(57)【要約】【課題】遊星歯車のサンギヤ，キャリア，リングギヤに第１モータ，内燃機関，駆動軸をそれぞれ接続すると共に変速機を介して駆動軸に第２モータを接続した自動車において、内燃機関の出力にバラツキが生じても、変速比の変更をスムーズに行なうと共に変速比を変更する際に予期しない駆動力が出力されるなどの不都合を抑制する。【解決手段】第１モータが力行運転され第２モータが回生運転により負のトルクが出力されているときに変速機の変速要求がなされたとき、エンジンの吸気温ｔａと要求トルクＴｒ＊とに基づいて補正トルクＴαを設定し（Ｓ２３０）、エンジンから駆動軸に直接伝達される直達トルクが要求トルクＴｒ＊よりも補正トルクＴαだけ小さいトルクに一致すると共に補正トルクＴαに見合う正のトルクが第２モータから出力されるようエンジンと二つのモータとを制御し（Ｓ２４０〜Ｓ２６０）、この状態で変速機の変速を行なう（Ｓ２８０）。【選択図】図３
2007099208.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により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、
変更可能な変速比をもって前記電動機と前記駆動軸との間の動力の伝達を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をやり取りする蓄電手段と、
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、
前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に駆動力が出力されると共に前記電動機から制動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されている最中に前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたとき、前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力が前記要求駆動力を下方修正した駆動力に略一致すると共に前記電動機から駆動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力された状態で前記変速伝達手段における変速比が変更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】
前記制御手段は、前記内燃機関の吸気温，外気温，前記要求駆動力，前記内燃機関を運転する際の目標運転状態の少なくとも一つに基づいて前記要求駆動力を下方修正すると共に前記直達駆動力が該下方修正した駆動力に略一致するよう制御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、前記内燃機関の吸気温が低いほど前記要求駆動力を大きく下方修正する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記要求駆動力が大きいほど前記要求駆動力を大きく下方修正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４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】
請求項１ないし６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８】
内燃機関と充放電可能な蓄電手段とを備える車両に搭載され、該内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記蓄電手段と電力をやりとり可能で、電力と動力の入出力により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、
前記蓄電手段と電力をやりとり可能で、動力を入出力可能な電動機と、
変更可能な変速比をもって前記電動機と前記駆動軸との間の動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
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、
前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に駆動力が出力されると共に前記電動機から制動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されている最中に前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたとき、前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力が前記要求駆動力を下方修正した駆動力に略一致すると共に前記電動機から駆動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力された状態で前記変速伝達手段における変速比が変更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９】
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により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、変更可能な変速比をもって前記電動機と前記駆動軸との間の動力の伝達を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をやり取りする蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
（ｂ）前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に駆動力が出力されると共に前記電動機から制動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されている最中に前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたとき、前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力が前記要求駆動力を下方修正した駆動力に略一致すると共に前記電動機から駆動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力された状態で前記変速伝達手段における変速比が変更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、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載し車軸が前記駆動軸に接続されて走行する自動車並びに内燃機関と充放電可能な蓄電手段とを備える車両に搭載され前記内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された駆動装置，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、プラネタリギヤのサンギヤ，キャリア，リングギヤに第１モータジェネレータ，エンジン，出力軸がそれぞれ接続されると共に変速機を介して出力軸に第２モータジェネレータが接続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第２モータジェネレータ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２００４−２０３２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした動力出力装置では、第１モータジェネレータを力行運転しながらプラネタリギヤを介してエンジンから出力軸に出力されるトルクと第２モータジェネレータを回生運転しながら出力軸に出力される制動トルクとにより出力軸に要求トルクを出力している最中に変速機の変速段の変更指示がなされたとき、プラネタリギヤを介してエンジンから出力軸に直接出力される直達トルクを要求トルクに一致させた状態で変速段を変更すれば、第２モータジェネレータから出力するトルクをゼロとした状態すなわち制動トルクを出力しない状態で変速段を変更することができ、スムーズな変速を実現することができる。しかしながら、吸気温やエンジンの製造のバラツキなどによってエンジンの出力のバラツキが生じると、エンジンからの直達トルクを要求トルクに一致させようと制御しても、出力軸に要求トルクを超えるトルクが出力される場合がある。このとき、要求トルクを超えるトルクの出力を抑制するために、第２モータジェネレータから出力するトルクを小さくすることも考えられるが、第２モータジェネレータはトルクがゼロの状態から小さくすると制動トルクが出力されることになるから、変速段の変更を適正に行なうことができない。
【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、変速比の変更をスムーズに行なうと共に変速比を変更する際に予期しない駆動力が出力されるなどの不都合を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の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により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、
変更可能な変速比をもって前記電動機と前記駆動軸との間の動力の伝達を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をやり取りする蓄電手段と、
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、
前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に駆動力が出力されると共に前記電動機から制動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されている最中に前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたとき、前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力が前記要求駆動力を下方修正した駆動力に略一致すると共に前記電動機から駆動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力された状態で前記変速伝達手段における変速比が変更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、電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に駆動力が出力されると共に電動機から制動力が出力され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ている最中に変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたとき、電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に直接伝達される直達駆動力が要求駆動力を下方修正した駆動力に略一致すると共に電動機から駆動力が出力されて要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力された状態で変速伝達手段における変速比が変更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。したがって、内燃機関の出力にバラツキが生じたときでも、電動機から出力する駆動力を調整することにより、変速比の変更をスムーズに行なうと共に変速比を変更する際に予期しない駆動力が出力されるなどの不都合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、前記制御手段は、前記内燃機関の吸気温，外気温，前記要求駆動力，前記内燃機関を運転する際の目標運転状態の少なくとも一つに基づいて前記要求駆動力を下方修正すると共に前記直達駆動力が該下方修正した駆動力に略一致するよう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、内燃機関の出力のバラツキの程度に応じて下方修正するものとなるから、変速比の変更をスムーズに行なうと共に変速比を変更する際に予期しない駆動力が出力されるなどの不都合をより確実に抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記内燃機関の吸気温が低いほど前記要求駆動力を大きく下方修正する手段であるものとすることもできる。また、前記制御手段は、前記要求駆動力が大きいほど前記要求駆動力を大きく下方修正する手段であるものとすることもできる。さらに、外気温が低いほど要求駆動力を大きく下方修正するものとしたり、内燃機関の目標運転状態として目標動力が大きいほど大きく下方修正するものとすることもできる。
【０００９】
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、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１０】
本発明の自動車は、
上述した各態様のいずれか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により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、変更可能な変速比をもって前記電動機と前記駆動軸との間の動力の伝達を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をやり取りする蓄電手段と、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、前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に駆動力が出力されると共に前記電動機から制動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されている最中に前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたとき、前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力が前記要求駆動力を下方修正した駆動力に略一致すると共に前記電動機から駆動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力された状態で前記変速伝達手段における変速比が変更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。
【００１１】
この本発明の自動車によれば、上述した各態様のいずれか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と同様の効果、例えば変速比の変更をスムーズに行なうと共に変速比を変更する際に予期しない駆動力が出力されるなどの不都合を抑制することができる効果などを奏することができる。
【００１２】
本発明の駆動装置は、
内燃機関と充放電可能な蓄電手段とを備える車両に搭載され、該内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記蓄電手段と電力をやりとり可能で、電力と動力の入出力により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、
前記蓄電手段と電力をやりとり可能で、動力を入出力可能な電動機と、
変更可能な変速比をもって前記電動機と前記駆動軸との間の動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
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、
前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に駆動力が出力されると共に前記電動機から制動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されている最中に前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたとき、前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力が前記要求駆動力を下方修正した駆動力に略一致すると共に前記電動機から駆動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力された状態で前記変速伝達手段における変速比が変更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。
【００１３】
この本発明の駆動装置では、電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に駆動力が出力されると共に電動機から制動力が出力され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ている最中に変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたとき、電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に直接伝達される直達駆動力が要求駆動力を下方修正した駆動力に略一致すると共に電動機から駆動力が出力されて要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力された状態で変速伝達手段における変速比が変更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。したがって、内燃機関の出力にバラツキが生じたときでも、電動機から出力する駆動力を調整することにより、変速比の変更をスムーズに行なうと共に変速比を変更する際に予期しない駆動力が出力されるなどの不都合を抑制することができる。
【００１４】
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により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、変更可能な変速比をもって前記電動機と前記駆動軸との間の動力の伝達を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をやり取りする蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
（ｂ）前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に駆動力が出力されると共に前記電動機から制動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されている最中に前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたとき、前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から前記駆動軸に直接伝達される直達駆動力が前記要求駆動力を下方修正した駆動力に略一致すると共に前記電動機から駆動力が出力されて前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力された状態で前記変速伝達手段における変速比が変更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。
【００１５】
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に駆動力が出力されると共に電動機から制動力が出力され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ている最中に変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたとき、電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に直接伝達される直達駆動力が要求駆動力を下方修正した駆動力に略一致すると共に電動機から駆動力が出力されて要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力された状態で変速伝達手段における変速比が変更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。したがって、内燃機関の出力にバラツキが生じたときでも、電動機から出力する駆動力を調整することにより、変速比の変更をスムーズに行なうと共に変速比を変更する際に予期しない駆動力が出力されるなどの不都合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】
【００１６】
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】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態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、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。
【００１８】
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、吸気管に取り付けられた温度センサ２３からの吸気温ｔａなどのエンジン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。
【００１９】
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からの動力と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，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，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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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の変速段を変更する際の動作について説明する。図３は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。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。
【００２６】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の吸気温ｔａ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊などの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、吸気温ｔａは、温度センサ２３により検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信より入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。充放電要求パワー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。
【００２７】
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＊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。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ることができる。
【００２８】
続いて、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。
【００２９】
そして、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（ｋ・Ｖ）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を変速機６０の現在のギヤ比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に直接伝達されるトルク（以下、これを直達トルクＴｅｒという）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。
【００３０】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-k・V/ρ    (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３１】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１４０）、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Ｓ１５０）、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Ｓ１６０）。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６の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３２】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (5)
【００３３】
モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると、次に、変速機６０の変速段を変更するよう変速要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ここで、変速要求は、実施例では、車速Ｖや要求トルクＴｒ＊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ると、後述するフラグＦ１，Ｆ２に値０を設定すると共に（ステップＳ１８０）、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Ｓ３１０）、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。
【００３４】
一方、変速要求がなされていると判定されると、フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ１９０）。ここで、フラグＦ１は、変速要求がなされたときに値１が設定され、変速機６０の変速段の変更が終了したときに値０が設定される。フラグＦ１が値０と判定されると、フラグＦ１に値１を設定し（ステップＳ２００）、モータＭＧ１の現在の回転数Ｎｍ１が負の値であるか否かを判定すると共に前回このルーチンで設定されたモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が負の値であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。図７に、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負の値でトルク指令Ｔｍ１＊が負の値ときの動力分配統合機構３０の共線図の一例を示す。図示するように、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負の値でトルク指令Ｔｍ１＊が負の値のときには、モータＭＧ１の回転方向とトルクの方向とが同一となるから、モータＭＧ１は力行運転されることになる。こうしたモータＭＧ１の力行運転は、主に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に行なわれる。
【００３５】
モータＭＧ１の現在の回転数Ｎｍ１が負の値でトルク指令Ｔｍ１＊が負の値と判定されると、即ち、モータＭＧ１が力行運転されていると判定されると、フラグＦ２に値０を設定し（ステップＳ２２０）、回転数Ｎｍ１が値０以上かトルク指令Ｔｍ１＊が値０以上と判定されると、フラグＦ２に値１を設定して（ステップＳ２３０）、ステップＳ１００で入力した吸気温ｔａとステップＳ１１０で設定した要求トルクＴｒ＊とに基づいて補正トルクＴαを設定し（ステップＳ２４０）、設定した補正トルクＴαと要求トルクＴｒ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（６）によりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を再設定すると共に（ステップＳ２５０）、補正トルクＴαと要求トルクＴｒ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（７）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を再設定し（ステップＳ２６０）、更に補正トルクＴαから変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒを除することにより次式（８）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を再設定する（ステップＳ２７０）。こうしたステップＳ２５０〜Ｓ２７０の処理は、直達トルクＴｅｒを要求トルクＴｒ＊よりも補正トルクＴαだけ小さいトルク（Ｔｒ＊−Ｔα）に一致させると共に直達トルクＴｅｒでは要求トルクＴｒ＊に不足する正のトルク（補正トルクＴα）がモータＭＧ２から出力されてリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるように目標トルクＴｅ＊やトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を再設定する処理と言える。いま、充放電要求パワーＰｂ＊が値０のときを考えれば、モータＭＧ１が回生運転されていると、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためにモータＭＧ２は力行運転されるから、モータＭＧ２からは正のトルクが出力されるが、モータＭＧ１が力行運転されていると、モータＭＧ２は回生運転されるから、モータＭＧ２からは負のトルクが出力される。実施例では、モータＭＧ２から出力するトルクを正のトルクとした状態で変速機６０の変速段の変更を行なうために、モータＭＧ１が力行運転されているときには、直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊よりも補正トルクＴαだけ小さいトルクに一致するよう目標トルクＴｅ＊やトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を再設定しているのである。こうする理由については後述する。補正トルクＴαは、実施例では、吸気温ｔａに基づいて補正トルクＴαの基本値を設定し、要求トルクＴｒ＊に基づいて補正係数を設定し、設定した補正トルクＴαの基本値に補正係数を乗じることにより設定するものとした。吸気温ｔａと補正トルクＴαの基本値との関係を図８に、要求トルクＴｒ＊と補正係数との関係を図９に示す。
【００３６】
Te*=(1+ρ)・(Tr*-Tα)    …(6)
Tm1*=-ρ・(Tr*-Tα)     …(7)
Tm2*=(Tr*-Tm1*/ρ)/Gr=Tα/Gr    …(8)
【００３７】
こうして目標トルクＴｅ＊やトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を再設定した後やステップＳ２２０でフラグＦ２に値０を設定した後には、変速機６０の変速段を変更している最中にあるか否か、即ち変速中であるか否かを判定し（ステップＳ２８０）、変速中でないと判定されたときには、この駆動制御ルーチンと並行してハイブリッド用電子制御ユニット７０により図１０の変速処理ルーチンを実行することにより変速段の変更を開始し（ステップＳ２９０）、各設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３１０）、駆動制御ルーチンを終了する。なお、変速機６０が変速中と判定されると、既に変速処理ルーチンを開始しているから、ステップＳ３１０を実行して駆動制御ルーチンを終了する。変速要求がなされてフラグＦ２に値１が設定されると、その変速要求が解除されるまでステップＳ３００で肯定的な判定がなされるから、前述したステップＳ２４０以降の処理が繰り返し実行されることになる。
【００３８】
図１０の変速処理ルーチンでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、フラグＦ２の値を調べる（ステップＳ４００）。フラグＦ２が値１と判定されたときには、前述したように、直達トルクＴｅｒを要求トルクＴｒ＊から補正トルクＴαだけ小さいトルク（Ｔｒ＊−Ｔα）に一致させるよう制御することから、直達トルクＴｅｒがトルク（Ｔｒ＊−Ｔα）に一致するまでの時間として定められている所定時間が経過するのを待って次の処理に進み（ステップＳ４１０）、フラグＦ２が値０と判定されたときには直ちに次の処理に進む。
【００３９】
続いて、変速要求がアップシフトの変速要求であるか否かを判定、すなわち、ブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンのＬｏギヤの状態からブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフのＨｉギヤの状態へ変更する要求であるか否かを判定し（ステップＳ４２０）、アップシフトの変速要求であると判定されたときには、ブレーキＢ２をオフとすると共に（ステップＳ４３０）、ブレーキＢ１をフリクション係合する（ステップＳ４４０）。ブレーキＢ１をフリクション係合すると、車速ＶとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを入力すると共に（ステップＳ４５０）、入力した車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによりリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを計算し（ステップＳ４６０）、計算したリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに変速機６０のＨｉギヤのギヤ比Ｇｈｉを乗じることによりアップシフト後のモータＭＧ２の回転数としての変速後回転数Ｎｍ２＊を計算し（ステップＳ４７０）、モータＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ２が計算した変速後回転数Ｎｍ２＊の近傍に至るのを待って（ステップＳ４８０）、ブレーキＢ１を完全にオンとして（ステップＳ４９０）、変速処理ルーチンを終了する。
【００４０】
図１１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Ｂ１はオフされブレーキＢ２はオンされている。この状態で、ブレーキＢ２がオフされると、リングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とが切り離され、前述したように、モータＭＧ２からは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。このとき、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は低下する。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＨｉギヤの回転数Ｎｍ２＊の近傍に至ったときにブレーキＢ１を完全にオンすると、リングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とをＨｉギヤの状態で接続することができる。いま、ブレーキＢ２がオフされてリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とが切り離されたときに、モータＭＧ２から負のトルクが出力されている場合を考える。この場合、モータＭＧ２からの負のトルクによりモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は低下するから、回転数Ｎｍ２がＨｉギヤの回転数Ｎｍ２＊の近傍に至るのを待ってブレーキＢ１をオンとすることにより、リングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とをＨｉギヤの状態で接続することができる。このように、モータＭＧ２から負のトルクを出力した状態で変速機６０をアップシフトすると、ブレーキＢ１のフリクション係合を必要としないが、モータＭＧ２からの負のトルクによりその回転数Ｎｍ２が低下しているのを急激に停止させることになるから、変速ショックが生じる。従って、変速機６０のアップシフトは、モータＭＧ２から負のトルクが出力されていない状態で行なうことが好ましい。モータＭＧ１が力行運転されモータＭＧ２が回生運転されてモータＭＧ２から負のトルクが出力されているときには、直達トルクＴｅｒが要求トルクＴｒ＊に一致するようエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すれば、モータＭＧ２から出力するトルクをゼロとした状態で変速段を変更することができ、この場合、モータＭＧ２から負のトルクを出力させない状態で変速機６０をスムーズにアップシフトすることができる。しかしながら、吸気温ｔａが低いときやエンジン２２の製造のバラツキなどによりエンジン２２から要求パワーＰｅ＊よりも大きなパワーが出力される場合を考えると、直達トルクＴｅｒを要求トルクＴｒ＊に一致するようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御しても、要求トルクＴｒ＊を超える過大なトルクが要求トルクＴｒ＊に出力され、予期しないトルクの出力により運転者に違和感を与える場合がある。この場合、モータＭＧ２から出力するトルクを小さくすればよいが、モータＭＧ２から出力するトルクが負のトルクとなるから、この状態でアップシフトを行なえば前述したように変速ショックが生じる。モータＭＧ１が力行運転されモータＭＧ２が回生運転されてモータＭＧ２から負のトルクが出力されるときに変速機６０の変速要求がなされたときに、直達トルクＴｅｒを要求トルクＴｒ＊から補正トルクＴαだけ小さくしたトルクに一致させると共に直達トルクＴｅｒでは要求トルクＴｒ＊に対して不足する正のトルク（補正トルクＴα）をモータＭＧ２から出力するのは、低温時や製造のバラツキなどによってエンジン２２から要求パワーＰｅ＊よりも大きなパワーが出力されてモータＭＧ２から出力するトルクを小さくする必要が生じても、モータＭＧ２から負のトルクが出力されるのを回避して変速機６０の変速段の変更をスムーズに行なうためにである。また、前述したように、補正トルクＴαを吸気温ｔａや要求トルクＴｒ＊に基づいて設定するのは、吸気温ｔａや要求トルクＴｒ＊によってエンジン２２の出力のバラツキの程度が左右されることに基づく。したがって、補正トルクＴαとしては、変速機６０の変速を適正に行なうことができ、且つ、エンジン２２の出力にバラツキが生じてモータＭＧ２から出力するトルクを小さくする必要が生じたとしても、そのトルクが負の値とならないように設定することが望ましい。
【００４１】
一方、変速要求がアップシフトの変速要求でない即ちダウンシフトの変速要求であると判定されたときには、ブレーキＢ１をオフとし（ステップＳ５００）、車速ＶとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とを入力すると共に（ステップＳ５１０）、入力した車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによりリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを計算し（ステップＳ５２０）、計算したリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに変速機６０のＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏを乗じることによりダウンシフト後のモータＭＧ２の回転数としての変速後回転数Ｎｍ２＊を計算し（ステップＳ５３０）、モータＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ２が計算した変速後回転数Ｎｍ２＊の近傍に至るのを待って（ステップＳ５４０）、ブレーキＢ２を完全にオンとして（ステップＳ５５０）、変速処理ルーチンを終了する。
【００４２】
図１１に示すように、変速機６０をダウンシフトする際、Ｈｉギヤの状態では、ブレーキＢ１はオンされブレーキＢ２はオフされている。この状態で、ブレーキＢ１がオフされると、リングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とが切り離され、前述したように、モータＭＧ２からは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。そして、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２がＨｉギヤの回転数Ｎｍ２＊の近傍に至ったときにブレーキＢ２をオンすると、ブレーキＢ２のフリクション係合を伴うことなくリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とをＬｏギヤの状態で接続することができる。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、ダウンシフトはモータＭＧ２から正のトルクを出力した状態で行なうものとしてブレーキのフリクション係合は伴わない方が好ましい。変速機６０のダウンシフトは、通常は車速が比較的低いときに行なわれるから、高速巡航運転においてモータＭＧ１が力行運転されモータＭＧ２が回生運転される状態でダウンシフトされることはあまり考えられないが、モータＭＧ１が力行運転されモータＭＧ２が回生運転されてモータＭＧ２から負のトルクが出力されているときにダウンシフトの変速要求がなされたときには、直達トルクＴｅｒを要求トルクＴｒ＊から補正トルクＴαだけ小さくしたトルクに一致させると共に直達トルクＴｅｒでは要求トルクＴｒ＊に不足する正のトルク（補正トルクＴα）をモータＭＧ２から出力した状態で変速機６０をダウンシフトさせることにより、ダウンシフトを迅速にスムーズに行なうことができる。このとき、低温時やエンジン２２の製造のバラツキなどによってエンジン２２から要求パワーＰｅ＊よりも大きなパワーが出力された場合にモータＭＧ２のトルクを小さくする必要が生じても、モータＭＧ２から負のトルクが出力されて変速機６０のダウンシフトを適正に行なえない状態となるのを回避することができる。なお、補正トルクＴαは、アップシフトのときとダウンシフトのときとで異なる値を設定するものとしてもよい。
【００４３】
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が力行運転されモータＭＧ２が回生運転されてモータＭＧ２から負のトルクが出力されている状態で変速機６０の変速要求がなされたとき、モータＭＧ１を介してエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達される直達トルクＴｅｒをリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊よりも補正トルクＴαだけ小さいトルク（Ｔｒ＊−Ｔα）に一致させると共に直達トルクＴｅｒでは要求トルクＴｒ＊に対して不足する正のトルク（補正トルクＴα）をモータＭＧ２から出力した状態で変速機６０の変速段が変更されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、吸気温ｔａが低い状態やエンジン２２の製造のバラツキなどによりエンジン２２から要求パワーＰｅ＊よりも大きいパワーが出力される場合にモータＭＧ２から出力するトルクを小さくするものとしてもモータＭＧ２から負のトルクを出力した状態で変速段が変更されるのを回避し、変速段の変更をスムーズに行なうと共に変速段を変更する際に予期しないトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるなどの不都合を抑制することができる。しかも、補正トルクＴαを吸気温ｔａと要求トルクＴｒ＊とに基づいて設定するから、エンジン２２の出力のバラツキに応じてモータＭＧ２から出力するトルクを変速段の変更により適したトルクとすることができる。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、吸気温ｔａと要求トルクＴｒ＊とに基づいて補正トルクＴαを設定するものとしたが、吸気温ｔａだけに基づいて補正トルクＴαを設定するものとしてもよいし、要求トルクＴｒ＊だけに基づいて補正トルクＴαを設定するものとしてもよいし、外気温センサにより検出された外気温に基づいて外気温が低いほど大きくなる傾向に補正トルクＴαを設定するものとしてもよいし、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊や要求パワーＰｅ＊に基づいてトルクやパワーが大きいほど大きくなる傾向に補正トルクＴαを設定するものとしてもよい。また、こうしたパラメータに拘わらず補正トルクＴαに所定値を用いるものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負の値で前回に駆動制御ルーチンで設定されたトルク指令Ｔｍ１＊が負の値のときに変速機６０の変速段を変更する際には、直達トルクＴｅｒを要求トルクＴｒ＊よりも補正トルクＴαだけ小さいトルクに一致させると共に直達トルクＴｅｒでは要求トルクＴｒ＊に対して不足する正のトルク（補正トルクＴα）をモータＭＧ２から出力した状態で変速段を変更するものとしたが、直達トルクＴｅｒを要求トルクＴｒ＊に補正係数ｋαを乗じて得られるトルク（ｋα×Ｔｒ＊）に一致させると共に直達トルクＴｅｒでは要求トルクＴｒ＊に不足する正のトルクをモータＭＧ２から出力した状態で変速段を変更するものとしてもよい。この場合の補正係数ｋαは、値０〜値１の範囲内で吸気温ｔａに基づいて吸気温ｔａが低いほど値１に近づくよう設定するものとしてもよいし、外気温に基づいて同様に設定するものとしてもよい。また、補正係数ｋαに値０〜値１の範囲内で定めた所定値を用いるものとしてもよい。なお、補正係数ｋαは、要求トルクＴｒ＊の減少率として定められるものであるから、要求トルクＴｒ＊に基づいて変更する必要はない。
【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。また、変速機６０として有段変速機を用いたが、無段変速機を用いるものとしても差し支えない。
【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１２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１２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１３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、本発明の実施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】本発明の一実施形態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。
【図２】変速機６０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図６】動力分配統合機構３０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】モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負のときの動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数およびトルクの力学的な関係を示す共線図である。
【図８】吸気温ｔａと補正トルクＴαの基本値との関係の一例を示すマップである。
【図９】要求トルクＴｒ＊と補正係数との関係の一例を示すマップである。
【図１０】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】変速機６０の共線図の一例を示す説明図である。
【図１２】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１３】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、２３  温度センサ、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  駆動輪、３９ｃ，３９ｄ  車輪、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、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、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  サンギヤ、６２  リングギヤ、６３ａ  第１ピニオンギヤ、６３ｂ  第２ピニオンギヤ、６４  キャリア、６５  サンギヤ、６６  リングギヤ、６７  ピニオンギヤ、６８  キャリア、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、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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