JP4274155B2 - 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Description

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前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、遊星歯車機構の各回転要素にエンジンと第１モータジェネレータと出力軸とが接続される（主動力源）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（アシスト動力源）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、変速機の変速段を変更する際には、変速が開始されてから出力軸のトルクが低下し始めたタイミングで主動力源から出力軸に出力するトルクを補正し、トルクの補正量や補正のタイミングを変速が開始されてからイナーシャ相が開始されるまでの時間により学習することにより、変速に伴うショックの抑制を図っている。
特開２００４−２０３２２０号公報

上述の動力出力装置では、主動力源から出力するトルクの補正量やそのタイミングを変速が開始されてからイナーシャ相が開始されるまでの時間により学習しているが、変速段が変更される際の変速機の入出力状態たとえば電動機の駆動力や出力軸の回転数については考慮されていない。変速が開始されてから駆動軸のトルクが低下し始めるタイミングやその低下量は、変速機の入出力状態によっても変わるから、イナーシャ相が開始されるまでの時間のみにより学習を行なっても適切な学習を行なうことができない場合が生じ、変速に伴うショックを抑制できない場合がある。

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、変速比を変更する際に駆動軸に作用する駆動力が変動するのをより確実に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これを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１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可能な電力動力入出力手段と、
動力の入出力が可能な電動機と、
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、
変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
前記駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には、該変速比の変更に起因して前記電動機の回転軸の回転数が変化を開始するタイミングを判定し、該判定したタイミングと前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行態様について学習する学習手段と、
前記駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には、前記学習手段による学習結果と前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行態様を設定し、該設定した実行態様をもって前記変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から該駆動軸に出力される直達駆動力により打ち消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を駆動制御する変速比変更時制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の動力出力装置では、駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って変速伝達手段における変速比が変更される際には変速比の変更に起因して電動機の回転軸の回転数が変化を開始するタイミングを判定しこの判定したタイミングと変速比が変更される際の変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行態様について学習し、駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って変速伝達手段における変速比が変更される際には学習結果と変速比が変更される際の変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行態様を設定しこの設定した実行態様をもって駆動軸に作用する駆動力の所定の変動の少なくとも一部が電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に出力される直達駆動力により打ち消されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御する。従って、駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って変速比が変更される際に変動の少なくとも一部が直達駆動力により打ち消されるよう制御する際の実行態様についての学習をより適切なものとすることができる。この結果、変速比を変更する際に駆動軸に作用する駆動力が変動するのをより確実に抑制することができる。

こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記学習手段は、前記実行態様として実行タイミングについて学習する手段であり、前記変速比変更時制御手段は、前記学習手段による学習結果と前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行タイミングを設定して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、駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って変速比が変更される際に変動の少なくとも一部が直達駆動力により打ち消されるよう制御する際の実行タイミングを学習して制御に反映することができる。この態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記変速伝達手段は、油圧を用いて少なくとも一つのクラッチの係合状態を変更することにより変速比を変更可能な手段であり、前記変速比変更時制御手段は、デフォルト値として前記少なくとも一つのクラッチのうち係合するクラッチの係合開始準備としての油充填が完了するタイミングと前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて前記実行タイミングを設定して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、実行タイミングをより適切なものとすることができる。

本発明の第２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可能な電力動力入出力手段と、
動力の入出力が可能な電動機と、
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、
油圧を用いて少なくとも一つのクラッチの係合状態を変更することにより変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
前記駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には、前記少なくとも一つのクラッチのうち係合するクラッチの係合開始準備としての油充填が完了するタイミングと前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行タイミングを設定し、該設定した実行タイミングをもって前記変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から該駆動軸に出力される直達駆動力により打ち消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を駆動制御する変速比変更時制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の動力出力装置では、駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って変速伝達手段における変速比が変更される際には、変速伝達手段における変速比の変更に用いられる少なくとも一つのクラッチのうち係合するクラッチの係合開始準備としての油充填が完了するタイミングと変速比が変更される際の変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行タイミングを設定しこの実行タイミングをもって駆動軸に作用する駆動力の所定の変動の少なくとも一部が電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に出力される直達駆動力により打ち消されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御する。従って、駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って変速比が変更される際に変動の少なくとも一部が直達駆動力により打ち消されるよう制御する際の実行タイミングをより適切なものとすることができる。この結果、変速比を変更する際に駆動軸に作用する駆動力が変動するのをより確実に抑制することができる。

本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記変速伝達手段の入出力状態は、前記電動機の駆動状態，前記駆動軸の回転状態の少なくとも一つを含む状態であるものとすることもできる。

本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記学習手段と前記変速比変更時制御手段は、前記電動機から正の駆動力が出力されている状態で前記変速伝達手段の変速比を増速側に変更する際に前記駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際として機能する手段であるものとすることもできる。

本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記変速比変更時制御手段は、前記電力動力入出力手段からのトルクの入出力を変更することにより前記変動の少なくとも一部が前記直達駆動力により打ち消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。この場合、前記変速比変更時制御手段は、前記内燃機関が目標回転数で運転されるよう前記電力動力入出力手段を制御する際の該目標回転数を変更することにより前記電力動力入出力手段からのトルクの入出力を変更する手段であるものとすることもできる。

本発明の第１または第２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軸のうちのいずれか２軸に入出力される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。

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第１または第２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可能な電力動力入出力手段と、動力の入出力が可能な電動機と、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、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には該変速比の変更に起因して前記電動機の回転軸の回転数が変化を開始するタイミングを判定し該判定したタイミングと前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行態様について学習する学習手段と、前記駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には前記学習手段による学習結果と前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行態様を設定し該設定した実行態様をもって前記変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から該駆動軸に出力される直達駆動力により打ち消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を駆動制御する変速比変更時制御手段とを備える第１の動力出力装置、または、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可能な電力動力入出力手段と、動力の入出力が可能な電動機と、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、油圧を用いて少なくとも一つのクラッチの係合状態を変更することにより変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には前記少なくとも一つのクラッチのうち係合するクラッチの係合開始準備としての油充填が完了するタイミングと前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行タイミングを設定し、該設定した実行タイミングをもって前記変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から該駆動軸に出力される直達駆動力により打ち消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を駆動制御する変速比変更時制御手段とを備える第２の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述した各態様のいずれかの本発明の第１または第２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、変速比を変更する際に駆動軸に作用する駆動力が変動するのをより確実に抑制することができる効果など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、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可能な電力動力入出力手段と、動力の入出力が可能な電動機と、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、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には、該変速比の変更に起因して前記電動機の回転軸の回転数が変化を開始するタイミングを判定し、該判定したタイミングと前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行態様について学習し、
（ｂ）前記駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には、前記ステップ（ａ）による学習結果と前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行態様を設定し、該設定した実行態様をもって前記変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から該駆動軸に出力される直達駆動力により打ち消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を駆動制御する
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って変速伝達手段における変速比が変更される際には変速比の変更に起因して電動機の回転軸の回転数が変化を開始するタイミングを判定しこの判定したタイミングと変速比が変更される際の変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行態様について学習し、駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って変速伝達手段における変速比が変更される際には学習結果と変速比が変更される際の変速伝達手段の入出力状態とに基づいて実行態様を設定しこの設定した実行態様をもって駆動軸に作用する駆動力の所定の変動の少なくとも一部が電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に出力される直達駆動力により打ち消されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御する。従って、駆動軸に作用する駆動力の所定の変動を伴って変速比が変更される際に変動の少なくとも一部が直達駆動力により打ち消されるよう制御する際の実行態様についての学習をより適切なものとすることができる。この結果、変速比を変更する際に駆動軸に作用する駆動力が変動するのをより確実に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。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。

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。

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。

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。

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。

ブレーキＢ１，Ｂ２は、図３に例示する油圧回路１００からの油圧によりオンオフされる。油圧回路１００は、図示するように、エンジン２２の回転により駆動される機械式ポンプ１０２と、内蔵する電気モータ１０４ａにより駆動される電動ポンプ１０４と、機械式ポンプ１０２または電動ポンプ１０４から圧送されたオイルのライン油圧ＰＬを調整する３ウェイソレノイド１０６およびプレッシャーコントロールバルブ１０８と、ライン油圧ＰＬを用いてブレーキＢ１，Ｂ２の係合力を調整するリニアソレノイド１１０，１１１やコントロールバルブ１１２，１１３，アキュムレータ１１４，１１５とから構成されている。この油圧回路１００では、ライン油圧ＰＬは、３ウェイソレノイド１０６を駆動してプレッシャーコントロールバルブ１０８の開閉を制御することにより調整することができ、ブレーキＢ１，Ｂ２の係合力は、リニアソレノイド１１０，１１１に印加する電流を制御してライン油圧ＰＬをブレーキＢ１，Ｂ２に伝達させるコントロールバルブ１１２，１１３の開閉を制御することにより調節することができる。

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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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。

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、電気モータ１０４ａへの駆動信号や３ウェイソレノイド１０６への駆動信号，リニアソレノイド１１０，１１１への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

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。

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の変速比を変更する際の動作について説明する。図４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。

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の残容量ＳＯＣ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，変速機６０のギヤ比Ｇｒなどの制御に必要なデータを入力する処理を行なう（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演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。残容量ＳＯＣは、電流センサにより検出されたバッテリ５０の充放電電流に基づいてバッテリＥＣＵ５２により演算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。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、残容量ＳＯＣや電池温度Ｔｂなどに基づいてバッテリＥＣＵ５２により設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。変速機６０のギヤ比Ｇｒは、基本的には、変速比が変更されたときのギヤの状態に基づいてＨｉギヤのギヤ比ＧｈｉかＬｏギヤのギヤ比Ｇｌｏかのいずれかをギヤ比Ｇｒとして入力するものとし、変速比の変更中にはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２をリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒで割って演算されたものをギヤ比Ｇｒとして入力するものとした。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることにより求めることができる。

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から出力すべき要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、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ている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。要求トルク設定用のマップの一例を図５に示す。また、要求パワーＰｅ＊は、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の充放電要求パワーＰｂ＊と損失Ｌｏｓｓとの和により演算されたものを設定するものとした。なお、充放電要求パワーＰｂ＊は、残容量ＳＯＣやアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定することができる。

要求パワーＰｅ＊を設定すると、設定した要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく運転させる動作ラインとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。エンジン２２の動作ラインの一例および目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図６に示す。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、図示するように、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。

次に、変速機６０の変速比が変更されている最中（変速処理中）であるかを判定し（ステップＳ１３０）、変速処理中でないと判定されたときには変速機６０の変速比を変更すべき変速要求がなされているかを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、変速要求は、実施例では、要求トルクＴｒ＊と車速Ｖと変速機６０の現在のギヤの状態とに基づいて予め定められたタイミングで行なうものとした。変速処理中でなく変速要求もなされていないと判定されたときには、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＊を設定すると共に設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２２０）。動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図を図７に示す。図中、左のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。前述したように、サンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１でありキャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅであるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊はリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（１）により計算することができる。したがって、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することにより、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。ここで、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「ＫＰ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ＫＩ」は積分項のゲインである。なお、図７におけるＲ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１により反力（Ｓ軸上の下向きのトルク）を受け持ちながらエンジン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させたときにエンジン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（以下、これを直達トルクＴｅｒ（＝−Ｔｍ１＊／ρ）と呼ぶ）と、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。

Nm1*=(Ne*・(1+ρ)-k・V)/ρ …（１）
Tm1*=前回Tm1*＋KP（Nm1*-Nm1)＋KI∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）

モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを設定すると、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と変速機６０のギヤ比Ｇｒとに基づいて要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに作用させるためにモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算する（ステップＳ２３０）。なお、式（３）は、図７の共線図に基づいて容易に導き出すことができる。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づいて次式（４）および次式（５）によりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの下限，上限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算し（ステップＳ２４０）、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとトルク制限Ｔｍ２ｍａｘとのうち小さい方とトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎとを比較し、両者のうち大きい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定する（ステップＳ２５０）。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。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（３）
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（５）

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Ｓ２６０）、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。

ステップＳ１４０で変速要求がなされたと判定されると、その変速要求が変速機６０のギヤの状態をＬｏギヤからＨｉギヤに変更するアップシフトの変速要求であるかを判定する（ステップＳ１５０）。アップシフトの変速要求であると判定されると、アップシフト処理を開始すると共に（ステップＳ１６０）、学習処理を開始する（ステップＳ１７０）。アップシフト処理は、図８に例示するアップシフト処理を実行することにより行なわれ、学習処理は、図９に例示する学習処理を実行することにより行なわれる。以下、図３の駆動制御ルーチンの説明を中断し、アップシフト処理と学習処理について説明する。

アップシフト処理では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、図４の駆動制御ルーチンで現在設定されているモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と車速センサ８８からの車速Ｖとを入力し（ステップＳ３００）、ブレーキＢ１に対してファストフィルを実行する処理を行なう（ステップＳ３１０）。ここで、ファストフィルは、ブレーキＢ１の摩擦部材が当接するまでの隙間を埋めるためにパックにオイルを急速充填させる処理である。具体的には、ブレーキＢ１側のリニアソレノイド１１０を１００％かそれに近い所定のデューティ比で所定時間だけ駆動する処理となる。ここで、所定時間は、実施例では、所定のデューティ比でリニアソレノイド１１０を駆動してパックにオイルが必要量充填されるまでの時間を予め計測しておいたものを用いた。なお、このファストフィルの実行と併せて、ファストフィルによりオイルが充填されるブレーキＢ１とは反対のブレーキＢ２に作用しているオイルを抜く動作も行なわれる。所定時間が経過してファストフィルの実行が終了すると（ステップＳ３２０）、ブレーキＢ１のリニアソレノイド１１０を１００％かそれに近い所定のデューティ比から低いデューティ比として定圧待機し（ステップＳ３３０）、入力したトルク指令Ｔｍ２＊が値０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３４０）。トルク指令Ｔｍ２＊が値０よりも大きくない即ち値０以下と判定されたときにはモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が低下し始めるタイミングとしてのイナーシャ相の開始を待って（ステップＳ３５０）、ブレーキＢ１に作用する油圧を徐々に大きくしてブレーキＢ１が完全に係合されるようリニアソレノイド１１０を制御する昇圧制御を実行して（ステップＳ４１０）、処理を終了する。ここで、イナーシャ相が開始されたか否かは、例えば、モータＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ２と前回の回転数との差に基づいて判定することができる。一方、トルク指令Ｔｍ２＊が値０よりも大きいと判定されると、入力したトルク指令Ｔｍ２＊と車速Ｖとに基づいて実行タイミング設定用マップから実行タイミングＴ０を設定し（ステップＳ３６０）、設定した実行タイミングＴ０が到来するまで待ち（ステップＳ３７０）、実行タイミングＴ０が到来したときに、フラグＦに値１を設定し（ステップＳ３８０）、更にイナーシャ相が開始されるまで待って（ステップＳ３９０）、フラグＦを値０にリセットすると共に（ステップＳ４００）、上述した昇圧制御を実行して（ステップＳ４１０）、処理を終了する。従って、フラグＦは、実行タイミングＴ０が到来したときからイナーシャ相が開始するまでに亘って値１が設定されることになる。フラグＦを用いて図４の駆動制御ルーチンで行なわれる処理については後述する。また、実行タイミングＴ０は、アップシフト処理によりモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用されるトルクが低下したときにこれを直達トルクＴｅｒにより補うときのタイミングを定めるものであり、デフォルト値としては上述したファストフィルが終了するまでの時間にトルク指令Ｔｍ２＊および車速Ｖ毎に長短するよう定めた付加時間ΔＴを付加したものとして設定され、その後、図９の学習処理による学習により更新されるものである。ここで、付加時間ΔＴをトルク指令Ｔｍ２＊および車速Ｖ毎に長短させているのは、アップシフト処理によりモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用されるトルクが低下し始めるタイミングがそのときのモータＭＧ２から出力されているトルクや車速によって変化するから、トルクの低下を直達トルクＴｅｒにより補うときのタイミングも変化することに基づく。

学習処理では、まず、現在のモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と車速センサ８８からの車速Ｖとを入力して（ステップＳ５００）、入力したトルク指令Ｔｍ２＊が値０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５１０）。トルク指令Ｔｍ２＊が値０よりも大きくない即ち値０以下と判定されたときには学習を要しないと判断してそのまま処理を終了し、トルク指令Ｔｍ２＊が値０よりも大きいと判定されたときにはイナーシャ相が開始されるまで待つ処理を行なう（ステップＳ５２０）。イナーシャ相が開始されると、変速要求がなされてイナーシャ相が開始されるまでの時間としてのイナーシャ相開始時間Ｔｉｎａを計測し（ステップＳ５３０）、入力したトルク指令Ｔｍ２＊に基づいて補正係数Ｋｔを設定すると共に（ステップＳ５４０）、入力した車速Ｖに基づいて補正係数Ｋｖを設定して（ステップＳ５５０）、基準時間αに補正係数Ｋｔと補正係数Ｋｖとを乗じたもの（Ｋｔ・Ｋｖ・α）をイナーシャ相開始時間Ｔｉｎａから減じることにより、入力したトルク指令Ｔｍ２＊および車速ＶにおけるモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが低下し始める時間としてのトルク低下開始時間Ｔｔｄｗを推定し（ステップＳ５６０）、推定したトルク低下開始時間Ｔｔｄｗに基づいて実行タイミング設定用マップにおけるトルク指令Ｔｍ２＊および車速Ｖに対応する実行タイミングＴ０を学習し（ステップＳ５７０）、学習結果により実行タイミング設定用マップを更新して（ステップＳ５８０）、処理を終了する。ここで、基準時間αは、トルク指令Ｔｍ２＊が所定の基準トルクで車速Ｖが所定の基準車速にあるときのアップシフト処理でモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが低下し始めてからイナーシャ相が開始するまでに要する時間として予め定められたものである。補正係数Ｋｔ，Ｋｖは、実施例では、トルク指令Ｔｍ２＊と補正係数Ｋｔとの関係，車速Ｖと補正係数Ｋｖとの関係を予め求めてマップとして各々ＲＯＭ７４に記憶しておき、トルク指令Ｔｍ２＊や車速Ｖが与えられると各マップから対応する補正係数Ｋｔ，Ｋｖを導出することにより設定するものとした。このように、アップシフトの際のモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊および車速Ｖ毎に個別に実行タイミングＴ０を学習するのである。

図４の駆動制御ルーチンに戻って、ステップ１５０で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ると、ダウンシフト処理を行なう（ステップＳ１８０）。ダウンシフト処理は、ステップＳ３４０，Ｓ３６０〜Ｓ４００を除いて図８のアップシフト処理と同様の処理により行なわれる。

こうしてアップシフト処理やダウンシフト処理が開始された後や次回以降に実行されるルーチンのステップＳ１３０で変速処理中と判定されたときには、フラグＦの値を調べる（ステップＳ１９０）。フラグＦが値０と判定されると、そのままステップＳ２２０以降の処理を行なって本ルーチンを終了し、フラグＦが値１と判定されると、レートΔＮｅを設定し（ステップＳ２００）、設定したレートΔＮｅを前回このルーチンで設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊から減じたものを新たな目標回転数Ｎｅ＊に設定し直すと共にこの目標回転数Ｎｅ＊でステップＳ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊を割ったものを新たな目標トルクＴｅ＊に設定し直し（ステップＳ２１０）、目標回転数Ｎｅ＊に基づいて前述した式（１）および式（２）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊やトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に前述した式（３）〜式（５）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、各設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して本ルーチンを終了する（ステップＳ２２０〜Ｓ２６０）。ここで、レートΔＮｅは、直達トルクＴｅｒを大きくする程度を定めるものであり、例えば、アップシフト処理を開始する際にモータＭＧ２から出力されている正のトルク（トルク指令Ｔｍ２＊）が大きいほどモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクの低下の幅が大きくなるから、レートΔＮｅが大きくなるように設定することができる。勿論、予め定めた値をレートΔＮｅに設定するものとしてもよい。レートΔＮｅをもって目標回転数Ｎｅ＊を減少させると、この目標回転数Ｎｅ＊に基づいて式（１）および式（２）により計算されるモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊（負のトルク）は小さくなるから、直達トルクＴｅｒ（＝−Ｔｍ１＊／ρ）は大きくなる。従って、アップシフト処理の最中にモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクが低下するものとしても、直達トルクＴｅｒの増加によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクの低下を抑制することができる。このとき、フラグＦは、イナーシャ相開始時間Ｔｉｎａとアップシフトの際のモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と車速Ｖとに基づいて学習された実行タイミングＴ０を用いて設定されるから、製造のバラツキや経年変化に拘わらずモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが低下し始めるタイミングに合わせて直達トルクＴｅｒを増加させることができる。

図１０に、アップシフトの際の回転数Ｎｍ２とブレーキＢ２の油圧指令とトルク指令Ｔｍ１＊と直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクの時間変化の様子の一例を示す。図示するように、モータＭＧ２から正のトルクが出力されている状態で時刻ｔ１にアップシフトの変速要求がなされると、ブレーキＢ１に対してファストフィルを実行する。時刻ｔ１からファストフィルの実行時間としての所定時間が経過した時刻ｔ２にファストフィルを終了し、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが低下し始めるタイミングに合わせた実行タイミングＴ０をもって直達トルクＴｅｒを増加させる。従って、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａへ伝達されるトルクが低下するものとしてもリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの低下は抑制される。その後、イナーシャ相が開始される時刻ｔ４に直達トルクＴｅｒの増加を解除し、それまでの経過時間（イナーシャ相開始時間Ｔｉｎａ）を計測してこのイナーシャ相開始時間Ｔｉｎａと変速要求がなされたときのトルク指令Ｔｍ２＊と車速Ｖとに基づいて実行タイミングＴ０を学習し、この学習結果を用いて次回のアップシフトの変速要求がなされたときの実行タイミングＴ０を設定する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ２から正のトルクが出力されている状態で変速機６０をアップシフトする際には、イナーシャ相開始時間Ｔｉｎａとアップシフトの変速要求がなされたときのモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と車速Ｖとに基づいてアップシフトによりモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが低下を始めるタイミングに合わせた実行タイミングＴ０を学習し、次にモータＭＧ２から正のトルクが出力されている状態で変速機６０をアップシフトする際にその学習結果とアップシフトの変速要求がなされたときのモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と車速Ｖとに基づいて実行タイミングＴ０を設定し、設定した実行タイミングＴ０をもってモータ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が増加するようエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するから、製造のバラツキや経年変化，アップシフトの際にモータＭＧ２から出力されているトルクや車速などに拘わらず実行タイミングＴ０を適切なものとすることができる。この結果、変速機６０をアップシフトする際にリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが低下するのをより確実に抑制することができる。しかも、デフォルト値としてファストフィルが終了するタイミングとアップシフトの変速要求がなされたときのモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と車速Ｖとに基づいて実行タイミングＴ０を設定するから、学習初期の状態のときでも変速機６０をアップシフトする際にリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが低下するのをより確実に抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、実行タイミング設定用マップを用いて実行タイミングＴ０を設定するものとしたが、マップによらずに計算により実行タイミングＴ０を設定するものとしてもよい。この場合のアップシフト処理の一部の一例を図１１に示し、学習処理の一部の一例を図１２に示す。なお、図１１のアップシフト処理や図１２の学習処理の各処理のうち図８のアップシフト処理や図９の学習処理と同一の処理については図示を省略した。図１１のアップシフト処理では、図８のステップＳ３４０と同一の処理によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が値０よりも大きいと判定されたときには、図８のステップＳ３６０に代えて以下の処理を実行する。即ち、基準実行タイミングＴ０ｂを入力し（ステップＳ４２０）、トルク指令Ｔｍ２＊に基づいて補正係数Ｋｔを設定すると共に（ステップＳ４３０）、車速Ｖに基づいて補正係数Ｋｖを設定し（ステップＳ４４０）、入力した基準実行タイミングＴ０ｂに設定した補正係数Ｋｔと補正係数Ｋｖとを乗じることにより実行タイミングＴ０を設定して（ステップＳ４５０）、図８のステップＳ３７０以降の処理と同一の処理を実行することにより行なうことができる。ここで、基準実行タイミングＴ０ｂは、アップシフトの変速要求がなされたときのモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が所定の基準トルクで車速Ｖが所定の基準車速にある状態でアップシフト処理によってモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが低下を始めたときにこれを直達トルクＴｅｒで補うべきタイミングを定めるものであり、図１２の学習処理により設定されＲＡＭ７６の所定領域に記憶されたものを読み込むことにより入力するものとした。補正係数Ｋｖ，Ｋｔについては上述したものと同様のものである。図１２の学習処理では、図９のステップＳ５６０と同一の処理によりトルク低下開始時間Ｔｔｄｗを推定すると、図９のステップＳ５７０，Ｓ５８０に代えて以下の処理を実行する。即ち、推定したトルク低下開始時間Ｔｔｄｗを補正係数Ｋｔと補正係数Ｋｖとを乗じたもの（Ｋｔ・Ｋｖ）で割ることにより基準トルク低下開始時間Ｔｔｄｗｂを計算し（ステップＳ５９０）、計算した基準トルク低下開始時間Ｔｔｄｗｂに基づいて基準実行タイミングＴ０ｂを学習することにより（ステップＳ５９５）、処理を終了する。ここで、基準トルク低下開始時間Ｔｔｄｗｂは、アップシフトの変速要求がなされたときのモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が所定の基準トルクで車速Ｖが所定の基準車速にある状態でアップシフト処理によってモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクが低下し始める時間を定めるものである。

実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０の変速比が変更される際のモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊と車速Ｖとに基づいて実行タイミングＴ０を学習するものとしたが、トルク指令Ｔｍ２＊だけに基づいて実行タイミングＴ０を学習するものとしてもよいし、車速Ｖだけに基づいて実行タイミングＴ０を学習するものとしてもよいし、変速機６０の入出力状態に関する他のパラメータを用いて実行タイミングＴ０を学習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、変速機６０の変速比が変更される際のモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクの低下を直達トルクＴｅｒで補うタイミングとしての実行タイミングＴ０を学習するものとしたが、直達トルクＴｅｒの大きさ即ちステップＳ２００におけるレートΔＮｅを学習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、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を減少させてモータＭＧ１から出力する負のトルクを小さくする（絶対値を大きくする）ことにより直達トルクＴｅｒを増加させるものとしたが、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊を大きくすることにより直達トルクＴｅｒを増加させ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、ＨｉギヤとＬｏギヤの２段の変速段をもって変速比を変更可能な変速機６０を用いるものとしたが、２段の変速段に限られるものではなく、３段以上の変速段と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、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１３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１３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。

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１４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。

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。

本発明は、自動車産業に利用可能である。

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。 油圧回路１００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。 エンジン２２の動作ラインおよび目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図である。 アップシフト処理の一例を示すフローチャートである。 学習処理の一例を示すフローチャートである。 アップシフトの際の回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊と直達トルクＴｅｒとリングギヤ軸３２ａの出力トルクの時間変化の様子の一例を示す説明図である。 アップシフト処理の一部の一例を示すフローチャートである。 学習処理の一部の一例を示すフローチャートである。 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。 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

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 駆動輪、３９ｃ，３９ｂ 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、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、１００ 油圧回路、１０２ 機械式ポンプ、１０４ 電動ポンプ、１０４ａ 電気モータ、１０６ ３ウェイソレノイド、１０８ プレッシャーコントロールバルブ、１１０，１１１ リニアソレノイド、１１２，１１３ コントロールバルブ、１１４，１１５ アキュムレータ、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。

Claims (8)

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可能な電力動力入出力手段と、
   動力の入出力が可能な電動機と、
   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、
   変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
   前記駆動軸に作用する駆動力が低下する変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には、該駆動力が低下する変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から該駆動軸に出力される直達駆動力により打ち消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を制御する変速比変更時制御手段と、
   前記変速比の変更に伴って前記電動機の回転軸の回転数が変化を開始するタイミングを判定し、該判定したタイミングと前記変速比が変更される際の前記電動機の駆動状態と前記駆動軸の回転状態の少なくとも一つを含む前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて該入出力状態と前記変速比変更時制御手段により駆動力の低下を打ち消すための前記直達駆動力の出力を開始する出力開始タイミングとの関係を学習する学習手段と、
   前記駆動軸に作用する駆動力が低下する変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には、デフォルト値として前記少なくとも一つのクラッチのうち係合するクラッチの係合開始準備としての油充填が完了するタイミングと前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて前記出力開始タイミングを設定し、前記学習手段により前記関係の学習がなされている場合には該変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態に基づいて該関係から前記出力開始タイミングを設定する出力開始タイミング設定手段と、
   を備える動力出力装置。
2. 前記変速比変更時制御手段は、前記電動機から正の駆動力が出力されている状態で前記変速伝達手段の変速比を増速側に変更する際に前記駆動軸に作用する駆動力が低下する変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際として機能する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 前記変速比変更時制御手段は、前記電力動力入出力手段からのトルクの入出力を変更することにより前記変動の少なくとも一部が前記直達駆動力により打ち消されるよう制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
4. 前記変速比変更時制御手段は、前記内燃機関が目標回転数で運転されるよう前記電力動力入出力手段を制御する際の該目標回転数を変更することにより前記電力動力入出力手段からのトルクの入出力を変更する手段である請求項３記載の動力出力装置。
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回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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４いずれか１項に記載の動力出力装置。
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１項に記載の動力出力装置。
7. 請求項１ないし６いずれか１項に記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車。
8. 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可能な電力動力入出力手段と、動力の入出力が可能な電動機と、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、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
   （ａ）前記駆動軸に作用する駆動力が低下する変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には、該駆動力が低下する変動の少なくとも一部が前記電力動力入出力手段を介して前記内燃機関から該駆動軸に出力される直達駆動力により打ち消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を制御し、
   （ｂ）前記変速比の変更に伴って前記電動機の回転軸の回転数が変化を開始するタイミングを判定し、該判定したタイミングと前記変速比が変更される際の前記電動機の駆動状態と前記駆動軸の回転状態の少なくとも一つを含む前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて該入出力状態と前記ステップ（ａ）により駆動力の低下を打ち消すための前記直達駆動力の出力を開始する出力開始タイミングとの関係を学習し、
   （ｃ）前記駆動軸に作用する駆動力が低下する変動を伴って前記変速伝達手段における変速比が変更される際には、デフォルト値として前記少なくとも一つのクラッチのうち係合するクラッチの係合開始準備としての油充填が完了するタイミングと前記変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態とに基づいて前記出力開始タイミングを設定し、前記ステップ（ｂ）により前記関係の学習がなされている場合には該変速比が変更される際の前記変速伝達手段の入出力状態に基づいて該関係から前記出力開始タイミングを設定する
   動力出力装置の制御方法。

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