JP4144491B2 - ハイブリッド車輌の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン、第１モータ、第２モータ、及び出力軸が差動歯車機構によって連結関係にあって、該出力軸と駆動車輪との間に有段変速機が備えられているハイブリッド車輌に係り、詳しくは、該有段変速機の変速段を第１モータ及び第２モータにおける電気変換量が少なくなるように選択して変速するハイブリッド車輌の変速制御装置に関する。

近年、環境問題等により燃費向上や排出ガス低減のために様々なタイプのハイブリッド車輌が提案されている。このようなハイブリッド車輌の中には、例えばプラネタリギヤなどを用いて３つの回転要素のそれぞれにエンジン、第１モータ（発電用モータ）、出力軸を連結し、該出力軸に第２モータ（出力用モータ）を連結したハイブリッド機構を有するものや、例えば２つのプラネタリギヤが連結された形のプラネタリギヤユニット（いわゆるラビニヨ型やシンプソン型）などを用いて４つの回転要素のそれぞれにエンジン、第１モータ、第２モータ、出力軸を連結したハイブリッド機構を有するもの（例えば特許文献１参照）などの２モータ式のスプリットハイブリッド車輌が提案されている。

特開２００１−３０９５０７号公報。

ところで、上述のような２モータ式のスプリットハイブリッド車輌において、２つのモータをコンパクト化し、車輌の搭載性を向上させるためには、上述したハイブリッド機構の出力側、即ち出力軸と駆動車輪との間に有段変速機を設けることが好ましい。これにより、各モータが高回転・高出力状態になることを防ぐことができ、つまり大型のモータを設ける必要をなくすことができる。

しかしながら、上記有段変速機の変速段によっては、車輌が同じ走行状態（同じ車速、同じ出力トルク）であっても、２つのモータにおいて電気エネルギーに変換する量が異なる場合が生じる。一般に電気エネルギーに変換する量が多いほど電気的な損失が大きいため、該有段変速機の変速段の選択のやり方によっては、燃費の良し悪しに大きな影響を与えることになってしまう。

そこで本発明は、有段変速機の各変速段における第１モータ及び第２モータにて電気エネルギーに変換される量である電気変換量に差異が生じる際に、該電気変換量が少なくなる有段変速機の変速段を選択することで、上記課題を解決したハイブリッド車輌の変速制御装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る本発明は（例えば図２、及び図６乃至図９参照）、第１モータ（３）と、第２モータ（４）と、複数の回転要素（例えば図２のＳ１及びＳ２，ＣＲ１及びＲ２，Ｒ１，ＣＲ２、図９のＳ１，ＣＲ１，Ｒ１）を有してエンジン（２）、該第１モータ（３）、該第２モータ（４）、及び出力軸（６）を連結関係にする差動歯車機構（図２のＰＵ、図９のＳＰ）と、該出力軸（６）と駆動車輪（１２）との間に介在すると共に該出力軸（６）の回転（Ｎ_Ｏ）を複数段（例えばＬｏｗ，Ｈｉｇｈ）に変速して該駆動車輪（１２）に出力する有段変速機（２１）と、を備えたハイブリッド車輌の変速制御装置（１）において、
バッテリ（２６）に対する充放電量を算出するバッテリ充放電量算出手段（３８）と、
前記有段変速機（２１）の各変速段（例えばＬｏｗ，Ｈｉｇｈ）における前記第１モータ（３）及び前記第２モータ（４）の少なくとも一方にて電気エネルギーに変換される量である電気変換量（例えばＰｌｏ１及びＰｈｉ１，又はＰｌｏ２及びＰｈｉ２）の少なさに応じて区別した位置を変速点（ＧＣＰ）とすると共に、前記バッテリ（２６）に対する充放電量に応じて前記変速点（ＧＣＰ１，ＧＣＰ２，ＧＣＰ３）の位置が異なる変速点マップ（Ｇｍａｐ１，Ｇｍａｐ２，Ｇｍａｐ３）を複数有し、前記バッテリ充放電量算出手段（３８）により算出された前記バッテリ（２６）に対する充放電量に基づき前記複数の変速点マップ（Ｇｍａｐ１，Ｇｍａｐ２，Ｇｍａｐ３）より１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき前記有段変速機（２１）の変速段を選択することで、該電気変換量（例えばＰｌｏ１及びＰｈｉ１，又はＰｌｏ２及びＰｈｉ２）が少なくなるように前記有段変速機（２１）の変速段を選択する変速段選択手段（３７）と、
前記変速段選択手段（３７）により選択された変速段に前記有段変速機（２１）を変速制御する変速制御手段（３４）と、を備える、
ことを特徴とするハイブリッド車輌の変速制御装置（１）にある。

請求項２に係る本発明は（例えば図６参照）、バッテリ（２６）の充電残量を検出するバッテリ残量検出手段（３９）を備え、
前記バッテリ充放電量算出手段（３８）は、前記バッテリ残量検出手段（３９）により検出された前記バッテリ（２６）の充電残量に基づき、前記バッテリ（２６）に対する充放電量を算出してなる、
請求項１記載のハイブリッド車輌の変速制御装置（１）にある。

請求項３に係る本発明は（例えば図６参照）、前記バッテリ（２６）の電力を車輌走行の駆動力以外に消費する非駆動力消費電力を検出する補機消費電力算出手段（４０）を備え、
前記バッテリ充放電量算出手段（３８）は、前記補機消費電力算出手段（４０）により検出された前記非駆動力消費電力に基づき、前記バッテリ（２６）に対する充放電量を算出してなる、
請求項１または２記載のハイブリッド車輌の変速制御装置（１）にある。

請求項４に係る本発明は（例えば図２、図６乃至図９参照）、第１モータ（３）と、第２モータ（４）と、複数の回転要素（例えば図２のＳ１及びＳ２，ＣＲ１及びＲ２，Ｒ１，ＣＲ２、図９のＳ１，ＣＲ１，Ｒ１）を有してエンジン（２）、該第１モータ（３）、該第２モータ（４）、及び出力軸（６）を連結関係にする差動歯車機構（図２のＰＵ、図９のＳＰ）と、該出力軸（６）と駆動車輪（１２）との間に介在すると共に該出力軸（６）の回転（Ｎ_Ｏ）を複数段（例えばＬｏｗ，Ｈｉｇｈ）に変速して該駆動車輪（１２）に出力する有段変速機（２１）と、を備えたハイブリッド車輌の変速制御装置（１）において、
バッテリ（２６）の充電残量を検出するバッテリ残量検出手段（３９）と、
前記有段変速機（２１）の各変速段（例えばＬｏｗ，Ｈｉｇｈ）における前記第１モータ（３）及び前記第２モータ（４）の少なくとも一方にて電気エネルギーに変換される量である電気変換量（例えばＰｌｏ１及びＰｈｉ１，又はＰｌｏ２及びＰｈｉ２）の少なさに応じて区別した位置を変速点とすると共に、前記バッテリ（２６）の充電残量に応じて前記変速点の位置が異なる変速点マップを複数有し、前記バッテリ残量検出手段（３９）により検出された前記バッテリ（２６）の充電残量に基づき前記複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき前記有段変速機（２１）の変速段を選択することで、該電気変換量（例えばＰｌｏ１及びＰｈｉ１，又はＰｌｏ２及びＰｈｉ２）が少なくなるように前記有段変速機（２１）の変速段を選択する変速段選択手段（３７）と、
前記変速段選択手段（３７）により選択された変速段に前記有段変速機（２１）を変速制御する変速制御手段（３４）と、を備える、
ことを特徴とするハイブリッド車輌の変速制御装置（１）にある。

請求項５に係る本発明は（例えば図６参照）、前記バッテリ（２６）の電力を車輌走行の駆動力以外に消費する非駆動力消費電力を検出する補機消費電力算出手段（４０）を備え、
前記変速段選択手段（３７）は、前記バッテリ残量検出手段（３９）により検出された前記バッテリ（２６）の充電残量と、前記補機消費電力算出手段（４０）により検出された前記非駆動力消費電力と、に基づき前記複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき前記有段変速機（２１）の変速段を選択してなる、
請求項４記載のハイブリッド車輌の変速制御装置（１）にある。

請求項６に係る本発明は（例えば図６乃至図８参照）、前記変速点マップ（例えばＧｍａｐ１，Ｇｍａｐ２，Ｇｍａｐ３）の変速点（例えばＧＣＰ１，ＧＣＰ２，ＧＣＰ３）は、ドライバの要求出力と車速（Ｖ）とに対応してなる、
請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリッド車輌の変速制御装置（１）にある。
請求項７に係る本発明は（例えば図６乃至図８参照）、前記変速点マップ（例えばＧｍａｐ１，Ｇｍａｐ２，Ｇｍａｐ３）の変速点（例えばＧＣＰ１，ＧＣＰ２，ＧＣＰ３）は、アクセル開度（Ａｄ）と車速（Ｖ）とに対応してなる、
請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリッド車輌の変速制御装置（１）にある。
請求項８に係る本発明は（例えば図９参照）、前記差動歯車機構（ＳＰ）の複数の回転要素は、前記エンジン（２）に連結される入力回転要素（ＣＲ１）と、前記第１モータ（３）に連結される制御回転要素（Ｓ１）と、前記出力軸（６）に連結される出力回転要素（Ｒ１）と、により構成されてなり、
前記第２モータ（４）は、前記出力軸（６）に連結されてなる、
請求項１ないし７のいずれか記載のハイブリッド車輌の変速制御装置（１）にある。
請求項９に係る本発明は（例えば図２参照）、前記差動歯車機構（ＰＵ）の複数の回転要素は、前記エンジン（２）に連結される入力回転要素（ＣＲ２）と、前記第１モータ（３）に連結される第１制御回転要素（Ｓ１及びＳ２）と、前記第２モータ（４）に連結される第２制御回転要素（Ｒ１）と、前記出力軸（６）に連結される出力回転要素（ＣＲ１及びＲ２）と、により構成されてなる、
請求項１ないし８のいずれか記載のハイブリッド車輌の変速制御装置（１）にある。
請求項１０に係る本発明は、前記有段変速機（２１）は、低速段（Ｌｏｗ）又は高速段（Ｈｉｇｈ）に変速し得る２段変速機である、
請求項１ないし９のいずれか記載のハイブリッド車輌の変速制御装置（１）にある。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、変速段選択手段が、バッテリに対する充放電量に応じて変速点の位置が異なる変速点マップを複数有して、バッテリ充放電量算出手段により検出されたバッテリに対する充放電量に基づき複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき有段変速機の変速段を選択するので、バッテリに対する充放電量に応じて第１モータ及び第２モータにおける電気変換量が少なくなる有段変速機の変速段を選択することが可能となる。これにより、変速段選択手段が、電気変換量が少なくなるように有段変速機の変速段を選択し、変速制御手段が、該変速段選択手段により選択された変速段に有段変速機を変速制御するので、有段変速機の変速により第１モータ及び第２モータのコンパクト化を図ることができるものでありながら、有段変速機を第１モータ及び第２モータにおける電気変換量が少なくなるように変速することができ、電気エネルギーに変換される際の損失が増えることを防ぐことが可能となり、それによりハイブリッド車輌としての燃費の向上を図ることができる。

請求項２に係る本発明によると、バッテリ充放電量算出手段は、バッテリ残量検出手段により検出されたバッテリの充電残量に基づきバッテリに対する充放電量を算出することができる。

請求項３に係る本発明によると、バッテリ充放電量算出手段は、補機消費電力算出手段により検出された非駆動力消費電力に基づきバッテリに対する充放電量を算出することができる。

請求項４に係る本発明によると、変速段選択手段が、バッテリの充電残量に応じて変速点の位置が異なる変速点マップを複数有して、バッテリ残量検出手段により検出されたバッテリの充電残量に基づき複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき有段変速機の変速段を選択するので、バッテリの充電残量に応じて第１モータ及び第２モータにおける電気変換量が少なくなる有段変速機の変速段を選択することが可能となる。これにより、変速段選択手段が、電気変換量が少なくなるように有段変速機の変速段を選択し、変速制御手段が、該変速段選択手段により選択された変速段に有段変速機を変速制御するので、有段変速機の変速により第１モータ及び第２モータのコンパクト化を図ることができるものでありながら、有段変速機を第１モータ及び第２モータにおける電気変換量が少なくなるように変速することができ、電気エネルギーに変換される際の損失が増えることを防ぐことが可能となり、それによりハイブリッド車輌としての燃費の向上を図ることができる。

請求項５に係る本発明によると、変速段選択手段が、バッテリ残量検出手段により検出されたバッテリの充電残量と、補機消費電力算出手段により検出された非駆動力消費電力と、に基づき複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき有段変速機の変速段を選択するので、バッテリの充電残量だけでなく、非駆動力消費電力にも応じて第１モータ及び第２モータにおける電気変換量が少なくなる有段変速機の変速段を選択することが可能となる。

請求項６に係る本発明によると、変速段選択手段が、ドライバの要求出力と車速とに対応した変速点マップに基づき有段変速機の変速段を選択するので、例えば随時電気変換量を演算することなく、有段変速機を第１モータ及び第２モータにおける電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。
請求項７に係る本発明によると、変速段選択手段が、アクセル開度と車速とに対応した変速点マップに基づき有段変速機の変速段を選択するので、例えば随時電気変換量を演算することなく、有段変速機を第１モータ及び第２モータにおける電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。
請求項８に係る本発明によると、差動歯車機構の複数の回転要素は、エンジンに連結される入力回転要素と、第１モータに連結される制御回転要素と、出力軸に連結される出力回転要素とにより構成されてなり、第２モータは出力軸に連結されるので、有段変速機の変速段によって電気変換量に差異が生じる場合があるが、有段変速機を第１モータ及び第２モータにおける電気変換量が少なくなるように変速することができるので、電気エネルギーに変換される際の損失が増えることを防ぐことができ、それによりハイブリッド車輌としての燃費の向上を図ることができる。
請求項９に係る本発明によると、差動歯車機構の複数の回転要素は、エンジンに連結される入力回転要素と、第１モータに連結される第１制御回転要素と、第２モータに連結される第２制御回転要素と、出力軸に連結される出力回転要素と、により構成されているので、有段変速機の変速段によって電気変換量に差異が生じる場合があるが、有段変速機を第１モータ及び第２モータにおける電気変換量が少なくなるように変速することができるので、電気エネルギーに変換される際の損失が増えることを防ぐことができ、それによりハイブリッド車輌としての燃費の向上を図ることができる。
請求項１０に係る本発明によると、有段変速機は、低速段又は高速段に変速し得る２段変速機であるので、第１モータ及び第２モータのコンパクト化を図ることが可能となる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図１乃至図５に沿って説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車輌の変速制御装置を示すブロック図、図２は第１の実施の形態に係るハイブリッド車輌を示す図で、（ａ）はスケルトン図、（ｂ）は係合表、図３は第１の実施の形態に係る変速制御を示すフローチャート、図４は電気変換量を示す図で、（ａ）は低速段時の電気変換量を示す説明図、（ｂ）は高速段時の電気変換量を示す説明図、（ｃ）は低速段時と高速段時との電気変換量の差を示す説明図、図５は有段変速機を低速段から高速段に変速した際を示すタイムチャートである。

まず、本発明を適用し得るハイブリッド車輌を図２に沿って説明する。図２（ａ）に示すように、ハイブリッド車輌には、エンジン（Ｅ／Ｇ）２と駆動車輪１２との間に自動変速機としてのトランスミッション１０が備えられており、該トランスミッション１０はハイブリッド機構２０と有段変速機２１とを備えている。ハイブリッド機構２０は、第１モータ（ＭＧ１）３と、第２モータ（ＭＧ２）４と、２つのプラネタリギヤが連結された形のシンプソンタイプのプラネタリギヤユニット（差動歯車機構）ＰＵとを有している。また、該プラネタリギヤユニットＰＵは、４つの回転要素として、サンギヤＳ１及びサンギヤＳ２（第１制御回転要素）、キャリヤＣＲ２（入力回転要素）、キャリヤＣＲ１及びリングギヤＲ２（出力回転要素）、リングギヤＲ１（第２制御回転要素）を有している。

該ハイブリッド機構２０の入力軸５には、上記エンジン２のクランク軸が連結されており、該入力軸５は上記プラネタリギヤユニットＰＵのキャリヤＣＲ２に連結されている。該キャリヤＣＲ２はピニオンＰ２を有しており、該ピニオンＰ２は、サンギヤＳ２及びリングギヤＲ２に噛合している。該サンギヤＳ２は、サンギヤＳ１に連結されていると共に、第１モータ３の（図示を省略した）ロータに連結軸３ａを介して連結されている。サンギヤＳ１は、キャリヤＣＲ１が有するピニオンＰ１に噛合しており、該ピニオンＰ１はリングギヤＲ１に噛合している。該リングギヤＲ１は、第２モータ４の（図示を省略した）ロータに連結軸４ａを介して連結されている。また、該キャリヤＣＲ１は、上記リングギヤＲ２に連結されており、該キャリヤＣＲ１及び該リングギヤＲ２は、ハイブリッド機構２０としての出力軸６に連結されている。

即ち、プラネタリギヤユニットＰＵの４つの回転要素であるサンギヤＳ１及びサンギヤＳ２、キャリヤＣＲ２、キャリヤＣＲ１及びリングギヤＲ２、リングギヤＲ１がそれぞれ噛合して連結関係になっており、順に第１モータ３の回転数、エンジン２の回転数、出力軸６の回転数、第２モータ４の回転数が比例関係となるように連結されている（例えば特許文献１の図９、図１１、図１３、図１５参照）。

一方、有段変速機２１は、ダブルピニオンプラネタリギヤＤＰと、クラッチＣと、ブレーキＢと、ワンウェイクラッチＦとを有して構成されている。該有段変速機２１の入力軸７には、上記ハイブリッド機構２０の出力軸６が連結されており、該入力軸７は、クラッチＣの図示を省略した外摩擦板に接続されていると共に、サンギヤＳ３に連結されている。また、キャリヤＣＲ３はピニオンＰ３及びピニオンＰ４を有しており、該サンギヤＳ３は該ピニオンＰ３に噛合している。また、該キャリヤＣＲ３と、クラッチＣの図示を省略した内摩擦板と、ブレーキＢの図示を省略した内摩擦板と、ワンウェイクラッチＦの図示を省略したインナーレースとは、ぞれぞれ連結されており、該ブレーキＢの図示を省略した外摩擦板と、ワンウェイクラッチＦの図示を省略したアウターレースとは、ミッションケース１５に例えばスプライン係合する形で回転が固定されている。そして、上記キャリヤＣＲ３ピニオンＰ４はリングギヤＲ３に噛合しており、該リングギヤＲ３はトランスミッション１０としての最終出力軸１１を介して駆動車輪１２に連結されている。

該有段変速機２１は、詳しくは後述する変速制御手段３４の指令に基づき、不図示の油圧制御装置を介して上記クラッチＣ及びブレーキＢの係合（係止）状態が制御されることで、比較的低速段（Ｌｏｗ）と比較的高速段（Ｈｉｇｈ）との２段変速が可能になっている。

即ち、正駆動時（即ちハイブリッド機構２０より駆動車輪１２に前進方向の駆動力を出力する際）における低速段（Ｌｏｗ）においては、図２（ｂ）に示すようにクラッチＣ及びブレーキＢが解放される。すると、図２（ａ）に示すように、入力軸７に入力される回転（詳しくは後述するハイブリッド機構２０の出力軸６の回転）は、サンギヤＳ３に入力され、ワンウェイクラッチＦにより回転が一方向に規制された（つまり回転が固定された）キャリヤＣＲ３を介してリングギヤＲ３に減速回転として出力され、つまり有段変速機２１の入力軸７の回転が減速回転となって最終出力軸１１に出力される。

なお、逆駆動時（即ち駆動車輪１２よりハイブリッド機構２０に駆動力が入力される際）、及び後進時においては、図２（ｂ）に示すようにブレーキＢが係止されて、キャリヤＣＲ３の回転が固定される。

また、高速段（Ｈｉｇｈ）においては、図２（ｂ）に示すようにクラッチＣが係合される。すると、図２（ａ）に示すように、有段変速機２１の入力軸７の回転がサンギヤＳ３及びキャリヤＣＲ３に入力され、該サンギヤＳ３、キャリヤＣＲ３及びリングギヤＲ３が一体的に回転し、つまり有段変速機２１の入力軸７の回転と最終出力軸１１とが直結状態となる。

ついで、本発明に係るハイブリッド車輌の変速制御装置１_１について図１に沿って説明する。上記ハイブリッド車輌のトランスミッション１０には、上記第１モータ３及び第２モータ４に電力の供給・回生を制御自在に行うインバータ回路２５と、該インバータ回路２５を介して電力供給・充電（回生）を自在に行うバッテリ２６とが備えられている。

本ハイブリッド車輌の変速制御装置１_１には、制御部（ＥＣＵ）Ｕが備えられており、該制御部Ｕには、駆動車輪１２、或いは最終出力軸１１の回転数を検出することにより車速を検出する車速センサ２７と、不図示の運転席に備えられたアクセルペダルの角度を検出することによりアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２８とが接続されている。

また、該制御部Ｕには、上記エンジン２を例えばエンジン最適燃費マップＥｍａｐに基づき駆動制御自在なエンジン制御手段３１と、第１モータ３を回転数制御や出力制御（以下、「トルク制御」という）により駆動制御自在な第１モータ制御手段３２と、第２モータ４を回転数制御やトルク制御により駆動制御自在な第２モータ制御手段３３とが備えられている。

なお、上記第１モータ制御手段３２及び第２モータ制御手段３３は、インバータ回路２５に指令し、該インバータ回路２５により制御される電圧値・電流値によって第１モータ３及び第２モータ４の駆動制御を行うものであるが、本明細書中においては発明の理解を容易にするために、単に「第１モータ３及び第２モータ４を制御する」という。

そして、該制御部Ｕには、詳しくは後述するように本発明の要部となる、変速制御手段３４と、電気変換量演算手段３６と、バッテリ残量検出手段３９と、補機消費電力算出手段４０と、変速段選択手段３７とが備えられている。

つづいて、ハイブリッド機構２０の制御について説明する。例えばハイブリッド車輌が走行状態である際は、まず、上記車速センサ２７により車速Ｖが検出される。すると、該車速Ｖと、上記変速制御手段３４により変速制御されている有段変速機２１の現在の変速段、即ち低速段Ｌｏｗ又は高速段Ｈｉｇｈのギヤ比とから出力軸６の回転数Ｎ_Ｏが演算される。

一方、エンジン制御手段３１は、上記車速Ｖと、アクセル開度センサ２８により検出されるアクセル開度Ａｄとに基づき、例えば不図示のマップなどから、ドライバが要求している車輌全体として最終出力軸１１より出力する目標駆動力（ドライバの要求出力）Ｔ_ＦＴＧを決定する（例えば特許文献１の図５参照）。

次にエンジン制御手段３１は、車速Ｖと目標駆動力（以下、「目標駆動トルク」という。）Ｔ_ＦＴＧとに基づき、エンジン２より出力する必要なエンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷを車速Ｖと目標駆動力Ｔ_ＦＴＧとの積（Ｅ_ＰＯＷ＝Ｖ×Ｔ_ＦＴＧ）より演算する。そして、エンジン最適燃費マップＥｍａｐに基づきエンジン２が燃費効率上の最適な運転状態となる最適燃費曲線と、上記演算されたエンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷとから、目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧと目標エンジン出力（以下、「目標エンジントルク」とする。）Ｔ_ＥＴＧとを決定する（即ちＥ_ＰＯＷ＝Ｎ_ＥＴＧ×Ｔ_ＥＴＧ）（例えば特許文献１の図６参照）。

なお、例えばバッテリ２６の充電残量が少ない場合は、該バッテリ２６に充電するための分の充電エネルギー量αを補正する形で上記エンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷを演算し（Ｅ_ＰＯＷ＝Ｖ×Ｔ_ＦＴＧ＋α）、例えば反対にバッテリ２６の充電残量が多い場合は、該バッテリ２６より電力消費を行う分の消費エネルギー量βを補正する形で上記エンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷを演算し（Ｅ_ＰＯＷ＝Ｖ×Ｔ_ＦＴＧ−β）、これら補正されたエンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷに基づき目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧと目標エンジントルクＴ_ＥＴＧとを決定する。

つづいて、第１モータ制御手段３２は、上述のように演算された出力軸６の回転数Ｎ_Ｏと、エンジン制御手段３１により決定された目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧとに基づき、上記プラネタリギヤユニットＰＵの（リングギヤＲ２とキャリヤＣＲ２とサンギヤＳ２との）ギヤ比の比例関係から第１モータ３の回転数（以下、「ＭＧ１回転数」という。）Ｎ_ＭＧ１を演算し、該第１モータ３がＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１になるように、例えばインバータ回路２５の電流値・電圧値に基づき、或いは例えば第１モータ３に設けられた不図示の回転数センサにより検出される回転数に基づき、該第１モータ３のフィードバック制御を行う（回転数制御）。

また、該第１モータ制御手段３２は、第１モータ３を該ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１に制御するために発生する該第１モータ３の出力トルク（以下、「ＭＧ１トルク」という。）Ｔ_ＭＧ１を、例えばインバータ回路２５における電流値・電圧値などから演算する。なお、この際、第１モータ３の回転方向とトルク出力方向とが、同方向であれば第１モータ３において駆動力の出力制御となり（即ち電力消費）、反対方向であれば第１モータ３において回生制御となる。

ついで、第２モータ制御手段４は、上記目標駆動トルクＴ_ＦＴＧと、上記ＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１とに基づき（上記目標エンジントルクＴ_ＥＴＧに対してＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１が算出されるため、該目標エンジントルクＴ_ＥＴＧは考慮しなくてもよい）、プラネタリギヤユニットＰＵの（キャリヤＣＲ１及びリングギヤＲ２と、キャリヤＣＲ２と、サンギヤＳ１及びサンギヤＳ２と、リングギヤＲ１との）ギヤ比の比例関係と、有段変速機２１の現在の変速段（即ち有段変速機２１のギヤ比）とから上記最終出力軸１１に目標駆動トルクＴ_ＦＴＧが出力されるように第２モータ４の出力トルク（以下、「ＭＧ２トルク」という。）Ｔ_ＭＧ２を演算し、該ＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２になるように第２モータ４の駆動制御を行う（トルク制御）。

そして、上記エンジン制御手段３１によってエンジン２を、上記目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧ及び上記目標エンジントルクＴ_ＥＴＧになるように駆動制御すると、出力軸６に駆動トルクＴ_Ｏが出力されると共に、有段変速機２１の変速段に応じて、上記アクセル開度Ａｄに基づくドライバの要求出力である目標駆動トルクＴ_ＦＴＧ通りの駆動トルクＴ_Ｆが最終出力軸１１（即ち駆動車輪１２）に出力される。

また、例えば車速Ｖが変化する場合、（車速Ｖが一定であってもアクセル開度Ａｄに基づき）エンジン回転数Ｎ_Ｅが変化する場合などは、ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１及びＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２が変化することになる。すると、上記第１モータ３のロータ、連結軸３ａ、サンギヤＳ１及びサンギヤＳ２には、ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１の変化に応じてイナーシャ（慣性）トルクＩＭ１が発生し、また、上記第２モータ４のロータ、連結軸４ａ、リングギヤＲ１には、ＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２の変化に応じてイナーシャトルクＩＭ２が発生する。

そこで、上述した第２モータ制御手段３３によりＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２を演算する際に、イナーシャトルクＩＭ１，ＩＭ２の分を補正する形で該ＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２を演算し、該補正された形で演算されたＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２に基づき第２モータ４を制御する。これにより、第１モータ３及び第２モータ４に回転数変化が生じる場合でも、ドライバに対する走行フィーリングを悪化させずに、ハイブリッド機構２０のトルク制御を行うことができる。なお、イナーシャトルクＩＭ１の分を演算する際は、サンギヤＳ１に対するリングギヤＲ１のギヤ比に応じて演算することができる。

また、上述したように、アクセル開度Ａｄと車速Ｖとに基づき演算されたエンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷから上記エンジン最適燃費マップＥｍａｐに基づき目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧが決定された際に、該目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧがアイドル回転数以下となると、エンジン制御手段３１によりエンジン２が停止するように制御される。即ち、目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧ及び目標エンジントルクＴ_ＥＴＧは０となり、０回転である目標エンジン回転数と車速Ｖとに基づきＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１が回転数制御される（つまりＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１は逆回転となる）。

この際、第２モータ制御手段４は、上記目標駆動トルクＴ_ＦＴＧと、上記回転数制御されている第１モータ３のＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１とに基づき、プラネタリギヤユニットＰＵのギヤ比の比例関係と、有段変速機２１のギヤ比とから上記最終出力軸１１に目標駆動トルクＴ_ＦＴＧが出力されるようにＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２を演算し、該ＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２になるように第２モータ４の駆動制御を行う。これにより、上記アクセル開度Ａｄに基づくドライバの要求出力である目標駆動トルクＴ_ＦＴＧ通りの駆動トルクが最終出力軸１１に出力される。

また、上述したアクセル開度Ａｄと車速Ｖとに基づき演算されたエンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷから、上記エンジン最適燃費マップＥｍａｐによって決定された目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧが、アイドル回転数以上になると、エンジン制御手段３１によりエンジン２が始動されるように制御される。以降は、上述と同様に第１モータ制御手段３２により第１モータ３を回転数制御し、第２モータ制御手段３３により第２モータ４をトルク制御する。

なお、ハイブリッド車輌を後進させる際には、車速Ｖが負の方向、つまり出力軸６が逆回転となるが、第１モータ３を正回転方向に回転数制御し、第２モータ４を逆回転方向にトルク制御することで、後進方向としての駆動トルクが出力軸６に出力される。この際、エンジン２が駆動されていると、該エンジン２より出力軸６に対して前進方向の駆動トルクが出力されるため、エンジン２を停止した状態にすることが好ましい。

なお、以上に説明したハイブリッド機構２０の制御においては、第１モータ制御手段３２により第１モータ３を回転数制御し、第２モータ制御手段３３により第２モータ４をトルク制御するものについて説明したが、反対に第２モータ制御手段３３により第２モータ４を回転数制御し、第１モータ制御手段３２により第１モータ３をトルク制御するようにしてもよい。

ついで、電気変換量について図４に沿って説明する。なお、図４に示す電気変換量の図は、アクセル開度Ａｄが一定であること、エンジン２の目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧがアイドル回転数以下になった場合であっても該エンジン２を停止しないこと、バッテリに対する充放電量（充電又は放電の量）が０であること（即ち、バッテリ２６を使用していなく、電力供給や充電をしない）ことを想定し、各種の損失などを除いた理論値を演算して示したものである。

図４（ａ）に示すように、出力軸６に出力される駆動トルクＴ_Ｏと車速Ｖとの関係において、有段変速機２１が低速段Ｌｏｗである場合にあっては、図中太線で示す範囲が、例えば第１モータ３及び第２モータ４の出力限界を想定すると、ハイブリッド機構２０により出力可能な範囲（走行可能な範囲）となる。また、この出力可能な範囲において、等高線状で示したものが第２モータ４により電気エネルギーに変換される量、いわゆる電気変換量の値を示したものである。

また同様に、図４（ｂ）に示すように、出力軸６に出力される駆動トルクＴ_Ｏと車速Ｖとの関係において、有段変速機２１が高速段Ｈｉｇｈである場合にあっては、図中太線で示す範囲が、例えば第１モータ３及び第２モータ４の出力限界を想定すると、ハイブリッド機構２０により出力可能な範囲となる。同様に、この出力可能な範囲において、等高線状で示したものが第２モータ４による電気変換量の値を示したものである。

これらの電気変換量を演算して求めるには、上述のようにハイブリッド機構２０を制御した際における、第２モータ４のＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２とＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２との積を演算することにより求めることができる。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）における電気変換量のプラス・マイナスは、第２モータ４の力行をプラス、第２モータ４の回生をマイナスとして演算している。なおこの際は、バッテリに対する充放電量が０であることから、第２モータ４が力行する分、第１モータ３が回生となり（つまりマイナス）、反対に第２モータ４が回生する分、第１モータ３が力行する（つまりプラス）ことになる。

即ち、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す等高線のうち０ｋＷとなる状態は、第１モータ３及び第２モータ４において回生も力行も行わない状態である。詳細には、図中左方側に位置する略々直線となる０ｋＷの線における状態は、第２モータ４のＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２が０回転であり、第１モータ３のＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１が０（出力無し）の状態である。この状態では、エンジン２がアイドル回転数であってエンジントルクＴ_Ｅだけが上昇する状態である。なお、本来のハイブリッド機構２０の制御においては、上述したように目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧがアイドル回転数以下の場合にエンジン２が停止されるので、ここで説明している状態は単に理論的なものである。

また、図中右方側に位置する略々くの字状となる０ｋＷの線における状態は、第１モータ３のＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１が０回転であり、第２モータ４のＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２が０（出力無し）の状態である。この状態では、上記車速Ｖに基づき決定される目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧがアイドル回転数の場合においてエンジントルクＴ_Ｅが上下した状態、及び車速Ｖの上昇と共に上昇するエンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷに基づき目標エンジントルクＴ_ＥＴＧが上昇する状態である。

そして、例えば２０ｋＷでは、第１モータ３の回生電力が２０ｋＷ、第２モータ４の力行電力が２０ｋＷをそれぞれ電気エネルギーに変換する状態、例えば−２０ｋＷでは、第１モータ３の力行電力が２０ｋＷ、第２モータ４の回生電力が２０ｋＷをそれぞれ電気エネルギーに変換する状態、などのようになる。

一方、上述した図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す太線の範囲を重ねた際に、重複する部分においては、低速段Ｌｏｗであっても高速段Ｈｉｇｈであってもハイブリッド機構２０により出力可能な範囲となる。この重複する範囲において、低速段Ｌｏｗと高速段Ｈｉｇｈとにおける電気変換量の差を演算すると、図４（ｃ）において等高線状で示すようなものとなる。この図４（ｃ）に示す等高線において０ｋＷとなる状態は、つまり低速段Ｌｏｗであっても高速段Ｈｉｇｈであっても電気変換量が同じであり、いずれの変速段で走行しても差がないことになる。しかしながら、図４（ｃ）に示す例えば２０ｋＷ、４０ｋＷなどの、即ち０ｋＷでない状態では、変速段によって一方の変速段の電気変換量より他方の変速段の電気変換量が、例えば２０ｋＷ多い、４０ｋＷ多いなどの状態である。

一般に、駆動エネルギーをモータにより電気エネルギーに変換する際には損失が生じるが、この損失は電気エネルギーに変換する量、即ち電気変換量の大きさによって大きくなり、つまり電気変換量が少ない方が損失が少なく、車輌としての燃費向上に寄与する。

ついで、本発明に係る電気変換量に基づく有段変速機２１の変速制御について説明する。図３に示すように、例えば不図示のイグニッションキーがＯＮされるとスタートし（Ｓ１−１）、まず、電気変換量演算手段３６により各変速段、即ち低速段Ｌｏｗと高速段Ｈｉｇｈとにおいて第１モータ３及び第２モータ４にて生じる電気変換量を演算する（Ｓ１−２）。

詳細には、まず、電気変換量演算手段３６は、アクセル開度Ａｄよりドライバの要求出力を算出し、該ドライバの要求出力と車速Ｖとに基づき、目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧ及び目標エンジン出力トルクＴ_ＥＴＧを演算する。次に、車速Ｖに基づき低速段Ｌｏｗ及び高速段Ｈｉｇｈにおける出力軸６の回転数Ｎ_Ｏと、目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧと、に基づき、低速段Ｌｏｗ及び高速段Ｈｉｇｈにおいて回転数制御される一方のモータの回転数（即ち、ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１又はＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２）を演算し、その回転数制御されるモータの出力トルク（即ち、ＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１又はＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２）を例えばインバータ回路２５の電流値・電圧値より演算する。また、アクセル開度Ａｄに基づき、低速段Ｌｏｗ及び高速段Ｈｉｇｈにおける出力軸６の出力トルクＴ_Ｏを演算する。

つづいて、目標エンジン出力トルクＴ_ＥＴＧと、低速段Ｌｏｗ及び高速段Ｈｉｇｈにおける回転数制御されるモータの出力トルク（即ち、ＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１又はＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２）と、低速段Ｌｏｗ及び高速段Ｈｉｇｈにおける出力軸６の出力トルクＴ_Ｏとに基づき、トルク制御される他方のモータの出力トルク（即ち、ＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２又はＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１）を演算する。また、そのトルク制御される他方のモータの回転数を、低速段Ｌｏｗ及び高速段Ｈｉｇｈにおける出力軸６の回転数Ｎ_Ｏと、目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧと、低速段Ｌｏｗ及び高速段Ｈｉｇｈにおいて回転数制御される一方のモータの回転数（即ち、ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１又はＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２）と、のうちのいずれか２つに基づき演算する。

そして、このように演算された低速段ＬｏｗのＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２とＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２との積より該低速段Ｌｏｗにおける電気変換量を演算し、また、高速段ＨｉｇｈのＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２とＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２との積より該高速段Ｈｉｇｈにおける電気変換量を演算する。

なお、本第１の実施の形態においては、第２モータ４における電気変換量を演算する場合について説明しているが、第１モータ３の電気変換量を演算してもよく、更に、第１モータ３及び第２モータ４の電気変換量を演算し、それらの和を１つの電気変換量として用いてもよい。

ここで、この電気変換量を演算する際のハイブリッド機構において、例えばバッテリ２６の充電残量が少なく、第１モータ又は第２モータ４によりバッテリ２６に対して充電を行う場合、或いは例えばバッテリ２６の充電残量が多く、第１モータ３又は第２モータ４に対してバッテリよりを放電を行う場合について説明する。

まず、上記バッテリ残量検出手段３９によりバッテリの充電残量（ＳＯＣ）を検出し、該バッテリの充電残量が多い場合又は少ない場には、つまり第１モータ３及び第２モータ４からバッテリに対する充放電量が生じる。この充放電量が生じると、上述したように目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧ及び目標エンジントルクＴ_ＮＴＧがエンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷの補正に基づき補正されることになる。そのため、電気変換量演算手段３６は、検出されたバッテリの充電残量に基づき演算する際の目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧ及び目標エンジントルクＴ_ＮＴＧを補正して演算し、それに応じてＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１、ＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１、ＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２、及びＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２を補正された値で演算することになる。

即ち、それら補正された値の、ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１、ＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１、ＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２、及びＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２に基づき第１モータ３及び第２モータ４が制御されると、バッテリ２６に対する充電又は放電が行われ、つまりバッテリに対する充放電量が生じるが、その充放電量を含んで電気変換量が補正演算されることになる。

また、例えば第１モータ３及び第２モータ４の一方が回生すると共に他方が力行する場合であって、バッテリ２６に対して充電を行う場合は、回生する一方のモータの電気変換量が比較的大きくなり、力行する他方のモータの電気変換量が比較的小さくなる。反対に、例えば第１モータ３及び第２モータ４の一方が回生すると共に他方が力行する場合であって、バッテリ２６から放電を行う場合は、力行する一方のモータの電気変換量が比較的大きくなり、回生する他方のモータの電気変換量が比較的小さくなる。そこで、電気変換量演算手段３６が一方だけのモータ（例えば第２モータ４だけ）の電気変換量を演算した場合には、バッテリ２６に対する充放電量に応じて電気変換量を補正し、第１モータ３及び第２モータ４の電気変換量の平均的な電気変換量として補正演算する。

ところで、ハイブリッド車輌を走行させる間には、例えばエアコン、パワーステアリングなどの補機類にバッテリ２６より電力を供給する場合があり、つまり車輌走行の駆動力として用いられる消費電力以外の非駆動力消費電力が発生する場合がある。この場合には、例えば第１モータ３及び第２モータ４よりバッテリ２６に対する充放電量（特に充電量）が変化することになる。

そこで補機消費電力算出手段４０により上記補機類で使用する非駆動力消費電力を算出し、該非駆動力消費電力に基づきバッテリに対する充放電量を補正する。すると上述と同様に、目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧ及び目標エンジントルクＴ_ＮＴＧが、エンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷが補正される形で補正されることになり、電気変換量演算手段３６は、検出されたバッテリの充電残量に基づき演算する際の目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧ及び目標エンジントルクＴ_ＮＴＧを補正して演算し、それに応じてＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１、ＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１、ＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２、及びＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２を補正された値で演算することになる。

即ち、それら補正された値の、ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１、ＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１、ＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２、及びＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２に基づき第１モータ３及び第２モータ４が制御されると、バッテリ２６に対する充電又は放電が行われ、つまり非駆動力消費電力が生じるが、その非駆動力消費電力を含んで電気変換量が補正演算されることになる。

また同様に、例えば第１モータ３及び第２モータ４の一方が回生すると共に他方が力行する場合であって、バッテリ２６に対して充放電を行う場合は、一方のモータの電気変換量が比較的大きくなり、他方のモータの電気変換量が比較的小さくなる。そこで、電気変換量演算手段３６が一方だけのモータ（例えば第２モータ４だけ）の電気変換量を演算した場合には、バッテリ２６に対する充放電量に応じて電気変換量を補正し、第１モータ３及び第２モータ４の電気変換量の平均的な電気変換量として補正演算する。

なお、以上の電気変換量演算手段３６による電気変換量の演算は、例えば現在の走行状態に基づいて演算しているが、これに限らず、今後（例えば０．５秒後など）の車速Ｖや駆動力Ｔ_Ｏを予測する形で演算してもよい。

ついで、変速段選択手段３７は、上述のように演算した電気変換量が最小となる変速段を最適ギヤ段として選択、つまり低速段Ｌｏｗと高速段Ｈｉｇｈとにおける電気変換量の少ない方を選択する（Ｓ１−３）。

そして、変速制御手段３４は、選択された最適ギヤ段が現在のギヤ段であるか否かを判定し（Ｓ１−４）、最適ギヤ段が現在のギヤ段である場合（低速段Ｌｏｗである際に低速段Ｌｏｗが選択された場合、高速段Ｈｉｇｈの際に高速段Ｈｉｇｈが選択された場合）は（Ｓ１−４のＹｅｓ）、そのままリターンし（Ｓ１−６）、最適ギヤ段が現在のギヤ段でない場合（低速段Ｌｏｗである際に高速段Ｈｉｇｈが選択された場合、高速段Ｈｉｇｈの際に低速段Ｌｏｗが選択された場合）は、即ち変速の判断を行い（Ｓ１−４のＮｏ）、有段変速機２１の変速を行って（Ｓ１−５）、リターンする（Ｓ１−６）。

一例として説明すると、例えば図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、Ａ点の状態である駆動トルクＴ_Ｏ及び車速Ｖにおいて、低速段Ｌｏｗにおける電気変換量と高速段Ｈｉｇｈにおける電気変換量と演算すると、図４（ａ）に示すように低速段Ｌｏｗでは電気変換量が約−１０ＫＷであるのに対し、図４（ｂ）に示すように高速段Ｈｉｇｈでは電気変換量が約１９ｋＷとなる。そこで変速段選択手段３７は、駆動トルクＴ_Ｏ及び車速ＶがＡ点の状態では、低速段Ｌｏｗを選択する。

また、例えば図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、上記Ａ点の状態よりも駆動トルクＴ_Ｏが低く、かつ車速Ｖが高いＣ点の状態において、低速段Ｌｏｗにおける電気変換量と高速段Ｈｉｇｈにおける電気変換量と演算すると、図４（ａ）に示すように低速段Ｌｏｗでは電気変換量が約−３５ＫＷであるのに対し、図４（ｂ）に示すように高速段Ｈｉｇｈでは電気変換量が約１８ｋＷとなる。そこで変速段選択手段３７は、駆動トルクＴ_Ｏ及び車速ＶがＣ点のような状態では、高速段Ｈｉｇｈを選択する。

そして、例えば図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、Ｂ点の状態である駆動トルクＴ_Ｏ及び車速Ｖにおいて、低速段Ｌｏｗにおける電気変換量と高速段Ｈｉｇｈにおける電気変換量と演算すると、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように低速段Ｌｏｗでも電気変換量が約−２０ｋＷであり、高速段Ｈｉｇｈでも電気変換量が約２０ｋＷとなって、電気変換量として同じであり、上述した損失として同じ状態となる。

つまり、例えばＡ点の状態からＣ点の状態になると、このＢ点の状態において、変速段選択手段３７により高速段Ｈｉｇｈが選択され、変速制御手段３４により有段変速機２１が低速段Ｌｏｗから高速段Ｈｉｇｈに変速される。また反対に、例えばＣ点の状態からＡ点の状態になると、このＢ点の状態において、変速段選択手段３７により低速段Ｌｏｗが選択され、変速制御手段３４により有段変速機２１が高速段Ｈｉｇｈから低速段Ｌｏｗに変速される。なお、この有段変速機２１の変速が行われる状態は、図４（ｃ）に示す０ｋＷの線上における状態でもある。

なお、以上説明した図４に示した電気変換量については、第１モータ３ないし第２モータ４がバッテリ２６を充電する場合、或いはバッテリ２６の電力供給を受ける場合には、異なる電気変換量の値となり、例えばバッテリ２６を充電する場合などにおいて、Ｃ点の状態であっても低速段Ｌｏｗの方が電気変換量が少なく、低速段Ｌｏｗを選択する状態や、例えばバッテリ２６の電力供給を受ける場合などにおいて、Ａ点の状態であっても高速段Ｈｉｇｈの方が電気変換量が少なく、高速段Ｈｉｇｈを選択する状態になることがある。つまり、図４に示した電気変換量は本発明を説明するためのものであって、バッテリの充電残量や車輌の走行状態によって電気変換量は変化するものであるので、本発明は図４に示す電気変換量の状態に限定されるものではない。

ついで、例えば低速段Ｌｏｗから高速段Ｈｉｇｈに変速する場合について、図５のタイムチャートに沿って説明する。なお、図５に示すタイムチャートにおいては、有段変速機２１の変速制御を行う僅かな時間について説明するものであり、アクセル開度Ａｄ及び車速Ｖは一定なものとして説明する。また、そのためエンジン回転数Ｎ_Ｅ及びエンジントルクＴ_Ｅは、上述したようにエンジン最適燃費マップＥｍａｐに基づき一定となる。更に、図５に示すタイムチャートはＢ点における変速前後の短い時間だけを示したものであり、本来、例えば駆動力Ｔ_Ｏが徐々に下がる場合、或いは車速Ｖが徐々に上がる場合など、つまり変速が判断される走行状態であるが、説明の便宜上、それらも略一定のものとして説明する。

有段変速機２１が低速段Ｌｏｗである状態では、該有段変速機２１の低速段Ｌｏｗのギヤ比に基づき、出力軸６の回転数Ｎ_Ｏは比較的高く、該出力軸６の回転数Ｎ_Ｏとエンジン回転数Ｎ_Ｅとに基づき、上記プラネタリギヤユニットＰＵのギヤ比からＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１は負回転（逆回転方向）に回転数制御される。また、それら出力軸６の回転数Ｎ_Ｏ、エンジン回転数Ｎ_Ｅ、ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１の比例関係からＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２は比較的高くなる。

この際、該有段変速機２１の低速段Ｌｏｗのギヤ比に基づき、最終出力軸１１にドライバ要求通りの出力トルクＴ_Ｆを出力するための出力軸６の出力トルクＴ_Ｏは比較的低くなる。また、回転数制御されている第１モータ３のＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１は比較的大きな負トルクの状態となり、出力トルクＴ_Ｏ、ＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１、エンジントルクＴ_Ｅ、の関係から第２モータ４のＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２も僅かに負トルクの状態となる。

この状態（低速段Ｌｏｗの状態）においては、ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１が負回転で、かつＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１が負トルクなので、第１モータ３における消費電力は力行する方向になり、ＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２が正回転で、かつＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２が負トルクなので、第２モータ４における消費電力は回生する方向となる。そして、この状態では、第１モータ３において消費電力Ｐｌｏｗ１、第２モータ４において消費電力Ｐｌｏｗ２が電気エネルギーとして変換されており、つまり第１モータ３の電気変換量がＰｌｏｗ１、第２モータ４の電気変換量が−Ｐｌｏｗ２となる。

例えば時点ｔ１において、上記電気変換量演算手段３６による電気変換量の演算結果に基づき、変速段選択手段３７が低速段Ｌｏｗから高速段Ｈｉｇｈを選択すると（Ｓ１−３）、変速制御手段３４により変速が判断される（Ｓ１−４のＮｏ）。すると、時点ｔ２から時点ｔ３の間において、変速制御手段３４の制御により有段変速機２１のクラッチＣの係合が行われる。

該有段変速機２１の変速が行われる際は、ハイブリッド車輌が慣性走行することから車速Ｖは略一定である。すると、ハイブリッド機構２０の出力軸６の回転数Ｎ_Ｏは、有段変速機２１のギヤ比に応じて変速され、即ち低速段Ｌｏｗから高速段Ｈｉｇｈに変速する際は、出力軸６の回転数Ｎ_Ｏを下げることが可能となる。そのため、第１モータ３のＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１は、エンジン回転数Ｎ_Ｅが略一定であるので、変速される出力軸６の回転数Ｎ_Ｏに応じて高回転になるように回転数制御される。また、第２モータ４のＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２は、ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１が高回転に回転数制御されるにつれて低回転になっていく。

一方、有段変速機２１が変速されるため、出力軸６の出力トルクＴ_Ｏを、出力軸６の回転数Ｎ_Ｏが下がるにつれて高くする必要がある。また、エンジントルクＴ_Ｅは略一定であると共に、第１モータ３のＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１が高回転に回転数制御されて回生状態となるので、ＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１は僅かに高くなる。そのため、第２モータ４のＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２は高く制御される。なおこの際、制御するＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２は、上述したイナーシャトルクＩＭ１，ＩＭ２も含めて出力するように制御することが好ましい。

この状態（高速段Ｈｉｇｈの状態）においては、ＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１が正回転で、かつＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１が負トルクなので、第１モータ３における消費電力は回生する方向になり、ＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２が正回転で、かつＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２が正トルクなので、第２モータ４における消費電力は力行する方向となる。そして、この状態では、第１モータ３において消費電力Ｐｈｉ１、第２モータ４において消費電力Ｐｈｉ２が電気エネルギーとして変換されており、つまり第１モータ３の電気変換量が−Ｐｈｉ１、第２モータ４の電気変換量がＰｈｉ２となる。

ここで、電気変換量演算手段３６が第２モータ４の電気変換量を演算するものとすると、上記変速前（低速段Ｌｏｗ）の電気変換量−Ｐｌｏｗ２と、変速後（高速段Ｈｉｇｈ）の電気変換量Ｐｈｉ２とは、例えば図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すＢ点の状態で変速されるので略同じになる。そして、例えば低速段Ｌｏｗのままであると、図４（ａ）に示すように電気変換量−Ｐｌｏｗ２は更に大きくなってしまうが、高速段Ｈｉｇｈに変速することで、図４（ｂ）に示すように電気変換量Ｐｈｉ２を少なくするようにすることが可能になる。

これは、例えば図４（ａ）のＣ点（即ち低速段ＬｏｗでのＣ点）の走行状態に移行していくと、車速Ｖ（即ち出力軸６の回転数Ｎ_Ｏ）が上昇し、負トルクの状態である第１モータ３のＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１が更に下がると共に、正トルクの状態である第２モータ４のＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２が更に上がるので、電気変換量−Ｐｌｏｗ２も多くなってしまうが、例えば図４（ｂ）のＣ点（即ち高速段ＨｉｇｈでのＣ点）の走行状態に移行していくと、車速Ｖ（即ち出力軸６の回転数Ｎ_Ｏ）が上昇しても、第１モータ３のＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１が更に下がると共に、第２モータ４のＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２が更に上がるので、電気変換量Ｐｈｉ２が少なくなるからである。

なお、電気変換量演算手段３６が第１モータ３の電気変換量を演算しても同様となる。即ち、上記変速前（低速段Ｌｏｗ）の電気変換量Ｐｌｏｗ１と、変速後（高速段Ｈｉｇｈ）の電気変換量−Ｐｈｉ１とは、略同じになる。また、例えば低速段Ｌｏｗのままであると、電気変換量Ｐｌｏｗ１は更に大きくなってしまうが、高速段Ｈｉｇｈに変速することで、電気変換量−Ｐｈｉ１を少なくするようにすることが可能になる。

なお、以上説明した図５のタイムチャートに示す状態は、本発明を説明するための一例であって、これらの各トルク、各回転数、各消費電力の変速時における関係は、図５に示す状態に限るものではない。

以上のように本発明に係るハイブリッド車輌の変速制御装置１_１によると、変速段選択手段３７が、有段変速機２１の各変速段における第１モータ３及び第２モータ４にて電気エネルギーに変換される量である電気変換量に差異が生じる際に、該電気変換量が少なくなるように有段変速機２１の変速段を選択し、変速制御手段３４が、該変速段選択手段３７により選択された変速段に有段変速機２１を変速制御するので、有段変速機２１の変速により第１モータ３及び第２モータ４のコンパクト化を図ることができるものでありながら、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるように変速することができ、電気エネルギーに変換される際の損失が増えることを防ぐことが可能となり、それによりハイブリッド車輌としての燃費の向上を図ることができる。

また、プラネタリギヤユニットＰＵの複数の回転要素は、エンジンに連結されるキャリヤＣＲ２と、第１モータ３に連結されるサンギヤＳ１及びサンギヤＳ２と、第２モータ４に連結されるリングギヤＲ１と、出力軸６に連結されるキャリヤＣＲ１及びリングギヤＲ２とにより構成されているので、有段変速機２１の変速段によって電気変換量に差異が生じる場合があるが、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるように変速することができるので、電気エネルギーに変換される際の損失が増えることを防ぐことができ、それによりハイブリッド車輌としての燃費の向上を図ることができる。

更に、電気変換量演算手段３６を備えているので、各変速段における電気変換量を演算することを可能とすることができる。それにより、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。

また、電気変換量演算手段３６が、バッテリ充電残量検出手段３９により検出されたバッテリ２６の充電残量に基づき、各変速段における電気変換量を補正演算するので、バッテリ２６と第１モータ３及び第２モータ４との間に充電又は放電が行われる場合であっても、各変速段における電気変換量を演算することを可能とすることができ、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。

更に、電気変換量演算手段３６が、補機消費電力算出手段４０により算出された非駆動力消費電力に基づき、各変速段における電気変換量を補正演算するので、例えばエアコン、パワーステアリングなどの補機類に対してバッテリ２６から電力供給が行われる場合であっても、各変速段における電気変換量を演算することを可能とすることができ、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。

＜第２の実施の形態＞
ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について、図１、図２、図４、及び図６乃至図８に沿って説明する。図６は本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車輌の変速制御装置を示すブロック図、図７は第２の実施の形態に係る変速制御を示すフローチャート、図８は変速点マップを示す図で、（ａ）はバッテリに対する充放電量が多い状態の変速点マップの図、（ｂ）はバッテリに対する充放電量が通常状態の変速点マップの図、（ｃ）はバッテリに対する充放電量が少ない状態の変速点マップの図である。なお、本第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。

上記第１の実施の形態においては、第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量を演算する電気変換量演算手段３６を備え、演算された電気変換量に基づき変速段選択手段３７が変速段を選択するものについて説明したが、第２の実施の形態においては、電気変換量を演算せず、予め各種走行状態に生じる電気変換量に基づく変速点マップを備えたものである。

図６に示すように、第２の実施の形態に係るハイブリッド車輌の変速制御装置１_２は、例えばインバータ回路からの電流値・電圧値などに基づきバッテリに対する充放電量を検出するバッテリ充放電量算出手段３８と、変速点マップＧｍａｐとを備えている。

ここで、変速点マップＧｍａｐについて図８に沿って説明する。図８（ａ）の変速点マップＧｍａｐ１、図８（ｂ）の変速点マップＧｍａｐ２、及び図８（ｃ）の変速点マップＧｍａｐ３に示すように、縦軸はドライバの要求出力（つまり駆動力Ｔ_Ｏ）に、横軸は車速Ｖに対応している。これら変速点マップＧｍａｐ１〜Ｇｍａｐ３において、上述したハイブリッド機構２０の出力可能な範囲から、低速段Ｌｏｗの出力可能な範囲と高速段Ｈｉｇｈの出力可能な範囲との重なる部分が、有段変速機２１の変速可能な範囲となる（図４参照）。また、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す変速線ＧＣＰ１、ＧＣＰ２、ＧＣＰ３は、変速を行う走行状態の点の集合を示すものであり、該変速線ＧＣＰ１、ＧＣＰ２、ＧＣＰ３の図中上方側の走行状態では低速段Ｌｏｗが、図中下方側の走行状態では高速段Ｈｉｇｈが、変速段選択手段３７により選択される。

なお、ドライバの要求出力は、上述したようにアクセル開度センサ２８により検出されるアクセル開度Ａｄに基づき求められ（例えば特許文献１の図５参照）、また、ドライバの要求出力は、アクセル開度Ａｄとほぼ一義的に決定することができるため、縦軸がアクセル開度Ａｄに対応した変速点マップを用いてもよい。

図８（ａ）に示す変速線ＧＣＰ１、図８（ｂ）に示す変速線ＧＣＰ２、図８（ｃ）に示す変速線ＧＣＰ３は、順に駆動力Ｔ_Ｏが高くなり、かつ車速Ｖが低くなるような状態に設定されている。

即ち、バッテリ残量検出手段３９により検出されるバッテリ２６の充電残量が通常状態（バッテリ２６の充電残量が平均的な状態）では、上記エンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷは大きく補正されず、第１モータ３及び第２モータ４からバッテリ２６に対する充電やバッテリ２６による放電が少なく、つまりバッテリ充放電量算出手段３８により算出される充放電量（負の値として放電量も含む）は僅かなものとなる。そこで、上述した図４（ｃ）に示す電気変換量の差が０ｋＷとなる線（図４（ｃ）中下方側）において有段変速機２１を変速することが好ましく、図８（ｂ）に示す変速線ＧＣＰ２のように（例えば図４（ｃ）に示す電気変換量の差が０ｋＷとなる線と等しい線のように）設けられる。

なお、図４（ｃ）中の上方側の０ｋＷの線において変速すると、変速が頻繁に発生する（いわゆるハンチングする）虞があるので、図８（ｂ）に示すように、１本の変速線ＧＣＰ２に設定している。

また、バッテリ充放電量算出手段３８により算出されるバッテリ２６に対する充放電量が小さい場合、即ちバッテリ２６の電力を第１モータ３乃至第２モータ４に放電する場合は、バッテリ２６の充電残量が多い場合であって上記エンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷが低くなるように補正される。それにより目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧ及び目標エンジントルクＴ_ＥＴＧが、通常状態（バッテリ２６の充電残量が平均的な状態）よりも低く設定される。そのため、例えば第１モータ３のＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１が０回転、第２モータ４のＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２が０の状態、即ちエンジン２の出力だけで走行する状態（図４（ａ）及び図４（ｂ）のくの字状の０ｋＷの状態）も低くなり、これに限らず、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す電気変換量の等高線の全体が図中右下方側に移動する形となる。

つまり電気変換量の差が０ｋＷとなる線も図中右下方側に移動する形となるので、図８（ａ）に示す変速線ＧＣＰ１のように、図８（ｂ）の変速線ＧＣＰ２よりも図中右下方側に設けられる。

また反対に、バッテリ充放電量算出手段３８により検出されるバッテリ２６に対する充放電量が大きい場合、即ちバッテリ２６に第１モータ３乃至第２モータ４から電力を充電する場合、或いは補機類による消費電力が大きい場合は、バッテリ２６の充電残量が少ない場合、或いは足りない場合であって上記エンジンエネルギー量Ｅ_ＰＯＷが高くなるように補正される。それにより目標エンジン回転数Ｎ_ＥＴＧ及び目標エンジントルクＴ_ＥＴＧが、通常状態（バッテリ２６の充電残量が平均的な状態）よりも高く設定される。そのため、エンジン２の出力だけで走行する状態（図４（ａ）及び図４（ｂ）のくの字状の０ｋＷの状態）も高くなり、これに限らず、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す電気変換量の等高線の全体が図中左上方側に移動する形となる。

つまり電気変換量の差が０ｋＷとなる線も図中左上方側に移動する形となるので、図８（ｃ）に示す変速線ＧＣＰ３のように、図８（ｂ）の変速線ＧＣＰ２よりも図中左上方側に設けられる。

ついで、本発明の第２の実施の形態に係る電気変換量に基づく有段変速機２１の変速制御について説明する。図７に示すように、例えば不図示のイグニッションキーがＯＮされるとスタートする（Ｓ１−１）。すると、まずバッテリ残量検出手段３９によりバッテリ２６の充電残量が検出され、また、補機消費電力選出手段４０により上述した補機類に使用される非駆動力消費電力が算出される。次に、バッテリ充放電量算出手段３８が、バッテリ２６の充電残量と、非駆動力消費電力とに基づき、第１モータ３及び第２モータ４からバッテリ２６に対する充放電量（放電量は負の値として）を算出する。なおこの際、バッテリ２６の充電残量が少ない場合、或いは非駆動力消費電力が大きい場合には、第１モータ３及び第２モータ４からバッテリ２６に対する充電量が大きくなり、反対にバッテリ２６の充電量が多い場合、或いは非駆動力消費電力が小さい場合には、バッテリ２６から第１モータ３及び第２モータ４に対する放電量が大きくなる。

つづいて、上記バッテリ充放電量算出手段３８により算出された、第１モータ３及び第２モータ４によるバッテリ２６に対する充放電量が、所定値ａ未満であるか否かを判定し（Ｓ２−２）、充放電量が所定値ａ未満の場合、つまりバッテリ２６の充電残量が多く、充電量が少なくて足り、特にバッテリ２６の電力を第１モータ３乃至第２モータ４に放電する形でハイブリッド車輌を走行させるような場合には（Ｓ２−２のＹｅｓ）、変速段選択手段３７は変速点マップＧｍａｐ１を選択し、該変速点マップＧｍａｐ１と走行状態（車速Ｖ及び駆動力Ｔ_Ｏ）とに基づき変速段を選択して（Ｓ２−４）、リターンする（Ｓ２−７）。またこの際、変速段選択手段３７により現在の変速段と異なる変速段が選択されると変速制御手段３４により、上述した第１の実施の形態と同様な有段変速機２１の変速が行われる。

つづいて、上記バッテリ充放電量算出手段３８により算出された、第１モータ３及び第２モータ４によるバッテリ２６に対する充放電量が所定値ａ以上である場合は、ステップＳ２−３に進み、該充放電量が所定値ｂ未満であるか否かを判定する。ここで、充放電量が所定値ａ以上、かつ所定値ｂ未満の場合、つまりバッテリ２６の充電残量が通常状態であり、充電量が少なくて足り、或いは放電量が少ないような、バッテリ２６の電力の充放電をあまり行わない場合には（Ｓ２−３のＹｅｓ）、変速段選択手段３７は変速点マップＧｍａｐ２を選択し、該変速点マップＧｍａｐ２と走行状態（車速Ｖ及び駆動力Ｔ_Ｏ）とに基づき変速段を選択して（Ｓ２−５）、リターンする（Ｓ２−７）。またこの際、変速段選択手段３７により現在の変速段と異なる変速段が選択されると変速制御手段３４により、上述した第１の実施の形態と同様な有段変速機２１の変速が行われる。

そして、上記バッテリ充放電量算出手段３８により算出された、第１モータ３及び第２モータ４によるバッテリ２６に対する充放電量が所定値ａ以上であり、かつ所定値ｂ以上である場合には、ステップＳ２−６に進む。この際は、該充放電量が所定値ｂ以上である場合であり、つまりバッテリ２６の充電残量が少ない状態、或いは非駆動力消費電力が大きい場合であって、充電量を多くする必要がある場合であるので、変速段選択手段３７は変速点マップＧｍａｐ３を選択し、該変速点マップＧｍａｐ３と走行状態（車速Ｖ及び駆動力Ｔ_Ｏ）とに基づき変速段を選択して、リターンする（Ｓ２−７）。またこの際、変速段選択手段３７により現在の変速段と異なる変速段が選択されると変速制御手段３４により、上述した第１の実施の形態と同様な有段変速機２１の変速が行われる。

以上のように、本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車輌の変速制御装置１_２によると、第１の実施の形態と同様に、変速段選択手段３７が、有段変速機２１の各変速段における第１モータ３及び第２モータ４にて電気エネルギーに変換される量である電気変換量に差異が生じる際に、該電気変換量が少なくなるように有段変速機２１の変速段を選択し、変速制御手段３４が、該変速段選択手段３７により選択された変速段に有段変速機２１を変速制御するので、有段変速機２１の変速により第１モータ３及び第２モータ４のコンパクト化を図ることができるものでありながら、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるように変速することができ、電気エネルギーに変換される際の損失が増えることを防ぐことが可能となり、それによりハイブリッド車輌としての燃費の向上を図ることができる。

また特に、変速段選択手段３７が、ドライバの要求出力（即ち駆動力Ｔ_Ｏ）と車速Ｖとに対応し、各変速段の電気変換量の少なさに応じて区別した位置を変速点とした変速点マップＧｍａｐを有して、該変速点マップＧｍａｐに基づき有段変速機２１の変速段を選択するので、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。

また同様に、変速段選択手段３７が、アクセル開度Ａｄと車速Ｖとに対応し、各変速段の電気変換量の少なさに応じて区別した位置を変速点とした変速点マップを有して、該変速点マップに基づき有段変速機２１の変速段を選択することでも、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。

更に、変速段選択手段３７が、バッテリ２６に対する充放電量に応じて変速点の位置が異なる変速点マップを変速点マップＧｍａｐ１、Ｇｍａｐ２、Ｇｍａｐ３のように複数有して、バッテリ充放電量算出手段３８により検出されたバッテリ２６に対する充放電量に基づきそれら変速点マップＧｍａｐ１、Ｇｍａｐ２、Ｇｍａｐ３より１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき有段変速機２１の変速段を選択するので、バッテリ２６に対する充放電量に応じて第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなる有段変速機２１の変速段を選択することが可能となる。

また、バッテリ充放電量算出手段３８は、バッテリ残量検出手段３９により検出されたバッテリ２６の充電残量に基づきバッテリ２６に対する充放電量を算出することができる。更に、バッテリ充放電量算出手段３８は、補機消費電力算出手段４０により検出された非駆動力消費電力に基づきバッテリ２６に対する充放電量を算出することができる。

なお、本第２の実施の形態においては、バッテリ充放電量算出手段３８によりバッテリ２６に対する充放電量を算出し、変速段選択手段３７が該充放電量に基づき複数の変速点マップＧｍａｐ１〜Ｇｍａｐ３より１つの変速点マップを選択するものについて説明したが、変速段選択手段３７がバッテリ２６の充電残量に対応した複数の変速マップを有して、バッテリ残量検出手段３９により検出されたバッテリ２６の充電残量に基づき複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき有段変速機２１の変速段を選択するようにしてもよい。これによって、バッテリ２６の充電残量に応じて第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなる有段変速機２１の変速段を選択することが可能となる。

更に、変速段選択手段３７が、バッテリ残量検出手段３９により検出されたバッテリ２６の充電残量と、補機消費電力算出手段４０により検出された補機類による非駆動力消費電力と、に基づき複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき有段変速機２１の変速段を選択するようにしてもよく、これによって、バッテリ２６の充電残量だけでなく、非駆動力消費電力にも応じて第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなる有段変速機２１の変速段を選択することが可能となる。

なお、以上説明した第２の実施の形態において、変速点マップを変速点マップＧｍａｐ１、Ｇｍａｐ２、Ｇｍａｐ３のように３つ有するものについて説明したが、これに限らず、変速点マップを更に多く（或いは少なく）有するようなものであってもよく、つまり変速点マップは何れの数を有しているものであってもよい。

＜第３の実施の形態＞
ついで、上記第１及び第２の実施の形態を一部変更した第３の実施の形態について、図９に沿って説明する。図９は第３の実施の形態に係るハイブリッド車輌を示す図で、（ａ）はスケルトン図、（ｂ）は係合表である。なお、本第３の実施の形態においては、第１及び第２の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。

第１及び第２の実施の形態においては、ハイブリッド車輌が有するトランスミッション１０として、エンジン２、第１モータ３、第２モータ４、出力軸６のそれぞれがプラネタリギヤユニットＰＵの４つの回転要素に連結されたものについて説明したが、第３の実施の形態においては、トランスミッション１０’として、エンジン２、第１モータ３、出力軸６のそれぞれがシンプルプラネタリギヤＳＰの３つの回転要素に連結されており、該出力軸６に第２モータ４が連結されているものである。

図９に示すように、トラスミッション１０’のハイブリッド機構４０は、第１モータ３と、第２モータ４と、シンプルプラネタリギヤ（差動歯車機構）ＳＰとを備えており、該シンプルプラネタリギヤＳＰは、３つの回転要素として、サンギヤ（制御回転要素）Ｓ１、キャリヤ（入力回転要素）ＣＲ１,リングギヤ（出力回転要素）Ｒ１を有している。また、該ハイブリッド機構４０は、エンジン２が連結された入力軸５を有しており、該入力軸５はキャリヤＣＲ１に、第１モータ３は連結軸３ａを介してサンギヤＳ１に、リングギヤＲ１は出力軸６に、それぞれ連結されている。つまり、シンプルプラネタリギヤＳＰが動力分配機構として構成されており、エンジン２からの駆動力を第１モータ３に分配自在で、かつ出力軸６に出力自在にしている。そして、出力軸６（及びリングギヤＲ１）には、第２モータ４が連結軸４ａを介して連結されている。なお、有段変速機２１は、第１及び第２の実施の形態で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。

上記トランスミッション１０’において、有段変速機２１を変速すると、ハイブリッド車輌が慣性走行することから車速Ｖは略一定であり、ハイブリッド機構４０の出力軸６の回転数Ｎ_Ｏ及び第２モータ４のＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２は、有段変速機２１のギヤ比に応じて変速されるように制御される。また、例えばエンジン２がエンジン最適燃費マップＥｍａｐに基づき駆動制御されていると、エンジン回転数Ｎ_Ｅは略一定であるので、出力軸６の回転数Ｎ_Ｏの回転数変化に応じて、シンプルプラネタリギヤＳＰのギヤ比に基づき第１モータ３のＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１が変化するように制御される。

また、例えばエンジン２がエンジン最適燃費Ｅｍａｐに基づき駆動制御されていると、エンジントルクＴ_Ｅは略一定であるため、第１モータ３に分配されるトルク、即ちエンジントルクＴ_Ｅに対する反力となるＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１も略一定となるように制御される。すると、該エンジントルクＴ_Ｅ及びＭＧ１トルクＴ_ＭＧ１が略一定であるため、つまりシンプルプラネタリＳＰより分配されて出力されるトルク（即ちリングギヤＲ１に出力されるトルク）が略一定となるので、第２モータ４のＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２は、有段変速機２１の変速に伴い変化する、出力軸６における要求トルクに応じるために変化するように制御される。

このようにＭＧ１回転数Ｎ_ＭＧ１、ＭＧ２回転数Ｎ_ＭＧ２、及びＭＧ２トルクＴ_ＭＧ２が、有段変速機２１の変速段によって変化するため、第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量も変速段によって差異が生じる。

そこで、第１の実施の形態と同様に、電気変換量演算手段３６によって各変速段（低速段Ｌｏｗ及び高速段Ｈｉｇｈ）における電気変換量を演算し、変速段選択手段３７により電気変換量が少なくなるように変速段を選択して、変速制御手段３４により選択された変速段に変速制御することで、電気変換量が少なくなるようにすることが可能となる。

また、第２の実施の形態と同様に、ハイブリッド車輌の各種走行状態、即ちバッテリ２６に対する充放電量（或いはバッテリ２６の充電残量、補機類による非駆動力消費電力）に応じた変速点マップＧｍａｐを複数有しておき、変速段選択手段３７が、バッテリ充放電量算出手段３８により検出されるバッテリ２６に対する充放電量（或いは充電残量や非駆動力消費電力）に基づき複数の変速点マップＧｍａｐから１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき変速段を選択し、そして、変速制御手段３４が選択された変速段に変速制御することで、電気変換量が少なくなるようにすることが可能となる。

以上のように第３の実施の形態に係る本発明によると、変速段選択手段３７が、有段変速機２１の各変速段における第１モータ３及び第２モータ４にて電気エネルギーに変換される量である電気変換量に差異が生じる際に、該電気変換量が少なくなるように有段変速機２１の変速段を選択し、変速制御手段３４が、該変速段選択手段３７により選択された変速段に有段変速機２１を変速制御するので、有段変速機２１の変速により第１モータ３及び第２モータ４のコンパクト化を図ることができるものでありながら、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるように変速することができ、電気エネルギーに変換される際の損失が増えることを防ぐことが可能となり、それによりハイブリッド車輌としての燃費の向上を図ることができる。

また、シンプルプラネタリギヤＳＰの複数の回転要素は、エンジン２に連結されるキャリヤＣＲ１と、第１モータ３に連結されるサンギヤＳ１と、出力軸６に連結されるリングギヤＲ１とにより構成されてなり、第２モータ４は出力軸６に連結されるので、有段変速機２１の変速段によって電気変換量に差異が生じる場合があるが、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるように変速することができるので、電気エネルギーに変換される際の損失が増えることを防ぐことができ、それによりハイブリッド車輌としての燃費の向上を図ることができる。

更に、電気変換量演算手段３６を備え、各変速段における電気変換量を演算することで、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。

また、電気変換量演算手段３６が、バッテリ充電残量検出手段３９により検出されたバッテリ２６の充電残量に基づき、各変速段における電気変換量を補正演算するので、バッテリ２６と第１モータ３及び第２モータ４との間に充電又は放電が行われる場合であっても、各変速段における電気変換量を演算することを可能とすることができ、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。

更に、電気変換量演算手段３６が、補機消費電力算出手段４０により算出された非駆動力消費電力に基づき、各変速段における電気変換量を補正演算するので、例えばエアコン、パワーステアリングなどの補機類に対してバッテリ２６から電力供給が行われる場合であっても、各変速段における電気変換量を演算することを可能とすることができ、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。

また、変速段選択手段３７が、ドライバの要求出力（又はアクセル開度Ａｄ）と車速とに対応し、各変速段の電気変換量の少なさに応じて区別した位置を変速点とした変速点マップＧｍａｐを有して、該変速点マップＧｍａｐに基づき有段変速機２１の変速段を選択することで、有段変速機２１を第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなるような変速段を選択することが可能となる。

更に、変速段選択手段３７が、バッテリ２６に対する充放電量に応じて変速点の位置が異なる変速点マップＧｍａｐを複数有して、バッテリ充放電量算出手段３８により検出されたバッテリに対する充放電量に基づき複数の変速点マップＧｍａｐより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき有段変速機２１の変速段を選択することで、バッテリ２６に対する充放電量に応じて第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなる有段変速機２１の変速段を選択することが可能となる。

また、バッテリ充放電量算出手段３８は、バッテリ残量検出手段３９により検出されたバッテリ２６の充電残量に基づきバッテリ２６に対する充放電量を算出することができる。更に、バッテリ充放電量算出手段３８は、補機消費電力算出手段４０により検出された非駆動力消費電力に基づきバッテリ２６に対する充放電量を算出することができる。

更に、変速段選択手段３７がバッテリ２６の充電残量に対応した複数の変速マップを有して、バッテリ残量検出手段３９により検出されたバッテリ２６の充電残量に基づき複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき有段変速機２１の変速段を選択することで、バッテリ２６の充電残量に応じて第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなる有段変速機２１の変速段を選択することが可能となる。

また、変速段選択手段３７が、バッテリ残量検出手段３９により検出されたバッテリ２６の充電残量と、補機消費電力算出手段４０により検出された補機類による非駆動力消費電力と、に基づき複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき有段変速機２１の変速段を選択することで、バッテリ２６の充電残量だけでなく、非駆動力消費電力にも応じて第１モータ３及び第２モータ４における電気変換量が少なくなる有段変速機２１の変速段を選択することが可能となる。

なお、以上に説明した本発明に係る第１、第２及び第３の実施の形態において、有段変速機２１は、クラッチＣ、ブレーキＢ、ワンウェイクラッチＦ、及びダブルピニオンプラネタリギヤＤＰを有して２段変速し得るものについて説明したが、これに限らず、有段変速機２１は変速できるものであれば、どのような構成のものであってもよく、更に、２段変速に限らず、例えば３段変速、４段変速など、複数段に変速できるものであれば、何れのものを用いても適用することができる。

また、第１、及び第２の実施の形態で説明したハイブリッド機構２０においては、いわゆるシンプソンタイプのプラネタリギヤユニットＰＵを用いたものを説明したが、例えばラビニヨタイプのプラネタリギヤユニットを用いてもよく、更に、例えばプラネタリギヤを２つ用いたものであってもよく、つまり４つの回転要素を有してそれら４つの回転要素にそれぞれ連結されたエンジン、第１モータ、第２モータ、及び出力軸を連結関係にするものであれば、どのようなものであってもよい。

更に、第３の実施の形態で説明したハイブリッド機構４０においては、シンプルプラネタリギヤＳＰを用いたものを説明したが、例えばダブルピニオンプラネタリギヤを用いたものであってもよく、つまり３つの回転要素を有して、それら３つの回転要素にそれぞれ連結されたエンジン、第１モータ、及び出力軸を連結関係にするものであれば、どのようなものであってもよい。また、ハイブリッド機構４０においては、第２モータ４を連結軸４ａを介して出力軸６に連結しているが、例えば直接第２モータのロータを出力軸上に連結するようなものであってもよい。

第１の実施の形態に係るハイブリッド車輌の変速制御装置を示すブロック図。 第１の実施の形態に係るハイブリッド車輌を示す図で、（ａ）はスケルトン図、（ｂ）は係合表。 第１の実施の形態に係る変速制御を示すフローチャート。 電気変換量を示す図で、（ａ）は低速段時の電気変換量を示す説明図、（ｂ）は高速段時の電気変換量を示す説明図、（Ｃ）は低速段時と高速段時との電気変換量の差を示す説明図。 有段変速機を低速段から高速段に変速した際を示すタイムチャート。 第２の実施の形態に係るハイブリッド車輌の変速制御装置を示すブロック図。 第２の実施の形態に係る変速制御を示すフローチャート。 変速点マップを示す図で、（ａ）はバッテリに対する充放電量が多い状態の変速点マップの図、（ｂ）はバッテリに対する充放電量が通常状態の変速点マップの図、（ｃ）はバッテリに対する充放電量が少ない状態の変速点マップの図。 第３の実施の形態に係るハイブリッド車輌を示す図で、（ａ）はスケルトン図、（ｂ）は係合表。

符号の説明

１ ハイブリッド車輌の変速制御装置
２ エンジン
３ 第１モータ
４ 第２モータ
６ 出力軸
１２ 駆動車輪
２１ 有段変速機
２６ バッテリ
３４ 変速制御手段
３６ 電気変換量演算手段
３７ 変速段選択手段
３８ バッテリ充放電量算出手段
３９ バッテリ残量検出手段
４０ 補機消費電力算出手段
図２のＰＵ 差動歯車機構（プラネタリギヤユニット）
図２のＣＲ２ 複数の回転要素、入力回転要素（キャリヤ）
図２のＳ１ 複数の回転要素、第１制御回転要素（サンギヤ）
図２のＳ２ 複数の回転要素、第１制御回転要素（サンギヤ）
図２のＲ１ 複数の回転要素、第２制御回転要素（リングギヤ）
図２のＣＲ１ 複数の回転要素、出力回転要素（キャリヤ）
図２のＲ２ 複数の回転要素、出力回転要素（リングギヤ）
図９のＳＰ 差動歯車機構（シンプルプラネタリギヤ）
図９のＣＲ１ 複数の回転要素、入力回転要素（キャリヤ）
図９のＳ１ 複数の回転要素、制御回転要素（サンギヤ）
図９のＲ１ 複数の回転要素、出力回転要素（リングギヤ）
ＧＣＰ 変速点
ＧＣＰ１ 変速点
ＧＣＰ２ 変速点
ＧＣＰ３ 変速点
Ｇｍａｐ 変速点マップ
Ｇｍａｐ１ 変速点マップ
Ｇｍａｐ２ 変速点マップ
Ｇｍａｐ３ 変速点マップ
Ｈｉｇｈ 複数段、高速段
Ｌｏｗ 複数段、低速段
Ｎ_ＥＴＧ 目標エンジン回転数
Ｎ_ＭＧ１ 第１モータの回転数
Ｎ_ＭＧ２ 第２モータの回転数
Ｎ_Ｏ 出力軸の回転
Ｐｌｏ１＋Ｐｌｏ２ 電気変換量
Ｐｈｉ１＋Ｐｈｉ２ 電気変換量
Ｔ_ＥＴＧ 目標エンジン出力トルク
Ｔ_ＭＧ１ 第１モータの出力トルク
Ｔ_ＭＧ２ 第２モータの出力トルク
Ｔ_Ｏ 出力軸の出力トルク
Ｖ 車速

Claims (10)

1. 第１モータと、第２モータと、複数の回転要素を有してエンジン、該第１モータ、該第２モータ、及び出力軸を連結関係にする差動歯車機構と、該出力軸と駆動車輪との間に介在すると共に該出力軸の回転を複数段に変速して該駆動車輪に出力する有段変速機と、を備えたハイブリッド車輌の変速制御装置において、
   バッテリに対する充放電量を算出するバッテリ充放電量算出手段と、
   前記有段変速機の各変速段における前記第１モータ及び前記第２モータの少なくとも一方にて電気エネルギーに変換される量である電気変換量の少なさに応じて区別した位置を変速点とすると共に、前記バッテリに対する充放電量に応じて前記変速点の位置が異なる変速点マップを複数有し、前記バッテリ充放電量算出手段により算出された前記バッテリに対する充放電量に基づき前記複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき前記有段変速機の変速段を選択することで、該電気変換量が少なくなるように前記有段変速機の変速段を選択する変速段選択手段と、
   前記変速段選択手段により選択された変速段に前記有段変速機を変速制御する変速制御手段と、を備える、
   ことを特徴とするハイブリッド車輌の変速制御装置。
2. バッテリの充電残量を検出するバッテリ残量検出手段を備え、
   前記バッテリ充放電量算出手段は、前記バッテリ残量検出手段により検出された前記バッテリの充電残量に基づき、前記バッテリに対する充放電量を算出してなる、
   請求項１記載のハイブリッド車輌の変速制御装置。
3. 前記バッテリの電力を車輌走行の駆動力以外に消費する非駆動力消費電力を検出する補機消費電力算出手段を備え、
   前記バッテリ充放電量算出手段は、前記補機消費電力算出手段により検出された前記非駆動力消費電力に基づき、前記バッテリに対する充放電量を算出してなる、
   請求項１または２記載のハイブリッド車輌の変速制御装置。
4. 第１モータと、第２モータと、複数の回転要素を有してエンジン、該第１モータ、該第２モータ、及び出力軸を連結関係にする差動歯車機構と、該出力軸と駆動車輪との間に介在すると共に該出力軸の回転を複数段に変速して該駆動車輪に出力する有段変速機と、を備えたハイブリッド車輌の変速制御装置において、
   バッテリの充電残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
   前記有段変速機の各変速段における前記第１モータ及び前記第２モータの少なくとも一方にて電気エネルギーに変換される量である電気変換量の少なさに応じて区別した位置を変速点とすると共に、前記バッテリの充電残量に応じて前記変速点の位置が異なる変速点マップを複数有し、前記バッテリ残量検出手段により検出された前記バッテリの充電残量に基づき前記複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき前記有段変速機の変速段を選択することで、該電気変換量が少なくなるように前記有段変速機の変速段を選択する変速段選択手段と、
   前記変速段選択手段により選択された変速段に前記有段変速機を変速制御する変速制御手段と、を備える、
   ことを特徴とするハイブリッド車輌の変速制御装置。
5. 前記バッテリの電力を車輌走行の駆動力以外に消費する非駆動力消費電力を検出する補機消費電力算出手段を備え、
   前記変速段選択手段は、前記バッテリ残量検出手段により検出された前記バッテリの充電残量と、前記補機消費電力算出手段により検出された前記非駆動力消費電力と、に基づき前記複数の変速点マップより１つの変速点マップを選択し、該選択された変速点マップに基づき前記有段変速機の変速段を選択してなる、
   請求項４記載のハイブリッド車輌の変速制御装置。
6. 前記変速点マップの変速点は、ドライバの要求出力と車速とに対応してなる、
   請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリッド車輌の変速制御装置。
7. 前記変速点マップの変速点は、アクセル開度と車速とに対応してなる、
   請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリッド車輌の変速制御装置。
8. 前記差動歯車機構の複数の回転要素は、前記エンジンに連結される入力回転要素と、前記第１モータに連結される制御回転要素と、前記出力軸に連結される出力回転要素と、により構成されてなり、
   前記第２モータは、前記出力軸に連結されてなる、
   請求項１ないし７のいずれか記載のハイブリッド車輌の変速制御装置。
9. 前記差動歯車機構の複数の回転要素は、前記エンジンに連結される入力回転要素と、前記第１モータに連結される第１制御回転要素と、前記第２モータに連結される第２制御回転要素と、前記出力軸に連結される出力回転要素と、により構成されてなる、
   請求項１ないし８のいずれか記載のハイブリッド車輌の変速制御装置。
10. 前記有段変速機は、低速段又は高速段に変速し得る２段変速機である、
    請求項１ないし９のいずれか記載のハイブリッド車輌の変速制御装置。

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