(57)【要約】【課題】遊星歯車機構にエンジンと第１モータと駆動輪に連結された駆動軸とを接続すると共に駆動軸に変速機を介して第２モータを接続し、第１モータおよび第２モータと電力をやりとりするバッテリを備える自動車において、変速機の変速段が変更されるか否かに応じてバッテリの目標充放電電力をより適正に設定する。【解決手段】車両が定常走行しているとき（Ｓ３２０，Ｓ３３０）、変速段が変更されないときには所定値のゲインを用いてフィードバック制御により計算した調整電力Ｐｒｅｇを用いてバッテリの目標充放電電力Ｐｂ＊を設定し（Ｓ４００，Ｓ４４０，Ｓ４５０）、変速段が変更されるときには値０のゲインを用いてフィードバック制御により計算した調整電力Ｐｒｅｇを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定する（Ｓ３９０，Ｓ４４０，Ｓ４５０）。これにより、変速機の変速段が変更されるか否かに応じて目標充放電電力Ｐｂ＊をより適正に設定できる。【選択図】図４
2007106176.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、電力と動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速段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とりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段と、
前記変速伝達手段の変速段が変更されないときには第１の関係を前記蓄電手段の充放電を調整する調整関係として設定し、前記変速伝達手段の変速段が変更されるときには前記第１の関係より調整の程度が小さい第２の関係を前記調整関係として設定する調整関係設定手段と、
前記検出された充放電電力および前記設定された調整関係に基づく調整電力と前記蓄電手段の状態とに基づいて該蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、
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、
前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電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、
前記調整関係設定手段は、前記検出される充放電電力が前記目標充放電電力になるようフィードバック制御を行なうためのゲインを前記調整関係として設定する手段であり、
前記目標充放電電力設定手段は、前記設定されたゲインを用いてフィードバック制御により目標充放電電力を設定する手段である
動力出力装置。
【請求項３】
前記調整関係設定手段は、少なくとも値０の積分ゲインを前記第２の関係として調整関係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】
請求項２または３記載の動力出力装置であって、
前記設定された要求駆動力と前記設定された目標充放電電力とに基づいて装置に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段を備え、
前記目標充放電電力設定手段は、前記設定された要求動力の変化量が所定変化量未満のときには前記フィードバック制御により前記目標充放電電力を設定し、前記設定された要求動力の変化量が前記所定変化量以上のときには前記フィードバック制御における積分項の値を初期値にリセットすると共に前記蓄電手段の状態に基づいて前記目標充放電電力を設定する手段である
動力出力装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記変速伝達手段の変速段が変更されないときには前記設定された要求動力が前記内燃機関から出力されるよう制御し、前記変速伝達手段の変速段が変更されるときには前記設定された要求動力を補正した動力が前記内燃機関から出力されるよう制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記目標充放電電力設定手段は、前記変速伝達手段の変速段の変更が完了した直後は該変速伝達手段の変速段の変更が開始される直前の積分項の値を用いて前記フィードバック制御により前記目標充放電電力を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、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項１ないし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自動車。
【請求項９】
内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて駆動する駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動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速段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とりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段と、
前記変速伝達手段の変速段が変更されないときには第１の関係を前記蓄電手段の充放電を調整する調整関係として設定し、前記変速伝達手段の変速段が変更されるときには前記第１の関係より調整の程度が小さい第２の関係を前記調整関係として設定する調整関係設定手段と、
前記検出された充放電電力および前記設定された調整関係に基づく調整電力と前記蓄電手段の状態とに基づいて該蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、
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、
前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電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、
を備える駆動装置。
【請求項１０】
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と動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速段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と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）前記変速伝達手段の変速段が変更されないときには第１の関係を前記蓄電手段の充放電を調整する調整関係として設定し、前記変速伝達手段の変速段が変更されるときには前記第１の関係より調整の程度が小さい第２の関係を前記調整関係として設定し、
（ｂ）前記蓄電手段を充放電する充放電電力および前記設定された調整関係に基づく調整電力と前記蓄電手段の状態とに基づいて該蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電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。
【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駆動装置、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、エンジンと、エンジンにキャリアが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに接続された第１モータ・ジェネレータと、遊星歯車機構のリングギヤに接続された出力軸に変速機を介して接続された第２モータ・ジェネレータと、第１モータ・ジェネレータおよび第２モータ・ジェネレータと電力をやりとりするバッテリとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、変速中には、バッテリの残容量に基づいて設定される充電要求量をホールドすることにより、第１モータ・ジェネレータから出力されるトルクおよび第２モータ・ジェネレータから出力軸に出力されるトルクの急変を抑制し、変速中のショックを抑制している。
【特許文献１】特開２００４−２１７０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、こうした動力出力装置では、バッテリを充放電すべき充放電要求量をより適正に設定するために、充放電要求量と実際に検出された充放電電力とのズレを考慮して充放電要求量を設定する充放電制御を行なうことも考えられる。この場合、変速機の変速段を変速する最中に充放電制御を実行すると、変速機の変速の際にエンジンや第１モータ・ジェネレータ，第２モータ・ジェネレータの駆動状態が変更されたときには、駆動状態の変更に伴う充放電要求量と実際の充放電電力とのズレが充放電要求量に反映され、より適正に充放電要求量を設定するはずが、不適正な充放電要求量を設定することになってしまう。また、変速機の変速段の変速を終了したときには迅速により適正な充放電要求量を設定してバッテリの充放電制御を行なう必要もある。
【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駆動装置、動力出力装置の制御方法は、電動機と駆動軸とに接続された変速機の変速段が変更されるか否かに応じて蓄電装置に充放電すべき目標充放電電力をより適正に設定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駆動装置、動力出力装置の制御方法は、変速機の変速段の変更が完了したときに、迅速により適正な目標充放電電力を設定して充放電制御を行なう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駆動装置、動力出力装置の制御方法は、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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動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速段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とりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段と、
前記変速伝達手段の変速段が変更されないときには第１の関係を前記蓄電手段の充放電を調整する調整関係として設定し、前記変速伝達手段の変速段が変更されるときには前記第１の関係より調整の程度が小さい第２の関係を前記調整関係として設定する調整関係設定手段と、
前記検出された充放電電力および前記設定された調整関係に基づく調整電力と前記蓄電手段の状態とに基づいて該蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、
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、
前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電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、変速伝達手段の変速段が変更されないときには第１の関係を蓄電手段の充放電を調整する調整関係として設定し、変速伝達手段の変速段が変更されるときには第１の関係より調整の程度が小さい第２の関係を調整関係として設定し、蓄電手段を充放電する充放電電力および調整関係に基づく調整電力と蓄電手段の状態とに基づいて蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、変速伝達手段の変速段の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に目標充放電電力により蓄電手段が充放電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、変速伝達手段の変速段が変更されないときには充放電電力と第１の関係である調整関係とに基づく調整電力を用いて目標充放電電力を設定する充放電制御を行ない、変速伝達手段の変速段が変更されるときには充放電電力と調整の程度が比較的小さい第２の関係である調整関係とに基づく調整電力を用いて目標充放電電力を設定する充放電制御を行なうのである。これにより、変速伝達手段の変速段が変更されるときには、変速段が変更されないときに比して調整電力の影響を小さくすることができる。この結果、変速伝達手段の変速段が変更されるか否かに応じて目標充放電電力をより適正に設定することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置であって、前記調整関係設定手段は前記検出される充放電電力が前記目標充放電電力になるようフィードバック制御を行なうためのゲインを前記調整関係として設定する手段であり、前記目標充放電電力設定手段は前記設定されたゲインを用いてフィードバック制御により目標充放電電力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、前記調整関係設定手段は、少なくとも値０の積分ゲインを前記第２の関係として調整関係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、変速伝達手段の変速段が変更されるときには、変速段が変更されないときに比して積分項の影響を小さくすることができ、目標充放電電力をより適正に設定することができる。
【０００９】
フィードバック制御により目標充放電電力を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記設定された要求駆動力と前記設定された目標充放電電力とに基づいて装置に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段を備え、前記目標充放電電力設定手段は前記設定された要求動力の変化量が所定変化量未満のときには前記フィードバック制御により前記目標充放電電力を設定し前記設定された要求動力の変化量が前記所定変化量以上のときには前記フィードバック制御における積分項の値を初期値にリセットすると共に前記蓄電手段の状態に基づいて前記目標充放電電力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、要求動力の変化量が所定変化量以上となった後にその変化量が所定変化量未満になったときに目標充放電電力をより適正に設定することができる。この場合、前記制御手段は、前記変速伝達手段の変速段が変更されないときには前記設定された要求動力が前記内燃機関から出力されるよう制御し、前記変速伝達手段の変速段が変更されるときには前記設定された要求動力を補正した動力が前記内燃機関から出力されるよう制御する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、フィードバック制御により目標充放電電力を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記目標充放電電力設定手段は、前記変速伝達手段の変速段の変更が完了した直後は該変速伝達手段の変速段の変更が開始される直前の積分項の値を用いて前記フィードバック制御により前記目標充放電電力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、変速伝達手段の変速段の変更が完了した直後に迅速により適正な目標充放電電力を設定して充放電制御を行なうことができる。
【００１１】
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、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。
【００１２】
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と動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速段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とりが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段と、前記変速伝達手段の変速段が変更されないときには第１の関係を前記蓄電手段の充放電を調整する調整関係として設定し前記変速伝達手段の変速段が変更されるときには前記第１の関係より調整の程度が小さい第２の関係を前記調整関係として設定する調整関係設定手段と、前記検出された充放電電力および前記設定された調整関係に基づく調整電力と前記蓄電手段の状態とに基づいて該蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、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、前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電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連結されてなることを要旨とする。
【００１３】
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、変速段が変更されるか否かに応じて目標充放電電力をより適正に設定することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の駆動装置は、
内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて駆動する駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動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速段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とりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電する充放電電力を検出する充放電電力検出手段と、
前記変速伝達手段の変速段が変更されないときには第１の関係を前記蓄電手段の充放電を調整する調整関係として設定し、前記変速伝達手段の変速段が変更されるときには前記第１の関係より調整の程度が小さい第２の関係を前記調整関係として設定する調整関係設定手段と、
前記検出された充放電電力および前記設定された調整関係に基づく調整電力と前記蓄電手段の状態とに基づいて該蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、
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、
前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電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。
【００１５】
この本発明の駆動装置では、変速伝達手段の変速段が変更されないときには第１の関係を蓄電手段の充放電を調整する調整関係として設定し、変速伝達手段の変速段が変更されるときには第１の関係より調整の程度が小さい第２の関係を調整関係として設定し、蓄電手段を充放電する充放電電力および調整関係に基づく調整電力と蓄電手段の状態とに基づいて蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、変速伝達手段の変速段の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に目標充放電電力により蓄電手段が充放電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、変速伝達手段の変速段が変更されないときには充放電電力と第１の関係である調整関係とに基づく調整電力を用いて目標充放電電力を設定する充放電制御を行ない、変速伝達手段の変速段が変更されるときには充放電電力と調整の程度が比較的小さい第２の関係である調整関係とに基づく調整電力を用いて目標充放電電力を設定する充放電制御を行なうのである。これにより、変速伝達手段の変速段が変更されるときには、変速段が変更されないときに比して調整電力の影響を小さくすることができる。この結果、変速伝達手段の変速段が変更されるか否かに応じて目標充放電電力をより適正に設定することができる。
【００１６】
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駆動軸とに接続され電力と動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速段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と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）前記変速伝達手段の変速段が変更されないときには第１の関係を前記蓄電手段の充放電を調整する調整関係として設定し、前記変速伝達手段の変速段が変更されるときには前記第１の関係より調整の程度が小さい第２の関係を前記調整関係として設定し、
（ｂ）前記蓄電手段を充放電する充放電電力および前記設定された調整関係に基づく調整電力と前記蓄電手段の状態とに基づいて該蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、
（ｃ）前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電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。
【００１７】
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、変速伝達手段の変速段が変更されないときには第１の関係を蓄電手段の充放電を調整する調整関係として設定し、変速伝達手段の変速段が変更されるときには第１の関係より調整の程度が小さい第２の関係を調整関係として設定し、蓄電手段を充放電する充放電電力および調整関係に基づく調整電力と蓄電手段の状態とに基づいて蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、変速伝達手段の変速段の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に目標充放電電力により蓄電手段が充放電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、変速伝達手段の変速段が変更されないときには充放電電力と第１の関係である調整関係とに基づく調整電力を用いて目標充放電電力を設定する充放電制御を行ない、変速伝達手段の変速段が変更されるときには充放電電力と調整の程度が比較的小さい第２の関係である調整関係とに基づく調整電力を用いて目標充放電電力を設定する充放電制御を行なうのである。これにより、変速伝達手段の変速段が変更されるときには、変速段が変更されないときに比して調整電力の影響を小さくすることができる。この結果、変速伝達手段の変速段が変更されるか否かに応じて目標充放電電力をより適正に設定することができる。
【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。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、自動車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には、例えば、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３からの信号などが入力されている。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側に出力する。リングギヤ３２は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に連結されている。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，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。
【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に伝達可能に構成されている。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。
【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電圧センサ５１ａからのバッテリ電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサに５１ｂより検出された充放電電流Ｉｂ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への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。
【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。
【００２７】
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図３は、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５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、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５１ｃ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。さらに、変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒは、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求めることができる。ここで、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ることができる。
【００２９】
こうしてデータを入力すると、図４に例示する目標充放電電力設定処理により目標充放電電力Ｐｂ＊を設定し（ステップＳ１１０）、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＊とエンジン２２に要求される仮要求パワーＰｅｔｍｐとを設定する（ステップＳ１２０）。図４の目標充放電電力設定処理については後述する。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５に要求トルク設定用マップの一例を示す。仮要求パワーＰｅｔｍｐは、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと目標充放電電力Ｐｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。
【００３０】
次に、変速機６０の変速要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、変速要求は、実施例では、車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とに基づいて所定のタイミングで行なうものとした。変速要求がなされていないと判定されたときには、仮要求パワーＰｅｔｍｐをエンジン２２の要求パワーＰｅ＊として設定し（ステップＳ１４０）、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Ｓ１８０）。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６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】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定すると、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Ｓ１９０）。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７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を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ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＊が減速ギヤ３５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の関係式であり、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】
モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ２００）、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（５）により計算し（ステップＳ２１０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２２０）。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の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図７の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３４】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (5)
【００３５】
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Ｓ２３０）、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。
【００３６】
一方、ステップＳ１３０で変速機６０の変速要求がなされていると判定されたときには、仮要求パワーＰｅｔｍｐに所定パワーＰ１を加えたものを要求パワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ１５０）。ここで、所定パワーＰ１は、変速機６０の変速段を変更する方向（変速機６０をＬｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に変更するＬｏ−Ｈｉ変速であるか変速機６０をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に変更するＨｉ−Ｌｏ変速であるか）や、バッテリ５０の状態などに基づいて設定される値であり、正の値が設定されることも負の値が設定されることもある。このように、変速機６０の変速要求がなされているときに、仮要求パワーＰｅｔｍｐを補正したものを要求パワーＰｅ＊として設定するのは、以下の理由による。いま、Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なう場合を考える。この場合には、回転位置検出センサ４４などのセンシング検出遅れや、モータＥＣＵ４０やハイブリッド用電子制御ユニット７０による演算遅れ，モータＥＣＵ４０とハイブリッド用電子制御ユニット７０との間の通信遅れなどによって変速の最中にモータＭＧ２の消費電力が小さくなり、モータＭＧ１によって発電された電力をモータＭＧ２によって充分に消費できず、バッテリ５０に過大な電力が入力されることがありうる。これに対して、負の値の所定パワーＰ１を用いて要求パワーＰｅ＊を小さくし、エンジン２２からの出力を小さくすると共にモータＭＧ１の発電電力を小さくした状態でＬｏ−Ｈｉ変速を行なうことにより、バッテリ５０に過大な電力が入力されるのを抑制することができる。次に、Ｈｉ−Ｌｏ変速を行なう場合を考える。この場合には、Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なう場合とは逆にモータＭＧ２の消費電力が大きくなってバッテリ５０から過大な電力が出力されることがありうるが、正の値の所定パワーＰ１を用いて要求パワーＰｅ＊を大きくし、エンジン２２からの出力を大きくすると共にモータＭＧ１の発電電力を大きくした状態でＨｉ−Ｌｏ変速を行なうことにより、これを抑制することができる。こうした理由により、実施例では、変速機６０の変速要求がなされているときには、要求トルクＴｒ＊と目標充放電電力Ｐｂ＊とに基づく仮要求パワーＰｅｔｍｐを補正したものを要求パワーＰｅ＊として設定するのである。
【００３７】
続いて、変速中か否かを判定し（ステップＳ１６０）、変速中でないと判定されたときには変速機６０の変速段を変更する変速処理の開始を指示し（ステップＳ１７０）、ステップＳ１８０以降の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。こうして変速処理の開始が指示されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、図３の駆動制御ルーチンと並行して図示しない変速処理ルーチンを実行し、Ｌｏ−Ｈｉ変速を行なうときにはブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態からブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態に変更し、Ｈｉ−Ｌｏ変速を行なうときにはブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態からブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態に変更する。そして、ステップＳ１６０で変速中であると判定されたときにはそのままステップＳ１８０以降の処理を実行し、変速処理が完了したときには次回に図３の駆動制御ルーチンが実行されたときにステップＳ１３０で変速機６０の変速要求はなされていないと判定される。
【００３８】
次に、図４の目標充放電電力設定処理について説明する。目標充放電電力設定処理では、まず、バッテリ電圧Ｖｂ，充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０の残容量ＳＯＣなどを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、バッテリ電圧Ｖｂおよび充放電電流Ｉｂは、電圧センサ５１ａにより検出されたものおよび電流センサ５１ｂにより検出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。また、残容量ＳＯＣは、充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から入力するものとした。
【００３９】
こうしてデータを入力すると、入力した残容量ＳＯＣに基づいて仮目標充放電電力Ｐｂｔｍｐを設定し（ステップＳ３１０）、図３の駆動制御ルーチンが前回実行されたときにステップＳ１２０で設定された仮要求パワー（前回Ｐｅｔｍｐ）から前々回実行されたときに設定された仮要求パワー（前々回Ｐｅｔｍｐ）を減じることにより仮要求パワーＰｅｔｍｐの変化量としての仮要求パワー変化量ΔＰｅｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ３２０）、計算した仮要求パワー変化量ΔＰｅｔｍｐの絶対値を閾値Ｐｅｒｅｆと比較する（ステップＳ３３０）。ここで、閾値Ｐｅｒｅｆは、仮要求パワーＰｅｔｍｐが所定範囲内で変化したか否かを判定するために用いられるものであり、ハイブリッド自動車２０の仕様などにより定められる。ステップＳ３３０の仮要求パワー変化量ΔＰｅｔｍｐの絶対値と閾値Ｐｅｒｅｆとの比較は、車両が定常走行しているか否かを判定するものである。ここで、要求パワーＰｅ＊の変化量ではなく、仮要求パワー変化量ΔＰｅｔｍｐを用いて定常走行しているか否かを判定するのは、以下の理由による。いま、変速機６０の変速要求がなされているときを考える。このときには、前述したように、仮要求パワーＰｅｔｍｐに対して補正されたものが要求パワーＰｅ＊として設定されるため、要求パワーＰｅ＊を用いて定常走行しているか否かを判定すると、定常走行しているにも拘わらず要求パワーＰｅ＊の変化により定常走行していないと誤判定されてしまう場合が生じる。実施例では、こうした誤判定を抑制するために、仮要求パワー変化量Ｐｅｔｍｐを用いて定常走行しているか否かを判定するのである。
【００４０】
仮要求パワー変化量ΔＰｅｔｍｐの絶対値が閾値Ｐｅｒｅｆ未満のときには、定常走行していると判断し、バッテリ電圧Ｖｂに充放電電流Ｉｂを乗じることによりバッテリ５０に入出力される実充放電電力Ｐｂを計算すると共に（ステップＳ３４０）、変速機６０の変速要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ３５０）。そして、変速要求がなされていないと判定されたときには、フィードバック制御の関係式における比例項のゲインｋ３に所定値ａ１を設定すると共に積分項のゲインｋ４に所定値ａ２を設定し（ステップＳ４００）、積分項保存判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ４１０）、積分項保存判定フラグＦが値０のときには、比例項のゲインｋ３と積分項のゲインｋ４とこの目標充放電電力設定処理が前回実行されたときに設定された目標充放電電力（前回Ｐｂ＊）と実充放電電力Ｐｂとを用いて次式（６）のフィードバック制御の関係式により調整電力Ｐｒｅｇを計算し（ステップＳ４４０）、仮目標充放電電力Ｐｂｔｍｐに計算した調整電力Ｐｒｅｇを加えることにより目標充放電電力Ｐｂ＊を計算し（ステップＳ４５０）、目標充放電電力設定処理を終了する。ここで、所定値ａ１，ａ２は、バッテリ５０の特性などにより定めることができる。また、式（６）中、右辺第１項は比例項であり、右辺第２項は積分項である。さらに、積分項保存判定フラグＦは、初期値として値０が設定されると共にステップＳ４４０のフィードバック制御の関係式における積分項の値が保存されたときに後述するステップ３８０で値１が設定されるフラグである。このように、前回の目標充放電電力（前回Ｐｂ＊）と実充放電電力Ｐｂとのズレを考慮してフィードバック制御により調整電力Ｐｒｅｇを設定すると共にこの調整電力Ｐｒｅｇを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定する充放電制御を行なうことにより、目標充放電電力Ｐｂ＊をより適正に設定することができる。
【００４１】
Preg=k3(前回Pb*-Pb)+k4∫(前回Pb*-Pb)dt  (6)
【００４２】
ステップＳ３５０で変速機６０の変速要求がなされていると判定されたときには、積分項保存判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ３６０）、積分項保存判定フラグＦが値０のときには、この目標充放電電力設定処理が前回実行されたときに得られたステップＳ４４０のフィードバック制御の関係式における積分項の値を保存値Ｉｓｅｔとして保存すると共に（ステップ３７０）、積分項保存判定フラグＦに値１を設定する（ステップ３８０）。一方、ステップＳ３６０で積分項保存判定フラグＦが値１のときには、ステップＳ３７０，Ｓ３８０の処理を行なわない。したがって、ステップＳ３７０の処理は、変速機６０の変速要求がなされる直前のフィードバック制御の関係式における積分項の値を保存する処理となる。続いて、フィードバック制御の関係式における比例項のゲインｋ３に値０を設定すると共に積分項のゲインｋ４に値０を設定し（ステップＳ３９０）、前述した式（６）により調整電力Ｐｒｅｇを計算すると共に（ステップＳ４４０）、計算した調整電力Ｐｒｅｇと仮目標充放電電力Ｐｂｔｍｐとを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を計算し（ステップＳ４５０）、目標充放電電力設定処理を終了する。この場合、調整電力Ｐｒｅｇは値０となり、目標充放電電力Ｐｂ＊はほぼ保持されることになる。いま、変速機６０の変速要求がなされているときを考えているから、前述したように、要求トルクＴｒ＊と目標充放電電力Ｐｂ＊とに基づく仮要求パワーＰｅｔｍｐに対して補正されたものが要求パワーＰｅ＊として設定され、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態は変更される。このとき、変速要求がなされていないと同様の比例項のゲインｋ３（所定値ａ１）および積分項のゲインｋ４（所定値ａ２）を用いてフィードバック制御により設定された調整電力Ｐｒｅｇを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定する充放電制御を行なうと、駆動状態の変更に伴う目標充放電電力（前回Ｐｂ＊）と実充放電電力Ｐｂとのズレが目標充放電電力Ｐｂ＊に反映され、より適正な目標充放電電力Ｐｂ＊を設定するはずが、不適正な目標充放電電力Ｐｂ＊を設定することになってしまう。一方、値０の比例項のゲインｋ３および値０の積分項のゲインｋ４を用いてフィードバック制御により設定された調整電力Ｐｒｅｇ（値０）を用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定する充放電制御を行なえば、駆動状態の変更に伴う目標充放電電力（前回Ｐｂ＊）と実充放電電力Ｐｂとのズレの影響を受けないため、目標充放電電力Ｐｂ＊をより適正に設定することができる。しかも、目標充放電電力Ｐｂ＊をより適正に設定することにより、仮要求パワーＰｅｔｍｐをより適正に設定することができるから、ステップＳ３３０で定常走行しているか否かをより精度よく判定することができる。
【００４３】
こうして変速機６０の変速処理が完了すると、ステップＳ３３０で変速機６０の変速要求はなされていないと判定され、フィードバック制御の関係式における比例項のゲインｋ３に所定値ａ１を設定すると共に積分項のゲインｋ４に所定値ａ２を設定し（ステップＳ４００）、積分項保存判定フラグＦの値を調べる（ステップＳ４１０）。変速処理が完了した直後を考えれば、積分項保存判定フラグＦには値１が設定されているから、比例項のゲインｋ３と前回の目標充放電電力（前回Ｐｂ＊）と実充放電電力Ｐｂと変速要求がなされる直前の積分項の値である保存値Ｉｓｅｔとを用いて次式（７）のフィードバック制御の関係式により調整電力Ｐｒｅｇを計算し（ステップＳ４２０）、積分項保存判定フラグＦを値０にリセットし（ステップＳ４３０）、仮目標充放電電力Ｐｂｔｍｐに計算した調整電力Ｐｒｅｇを加えることにより目標充放電電力Ｐｂ＊を計算し（ステップＳ４５０）、目標充放電電力設定処理を終了する。そして、積分項保存判定フラグＦに値０が設定されると、次回以降に目標充放電電力設定処理が実行されたときには、ステップＳ４１０で積分項保存判定フラグＦが値０であると判定され、前述した式（６）により設定された調整電力Ｐｒｅｇを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定し（ステップＳ４４０，Ｓ４５０）、目標充放電電力設定処理を終了する。このように、変速処理が完了した直後に、変速機６０の変速要求がなされる直前の積分項の値を用いて設定された調整電力Ｐｒｅｇを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定することにより、変速機６０の変速中における目標充放電電力Ｐｂ＊と実充放電電力Ｐｂとのズレがフィードバック制御の関係式における積分項に反映されないから、調整電力Ｐｂ＊をより適正に設定することができ、目標充放電電力Ｐｂ＊をより適正に設定することができる。この結果、迅速により適正な目標充放電電力Ｐｂ＊を設定して充放電制御を行なうことができる。
【００４４】
Preg=k3(前回Pb*-Pb)+Iset  (7)
【００４５】
ステップＳ３３０で仮要求パワー変化量ΔＰｅｔｍｐの絶対値が閾値Ｐｅｒｅｆ以上のときには、定常走行していないと判断し、ステップＳ４４０のフィードバック制御の関係式における積分項の値を値０にリセットすると共に（ステップＳ４６０）、仮目標充放電電力Ｐｂｔｍｐを目標充放電電力Ｐｂ＊として設定し（ステップ４７０）、目標充放電電力設定処理を終了する。いま、定常走行している状態から運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んだときを考える。一般に、エンジン２２はモータＭＧ１，ＭＧ２に比して応答性が低いため、このときには要求されるパワーの変化に対するエンジン２２の応答遅れに伴うパワー不足はモータＭＧ２からの出力により賄われる。したがって、モータＭＧ２の駆動状態は大きく変化することになるため、フィードバック制御により設定される調整電力Ｐｒｅｇを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定する充放電制御を行なうと、変速機６０の変速要求がなされているときと同様の理由により、不適正な目標充放電電力Ｐｂ＊を設定してしまう。これに対して変速要求がなされているとき同様に値０の比例項のゲインおよび値０の積分項のゲインを用いてフィードバック制御により設定された調整電力Ｐｒｅｇ（値０）を用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定することも考えられるが、この場合、積分項が大きくなってしまい、その後に定常走行になったときに目標充放電電力Ｐｂ＊を適正に設定できない場合が生じる。こうした理由により、定常走行していないときには、フィードバック制御の関係式における積分項の値をリセットすると共に仮目標充放電電力Ｐｂｔｍｐを目標充放電電力Ｐｂ＊として設定するのである。
【００４６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、仮要求パワー変化量ΔＰｅｔｍｐの絶対値が閾値Ｐｅｒｅｆ未満のときであって、変速機６０の変速要求がなされていないときには所定値ａ１の比例項のゲインｋ３と所定値ａ２の積分項のゲインｋ４と実充放電電力Ｐｂとを用いてフィードバック制御により設定した調整電力Ｐｒｅｇとバッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づく仮目標充放電電力Ｐｂｔｍｐとに基づいて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定する充放電制御を行ない、変速機６０の変速要求がなされているときには値０の比例項のゲインｋ３と値０の積分項のゲインｋ４と実充放電電力Ｐｂとを用いてフィードバック制御により設定した調整電力Ｐｒｅｇと仮目標充放電電力Ｐｂｔｍｐとに基づいて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定する充放電制御を行なうから、変速機６０の変速段を変更するか否かに応じて目標充放電電力Ｐｂ＊をより適正に設定することができる。
【００４７】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、変速機６０の変速が完了したときには、変速要求がなされる直前の積分項の値を用いて設定される調整電力Ｐｒｅｇを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定するから、迅速により適正な目標充放電電力Ｐｂ＊を設定して充放電制御を行なうことができる。
【００４８】
さらに、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、定常走行していないときには調整電力Ｐｒｅｇを設定する際に用いられるフィードバック制御の関係式における積分項の値を値０にリセットするから、その後に定常走行するときに目標充放電電力Ｐｂ＊をより適正に設定することができる。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図４の目標充放電電力設定処理のステップＳ３５０で変速機６０の変速要求がなされているときには、比例項のゲインｋ３と積分項のゲインｋ４とに共に値０を設定するものとしたが、変速要求がなされていないときに比して小さいゲインであれば、比例項のゲインｋ３と積分項のゲインｋ４とのうちのいずれか一方または両方に値０以外の値を設定するものとしてもよい。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図４の目標充放電電力設定処理で仮要求パワー変化量ΔＰｅｔｍｐの絶対値が閾値Ｐｅｒｅｆ未満のときには、変速機６０の変速要求がなされているか否かに基づいて設定された比例項のゲインｋ３と積分項のゲインｋ４とを用いてフィードバック制御により調整電力Ｐｒｅｇを設定するものとしたが、フィードバック制御に限られず、変速要求がなされたときに、変速要求がなされていないときに比して調整電力Ｐｒｅｇの大きさが小さくなる関係を用いて調整電力Ｐｒｅｇを設定するものであればよい。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図４の目標充放電電力設定処理で仮要求パワー変化量ΔＰｅｔｍｐの絶対値が閾値Ｐｅｒｅｆ以上のときには、調整電力Ｐｒｅｇを設定するためのフィードバック制御の関係式における積分項の値をリセットするものとしたが、積分項の値をリセットとしないものとしてもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の変速処理が完了した直後は、変速要求がなされる直前の積分項の値を用いて設定される調整電力Ｐｒｅｇを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定するものとしたが、前回の目標充放電電力（前回Ｐｂ＊）と実充放電電力Ｐｂとを用いて設定される調整電力Ｐｒｅｇを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定するものとしてもよい。この場合の目標充放電電力設定処理を図８に示す。図８の目標充放電電力設定処理において、図４の目標充放電電力設定処理と同一の処理については同一の符号を伏した。図８の目標充放電電力設定処理では、ステップＳ３５０で変速機６０の変速要求がなされていないときには、所定値ａ１の比例項のゲインｋ３と所定値ａ２の積分項のゲインｋ４とを用いて前述した式（６）により調整電力Ｐｒｅｇを設定すると共に（ステップＳ４００，Ｓ４４０）、調整電力Ｐｒｅｇと仮目標充放電電力Ｐｂｔｍｐとを用いて目標充放電電力Ｐｂ＊を設定し（ステップＳ４５０）、目標充放電電力設定処理を終了し、ステップＳ３５０で変速要求がなされていると判定されたときには、共に値０が設定された比例項のゲインｋ３と積分項のゲインｋ４とを用いて式（６）により調整電力Ｐｒｅｇを設定すると共に目標充放電電力Ｐｂ＊を設定し（ステップ３９０，Ｓ４４０，Ｓ４５０）、目標充放電電力設定処理を終了する。この目標充放電電力設定処理では、変速処理が完了した直後は、前回の目標充放電電力（前回Ｐｂ＊）と実充放電電力Ｐｂとを用いて式（６）により設定される調整電力Ｐｒｅｇに基づいて目標充放電電力Ｐｂ＊が設定される（Ｓ４００，Ｓ４４０，Ｓ４５０）。この場合でも、実施例と同様に、変速機６０の変速段を変更するか否かに応じて目標充放電電力Ｐｂ＊をより適正に設定することができる。
【００５３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図３の駆動制御ルーチンで変速機６０の変速要求がなされたときには、仮要求パワーＰｅｔｍｐに所定値Ｐ１を加えたものを要求パワーＰｅ＊として設定するものとしたが、仮要求パワーＰｅｔｍｐをそのまま要求パワーＰｅ＊として設定するものとしてもよい。
【００５４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速して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９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９における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００５５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、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１０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。
【００５６】
実施例では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２と変速機６０とバッテリ５０とを備える動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０について説明したが、こうした動力出力装置を自動車以外の車両や船舶，航空機などに搭載するものとしてもよいし、動力出力出力装置の形態や動力出力装置の制御方法の形態として用いるものとしてもよい。また、動力出力装置のうちエンジンを備えない駆動装置の形態として用いるものとしてもよい。
【００５７】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施例である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の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】目標充放電電力設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】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７】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８】変形例の目標充放電電力設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１０】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】
【００５９】
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、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、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５１ｃ  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、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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