JP2008179290A - 動力出力装置およびその制御方法並びに車両 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関と変速機とを作動的な機構を介して接続する装置や車両において、変速機の変速比を変更することによって生じ得る変速機の出力側の駆動力不足を抑制する。
【解決手段】アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定される駆動軸に要求される要求トルクＴｄに変速機の変速段の相違によって生じる伝達効率と駆動軸の回転数Ｎｄや変速機の潤滑油の油温Ｔｏｉｌに基づく変速機のフリクショントルクとにより計算される補正トルクＴａｄｄを加えて実行用トルクＴｄ＊を設定し（Ｓ１２０）、この設定した実行用トルクＴｄ＊を駆動軸に出力するものとしてエンジンの目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンとモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する（Ｓ１４０〜Ｓ２１０）。これにより、変速機の変速段が変更されることによる駆動力不足を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンからの出力トルクを自動変速機を介して出力する装置において、各部のイナーシャやフリクション放出トルクを考慮してエンジンのトルク制御を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、各部のイナーシャやフリクション放出トルクを考慮してエンジンをトルク制御することにより、自動変速機への入力トルクの制御を精度よく行なっている。
特開２００４−６８６８６号公報

上述の動力出力装置では、エンジンからの出力トルクを自動変速機を介して出力する装置であるため、各部のイナーシャやフリクション放出トルクを考慮してエンジンを制御することにより、自動変速機の出力側のトルク制御を行なうことができるが、エンジンの出力軸と自動変速機の入力軸とを遊星歯車機構のような作動的な機構を介して接続する装置では、単にエンジンを制御するだけでは、自動変速機の出力側のトルク制御を行なうことができない。

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、内燃機関と変速機とを作動的な機構を介して接続する装置や車両において、変速機の変速比を変更することによって生じ得る変速機の出力側の駆動力不足を抑制することを目的とする。

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
入力軸を有し、前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速手段と、
前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求動力設定手段と、
前記変速手段における変速比と前記設定された要求駆動力とに基づいて実行用駆動力を設定する実行用駆動力設定手段と、
前記変速手段の変速比の変更を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された実行用駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力出力装置では、駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に変速手段における変速比と設定した要求駆動力とに基づいて実行用駆動力を設定し、変速手段の変速比の変更を伴って内燃機関を所定の制約で運転しながら設定した実行用駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段とを制御する。即ち、要求駆動力を変速手段の変速比に応じた実行用駆動力として内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段を制御するのである。これにより、変速手段の変速比が変更されることによって生じ得る変速手段の出力側としての駆動軸への駆動力不足を抑制することができる。

こうした本発明の動力出力装置において、前記実行用駆動力設定手段は、前記変速手段の変速比に基づいて前記変速手段の変速比の変更に伴って変化する該変速手段の動力の伝達の際の損失を補充する損失補充用駆動力を設定すると共に該設定した損失補充用駆動力と前記設定された要求駆動力との和の駆動力を前記実行用駆動力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、変速手段の変速比を変更しても駆動軸に要求駆動力を出力することができる。この場合、前記実行用駆動力設定手段は、前記変速手段の変速比が所定変速比から離れるほど大きくなる傾向に前記損失補充用駆動力を設定する手段であるものとすることもできる。ここで、所定変速比としては値１とすることが好ましい。これは変速比が値１から離れるほど損失が大きくなることに基づく。更にこの場合、前記実行用駆動力設定手段は、前記変速手段の変速比が前記入力軸の動力を回転数を減速して前記駆動軸に伝達する際の減速比であるときに該変速比が前記所定変速比未満のときには値０の駆動力を前記損失補充用駆動力として設定する手段であるものとすることもできる。これは、駆動軸を高速で回転するときには若干の駆動力不足が生じても駆動軸を低速で回転するときの駆動力不足の影響（回転できないという不都合など）に比して影響が小さいと考えられることに基づく。

また、本発明の動力出力装置において、前記入力軸および／または前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記実行用駆動力設定手段は前記検出された回転数に基づいて前記実行用駆動力を設定する手段である、ものとすることもできる。これは、入力軸や駆動軸の回転数の大小が変速手段におけるフリクショントルクの大小に影響することに基づく。

さらに、本発明の動力出力装置において、前記変速手段の潤滑油の温度を検出する温度検出手段を備え、前記実行用駆動力設定手段は前記検出された温度に基づいて前記実行用駆動力を設定する手段である、ものとすることもできる。これは、変速機の潤滑油の温度の高低が変速手段におけるフリクショントルクの大小に影響することに基づく。

また、本発明の動力出力装置において、前記変速手段は有段変速機であるものとすることもできるし、前記所定の制約は前記内燃機関を効率よく運転する制約であるものとすることもできる。

本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記入力軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。

本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、入力軸を有し前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求動力設定手段と、前記変速手段における変速比と前記設定された要求駆動力とに基づいて実行用駆動力を設定する実行用駆動力設定手段と、前記変速手段の変速比の変更を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された実行用駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速手段とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。

この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、変速手段の変速比が変更されることによって生じ得る変速手段の出力側としての駆動軸への駆動力不足を抑制することができる効果と同様の効果を奏することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、入力軸を有し前記入力軸と駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に前記変速手段における変速比と前記設定した要求駆動力とに基づいて実行用駆動力を設定し、前記変速手段の変速比の変更を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定した実行用駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速手段とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法では、駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に変速手段における変速比と設定した要求駆動力とに基づいて実行用駆動力を設定し、変速手段の変速比の変更を伴って内燃機関を所定の制約で運転しながら設定した実行用駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段とを制御する。即ち、要求駆動力を変速手段の変速比に応じた実行用駆動力として内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段を制御するのである。これにより、変速手段の変速比が変更されることによって生じ得る変速手段の出力側としての駆動軸への駆動力不足を抑制することができる。

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。

図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に出力する変速機６０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には回転軸としてのリングギヤ軸３２ａがそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａから変速機６０，駆動軸３６，デファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ
２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

変速機６０は、動力軸としてのリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との間の変速段の変更を伴う動力の伝達およびリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６との接続の解除を行なうことができるように構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。図示するように、変速機６０は、シングルピニオンの遊星歯車機構６２，６４，６６と二つのクラッチＣ１，Ｃ２と三つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とにより構成されている。遊星歯車機構６２は、外歯歯車のサンギヤ６２ｓと、このサンギヤ６２ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２ｒと、サンギヤ６２ｓに噛合すると共にリングギヤ６２ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６２ｐと、複数のピニオンギヤ６２ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６２ｃとを備えており、サンギヤ６２ｓはクラッチＣ２のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続または接続の解除ができるようになっていると共にブレーキＢ１のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６２ｃはブレーキＢ２のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっている。遊星歯車機構６４は、外歯歯車のサンギヤ６４ｓと、このサンギヤ６４ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６４ｒと、サンギヤ６４ｓに噛合すると共にリングギヤ６４ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６４ｐと、複数のピニオンギヤ６４ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６４ｃとを備えており、サンギヤ６４ｓは遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓに接続され、リングギヤ６４ｒはクラッチＣ１のオンオフによりリングギヤ軸３２ａに接続またはその解除ができるようになっており、キャリア６４ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒに接続されている。遊星歯車機構６６は、外歯歯車のサンギヤ６６ｓと、このサンギヤ６６ｓと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６ｒと、サンギヤ６６ｓに噛合すると共にリングギヤ６６ｒに噛合する複数のピニオンギヤ６６ｐと、複数のピニオンギヤ６６ｐを自転かつ公転自在に保持するキャリア６６ｃとを備えており、サンギヤ６６ｓは遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒに接続され、リングギヤ６６ｒはブレーキＢ３のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア６６ｃは遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒと遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃと駆動軸３６とに接続されている。変速機６０は、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを全てオフにすることによりリングギヤ軸３２ａと駆動軸３６とを切り離すことができ、クラッチＣ１とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を比較的大きな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を１速の状態という）、クラッチＣ１とブレーキＢ２とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を１速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を２速の状態という）、クラッチＣ１とブレーキＢ１とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ２，Ｂ３とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を２速より小さな減速比で減速して駆動軸３６に伝達し（以下、この状態を３速の状態という）、クラッチＣ１，Ｃ２をオンとすると共にブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３をオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転をそのまま駆動軸３６に伝達する（以下、この状態を４速の状態という）。また、この変速機６０は、クラッチＣ２とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることによりリングギヤ軸３２ａの回転を反転かつ減速して駆動軸３６に伝達する（以下、この状態をリバースの状態という）。

クラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のオンオフは、図１に示すように、油圧式のアクチュエータ１００の駆動によりクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３に対して作用させる油圧を調節することより行なわれる。この油圧式のアクチュエータ１００は、オイルを圧送するオイルポンプ１０２と、オイルポンプ１０２から圧送されたオイルの圧力（ライン圧）をクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３側に調整可能な圧力をもって個別に供給可能な油圧供給部１０４と、を備える。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，アクチュエータ１００の油圧供給部１０４のライン圧を検出する油圧センサ１０６からの油圧Ｐｏｉｌ，駆動軸３６に取り付けられた回転数センサ３７からの駆動軸回転数Ｎｄ、変速機６０に取り付けられて潤滑油の温度を検出する温度センサ８９からの油温Ｔｏｉｌなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の油圧式のアクチュエータ１００への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。シフトポジションＳＰがＤポジションやＲポジションのときには、変速機６０は、１速〜４速の状態，リバースの状態となるようクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３のうち１速〜４速の状態，リバースの状態に対応するクラッチやブレーキを係合するものとし、シフトポジションＳＰがＮポジションやＰポジションのときには、変速機６０のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３は全て開放するものとした。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクを計算し、要求トルクＴｄと車速Ｖとに応じた変速段となるよう変速機６０が制御され、要求トルクと変速機６０の変速段とに応じたトルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力され
る動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図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）に実行される。なお、この駆動制御ルーチンと並行にアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速段との関係を設定した変速マップと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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて変速機６０の変速段を変速する変速処理ルーチンが実行されて変速機６０の変速が行なわれている。変速機６０の変速段の変速処理については、本発明の中核をなさないから、これ以上の詳細な説明は省略する。

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，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，回転数センサ３７からの駆動軸回転数Ｎｄ，変速機６０の変速比Ｇ，温度センサ８９からの油温Ｔｏｉｌ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、変速機６０の変速比Ｇは、変速機６０の状態に基づいて得られるものを入力するものとした。

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軸３６に出力すべき要求トルクＴｄを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｄは、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄとの関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｄを導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。

続いて、設定した要求トルクＴｄに変速機６０のギヤ比Ｇに基づく変速段と駆動軸回転数Ｎｄと油温Ｔｏｉｌとに基づく補正トルクＴａｄｄを加えて実行用トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ１２０）。ここで、補正トルクＴａｄｄは、変速機６０の変速段によって変速機６０の伝達効率が異なることにより、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより変速機６０の入力軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｄに見合う動力を出力しても駆動軸３６に要求トルクＴｄが出力されないのを補正するものであり、変速機６０の変速段によって定まるトルクと変速機６０の潤滑油の油温Ｔｏｉｌによって定まるフリクショントルクＴｔｍｐと駆動軸３６の駆動軸回転数Ｎｄによって定まるフリクショントルクＴｎｄとの和として得られる。３速のときの変速機６０の伝達効率を１．００としたときの変速機６０の変速段と伝達効率との関係を図５に示す。なお、４速のときには３速のときに比して伝達効率は若干低下するが、実施例では、高速走行時にはその影響は小さいと考えられるため、３速のときと同様に１．００とした。したがって、補正トルクＴａｄｄは、図５の伝達効率をηとすると、次式（１）で表わされる。変速機６０の潤滑油の油温ＴｏｉｌとフリクショントルクＴｔｍｐとの関係の一例を図６に示し、駆動軸回転数ＮｄとフリクショントルクＴｎｄとの関係の一例を図７に示す。図６に示すように、フリクショントルクＴｔｍｐは、変速機６０の潤滑油の油温Ｔｏｉｌが高いほど小さくなる。また、図７に示すように、フリクショントルクＴｎｄは、基本的には駆動軸回転数Ｎｄが大きくなるほど小さくなるが、駆動軸回転数Ｎｄが小さいときには駆動軸回転数Ｎｄの増加に対して若干の増加を示すものとなる。なお、こうした変速機６０の潤滑油の油温ＴｏｉｌとフリクショントルクＴｔｍｐとの関係や、駆動軸回転数ＮｄとフリクショントルクＴｎｄとの関係は変速機６０の構成によって異なるものとなるから、実験などにより定めるものとなる。

Tadd=Td・(1-η)+Ttmp+Tnd (1)

こうして実行用トルクＴｄ＊を設定すると、設定した実行用トルクＴｄ＊に基づいてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定すると共に（ステップＳ１３０）、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Ｓ１４０）。ここで、要求パワーＰｅ＊は、設定した実行用トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊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＊とに基づいて設定される。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図８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。

続いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（２）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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（３）によりモータＭＧ１のトルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１５０）。ここで、式（２）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０および変速機６０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を図９に示す。なお、図９は変速機６０が２速の状態のときを示している。図中左側は動力分配統合機構３０の共線図であり、左の３１軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、３４軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、３２軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数を示す。図中右側は変速機６０の共線図であり、６４ｒ，６６ｓ軸は遊星歯車機構６４のリングギヤ６４ｒおよび遊星歯車機構６６のサンギヤ６６ｓの回転数を示し、６２ｒ，６４ｃ，６６ｃ軸は駆動軸３６の回転数Ｎｏである遊星歯車機構６２のリングギヤ６２ｒおよび遊星歯車機構６４のキャリア６４ｃおよび遊星歯車機構６６のキャリア６６ｃの回転数を示し、６２ｃ軸は遊星歯車機構６２のキャリア６２ｃの回転数を示し、６６ｒ軸は遊星歯車機構６６のリングギヤ６６ｒの回転数を示し、６２ｓ，６４ｓ軸は遊星歯車機構６２のサンギヤ６２ｓおよび遊星歯車機構６４のサンギヤ６４ｓの回転数を示す。図中左右の共線図を結ぶ点線は、シフトポジションＳＰがＤポジションのときに接続される回転要素（３２軸と６４ｒ，６６ｓ軸）を示す。なお、３２軸上の２つの太線矢印はモータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとモータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２とを示し、６２ｒ，６４ｃ，６６ｃ軸の２つの太線矢印は、Ｒ軸に出力されるこれらのトルクが変速機６０を介して駆動軸３６に出力されるトルクを示す。式（２）は、図９の共線図から容易に導くことができる。式（３）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（３）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。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (2)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)

続いて、実行用トルクＴｄ＊を変速機６０のギヤ比Ｇで除したものにモータトルクＴｍ１ｔｍｐを動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのモータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（４）により計算すると共に（ステップＳ１６０）、式（５）および式（６）を共に満たすモータトルクＴｍ１ｔｍｐの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する（ステップＳ１７０）。ここで、式（４）は、図９の共線図から容易に導くことができる。また、式（５）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から実行用トルクＴｄ＊を予想ギヤ比Ｇｅｓｔで除した値までの範囲内となる関係であり、式（６）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図１０に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。

Tm2tmp=Td*/G+Tm1tmp/ρ (4)
0≦−Tm1tmp/ρ＋Tm2tmp≦Td*/G (5)
Win≦Tm1tmp・Nm1＋Tm2tmp・Nm2≦Wout (6)

こうしてトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると、ステップＳ１５０で設定したモータトルクＴｍ１ｔｍｐを式（７）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１８０）。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令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）との偏差を回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（８）および式（９）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、ステップＳ１６０で設定したモータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（１０）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。

Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (7)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (9)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (10)

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（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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，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。このようにエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転しながら実行用トルクＴｄ＊を駆動軸３６に出力するために必要な駆動力をリングギヤ軸３２ａに出力することができる。上述したように、変速機６０の変速段の相違によって変速機６０の伝達効率が異なるものとなるが、それを補正した実行用トルクＴｄ＊を用いて制御するから、駆動軸３６には要求トルクＴｄが出力されることになる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄに変速機６０の変速段の相違によって生じる伝達効率と駆動軸回転数Ｎｄや油温Ｔｏｉｌに基づく変速機６０のフリクショントルクとに基づく補正トルクＴａｄｄを加えて実行用トルクＴｄ＊を設定し、この設定した実行用トルクＴｄ＊を駆動軸３６に出力するものとしてエンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、変速機６０の変速段の相違によって変速機６０の伝達効率が異なるものとなっても、駆動軸３６に要求トルクＴｄを出力することができる。この結果、変速機６０の変速段が変更されることによる駆動力不足を抑制することができる。しかも、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転しながら制御するから、過大な電力によってバッテリ５０を充放電するのを抑制することができると共に車両の燃費を向上させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄに変速機６０の変速段の相違によって生じる伝達効率と駆動軸回転数Ｎｄや油温Ｔｏｉｌに基づく変速機６０のフリクショントルクとに基づく補正トルクＴａｄｄを加えて実行用トルクＴｄ＊を設定するものとしたが、駆動軸回転数ＮｄによるフリクショントルクＴｎｄを考慮しないものとしたり、変速機６０の潤滑油の油温Ｔｏｉｌに基づくフリクショントルクＴｔｍｐを考慮しないものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄと変速機６０の変速段の相違によって生じる伝達効率と駆動軸回転数Ｎｄや油温Ｔｏｉｌに基づく変速機６０のフリクショントルクとに基づいて補正トルクＴａｄｄを求めるものとしたが、駆動軸回転数Ｎｄに基づくフリクショントルクＴｎｄに代えて変速機６０の入力軸であるリングギヤ軸３２ａの回転数に基づくフリクショントルクＴｎｒを用いて補正トルクＴａｄｄを求めるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、３速のときの変速機６０の伝達効率を１．００としたときの変速機６０の変速段と伝達効率との関係を用いて変速機６０の変速段によって定まるトルクを計算するものとしたが、３速以外の変速段の伝達効率を１．００としたときの変速機６０の変速段と伝達効率との関係を用いて変速機６０の変速段によって定まるトルクを計算するものとしてもよく、変速機６０の各変速段の伝達効率を用いて変速機６０の変速段によって定まるトルクを計算するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、３速のときの変速機６０の伝達効率を１．００とすると共に４速のときの変速機６０の伝達効率も１．００としたが、４速のときの変速機６０の伝達効率を１．００より小さいものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、３速や４速のときにも駆動軸回転数Ｎｄや油温Ｔｏｉｌに基づく変速機６０のフリクショントルクに基づいて補正トルクＴａｄｄを計算して実行用トルクＴｄ＊を設定するものとしたが、３速や４速のときには、駆動軸回転数Ｎｄや油温Ｔｏｉｌに基づく変速機６０のフリクショントルクに基づいて補正トルクＴａｄｄを計算することなく、要求トルクＴｄをそのまま実行用トルクＴｄ＊として設定するものとしてもよい。この場合、値０を補正トルクＴａｄｄに設定して実行用トルクＴｄ＊を設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、４段の変速段をもって変速可能な変速機６０を用いるものとしたが、変速段は４段に限られるものではなく、２段以上の変速段をもって変速可能な変速機でもよく、無段変速機としても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ１３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸３６に変速機６０を介して接続された動力軸３２ｂに接続されたアウターロータ１３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を動力軸３２ｂ，変速機６０，駆動軸３６を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機１３０を備えるものとしてもよい。

実施例では、本発明の最良の形態として動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０として説明したが、こうした自動車に搭載されない動力出力装置としてもよい。また、こうした動力出力装置に内燃機関と共に組み込まれる駆動装置の形態としてもよい。さらに、動力出力装置の制御方法の形態としても構わない。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、変速機６０が「変速手段」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄを設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求動力設定手段」に相当し、駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄに変速機６０の変速段の相違によって生じる伝達効率と駆動軸回転数Ｎｄや油温Ｔｏｉｌに基づく変速機６０のフリクショントルクとに基づく補正トルクＴａｄｄを加えて実行用トルクＴｄ＊を設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「実行用駆動力設定手段」に相当し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転しながら実行用トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ２１０の処理を実行すると共に油圧シーケンスにより変速機６０の変速段を変速制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによりエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とによりモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当する。さらに、対ロータ電動機１３０も「電力動力入出力手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「変速手段」としては、４段変速の変速機６０に限定されるものではなく、入力軸と駆動軸との間で動力を変速して伝達する有段のものであれば如何なるものとしても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１との組み合わせによるものや対ロータ電動機１３０に限定されるものではなく、入力軸に接続されると共に入力軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って入力軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、入力軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段および電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「要求動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄを設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクＴｄを設定するものとしたり、走行位置に基づいて要求トルクを設定するものとするなど、駆動軸に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「実行用駆動力設定手段」としては、駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄに変速機６０の変速段の相違によって生じる伝達効率と駆動軸回転数Ｎｄや油温Ｔｏｉｌに基づく変速機６０のフリクショントルクとに基づく補正トルクＴａｄｄを加えて実行用トルクＴｄ＊を設定するものに限定されるものではなく、要求トルクＴｄに変速機６０の変速段だけに基づく補正トルクを加えて実行用トルクを設定するなど、変速手段における変速比と設定した要求駆動力とに基づいて実行用駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、変速機６０の変速を伴って、エンジン２２を効率よく運転しながら実行用トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，変速機６０を制御するものに限定されるものではなく、変速手段の変速比の変更を伴って内燃機関を所定の制約で運転しながら設定した実行用駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

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。

本発明は、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 変速機６０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。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 ３速のときの変速機６０の伝達効率を１．００としたときの変速機６０の変速段と伝達効率との関係の一例を示す説明図である。 変速機６０の潤滑油の油温ＴｏｉｌとフリクショントルクＴｔｍｐとの関係の一例を示す説明図である。 駆動軸回転数ＮｄとフリクショントルクＴｎｄとの関係の一例を示す説明図である。 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。 変速機６０が２速の状態のときの動力分配統合機構３０および変速機６０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３２ｂ 動力軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３６ 駆動軸、３７ 回転数センサ、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ 変速機、６２，６４，６６ 遊星歯車機構、６２ｓ，６４ｓ，６６ｓ サンギヤ、６２ｃ，６４ｃ，６６ｃ キャリア、６２ｒ，６４ｒ，６６ｒ リングギヤ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１００ アクチュエータ、１０２ オイルポンプ、１０４ 油圧供給部、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレーキ。

Claims (11)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   内燃機関と、
   入力軸を有し、前記入力軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速手段と、
   前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
   前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求動力設定手段と、
   前記変速手段における変速比と前記設定された要求駆動力とに基づいて実行用駆動力を設定する実行用駆動力設定手段と、
   前記変速手段の変速比の変更を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定された実行用駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速手段とを制御する制御手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 前記実行用駆動力設定手段は、前記変速手段の変速比に基づいて前記変速手段の変速比の変更に伴って変化する該変速手段の動力の伝達の際の損失を補充する損失補充用駆動力を設定すると共に該設定した損失補充用駆動力と前記設定された要求駆動力との和の駆動力を前記実行用駆動力として設定する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 前記実行用駆動力設定手段は、前記変速手段の変速比が所定変速比から離れるほど大きくなる傾向に前記損失補充用駆動力を設定する手段である請求項２記載の動力出力装置。
4. 前記実行用駆動力設定手段は、前記変速手段の変速比が前記入力軸の動力を回転数を減速して前記駆動軸に伝達する際の減速比であるときに該変速比が前記所定変速比未満のときには値０の駆動力を前記損失補充用駆動力として設定する手段である請求項３記載の動力出力装置。
5. 請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置であって、
   前記入力軸および／または前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
   前記実行用駆動力設定手段は、前記検出された回転数に基づいて前記実行用駆動力を設定する手段である、
   動力出力装置。
6. 請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置であって、
   前記変速手段の潤滑油の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記実行用駆動力設定手段は、前記検出された温度に基づいて前記実行用駆動力を設定する手段である、
   動力出力装置。
7. 前記変速手段は、有段変速機である請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
8. 前記所定の制約は、前記内燃機関を効率よく運転する制約である請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置。
9. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記入力軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段である請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置。
10. 請求項１ないし９いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
11. 内燃機関と、入力軸を有し前記入力軸と駆動軸との間で動力を変速して伝達する変速手段と、前記入力軸に接続されると共に該入力軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記入力軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記入力軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に前記変速手段における変速比と前記設定した要求駆動力とに基づいて実行用駆動力を設定し、前記変速手段の変速比の変更を伴って前記内燃機関を所定の制約で運転しながら前記設定した実行用駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速手段とを制御する、
    ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。

Images