JP2000032611A - 動力出力装置及びその制御方法並びにハイブリッド車両 - Google Patents

動力出力装置及びその制御方法並びにハイブリッド車両

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンと、モータと、駆動軸とが機械的に
結合されたハイブリッド式の動力出力装置において、エ
ンジン停止またはアイドル運転時に共振が生じる等の弊
害が生じることがあった。 【解決手段】 エンジンと、モータと、駆動軸とを機械
的に結合してハイブリッド式の動力出力装置を構成す
る。通常走行時はモータの目標トルクをＰＩ制御によっ
て設定するが、エンジンが停止時またはアイドル運転時
にはモータの目標トルクを略０にすることで、モータの
制御に伴う電力消費などを防止することができる。かか
る制御において、駆動軸がロックしていればモータの目
標トルクをＰＩ制御によって設定する。こうすること
で、駆動軸がロックした場合もエンジンの回転数をほぼ
一定に維持することができ、共振等の弊害を回避して安
定した運転を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と電動発
電機とを備え、内燃機関の出力軸と電動発電機の回転軸
と駆動軸とが機械的に結合された動力出力装置およびそ
の制御方法並びにハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、内燃機関と電動発電機とを備える
ハイブリッド車両が提案されている。かかるハイブリッ
ド車両としては種々の構成が提案されており、その一つ
にパラレル・ハイブリッド車両がある。パラレル・ハイ
ブリッド車両では、内燃機関の動力および電動機の動力
の双方を車軸に伝達可能である。パラレル・ハイブリッ
ド車両の構成例を図１に示す。
【０００３】図１のハイブリッド車両では、エンジン１
５０と、電動発電機ＭＧ１，ＭＧ２とが備えられてい
る。三者は、プラネタリギヤ１２０を介して機械的に結
合されている。プラネタリギヤ１２０は、遊星歯車とも
呼ばれ以下に示すそれぞれのギヤに結合された３つの回
転軸を有している。プラネタリギヤ１２０を構成するギ
ヤは、中心で回転するサンギヤ１２１、サンギヤの周辺
を自転しながら公転するプラネタリピニオンギヤ１２
３、さらにその外周で回転するリングギヤ１２２であ
る。プラネタリピニオンギヤ１２３はプラネタリキャリ
ア１２４に軸支されている。図１のハイブリッド車両で
は、エンジン１５０はプラネタリキャリア１２４に結合
されている。電動発電機ＭＧ１はサンギヤ１２１に結合
されている。電動発電機ＭＧ２はリングギヤ１２２に結
合されている。リングギヤ１２２はチェーンベルト１２
９により車軸１１２に結合されている。
【０００４】かかるハイブリッド車両の基本的な動作を
説明するために、まずプラネタリギヤ１２０の動作につ
いて説明する。プラネタリギヤ１２０は、上述した３つ
の回転軸のうち、２つの回転軸の回転数およびトルク
（以下、両者をまとめて回転状態とよぶ）が決定される
と残余の回転軸の回転状態が決まるという性質を有して
いる。各回転軸の回転状態の関係は、機構学上周知の計
算式によって求めることができるが、共線図と呼ばれる
図により幾何学的に求めることもできる。
【０００５】図２に共線図の一例を示す。縦軸が各回転
軸の回転数を示している。横軸は、各ギヤのギヤ比を距
離的な関係で示している。サンギヤ軸１２５（図中の
Ｓ）とリングギヤ軸１２６（図中のＲ）を両端にとり、
位置Ｓと位置Ｒの間を１：ρに内分する位置Ｃをプラネ
タリキャリア軸１２７の位置とする。ρはリングギヤ１
２２の歯数（Ｚｒ）に対するサンギヤ１２１の歯数（Ｚ
ｓ）の比である。こうして定義された位置Ｓ，Ｃ，Ｒに
それぞれのギヤの回転軸の回転数Ｎｓ，Ｎｃ，Ｎｒをプ
ロットする。プラネタリギヤ１２０は、このようにプロ
ットされた３点が必ず一直線に並ぶという性質を有して
いる。この直線を動作共線と呼ぶ。動作共線は２点が決
まれば一義的に決まる。従って、動作共線を用いること
により、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転数から
残余の回転軸の回転数を求めることができる。
【０００６】また、プラネタリギヤ１２０では、各回転
軸のトルクを動作共線に働く力に置き換えて示したと
き、動作共線が剛体として釣り合いが保たれるという性
質を有している。具体例として、プラネタリキャリア軸
１２７に作用するトルクをＴｅとする。このとき、図２
に示す通り、トルクＴｅに相当する大きさの力を位置Ｃ
で動作共線に鉛直下から上に作用させる。作用させる方
向はトルクＴｅの方向に応じて定まる。また、リングギ
ヤ軸１２６から出力されるトルクＴｒを位置Ｒにおいて
動作共線に、鉛直上から下に作用させる。図中のＴｅ
ｓ，Ｔｅｒは剛体に作用する力の分配法則に基づいてト
ルクＴｅを等価な２つの力に分配したものである。「Ｔ
ｅｓ＝ρ／（１＋ρ）×Ｔｅ」「Ｔｅｒ＝１／（１＋
ρ）×Ｔｅ」なる関係がある。以上の力が作用した状態
で、動作共線図が剛体として釣り合いがとれているとい
う条件を考慮すれば、サンギヤ軸１２５に作用すべきト
ルクＴｍ１，リングギヤ軸に作用すべきトルクＴｍ２を
求めることができる。トルクＴｍ１はトルクＴｅｓと等
しくなり、トルクＴｍ２はトルクＴｒとトルクＴｅｒの
差分に等しくなる。
【０００７】プラネタリキャリア軸１２７に結合された
エンジン１５０が回転をしているとき、動作共線に関す
る上述の条件を満足する条件下で、サンギヤ１２１およ
びリングギヤ１２２は様々な回転状態で回転することが
できる。サンギヤ１２１が回転しているときは、その回
転動力を利用して電動発電機ＭＧ１により発電すること
が可能である。リングギヤ１２２が回転しているとき
は、エンジン１５０から出力された動力を車軸１１２に
伝達することが可能である。図１に示した構成を有する
ハイブリッド車両では、エンジン１５０から出力された
動力を車軸に機械的に伝達される動力と、電力として回
生される動力に分配し、さらに回生された電力を用いて
電動発電機ＭＧ２を力行することによって所望の動力を
出力しながら走行することができる。
【０００８】また、上述のハイブリッド車両では、電動
発電機ＭＧ１またはＭＧ２の動力を車軸１１２から出力
することができるため、これらの電動発電機により出力
される動力のみを用いて走行することもできる。従っ
て、車両が走行中であっても、エンジン１５０は停止し
ていたり、いわゆるアイドル運転していたりすることが
ある。このような特徴は図１に示したハイブリッド車両
のみならず、パラレルハイブリッド車両に共通の特徴で
ある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したハイブリッド
車両において、エンジン１５０が停止またはアイドル運
転をしながら走行している場合を考える。このとき、エ
ンジン１５０から出力されるトルクは実質的には０であ
る。車速およびエンジン１５０の回転数の目標値が決ま
ると図２の共線図によって、電動発電機ＭＧ１の目標回
転数が決まる。電動発電機ＭＧ１は、目標回転数を維持
するために必要なトルクを、いわゆる比例積分制御（Ｐ
Ｉ制御）によって出力する。現時点での回転数をセンサ
により検出し、目標回転数よりも低ければ回転数を増す
ための正のトルクを出力する。逆に目標回転数よりも高
ければ回転数を低減するための負荷をかける。一方、エ
ンジン１５０も所定のアイドル回転数を維持するように
スロットル開度や燃料噴射量の制御を行う。
【００１０】しかし、回転数センサにより検出される電
動発電機ＭＧ１の回転数には検出誤差が含まれたり、車
両の振動やギヤ間のバックラッシュなどに起因する変動
が含まれたりすることがある。また、エンジン１５０の
回転数も変動を繰り返す。従って、上記制御を行った場
合、電動発電機ＭＧ１には、回転数の変動を修正するた
めの電流がほとんど常に流れた状態となっていた。特に
電動発電機ＭＧ１は、この制御に伴って、電力を消費し
たり回生したりする。エンジン１５０から実質的に動力
が出力されていない場合に電力を消費し続ければバッテ
リに蓄電された電力の不足を招き、逆に電力を回生し続
ければバッテリが過充電となる可能性があった。エンジ
ン１５０が停止している場合であっても、車両の振動な
どに基づいて電動発電機１５０を制御することにより、
上述した現象が生じる可能性があった。また、場合によ
っては、エンジン１５０を回転させる必要がないにも関
わらず、電動発電機ＭＧ１でエンジン１５０をモータリ
ングする可能性もあった。
【００１１】また、電動発電機ＭＧ１の制御に用いられ
るセンサで検出される回転数と、エンジン１５０の制御
に用いられるセンサで検出される回転数とは必ずしも整
合がとれていないことがある。かかる不整合は、両者の
センサの特性の相違や回転数の検出周期の相違によって
生じる。かかる不整合によって、電動発電機ＭＧ１で電
力を消費し続けたり、回生し続ける現象が生じることも
あった。例えば、検出された電動発電機ＭＧ１の回転数
が目標回転数よりも高い場合を考える。このときは電動
発電機ＭＧ１は回生運転により回転数を低下させるよう
に制御される。この一方で、電動発電機ＭＧ１の回転数
が目標回転数に収束した時点で検出されたエンジン１５
０の回転数が目標回転数よりも低いとする。エンジン１
５０は回転数を増すための制御を行う。この結果、電動
発電機ＭＧ１の回転数は目標回転数よりも高くなり、再
び回生運転を行う。双方の制御の繰り返しにより、電動
発電機ＭＧ１は回生運転をし続けることになる。こうし
た現象は、センサの検出結果の不整合に基づく、電動発
電機ＭＧ１の制御とエンジン１５０の制御との相互干渉
による課題の一つであった。
【００１２】さらに、両者の制御の相互干渉による課題
として以下に示す現象が生じることがあった。一般に制
御には時間遅れが伴うのが通常であるから、エンジン１
５０の回転数の変動に対し、電動発電機ＭＧ１の運転状
態は十分に追随できない。かかる制御遅れはエンジン１
５０の回転数の変動につながる。エンジン１５０がアイ
ドル運転されている場合には、その回転数が所定のアイ
ドル回転数になるように制御される。この制御にも当
然、時間遅れが生じる。従って、電動発電機ＭＧ１にお
ける制御の時間遅れと、エンジン１５０の制御における
時間遅れとの相互作用により、エンジン１５０の運転が
非常に不安定になることがあった。例えば電動発電機Ｍ
Ｇ１で正のトルクが出力された結果、エンジン１５０の
回転数がアイドル回転数よりも大きくなった場合には、
エンジン１５０の燃料噴射量が減らされて所定のアイド
ル回転数に収束するはずであるが、同時に電動発電機Ｍ
Ｇ１のトルクが低下してしまうことによって、回転数が
アイドル回転数以下にまで低下してしまうことがあっ
た。
【００１３】従来のハイブリッド車両では、エンジン１
５０から実質的にトルクが出力されていない状態におい
て、電動発電機ＭＧ１をフィードバック制御した場合
に、上述した種々の課題が生じることが見いだされた。
かかる課題は、図１に示した構成を有するハイブリッド
車両のみならず、内燃機関の出力軸、電動発電機の回転
軸、および駆動軸が機械的に結合されたハイブリッド式
の動力出力装置に共通の課題である。
【００１４】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、内燃機関の出力軸、電動発電機の回
転軸、および駆動軸が機械的に結合されたハイブリッド
式の動力出力装置に関し、内燃機関から実質的にトルク
が出力されていない場合でも安定した運転が可能な装置
または制御方法を提供することを目的とする。また、か
かる動力出力装置を適用したハイブリッド車両を提供す
ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では
以下の構成を採った。本発明の動力出力装置は、出力軸
を有する内燃機関と、回転軸を有する電動発電機とを有
し、少なくとも前記出力軸と相関をもった異なる回転数
で回転可能な状態で、該出力軸、該回転軸に機械的に結
合された駆動軸から動力を出力可能な動力出力装置であ
って、要求された要求動力に応じて前記内燃機関の出力
トルクを設定するトルク設定手段と、前記駆動軸から出
力される動力が前記要求動力に一致するように、前記電
動発電機をフィードバック制御する制御手段と、前記内
燃機関の出力トルクが実質的に０である場合には、前記
制御手段による制御に関わらず、前記電動発電機の出力
トルクを略０にして該電動発電機を運転する第２の制御
手段とを備えることを要旨とする。
【００１６】上記発明の動力出力装置では、内燃機関の
出力トルクが実質的に０である場合には、電動発電機の
出力トルクをフィードバック制御ではなく、略０の所定
の値に設定する。内燃機関の出力トルクが実質的に０と
なる場合としては、例えば内燃機関が停止している場合
や自立運転、いわゆるアイドル運転している場合が挙げ
られる。かかる場合に電動発電機の出力トルクを略０と
しておくことにより、電動発電機が力行運転したり回生
運転したりすることを回避できる。従って、電動発電機
の制御に伴う種々の課題を回避できる。例えば内燃機関
の制御および電動発電機の制御の相互干渉に起因して動
力出力装置の運転状態が不安定になる現象を回避するこ
とができる。また、動力出力装置が電動発電機と電力を
やりとりするバッテリを備えている場合には、該バッテ
リの過充電や過放電を回避することができる。
【００１７】本発明の動力出力装置において、前記動力
出力装置の運転状態に基づいて、前記内燃機関の運転状
態が回避されるべき状態に至るか否かを判定する判定手
段を有し、前記第２の制御手段は、前記内燃機関の出力
トルクが実質的に０であり、かつ、前記内燃機関の運転
状態が回避されるべき状態に至らないと判定された場合
には、前記電動発電機の出力トルクを略０にして該電動
発電機を運転する手段であるものとすることもできる。
【００１８】かかる動力出力装置では、電動発電機の出
力トルクを値０にするのを、内燃機関の運転状態が回避
されるべき運転状態に至らないと判定された場合に限っ
ている。回避されるべき運転状態としては、例えば内燃
機関の回転数が非常に低回転となり回転が不安定になる
運転状態や、逆方向に回転する逆転状態、および捻り共
振などが挙げられる。捻り共振とは、内燃機関から出力
される動力が伝達される経路に設けられたダンパによる
捻り振動と、内燃機関の回転との相互作用によって生じ
る共振現象をいう。内燃機関の運転状態を考慮すること
により、本発明の動力出力装置は、装置全体のより安定
した運転を実現可能としている。かかる条件を考慮する
利点について図１に示した構成、即ちプラネタリギヤ１
２０によって内燃機関に相当するエンジン１５０と電動
発電機に相当するＭＧ１、駆動軸に相当する車軸が機械
的に結合された動力出力装置を例にとって説明する。
【００１９】既に説明した通り、かかる構成を有する動
力出力装置の運転状態は図２に例示した共線図で表され
る。図３にエンジン１５０が自立運転、即ちアイドル回
転している場合の共線図を示す。エンジン１５０がアイ
ドル回転数Ｎｉで回転している場合、図示する通り、プ
ラネタリキャリア軸１２７の位置Ｃに回転数Ｎｉがプロ
ットされる。車軸、即ちリングギヤ軸１２６は所定の回
転数で正転しているものとすれば、動力出力装置の運転
状態は図３中に実線で示す動作共線によって表される。
動力出力装置がハイブリッド車両に適用されている場合
を想定すれば、かかる運転状態は車両が降坂している状
態に相当する。動力出力装置がかかる運転状態にある場
合には、前述の通り電動発電機は出力トルクを値０とす
ることが望ましい。
【００２０】次に、この状態でリングギヤ軸１２６の回
転数が急激に減少した場合を考える。例えば、図３中に
示すように回転数が値０になった場合を考える。かかる
条件下で電動発電機の出力トルクを略０に維持した場
合、電動発電機は慣性が比較的大きいため急激に回転数
は変動しない。したがって、動作共線は図３中の破線で
示す状態に移行する。つまり、プラネタリキャリア軸１
２７、即ちエンジン１５０の回転数が低下する。一般に
内燃機関は低い回転数では安定して運転することができ
ない。また、動力の伝達経路にダンパが設けられている
場合、内燃機関が比較的低速で回転している場合には、
該ダンパとの相互作用により共振現象を生じることが知
られている。図３に示した通り、リングギヤ軸１２６の
回転数の変化に伴って、内燃機関の回転数が低下する
と、内燃機関の回転数がこの共振領域に入り運転が不安
定になることがある。
【００２１】こうした共振現象は内燃機関が停止してい
る場合にも生じ得る。図４は、内燃機関が停止したまま
リングギヤ軸１２６が反転している場合の共線図を実線
で示している。ハイブリッド車両では後進している場合
に相当する。かかる状況下でリングギヤ軸１２６の回転
数が０になった場合の共線図を図４中の破線で示す。図
示する通り、内燃機関の回転数が増加し、共振領域に入
る可能性がある。
【００２２】また、内燃機関の逆転を生じる場合もあ
る。図５は、内燃機関が停止している場合にリングギヤ
軸１２６が正転している場合の共線図を実線で示してい
る。かかる状況下でリングギヤ軸１２６の回転数が０に
なった場合の共線図を図５中の破線で示す。図示する通
り、内燃機関の回転数が減少し、逆転を始める可能性が
ある。以上で説明した種々の現象は駆動軸の回転数と内
燃機関の回転数とが相関をもった状態で回転可能に結合
された動力出力装置であれば、図１に示した構成を有す
る動力出力装置のみならず、他の結合状態で構成された
動力出力装置においても同様に生じ得る。
【００２３】上述の動力出力装置では、内燃機関の運転
状態も考慮して電動発電機の出力トルクを値０に設定す
る。例えば共振が生じると判断される場合には、電動発
電機のトルクを制御して電動発電機の回転数を変化させ
ることができるから、内燃機関の共振を回避することが
できる。従って、上述の動力出力装置によれば、本発明
の動力出力装置は内燃機関の出力トルクが実質的に０で
ある場合に安定した運転を実現可能となる。
【００２４】なお、内燃機関の運転状態が回避されるべ
き状態に至るか否かの判定には、既に内燃機関の運転状
態がそのような状態に至ったか否かの判定も含まれる。
上記発明の動力出力装置では、内燃機関の運転状態が回
避されるべき状態となっている場合に、電動発電機を所
定のフィードバック制御することにより、内燃機関の運
転状態が回避されるべき状態に滞留することを抑制する
ことができる。
【００２５】内燃機関の運転状態が回避されるべき運転
状態に至るか否かの判定方法は、種々の方法が可能であ
り、例えば、前記判定手段は、前記判定手段は、前記駆
動軸の回転数を入力する入力手段と、前記内燃機関の運
転状態が回避されるべき状態に至るか否かを該回転数に
基づいて判定する手段とを備えるものとすることができ
る。
【００２６】先に説明した通り、内燃機関について回避
されるべき運転状態には、共振や逆転などがある。いず
れも内燃機関の回転状態に基づいて判断することができ
る。内燃機関の回転状態と駆動軸の回転状態とは相関が
あるから、駆動軸の回転状態に基づいて内燃機関の運転
状態を判定することもできる。上に例示した判定手段に
よれば、駆動軸の回転数に基づいて内燃機関の運転状態
を判定することができる。図３〜図５に示した通り、内
燃機関の運転が回避されるべき状態に至るのは、駆動軸
の回転数の変動が原因であることが多い。従って、駆動
軸の回転数に基づいて、内燃機関の運転状態を判断する
ものとすれば、時間遅れを極小に抑えた適切な判断が可
能となる利点がある。動力の伝達経路にダンパが設けら
れている場合には、駆動軸の回転数の変化に起因して、
内燃機関の回転数の変化が生じるまでに時間遅れが生じ
るため、駆動軸の回転数に基づいて内燃機関の運転状態
を判定する方法は、ダンパを有した動力出力装置におい
て特に有効性が高い。
【００２７】なお、駆動軸の回転数に基づく判定手段で
は、駆動軸の回転数が所定の範囲にあるか否かを判断基
準とすることができる。この所定の回転数は、駆動軸の
回転数と内燃機関の回転数との相関に基づいて、内燃機
関の運転状態が回避されるべき状態となる際の駆動軸の
回転数を求めることにより実験的または解析的に設定す
ることが可能である。その他、駆動軸の回転数の変化率
などに基づいて判定するものとしてもよい。
【００２８】また、前記判定手段は、さらに、前記内燃
機関の運転状態が回避されるべき状態に至ると一旦判定
された後に該判定が成立する範囲から前記回転数が外れ
てから所定の期間を経過するまでは、前記内燃機関の運
転状態が回避されるべき状態に至ると判定する手段であ
るものとすることもできる。
【００２９】駆動軸の回転数が前記所定の範囲から外れ
た直後は、内燃機関の運転状態が再び回避されるべき状
態に至る可能性が高い。従って、上記構成をとることに
より、内燃機関の運転状態が回避されるべき状態に至る
可能性をより確実に避けることができる。
【００３０】本発明における機械的な結合としても種々
の場合が考えられ、例えば、前記内燃機関の出力軸と、
前記電動発電機の回転軸と、前記駆動軸とは、プラネタ
リギヤを介して機械的に結合されているものとすること
ができる。
【００３１】この場合において、必ずしも上記３つの回
転軸がプラネタリギヤの３つの回転軸に１対１に結合さ
れている必要はない。例えば、電動発電機の回転軸が内
燃機関の出力軸に直接結合された上で、プラネタリギヤ
に結合されていてもよい。本発明の動力出力装置は、プ
ラネタリギヤの他にベルトやチェーンなどで内燃機関の
出力軸、電動発電機の回転軸、駆動軸を機械的に結合し
て構成しても構わない。
【００３２】以上で説明した本発明の概念は、種々の態
様で実現可能である。本発明は、例えば以下に示す通
り、動力出力装置の制御方法の発明として実現すること
もできる。出力軸を有する内燃機関と、回転軸を有する
電動発電機とを有し、少なくとも前記出力軸と相関をも
った異なる回転数で回転可能な状態で、該出力軸、該回
転軸に機械的に結合された駆動軸から動力を出力可能な
動力出力装置の制御方法であって、（ａ） 該動力出力
装置に要求された要求動力に応じて前記内燃機関の出力
トルクを設定する工程と、（ｂ） 前記駆動軸から出力
される動力が前記要求動力に一致するように、前記電動
発電機をフィードバック制御する工程と、（ｃ） 前記
内燃機関の出力トルクが実質的に０である場合には、前
記フィードバック制御と関係なく、前記電動発電機の出
力トルクを略０にして該電動発電機を運転する工程とを
備える制御方法である。
【００３３】また、かかる制御方法において、（ａ１）
前記動力出力装置の運転状態に関するパラメータを検
出する工程と、（ａ２） 該パラメータに基づいて、前
記内燃機関の運転状態が回避されるべき状態に至るか否
かを判定する工程とを備え、前記工程（ｃ）は、前記内
燃機関の出力トルクが実質的に０であり、かつ、前記内
燃機関の運転状態が回避されるべき状態に至らないと判
定された場合には、前記電動発電機の出力トルクを略０
に設定する工程であるものとすることもできる。
【００３４】本発明の動力出力装置を利用して、以下に
示すハイブリッド車両の発明を構成することもできる。
出力軸を有する内燃機関と、回転軸を有する電動発電機
とを有し、前記出力軸、回転軸、および車輪が備えられ
た車軸とがプラネタリギヤを介して機械的に結合された
ハイブリッド車両であって、該車両に要求された要求動
力に応じて前記内燃機関の出力トルクを設定する第１の
トルク設定手段と、前記車軸から出力される動力が前記
要求動力に一致するように、前記電動発電機をフィード
バック制御する制御手段と、前記車輪がロックしている
か否かを判定する判定手段と、前記内燃機関の出力トル
クが実質的に０であり、かつ、前記車輪がロックしてい
ないと判定された場合には、前記制御手段による制御に
関わらず、前記電動発電機の出力トルクを略０にして該
電動発電機を運転する設定する第２の制御手段とを備え
るハイブリッド車両である。
【００３５】先に説明した動力出力装置の駆動軸はハイ
ブリッド車両の車軸に相当する。従って、車軸の回転数
に基づいて内燃機関の運転状態を判断することができ
る。車軸の回転数が略０になっている場合が、上述した
ロックした状態である。なお、車輪がロックしたか否か
は必ずしも車軸の回転数によって判断するものでなくて
もよい。例えば、車輪がロックしている場合には車軸の
トルクが低下するのが通常であるから、トルクに基づい
て判定するものとしても構わない。また、いわゆるアン
チロックブレーキシステムなど、車輪のロックの有無に
基づく制御を行っているシステムが別途搭載された車両
では、かかるシステムからの出力を用いることも可能で
ある。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。 （１）実施例の構成：はじめに、本発明の実施例として
の動力出力装置を適用したハイブリッド車両の構成につ
いて図１を用いて説明する。このハイブリッド車両の動
力系統は、次の構成から成っている。動力系統に備えら
れた原動機としてのエンジン１５０は通常のガソリンエ
ンジンであり、クランクシャフト１５６を回転させる。
エンジン１５０の運転はＥＦＩＥＣＵ１７０により制御
されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は内部にＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュー
タであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従
い、エンジン１５０の燃料噴射料その他の制御を実行す
る。図示を省略したが、これらの制御を可能とするため
に、ＥＦＩＥＣＵ１７０にはエンジン１５０の運転状態
を示す種々のセンサが接続されている。
【００３７】動力系統には、他にモータＭＧ１，ＭＧ２
が備えられている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、同期電動
発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有
するロータ１３２，１４２と、回転磁界を形成する三相
コイルが巻回されたステータ１３３，１４３とを備え
る。ステータ１３３，１４３はケース１１９に固定され
ている。モータＭＧ１，ＭＧ２のステータ１３３，１４
３に巻回された三相コイルは、それぞれ駆動回路１９
１，１９２を介してバッテリ１９４に接続されている。
駆動回路１９１，１９２は、各相ごとにスイッチング素
子としてのトランジスタを２つ１組で備えたトランジス
タインバータである。駆動回路１９１，１９２は制御ユ
ニット１９０に接続されている。制御ユニット１９０か
らの制御信号によって駆動回路１９１，１９２のトラン
ジスタがスイッチングされるとバッテリ１９４とモータ
ＭＧ１，ＭＧ２との間に電流が流れる。モータＭＧ１，
ＭＧ２はバッテリ１９４からの電力の供給を受けて回転
駆動する電動機として動作することもできるし（以下、
この運転状態を力行と呼ぶ）、ロータ１３２，１４２が
外力により回転している場合には三相コイルの両端に起
電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ１９４
を充電することもできる（以下、この運転状態を回生と
呼ぶ）。
【００３８】エンジン１５０とモータＭＧ１，ＭＧ２は
それぞれプラネタリギヤ１２０を介して機械的に結合さ
れている。プラネタリギヤ１２０は、サンギヤ１２１，
リングギヤ１２２，プラネタリピニオンギヤ１２３を有
するプラネタリキャリア１２４から構成されている。本
実施例のハイブリッド車両では、エンジン１５０のクラ
ンクシャフト１５６はダンパ１３０を介してプラネタリ
キャリア軸１２７に結合されている。ダンパ１３０はク
ランクシャフト１５６に生じる捻り振動を吸収するため
に設けられている。モータＭＧ１のロータ１３２は、サ
ンギヤ軸１２５に結合されている。モータＭＧ２のロー
タ１４２は、リングギヤ軸１２６に結合されている。リ
ングギヤ１２２の回転は、チェーンベルト１２９を介し
て車軸１１２および車輪１１６Ｒ，１１６Ｌに伝達され
る。
【００３９】プラネタリギヤ１２０の動作については、
図２の共線図を用いて説明した通りである。本実施例の
ハイブリッド車両は、プラネタリギヤ１２０の作用に基
づいて、種々の状態で走行することができる。例えば、
エンジン１５０を運転してプラネタリキャリア軸１２７
を回転させると、図２の共線図から明らかな通り、サン
ギヤ軸１２５およびリングギヤ軸１２６が回転する。リ
ングギヤ軸１２６の回転による動力はそのまま車輪１１
６Ｒ，１１６Ｌに伝達される。サンギヤ軸１２５の回転
による動力はモータＭＧ１で電力として回生することが
できる。一方、モータＭＧ２を力行すれば、リングギヤ
軸１２６を介して車輪１１６Ｒ，１１６Ｌに動力を出力
することができる。エンジン１５０からリングギヤ軸１
２６に伝達されるトルクが不足する場合にはモータＭＧ
２を力行することによりトルクをアシストする。モータ
ＭＧ２を力行するための電力にはモータＭＧ１で回生し
た電力およびバッテリ１４９に蓄えられた電力を用い
る。モータＭＧ１，ＭＧ２の運転を制御すればエンジン
１５０から出力された動力を種々の回転数およびトルク
の回転状態に変換して車軸１１２に出力することができ
る。
【００４０】また、実施例のハイブリッド車両はエンジ
ン１５０を停止した状態で走行する場合もある。車両が
走行を始めた比較的低速な状態では、エンジン１５０を
停止したまま、モータＭＧ２を力行することにより車軸
１１２に動力を伝達して走行する。同様にエンジン１５
０をアイドル運転したまま、走行することもある。
【００４１】ところで、本実施例のハイブリッド車両で
は、車両の車速とエンジン１５０の回転数との間に一定
の制限が設けられている。図６にこの制限を示す。図中
の使用可能領域に示す通り、エンジン１５０の回転数に
応じて走行可能な車速の範囲が制限されている。かかる
制限は、プラネタリギヤ１２０の各ギヤの回転数につい
ての機械的な制限に基づくものである。例えば、エンジ
ン１５０が停止している状態で車両が走行している場
合、動作共線は図５に示した状態となる。プラネタリギ
ヤでは、ギヤ比ρは１よりも小さいから、サンギヤ１２
１はリングギヤ１２２の回転数よりも高い回転数で回転
する。リングギヤ１２２の回転数がさらに大きくなる
と、場合によってはサンギヤ１２１の回転数が機械的な
限界を超える可能性もある。同じ車速で走行している場
合であっても、図３に示すようにエンジン１５０が回転
している場合には、サンギヤ１２１の回転数はそれに応
じて低くなる。このようにプラネタリギヤ１２０の動作
原理に基づき、本実施例のハイブリッド車両では、エン
ジン１５０の回転数と車速との間に図６に示した制限が
設けられているのである。かかる制限に基づき、本実施
例のハイブリッド車両はエンジン１５０からの出力が要
求されない場合であってもエンジン１５０をアイドル運
転しながら走行することがある。
【００４２】実施例の動力出力装置の運転全体は制御ユ
ニット１９０により制御されている。制御ユニット１９
０は、ＥＦＩＥＣＵ１７０と同様、内部にＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュー
タである。制御ユニット１９０はＥＦＩＥＣＵ１７０と
接続されており、両者は種々の情報を伝達し合うことが
可能である。制御ユニット１９０は、エンジン１５０の
制御に必要となるトルク指令値や回転数の指令値などの
情報をＥＦＩＥＣＵ１７０に送信することにより、エン
ジン１５０の運転を間接的に制御することができる。制
御ユニット１９０はこうして、動力出力装置全体の運転
を制御しているのである。かかる制御を実現するために
制御ユニット１９０には、種々のセンサ、例えば、車軸
１１２の回転数を知るためのセンサ１４４などが設けら
れている。リングギヤ軸１２６と車軸１１２は機械的に
結合されているため、本実施例では、車軸１１２の回転
数を知るためのセンサ１４４をリングギヤ軸１２６に設
け、モータＭＧ２の回転を制御するためのセンサと共通
にしている。
【００４３】（２）トルク制御処理：次に、本実施例に
おけるトルク制御処理について説明する。トルク制御処
理とは、エンジン１５０およびモータＭＧ１、ＭＧ２を
制御して、要求されたトルクおよび回転数からなる動力
を駆動軸１１２から出力する処理をいう。本実施例にお
けるトルク制御処理のフローチャートを図７に示す。こ
のルーチンは制御ユニット１９０内のＣＰＵ（以下、単
にＣＰＵという）によって、タイマ割り込みにより所定
時間毎に繰り返し実行される。
【００４４】トルク制御処理ルーチンが開始されると、
ＣＰＵは車軸１１２の目標回転数Ｎｄ＊、目標トルクＴ
ｄ＊を設定する（ステップＳ１００）。目標回転数Ｎｄ
＊およびトルクＴｄ＊は、現在の車速やアクセルの踏み
込み量などに応じて設定される。フローチャートでは図
示を省略したが、この処理においてＣＰＵはこれらの諸
量を読み込んでいる。
【００４５】次に、ＣＰＵはエンジン１５０の要求動力
Ｐｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。エンジン１５
０の要求動力Ｐｅ＊は、車軸１１２の目標回転数Ｎｄ
＊、トルクＴｄ＊の積で求められる走行動力と、バッテ
リ１９４から充放電される電力と、補機の駆動に要する
電力との総和により求められる。例えば、バッテリ１９
４から余剰の電力を放電する必要がある場合には、エン
ジン１５０への要求動力Ｐｅ＊をその分減少させること
ができる。また、エアコンなどの補機を動作させる場合
には、走行動力の他に補機用の電力に相当する動力をエ
ンジン１５０から余分に出力する必要がある。
【００４６】こうしてエンジン１５０への要求動力Ｐｅ
＊が設定されるとＣＰＵはエンジン１５０の運転ポイン
ト、即ち目標回転数Ｎｅ＊、目標トルクＴｅ＊を設定す
る（ステップＳ１２０）。エンジン１５０の運転ポイン
トは、基本的には運転効率が最もよくなる運転ポイント
をマップから選択することにより設定される。
【００４７】図８にエンジン１５０の運転ポイントと運
転効率の関係を示す。図中の曲線Ｂは、エンジン１５０
が運転可能な回転数およびトルクの限界値を示してい
る。図８においてα１％、α２％等で示される曲線は、
それぞれエンジン１５０の効率が一定となる等効率線で
あり、α１％、α２％の順に効率が低くなっていくこと
を示している。図８に示す通り、エンジン１５０は比較
的限定された運転ポイントで効率が高く、その周囲の運
転ポイントでは徐々に効率が低下していく。
【００４８】図８中、Ｃ１−Ｃ１、Ｃ２−Ｃ２、および
Ｃ３−Ｃ３で示されている曲線は、エンジン１５０から
出力される動力が一定の曲線であり、エンジン１５０の
運転ポイントは要求動力に応じてこれらの曲線上で選択
することになる。Ｃ１−Ｃ１、Ｃ２−Ｃ２、Ｃ３−Ｃ３
の順に要求動力が低い状態を示している。例えば、エン
ジン１５０への要求動力Ｐｅ＊が曲線Ｃ１−Ｃ１で表さ
れる動力に相当する場合、エンジン１５０の運転ポイン
トは、曲線Ｃ１−Ｃ１上で運転効率が最も高くなるＡ１
点に設定される。同様にＣ２−Ｃ２曲線上ではＡ２点
に、Ｃ３−Ｃ３曲線上ではＡ３点で運転ポイントを選択
する。曲線Ｃ１−Ｃ１，Ｃ２−Ｃ２，Ｃ３−Ｃ３上にお
ける、エンジン１５０の回転数と運転効率の関係を図９
に示す。なお、図９中の曲線は、説明の便宜上、図８中
の３本を例示しているが、要求出力に応じて無数に引く
ことができる曲線であり、エンジン１５０の運転ポイン
トＡ１点等も無数に選択することができるものである。
このようにエンジン１５０の運転効率の高い点をつなぐ
ことにより描いた曲線が図８中の曲線Ａであり、これを
動作曲線と呼ぶ。
【００４９】エンジン１５０の要求動力Ｐｅ＊が値０で
ある場合、エンジン１５０は停止またはアイドル運転状
態となる。例えばハイブリッド車両がモータＭＧ２から
の動力のみで走行する場合や、降坂時などがかかる走行
状態に該当する。エンジン１５０が停止するかアイドル
運転となるかについては、種々の条件に基づいて設定さ
れる。先に図６で説明した制限に基づき、比較的高い車
速では、エンジン１５０をアイドル運転する。また、エ
ンジン１５０の暖機が必要と判断された場合などもアイ
ドル運転をする。
【００５０】以上の処理により設定されたエンジン１５
０の運転ポイントに基づいて、ＣＰＵはモータＭＧ１の
目標回転数Ｎ１＊，トルクＴ１＊を設定する（ステップ
Ｓ１３０）。エンジン１５０、即ちプラネタリキャリア
軸１２７の目標回転数Ｎ１＊と、車軸１１２つまりリン
グギヤ軸１２６の目標回転数Ｎｄ＊が設定されているた
め、図２の共線図によって、サンギヤ軸１２５つまりモ
ータＭＧ１の目標回転数Ｎ１＊を設定することができ
る。もちろん、ステップＳ１３０では、図２の共線図か
ら導かれる所定の比例計算式によってモータＭＧ１の目
標回転数Ｎ１＊を設定する。
【００５１】モータＭＧ１の目標トルクＴ１＊は基本的
にはいわゆる比例積分制御によって設定されるが、本実
施例では更に多くの条件を考慮して目標トルクＴ１＊を
設定している。モータＭＧ１の目標トルクＴ１＊の設定
処理のフローチャートを図１０に示す。
【００５２】この処理では、まずエンジンの目標トルク
Ｔｅ＊を入力する（ステップＳ１５０）。この目標トル
クＴｅ＊は図７のステップＳ１２０で設定された値であ
る。次に、車軸１１２の回転数Ｎｄの読み込みを行う
（ステップＳ１５２）。この回転数は図１に示した回転
数センサ１４４により読み込むことができる。本実施例
では回転数センサ１４４はリングギヤ軸１２６の回転数
を検出している。実際にはリングギヤ軸１２６から車軸
１１２までの動力の伝達経路に介在するギヤのギヤ比等
により、リングギヤ軸１２６の回転数と車軸１１２の回
転数とは一致しないが、差し支えない。
【００５３】ＣＰＵは入力した回転数Ｎｄの絶対値が所
定の値αよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１
５４）。この処理により車軸１１２がロックされたが否
かを判定するのである。所定の値αは車軸１１２がロッ
クされたか否かを判定する基準となる値であり、動力の
伝達経路に介在するギヤのギヤ比などを考慮して設定す
ることができる。回転数Ｎｄの絶対値で判定するのは、
前進および後進の双方で妥当な判定を行うためである。
図３に示した通り、エンジン１５０が共振を生じる領域
には一定の幅がある。従って、所定の値αは共振領域の
幅に応じた幅で設定することが望ましい。本明細書では
説明の便宜上、回転数Ｎｄの絶対値が所定の値αよりも
小さい場合を車軸１１２がロックされた場合と呼ぶ。α
の値によっては、車軸１１２がある程度回転している場
合でも本明細書にいうロック状態に該当する場合もあ
る。
【００５４】回転数Ｎｄの絶対値が所定の値αよりも小
さい場合、つまり車軸１１２がロックされていると判断
される場合には、ＰＩ制御によってモータＭＧ１の目標
トルクＴ１＊を設定する（ステップＳ１６０）。モータ
ＭＧ１の現在の回転数と、上述の目標回転数Ｎ１＊との
偏差に基づいて目標トルクＴ１＊を設定するのである。
現在の回転数が目標回転数Ｎ１＊よりも低い場合には目
標トルクＴ１＊は正のトルクとなるし、逆の場合には負
のトルクとなる。トルクＴ１＊を設定する際に用いられ
るゲインは、実験などにより設定可能である。
【００５５】回転数Ｎｄの絶対値が所定の値αよりも大
きい場合、つまり車軸１１２がロックしていないと判断
される場合、ＣＰＵはエンジン１５０が停止しているか
否か（ステップＳ１５６）およびアイドル運転をしてい
るか否かを判定する（ステップＳ１５８）。エンジン１
５０が停止中またはアイドル運転中であると判定された
場合にはモータＭＧ１の目標トルクＴ１＊を値０とする
（ステップＳ１６２）。エンジン１５０が停止中でもな
く、アイドル運転中でもないと判定された場合にはＰＩ
制御によりモータＭＧ１の目標トルクＴ１＊を設定する
（ステップＳ１６０）。以上によりモータＭＧ１の目標
トルクＴ１＊を設定すると、目標トルクＴ１＊設定処理
ルーチンを終了してトルク制御ルーチンに戻る。
【００５６】ＣＰＵは以上の処理で設定されたエンジン
１５０の運転ポイントおよびモータＭＧ１の運転ポイン
トに基づいてモータＭＧ２の運転ポイント、つまり目標
回転数Ｎ２＊、目標トルクＴ２＊を設定する（ステップ
Ｓ２００）。モータＭＧ２の目標回転数は図２の共線図
に基づいて設定される。つまり、目標回転数Ｎ２＊はリ
ングギヤ軸１２６の目標回転数Ｎｄ＊と等しい。また、
目標トルクＴ２＊はＰＩ制御により設定される。
【００５７】こうして設定された運転ポイントに従っ
て、ＣＰＵはモータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１５
０の運転を制御する（ステップＳ２１０）。モータＭＧ
１，ＭＧ２の制御は設定された目標回転数と目標トルク
とに応じて各モータの三相コイルに印加する電圧が設定
され、現時点での印加電圧との偏差に応じて、駆動回路
１９１，１９２のトランジスタのスイッチングを行うの
である。同期モータを制御する方法については、周知で
あるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５８】エンジン１５０についても、設定された運
転ポイントで運転するための制御処理は周知であるた
め、ここでは説明を省略する。但し、実際にエンジン１
５０の制御を行うのはＥＦＩＥＣＵ１７０である。従っ
て、トルク制御ルーチンでのステップＳ７００における
処理では、制御ユニット１９０からＥＦＩＥＣＵ１７０
にエンジン１５０の運転ポイント等の必要な情報を送信
する処理が行われる。かかる情報を送信することにより
制御ユニット１９０のＣＰＵは間接的にエンジン１５０
の運転を制御する。なお、エンジン１５０がアイドル運
転している場合、その回転数は１０００ｒｐｍ〜１３０
０ｒｐｍの範囲でエンジン１５０の水温に応じて設定さ
れるアイドル回転数を維持するように制御される。
【００５９】以上で説明した動力出力装置によれば、エ
ンジン１５０が停止中やアイドル運転中にモータＭＧ１
の目標トルクＴ１＊を０にすることによって、エンジン
１５０の回転数の変動や動力出力装置の振動などに起因
して生じるモータＭＧ１の回転数の変動に基づいて、モ
ータＭＧ１が力行運転したり回生運転したりすることを
回避できる。また、エンジン１５０の制御とモータＭＧ
１の制御との相互作用によって、エンジン１５０の運転
が不安定になる現象を回避することができる。また、モ
ータＭＧ１の運転に伴って、バッテリ１９４の過充電や
過放電が生じることを回避することができる。なお、か
かる効果は、上記実施例において図１０のステップＳ１
５４における判定、即ち車輪がロックしているか否かの
判定を省略した場合でも得ることができる。
【００６０】また、上記実施例では図１０で示した通
り、車軸１１２がロックしている場合には、エンジン１
５０が停止またはアイドル運転中であっても、ＰＩ制御
によってモータＭＧ１のトルクＴ１＊を設定する（ステ
ップＳ１６０）。例えば、図３に示した通り、エンジン
１５０がアイドル運転状態で車両が走行している場合を
考える。先に説明した通り、車輪がロックしてリングギ
ヤ軸１２６の回転数が低下した場合、モータＭＧ１のト
ルクが値０であれば共線図は図３中の破線で示した状態
となる。このときエンジン１５０の回転数は共振領域に
入るため、動力出力装置の運転は不安定となる。本実施
例の動力出力装置では、かかる場合にモータＭＧ１から
共線図に基づいて設定されたトルク、つまりエンジン１
５０の回転数を維持するトルクを出力する。従って、共
線図は図３中の一点鎖線のようになり、エンジン１５０
の回転数は変動しない。この結果、本実施例では動力出
力装置を安定して運転することができる。また、仮にエ
ンジン１５０の回転数が共振領域に入ったとしても、共
振領域に滞留することなく速やかに離脱させることがで
きる。
【００６１】エンジンを停止したまま後進している際に
車軸１１２がロックした場合（図４）や、前進している
際に車軸１１２がロックした場合（図５）などにおいて
も同様に、モータＭＧ１からトルクを出力することによ
りエンジン１５０が共振領域に入ったり逆転したりする
ことを防止できる。
【００６２】なお、本実施例では図１０の目標トルクＴ
１＊設定処理において、車軸１１２がロックしている場
合にモータＭＧ１から所定のトルクを出力するものとし
ている（ステップＳ１５４，Ｓ１６０）。エンジン１５
０が停止またはアイドル運転中に、車軸１１２が一旦ロ
ックした後、ロック状態から解放されれば直ちにモータ
ＭＧ１のトルクＴ１＊は値０になる。これに対し、車軸
１１２がロック状態から解放された後、所定の期間が経
過するまではモータＭＧ１から所定のトルクを出力する
ようにすることもできる。車軸１１２がロック状態から
解放された直後は再びロック状態に入る可能性が高いた
め、車軸１１２の回転数が十分安定するまでモータＭＧ
１からトルクを出力することにより、より安定した運転
を実現することができる。但し、この所定の期間を長く
すると、モータＭＧ１の制御に起因する問題が生じる可
能性がある。従って、所定の期間は車軸１１２が再びロ
ックする可能性と、モータＭＧ１の制御に起因する問題
が生じる可能性の両者を考慮しつつ、実験などにより設
定される。なお、所定の期間は必ずしも「時間」で設定
する必要はなく、制御処理ルーチンを実行するステップ
数などで設定しても構わない。
【００６３】また、上記実施例では車軸１１２がロック
するか否かの判断基準となる所定の値αを一定値として
いる。これに対し所定の値αを車速に応じて変動するも
のとすることもできる。図３に示した通り、車軸１１２
がロックした際にエンジン１５０が共振を生じる領域に
入るか否かは、そのときのサンギヤ１２１の回転数によ
っても変わる。例えば、図３に示した状態よりも車速が
低く、サンギヤ１２１の回転数が高い状態から車軸１１
２がロックすれば、エンジン１５０の回転数は低下する
ものの、共振領域に入らずに済む場合もある。従って、
所定の値αを車速に応じて設定したマップを用意し、所
定の値αを車速に応じて変動させれば、ハイブリッド車
両の運転状態をより適切に制御することが可能となる。
【００６４】本発明を適用するハイブリッド車両の構成
としては、図１に示した構成の他、種々の構成が可能で
ある。図１では、モータＭＧ２がリングギヤ軸１２６に
結合されているが、モータＭＧ２が結合されていない構
成であっても本発明を適用することが可能である。ま
た、モータＭＧ２がエンジン１５０のクランクシャフト
１５６に結合された構成をとることもできる。かかる構
成例を図１１に示す。図１１では、エンジン１５０，モ
ータＭＧ１，ＭＧ２のプラネタリギヤ１２０に対する結
合状態が図１の実施例と相違する。プラネタリギヤ１２
０のサンギヤ１２１にモータＭＧ１が結合され、プラネ
タリキャリアにエンジン１５０のクランクシャフトが結
合されている点では図１と同じである。図１１では、モ
ータＭＧ２がリングギヤではなくエンジン１５０のクラ
ンクシャフトに直接結合されている点で図１の実施例と
相違する。かかる構成においても車軸の回転数の変動に
伴ってエンジン１５０の回転数は影響を受けるため、本
発明を適用することができる。なお、図１１の構成で
は、図１０で示した処理によってモータＭＧ１のトルク
を設定する態様で本発明を適用する場合の他、同様の処
理内容によってモータＭＧ２のトルクを設定する態様に
よっても本発明を適用することができるを設定する態様
によっても本発明を適用することができる。
【００６５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例としての動力出力装置を用いた
ハイブリッド車両の概略構成を示す構成図である。
【図２】実施例の動力出力装置の作動原理を説明する共
線図である。
【図３】エンジンがアイドル運転している場合の共線図
である。
【図４】エンジン停止で後進している場合の共線図であ
る。
【図５】エンジン停止で前進している場合の共線図であ
る。
【図６】車速とエンジンの回転数制限との関係を示す説
明図である。
【図７】トルク制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】エンジンの運転ポイントと運転効率との関係を
示すグラフである。
【図９】要求動力一定の場合の、エンジン回転数と運転
効率との関係を示すグラフである。
【図１０】目標トルクＴ１＊設定処理ルーチンのフロー
チャートである。
【図１１】本実施例のハイブリッド車両の変形構成例を
示す説明図である。
【符号の説明】
１１２…車軸 １１４…ディファレンシャルギヤ １１６Ｒ、１１６Ｌ…駆動輪 １１９…ケース １２０…プラネタリギヤ １２１…サンギヤ １２２…リングギヤ １２３…プラネタリピニオンギヤ １２４…プラネタリキャリア １２５…サンギヤ軸 １２６…リングギヤ軸 １２７…プラネタリキャリア軸 １２９…チェーンベルト １３０…ダンパ １３２…ロータ １３３…ステータ １４２…ロータ １４３…ステータ １４４…レゾルバ １５０…エンジン １５６…クランクシャフト １７０…ＥＦＩＥＣＵ １９０…制御ユニット １９１…第１の駆動回路 １９２…第２の駆動回路 １９４…バッテリ ＭＧ１、ＭＧ２…モータ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 出力軸を有する内燃機関と、回転軸を有
    する電動発電機とを有し、少なくとも前記出力軸と相関
    をもった異なる回転数で回転可能な状態で該出力軸、該
    回転軸に機械的に結合された駆動軸から動力を出力可能
    な動力出力装置であって、 要求された要求動力に応じて前記内燃機関の出力トルク
    を設定するトルク設定手段と、 前記駆動軸から出力される動力が前記要求動力に一致す
    るように、前記電動発電機をフィードバック制御する制
    御手段と、 前記内燃機関の出力トルクが実質的に０である場合に
    は、前記制御手段による制御に関わらず、前記電動発電
    機の出力トルクを略０にして該電動発電機を運転する第
    ２の制御手段とを備える動力出力装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記動力出力装置の運転状態に基づいて、前記内燃機関
    の運転状態が回避されるべき状態に至るか否かを判定す
    る判定手段を有し、 前記第２の制御手段は、 前記内燃機関の出力トルクが実質的に０であり、かつ、
    前記内燃機関の運転状態が回避されるべき状態に至らな
    いと判定された場合には、前記電動発電機の出力トルク
    を略０にして該電動発電機を運転する手段である動力出
    力装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の動力出力装置であって、 前記判定手段は、 前記駆動軸の回転数を入力する入力手段と、 前記内燃機関の運転状態が回避されるべき状態に至るか
    否かを該回転数に基づいて判定する手段とを備える動力
    出力装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の動力出力装置であって、 前記判定手段は、さらに、 前記内燃機関の運転状態が回避されるべき状態に至ると
    一旦判定された後に該判定が成立する範囲から前記回転
    数が外れてから所定の期間を経過するまでは、前記内燃
    機関の運転状態が回避されるべき状態に至ると判定する
    手段である動力出力装置。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記内燃機関の出力軸と、前記電動発電機の回転軸と、
    前記駆動軸とは、プラネタリギヤを介して機械的に結合
    されていることを特徴とする動力出力装置。
  6. 【請求項６】 出力軸を有する内燃機関と、回転軸を有
    する電動発電機とを有し、少なくとも前記出力軸と相関
    をもった異なる回転数で回転可能な状態で、該出力軸、
    該回転軸に機械的に結合された駆動軸から動力を出力可
    能な動力出力装置の制御方法であって、（ａ） 該動力
    出力装置に要求された要求動力に応じて前記内燃機関の
    出力トルクを設定する工程と、（ｂ） 前記駆動軸から
    出力される動力が前記要求動力に一致するように、前記
    電動発電機をフィードバック制御する工程と、（ｃ）
    前記内燃機関の出力トルクが実質的に０である場合に
    は、前記フィードバック制御と関係なく、前記電動発電
    機の出力トルクを略０にして該電動発電機を運転する工
    程とを備える制御方法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の制御方法であって、（ａ
    １） 前記動力出力装置の運転状態に関するパラメータ
    を検出する工程と、（ａ２） 該パラメータに基づい
    て、前記内燃機関の運転状態が回避されるべき状態に至
    るか否かを判定する工程とを備え、前記工程（ｃ）は、 前記内燃機関の出力トルクが実質的に０であり、かつ、
    前記内燃機関の運転状態が回避されるべき状態に至らな
    いと判定された場合には、前記電動発電機の出力トルク
    を略０に設定する工程である制御方法。
  8. 【請求項８】 出力軸を有する内燃機関と、回転軸を有
    する電動発電機とを有し、前記出力軸、回転軸、および
    車輪が備えられた車軸とがプラネタリギヤを介して機械
    的に結合されたハイブリッド車両であって、 該車両に要求された要求動力に応じて前記内燃機関の出
    力トルクを設定する第１のトルク設定手段と、 前記車軸から出力される動力が前記要求動力に一致する
    ように、前記電動発電機をフィードバック制御する制御
    手段と、 前記車輪がロックしているか否かを判定する判定手段
    と、 前記内燃機関の出力トルクが実質的に０であり、かつ、
    前記車輪がロックしていないと判定された場合には、前
    記制御手段による制御に関わらず、前記電動発電機の出
    力トルクを略０にして該電動発電機を運転する設定する
    第２の制御手段とを備えるハイブリッド車両。
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