦ２が値１のとき、即ち変速機６０がＨｉギヤの状態のときには、ステップＳ１６０以下の処理を実行し、本ルーチンを終了する。
【００６９】
一方、変速機６０の状態判定フラグＦ２が値０のときには、変速機６０の変速判定フラグＦ３の値と車速Ｖとに基づいて要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定し（ステップＳ４３０）、設定した要求トルク制限Ｔｒｍａｘと要求トルクＴｒとを比較して小さい方を要求トルクＴｒ＊として再設定し（ステップＳ４４０）、ステップＳ１６０以降の処理を実行し、本ルーチンを終了する。ここで、要求トルク制限Ｔｒｍａｘの設定は、第３実施例では、変速判定フラグＦ３の値と車速Ｖと要求トルク制限Ｔｒｍａｘとの関係を予めマップとして求めてＲＯＭ７４に記憶しておき、変速判定フラグＦ３の値と車速Ｖとが与えられるとマップから対応する要求トルク制限Ｔｒｍａｘを導出するものとした。図１３に要求トルク制限設定用マップの一例を示す。図中、実線は変速判定フラグＦ３が値０のとき、即ち変速機６０がＬｏギヤの状態のときの要求トルク制限Ｔｒｍａｘを示し、破線は変速判定フラグＦ３が値１のとき、即ち変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替える切替処理が行なわれているときの要求トルク制限Ｔｒｍａｘを示す。また、所定車速Ｖ４ｍａｘは、変速機６０がＬｏギヤの状態のときにモータＭＧ２が上限回転数Ｎｍ２ｍａｘで駆動されるときの車速Ｖを示す。図示するように、要求トルク制限Ｔｒｍａｘは、変速機６０がＬｏギヤの状態のときには車速Ｖが所定車速Ｖ４ｒｅｆ以上で大きくなるほど小さくなる傾向に設定され、変速機６０のギヤの状態の切替処理が行なわれているときには車速Ｖが所定車速Ｖ４ｒｅｆより大きな所定車速Ｖ５ｒｅｆ以上で大きくなるほど小さくなる傾向に設定される。これは以下の理由による。いま、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込むことにより、車両が加速し、車速Ｖが変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えるよう要求される車速に至ったときを考える。このとき、変速機６０がＬｏギヤの状態のままのときには、変速機６０がＬｏギヤの状態に固定された状態で異常であると判断し、車速Ｖが所定車速Ｖ４ｒｅｆで小さくなり始めるよう設定された要求トルク制限Ｔｒｍａｘを用いて要求トルクＴｒ＊を制限することによりモータＭＧ２の過回転を抑制する。しかし、変速機６０のギヤの状態の切替処理が正常に行なわれているときにもこの要求トルク制限Ｔｒｍａｘを用いると、変速機６０が正常であるにも拘わらず要求トルクＴｒ＊が制限される場合があり、ドライバビリティが悪化してしまう。第３実施例では、こうした不都合を回避するために、変速機６０のギヤの状態の切替処理が正常に行なわれているときには、破線に示すように、車速Ｖが所定車速Ｖ４ｒｅｆより大きな所定車速Ｖ５ｒｅｆで小さくなり始めるよう要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定するのである。これにより、変速機６０のギヤの状態の切替処理が正常に行なわれている最中に要求トルクＴｒ＊が制限されるのを抑制することができ、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。ここで、所定車速Ｖ４ｒｅｆは、例えば、変速機６０のギヤの状態の切替処理が要求される車速などに設定される。また、所定車速Ｖ５ｒｅｆは、変速機６０のギヤの状態の切替処理が正常に行なわれているときには要求トルクＴｒ＊の制限が行なわれないような車速Ｖに設定され、例えば、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んでいるとき（例えば、アクセル開度Ａｃｃ＝１００％など）に変速機６０のギヤの状態の切替処理が完了するときの車速Ｖやそれよりも若干大きな車速Ｖなどに設定される。なお、変速機６０のギヤの状態の切替処理が行なわれている最中に変速機６０に異常が生じたときには、破線に示す要求トルク制限Ｔｒｍａｘを用いて要求トルクＴｒ＊を制限することにより、モータＭＧ２の過回転を抑制することができる。
【００７０】
以上説明した第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃによれば、変速機６０がＬｏギヤの状態に固定されているときには車速Ｖが所定車速Ｖ４ｒｅｆ以上で大きくなるほど小さくなる傾向に要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定し、変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えているときには車速Ｖが所定車速Ｖ４ｒｅｆより大きな所定車速Ｖ５ｒｅｆ以上で大きくなるほど小さくなる傾向に要求トルク制限Ｔｍａｘを設定し、設定された要求トルク制限Ｔｒｍａｘを用いて要求トルクＴｒ＊を制限するから、変速機６０のギヤの状態を切り替えている最中に予期しない要求トルクＴｒ＊の制限が行なわれるのを抑制することができる。この結果、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。また、第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｃによれば、要求トルクＴｒ＊を制限することにより、第１実施例や第２実施例と同様に、モータＭＧ２の過回転を抑制することができると共にバッテリ５０への過充電を抑制することができる。
【００７１】
第２実施例，第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｂ，２０Ｃでは、車速Ｖを用いて要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定するものとしたが、車速Ｖに代えて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを用いて要求トルク制限Ｔｒｍａｘを設定するものとしてもよい。
【００７２】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ，２０Ｃでは、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１４の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１４における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００７３】
実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ，２０Ｃでは、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１５の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００７４】
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】
【００７５】
本発明は、自動車産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】変速機６０の構成の一例を示す説明図である。
【図３】第１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＊と目標トルク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】要求トルク制限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】変形例の要求トルク制限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図９】第２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の一部である。
【図１０】要求トルク制限設定用のマップの一例を示す説明図である。
【図１１】モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と要求トルク制限Ｔｒｍａｘとの関係を示す説明図である。
【図１２】第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の一部である。
【図１３】要求トルク制限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１４】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１５】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ  駆動輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、４８  回転軸、５０  バッテリ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  変速機、６０Ｂ  ４段変速機、６０ａ  ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂ  シングルピニオンの遊星歯車機構、６１，６５  サンギヤ、６２，６６  リングギヤ、６３ａ  第１ピニオンギヤ、６３ｂ  第２ピニオンギヤ、６４，６８  キャリア、６７  ピニオンギヤ、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｂ１，Ｂ２  ブレーキ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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