(57)【要約】【課題】  二次電池などの蓄電装置の充放電電力を考慮したり電動機の駆動状態を考慮することにより電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変更可能な変速比をもって行なう変速伝達装置における変速比の変更をより適正に行なう。【解決手段】  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動力出力装置の変速機の変速を、車速Ｖと駆動軸に要求される要求トルクＴｒ＊とバッテリを充放電する電力に対して電動機から出力されるトルクが正側で値０近傍となるときに切り替える。これにより、より適正に変速機の変速を行なうことができる。【選択図】        図７
2005155445.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該駆動軸に出力する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更可能な変速比をも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、
該蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電すべき要求電力を設定する要求電力設定手段と、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記設定された要求電力と前記設定された要求動力とに基づいて前記変速伝達手段における変速比を設定する変速比設定手段と、
前記設定された変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達が行なわれると共に前記設定された要求電力に基づく電力により前記蓄電手段が充放電され且つ前記設定された要求動力に基づく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】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記変速伝達手段は、２段の変速比を切り替えて前記動力の伝達を行なう手段であり、
前記変速比設定手段は、前記変速伝達手段における変速比の切り替えポイントを設定する手段である
動力出力装置。
【請求項３】
前記変速比設定手段は、前記電動機から出力されるトルクが値０近傍となるよう前記変速比の切り替えポイントを設定する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記変速比設定手段は、前記電動機から出力されるトルクが値０以上の範囲内で前記変速比の切り替えポイントを設定する手段である請求項２または３記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記変速伝達手段は、二つのブレーキを備え、前記駆動軸が正回転しており且つ前記電動機から正のトルクが出力されている状態で前記電動機の回転軸の動力が第１の減速比をもって前記駆動軸に伝達される第１の変速比から前記電動機の回転軸の動力が前記第１の減速比より小さな第２の減速比をもって前記駆動軸に伝達される第２の変速比に変更する際には前記二つのブレーキのうち一方についてはオフから滑りを伴ってオンとすることにより変速比の切り替えを行ない、前記駆動軸が正回転しており且つ前記電動機から正のトルクが出力されている状態で前記第２の減速比をもって前記駆動軸に伝達される第１の変速比から前記電動機の回転軸の動力が前記第２の変速比から第１の変速比に変更する際には前記二つのブレーキのいずれもが滑りを伴うオン操作なしに変速比の切り替えを行なう手段である請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記変速比設定手段は、前記駆動軸の回転数と前記駆動軸に出力すべきトルクと切り替えポイントとの関係に対して前記要求動力を前記駆動軸の回転数と前記駆動軸に出力すべきトルクとの積として該関係から導出される切り替えポイントを前記変速比の切り替えポイントとして設定する手段である請求項２ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記設定された要求動力と前記設定された要求電力とが前記内燃機関から出力される動力により賄われると共に該内燃機関が所定の制約で運転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】
前記所定の制約は、前記内燃機関が効率よく運転される制約である請求項７記載の動力出力装置。
【請求項９】
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８いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１０】
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８いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０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１２】
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該駆動軸に出力する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更可能な変速比をも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）前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電すべき要求電力を設定し、
（ｂ）操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定し、
（ｃ）前記設定した要求電力と前記設定した要求動力とに基づいて前記変速伝達手段における変速比を設定し、
（ｄ）前記設定した変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達が行なわれると共に前記設定した要求電力に基づく電力により前記蓄電手段が充放電され且つ前記設定した要求動力に基づく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１３】
請求項１２記載の動力出力装置の制御方法であって、
前記変速伝達手段は、２段の変速比を切り替えて前記動力の伝達を行なう手段であり、
前記ステップ（ｃ）は、前記電動機から出力されるトルクが値０近傍の正の範囲内で前記変速伝達手段における変速比の切り替えポイントを設定するステップである
動力出力装置。
【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、バッテリの充放電電力や電動機の駆動状態については十分に考慮していない。バッテリの充放電電力によらず、車速だけに基づいて変速機の変速段を変更するものとすると、バッテリの充放電電力を内燃機関からの動力で賄うことから、同じ車速でもバッテリの充放電電力によって電動機の駆動ポイントが変更され、場合によっては、電動機が効率の悪い運転ポイントで運転されてしまう。また、有段の変速機の場合、その多くは遊星歯車機構を組み合わせると共にその複数の回転要素に対してクラッチやブレーキを設けて回転要素の接続関係を変えたり回転要素の回転を規制することにより変速を行なう。このとき、クラッチやブレーキの摩耗などの耐久性を考慮すると、変速に適した駆動状態が存在し、その駆動状態のときに変速するのが好ましい。従って、電動機の駆動状態を考慮せずに車速だけに基づいて変速機の変速段を変更するものとすると、電動機の駆動状態が変速機の変速に適しない状態のときでも変速してしまう場合が生じる。
【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、二次電池などの蓄電装置の充放電電力を考慮したり電動機の駆動状態を考慮することにより電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変更可能な変速比をもって行なう変速伝達装置における変速比の変更をより適正に行なうことを目的の一つとする。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、装置や自動車のエネルギ効率を向上させることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置および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該駆動軸に出力する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更可能な変速比をも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、
該蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電すべき要求電力を設定する要求電力設定手段と、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記設定された要求電力と前記設定された要求動力とに基づいて前記変速伝達手段における変速比を設定する変速比設定手段と、
前記設定された変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達が行なわれると共に前記設定された要求電力に基づく電力により前記蓄電手段が充放電され且つ前記設定された要求動力に基づく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変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、蓄電手段の状態に基づいてこの蓄電手段を充放電すべき要求電力を設定すると共に操作者の操作に基づいて駆動軸に出力すべき要求動力を設定し、こうして設定した要求電力と要求動力とに基づいて電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変更可能な変速比をもって行なう変速伝達手段における変速比を設定する。そして、設定した変速比をもって電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達が行なわれると共に設定した要求電力に基づく電力により蓄電手段が充放電され且つ設定した要求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。即ち、蓄電手段を充放電すべき要求電力に基づいて変速することになるから、電動機を効率よく駆動できる範囲内で変速することができる。この結果、装置のエネルギ効率を向上させることができる。ここで、駆動軸は単一の軸であってもよいし、異なる複数の軸であってもよい。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記変速伝達手段は２段の変速比を切り替えて前記動力の伝達を行なう手段であり、前記変速比設定手段は前記変速伝達手段における変速比の切り替え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。この場合、前記変速比設定手段は、前記電動機から出力されるトルクが値０近傍となるよう前記変速比の切り替え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、電動機の駆動状態に応じて変速比の切り替えを行なうことができる。また、変速伝達手段における変速を容易に行なうことができると共に変速によるショックを抑制することができる。
【０００９】
こうした変速伝達手段が２段の変速比を切り替えて動力の伝達を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記変速比設定手段は、前記電動機から出力されるトルクが値０以上の範囲内で前記変速比の切り替え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、変速伝達手段の構造を電動機から出力されるトルクが値０以上のときに適正に変速比の変速を行なうことができる構造とすることにより、より適正に変速比の切り替えを行なうことができる。即ち、電動機の駆動状態に応じて変速比の切り替えを行なうことができる。この場合、前記変速伝達手段は、二つのブレーキを備え、前記駆動軸が正回転しており且つ前記電動機から正のトルクが出力されている状態で前記電動機の回転軸の動力が第１の減速比をもって前記駆動軸に伝達される第１の変速比から前記電動機の回転軸の動力が前記第１の減速比より小さな第２の減速比をもって前記駆動軸に伝達される第２の変速比に変更する際には前記二つのブレーキのうち一方についてはオフから滑りを伴ってオンとすることにより変速比の切り替えを行ない、前記駆動軸が正回転しており且つ前記電動機から正のトルクが出力されている状態で前記第２の減速比をもって前記駆動軸に伝達される第１の変速比から前記電動機の回転軸の動力が前記第２の変速比から第１の変速比に変更する際には前記二つのブレーキのいずれもが滑りを伴うオン操作なしに変速比の切り替えを行なう手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、変速伝達手段が２段の変速比を切り替えて動力の伝達を行なう態様の本発明の動力出力装置において、前記変速比設定手段は、前記駆動軸の回転数と前記駆動軸に出力すべきトルクと切り替えポイントとの関係に対して前記要求動力を前記駆動軸の回転数と前記駆動軸に出力すべきトルクとの積として該関係から導出される切り替えポイントを前記変速比の切り替えポイントとして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、容易に変速比の切り替えポイントを設定することができる。
【００１１】
本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記設定された要求動力と前記設定された要求電力とが前記内燃機関から出力される動力により賄われると共に該内燃機関が所定の制約で運転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制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記所定の制約は、前記内燃機関が効率よく運転される制約であるものとすることもできる。こうすれば、装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１２】
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、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。
【００１３】
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該駆動軸に出力する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更可能な変速比をも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、該蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電すべき要求電力を設定する要求電力設定手段と、操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記設定された要求電力と前記設定された要求動力とに基づいて前記変速伝達手段における変速比を設定する変速比設定手段と、前記設定された変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達が行なわれると共に前記設定された要求電力に基づく電力により前記蓄電手段が充放電され且つ前記設定された要求動力に基づく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変速伝達手段とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。
【００１４】
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、電動機を効率よく駆動できる範囲内で変速伝達手段の変速比を変更することができる効果やこれによる装置のエネルギ効率を向上させることができる効果、電動機の駆動状態に応じて変速比の切り替えを行なう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。
【００１５】
本発明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該駆動軸に出力する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更可能な変速比をも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）前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電すべき要求電力を設定し、
（ｂ）操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定し、
（ｃ）前記設定した要求電力と前記設定した要求動力とに基づいて前記変速伝達手段における変速比を設定し、
（ｄ）前記設定した変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達が行なわれると共に前記設定した要求電力に基づく電力により前記蓄電手段が充放電され且つ前記設定した要求動力に基づく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変速伝達手段とを制御する
ことを要旨とする。
【００１６】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、蓄電手段の状態に基づいてこの蓄電手段を充放電すべき要求電力を設定すると共に操作者の操作に基づいて駆動軸に出力すべき要求動力を設定し、更に、この設定した要求電力と要求動力とに基づいて電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変更可能な変速比をもって行なう変速伝達手段における変速比を設定する。そして、設定した変速比をもって電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達が行なわれると共に設定した要求電力に基づく電力により蓄電手段が充放電され且つ設定した要求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。即ち、蓄電手段を充放電すべき要求電力に基づいて変速することになるから、電動機を効率よく駆動できる範囲内で変速することができる。この結果、装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１７】
こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、前記変速伝達手段は２段の変速比を切り替えて前記動力の伝達を行なう手段であり、前記ステップ（ｃ）は前記電動機から出力されるトルクが値０近傍の正の範囲内で前記変速伝達手段における変速比の切り替えポイントを設定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の構造を電動機から出力されるトルクが値０以上のときに適正に変速比の変速を行なうことができる構造とすることにより、より適正に変速比の切り替えを行なうことができると共に、変速伝達手段における変速を容易に行なうことができ、変速によるショックを抑制することができる。即ち、電動機の駆動状態に応じて変速比の切り替えを行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００２０】
エンジン２２は、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。
【００２１】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には変速機６０を介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００２２】
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。
【００２３】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達するよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図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をオフ状態としてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。
【００２４】
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。
【００２５】
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Ａｄｒｖ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Ａｄｒｖ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキポジションＢＰ，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。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。
【００２６】
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Ａｄｒｖ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。
【００２７】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に変速機６０の切り替えを伴う駆動制御の際の動作について説明する。図３は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２８】
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，バッテリ要求電力Ｐｂ＊，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ，変速機６０の変速状態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、バッテリ要求電力Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などに基づいてバッテリＥＣＵ５２によりバッテリ５０を充放電すべき電力として設定されるものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度と残容量（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。変速機６０の変速状態は、変速機６０のギヤの状態を切り替えるときに設定するフラグを入力するものとした。
【００２９】
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６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図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Ｔｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ要求電力Ｐｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変速機６０のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００３０】
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。
【００３１】
次に、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Ｓ１３０）。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＊の運転ポイントで定常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。
【００３２】
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ)                       (1)
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt    (2)
【００３３】
続いて、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とバッテリ要求電力Ｐｂ＊とに基づいて変速機６０のギヤの状態を切り替えるか否かの判定を行なう（ステップＳ１４０）。変速機６０のギヤの状態の切り替えの判定は、実施例では、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とバッテリ要求電力Ｐｂ＊とギヤ状態との関係を予め定めて変速状態設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とバッテリ要求電力Ｐｂ＊とが与えられると、マップから対応するギヤ状態を導出し、この導出したギヤ状態と現在のギヤ状態とを比較することにより行なうものとした。変速状態設定用マップの一例を図７に示す。図中、複数の曲線はバッテリ要求電力Ｐｂ＊に基づいて変速機６０のギヤの状態を変更する変速線であり、変速線に記された電力値はバッテリ５０を充電する電力を負としたバッテリ要求電力Ｐｂ＊である。変速機６０のギヤ状態は、例えば、バッテリ要求電力Ｐｂ＊が−６ｋＷのときには、要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとの交点が−６ｋＷの変速線より上部にあればＬｏギヤの状態となり、要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとの交点が−６ｋＷの変速線より下部にあればＨｉギヤの状態となる。実施例では、各変速線を、モータＭＧ２が効率よく駆動されるよう、即ち変速機６０ができる限りＬｏギヤの状態となると共に変速ショックが生じないようモータＭＧ２から出力するトルクが正側で値０近傍となるように設定した。この理由については後述する。また、モータＭＧ２についてはその上限回転数以下で駆動する必要があるため、車速Ｖがこの上限回転数より若干低い回転数に相当する車速Ｖｈｉ以上のときには、要求トルクＴｒ＊やバッテリ要求電力Ｐｂ＊に拘わらず、変速機６０はＨｉギヤ状態とするものとした。
【００３４】
変速機６０のギヤの状態を切り替える必要がないと判定されたときには（ステップＳ１５０）、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（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Ｔｍａｘを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、要求トルク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Ｓ１９０）、計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ２００）。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、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の出力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。
【００３５】
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2    (3)
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr         (4)
【００３６】
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Ｓ２１０）、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。
【００３７】
一方、ステップＳ１４０で変速機６０のギヤの状態を切り替える必要があると判定されたときには（ステップＳ１５０）、切替処理が実行中であるときを除いて（ステップＳ１６０）、変速機６０のギヤの状態を切り替える処理の実行開始の指示する（ステップＳ１７０）。この指示がなされると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、駆動制御ルーチンと並行して図８に例示する切替処理ルーチンを実行する。なお、切替処理が実行中であるときに切替処理の実行開始の指示を行なわないのは、同一の切り替え判定に対して再度の指示のを出力しないためである。駆動制御ルーチンの説明を中断し、以下、切替処理について説明する。
【００３８】
切替処理ルーチンでは、まず、変速機６０のギヤ状態の切り替え方向を判定する（ステップＳ３００）。Ｌｏギヤの状態からＨｉギヤの状態への切り替えのときには、まず、現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と変速機６０のギヤ比Ｇｌｏ，Ｇｈｉとにより次式（５）を用いて切り替え後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊を計算する（ステップＳ３１０）。そして、ブレーキＢ２をオフとすると共に（ステップＳ３２０）、ブレーキＢ１をフリクション係合させる（ステップＳ３３０）。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が切り替え後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至るのを待って（ステップＳ３４０，Ｓ３５０）、ブレーキＢ１を完全にオンとし（ステップＳ３６０）、駆動制御で用いる変速機６０のギヤ比ＧｒにＨｉギヤのギヤ比Ｇｈｉを設定して（ステップＳ３７０）、切替処理ルーチンを終了する。図９に変速機６０の共線図の一例を示す。図中、Ｓ１軸はダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａのサンギヤ６１の回転数を示し、Ｒ１，Ｒ２軸はダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａおよびシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂのリングギヤ６２，６６の回転数を示し、Ｃ１，Ｃ２軸はリングギヤ軸３２ａの回転数であるダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａおよびシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂのキャリア６４，６８の回転数を示し、Ｓ２軸はモータＭＧ２の回転数であるシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂのサンギヤ６５の回転数を示す。図示するように、Ｌｏギヤの状態では、ブレーキＢ２がオンでブレーキＢ１がオフとされている。この状態からブレーキＢ２をオフすると、モータＭＧ２はリングギヤ軸３２ａから切り離された状態となり、モータＭＧ２から正のトルクが出力されていることから、その回転数は増加しようとする。ここで、ブレーキＢ１をフリクション係合させると、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は減少する。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＨｉギヤの状態の回転数Ｎｍ２＊近傍になったときにブレーキＢ１をフリクション係合から完全にオンとすることにより、Ｈｉギヤの状態に切り替えることができる。このようにブレーキＢ１およびブレーキＢ２をオンオフ操作することにより、変速ショックを抑制することができる。
【００３９】
Nm2*＝Nm2・Ghi/Glo  (5)
【００４０】
一方、Ｈｉギヤの状態からＬｏギヤの状態への切り替えのときには、まず、現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と変速機６０のギヤ比Ｇｌｏ，Ｇｈｉとにより次式（６）を用いて切り替え後のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２＊を計算する（ステップＳ３８０）。そして、ブレーキＢ１をオフとし（ステップＳ３９０）、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が切り替え後の回転数Ｎｍ２＊近傍に至るのを待って（ステップＳ４００，Ｓ４１０）、ブレーキＢ２をオンとし（ステップＳ４２０）、駆動制御で用いる変速機６０のギヤ比ＧｒにＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏを設定して（ステップＳ４３０）、切替処理ルーチンを終了する。
図９に示すように、Ｈｉギヤの状態では、ブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフとされている。この状態からブレーキＢ１をオフすると、モータＭＧ２はリングギヤ軸３２ａから切り離された状態となるから、上述したように、モータＭＧ２から正のトルクが出力されていることから、その回転数は増加しようとする。そこで、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＬｏギヤの状態の回転数Ｎｍ２＊近傍になるまで待ってブレーキＢ２をオンとすることにより、Ｌｏギヤの状態に切り替えることができる。
【００４１】
Nm2*＝Nm2・Glo/Ghi  (6)
【００４２】
このように、モータＭＧ２から正のトルクが出力されている状態で変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替える際にブレーキＢ１をフリクション係合する必要がある。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキＢ１についてはフリクション係合可能なブレーキを用いると共にその係合力を調節可能なアクチュエータを用い、ブレーキＢ２については単にオンオフすることができる程度のブレーキを用いると共にその係合力については調節ができないアクチュエータを用いることができる。また、変速機６０のギヤの状態の切り替えは、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んだときのレスポンスを考えれば、Ｈｉギヤの状態からＬｏギヤの状態への切り替えが迅速に行なわれることが好ましい。従って、Ｈｉギヤの状態からＬｏギヤの状態への切り替えではブレーキのフリクション係合は伴わない方が好ましい。実施例の変速線は、こうしたブレーキＢ１およびブレーキＢ２の構成や変速の迅速の要求に対応するよう、モータＭＧ２から出力するトルクが正側で値０近傍となるように設定されているのである。なお、モータＭＧ２から出力するトルクが負の値のときにＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えるときには、ブレーキＢ２をオフし、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＨｉギヤの状態の回転数Ｎｍ２＊となるのを待ってブレーキＢ１をオンするものとなり、Ｈｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えるときには、ブレーキＢ１をオフすると共にブレーキＢ２をフリクション係合し、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＬｏギヤの状態の回転数Ｎｍ２＊となるのを待ってブレーキＢ２を完全にオンするものとなる。従って、モータＭＧ２から出力するトルクの符号（正負）を考慮せずに変速機６０のギヤの状態を切り替える場合には、ブレーキＢ１もブレーキＢ２もフリクション係合が可能なブレーキとして構成すると共にそのアクチュエータも係合力の調節が可能なものとする必要がある。モータＭＧ２から出力するトルクが負となるのは、比較的高速で低トルクが要求される高速巡航運転のときであり、それ以外はモータＭＧ２から出力するトルクは正となる。こうしたことから、モータＭＧ２から出力するトルクが正側で値０近傍のときに変速機６０のギヤの状態を切り替えるのが好ましいのが理解できる。
【００４３】
こうした切替処理が実行されている最中でも、図３に例示する駆動制御ルーチンは実行される。駆動制御ルーチンでは、切り替え処理が実行されている最中は、切り替えが行なわれていないものとしてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が設定されるが、トルク指令Ｔｍ２＊が値０近傍のときに切替処理が行なわれることや切替処理に要する時間が比較的短時間（例えば２００〜４００ｍｓｅｃ程度）であることなどから、切り替えを考慮してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定しなくても変速ショックは殆ど生じない。
【００４４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とバッテリ要求電力Ｐｂ＊とに基づいて変速機６０のギヤの状態を設定するから、モータＭＧ２の効率ができる限りよい範囲内でより変速機６０のギヤの状態を切り替えることができる。また、モータＭＧ２から出力するトルクが値０近傍のときに変速機６０のギヤの状態を切り替えるから、変速機６０の切り替えの際に生じ得るショック（変速ショック）を抑制することができる。こうしたギヤの状態の切り替えは変速機６０をできる限りＬｏギヤの状態とすることになるから、モータＭＧ２を効率よく駆動することができ、これにより車両全体のエネルギ効率を向上させることができる。さらに、モータＭＧ２から出力するトルクが正側のときに変速機６０のギヤの状態を切り替えるから、ブレーキＢ１についてはフリクション係合可能なブレーキを用いると共にその係合力を調節可能なアクチュエータを用い、ブレーキＢ２については単にオンオフすることができる程度のブレーキを用いると共にその係合力については調節ができないアクチュエータを用いることができる。従って、ブレーキＢ１もブレーキＢ２もフリクション係合が可能なブレーキとして構成すると共にそのアクチュエータも係合力の調節が可能なものを用いる場合に比して、簡易な構成とすることができる。これらの結果、モータＭＧ２の駆動状態に応じて変速機６０のギヤの状態の切り替えをより適正に行なうことができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２から出力するトルクが正側で値０近傍のときに変速機６０のギヤの状態を切り替えるものとしたが、モータＭＧ２から出力するトルクが負側で値０近傍のときに変速機６０のギヤの状態を切り替えるものとしてもよいし、モータＭＧ２から出力するトルクが正側で値０近傍でないときに変速機６０のギヤの状態を切り替えるものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｈｉ，Ｌｏの２段の変速段をもって変速可能な変速機６０を用いるものとしたが、変速機６０の変速段は２段に限られるものではなく、３段以上の変速段としてもよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０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１０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。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１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。
【００４９】
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】
【００５０】
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】
【００５１】
【図１】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。
【図２】変速機６０の構成の一例を示す説明図である。
【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】要求制動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】変速状態設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される切替処理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の共線図の一例を示す説明図である。
【図１０】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１１】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】
【００５２】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３１ａ  サンギヤ軸、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、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、３９ｅ，３９ｆ  従動輪、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、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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