JP2000037004A

JP2000037004A - 動力出力装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP2000037004A
Application number: JP10219647A
Authority: JP
Inventors: Yasumi Kawabata; 康己川端; Akihiko Kanamori; 彰彦金森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】電動機の結合位置を切り替え可能なハイブリ
ッド車両において、結合状態の切り替えを適切に制御す
る。【解決手段】原動機から出力された動力をクラッチモ
ータを介して駆動輪に伝達可能とする。また、スプライ
ンにより、電動機を駆動軸および原動機の出力軸に切り
替えて結合可能とする。原動機の回転数が駆動軸の回転
数よりも高い場合には電動機を駆動軸に結合し、逆の場
合には原動機の出力軸に結合する切り替えを行う。切り
替え処理においては、駆動軸と原動機の回転数を一致さ
せ、次に電動機を中立状態にしてから切り替える。駆動
軸と原動機のトルクを一致させた段階で、切り替えを行
うか否かを再度判定する。こうすることにより、結合状
態の切り替えを滑らかに行うとともに、過度の切り替え
を回避することができる。トルクを一致させる代わりに
回転数を一致させるものとしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力源として原動
機と電動機を備えるハイブリッド車両およびその制御方
法に関し、詳しくは、前記電動機の結合位置を前記原動
機の出力軸と駆動軸とに切り替え可能な切り替え装置を
有するハイブリッド車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンと電動機とを動力源とす
るハイブリッド車両が提案されている（例えば特開平９
−４７０９４に記載の技術等）。ハイブリッド車両の一
種としていわゆる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、エンジンから出力された
動力の一部は動力調整装置により駆動軸に伝達される。
残余の動力は動力調整装置によって電力に変換される。
この電力はバッテリに蓄電されたり、エンジン以外の動
力源としての電動機を駆動するのに用いられる。かかる
構成により、パラレルハイブリッド車両はエンジンから
出力された動力を任意の回転数およびトルクで出力軸に
出力することができる。エンジンは運転効率の高い運転
ポイントを選択して運転することができるため、ハイブ
リッド車両はエンジンのみを駆動源とする従来の車両に
比べて省資源性および排気浄化性に優れている。

【０００３】パラレルハイブリッド車両における電動機
の結合は、２通り考えられる。一つは駆動軸に結合する
場合である。かかる結合では、エンジンから出力された
動力は、動力調整装置を経て伝達された後、電動機で不
足分のトルクが調整され要求された回転数およびトルク
に変換されて駆動軸に出力される。もう一つは電動機を
エンジンの出力軸に結合する場合である。かかる結合で
は、エンジンから出力された動力は、電動機によってト
ルクの調整を受けた後、動力調整装置によって要求され
た回転数およびトルクに変換されて駆動軸に出力され
る。

【０００４】ハイブリッド車両の走行状態には、エンジ
ンの回転数よりも駆動軸の回転数が低いアンダードライ
ブ走行と、その逆のオーバードライブ走行とがある。一
般に、電動機を駆動軸に結合した前者の結合状態は、オ
ーバードライブ走行時に運転効率が低くなる特性があ
る。逆に電動機をエンジンの出力軸に結合した後者の結
合状態は、アンダードライブ走行時に運転効率が低くな
る特性がある。これらの特性は、以下に示す動力の循環
の発生に基づくものである。

【０００５】電動機を駆動軸に結合した場合を考える。
アンダードライブ走行時は、エンジンから出力された動
力は、回転数を下げトルクを増した状態に変換されて駆
動軸に出力される。駆動軸に結合された電動機は、トル
クをアシストするためにいわゆる力行運転される。力行
には動力調整装置がエンジンから出力された動力の一部
を回生した電力が用いられる。一方、オーバードライブ
走行時には、エンジンから出力された動力は回転数を上
げトルクを減じた状態に変換されて駆動軸に出力され
る。駆動軸に結合された電動機は、トルクを低減させる
するために、いわゆる回生運転される。動力調整装置は
回転数を増速するために力行運転がされる。動力調整装
置の力行運転には電動機で回生された電力が用いられ
る。

【０００６】両者を比較する。アンダードライブ走行時
には、エンジンから出力された動力が駆動軸に伝達され
る経路において、上流側に位置する動力調整装置で回生
された電力が下流側に位置する電動機に供給される。オ
ーバードライブ走行時には、逆に、下流側に位置する電
動機で回生された電力が上流側に位置する動力調整装置
に供給される。動力調整装置に供給された電力は、再び
機械的な動力として下流側に位置する電動機に供給され
る。こうしてオーバードライブ走行時には、動力の循環
が生じる。かかる循環が生じると、エンジンから出力さ
れた動力のうち、有効に駆動軸に伝達される動力が低減
するため、ハイブリッド車両の運転効率は低下する。

【０００７】電動機をエンジンの出力軸に結合した状態
では、上述とは逆の現象が起きる。アンダードライブ走
行時には、下流側に位置する動力調整装置で回生された
電力が上流側に位置する電動機に供給される。オーバー
ドライブ走行時には、上流側に位置する電動機により回
生された電力が下流側に位置する動力調整装置に供給さ
れる。従って、かかる電動機をエンジンの出力軸に結合
した状態では、アンダードライブ時にハイブリッド車両
の運転効率は低下する。

【０００８】かかる特性に鑑み、電動機の結合状態を、
駆動軸側とエンジンの出力軸側とで切り替え可能に構成
したハイブリッド車両も提案されている（例えば、特開
平１０−７５５０１記載のハイブリッド車両）。かかる
車両では、電動機とエンジンの出力軸との結合および解
放を行う第１のクラッチ、およびこの電動機と駆動軸と
の結合および解放を行う第２のクラッチを設けている。
エンジンの回転数が駆動軸の回転数よりも大きくなった
場合には、第１のクラッチを解放するとともに、第２の
クラッチを結合することによって、電動機を駆動軸側に
結合する。逆の場合には、第１のクラッチを結合すると
ともに、第２のクラッチを解放することによって、電動
機をエンジンの出力軸側に結合する。こうすることによ
ってアンダードライブ走行、オーバードライブ走行の双
方において、効率の高い運転を実現している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電動機の結合
状態を切り替え可能なハイブリッド車両において、切り
替えの制御に関しては十分検討されてはいなかった。例
えば、電動機の結合先をエンジンの出力軸側から駆動軸
側に切り替える場合を考える。電動機の運転状態を適切
に制御することなく電動機をエンジンの出力軸側から切
り離せば、その際に車両にショックが生じる。また、電
動機を駆動軸に結合する際には、電動機の運転を制御し
て駆動軸の回転状態に適合させる必要がある。これらの
制御が適切に実行されない場合には、切り替え時にショ
ックが生じ、ハイブリッド車両の乗り心地を大きく損ね
てしまう。回転状態を適合させることなく切り替えを強
行すれば、切り替え機構の寿命を大きく損ねることもあ
る。

【００１０】また、従来のハイブリッド車両では、切り
替えが頻繁に行われるという課題もあった。切り替え時
にショックを低減する制御を行ったとしてもショックを
完全になくすことは困難である。従って、切り替えが頻
繁に行われれば、ハイブリッド車両の乗り心地は損ねら
れる。また、切り替えが頻繁に行われることにより、切
り替え機構の寿命を短くすることもある。さらに、結合
先を切り替える制御が行われている際には、エンジンか
ら出力された動力を変換して駆動軸から出力する範囲が
制限されるため、車両の応答性が損なわれることもあ
る。

【００１１】以上で説明した課題は、ハイブリッド車両
のみならず、ハイブリッド式の動力出力装置一般に生じ
得るものである。本発明はこれらの課題の少なくとも一
部を解決するためになされ、電動機の結合先を滑らかに
切り替える制御に関する技術を提供することを第１の目
的とする。また、過度の切り替えが行われることによっ
て、切り替え装置の寿命、車両の乗り心地、応答性など
を損ねることを回避しつつ、高効率な運転を実現する技
術を提供することを第２の目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の動力出力装置およびその制御方法は、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、原動機と、該原動機の出
力軸および動力を出力するための駆動軸に結合され原動
機から出力された動力を電力のやりとりによって調整し
て前記駆動軸に伝達可能な動力調整装置と、切り替え装
置によって結合先を前記出力軸と前記駆動軸に切り替え
て結合し得る電動機とを備える動力出力装置であって、
前記駆動軸から出力すべき要求動力を入力する入力手段
と、前記要求動力が、前記電動機の結合先を切り替える
べき所定の範囲に入ったとき、前記動力調整装置および
電動機を制御して、前記原動機の出力軸と前記駆動軸と
の回転状態に関与するパラメータを一致させる制御手段
と、前記パラメータの一致が得られた後、前記要求動力
を再度入力し、前記切り替えを行うか否かを再度判定す
る第２の判定手段と、該第２の判定手段により切り替え
を行うべきと判定された場合に、前記切り替え装置を制
御して前記電動機の結合先を切り替える切り替え制御手
段とを備えることを要旨とする。

【００１３】本発明の動力出力装置は、原動機の出力軸
と前記駆動軸との回転状態に関与するパラメータを一致
させてから電動機の結合先の切り替えを実行する。回転
状態に関与するパラメータとしては、後述する種々のパ
ラメータが挙げられる。これらのパラメータを一致させ
てから切り替えを実行することにより、切り替え時のシ
ョックを軽減することができる。なお、必ずしも回転状
態に関する複数のパラメータの全てを一致させなくて
も、一部のパラメータを一致させればショックを軽減す
ることが可能である。当然、パラメータを一部ずつ順次
一致させていく制御を行うものとしてもよい。また、一
致とは実質的に一致する範囲であればよい。実質的に一
致する範囲は、切り替え時のショックを許容可能な範囲
および切り替え機構が許容しうる偏差に基づいて設定す
ることができる。

【００１４】上記発明の動力出力装置では、このように
切り替え時の制御を実行するとともに、切り替えの過程
において、要求動力を再度入力し、前記切り替えを行う
か否かを再度判定する。動力出力装置の運転状態が電動
機の結合状態を切り替えるべき状態に至った場合であっ
ても、しばらくして切り替えるべき状態からはずれる場
合もある。かかる場合に切り替え制御を継続すれば、切
り替えの制御が完了した後、結合状態を再び切り替え前
の状態に戻すことが必要になる。上記発明によれば、切
り替え制御が開始された後に、再度切り替えの判断を行
うことにより、結合状態を再び切り替え前の状態に戻す
必要が生じることを回避し、切り替えが頻繁に行われる
ことを回避することができる。

【００１５】本発明の動力出力装置において、前記第２
の判定手段は、前記パラメータの一致が得られた後、前
記切り替えを行うべき状態が所定の期間維持されたか否
かを判定する手段であるものとすることができる。

【００１６】こうすれば、切り替えが頻繁に行われるこ
とを適切に回避することができる。電動機の結合状態を
切り替えるか否かは、動力出力装置の使用者の操作によ
って設定される要求動力に基づいて判断される。要求動
力は短期間に頻繁に変化することは少ない。従って、切
り替え制御を開始した直後に要求動力を読み込んでも結
合状態を切り替えるか否かの条件には変化が生じていな
いことが多い。上記発明では、切り替え制御が開始さ
れ、回転状態に関与するパラメータの一致が得られた
後、切り替えを行うべき条件が所定の期間維持されたか
否かの判定を行うため、切り替え条件の変化を適切に検
出することができ、頻繁な切り替えを抑制することがで
きる。

【００１７】切り替えを行うべき条件が所定の期間維持
されたか否かの判定は種々の方法で行うことができる。
所定の期間中に要求動力を繰り返し入力して判定するも
のとしてもよいし、所定の期間が経過した時点で要求動
力を入力した判定するものとしてもよい。前者を採用す
れば要求動力の変化を的確に把握できる利点がある一
方、要求動力の判定処理に時間を要するという欠点があ
る。後者ではその逆の利点がある。いずれの方法を採用
するかは、要求動力が変化する周期として想定される値
に応じて決めることができる。なお、所定の期間は、要
求動力が変化する間隔に応じて設定することができる。
当然、上記発明の動力出力装置が適用される装置によっ
ても異なる値となる。また、所定の期間は必ずしも「時
間」で設定する必要はなく、特定の制御処理を実行する
ステップ数や駆動軸の回転数などで定義するものとして
も構わない。

【００１８】前記回転状態に関与するパラメータも種々
選択可能である。例えば、前記回転状態に関与するパラ
メータは、前記原動機の出力軸と前記駆動軸のトルクと
したり、前記回転状態に関与するパラメータは、前記原
動機の出力軸と前記駆動軸の回転数とすることができ
る。

【００１９】一般に回転軸の回転状態は、回転数とトル
クとから表される。ハイブリッド式の動力出力装置で
は、原動機から出力された動力を動力調整装置および電
動機により、要求された回転数およびトルクに変換して
駆動軸から出力する。変換の過程には当然、損失が生じ
る。損失は未知量であるため、原動機の出力軸と駆動軸
との回転状態に関与するパラメータの全てを完全に一致
させることは非常に困難である。また、原動機の出力軸
の回転状態と駆動軸の回転状態を一致させた場合、原動
機から出力される動力と駆動軸から出力される動力とが
等しくなるから、上記損失に相当するエネルギは原動機
以外のエネルギ源、例えばバッテリから供給することに
なる。従って、原動機の回転状態と駆動軸の回転状態を
一致させて切り替えを行えば、上記エネルギ源のエネル
ギをいたずらに消費することにもなる。

【００２０】上述の発明では、これらのパラメータのう
ち、一つのパラメータを一致させてから切り替えを行う
ことにより、切り替え時のショックを低減させることが
できる。また、一つのパラメータの一致は比較的短時間
で得ることができるため、上記動力出力装置によれば、
結合状態の切り替えを比較的短時間に実行することがで
きる。さらに、一つのパラメータを一致させるだけであ
るから、原動機から出力される動力を駆動軸から出力さ
れる動力よりも大きく維持しておくことが可能である。
従って、装置全体に含まれる損失分をも含めて必要な動
力を原動機から出力することができ、原動機以外のエネ
ルギ源のエネルギ消費を抑えることができる。

【００２１】なお、上記動力出力装置において、一つの
パラメータを一致させた後、他のパラメータを順次一致
させるようにすることもできる。例えばトルクを一致さ
せた場合、回転数はその後の切り替えの過程において改
めて一致させることができる。こうすれば、切り替え時
のショックをさらに低減することができる。もとより、
最初から回転数およびトルクの双方を一致させて切り替
えを行うものとしてもよい。

【００２２】また、切り替えの手順も種々可能である。
前記切り替え制御手段は、前記電動機を前記出力軸と前
記駆動軸の双方から切り離した状態を経て前記切り替え
を実行する手段であるものとすることができる。

【００２３】こうすれば、双方の軸から切り離された状
態では、電動機の運転状態を自由に変更することができ
る。従って、先に説明したように回転状態に関与するパ
ラメータの一つを一致させて切り替え制御を実行して、
電動機を双方の軸から切り離した状態で他のパラメータ
を一致させることが可能となり、よりショックの少ない
切り替えを実現することができる。

【００２４】本発明は、以下に示す通り、動力出力装置
の制御方法の発明としても成立する。つまり、原動機
と、該原動機の出力軸および動力を出力するための駆動
軸に結合され原動機から出力された動力を電力のやりと
りによって調整して前記駆動軸に伝達可能な動力調整装
置と、切り替え装置によって結合先を前記出力軸と前記
駆動軸に切り替えて結合し得る電動機とを備える動力出
力装置の制御方法であって、（ａ）前記駆動軸から出力
すべき要求動力を入力する入力手段と、（ｂ）前記要求
動力が、前記電動機の結合先を切り替えるべき所定の範
囲に入ったとき、前記動力調整装置および電動機を制御
して、前記原動機の出力軸と前記駆動軸との回転状態に
関与するパラメータを一致させる工程と、（ｃ）前記パ
ラメータの一致が得られた後、前記要求動力を再度入力
し、前記切り替えを行うか否かを再度判定する工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）において切り替えを行うべきと判
定された場合に、前記切り替え装置を制御して前記電動
機の結合先を切り替える工程とを備える動力出力の制御
方法である。

【００２５】かかる制御方法によれば、先に説明した作
用と同様の作用に基づいて、動力出力装置の切り替えを
適切に行うことができる。以上で説明した種々の発明は
直接には動力出力装置に適用されている。その他、該動
力出力装置を適用した種々の装置、例えばハイブリッド
車両として本発明を構成することも可能である。

【００２６】

【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、実施例の構成について
図１を用いて説明する。図１は本実施例の動力出力装置
を搭載したハイブリッド車両の概略構成を示す説明図で
ある。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。ＥＦＩＥ
ＣＵ１７０は内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、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Ｒ
ＯＭ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。これらの制御を可
能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０にはエンジン１５
０の運転状態を示す種々のセンサが接続されている。そ
の一つとしてクランクシャフト１５６の回転数を検出す
る回転数センサ１５２がある。その他のセンサおよびス
イッチなどの図示は省略した。

【００２７】エンジン１５０のクランクシャフト１５６
はクラッチモータ１３０に結合されている。クラッチモ
ータ１３０は、インナロータ軸１３３に結合されたイン
ナロータ１３２とアウタロータ軸１３５に結合されたア
ウタロータ１３４を備え、両者が相対的に回転可能な対
ロータ電動機である。クラッチモータ１３０のインナロ
ータ軸１３３はダンパ１５７を介してクランクシャフト
１５６に結合されている。アウタロータ軸１３５はディ
ファレンシャルギヤ１１４を介して、駆動輪１１６Ｒ，
１１６Ｌを備えた車軸１１６に結合されている。また、
アシストモータ１４０と結合するために、アウタロータ
軸１３５には第１ギヤ１１１が設けられており、インナ
ロータ軸１３３には第２ギヤ１１２が設けられている。

【００２８】本実施例のハイブリッド車両では、アシス
トモータ１４０が設けられている。アシストモータ１４
０はステータ１４４がケースに固定され、ロータ１４２
は上述した中空のロータ軸１４３を有している。このロ
ータ軸１４３には上述した第１ギヤ１１１，第２ギヤ１
１２と噛合する第３ギヤ１１３が設けられている。ロー
タ軸１４３はスプラインにより支持されており、回転す
るとともに軸方向にスライド可能になっている。その作
動は制御ユニット１９０により制御される。

【００２９】ロータ軸１４３が、図１中の破線で示した
位置ＵＤにあるときは、第１ギヤ１１１と第３ギヤ１１
３とが噛合する。図１中の位置ＵＤにあるときは、アシ
ストモータ１４０のロータ１４２はアウタロータ軸１３
５にのみ結合された状態となる。この結果、エンジン１
５０から出力された動力は、クラッチモータ１３０、ア
シストモータ１４０をこの順に経て前車軸１１６に出力
される。この構成を模式的に示したのが図２である。ロ
ータ軸１４３が位置ＵＤにあるときは、図２の構成と等
価である。以下、この結合状態をアンダードライブ結合
と呼ぶ。

【００３０】ロータ軸１４３が、図１中の実線で示した
位置ＯＤにあるときは、第２ギヤ１１２と第３ギヤ１１
３とが噛合する。図１中の位置ＯＤにあるときは、アシ
ストモータ１４０のロータ１４２はインナロータ軸１３
３にのみ結合された状態となる。この結果、エンジン１
５０から出力された動力は、アシストモータ１４０、ク
ラッチモータ１３０をこの順に経て前車軸１１６に出力
される。この構成を模式的に示したのが図３である。ロ
ータ軸１４３が位置ＯＤにあるときは、図３の構成と等
価である。以下、この結合状態をオーバードライブ結合
と呼ぶ。

【００３１】アンダードライブ結合とオーバードライブ
結合との切り替えの過渡期においては、第３ギヤ１１３
が第１ギヤ１１１および第２ギヤ１１２のいずれとも噛
合してない中立状態になることがある。このときエンジ
ン１５０から出力された動力は、クラッチモータ１３０
を経て前車軸１１６に出力される。この構成を模式的に
示したのが図４である。ロータ軸１４３が中立状態にあ
るときは、図４の構成と等価である。

【００３２】本実施例では、ロータ軸１４３の位置に応
じて図２〜図４の３つの構成を採るものとした。さらに
第３ギヤ１１３を第１ギヤ１１１および第２ギヤ１１２
の双方に結合可能としてもよい。かかる結合は、第３ギ
ヤ１１３の軸方向の長さを十分大きくすること等により
実現可能である。かかる結合状態では、かかる結合状態
では、インナロータ軸１３３とアウタロータ軸１３５は
同じ回転数で回転するため、クラッチモータ１３０は機
能しない。この結果、エンジン１５０から出力された動
力は、アシストモータ１４０を経て前車軸１１６に出力
される。この構成を模式的に示したのが図５である。

【００３３】上述した各結合状態は、ハイブリッド車両
の走行状態に応じて切り替えられる。車両の走行状態と
アシストモータ１４０の結合状態との関係を図６に示
す。図６は、横軸に車速をとり、縦軸にトルクを採って
車両が走行する領域を示したものである。図６中の曲線
ＬＩＭで示される範囲がハイブリッド車両が走行可能な
状態を示している。ハッチングを付して示した領域ＯＤ
がオーバードライブ結合により走行する領域である。そ
の他の領域ＵＤがアンダードライブ結合により走行する
領域である。後述する通り、両者の境界は車両の運転状
態に応じて変化する。領域ＥＶはエンジン１５０を停止
し、アシストモータ１４０のみを動力源として走行する
領域である。エンジン１５０を停止した状態での走行は
オーバードライブ結合でも可能であるが、本実施例では
制御が容易なアンダードライブ結合で行うものとした。
本実施例のハイブリッド車両は、このように走行状態に
応じてアシストモータ１４０の結合状態を切り替えなが
ら走行する。図６中に平地を走行する際の走行抵抗を破
線ＤＤで示した。車両がこの破線に沿って運転される場
合には、最初ＥＶ走行し、ある時点でオーバードライブ
結合による走行がされる。各結合状態と走行状態との関
係は後に詳述する。

【００３４】なお、本実施例における第１ギヤ１１１，
第２ギヤ１１２，第３ギヤ１１３を２つのクラッチに置
き換えることも可能である。つまり、これらのギヤに代
えて、アウタロータ軸１３５とロータ軸１４３の結合お
よび解放を行う第１のクラッチを設け、またインナロー
タ軸１３３とロータ軸１４３の結合および解放を行う第
２のクラッチを設けるものとしてもよい。この場合、ロ
ータ１４２はスプラインではなく、通常の軸受けで軸支
すれば済む。

【００３５】次に、クラッチモータ１３０、アシストモ
ータ１４０の構成について説明する。クラッチモータ１
３０は、既に説明した通り、対ロータの同期電動発電機
として構成されており、外周面に複数個の永久磁石を有
するインナロータ１３２と、回転磁界を形成する三相コ
イルが巻回されたアウタロータ１３４とを備える。アウ
タロータ１３４とインナロータ１３２とは、共に相対的
に回転可能に軸支されている。クラッチモータ１３０は
インナロータ１３２に備えられた永久磁石による磁界と
アウタロータ１３４に備えられた三相コイルによって形
成される磁界との相互作用により両者が相対的に回転駆
動する電動機として動作し、場合によってはこれらの相
互作用によりアウタロータ１３４に巻回された三相コイ
ルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作す
る。

【００３６】クラッチモータ１３０はインナロータ１３
２とアウタロータ１３４の双方が回転可能であるため、
インナロータ軸１３３およびアウタロータ軸１３５の一
方から入力された動力を他方に伝達することができる。
クラッチモータ１３０を電動機として力行運転すれば他
方の軸にはトルクが付加された動力が伝達されることに
なるし、電動発電機として回生運転すれば動力の一部を
電力の形で取り出しつつ残余の動力を伝達することがで
きる。また、力行運転も回生運転も行わなければ、動力
が伝達されない状態となる。この状態は機械的なクラッ
チを解放にした状態に相当する。

【００３７】クラッチモータ１３０のアウタロータ１３
４はスリップリングおよび駆動回路１９１を介してバッ
テリ１９４に電気的に接続されている。駆動回路１９１
は内部にスイッチング素子としてのトランジスタを複数
備えたトランジスタインバータであり、制御ユニット１
９０と電気的に接続されている。制御ユニット１９０が
駆動回路１９１のトランジスタのオン・オフの時間をＰ
ＷＭ制御するとバッテリ１９４を電源とする三相交流が
スリップリング１３８を介してクラッチモータ１３０の
アウタロータ１３４に流れる。この三相交流によりアウ
タロータ１３４には回転磁界が形成されクラッチモータ
１３０は回転する。

【００３８】アシストモータ１４０も、クラッチモータ
１３０と同様に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１４４とを
備える。ステータ１４４がケースに固定されている点
で、クラッチモータ１３０とは異なっている。アシスト
モータ１４０は駆動回路１９２を介してバッテリ１９４
に接続されている。駆動回路１９２もトランジスタイン
バータにより構成されており、制御ユニット１９０に電
気的に接続されている。制御ユニット１９０の制御信号
により駆動回路１９２のトランジスタをスイッチングす
ると、ステータ１４４に三相交流が流れて回転磁界を生
じ、アシストモータ１４０は回転する。

【００３９】本実施例のハイブリッド車両の運転状態は
制御ユニット１９０により制御されている。制御ユニッ
ト１９０もＥＦＩＥＣＵ１７０と同様、内部にＣＰＵ、
ＲＯＭ、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、後述する種々の制御処理を行うよう構成されて
いる。これらの制御を可能とするために、制御ユニット
１９０には、各種のセンサおよびスイッチが電気的に接
続されている。制御ユニット１９０に接続されているセ
ンサおよびスイッチとしては、アクセルペダルの操作量
を検出するためのアクセルペダルポジションセンサ１６
５、車軸１１６の回転数を検出する回転数センサ１１７
等が挙げられる。制御ユニット１９０は、ＥＦＩＥＣＵ
１７０とも電気的に接続されており、ＥＦＩＥＣＵ１７
０との間で種々の情報を、通信によってやりとりしてい
る。制御ユニット１９０からエンジン１５０の制御に必
要な情報をＥＦＩＥＣＵ１７０に出力することにより、
エンジン１５０を間接的に制御することができる。逆に
エンジン１５０の回転数などの情報をＥＦＩＥＣＵ１７
０から入力することもできる。この制御ユニット１９０
は、本発明における切り替え制御手段、抑制手段、回避
手段として機能する。

【００４０】（２）運転制御処理：次に、本実施例のハ
イブリッド車両の運転制御処理について説明する。本実
施例のハイブリッド車両は、種々の運転モードにより走
行することができる。図６を用いて説明した通り、例え
ば、エンジン１５０を停止してアシストモータ１４０を
動力源として走行することができる。当然、エンジン１
５０からの動力を利用して走行することもできる（以
下、この運転モードを通常走行と呼ぶ）。また、車軸の
回転を電力として回生しながら制動をかけることもでき
る。制御ユニット１９０内のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰ
Ｕ」という）は車両の走行状態に応じて運転モードを判
定し、それぞれのモードについてエンジン１５０、クラ
ッチモータ１３０、アシストモータ１４０等の制御を実
行する。これらの制御は種々の制御処理ルーチンを周期
的に実行することにより行われる。以下では、これらの
運転モードのうち、本発明に最も関連の深い通常走行モ
ードについてトルク制御処理の内容を説明する。

【００４１】図７は、通常走行時のトルク制御ルーチン
の内容を示すフローチャートである。この処理が開始さ
れるとＣＰＵは駆動軸、つまり車軸１１６から出力すべ
きエネルギＰｄを設定する（ステップＳ１０）。この動
力は、アクセルペダルポジションセンサ１６５により検
出されたアクセルの踏み込み量に基づいて設定される。
駆動軸から出力すべきエネルギＰｄは、車軸１１６の目
標回転数Ｎｄ＊とトルクＴｄ＊の積で表される。フロー
チャートには図示を省略したが、駆動軸から出力すべき
エネルギＰｄの設定とともに車軸１１６の目標回転数Ｎ
ｄ＊および目標トルクＴｄ＊の組み合わせも設定されて
いる。次に、充放電電力Ｐｂおよび補機駆動エネルギＰ
ｈを算出する（ステップＳ１５，Ｓ２０）。充放電電力
Ｐｂとは、バッテリ１９４の充放電に要するエネルギで
あり、バッテリ１９４を充電する必要がある場合には正
の値、放電する必要がある場合には負の値を採る。補機
駆動エネルギＰｈとは、エアコンなどの補機を駆動する
ために必要となる電力である。こうして算出された電力
の総和が要求動力Ｐｅとなる（ステップＳ２５）。

【００４２】なお、トルク制御ルーチンでは、単位時間
当たりのエネルギ収支を考慮してエンジン１５０等の制
御を実行する。従って、本明細書でエネルギという場合
は、全て単位時間当たりのエネルギを意味するものとす
る。この意味で、本明細書においては、機械的なエネル
ギは動力と同義であり、電気的なエネルギは電力と同義
である。また、説明の容易のため、以下では車軸１１６
とアウタロータ軸１３５との間には変速機は設けられて
いないものとする。つまり、車軸１１６の回転数および
トルクは、アウタロータ軸１３５の回転数およびトルク
と等しいものとする。

【００４３】次に、こうして設定された要求動力Ｐｅに
基づいてエンジン１５０の運転ポイントを設定する（ス
テップＳ３０）。運転ポイントとは、エンジン１５０の
目標回転数Ｎｅと目標トルクＴｅの組み合わせをいう。
エンジン１５０の運転ポイントは、予め定めたマップに
従って、基本的にはエンジン１５０の運転効率を優先し
て設定する。

【００４４】図８はかかるマップの例である。図８はエ
ンジンの回転数Ｎｅを横軸に、トルクＴｅを縦軸にとり
エンジン１５０の運転状態を示している。図８中の曲線
Ｂはエンジン１５０の運転が可能な限界範囲を示してい
る。曲線α１からα６まではエンジン１５０の運転効率
が一定となる運転ポイントを示している。α１からα６
の順に運転効率は低くなっていく。また、曲線Ｃ１から
Ｃ３はそれぞれエンジン１５０から出力される動力（回
転数×トルク）が一定となるラインを示している。

【００４５】エンジン１５０は図８に示す通り、回転数
およびトルクに応じて、運転効率が大きく相違する。図
８中の曲線Ｃ１〜Ｃ３に相当する動力を出力する場合の
エンジン１５０の回転数Ｎｅと効率αの関係を図９に示
す。エンジン１５０から曲線Ｃ１に相当する動力を出力
する場合には、図８および図９中のＡ１点に相当する運
転ポイント（回転数およびトルク）でエンジン１５０を
運転するときが最も運転効率が高くなる。同様に曲線Ｃ
２およびＣ３に相当する動力を出力する場合には図８お
よび図９中のＡ２およびＡ３点で運転する場合が最も効
率が高くなる。出力すべき動力ごとに最も運転効率が高
くなる運転ポイントを選択すると、図８中の曲線Ａが得
られる。これを動作曲線と呼ぶ。

【００４６】図７のステップＳ３０における運転ポイン
トの設定では、予め実験的に求められた動作曲線を制御
ユニット１９０内のＲＯＭにマップとして記憶してお
き、かかるマップから要求動力Ｐｅに応じた運転ポイン
トを読み込んで、エンジン１５０の目標回転数Ｎｅおよ
び目標トルクＴｅを設定するのである。こうすることに
より、最も運転効率の高い運転ポイントを設定すること
ができる。

【００４７】こうして設定されたエンジン１５０の運転
ポイントに応じて、ＣＰＵは結合状態切り替え制御処理
を行う（ステップＳ１００）。この処理内容は後述す
る。この処理では、ハイブリッド車両の走行状態に応じ
て第３ギヤ１１３が噛合する先を第１ギヤ１１１、第２
ギヤ１１２に切り替える処理である。本実施例では、こ
の処理を実行することにより、アシストモータ１４０は
クラッチモータ１３０のインナロータ軸１３３側に結合
された状態（図２のアンダードライブ結合）またはアウ
タロータ軸１３５側に結合された状態（図３のオーバー
ドライブ結合）のいずれかを採る。本実施例では、両者
の切り替えの途中において、アシストモータ１４０がイ
ンナロータ軸１３３側およびアウタロータ軸１３５側の
双方から切り離された中立状態（図４の状態）を採る。

【００４８】次にＣＰＵはクラッチモータ１３０および
アシストモータ１４０のトルクおよび回転数の指令値を
設定する（ステップＳ２００）。この設定は、アンダー
ドライブ結合かオーバードライブ結合かによって異な
る。それぞれの結合状態について、トルクおよび回転数
の指令値の設定方法を説明する。

【００４９】アンダードライブ結合の場合、図２の構成
図から明らかな通り、アシストモータ１４０の回転数Ｎ
ａは駆動軸１１６の回転数Ｎｄと等しい。クラッチモー
タ１３０の回転数Ｎｃは、駆動軸１１６の回転数Ｎｄと
エンジン１５０の回転数Ｎｅとの差分となる。一方、ト
ルクは次の通り設定される。作用・反作用の原理から明
らかな通り、クラッチモータ１３０のトルクＴｃは、エ
ンジン１５０のトルクＴｅに等しい。アシストモータ１
４０のトルクＴａは、駆動軸１１６の目標トルクＴｄと
エンジン１５０のトルクＴｅとの差分となる。以上よ
り、アンダードライブ結合の場合には、アシストモータ
１４０及びクラッチモータ１３０の回転数、トルクは次
式（１）の通り設定される。クラッチモータ１３０の回転数Ｎｃ＝Ｎｄ−Ｎｅ；トルクＴｃ＝Ｔｅ；アシストモータ１４０の回転数Ｎａ＝Ｎｄ；トルクＴａ＝Ｔｄ−Ｔｅ；・・・（１）

【００５０】アンダードライブ結合では、各モータの回
転数およびトルクを上式（１）の通り設定することによ
り、エンジン１５０から出力された動力を駆動軸１１６
の目標回転数ＮｄおよびトルクＴｄに変換して出力す
る。この変換の様子を図１０〜図１３を用いて場合を分
けて説明する。図１０、図１１は、エンジン１５０の運
転ポイントＰｅと駆動軸１１６の回転ポイントＰｄを、
横軸に回転数Ｎ、縦軸にトルクＴを採って示した図であ
る。図１０は、エンジン１５０から出力された動力Ｐｅ
を、回転数が低くトルクが高い状態に変換して駆動軸１
１６から出力する場合を示している。図１１は、逆にエ
ンジン１５０から出力された動力Ｐｅを回転数が高くト
ルクが低い状態に変換して駆動軸１１６から出力する場
合を示している。図１２、図１３はこうした回転数およ
びトルクの変換の様子を模式的に示した図である。図１
２は図１０に示した変換を行う際の様子を示したもので
あり、図１３は図１１に示した変換を行う際の様子を示
したものである。

【００５１】図１０に示した変換を行う場合、駆動軸１
１６の回転数Ｎｄはエンジン１５０の回転数Ｎｅよりも
小さい。従って、クラッチモータ１３０の回転数Ｎｃは
負の値となる。クラッチモータ１３０のトルクＴｃは正
の値である。つまり、クラッチモータ１３０はエンジン
１５０から出力された動力の一部を駆動軸１１６に伝達
しつつ、残りを電力として回生する状態で運転される。
このとき、回生される電力はクラッチモータ１３０の回
転数とトルクの積に等しく、図１０中のハッチングを施
した領域ＧＵ１の面積に等しい。一方、駆動軸１１６の
トルクＴｄはエンジン１５０のトルクＴｅよりも大き
い。従って、アシストモータ１４０は正のトルク、正の
回転数で運転される。つまり、アシストモータ１４０は
電力の供給を受け力行される。このとき供給される電力
はアシストモータ１４０の回転数とトルクの積に等し
く、図１０中のハッチングを施した領域ＣＵ１の面積に
等しい。両モータでの運転効率を１００％と仮定すれば
クラッチモータ１３０で回生される電力と、アシストモ
ータ１４０に供給される電力とは等しくなる。つまり、
クラッチモータ１３０で領域ＧＵ１に相当する分のエネ
ルギを電力の形で取り出し、領域ＣＵ１に相当する分の
エネルギとして供給することによりエンジン１５０の運
転ポイントＰｅで表される動力を、ポイントＰ２の状態
に変換しているのである。

【００５２】この様子を図１２に基づいて説明する。エ
ンジン１５０から出力された動力ＰＵ１は、クラッチモ
ータ１３０で２つに分配され、一部の動力ＰＵ２はアシ
ストモータ１４０が結合される駆動軸側に伝達される。
残りのエネルギは電力ＥＵとして取り出される。この電
力ＥＵはアシストモータ１４０に供給される。アシスト
モータ１４０では、機械的に伝達されたエネルギＰＵ２
と電力ＥＵとを併合して、動力ＰＵ３を駆動軸に出力す
る。なお、電力ＥＵのやりとりにはバッテリ１９４への
充放電が関与することもあるが、以上の説明および図１
２では省略した。

【００５３】図１１に示した変換を行う場合、駆動軸１
１６の回転数Ｎｄはエンジン１５０の回転数Ｎｅよりも
大きい。従って、クラッチモータ１３０の回転数Ｎｃは
正の値となる。クラッチモータ１３０のトルクＴｃは正
の値である。つまり、クラッチモータ１３０は電力の供
給を受けて力行される。このとき、供給される電力はク
ラッチモータ１３０の回転数とトルクの積に等しく、図
１１中のハッチングを施した領域「ＧＵ２＋ＧＵ３」の
面積に等しい。一方、駆動軸１１６のトルクＴｄはエン
ジン１５０のトルクＴｅよりも小さい。従って、アシス
トモータ１４０は負のトルク、正の回転数で運転され
る。つまり、アシストモータ１４０は回生運転される。
このとき回生される電力はアシストモータ１４０の回転
数とトルクの積に等しく、図１１中のハッチングを施し
た領域「ＣＵ２＋ＧＵ３」の面積に等しい。両モータで
の運転効率を１００％と仮定すればクラッチモータ１３
０で回生される電力と、アシストモータ１４０に供給さ
れる電力とは等しくなる。実際には運転効率が１００％
になることはないため、バッテリ１９４からの電力の持
ち出しを伴ったり、損失に相当する動力をエンジン１５
０から余分に出力したりして、上記変換を実現する。

【００５４】この様子を図１３に基づいて説明する。エ
ンジン１５０から出力された動力ＰＵ１は、クラッチモ
ータ１３０により増大され、動力ＰＵ２としてアシスト
モータ１４０が結合される駆動軸側に伝達される。アシ
ストモータ１４０は伝達された動力の一部の動力ＰＵ３
を駆動軸に出力するとともに、残りのエネルギは電力Ｅ
Ｕとして取り出す。この電力ＥＵはクラッチモータ１３
０に供給される。なお、電力ＥＵのやりとりにはバッテ
リ１９４への充放電が関与することもあるが、以上の説
明および図１２では省略した。

【００５５】以上の運転状態を比較すると、エンジン１
５０の回転数Ｎｅよりも駆動軸の回転数Ｎｄが低い場
合、つまりアンダードライブ走行時には、回生された電
力ＥＵは、エンジン１５０から出力された動力が駆動軸
に伝達される上流側から下流側に供給されている（図１
２参照）。上流側とはクラッチモータ１３０であり、下
流側とはアシストモータ１４０である。これに対し、エ
ンジン１５０の回転数Ｎｅよりも駆動軸の回転数Ｎｄが
高い場合、つまりオーバードライブ走行時には、回生さ
れた電力ＥＵは下流側から上流側に供給されている（図
１３参照）。この結果、後者の変換では、動力の循環γ
１が生じることになる。動力の循環γ１が生じている場
合には、エンジン１５０から出力される動力のうち駆動
軸に有効に出力されない動力が生じることを意味するた
め、ハイブリッド車両の運転効率は低下する。つまり、
アンダードライブ結合（図２の状態）では、「エンジン
１５０の回転数Ｎｅ＞駆動軸の回転数Ｎｄ」の場合に高
い効率で車両を運転することができる。

【００５６】次に、オーバードライブ結合の場合におけ
るトルクおよび回転数の指令値の設定について説明す
る。オーバードライブ結合の場合、図３の構成図から明
らかな通り、アシストモータ１４０の回転数Ｎａはエン
ジン１５０の回転数Ｎｅと等しい。クラッチモータ１３
０の回転数Ｎｃは、駆動軸１１６の回転数Ｎｄとエンジ
ン１５０の回転数Ｎｅとの差分となる。一方、トルクは
次の通り設定される。作用・反作用の原理から明らかな
通り、クラッチモータ１３０のトルクＴｃは、駆動軸１
１６の目標トルクＴｄと等しい。アシストモータ１４０
のトルクＴａは、駆動軸１１６の目標トルクＴｄとエン
ジン１５０のトルクＴｅとの差分となる。以上より、オ
ーバードライブ結合の場合には、アシストモータ１４０
及びクラッチモータ１３０の回転数、トルクは次式
（２）の通り設定される。クラッチモータ１３０の回転数Ｎｃ＝Ｎｄ−Ｎｅ；トルクＴｃ＝Ｔｄ；アシストモータ１４０の回転数Ｎａ＝Ｎｅ；トルクＴａ＝Ｔｄ−Ｔｅ；・・・（２９

【００５７】オーバードライブ結合では、各モータの回
転数およびトルクを上式（２）の通り設定することによ
り、エンジン１５０から出力された動力を駆動軸１１６
の目標回転数ＮｄおよびトルクＴｄに変換して出力して
いる。この変換の様子を図１４〜図１７を用い、場合を
分けて説明する。図１４は、エンジン１５０から出力さ
れた動力Ｐｅを回転数が低く、トルクが高い状態に変換
して駆動軸１１６から出力する場合のエネルギの関係を
示している。図１５は、逆にエンジン１５０から出力さ
れた動力Ｐｅを回転数が高く、トルクが低い状態に変換
して駆動軸１１６から出力する場合を示している。図１
６、図１７はこうした回転数およびトルクの変換の様子
を模式的に示した図である。図１６は図１４に示した変
換を行う際の様子を示したものであり、図１７は図１５
に示した変換を行う際の様子を示したものである。

【００５８】図１４に示した変換を行う場合、クラッチ
モータ１３０は回生運転される。回生される電力は図１
４中のハッチングを施した領域「ＧＯ１＋ＧＯ２」の面
積に等しい。アシストモータ１４０は電力の供給を受け
力行される。供給される電力は図１４中のハッチングを
施した領域ＣＯ１の面積に等しい。両モータでの運転効
率を１００％と仮定すればクラッチモータ１３０で回生
される電力と、アシストモータ１４０に供給される電力
とは等しくなる。

【００５９】この様子を図１６に基づいて説明する。エ
ンジン１５０から出力された動力ＰＯ１は、アシストモ
ータ１４０で増大され、動力ＰＯ２としてクラッチモー
タ１３０に伝達される。クラッチモータ１３０は、アシ
ストモータ１４０から伝達されたエネルギＰＯ２の一部
を動力ＰＯ３として駆動軸に出力しつつ、残りを電力Ｅ
Ｕとして回生する。この電力は、アシストモータ１４０
に供給される。従って、「エンジン１５０の回転数Ｎｅ
＞駆動軸の回転数Ｎｄ」のときは、図１６に示す通り、
動力の循環γ２が生じる。

【００６０】図１５に示した変換を行う場合、クラッチ
モータ１３０は電力の供給を受けて力行される。供給さ
れる電力は図１５中のハッチングを施した領域ＧＯ３の
面積に等しい。アシストモータ１４０は回生運転され
る。回生される電力は図１５中のハッチングを施した領
域ＣＯ２の面積に等しい。両モータでの運転効率を１０
０％と仮定すればクラッチモータ１３０に供給される電
力と、アシストモータ１４０で回生される電力とは等し
くなる。

【００６１】この様子を図１７に基づいて説明する。エ
ンジン１５０から出力された動力ＰＯ１は、アシストモ
ータ１４０により２つに分配され、一部を動力ＰＯ２と
してクラッチモータ１３０に伝達されるとともに、残り
を電力ＥＯとして回生される。クラッチモータ１３０は
伝達された動力に電力ＥＯを併合して、動力ＰＯ３を駆
動軸に出力する。従って、「エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅ＜駆動軸の回転数Ｎｄ」のときは、動力の循環は生じ
ない。以上より、オーバードライブ結合では、「エンジ
ン１５０の回転数Ｎｅ＜駆動軸の回転数Ｎｄ」の場合に
高い効率で車両を運転することができる。

【００６２】以上で説明した通り、アンダードライブ結
合の場合、上式（１）に基づいて各モータのトルクおよ
び回転数の指令値を設定すれば、アンダードライブ走行
中であるかオーバードライブ走行中であるかに関わら
ず、エンジンから出力される動力を要求された回転数お
よびトルクに変換して出力することができる。但し、オ
ーバードライブ走行時には動力循環の発生により運転効
率が低下する。オーバードライブ結合の場合は、上式
（２）に基づいて各モータのトルクおよび回転数の指令
値を設定すれば、アンダードライブ走行中であるかオー
バードライブ走行中であるかに関わらず、エンジンから
出力される動力を要求された回転数およびトルクに変換
して出力することができる。但し、アンダードライブ走
行時には動力循環の発生により運転効率が低下する。

【００６３】こうしてアシストモータ１４０の結合状態
に応じて設定されたトルク指令値および回転数指令値に
基づいて、ＣＰＵはクラッチモータ１３０、アシストモ
ータ１４０、エンジン１５０の運転を制御する（ステッ
プＳ２０５）。モータの運転制御処理は、同期モータの
制御として周知の処理を適用することができる。本実施
例では、いわゆる比例積分制御による制御を実行してい
る。つまり、各モータの現在のトルクを検出し、目標ト
ルクとの偏差および目標回転数に基づいて、各相に印加
する電圧指令値を設定する。印加される電圧値は上記偏
差の比例項、積分項、累積項によって設定される。それ
ぞれの項にかかる比例係数は実験などにより適切な値が
設定される。こうして設定された電圧は、駆動回路１９
１，１９２を構成するトランジスタインバータのスイッ
チングのデューティに置換され、いわゆるＰＷＭ制御に
より各モータに印加される。

【００６４】ＣＰＵは駆動回路１９１，１９２のスイッ
チングを制御することによって、上述の通り、クラッチ
モータ１３０およびアシストモータ１４０の運転を直接
制御する。これに対し、エンジン１５０の運転は現実に
はＥＦＩＥＣＵ１７０が実施する処理である。従って、
制御ユニット１９０のＣＰＵはＥＦＩＥＣＵ１７０に対
してエンジン１５０の運転ポイントの情報を出力するこ
とで、間接的にエンジン１５０の運転を制御する。

【００６５】以上の処理を周期的に実行することによ
り、本実施例のハイブリッド車両は、エンジン１５０か
ら出力された動力を所望の回転数およびトルクに変換し
て駆動軸から出力し、走行することができる。

【００６６】次に、結合状態の切り替えについて説明す
る。図１８は結合状態切り換え制御ルーチンのフローチ
ャートである。本ルーチンが開始されると、ＣＰＵは車
軸１１６の目標運転ポイント、即ち目標回転数Ｎｄ＊お
よび目標トルクＴｄ＊を読み込む（ステップＳ１０
２）。車軸１１６の目標運転ポイントは先に図７のトル
ク制御ルーチンのステップＳ１０で説明した通り、アク
セルの踏み込み量に基づいて設定された値である。

【００６７】次に、ＣＰＵは車軸１１６の目標運転ポイ
ントに基づいて結合状態の切換が必要であるか否かを判
定する（ステップＳ１０４）。図１９および図２０は、
運転モードの切換が必要であるか否かを判定する様子を
説明する説明図である。図１９はアンダードライブ結合
からオーバードライブ結合への切り替えの判断に関する
説明図であり、図２０はオーバードライブ結合からアン
ダードライブ結合への切り替えの判断に関する説明図で
ある。

【００６８】図１９中の曲線Ａはエンジン１５０の動作
曲線である。破線ＨＨはアンダードライブ結合からオー
バードライブ結合に切り換えるポイントを示す曲線であ
る。曲線ＤＵはハイブリッド車両の走行中における車速
とトルクの変遷を示している。図中の矢印で示す通り、
車両は走行抵抗ＤＤよりも大きなトルクを出力して加速
される。加速とともに出力トルクが低下し、出力トルク
と走行抵抗ＤＤとが釣り合った速度で定常的に走行す
る。アンダードライブ結合からオーバードライブ結合へ
の切り替えは、例えばこうした加速の過程で生じる。車
速の変化に伴って車軸１１６の回転状態が、図１９中の
矢印で示されるように変化し、曲線ＨＨと交差するポイ
ントＰＤ１に至ったとき、ＣＰＵはオーバードライブ結
合への切り換えを行うべきと判断する。

【００６９】図２０は、オーバードライブ結合からアン
ダードライブ結合への切り替え判断の様子を示す説明図
である。図中の破線ＨＬはオーバードライブ結合からア
ンダードライブ結合に切り換えるポイントを示す曲線で
ある。ある車速で走行中に運転者がアクセルを踏み込む
と、車両の出力トルクは図２０中の曲線ＤＯに示すよう
に増加し車両は加速する。オーバードライブ結合からア
ンダードライブ結合への切り替えは、例えばこうした過
程で生じる。図２０中の矢印に従って車軸１１６の回転
状態が変化し、曲線ＨＬと交差するポイントＰＯ１に至
ったとき、ＣＰＵはアンダードライブ結合への切り替え
を行うべきと判断する。

【００７０】図１８の結合状態切り替え制御ルーチンの
ステップＳ１０４では、このような判断によって切り替
えを行うべきか否かが判断される。切り替えが必要と判
断された場合には、切り替え処理が実行され（ステップ
Ｓ１０６）、切り替え不要と判断された場合には、この
処理をスキップして結合状態切り替え制御ルーチンを終
了する。

【００７１】切り替えは、クランクシャフト１５６と車
軸１１６との回転状態に関与するパラメータを一致させ
てから実行される。回転状態に関与するパラメータとし
ては、回転数とトルクとがある。従って、切り替え処理
には、トルクを優先して一致させてから切り替える場
合、回転数を優先して一致させてから切り替える場合、
双方を同じ重みで一致させて切り替える場合の３通りが
可能である。以下では、場合を分けてそれぞれの切り替
え処理について説明する。

【００７２】最初に、クランクシャフト１５６と車軸１
１６のトルクを優先的に一致させてから切り替える場合
について説明する。図２１は、トルク優先の切り替え処
理ルーチンのフローチャートである。この処理が開始さ
れると、ＣＰＵはまず車軸１１６からの出力トルクＴｄ
＊にエンジン１５０の目標トルクＴｅ＊を代入する（ス
テップＳ１１０）。次に、この設定値に基づいてクラッ
チモータ１３０、アシストモータ１４０の制御を実行す
る（ステップＳ１１２）。これらの制御内容は、図７の
ステップＳ２０５で説明した制御と同じであり、車軸１
１６のトルクが目標値Ｔｄ＊となるように運転が制御さ
れる。エンジン１５０の出力トルクＴｅ＊と駆動軸のト
ルクＴｄ＊とがほぼ一致するまで、即ち両者の差分の絶
対値が所定の値Ｔ１以下になるまで、上述した処理が繰
り返し実行される（ステップＳ１１４）。所定の値Ｔ１
はトルクが実質的に一致したものとみなせる値として、
切り替え機構、つまりスプラインが許容するトルク偏差
に基づいて設定される。

【００７３】本実施例のハイブリッド車両は、作用反作
用の原理に基づき、クラッチモータ１３０のインナロー
タ軸１３３とアウタロータ軸１３５のトルクは等しい。
従って、アウタロータ軸１３５に結合された車軸１１６
と、インナロータ軸１３３に結合されたクランクシャフ
ト１５６のトルクを概ね一致させた場合には、アシスト
モータ１４０の出力トルクはほぼ値０となっている。上
記制御ではエンジン１５０と車軸１１６のトルクがほぼ
一致するものの回転数は一致していない。従って、クラ
ッチモータ１３０はインナロータ１３２とアウタロータ
１３４との間で滑りを生じた状態で回転している。

【００７４】次に、ＣＰＵはトルクが一致した状態のま
ま所定の時間ｔｈ経過するのを待つ（ステップＳ１１
６）。フローチャートでは明示していないが、この間ト
ルクの一致が維持されるようにクラッチモータ１３０、
アシストモータ１４０の制御が行われていることはいう
までもない。所定の時間ｔｈの設定については後述す
る。こうして所定時間ｔｈ経過した後、ＣＰＵは要求動
力の入力を行う（ステップＳ１１８）。要求動力の入力
は、図７のトルク制御ルーチンのステップＳ１０と同
様、アクセルポジションセンサ１６５により検出された
信号に基づいて行われる。ＣＰＵはこの要求動力に基づ
いて切り替えの実行を行うか否かを判定する（ステップ
Ｓ１２０）。

【００７５】図２１の切り替え処理ルーチンは、車軸１
１６の回転状態が結合状態の切り替えを行うべき状態に
一旦は達したために実行されるルーチンであるため、本
来はステップＳ１２０の判断なしで切り替えを実行して
も差し支えない。本実施例では、切り替え処理を実行し
ている間に要求動力が変化し、切り替えを実行すべき条
件が満たされなくなった場合を想定し、ステップＳ１２
０において切り替えを実行するか否かの判定を再度行っ
ているのである。

【００７６】ステップＳ１１６で用いられる所定の待ち
時間ｔｈは、上記ステップＳ１２０の判定と相まって切
り替えが頻繁に行われることを回避するために設けられ
ている。上述の通り、ステップＳ１２０における切り替
えの判断は、要求動力に基づいてなされる。従って、所
定の時間ｔｈは運転者が要求動力を変更する周期を考慮
して実験などにより設定することができる。

【００７７】ステップＳ１２０において切り替えを実行
すべきと判断された場合には、以下の処理によりアシス
トモータ１４０の結合先の切り替えを実行する。切り替
えを実行すべきではないと判断された場合には、何も処
理を行わずに本ルーチンを終了し、図７のトルク制御ル
ーチンに戻る。

【００７８】アシストモータ１４０の切り替えは次の手
順で実行される。まず、アシストモータ１４０を中立状
態、即ちクランクシャフト１５６および車軸１１６のい
ずれとも結合していない状態にする（ステップＳ１２
２）。本実施例のハイブリッド車両では、アシストモー
タ１４０が結合されているスプラインを軸方向に移動さ
せることにより、アシストモータ１４０を中立状態にす
ることができる。

【００７９】次に、アシストモータ１４０の回転数を結
合先の回転数に一致させる（ステップＳ１２４）。例え
ば、アンダードライブ結合からオーバードライブ結合に
切り替える場合、アシストモータ１４０は、エンジン１
５０のクランクシャフト１５６側に結合されることにな
るため、アシストモータ１４０の回転数をエンジ１５０
の回転数に一致させる。オーバードライブ結合からアン
ダードライブ結合に切り替える場合には、アシストモー
タ１４０は車軸１１６側に結合されることになるため、
アシストモータ１４０の回転数を車軸１１６の回転数に
一致させる。アシストモータ１４０は中立状態にあるた
め、回転数は任意に制御可能である。本実施例では、結
合先の回転数を目標値とし、現時点でのアシストモータ
１４０の回転数との偏差に基づいてアシストモータ１４
０のトルクを比例積分制御することにより、回転数を一
致させている。この制御については周知の技術であるた
め、ここでは詳述を省略する。

【００８０】こうしてアシストモータ１４０の回転数が
結合先の回転数にほぼ一致した時点で、アシストモータ
１４０を結合する（ステップＳ１２６）。本実施例で
は、スプラインを軸方向に移動してそれぞれの結合先へ
の結合を実現している。図１に示した通り、アンダード
ライブ結合を実現する場合にはスプラインの位置を図中
のＵＤの位置にし、オーバードライブ結合を実現する場
合には図中のＯＤの位置にするのである。こうして、ア
シストモータ１４０の切り替えが終了すると、切り替え
処理ルーチンを終了して、図７のトルク制御ルーチンに
戻る。

【００８１】以上で説明した切り替えの手順について、
運転ポイントとの関係で具体的に説明する。最初にアン
ダードライブ結合からオーバードライブ結合に切り替え
る場合について図２２、図２３を用いて説明する。図２
２は、アンダードライブ結合からオーバードライブ結合
に切り替える場合の運転ポイントの変化を示した説明図
であり、図１９の一部を拡大したものである。図中の曲
線Ａ、ＨＨ、ＰＵは先に図１９で説明した曲線と同じで
ある。点ＰＤ１，ＰＤ２は車軸１１６の回転状態を表す
ポイントである。点αはエンジン１５０の運転ポイント
である。図２３は、切り替え処理時のタイミングを示す
チャートである。図２３の左側に、車軸の回転状態を示
した。図２３の横軸は時間の経過を表している。

【００８２】図２２の点αに示すように、エンジン１５
０は動作曲線Ａ上の点で運転している。先に説明した通
り、本実施例のハイブリッド車両はエンジン１５０から
出力される動力を所望の回転数およびトルクに変換して
車軸１１６から出力している。エネルギの損失なくこの
変換を行うことができれば、エンジン１５０の運転ポイ
ントαは車軸１１６から出力される動力ＰＵと動作曲線
Ａとの交点になるはずである。現実には上記変換には種
々の損失が伴うため、本実施例のハイブリッド車両で
は、エンジン１５０の運転ポイントＡは車軸１１６から
出力される動力ＰＵよりも若干大きい動力を出力し得る
状態になる。

【００８３】アンダードライブ結合からオーバードライ
ブ結合への切り替えは、車軸１１６の回転状態が図２２
中の運転ポイントＰＤ１に至った時点で開始される。切
り替えが開始されると、図２１のフローチャートで説明
した通り、車軸１１６とエンジン１５０の出力トルクを
一致させる制御が実行される（図２１中のステップＳ１
１２，Ｓ１１４）。この結果、車軸１１６の回転状態は
ポイントＰＤ２に移行する。ポイントＰＤ２とエンジン
１５０の運転ポイントαはトルクが等しい。

【００８４】図２３のタイミングチャートに基づいて説
明する。運転ポイントＰＤ１において、切り替えを実行
すべき判断がなされると、運転ポイントはＰＤ２に移行
する。図２３では、瞬間的に移行するように示されてい
るが、この移行は徐々に連続的に移行される。この運転
状態でｔｈ秒経過を待つ。その後、切り替えの再確認が
行われる。この確認において結合の切り替えを行うべき
と判断されると、次に、アシストモータ１４０を中立に
し、その回転数を一致させる処理が行われる。オーバー
ドライブ結合では、アシストモータ１４０はエンジン１
５０に結合されるため、アシストモータ１４０の回転数
をエンジン１５０の回転数に合わせる。本実施例では、
クラッチモータ１３０により車軸１１６に伝達されるト
ルクは、エンジン１５０が出力するトルクと等しくなる
から、アシストモータ１４０の結合が終了するまで、車
軸１１６の運転状態はポイントＰＤ２で表される状態に
維持される。こうして両者が一致すると、アシストモー
タ１４０をエンジン１５０のクランクシャフト１５６側
に結合する。以後はオーバードライブ結合における制御
に従って走行する。

【００８５】次にオーバードライブ結合からアンダード
ライブ結合に切り替える場合について図２４、図２５を
用いて説明する。図２４は、オーバードライブ結合から
アンダードライブ結合に切り替える場合の運転ポイント
の変化を示した説明図であり、図２０の一部を拡大した
ものである。図中の曲線Ａ、ＨＬ、ＰＯは先に図２０で
説明した曲線と同じである。点ＰＯ１，ＰＯ２は車軸１
１６の回転状態を表すポイントである。点αはエンジン
１５０の運転ポイントである。図２４は、切り替え処理
時のタイミングを示すチャートである。

【００８６】エンジン１５０の運転ポイントαは、先に
図２２について説明したと同様の理由によって、車軸１
１６から出力される動力よりも高い動力を出力し得るポ
イントとなっている。なお、図２４に示した曲線ＰＯは
回転数およびトルクの双方が増加する曲線、即ち車軸１
１６から出力される動力が増加する曲線となっている。
従って、車軸１１６の回転状態が曲線ＰＯ上を移行する
につれて、エンジン１５０の運転ポイントも動作曲線Ａ
上を右側に移行する。図２４のエンジン１５０の運転ポ
イントαは、このように変化する運転ポイントのある時
刻における状態を示したに過ぎない。

【００８７】オーバードライブ結合からアンダードライ
ブ結合への切り替えは、車軸１１６の回転状態が図２４
中の運転ポイントＰＯ１に至った時点で開始される。切
り替えが開始されると、図２１のフローチャートで説明
した通り、車軸１１６とエンジン１５０の出力トルクを
一致させる制御が実行される（図２１中のステップＳ１
１２，Ｓ１１４）。この結果、車軸１１６の回転状態は
ポイントＰＯ２に移行する。ポイントＰＯ２とエンジン
１５０の運転ポイントαはトルクが等しい。

【００８８】図２５のタイミングチャートに基づいて説
明する。運転ポイントＰＯ１において、切り替えを実行
すべき判断がなされると、運転ポイントはＰＯ２に移行
する。図２５では、瞬間的に移行するように示されてい
るが、この移行は徐々に連続的に移行される。この運転
状態でｔｈ秒経過を待つ。その後、切り替えの再確認が
行われる。この確認において結合の切り替えを行うべき
と判断されると、次に、アシストモータ１４０を中立に
し、その回転数を結合先の回転数に一致させる処理が行
われる。アンダードライブ結合では、アシストモータ１
４０は車軸１１６側に結合されるため、アシストモータ
１４０の回転数を車軸１１６の回転数に合わせる。本実
施例では、アシストモータ１４０の結合が終了するま
で、車軸１１６のトルクは、エンジン１５０が出力する
トルクと等しい。但し、先に説明した通り、エンジン１
５０の運転ポイントは徐々に変化していくから、車軸１
１６の回転状態も図２４中のＰＯ２から矢印に沿って移
行していく。アシストモータ１４０の回転数を車軸１１
６の回転数が一致すると、アシストモータ１４０をエン
ジン１５０のクランクシャフト１５６側に結合する。以
後はアンダードライブ結合の制御に従って走行する。

【００８９】以上で説明した通り、本実施例のハイブリ
ッド車両では、トルクを優先して結合状態を切り替える
ことができる。車軸１１６とエンジン１５０との出力ト
ルクを概ね一致させるとアシストモータ１４０のトルク
はほとんど値０になる。従って、アシストモータ１４０
を中立状態にする際に生じるショックを低減することが
できる。車軸１１６とエンジン１５０との出力トルクと
が完全に一致していない場合には、アシストモータ１４
０のトルクは完全に値０にはなっていないため、中立状
態にする際に若干とはいえショックが生じる可能性もあ
る。かかるショックをなくすために、アシストモータ１
４０を中立状態にする前に、そのトルクを徐々に減らし
値０にする制御を伴うものとしてもよい。こうすれば、
ショックをより確実に解消することができる。

【００９０】また、上記手順では、車軸１１６とエンジ
ン１５０のトルクを一致させてから、所定の時間ｔｈの
経過を待ち、再度切り替えの判定を行ってからアシスト
モータ１４０の結合を切り替えている。かかる手順を踏
むことにより、本実施例のハイブリッド車両は、結合状
態が頻繁に切り替わることを回避することができる。例
えば、アンダードライブ結合からオーバードライブ結合
に切り替える場合において、図１９に示した曲線ＰＵに
沿って車軸１１６の回転状態が移行する途中で、さらに
アクセルが踏み込まれ加速が要求された場合を考える。
一旦切り替え処理を開始したらその後の要求動力の変化
に関わらず切り替えを完全に実行する処理を採用するこ
とも可能であるが、かかる処理を適用すれば、上述の通
り、途中で加速が要求された場合には、結合状態を再度
アンダードライブ結合に切り替える必要が生じ、切り替
え回数が増えることになる。また、運転者の加速要求に
対する車両の応答も遅れる。さらに、切り替え中は運転
効率が低下するから、頻繁な切り替えが実行されること
により、車両の運転効率は全体として低下することにも
なる。

【００９１】本実施例のハイブリッド車両では、一旦切
り替え処理を開始した後も要求動力の変化に応じて切り
替えを実行するか否かを再度判定するため、切り替えが
頻繁に行われることを回避することができる。なお、本
実施例では、所定時間ｔｈ待った後、切り替えの判定を
行うものとしているが、所定時間ｔｈを待つ間に繰り返
し切り替えの判定を行うものとしても構わない。また、
トルクを一致させる制御を実行する途中にも繰り返し切
り替えの判定を行うものとしても構わない。

【００９２】本実施例のハイブリッド車両では、アシス
トモータ１４０を中立状態にした後、その回転数を結合
先の回転数に合わせてから結合するものとしている。か
かる手順を踏むことにより、アシストモータ１４０を結
合する際のショックを低減することができる。本実施例
のハイブリッド車両では、アシストモータ１４０が車軸
１１６およびクランクシャフト１５６のいずれにも結合
していない中立状態を経て結合状態を切り替え可能な構
成を採用することにより、かかる制御を実現している。

【００９３】本実施例のハイブリッド車両では、車軸１
１６とエンジン１５０のトルクのみを一致させてから切
り替えを行っている。先に説明した通り、エンジン１５
０から出力される動力と車軸１１６に出力される動力と
の間には所定の損失が存在する。車軸１１６とエンジン
１５０のトルクを一致させた場合には、エンジン１５０
から出力される動力を車軸１１６から出力される動力よ
りも大きい状態に維持しておくことが可能である。従っ
て、本実施例のハイブリッド車両によれば、装置全体に
含まれる損失分をも含めて必要な動力をエンジン１５０
から出力することができる。この結果、バッテリ１９４
の電力消費を抑えることができる。

【００９４】次に、クランクシャフト１５６と車軸１１
６の回転数を優先的に一致させてから切り替える場合に
ついて説明する。図２６は、回転数優先の切り替え処理
ルーチンのフローチャートである。この処理が開始され
ると、ＣＰＵはまず車軸１１６の回転数Ｎｄ＊にエンジ
ン１５０の目標回転数Ｎｅ＊を代入する（ステップＳ１
３０）。次に、この設定値に基づいてクラッチモータ１
３０、アシストモータ１４０の制御を実行する（ステッ
プＳ１３２）。これらの制御内容は、図７のステップＳ
２０５で説明した制御と同じである。エンジン１５０の
回転数Ｎｅ＊と車軸１１６の回転数Ｎｄ＊とがほぼ一致
するまで、即ち両者の差分の絶対値が所定の値Ｎ１以下
になるまで、上述した処理が繰り返し実行される（ステ
ップＳ１１４）。所定の値Ｎ１は回転数が実質的に一致
したものとみなせる値として、切り替え機構、つまりス
プラインが許容する回転数偏差に基づいて設定される。
回転数が一致した場合、クラッチモータ１３０のインナ
ロータ１３２とアウタロータ１３４とは同じ回転数で回
転する。

【００９５】こうして回転数が一致した後の処理内容は
図２１で示した処理と同じである。つまり、ＣＰＵは所
定時間ｔｈ経過するのを待ち（ステップＳ１３６）、要
求動力を入力して（ステップＳ１３８）、切り替えの実
行を行うべきか否かを判定する（ステップＳ１４０）。
切り替えを実行すべきと判定された場合には、アシスト
モータ１４０を中立状態にし（ステップＳ１４２）、そ
の回転数を結合先の回転数に一致させてから（ステップ
Ｓ１４４）、結合する（ステップＳ１４６）。切り替え
を実行しないものと判定された場合には、アシストモー
タ１４０の切り替えを行わずに切り替え処理を終了す
る。

【００９６】以上で説明した切り替えの手順について、
運転ポイントとの関係で具体的に説明する。最初にアン
ダードライブ結合からオーバードライブ結合に切り替え
る場合について図２７、図２８を用いて説明する。図２
７は、アンダードライブ結合からオーバードライブ結合
に切り替える場合の運転ポイントの変化を示した説明図
であり、図１９の一部を拡大したものである。図中の記
号は図２２と同じ意味である。エンジン１５０の運転ポ
イントαと車軸１１６から出力される動力との関係も図
２２と同じである。図２８は、切り替え処理時のタイミ
ングを示すチャートである。

【００９７】アンダードライブ結合からオーバードライ
ブ結合への切り替えは、車軸１１６の回転状態が図２７
中の運転ポイントＰＤ１に至った時点で開始される。切
り替えが開始されると、図２６のフローチャートで説明
した通り、車軸１１６とエンジン１５０の回転数を一致
させる制御が実行される（図２６中のステップＳ１３
２，Ｓ１３４）。この結果、車軸１１６の回転状態はポ
イントＰＤ２に移行する。ポイントＰＤ２とエンジン１
５０の運転ポイントαは回転数が等しい。

【００９８】図２８のタイミングチャートに基づいて説
明する。運転ポイントＰＤ１において、切り替えを実行
すべき判断がなされると、運転ポイントはＰＤ２に移行
する。図２８では、瞬間的に移行するように示されてい
るが、この移行は徐々に連続的に移行される。この運転
状態でｔｈ秒経過を待つ。その後、切り替えの再確認が
行われる。この確認において結合の切り替えを行うべき
と判断されると、次に、アシストモータ１４０を中立に
し、その回転数を一致させる処理が行われる。オーバー
ドライブ結合では、アシストモータ１４０はエンジン１
５０に結合されるため、アシストモータ１４０の回転数
をエンジン１５０の回転数に合わせる。運転ポイントＰ
Ｄ２では、車軸１１６の回転数とエンジン１５０の回転
数とはほとんど等しいため、アシストモータ１４０の回
転数もエンジン１５０の回転数にほとんど等しいが、本
実施例では中立状態でアシストモータ１４０の回転数を
エンジン１５０の回転数に正確に一致させることによ
り、結合時のショックの低減を図っている。

【００９９】本実施例では、クラッチモータ１３０によ
り車軸１１６に伝達されるトルクは、エンジン１５０が
出力するトルクと等しくなる。従って、アシストモータ
１４０の結合が終了するまで、エンジン１５０の運転状
態は動作曲線Ａを離れ、車軸１１６の運転ポイントＰＤ
２とトルクが等しいポイントに移行する。こうして両者
が一致すると、アシストモータ１４０をエンジン１５０
のクランクシャフト１５６側に結合する。アシストモー
タ１４０が結合されると、エンジン１５０の運転ポイン
トも動作曲線Ａ上に戻る。以後はオーバードライブ結合
における制御に基づいて走行する。

【０１００】次にオーバードライブ結合からアンダード
ライブ結合に切り替える場合について図２９、図３０を
用いて説明する。図２９は、オーバードライブ結合から
アンダードライブ結合に切り替える場合の運転ポイント
の変化を示した説明図であり、図２０の一部を拡大した
ものである。図中の記号は図２４で示したのと同じ意味
である。エンジン１５０の運転ポイントαと車軸１１６
から出力される動力との関係も図２２と同じである。車
軸１１６の回転状態が曲線ＰＯ上を移行するにつれて、
エンジン１５０の運転ポイントも動作曲線Ａ上を右側に
移行する点も図２４の場合と同じである。図３０は、切
り替え処理時のタイミングを示すチャートである。

【０１０１】オーバードライブ結合からアンダードライ
ブ結合への切り替えは、車軸１１６の回転状態が図２４
中の運転ポイントＰＯ１に至った時点で開始される。切
り替えが開始されると、図２６のフローチャートで説明
した通り、車軸１１６とエンジン１５０の回転数を一致
させる制御が実行される（図２６中のステップＳ１３
２，Ｓ１３４）。この結果、車軸１１６の回転状態はポ
イントＰＯ２に移行する。ポイントＰＯ２とエンジン１
５０の運転ポイントαは回転数が等しい。

【０１０２】図３０のタイミングチャートに示す通り、
運転ポイントＰＯ１において、切り替えを実行すべき判
断がなされると、運転ポイントはＰＯ２に移行する。図
３０では、瞬間的に移行するように示されているが、こ
の移行は徐々に連続的に移行される。この運転状態でｔ
ｈ秒経過を待つ。その後、切り替えの再確認が行われ
る。この確認において結合の切り替えを行うべきと判断
されると、次に、アシストモータ１４０を中立にし、そ
の回転数を結合先の回転数に一致させる処理が行われ
る。アンダードライブ結合では、アシストモータ１４０
は車軸１１６側に結合されるため、アシストモータ１４
０の回転数を車軸１１６の回転数に合わせる。運転ポイ
ントＰＯ２において、アシストモータ１４０の回転数は
車軸１１６の回転数にほぼ一致しているが、本実施例の
ハイブリッド車両は、上記制御によって結合時のショッ
クをより低減しようとしている。

【０１０３】本実施例では、クラッチモータ１３０によ
り車軸１１６に伝達されるトルクは、エンジン１５０が
出力するトルクと等しくなる。従って、アシストモータ
１４０の結合が終了するまで、エンジン１５０の運転状
態は動作曲線Ａを離れ、車軸１１６の運転ポイントＰＤ
２とトルクが等しいポイントに移行する。こうして両者
が一致すると、アシストモータ１４０をエンジン１５０
のクランクシャフト１５６側に結合する。アシストモー
タ１４０が結合されると、エンジン１５０の運転ポイン
トも動作曲線Ａ上に戻る。以後は、アンダードライブ結
合における制御に基づいて走行する。

【０１０４】以上で説明した通り、本実施例のハイブリ
ッド車両では、回転数を優先して結合状態を切り替える
ことができる。車軸１１６とエンジン１５０との回転数
が概ね一致した状態は、アシストモータ１４０が現在結
合している軸の回転数と結合先の回転数とが概ね一致し
ている。従って、切り替えの際にアシストモータ１４０
の回転数を結合先の回転数に合わせる時間を短くするこ
とができる。結合先の回転数の変化が緩やかである場合
には、かかる制御を伴うことなく切り替えることも可能
である。この結果、上記手順で切り替えを行えば、短時
間で切り替えを完了することができ、ハイブリッド車両
の応答性や運転効率を向上することができる。当然、所
定時間ｔｈ待つことにより頻繁な切り替えを抑制する利
点も有している。

【０１０５】次に、車軸１１６とエンジン１５０の動
力、つまり回転数とトルクの双方を一致させて切り替え
る処理について説明する。図３１は、動力を一致させて
切り替える処理のフローチャートである。この処理が開
始されると、ＣＰＵはまず車軸１１６の回転数Ｎｄ＊に
エンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊を代入し、車軸１１
６のトルクＴｄ＊にエンジン１５０の目標トルクＴｅ＊
を代入する（ステップＳ１５０）。次に、この設定値に
基づいてクラッチモータ、アシストモータの制御を実行
する（ステップＳ１５２）。これらの制御内容は、図７
のステップＳ２０５で説明した制御と同じである。エン
ジン１５０の回転数Ｎｅ＊およびトルクＴｅ＊と車軸１
１６の回転数Ｎｄ＊およびトルクＴｄ＊とがほぼ一致す
るまで、即ち両者の差分の絶対値がそれぞれ所定の値Ｎ
１，Ｔ１以下になるまで、上述した処理が繰り返し実行
される（ステップＳ１５４）。

【０１０６】こうして回転数が一致した後の処理内容は
図２１で示した処理と同じである。つまり、ＣＰＵは所
定時間ｔｈ経過するのを待ち（ステップＳ１５６）、要
求動力を入力して（ステップＳ１５８）、切り替えの実
行を行うべきか否かを判定する（ステップＳ１６０）。
切り替えを実行すべきと判定された場合には、アシスト
モータ１４０を中立状態にし（ステップＳ１６２）、そ
の回転数を結合先の回転数に一致させてから（ステップ
Ｓ１６４）、結合する（ステップＳ１６６）。切り替え
を実行しないものと判定された場合には、アシストモー
タ１４０の切り替えを行わずに切り替え処理を終了す
る。

【０１０７】以上で説明した切り替えの手順について、
運転ポイントとの関係で具体的に説明する。最初にアン
ダードライブ結合からオーバードライブ結合に切り替え
る場合について図３２、図３３を用いて説明する。図３
２は、アンダードライブ結合からオーバードライブ結合
に切り替える場合の運転ポイントの変化を示した説明図
であり、図１９の一部を拡大したものである。図中の記
号は図２２と同じ意味である。エンジン１５０の運転ポ
イントαと車軸１１６から出力される動力との関係も図
２２と同じである。図３３は、切り替え処理時のタイミ
ングを示すチャートである。

【０１０８】アンダードライブ結合からオーバードライ
ブ結合への切り替えは、車軸１１６の回転状態が図３２
中の運転ポイントＰＤ１に至った時点で開始される。切
り替えが開始されると、図３１のフローチャートで説明
した通り、車軸１１６とエンジン１５０の回転数および
トルクを一致させる制御が実行される（図２６中のステ
ップＳ１５２，Ｓ１５４）。この結果、車軸１１６の回
転状態はポイントＰＤ２に移行する。ポイントＰＤ２と
エンジン１５０の運転ポイントαは回転数およびトルク
が等しい。先に説明した通り、動力伝達の損失を考慮す
れば、エンジン１５０から出力される動力は車軸１１６
から出力される動力よりも大きくなっている必要があ
る。図３２では、この条件が満たされない。従って、図
３２の運転ポイントＰＤ２およびαでは、バッテリ１９
４の電力により、動力伝達の損失分を補っている。

【０１０９】図３３のタイミングチャートに基づいて説
明する。運転ポイントＰＤ１において、切り替えを実行
すべき判断がなされると、運転ポイントはＰＤ２に移行
する。図３３では、瞬間的に移行するように示されてい
るが、この移行は徐々に連続的に移行される。この運転
状態でｔｈ秒経過を待つ。その後、切り替えの再確認が
行われる。この確認において結合の切り替えを行うべき
と判断されると、次に、アシストモータ１４０を中立に
し、その回転数を一致させる処理が行われる。オーバー
ドライブ結合では、アシストモータ１４０はエンジン１
５０に結合されるため、アシストモータ１４０の回転数
をエンジン１５０の回転数に合わせる。

【０１１０】本実施例では、クラッチモータ１３０によ
り車軸１１６に伝達されるトルクは、エンジン１５０が
出力するトルクと等しくなる。従って、アシストモータ
１４０の結合が終了するまで、車軸１１６の運転状態は
ポイントＰＤ２に維持される。アシストモータ１４０の
回転数がエンジン１５０の回転数に一致すると、アシス
トモータ１４０をエンジン１５０のクランクシャフト側
に結合する。以後はオーバードライブ結合における制御
に基づいて走行する。

【０１１１】次にオーバードライブ結合からアンダード
ライブ結合に切り替える場合について図３４、図３５を
用いて説明する。図３４は、オーバードライブ結合から
アンダードライブ結合に切り替える場合の運転ポイント
の変化を示した説明図であり、図２０の一部を拡大した
ものである。図中の記号は図２４で示したのと同じ意味
である。エンジン１５０の運転ポイントαと車軸１１６
から出力される動力との関係も図２２と同じである。車
軸１１６の回転状態が曲線ＰＯ上を移行するにつれて、
エンジン１５０の運転ポイントも動作曲線Ａ上を右側に
移行する点も図２４の場合と同じである。図３５は、切
り替え処理時のタイミングを示すチャートである。

【０１１２】オーバードライブ結合からアンダードライ
ブ結合への切り替えは、車軸１１６の回転状態が図３４
中の運転ポイントＰＯ１に至った時点で開始される。切
り替えが開始されると、図３１のフローチャートで説明
した通り、車軸１１６とエンジン１５０の回転数および
トルクを一致させる制御が実行される（図３１中のステ
ップＳ１５２，Ｓ１５４）。この結果、車軸１１６の回
転状態はポイントＰＯ２に移行する。ポイントＰＯ２と
エンジン１５０の運転ポイントαは回転数およびトルク
が等しい。

【０１１３】図３５のタイミングチャートに基づいて説
明する。運転ポイントＰＯ１において、切り替えを実行
すべき判断がなされると、運転ポイントはＰＯ２に移行
する。図３５では、瞬間的に移行するように示されてい
るが、この移行は徐々に連続的に移行される。この運転
状態でｔｈ秒経過を待つ。その後、切り替えの再確認が
行われる。この確認において結合の切り替えを行うべき
と判断されると、次に、アシストモータ１４０を中立に
し、その回転数を結合先の回転数に一致させる処理が行
われる。アンダードライブ結合では、アシストモータ１
４０は車軸１１６側に結合されるため、アシストモータ
１４０の回転数を車軸１１６の回転数に合わせる。本実
施例では、クラッチモータ１３０により車軸１１６に伝
達されるトルクは、エンジン１５０が出力するトルクと
等しくなる。従って、アシストモータ１４０の結合が終
了するまで、車軸１１６の運転ポイントは点ＰＯ２に維
持される。アシストモータ１４０の回転数がエンジン１
５０の回転数に一致すると、アシストモータ１４０を車
軸１１６側に結合する。以後はアンダードライブ結合に
おける制御に基づいて走行する。

【０１１４】以上で説明した通り、本実施例のハイブリ
ッド車両では、回転数およびトルクを一致させて結合状
態を切り替えることができる。車軸１１６とエンジン１
５０との回転数およびトルクが概ね一致した状態を達成
するまでに時間を要するという課題および両者が一致し
た状態ではバッテリ１９４の電力消費を伴うという課題
はあるものの、かかる状態で切り替えを実行すれば、切
り替え時のショックを最も低く抑えることができ、滑ら
かな切り替えを実現することができる。

【０１１５】以上で説明した本実施例のハイブリッド車
両は、車両の運転状態に応じてアンダードライブ結合と
オーバードライブ結合とを切り替えて用いることがで
き、高い効率で運転することができる。また、上述した
通り、トルクを優先した切り替え、回転数を優先した切
り替え、回転数およびトルクを一致した切り替えを適用
することにより、適用した手段に応じて、結合状態の切
り替えを滑らかに行うことができる。特に、トルクを優
先した切り替え、および回転数を優先した切り替えで
は、先に述べた通り、バッテリ１９４の電力消費を抑制
することができる利点や切り替えの制御に要する時間を
短くすることができる利点などがある点で好ましい。

【０１１６】さらに、切り替え処理において、所定時間
ｔｈの経過を経てから再度切り替えの判定を行うことに
より、結合状態の切り替えが頻繁に行われることを回避
することができる。この結果、切り替え機構の寿命を不
要に短くすることを回避できるとともに、出力トルクに
制限がある切り替え処理中の運転状態を減らすことによ
って車両の運転効率および応答性を向上することができ
る。

【０１１７】なお、本実施例のハイブリッド車両には、
種々の変形例によって実現可能である。例えば、車両を
図３６に示す構成としてもよい。変形例としてのハイブ
リッド車両は、動力系統におけるクラッチモータ１３０
に代えて、プラネタリギヤ２００と電動発電機２１０が
用いられている。その他の構成は、第１実施例のハイブ
リッド車両（図１参照）と同じである。

【０１１８】プラネタリギヤ２００は、中心で回転する
サンギヤ２０１、サンギヤ２０１の外周を自転しながら
公転するプラネタリピニオンギヤを備えるプラネタリキ
ャリア２０３と、更にその外周で回転するリングギヤ２
０２とから構成されている。サンギヤ２０１、プラネタ
リキャリア２０３，およびリングギヤ２０２はそれぞれ
別々の回転軸を有している。サンギヤ２０１の回転軸で
あるサンギヤ軸２０４は中空になっており、電動発電機
２１０のロータ２１２に結合されている。プラネタリキ
ャリア２０３の回転軸であるプラネタリキャリア軸２０
６はエンジン１５０のクランクシャフト１５６と結合さ
れている。リングギヤ２０２の回転軸であるリングギヤ
軸２０５はディファレンシャルギヤ１１４を介して前車
軸１１６に結合されている。

【０１１９】プラネタリギヤ２００は、サンギヤ軸２０
４，プラネタリキャリア軸２０６およびリングギヤ軸２
０５の３軸の回転数およびトルクに以下の関係が成立す
ることが機構学上よく知られている。即ち、上記３つの
回転軸のうち２つの回転軸の動力状態が決定されると、
以下の関係式に基づいて残余の一つの回転軸の動力状態
が決定される。Ｎｓ＝（１＋ρ）／ρ×Ｎｃ−Ｎｒ／ρ；Ｎｃ＝ρ／（１＋ρ）×Ｎｓ＋Ｎｒ／（１＋ρ）；Ｎｒ＝（１＋ρ）Ｎｃ−ρＮｓ；Ｔｓ＝Ｔｃ×ρ／（１＋ρ）＝ρＴｒ；Ｔｒ＝Ｔｃ／（１＋ρ）； ρ＝サンギヤ１２１の歯数／リングギヤ１２２の歯数・・・（３）；

【０１２０】ここで、Ｎｓはサンギヤ軸２０４の回転数；Ｔｓはサンギヤ軸２０４のトルク；Ｎｃはプラネタリキャリア軸２０６の回転数；Ｔｃはプラネタリキャリア軸２０６のトルク；Ｎｒはリングギヤ軸２０５の回転数；Ｔｒはリングギヤ軸２０５のトルク；である。

【０１２１】電動発電機２１０は、アシストモータ１４
０と同様の構成をしている。つまり、電動発電機２１０
はステータ２１４にコイルが巻回され、ロータ２１２に
永久磁石が貼付された三相同期モータとして構成されて
いる。ステータ２１４はケースに固定されている。ステ
ータ２１４に巻回されたコイルに三相交流を流すと回転
磁界が生じ、ロータ２１２に貼付された永久磁石との相
互作用によってロータ２１２が回転する。電動発電機２
１０は、ロータ２１２が外力によって回転されると、そ
の動力を電力として回生する発電機としての機能も奏す
る。なお、電動発電機２１０のステータ２１４に巻回さ
れたコイルは、インバータ１９１と電気的に接続されて
いる。制御ユニット１９０がインバータ１９１のトラジ
スタをオン・オフすることにより電動発電機２１０の運
転を制御することができる。

【０１２２】本発明の実施例（図１）におけるクラッチ
モータ１３０は、インナロータ１３２とアウタロータ１
３４の間の相対的な滑りによって、インナロータ１３２
に入力された動力の一部を電力として回生しつつ、残余
の動力をアウタロータ１３４に伝達する機能を奏するこ
とができた。また、クラッチモータ１３０を力行するこ
とにより、インナロータ１３２から入力された動力を増
大してアウタロータ１３４に伝達することもできた。こ
のように、クラッチモータ１３０は一方の軸から入力さ
れた動力を電力のやりとりを通じて増減し、他方の軸に
伝達する動力調整装置としての機能を奏するものであっ
た。

【０１２３】変形例のハイブリッド車両では、プラネタ
リギヤ２００と電動発電機２１０の組み合わせにより、
クラッチモータ１３０と同等の機能を奏することができ
る。クラッチモータ１３０のインナロータ軸１３３に相
当するのがプラネタリキャリア軸２０６であり、アウタ
ロータ軸１３５に相当するのがリングギヤ軸２０５であ
る。変形例では、これらの組み合わせにより動力調整装
置としての機能を奏する。

【０１２４】エンジン１５０からプラネタリキャリア軸
２０６に動力が入力されると、上式（３）に従い、リン
グギヤ２０２およひサンギヤ２０１が回転する。リング
ギヤ２０２およびサンギヤ２０１のいずれか一方の回転
を止めることも可能である。リングギヤ２０２が回転す
ることにより、エンジン１５０から出力された動力の一
部を前車軸１１６に機械的な形で伝達することができ
る。また、サンギヤ２０１が回転することにより、エン
ジン１５０から出力された動力の一部を電動発電機２１
０により電力として回生することができる。一方、電動
発電機２１０を力行すれば、電動発電機２１０から出力
されたトルクは、サンギヤ２０１、プラネタリキャリア
２０３およびリングギヤ２０２を介して車軸１１６に機
械的に伝達することができる。従って、電動発電機２１
０を力行することにより、エンジン１５０から出力され
たトルクを増大して前車軸１１６に出力することも可能
である。このように、第２実施例では、プラネタリギヤ
２００と電動発電機２１０の組み合わせにより、クラッ
チモータ１３０と同様の機能を奏することができるので
ある。

【０１２５】変形例においても、第１ギヤ１１１，第２
ギヤ１１２，第３ギヤ１１３の噛合状態に応じて、種々
の構成を採ることができる。この構成を模式的に示した
のが図３７および図３８である。図３７は、第１ギヤ１
１１と第３ギヤ１１３を噛合した状態を示している。ア
シストモータ１４０のロータ１４２はプラネタリギヤ２
００のリングギヤ軸２０５と結合する。従って、図３７
に示す通り、エンジン１５０から出力された動力は、プ
ラネタリギヤ２００、アシストモータ１４０を経て駆動
軸１１６に伝達される。これは、実施例におけるアンダ
ードライブ結合（図２）に相当する結合状態である。

【０１２６】図３８は、第２ギヤ１１２と第３ギヤ１１
３を噛合した状態を示している。アシストモータ１４０
のロータ１４２はプラネタリギヤ２００のプラネタリキ
ャリア軸２０６と結合する。従って、図３８に示す通
り、エンジン１５０から出力された動力は、アシストモ
ータ１４０、プラネタリギヤ２００を経て駆動軸１１６
に伝達される。これは、実施例におけるオーバードライ
ブ結合（図３）に相当する結合状態である。

【０１２７】このようにプラネタリギヤ２００を用いた
構成を採用した場合でも、アンダードライブ結合とオー
バードライブ結合の双方の結合状態を実現可能であるた
め、本発明を適用することができる。当然、アシストモ
ータ１４０を双方から切り離した構成も採ることができ
る。従って、図３６の構成を有するハイブリッド車両に
も本発明を適用することができる。その効果は、本実施
例のハイブリッド車両について説明したのと同様であ
る。

【０１２８】また、本発明は４輪駆動車に適用すること
もできる。実施例（図１）または変形例（図３６）の構
成による動力系統を車両の前輪に適用し、後輪の車軸に
別途駆動用の電動機を設けることによって４輪駆動可能
なハイブリッド車両を構成することができる。かかる車
両でも、前車軸の回転数とエンジン１５０の回転数の大
小関係に応じて、結合状態を切り替えることにより効率
の高い運転を行うことができる。従って、かかる切り替
えの制御に本発明を適用するものとすれば、先に実施例
で説明した種々の効果を得ることができる。

【０１２９】本実施例では、アシストモータ１４０の切
り替え機構をスプラインにより実現したが、クラッチを
用いて構成してもよい。例えば、図１の構成においてス
プラインに代えて、アシストモータ１４０とインナロー
タ軸１３３との結合・切り離しを行う第１のクラッチ、
アシストモータ１４０とアウタロータ軸１３５との結合
・切り離しを行う第２のクラッチを設けるものとしても
よい。

【０１３０】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、更に種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
例えば、本実施例のハイブリッド車両では、原動機とし
てガソリンエンジン１５０を用いたが、ディーゼルエン
ジンその他の動力源となる装置を用いることができる。
また、本実施例では、モータとして全て三相同期モータ
を適用したが、誘導モータその他の交流モータおよび直
流モータを用いるものとしてもよい。また、本実施例で
は、種々の制御処理をＣＰＵがソフトウェアを実行する
ことにより実現しているが、かかる制御処理をハード的
に実現することもできる。当然、本発明は実施例のよう
なハイブリッド車両に限られず、種々の動力出力装置に
適用可能であることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例としてのハイブリッド車両の全
体構成を示す説明図である。

【図２】実施例のハイブリッド車両について、アンダー
ドライブ結合時の動力系統の概略構成を示す説明図であ
る。

【図３】実施例のハイブリッド車両について、オーバー
ドライブ結合時の動力系統の概略構成を示す説明図であ
る。

【図４】実施例のハイブリッド車両について、アシスト
モータ１４０を中立位置にした場合の動力系統の概略構
成を示す説明図である。

【図５】実施例のハイブリッド車両について、アシスト
モータ１４０をエンジン１５０と駆動軸の双方に結合時
の前輪動力系統の概略構成を示す説明図である。

【図６】実施例のハイブリッド車両について、結合状態
と車両の走行状態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
示す説明図である。

【図９】出力動力が一定の場合について、エンジンの回
転数と運転効率との関係を示す説明図である。

【図１０】アンダードライブ結合時にエンジン１５０の
回転数を低回転の状態に変換して出力する様子を示す説
明図である。

【図１１】アンダードライブ結合時にエンジン１５０の
回転数を高回転の状態に変換して出力する様子を示す説
明図である。

【図１２】アンダードライブ結合時にエンジン１５０の
回転数を低回転の状態に変換して出力する際の動力のや
りとりを示す説明図である。

【図１３】アンダードライブ結合時にエンジン１５０の
回転数を高回転の状態に変換して出力する際の動力のや
りとりを示す説明図である。

【図１４】オーバードライブ結合時にエンジン１５０の
回転数を低回転の状態に変換して出力する様子を示す説
明図である。

【図１５】オーバードライブ結合時にエンジン１５０の
回転数を高回転の状態に変換して出力する様子を示す説
明図である。

【図１６】オーバードライブ結合時にエンジン１５０の
回転数を低回転の状態に変換して出力する際の動力のや
りとりを示す説明図である。

【図１７】オーバードライブ結合時にエンジン１５０の
回転数を高回転の状態に変換して出力する際の動力のや
りとりを示す説明図である。

【図１８】結合状態切り替え制御ルーチンのフローチャ
ートである。

【図１９】アンダードライブ結合からオーバードライブ
結合への切り替え時の運転状態の変化を示す説明図であ
る。

【図２０】オーバードライブ結合からアンダードライブ
結合への切り替え時の運転状態の変化を示す説明図であ
る。

【図２１】トルク優先でアシストモータの結合を切り替
える処理のフローチャートである。

【図２２】トルク優先でアシストモータの結合をアンダ
ードライブ結合からオーバードライブ結合に切り替える
際の運転ポイントの関係を示す説明図である。

【図２３】トルク優先でアシストモータの結合をアンダ
ードライブ結合からオーバードライブ結合に切り替える
タイミングと運転ポイントとの関係を示す説明図であ
る。

【図２４】トルク優先でアシストモータの結合をオーバ
ードライブ結合からアンダードライブ結合に切り替える
際の運転ポイントの関係を示す説明図である。

【図２５】トルク優先でアシストモータの結合をオーバ
ードライブ結合からアンダードライブ結合に切り替える
タイミングと運転ポイントとの関係を示す説明図であ
る。

【図２６】回転数優先でアシストモータの結合を切り替
える処理のフローチャートである。

【図２７】回転数優先でアシストモータの結合をアンダ
ードライブ結合からオーバードライブ結合に切り替える
際の運転ポイントの関係を示す説明図である。

【図２８】回転数優先でアシストモータの結合をアンダ
ードライブ結合からオーバードライブ結合に切り替える
タイミングと運転ポイントとの関係を示す説明図であ
る。

【図２９】回転数優先でアシストモータの結合をオーバ
ードライブ結合からアンダードライブ結合に切り替える
際の運転ポイントの関係を示す説明図である。

【図３０】回転数優先でアシストモータの結合をオーバ
ードライブ結合からアンダードライブ結合に切り替える
タイミングと運転ポイントとの関係を示す説明図であ
る。

【図３１】トルクおよび回転数一致でアシストモータの
結合を切り替える処理のフローチャートである。

【図３２】トルクおよび回転数一致でアシストモータの
結合をアンダードライブ結合からオーバードライブ結合
に切り替える際の運転ポイントの関係を示す説明図であ
る。

【図３３】トルクおよび回転数一致でアシストモータの
結合をアンダードライブ結合からオーバードライブ結合
に切り替えるタイミングと運転ポイントとの関係を示す
説明図である。

【図３４】トルクおよび回転数一致でアシストモータの
結合をオーバードライブ結合からアンダードライブ結合
に切り替える際の運転ポイントの関係を示す説明図であ
る。

【図３５】トルクおよび回転数一致でアシストモータの
結合をオーバードライブ結合からアンダードライブ結合
に切り替えるタイミングと運転ポイントとの関係を示す
説明図である。

【図３６】変形例としてのハイブリッド車両の構成を示
す説明図である。

【図３７】変形例としてのハイブリッド車両について、
アンダードライブ結合時の構成を示す説明図である。

【図３８】変形例としてのハイブリッド車両について、
オーバードライブ結合時の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１１１…第１ギヤ１１２…第２ギヤ１１３…第３ギヤ１１４…ディファレンシャルギヤ１１６…車軸１１６Ｒ，１１６Ｌ…駆動輪１１７…回転数センサ１３０…クラッチモータ１３２…インナロータ１３３…インナロータ軸１３４…アウタロータ１３５…アウタロータ軸１４０…アシストモータ１４２…ロータ１４３…ロータ軸１４４…ステータ１５０…エンジン１５２…回転数センサ１５６…クランクシャフト１５７…ダンパ１６５…アクセルペダルポジションセンサ１７０…ＥＦＩＥＣＵ１９０…制御ユニット１９１，１９２…インバータ１９４…バッテリ２００…プラネタリギヤ２０１…サンギヤ２０２…リングギヤ２０３…プラネタリキャリア２０４…サンギヤ軸２０５…リングギヤ軸２０６…プラネタリキャリア軸２１０…電動電動発電機２１２…ロータ２１４…ステータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G093 AA03 AA07 AA16 AB01 BA02 BA17 BA19 CB06 DA00 DA01 DB00 DB01 DB23 EB00 EB02 EC02 FA10 FA11 FA14 5H111 BB06 CC01 CC16 DD05 DD08 DD12 FF05 GG17 HB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原動機と、該原動機の出力軸および動力
を出力するための駆動軸に結合され原動機から出力され
た動力を電力のやりとりによって調整して前記駆動軸に
伝達可能な動力調整装置と、切り替え装置によって結合
先を前記出力軸と前記駆動軸に切り替えて結合し得る電
動機とを備える動力出力装置であって、前記駆動軸から出力すべき要求動力を入力する入力手段
と、前記要求動力が、前記電動機の結合先を切り替えるべき
所定の範囲に入ったとき、前記動力調整装置および電動
機を制御して、前記原動機の出力軸と前記駆動軸との回
転状態に関与するパラメータを一致させる制御手段と、前記パラメータの一致が得られた後、前記要求動力を再
度入力し、前記切り替えを行うか否かを再度判定する第
２の判定手段と、該第２の判定手段により切り替えを行うべきと判定され
た場合に、前記切り替え装置を制御して前記電動機の結
合先を切り替える切り替え制御手段とを備える動力出力
装置。
【請求項２】請求項１記載の動力出力装置であって、前記第２の判定手段は、前記パラメータの一致が得られ
た後、前記切り替えを行うべき状態が所定の期間維持さ
れたか否かを判定する手段である動力出力装置。
【請求項３】請求項１記載の動力出力装置であって、前記回転状態に関与するパラメータは、前記原動機の出
力軸と前記駆動軸のトルクである動力出力装置。
【請求項４】請求項１記載の動力出力装置であって、前記回転状態に関与するパラメータは、前記原動機の出
力軸と前記駆動軸の回転数である動力出力装置。
【請求項５】請求項１記載の動力出力装置であって、前記切り替え制御手段は、前記電動機を前記出力軸と前
記駆動軸の双方から切り離した状態を経て前記切り替え
を実行する手段である動力出力装置。
【請求項６】原動機と、該原動機の出力軸および動力
を出力するための駆動軸に結合され原動機から出力され
た動力を電力のやりとりによって調整して前記駆動軸に
伝達可能な動力調整装置と、切り替え装置によって結合
先を前記出力軸と前記駆動軸に切り替えて結合し得る電
動機とを備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸から出力すべき要求動力を入力する入
力手段と、（ｂ）前記要求動力が、前記電動機の結合先
を切り替えるべき所定の範囲に入ったとき、前記動力調
整装置および電動機を制御して、前記原動機の出力軸と
前記駆動軸との回転状態に関与するパラメータを一致さ
せる工程と、（ｃ）前記パラメータの一致が得られた
後、前記要求動力を再度入力し、前記切り替えを行うか
否かを再度判定する工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）にお
いて切り替えを行うべきと判定された場合に、前記切り
替え装置を制御して前記電動機の結合先を切り替える工
程とを備える動力出力の制御方法。