JP4005587B2 - 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力伝達装置，動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力伝達装置，動力出力装置の制御方法に関し、詳しくは、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が車軸に接続されて走行する自動車並びに内燃機関からの動力を入力すると共に駆動軸に動力を出力する動力伝達装置，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３つの回転要素にエンジンのクランクシャフト，発電機の回転軸，駆動軸がそれぞれ接続されると共に駆動軸に変速機を介して電動機が接続されたハイブリッド自動車に搭載されたものが提案されている（特許文献１参照）。この装置では、駆動軸に要求される駆動力や車速に基づいて変速機の変速段をハイの状態とローの状態とを選択的に切り替えることにより、電動機からの動力を車両の走行状態に適したものに変換して駆動軸に出力している。また、変速段を変更している最中に電動機からの駆動力が一時的に伝達されていない状態が生じた場合でも、エンジンから駆動軸に出力される駆動力により、変速時の駆動軸における駆動力の落ち込みを抑制することができるとされている。
特開２００２−２２５５７８号公報

上述の動力出力装置では、エンジンと電動機とが共に駆動力を出力している最中の変速段の切替については記載されているものの、エンジンが運転停止されていると共に電動機から駆動力が出力されている最中の変速段の切替については考慮されていない。この場合、変速時の駆動軸における駆動力の落ち込みをエンジンからの駆動力で補うことができないから、この状態で変速段の切替を行なうと、変速ショックが生じ、運転者に違和感を与えてしまう。こうした変速ショックを回避するために、エンジンが運転停止されているときには変速段の変更の指示に拘わらず、変速段の変更を行なわないことも考えられるが、電動機からの駆動力が車両の走行状態に適したものとならずドライバビリティを損なう場合が生じる。

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伝達装置，動力出力装置の制御方法は、内燃機関が停止されていると共に変速機を介して電動機から駆動力が出力されている最中に変速比を変更する際のショック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これを搭載する自動車並びに動力伝達装置，動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部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、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
発電可能な電動機と、
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、
前記内燃機関を始動する始動手段と、
前記内燃機関が運転停止されていると共に前記電動機から前記駆動軸に駆動力が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が指示されたとき、前記内燃機関を始動するよう前記始動手段を制御すると共に前記駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が前記内燃機関から前記駆動軸に出力される駆動力に置き換えられるよう前記内燃機関と前記電動機とを駆動制御し、該駆動力を置き換えた後に前記指示された変速比に変更されるよう前記変速伝達手段を駆動制御する変速時制御手段と
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、内燃機関が運転停止されていると共に電動機から駆動軸に駆動力が出力されている最中に電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段における変速比の変更が指示されたとき、内燃機関を始動するよう始動手段を制御すると共に駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が内燃機関から駆動軸に出力される駆動力に置き換えられるよう内燃機関と電動機とを駆動制御し、駆動力を置き換えた後に指示された変速比に変更されるよう変速伝達手段を駆動制御する。したがって、電動機だけから駆動軸に駆動力が出力されている状態で変速比を切り替えるものに比して、電動機から出力される駆動力を小さくできるから、変速比を切り替える際の変速ショック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、前記変速時制御手段は、前記内燃機関が運転停止されていると共に前記電動機から前記駆動軸に制動力が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が指示されたときには、前記内燃機関の運転停止を維持しながら該指示された変速比に変更されるよう前記変速伝達手段を駆動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、内燃機関からの駆動力の出力によって却って電動機から出力される制動力が大きくなって変速ショックが大きくなるのを防止することができる。

また、本発明の動力出力装置において、所定の始動条件が成立したときに前記内燃機関を始動するよう前記始動手段を制御すると共に所定の停止条件が成立したときに前記内燃機関を運転停止するよう制御する始動停止制御手段を備え、前記変速時制御手段は、前記始動停止制御手段に拘わらず前記内燃機関を始動する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記所定の停止条件が成立しているにも拘わらず前記変速時制御手段により前記内燃機関を始動させたとき、該所定の停止条件とは異なる条件が成立するまでは前記始動停止制御手段に拘わらず前記内燃機関の運転停止を禁止する停止禁止手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、変速比を切り替える際に内燃機関の始動と停止が短時間のうちに行なわれるのを防止することができる。この場合、前記所定の停止条件とは異なる条件とは、前記所定の停止条件が不成立となったときに成立する条件であるものとしたり、前記駆動軸に駆動力が要求されていないときに成立する条件であるものとしたり、前記変速時制御手段により前記内燃機関を始動させてから所定時間が経過したときに成立する条件であるものとしたりすることができる。

本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段を備え、前記変速時制御手段は、前記駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が前記内燃機関から前記駆動軸に出力される駆動力に置き換えら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手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記始動手段は、前記電力動力入出力手段を備える手段であるものとすることもできる。これらの態様の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の回転軸の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が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動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、電磁的な作用による電力と動力の入出力により前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する対回転子電動機を備える手段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、前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、発電可能な電動機と、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、前記内燃機関を始動する始動手段と、前記内燃機関が運転停止されていると共に前記電動機から前記駆動軸に駆動力が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が指示されたとき前記内燃機関を始動するよう前記始動手段を制御すると共に前記駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が前記内燃機関から前記駆動軸に出力される駆動力に置き換えられるよう前記内燃機関と前記電動機とを駆動制御し該駆動力を置き換えた後に前記指示された変速比に変更されるよう前記変速伝達手段を駆動制御する変速時制御手段とを備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸が車軸に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、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備える効果と同様の効果、例えば、変速比を切り替える際の変速ショックを抑制することができる効果や変速比を切り替える際に内燃機関の始動と停止が短時間のうちに行なわれるのを防止することができる効果などを奏することができる。

本発明の動力伝達装置は、
内燃機関からの動力を入力して駆動軸に伝達する動力伝達装置であって、
発電可能な電動機と、
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、
前記内燃機関を始動する始動手段と、
前記内燃機関が運転停止されていると共に前記電動機から前記駆動軸に駆動力が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が指示されたとき、前記内燃機関を始動するよう前記始動手段を制御すると共に前記駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が前記内燃機関から前記駆動軸に出力される駆動力に置き換えられるよう前記内燃機関と前記電動機とを駆動制御し、該駆動力を置き換えた後に前記指示された変速比に変更されるよう前記変速伝達手段を駆動制御する変速時制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力伝達装置では、内燃機関が運転停止されていると共に電動機から駆動軸に駆動力が出力されている最中に電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段における変速比の変更が指示されたとき、内燃機関を始動するよう始動手段を制御すると共に駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が内燃機関から駆動軸に出力される駆動力に置き換えられるよう内燃機関と電動機とを駆動制御し、駆動力を置き換えた後に指示された変速比に変更されるよう変速伝達手段を駆動制御する。したがって、電動機だけから駆動軸に駆動力が出力されている状態で変速比を切り替えるものに比して、電動機から出力される駆動力を小さくできるから、変速比を切り替える際の変速ショックを抑制することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、発電可能な電動機と、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記内燃機関を始動する始動手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関が運転停止していると共に前記電動機から前記駆動軸に駆動力が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が指示されたとき、前記内燃機関を始動するよう前記始動手段を制御すると共に前記駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が前記内燃機関から前記駆動軸に出力される駆動力に置き換えられるよう前記内燃機関と前記電動機とを駆動制御し、
（ｂ）該駆動力を置き換えた後に前記指示された変速比に変更されるよう前記変速伝達手段を駆動制御する
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、内燃機関が運転停止されていると共に電動機から駆動軸に駆動力が出力されている最中に電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段における変速比の変更が指示されたとき、内燃機関を始動するよう始動手段を制御すると共に駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が内燃機関から駆動軸に出力される駆動力に置き換えられるよう内燃機関と電動機とを駆動制御し、駆動力を置き換えた後に指示された変速比に変更されるよう変速伝達手段を駆動制御する。したがって、電動機だけから駆動軸に駆動力が出力されている状態で変速比を切り替えるものに比して、電動機から出力される駆動力を小さくできるから、変速比を切り替える際の変速ショック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、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およびデファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪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および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。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。

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に伝達するよう構成されている。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。

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の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃ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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、バッテリ５０の充放電を行なうか否かの差があるだけで実質的な制御における差違はない。したがって、以下、両者をまとめてエンジン・モータ運転モードと呼ぶ。

次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特にモータ運転モードで走行しているときに変速機６０の変速要求がなされて変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替える際の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ運転モード時変速処理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、モータ運転モードで走行しているときに変速機６０のギヤの状態をＨｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替える変速要求がなされたときから所定時間毎に繰り返し実行される。なお、変速機６０の変速段の切り替えの要求は、実施例では、車速Ｖと駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求されるトルク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。

モータ運転モード時変速処理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などのデータを入力し（ステップＳ１００）、入力したアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰ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＊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とブレーキペダルポジションＢＰ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とブレーキペダルポジションＢＰ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。要求トルクＴｒ＊は、同図では、駆動側が正の値で制動側が負の値となるよう正負を定めた。

続いて、運転モード変更判定フラグＦ１が値０であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、運転モード変更判定フラグＦ１は、運転モードをモータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更したか否かを判定するためのものであり、モータ運転モードで走行しているときには値０に、モータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに切り替えられるときには後述する処理により値１に設定される。本ルーチンを初めて実行するときには、モータ運転モードで走行している最中であるから、運転モード変更判定フラグＦ１は値０であり、ステップＳ１２０で肯定的な判定がなされる。そして、要求トルクＴｒ＊の値を調べる（ステップＳ１３０）。以下、変速機６０の変速処理について説明するが、説明の都合上、要求トルクＴｒ＊が正の状態（駆動側）にあるときと負の状態（制動側）にあるときとを場合を分けて説明する。

まず、要求トルクＴｒ＊が正の状態にあるときを考える。この状態では、ステップＳ１３０で肯定的な判定がなされ、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力しながら運転モードがモータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更されるようモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御する処理を行なう（ステップＳ１４０）。この処理は、エンジン２２がモータリングされるようモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、エンジン２２のモータリングに伴ってリングギヤ軸３２ａに作用する反力をキャンセルすると共に要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１とモータＭＧ２とを駆動制御し、モータリングによってエンジン２２の回転数が所定回転数以上となったときにエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御などの制御を開始することにより行なわれる。モータＭＧ１とモータＭＧ２との駆動制御は、具体的には、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し、これを受信したモータＥＣＵ４０がトルク指令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とによって行なわれる。こうして運転モードをモータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更すると、運転モード変更判定フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。

モータ運転モードからエンジン・モータ運転モードへの変更が行なわれて運転モード変更判定フラグＦ１に値１が設定されると、次回にこのルーチンが実行されたときにステップＳ１２０で否定的な判定がなされ、エンジン・モータ運転モードによって要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する処理を行なうと共に（ステップＳ１６０）、変速機６０の変速段を切り替える処理を行なう（ステップＳ１７０）。エンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御は、要求トルクＴｒ＊に基づく要求パワーＰｒ＊と残容量ＳＯＣに基づくバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊との和に基づいて計算したエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を効率よく運転できる運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が運転されるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊とエンジン２２から動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（以下、このトルクを直達トルクという）との偏差を変速機６０の現在の変速比Ｇｒで除してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２を駆動制御すると共にインバータ４１，４２を駆動制御することにより行なわれる。なお、エンジン２２の駆動制御は、具体的には、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信し、これを受信したエンジンＥＣＵ２４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エンジン２２が運転されるよう燃料噴射制御や点火制御などを行なうことによって行なわれる。変速機６０の変速段を切り替える処理は、Ｈｉギヤの状態からＬｏギヤの状態への切り替え、即ちブレーキＢ１がオンされブレーキＢ２がオフされた状態からブレーキＢ１がオフされブレーキＢ２がオンされた状態にするよう図示しない油圧式のアクチュエータを駆動制御することにより行なわれる。

このように要求トルクＴｒ＊が正のときにモータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更してから変速機６０の変速段を切り替えるのは以下の理由による。要求トルクＴｒ＊が正のときにエンジン・モータ運転モードで走行するときの動力分配統合機構３０と変速機６０の共線図を図５に示す。図中、Ｓ軸はモータＭＧ１の回転数である動力分配統合機構３０のサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数である動力分配統合機構３０のキャリア３４の回転数を示し、Ｒ，Ｃ１，Ｃ２軸は動力分配統合機構３０のリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数を示すと共に変速機６０のキャリア６４，６８の回転数を示し、Ｓ２軸はモータＭＧ２の回転数である変速機６０のサンギヤ６５の回転数を示し、Ｒ１，Ｒ２軸は変速機６０のリングギヤ６２，６６の回転数を示し、Ｓ１軸は変速機６０のサンギヤ６１の回転数を示す。また、同図のＲ，Ｃ１，Ｃ２軸において、下向きの矢印は要求トルクＴｒ＊（下向きを正とする）を示し、上向きの２つの矢印は、エンジン２２からの直達トルク（−Ｔｍ１＊／ρ）とモータＭＧ２から変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルク（Ｔｍ２＊×Ｇｒ）とを示す。変速機６０のギヤの状態のＨｉギヤの状態（図中、実線参照）からＬｏギヤの状態（図中、点線参照）への切り替えは、係合力を徐々に変化させながらブレーキＢ１がオンでブレーキＢ２がオフの状態からブレーキＢ１がオフでブレーキＢ２がオンの状態へ切り替えることにより行なわれる。ブレーキＢ１，Ｂ２のオンオフの切り替えの際にリングギヤ軸３２ａに生じる変速ショックはモータＭＧ２から出力されるトルク（絶対値）が大きいほど大きくなるから、これをできるだけ小さくすることが望ましい。ここで、モータ運転モードとエンジン・モータ運転モードとを比較すると、要求トルクＴｒ＊が正のときには、モータ運転モードでは要求トルクＴｒ＊をギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力し、エンジン・モータ運転モードでは要求トルクＴｒ＊とエンジン２２からの直達トルクとの偏差をギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力するから、モータＭＧ２から出力するトルクは、エンジン・モータ運転モードの方がモータ運転モードに比してエンジン２２からの直達トルクの分小さくすることができる。したがって、要求トルクＴｒ＊が正のときには、モータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更してから変速機６０の変速段の切り替えを行なうのである。これにより、変速機６０の変速段を切り替える際の変速ショックを抑制することができる。

こうして変速機６０の変速段を切り替えると、モータ運転モード禁止判定フラグＦ２に値１を設定すると共に（ステップＳ１８０）、変速完了判定フラグＦ３に値１を設定して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。ここで、モータ運転モード禁止判定フラグＦ２は、変速段の切り替えのためにモータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更した直後のモータ運転モードへの再変更を禁止するために用いられるものであり、その詳細は後述する。変速完了判定フラグＦ３は、変速機６０の変速段の切り替えを完了したか否かを判定するためのものである。変速機６０の変速段の切り替えを完了して変速完了判定フラグＦ２に値１が設定されると、次回にモータ運転モードで走行しているときに変速機６０の変速段を切り替えるよう要求がなされるまで本ルーチンは実行されない。

次に、ステップＳ１３０で要求トルクＴｒ＊が負である場合を考える。この場合は、ステップＳ１３０で否定的な判定がなされ、モータ運転モードによって要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２を駆動制御する処理を行なうと共に（ステップＳ２００）、変速機６０の変速段を切り替える処理を行ない（ステップＳ２１０）、変速完了判定フラグＦ３に値１を設定して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。モータＭＧ２の駆動制御は、要求トルクＴｒ＊を変速機６０の現在のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してインバータ４２を駆動制御することにより行なわれる。

このように要求トルクＴｒ＊が負のときに運転モードを変更することなく変速機６０の変速段を切り替えるのは以下の理由による。要求トルクＴｒ＊が負のときにエンジン・モータ運転モードで走行するときの動力分配統合機構３０と変速機６０の共線図を図６に示す。図示するように、要求トルクＴｒ＊が負のときには、エンジン・モータ運転モードでは、要求トルクＴｒ＊の絶対値とエンジン２２からの直達トルクの絶対値との和にマイナスの符号を付した制動トルクをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させる必要がある。一方、モータ運転モードでは要求トルクＴｒ＊に見合う制動トルクをモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用させればよい。モータ運転モードとエンジン・モータ運転モードとを比較すると、要求トルクＴｒ＊が負のときには、モータＭＧ２から出力するトルクは、エンジン・モータ運転モードの方がモータ運転モードに比してエンジン２２からの直達トルクの分大きくなる。したがって、要求トルクＴｒ＊が負のときには、運転モードを変更することなく変速機６０の変速段を切り替えるのである。

次に、ステップＳ１８０で設定されたモータ運転モード禁止判定フラグＦ２を用いて行なわれるハイブリッド自動車２０の走行動作について説明する。図７は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎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、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖ，回転位置検出線センサ４４からの回転位置に基づいてモータＥＣＵ４０により演算され通信により入力されたモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を入力し（ステップＳ３００）、入力したアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて図４の要求トルク設定用マップを用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Ｔｒ＊を設定すると共に（ステップＳ３１０）、車両に要求される車両要求パワーＰ＊を計算する（ステップＳ３２０）。ここで、車両要求パワーＰ＊は、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）を乗じたものとバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣやアクセル開度Ａｃｃなどに基づいて設定することができる。

こうして車両要求パワーＰ＊を計算すると、計算した車両要求パワーＰ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ３３０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、モータ運転モードとエンジン・モータ運転モードとを選択するために用いられる閾値である。いま、図３のモータ運転モード時変速処理ルーチンのステップＳ１８０でモータ運転モード禁止判定フラグＦ２に値１が設定された直後を考える。このとき、モータ運転モードから強制的にエンジン・モータ運転モードに切り替えた直後であるから、通常はモータ運転モードを選択、即ち車両要求パワーＰ＊は閾値Ｐｒｅｆ未満であると考えられ、エンジン２２を効率よく運転できないと判断し、ステップＳ３３０で肯定的な判定がなされる。続いて、要求トルクＴｒ＊が値０以下か否かを判定し（ステップＳ３４０）、要求トルクＴｒ＊が値０以下でない、即ち正の値であると判定されたときには、モータ運転モード禁止判定フラグＦ２が値０か否かを判定する（ステップＳ３６０）。図３のモータ運転モード時変速処理ルーチンでモータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更して変速機６０の変速段を切り替えた直後はモータ運転モード禁止判定フラグＦ２に値１が設定されているから、ステップＳ３６０では否定的な判定がなされ、エンジン・モータ運転モードによってエンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する処理を行なって（ステップＳ３９０）、本ルーチンを終了する。この処理は、モータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更してから変速段を切り替えた直後は、車両要求パワーＰ＊に拘わらずこのエンジン・モータ運転モードで走行している状態を維持する処理となる。これは、モータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更してから変速段を切り替えた直後にエンジン・モータ運転モードからモータ運転モードに切り替えると、変速段を切り替える際の短時間のうちにエンジン２２の始動と停止とが行なわれ、さらにアクセルペダル８３が踏み込まれている状態にあると（要求トルクＴｒ＊が値０より大きいと）、直ぐに車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上となって再度エンジン２２を始動する場合があるから、こうしたエンジン２２の始動と停止の頻繁な繰り返しを防止するためである。

ステップＳ３４０で要求トルクＴｒ＊が値０以下であると判定されたときには、モータ運転モード禁止判定フラグＦ２に値０を設定する（ステップＳ３５０）。これによって次のステップＳ３６０では肯定的な判定がなされ、モータ運転モードによってモータＭＧ２を駆動制御する処理を行なって（ステップＳ３７０）、本ルーチンを終了する。このときには、モータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更して変速機６０の変速段の切り替えを行なってから短時間のうちにモータ運転モードに再変更する場合も生じるが、要求トルクＴｒ＊が値０以下のときには、車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上となってエンジン・モータ運転モードに再変更される可能性は低いから、モータ運転モードへの変更の禁止を解除している。

ステップＳ３３０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上と判定されたときには、エンジン２２を効率よく運転できると判断し、モータ運転モード禁止判定フラグＦ２に値０を設定すると共に（ステップＳ３８０）、エンジン・モータ運転モードによってエンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する処理を行なって（ステップＳ３９０）、本ルーチンを終了する。この処理は、モータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更してから変速機６０の変速段の切り替えを行なった直後にはこのエンジン・モータ運転モードを保持する処理となるが、モータ運転モード禁止判定フラグＦ２に値０が設定されるから、次に車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満となったときには、ステップＳ３６０で肯定的な判定がなされ、エンジン・モータ運転モードからモータ運転モードに変更されることになる。即ち、変速機６０の変速段を切り替える際にモータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに強制的に変更した直後はそのままエンジン・モータ運転モードを選択し、通常モータ運転モードが選択される領域（車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満）を一旦外れて再び入ったときにモータ運転モードに変更するのである。

以上説明したハイブリッド自動車２０によれば、モータ運転モードで走行している最中に変速機６０の変速段の切り替えが要求されたときに要求トルクＴｒ＊が正のときには、モータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更してから変速機６０の変速段を切り替えるから、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジン２２からの直達トルクを作用させることによってモータＭＧ２から出力するトルクの大きさをモータ運転モードに比して小さくすることができ、変速段を切り替える際の変速ショックを抑制することができる。しかも、要求トルクＴｒ＊が負のときには、運転モードを変更することなく変速機６０の変速段を切り替えるから、運転モードを変更することによって却ってモータＭＧ２から出力するトルクが大きくなって変速ショックが大きくなるのを防止することができる。もとより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求されるトルクに対応することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更して変速機６０の変速段を切り替えた直後は、車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満にも拘わらずモータ運転モードへの変更を禁止するから、エンジン２２の始動と停止が短時間のうちに行なわれるのを防止することができる。しかも、通常モータ運転モードを選択する領域を外れたとき（車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のとき）や要求トルクＴｒ＊が値０以下のときには、モータ運転モードへの変更の禁止を解除するから、適切なタイミングで解除することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図３のモータ運転モード時変速処理ルーチンのステップＳ１３０で要求トルクＴｒ＊が正であるときにモータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに運転モードを変更するものとしたが、要求トルクＴｒ＊が正であっても値０近傍のときには運転モードを変更しないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図３のモータ運転モード時変速処理ルーチンのステップＳ１３０で変速機６０の変速段の切り替えの際にモータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更するか否かを要求トルクＴｒ＊を用いて判定するものとしたが、要求トルクＴｒ＊に代えてアクセル開度Ａｃｃを用いて判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、モータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更してから変速機６０の変速段を切り替えたときには、モータ運転モードへの再変更を禁止（図３のモータ運転モード時変速処理ルーチンのステップＳ１８０でモータ運転モード禁止判定フラグＦ２に値１を設定）するものとしたが、禁止しないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図３のモータ運転モード時変速処理ルーチンで要求トルクＴｒ＊が正のときに変速機６０の変速段を切り替えるときには、効率よく運転できる運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）でエンジン２２を駆動制御するものとしたが、効率よく運転できる運転ポイントに拘わらずこの運転ポイントからエンジン２２からの直達トルクが要求トルクＴｒ＊に等しくなる方向にずらした運転ポイントでエンジン２２を駆動制御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、図７の駆動制御ルーチンでモータ運転モードからエンジン・モータ運転モードに変更してから変速機６０の変速段を切り替えてモータ運転モードへの再変更が禁止されたとき（モータ運転モード禁止判定フラグＦ２に値１が設定されたとき）には、モータ運転モードへの変更の禁止を解除するタイミング（モータ運転モード禁止判定フラグＦ２に値０を設定するタイミング）としては、ステップＳ３３０で車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときやステップＳ３４０で要求トルクＴｒ＊が値０以下のときに行なうものとしたが、車両要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときにだけ行なうものとしてもよいし、要求トルクＴｒ＊が値０以下ときにだけ行なうものとしてもよい。また、これらに代えてあるいはこれらに加えてモータ運転モードへの再変更が禁止されたときから所定時間（例えば、１０ｓｅｃなど）経過したときに行なうものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図７の駆動制御ルーチンのステップＳ３４０でモータ運転モードへの変更の禁止を解除するタイミング（モータ運転モード禁止判定フラグＦ２に値０を設定するタイミング）を要求トルクＴｒ＊を用いて判断するものとしたが、要求トルクＴｒ＊に代えてアクセル開度Ａｃｃを用いて判断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としてＬｏギヤの状態とＨｉギヤの状態とを切り替える２段の変速段を持つものとしたが、３段以上の変速段を持つものとしてもよいし、こうした有段変速機に限られず、無段変速機としてもよい。

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８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の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸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８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９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。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２の動力を変速機３３０により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしてもよい。

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。 変速機６０の構成の概略を示す構成図である。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ運転モード時変速処理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。 要求トルクＴｒ＊が正のときにエンジン・モータ運転モードで走行するときの動力分配統合機構３０と変速機６０の共線図である。 要求トルクＴｒ＊が負のときにエンジン・モータ運転モードで走行するときの動力分配統合機構３０と変速機６０の共線図である。 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。 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。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、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、６０，３３０ 変速機、６０ａ ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂ シングルピニオンの遊星歯車機構、６１，６５ サンギヤ、６２，６６ リングギヤ、６３ａ 第１ピニオンギヤ、６３ｂ 第２ピニオンギヤ、６４，６８ キャリア、６７ ピニオンギヤ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ。

Claims (14)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
   発電可能な電動機と、
   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、
   前記内燃機関を始動する始動手段と、
   前記内燃機関が運転停止されていると共に前記電動機から前記駆動軸に駆動力が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が指示されたとき、前記内燃機関を始動するよう前記始動手段を制御すると共に前記駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が前記内燃機関から前記駆動軸に出力される駆動力に置き換えられるよう前記内燃機関と前記電動機とを駆動制御し、該駆動力を置き換えた後に前記指示された変速比に変更されるよう前記変速伝達手段を駆動制御する変速時制御手段と
   を備える動力出力装置。
2. 前記変速時制御手段は、前記内燃機関が運転停止されていると共に前記電動機から前記駆動軸に制動力が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が指示されたときには、前記内燃機関の運転停止を維持しながら該指示された変速比に変更されるよう前記変速伝達手段を駆動制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 請求項１または２記載の動力出力装置であって、
   所定の始動条件が成立したときに前記内燃機関を始動するよう前記始動手段を制御すると共に所定の停止条件が成立したときに前記内燃機関を運転停止するよう制御する始動停止制御手段を備え、
   前記変速時制御手段は、前記始動停止制御手段に拘わらず前記内燃機関を始動する手段である
   動力出力装置。
4. 前記所定の停止条件が成立しているにも拘わらず前記変速時制御手段により前記内燃機関を始動させたとき、該所定の停止条件とは異なる条件が成立するまでは前記始動停止制御手段に拘わらず前記内燃機関の運転停止を禁止する停止禁止手段を備える請求項３記載の動力出力装置。
5. 前記所定の停止条件とは異なる条件とは、前記所定の停止条件が不成立となったときに成立する条件である請求項４記載の動力出力装置。
6. 前記所定の停止条件とは異なる条件とは、前記駆動軸に駆動力が要求されていないときに成立する条件である請求項４または５記載の動力出力装置。
7. 前記所定の停止条件とは異なる条件とは、前記変速時制御手段により前記内燃機関を始動させてから所定時間が経過したときに成立する条件である請求項４ないし６いずれか記載の動力出力装置。
8. 請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置であって、
   前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段
   を備え、
   前記変速時制御手段は、前記駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が前記内燃機関から前記駆動軸に出力される駆動力に置き換えら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手段である
   動力出力装置。
9. 前記始動手段は、前記電力動力入出力手段を備える手段である請求項８記載の動力出力装置。
10. 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の回転軸の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が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機とを備える手段である請求項８または９記載の動力出力装置。
11. 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、電磁的な作用による電力と動力の入出力により前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する対回転子電動機を備える手段である請求項８または９記載の動力出力装置。
12. 請求項１ないし１１いずれか記載の動力出力装置を備え、前記駆動軸が車軸に接続されて走行する自動車。
13. 内燃機関からの動力を入力して駆動軸に伝達する動力伝達装置であって、
    発電可能な電動機と、
    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、
    前記内燃機関を始動する始動手段と、
    前記内燃機関が運転停止されていると共に前記電動機から前記駆動軸に駆動力が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が指示されたとき、前記内燃機関を始動するよう前記始動手段を制御すると共に前記駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が前記内燃機関から前記駆動軸に出力される駆動力に置き換えられるよう前記内燃機関と前記電動機とを駆動制御し、該駆動力を置き換えた後に前記指示された変速比に変更されるよう前記変速伝達手段を駆動制御する変速時制御手段と
    を備える動力伝達装置。
14. 駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、発電可能な電動機と、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、前記内燃機関を始動する始動手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記内燃機関が運転停止していると共に前記電動機から前記駆動軸に駆動力が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が指示されたとき、前記内燃機関を始動するよう前記始動手段を制御すると共に前記駆動軸に出力されている駆動力の少なくとも一部が前記内燃機関から前記駆動軸に出力される駆動力に置き換えられるよう前記内燃機関と前記電動機とを駆動制御し、
    （ｂ）該駆動力を置き換えた後に前記指示された変速比に変更されるよう前記変速伝達手段を駆動制御する
    動力出力装置の制御方法。
    

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