JP2000087777A - ハイブリッド車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パラレルハイブリッド車両が停車中にモータ
ＭＧ１でエンジンのモータリングを行った場合に、反力
トルクによって車両が移動することを回避する。 【解決手段】 エンジン、モータＭＧ１、モータＭＧ２
および車軸をプラネタリギヤを介して結合する。通常
は、エンジンおよびモータＭＧ１から出力された動力を
モータＭＧ２で補償して要求動力を車軸から出力する。
一方、車両が停車中にエンジンのモータリングが指示さ
れた場合には、モータＭＧ２の制御を車軸の回転数に基
づくフィードバック制御に切り替える。こうすることに
より、エンジンが自立運転を開始するまでの期間におけ
る車軸の回転数の平均値をほぼ値０にすることができ、
車両が移動することを回避できる。停車中にモータＭＧ
１で負荷を与えてエンジンを停止する場合もモータＭＧ
２をフィードバック制御して、車両の移動を回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンと、該エ
ンジンの出力軸にトルクを出力すれば該トルクに比例し
たトルクが車軸にも出力される状態で設けられた第１の
電動機と、車軸に機械的に結合された第２の電動機とを
有するハイブリッド車両およびその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンと電動機とを備えるハイ
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、エンジン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１２３、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。電動機ＭＧ１はサンギヤ１２１に結合されている。
電動機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１２９により車軸１１
２に結合されている。

【０００４】かかる構成を有するハイブリッド車両で
は、エンジンから出力された動力がプラネタリギヤ１２
０で２つに分配される。その一部は機械的な動力として
車軸１１２に伝達される。残余の部分は電動機ＭＧ１で
電力として回生される。両者の分配比率は、プラネタリ
ギヤ１２０のギヤ比に基づいて定まる。上記ハイブリッ
ド車両では、車軸１１２の回転数が要求された回転数に
一致するような割合で動力を分配する。かかる分配の結
果、車軸１１２に伝達されたトルクが要求値に満たない
場合には、電動機ＭＧ２から不足分のトルクを出力す
る。電動機ＭＧ２の駆動には、電動機ＭＧ１で回生され
た電力が用いられる。

【０００５】かかる作用により、ハイブリッド車両はエ
ンジンから出力された動力を、車軸１１２に要求された
トルクおよび回転数からなる動力に変換して走行するこ
とができる。また、ハイブリッド車両では、電動機ＭＧ
２の動力を利用してエンジンを停止したまま走行するこ
ともできる。

【０００６】さらに、車両が停止中および走行中のいず
れの状態においても、電動機ＭＧ１からトルクを出力し
てエンジンをモータリングし、始動することもできる。
電動機ＭＧ１を駆動してエンジンをモータリングすれ
ば、その反力トルクがプラネタリギヤ１２０を通じて車
軸１１２に伝達される。ハイブリッド車両は、電動機Ｍ
Ｇ２からこの反力を相殺するトルクを出力する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のハイブ
リッド車両では、エンジンをモータリングする際に、電
動機ＭＧ２で、上述の反力トルクを完全には相殺できな
かった。これには種々の原因が考えられる。例えば、電
動機ＭＧ１へのトルク指令値と、実際に出力されるトル
クとの誤差である。また、電動機ＭＧ１やエンジンの慣
性によるトルク損失も影響する。さらに、電動機ＭＧ１
の制御と電動機ＭＧ２の制御との間の遅れも大きく影響
する。

【０００８】相殺されなかった反力トルクは車軸に出力
される。車両が停車状態にある場合にかかるトルクが車
軸に出力されれば、車軸を前進方向または後進方向に回
転させる。従来のハイブリッド車両において、停車中に
エンジンを始動した場合の車軸の回転を図１２に示す。
図１２は、上段にエンジンの回転数の時間的な変化を示
し、下段に車軸の回転数の時間的な変化を示している。
図示する通り、時間ｔ１において、エンジンの始動が開
始されるとエンジンの回転数は電動機ＭＧ１から出力さ
れるトルクによって増加する。エンジンの始動に適した
所定の回転数ｒｓに達すると、燃料の噴射および点火が
行われ、エンジンの回転数はやがて値ｒｓで安定する。
車軸の回転数は時間ｔ１でエンジンのモータリングが開
始されると、相殺されなかった反力トルクによって図１
２中の領域Ａ１に示す通り回転する。図示する通り、回
転数は激しく変化するが、ほとんどの時刻で前進方向の
回転を生じている。従って、エンジンが自立運転を開始
するまでの期間で平均をとれば、車軸の回転数は前進方
向に偏った値となる。

【０００９】停車中にブレーキの踏み込みが浅い場合に
は、かかる現象に基づき、車両が前進する可能性があ
る。場合によっては後進する可能性もある。また、シフ
トレバーをパーキングポジションに入れた場合であって
も、車軸がロックされるまでの期間には、車両が移動す
る可能性がある。その他、運転者の誤操作によって、シ
フトレバーがパーキングポジションに入っていない状態
で、ブレーキを解放した場合にも、車両が移動する可能
性がある。いずれにしても、停車中には運転者が予期し
ないトルクによって車両が移動する可能性を回避してお
くことが望ましい。

【００１０】上述の課題は、電動機ＭＧ１によりエンジ
ンを停止する場合にも生じる。例えば車両が停車中にエ
ンジンを運転してバッテリの充電を行っている場合を考
える。ハイブリッド車両はバッテリが十分に充電されれ
ばエンジンの運転を停止する。エンジンの停止は、燃料
の噴射および点火を中止するとともに、電動機ＭＧ１か
ら制動トルクを出して回転数を低下させる。この制動ト
ルクの反力が車軸に出力されるため、モータＭＧ２で反
力を相殺する必要がある。従来は、エンジンの始動時と
同様、かかる反力を完全に相殺できていなかった。

【００１１】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、いわゆるパラレルハイブリッド車両
において、停車中にエンジンの始動または停止が行われ
た場合に、その反力トルクを相殺し、車両の移動を未然
に防ぐハイブリッド車両およびその制御方法を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために、本発明では以下の構成を採っ
た。本発明のハイブリッド車両は、エンジンと、該エン
ジンの出力軸にトルクを出力すれば該トルクに比例した
トルクが車軸にも出力される状態で設けられた第１の電
動機と、車軸に機械的に結合された第２の電動機とを有
するハイブリッド車両であって、前記エンジンの始動お
よび停止を指示する指示手段と、該指示を受けて前記第
１の電動機を制御して前記エンジンを始動または停止す
るための所定のトルクを出力するトルク付加手段と、車
両が停車状態であるか否かを判定する判定手段と、前記
車軸の回転数を検出する回転数検出手段と、停車状態に
おいて前記エンジンの始動または停止が指示された場合
には、値０を前記車軸の回転数の目標値とするフィード
バック制御により前記第２の電動機の目標トルクを設定
するフィードバック設定手段と、前記第２の電動機を制
御して該設定された目標トルクを出力する運転手段とを
備えることを要旨とする。

【００１３】かかるハイブリッド車両では、停車状態に
おいてエンジンの始動または停止が行われる場合には、
車軸の回転数が値０となるように第２の電動機をフィー
ドバック制御する。従って、停車状態において、車軸が
回転を始めても、それを制動するトルクを第２の電動機
から出力することができる。この結果、本発明のハイブ
リッド車両によれば、停車状態においてエンジンの始動
または停止が行われる際に、車両が運転者の意図に反し
て前進または後進をすることを抑制することができる。

【００１４】通常、ハイブリッド車両では、第２の電動
機は車軸に出力されるトルクを要求トルクに一致させる
ための役割を担っている。従って、第２の電動機はエン
ジンおよび第１の電動機から車軸に出力されるトルクと
要求トルクとの差分を出力するように制御される。ハイ
ブリッド車両の運転者はアクセルの踏み込み量を調節す
ることにより、要求トルクを調節し、結果として所望の
車速で車両を運転する。運転者は車速を要求値として入
力する手段を持たないのが通常である。このため、従来
では、車軸の回転数に基づくフィードバック制御を第２
の電動機に適用することは全く考慮されていなかった。

【００１５】ところが、エンジンおよび第１の電動機か
ら車軸に出力されるトルクを厳密に求め、相殺すること
は困難である。停車状態において車軸に出力される反力
トルクを厳密に相殺しようとすれば、数多くのセンサを
設け、複雑な制御を実行することが要求される。

【００１６】本発明者は、停車状態であれば車速の要求
値が値０であるとみなすことができる点に気付き、上記
ハイブリッド車両を発明するに至った。車速の目標値、
即ち車軸の目標回転数が与えられることによって、従来
では考慮すらされていなかったフィードバック制御を第
２の電動機に適用する点に想到したのである。この結
果、本発明のハイブリッド車両では、エンジンおよび第
１の電動機から車軸に出力されるトルクに基づいて第２
の電動機のトルクを設定するよりも簡易な手段により確
実に車両の移動を抑制することができる。

【００１７】もちろん、フィードバック制御を適用する
以上、車軸の回転を厳密に値０にすることはできない。
但し、フィードバック制御におけるゲインの設定によっ
ては、車軸の回転数を非常に小さく抑制することが可能
である。また、所定の期間内の車軸の回転数の平均値を
値０にすることが可能である。この結果、運転者の予期
しないトルクによって車両が移動することを回避するこ
とができる。

【００１８】なお、停車状態とは車両を停車しておくべ
き状態をいう。車両が厳密に停止している場合のみには
限られない。例えば、上記ハイブリッド車両において、
第２の電動機をフィードバック制御しているときは、車
軸の回転が生じているため、厳密には停車中とは言えな
い。本明細書では、かかる状態も含めて停車状態と呼ぶ
ものとする。

【００１９】本発明のハイブリッド車両においては、前
記車軸に出力すべき要求トルクを入力する入力手段と、
前記エンジンおよび第１の電動機から出力されるトルク
を補償して前記要求トルクを出力し得る値を前記第２の
電動機の目標トルクに設定する開ループ設定手段とを備
え、停車状態において前記エンジンの始動または停止が
指示された場合には、前記前記フィードバック設定手段
を選択し、その他の場合には前記開ループ設定手段を選
択して第２の電動機の目標トルクを設定する選択手段と
を備えるものとすることが望ましい。

【００２０】こうすれば、停車状態において車両の移動
が生じる可能性がある場合には、第２の電動機をフィー
ドバック制御することによって、適切にその移動を回避
することができる。その他の場合には、第２の電動機を
従来と同様の手法によって制御することにより、要求さ
れたトルクを車軸から出力して走行することができる。

【００２１】また、本発明のハイブリッド車両におい
て、前記車軸に出力すべき要求トルクを入力する入力手
段と、前記エンジンおよび第１の電動機から出力される
トルクを補償して前記要求トルクを出力し得る値を前記
第２の電動機の目標トルクに設定する開ループ設定手段
とを備え、前記フィードバック制御手段は、停車状態に
おいて前記エンジンの始動または停止が指示された場合
には、値０を前記車軸の回転数の目標値とするフィード
バック制御により前記開ループ設定手段により設定され
た目標トルクを修正して第２の電動機の目標トルクを設
定する手段であるものとすることもできる。

【００２２】かかるハイブリッド車両では、エンジンお
よび第１の電動機から出力されるトルクに基づいて第２
の電動機の目標トルクを設定した上で、フィードバック
制御による修正を施す。フィードバック制御では、反力
トルクを相殺するための誤差に当たる部分を修正する。
反力トルクを相殺可能となる第２電動機の出力トルクは
前記開ループ設定手段により設定される値に近い。上記
ハイブリッド車両では、この値に近い範囲で誤差に相当
するトルクをフィードバック制御により修正することが
できるため、より適切にハイブリッド車両が移動するこ
とを回避することができる。

【００２３】なお、前記開ループ設定手段は、前記エン
ジンおよび第１の電動機の慣性によるトルクの損失をも
考慮して前記目標トルクを設定する手段であるものとす
ることが望ましい。

【００２４】エンジンの始動または停止のためのトルク
を第１の電動機から出力している状態では、エンジンお
よび第１の電動機の回転数は急激に変化する。一般に、
回転数が変化する場合には、回転数の変化率と慣性能率
の積に相当するトルクの損失が生じる。上記手段では、
エンジンおよび第１の電動機の慣性によるトルクの損失
をも考慮することにより、より適切に第２電動機の目標
トルクを設定することができる。この結果、より適切に
ハイブリッド車両が移動することを回避できる。

【００２５】本発明のハイブリッド車両の構成として
は、例えば、３つの回転軸を有するプラネタリギヤを備
え、該プラネタリギヤのそれぞれの回転軸に、前記エン
ジン、第１の電動機、および車軸が結合された構成とす
ることができる。また、前記第１の電動機は、相対的に
回転可能な対ロータ電動機であり、該対ロータ電動機の
一方のロータには前記エンジンが結合され、他方のロー
タには前記車軸が結合された構成とすることもできる。

【００２６】さらに、いずれか単一の車軸からのみ動力
を出力する構成ではなく、前記第１の電動機が設けられ
た車軸と、前記第２の電動機が結合された車軸とは異な
る車軸であり、それぞれの車軸に結合された車輪から動
力を出力することにより４輪駆動可能な構成とすること
もできる。当然、動力調整装置および電動発電機を一方
の車軸に結合された構成とした上で、更に他の車軸に電
動発電機を結合して４輪駆動可能な構成を採るものとし
ても構わない。

【００２７】前者では、第１の電動機によりエンジンを
始動または停止するためのトルクを出力すると、プラネ
タリギヤを介して一部のトルクが車軸に出力される。後
者では、対ロータ電動機としての構成を有する第１の電
動機からエンジンにトルクを出力すれば、対ロータ電動
機を構成するロータ間の作用反作用の原理に基づいて車
軸に反力トルクが出力される。従って、これらの構成
に、本発明を適用すれば、かかる場合における車両の移
動を適切に回避することができる。

【００２８】また、本発明は以下に示すハイブリッド車
両の制御方法の発明として構成することもできる。即
ち、エンジンと、該エンジンの出力軸にトルクを出力す
れば該トルクに比例したトルクが車軸にも出力される状
態で設けられた第１の電動機と、車軸に機械的に結合さ
れた第２の電動機とを有するハイブリッド車両の制御方
法であって、（ａ）前記エンジンの始動および停止を指
示を受けて前記第１の電動機を制御して前記エンジンを
始動または停止するための所定のトルクを出力する工程
と、（ｂ）車両が停車状態であるか否かを判定する工程
と、（ｃ）前記車軸の回転数を検出する工程と、（ｄ）
停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示
された場合には、値０を前記車軸の回転数の目標値とす
るフィードバック制御により前記第２の電動機の目標ト
ルクを設定する工程と、（ｅ）前記第２の電動機を制御
して該設定された目標トルクを出力する工程とを備える
ハイブリッド車両の制御方法である。

【００２９】かかる制御方法によれば、先にハイブリッ
ド車両の発明で説明した作用に基づき、停車状態におい
て車両が移動することを適切に回避することができる。

【００３０】

【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
のハイブリッド車両の構成を説明する。図１はこのハイ
ブリッド車両の動力を出力する動力系統の構成を示す説
明図である。動力系統に備えられたエンジン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ＥＦＩＥＣＵ１
７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０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の燃料噴射量その他
の制御を実行する。

【００３１】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
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１３１，１４１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１３
３，１４３に巻回された三相コイル１３１，１４１は、
それぞれ駆動回路１９１，１９２を介してバッテリ１９
４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１
９１，１９２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１
９１，１９２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、この走行状態を力行と呼ぶ）、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１３１，１４１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、この走行状態を回生と呼ぶ）。

【００３２】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。

【００３３】ハイブリッド車両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１９０
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。ま
た、駆動回路１９１，１９２のスイッチングを制御する
ことにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の運転を直接制御す
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。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、運転者によるアクセルの踏み込み量を検出するた
めのアクセルペダルポジションセンサ１６５、シフトレ
バーの位置を検出するシフトポジションセンサ１６７、
バッテリ１９４の充電状態を検出するためのバッテリセ
ンサ１９６、および車軸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。

【００３４】（２）基本的動作：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１２
０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を次
式（１）に示す。

【００３５】 Ｎｒ＝（１＋ρ）Ｎｃ−ρＮｓ； Ｎｃ＝（Ｎｒ＋ρＮｓ）／（１＋ρ）； Ｎｓ＝（Ｎｃ−Ｎｒ）／ρ＋Ｎｃ； Ｔｓ＝ρ／（１＋ρ）×Ｔｃ； Ｔｒ＝１／（１＋ρ）×Ｔｃ …（１）

【００３６】ここで、Ｎｓ，Ｔｓはサンギヤ軸１２５の
回転数およびトルク、Ｎｒ，Ｔｒはリングギヤ軸１２６
の回転数およびトルク、Ｎｃ，Ｔｃはプラネタリキャリ
ア軸１２７の回転数およびトルクである。また、ρは次
式で表される通り、サンギヤ１２１とリングギヤ１２２
のギヤ比である。ρ＝サンギヤ１２１の歯数／リングギ
ヤ１２２の歯数

【００３７】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、ハイブリッド車両が走行を始め
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１５０をアイド
ル運転したまま走行することもある。

【００３８】ハイブリッド車両が所定の速度に達する
と、制御ユニット１９０はモータＭＧ１を力行して出力
されるトルクによってエンジン１５０をモータリングし
て始動する。このとき、モータＭＧ１の反力トルクがプ
ラネタリギヤ１２０を介してリングギヤ１２２にも出力
される。制御ユニット１９０はこの反力トルクを相殺し
つつ要求動力を車軸１１２から出力するようにモータＭ
Ｇ２の運転を制御する。

【００３９】エンジン１５０が運転している状態では、
その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から出力し、走行する。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、上式（１）を満足する条件下で、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１
２６の回転による動力はそのまま車輪１１６Ｒ，１１６
Ｌ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１２６に伝達
されるトルクが不足する場合にはモータＭＧ２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。制御ユニ
ット１９０は車軸１１２から出力すべき要求動力に応じ
てモータＭＧ１，ＭＧ２の運転を制御する。

【００４０】本実施例のハイブリッド車両は、エンジン
１５０を運転したまま後進することもできる。エンジン
１５０を運転すると、プラネタリキャリア軸１２７は前
進時と同方向に回転する。このとき、モータＭＧ１を制
御してプラネタリキャリア軸１２７の回転数よりも高い
回転数でサンギヤ軸１２５を回転させると、上式（１）
から明らかな通り、リングギヤ軸１２６は後進方向に反
転する。制御ユニット１９０は、モータＭＧ２を後進方
向に回転させつつ、その出力トルクを制御して、ハイブ
リッド車両を後進させる。

【００４１】プラネタリギヤ１２０は、リングギヤ１２
２が停止した状態で、プラネタリキャリア１２４および
サンギヤ１２１を回転させることが可能である。従っ
て、車両が停止した状態でもエンジン１５０を運転する
ことができる。例えば、バッテリ１９４の残容量が少な
くなれば、エンジン１５０を運転し、モータＭＧ１を回
生運転することにより、バッテリ１９４を充電すること
ができる。車両が停止しているときにモータＭＧ１を力
行すれば、そのトルクによってエンジン１５０をモータ
リングし、始動することができる。このとき、制御ユニ
ット１９０はモータＭＧ２を制御して、モータＭＧ１の
反力トルクを相殺する。

【００４２】（３）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
を車軸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２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。

【００４３】トルク制御ルーチンが開始されると、ＣＰ
Ｕは最初に走行状態判定処理を実行する（ステップＳ１
０）。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、モータＭＧ１，ＭＧ２を種々の状
態で運転して、走行することができる。三者の運転状態
は、ハイブリッド車両の走行状態に応じて使い分けられ
る。かかる使い分けをするために、ＣＰＵはトルク制御
ルーチンが開始されると、車両の走行状態を判定する。

【００４４】図３に走行状態判定処理ルーチンのフロー
チャートを示す。この処理では、ＣＰＵは、シフトポジ
ションを入力する（ステップＳ２０）。シフトポジショ
ンは図１に示したシフトポジションセンサ１６７で検出
することができる。本実施例では、シフトポジションと
して、駐車時に使用するＰレンジ、前進走行時に使用す
るＤレンジ、Ｂレンジ、後進時に使用するＲレンジ、お
よびニュートラルが用意されている。同時にＣＰＵは車
速、アクセルペダルポジションおよびバッテリ１９４の
残容量Ｓｃｈを入力する（ステップＳ２０）。

【００４５】次に、ＣＰＵは以下の手順で車両の走行状
態を判断する。まず、シフトポジションがＰレンジであ
るか否かを判定する（ステップＳ３０）。また、アクセ
ル全閉であり、かつ車速が所定の速度Ｖ１よりも小さい
か否かを判定する（ステップＳ３５）。ステップＳ３０
およびＳ３５の条件のうち一方を満たしていれば、停車
状態であると判定する（ステップＳ４０）。判定結果は
走行状態を示す所定のフラグに停車状態であることを意
味するコードを入力することにより記憶される。

【００４６】所定の速度Ｖ１は車両が停車していると見
て差し支えない程度の微速に予め設定されている。シフ
トポジションのみならず、アクセルペダルポジションお
よび車速をも用いて停車中であるか否かを判定すること
により、Ｄレンジ、Ｂレンジなどのシフトポジションで
ブレーキを踏んで停車している場合も含めて停車状態か
否かの判定を行うことができる。

【００４７】次にＣＰＵはバッテリ１９４の残容量Ｓｃ
ｈが所定の容量ＣＨ１よりも小さいか否かを判定する
（ステップＳ４５）。所定の容量ＣＨ１はバッテリ１９
４の充電状態の適正な範囲を表す最小値である。容量Ｃ
Ｈ１はバッテリ１９４に充電可能な容量や電動機ＭＧ
１，ＭＧ２による発電能力及び電力の消費量を考慮して
設定可能である。残容量Ｓｃｈが所定の容量ＣＨ１より
も小さい場合には、バッテリ１９４を充電する必要があ
ることを意味している。従って、ＣＰＵはエンジン１５
０が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ５０）、
エンジン１５０が運転していない場合には、その始動を
指示する（ステップＳ５５）。エンジン始動の指示は所
定のフラグに記憶される。

【００４８】一方、残容量Ｓｃｈが所定の容量ＣＨ１以
上である場合には、ＣＰＵは残容量Ｓｃｈが所定の容量
ＣＨ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６
０）。所定の容量ＣＨ２はバッテリ１９４の充電状態の
適正な範囲を表す最大値である。容量ＣＨ２も容量ＣＨ
１と同様の事項を考慮して設定可能である。残容量ＣＨ
２が所定の容量ＣＨ２よりも大きい場合には、満充電の
状態にあると判定して、充電を中止する。このため、Ｃ
ＰＵはエンジン１５０が停止中であるか否かを判定し
（ステップＳ６５）、エンジン１５０が停止していない
場合には、その停止を指示する（ステップＳ７０）。エ
ンジン停止の指示は所定のフラグに記憶される。以上の
処理によって車両の走行状態を特定すると、ＣＰＵは走
行状態判定処理ルーチンを終了し、トルク制御ルーチン
に戻る。

【００４９】実際には、走行状態判定処理ルーチンで
は、他にも種々の走行状態を判定している。例えば、エ
ンジン１５０を運転せずに走行するＥＶ走行や後進モー
ドでの走行などの判定も行っている。かかる判定処理の
詳細については説明を省略する。なお、エンジン１５０
の始動及び停止についてもバッテリ１９４の残容量Ｓｃ
ｈのみならず、エンジン１５０の水温に基づき、暖機を
行うか否かの判定をも行うものとしてもよい。

【００５０】走行状態が判定されると、ＣＰＵは車軸１
１２の目標回転数Ｎｄ＊、目標トルクＴｄ＊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。車両が停車状態であると判定された場
合には、目標回転数Ｎｄ＊は値０となる。その他の場合
には、目標回転数Ｎｄ＊は現在の車速に応じた回転数と
なる。こうして設定された目標回転数Ｎｄ＊およびトル
クＴｄ＊に基づいて、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１
５０の要求動力Ｐｅ＊は、車両の走行状態に応じて異な
る。走行状態は、走行状態判定処理で設定されたフラグ
に記憶されたコードによって検出することができる。車
両が停車中やＥＶ走行中の場合は、車軸１１２の目標回
転数Ｎｄ＊およびトルクＴｄ＊に関わらずエンジン１５
０の要求動力Ｐｅ＊は基本的には値０となる。但し、か
かる場合であってもバッテリ１９４を充電する必要が生
じた場合には、エンジン１５０の要求動力Ｐｅ＊として
充電に要する動力が設定される。

【００５１】ハイブリッド車両が通常走行している場合
には、エンジン１５０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１９４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。

【００５２】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。

【００５３】図４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４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４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。

【００５４】図４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５
に示す。なお、図５中の曲線は、説明の便宜上、図４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４中の曲線Ａであり、これを
動作曲線と呼ぶ。

【００５５】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走行状
態となる。例えばハイブリッド車両が停車状態である場
合、モータＭＧ２からの動力のみで走行する場合、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。例えば、エンジン１５０の暖
機が必要と判断された場合には、エンジン１５０はアイ
ドル運転される。

【００５６】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、上式（１）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。

【００５７】モータＭＧ１の目標トルクＴ１＊の設定
は、ハイブリッド車両の走行状態に応じて異なる。ハイ
ブリッド車両が停車中である場合やＥＶ走行している場
合には、モータＭＧ１の目標トルクＴ１＊は値０とな
る。エンジン始動時、つまりモータＭＧ１でエンジン１
５０をモータリングするとき、エンジン１５０の回転数
が自立運転に適した所定の回転数に達するまでは、モー
タＭＧ１の目標トルクＴ１＊は開ループ制御によって予
め定められた値に設定される。

【００５８】エンジン１５０が自立運転している状態で
は、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。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。

【００５９】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）。ハイブリッド車両が停車状態であると判定
された場合には、モータＭＧ２の目標回転数Ｎ２＊は値
０となる。その他の場合には、モータＭＧ２の目標回転
数Ｎ２＊はリングギヤ軸１２６の目標回転数Ｎｄ＊と等
しい。

【００６０】目標トルクＴ２＊は車軸１１２への目標ト
ルクＴｄ＊およびモータＭＧ１からの反力トルクなどに
基づいて、ＭＧ２目標トルク設定処理ルーチンにより設
定される。この設定処理ルーチンのフローチャートを図
６に示した。この処理では、ＣＰＵは車両が停車状態で
あるか否かを判定する（ステップＳ５０５）。車両が停
車状態である場合には、さらにエンジン１５０の始動ま
たは停止が指示されているか否かを判定する（ステップ
Ｓ５１０）。後述する通り、これらの判定結果に応じて
モータＭＧ２の制御方法が大きく相違するからである。

【００６１】車両が停車状態であるという条件と、エン
ジン１５０の始動または停止が指示されているという条
件の両者が満たされている場合には、モータＭＧ２の目
標トルクＮ２＊をフィードバック制御により設定する。
その他の場合、即ち上述の２つの条件のうち少なくとも
一方が満たされていない場合には、いわゆる開ループ制
御により目標トルクＮ２＊を設定する。

【００６２】最初にモータＭＧ２の目標トルクＮ２＊を
開ループ制御により設定する場合について説明する。こ
の場合には、ＣＰＵは車軸に出力すべき目標トルクＴｄ
＊を入力する（ステップＳ５１５）。このトルクはトル
ク制御ルーチンのステップＳ１００において、アクセル
の踏み込み量に基づいて設定された値に等しい。次に、
ＭＧ１の反力トルクとしてリングギヤ軸１２６に出力さ
れるトルクｓｔｅｐを求める（ステップＳ２１０）。エ
ンジン１５０が運転している場合、トルクｓｔｅｐはエ
ンジン１５０からリングギヤ軸１２６に出力されるトル
クと言い換えることもできる。トルクｓｔｅｐは、先に
示した式（１）において、サンギヤ軸１２５のトルクＴ
ｓにモータＭＧ１の出力トルクＴ１＊を代入、またはプ
ラネタリキャリア軸１２７のトルクＴｃにエンジン１５
０の出力トルクＴｅ＊を代入することによって算出する
ことができる。

【００６３】次に、ＣＰＵはこれらのトルクＴｄ＊、ｓ
ｔｅｐの差分、つまり「Ｔｄ＊−ｓｔｅｐ」によってモ
ータＭＧ２の目標トルクＴ２＊を設定する（ステップＳ
２１５）。エンジン１５０およびモータＭＧ１が停止し
ている場合、即ちＥＶ走行に相当する場合には、モータ
ＭＧ２の目標トルクＴ２＊は車軸の目標トルクＴｄ＊と
等しくなる。さらに、車両が停止している場合には、当
然ながら、モータＭＧ２の目標トルクＴ２＊は値０とな
る。

【００６４】次に、モータＭＧ２の目標トルクをフィー
ドバック制御によって設定する場合について説明する。
ステップＳ２０５およびＳ２１０での判定条件を双方と
もに満足している場合に適用される方法である。フィー
ドバック制御によって目標トルクＴ２＊を設定する場合
には、ＣＰＵは車軸の回転数Ｎｄ＊を入力する（ステッ
プＳ２３０）。そして、この回転数Ｎｄ＊に基づいて目
標トルクＴ２＊を設定する（ステップＳ２３５）。本実
施例では、いわゆる比例積分制御によって目標トルクＴ
２＊を設定している。つまり、回転数Ｎｄ＊にゲインｋ
１を乗じた項と、回転数Ｎｄ＊を時間積分して結果値に
ゲインｋ２を乗じた項との和によって目標トルクＴ２＊
を設定する。本来、比例積分制御では、車軸の回転数Ｎ
ｄ＊とその目標値との偏差に基づいて目標トルクＴ２＊
を設定する。ここでは、停車状態であり、回転数の目標
値が値０であるから、回転数Ｎｄ＊を直接用いて目標ト
ルクを設定しているのである。

【００６５】車軸の回転数Ｎｄ＊が正の値、つまり前進
方向の値である場合には、モータＭＧ２の目標トルクは
その回転を制動すべく負の値となる。逆に車軸の回転数
Ｎｄ＊が負の値、つまり後進方向の値である場合には、
モータＭＧ２のトルクはその回転を制動すべく正の値と
なる。それぞれの符号で出力されるトルクの大きさは、
回転数Ｎｄ＊の絶対値等に応じて異なる値となる。この
ように、本実施例では、フィードバック制御で目標トル
クＴ２＊を設定する際には、車軸の回転数Ｎｄ＊のみを
参照して設定しており、モータＭＧ１およびエンジン１
５０から出力されているトルクは参照していない。

【００６６】上述のゲインｋ１，ｋ２は車軸の回転数Ｎ
ｄ＊を目標値０に収束させるために適切な値を実験また
は解析によって種々、設定することができる。また、回
転数Ｎｄ＊に基づくフィードバック制御により上記目標
トルクＴ２＊を設定する方法として、本実施例で提示し
た方法に回転数Ｎｄ＊の微分項を加えるものとしてもよ
いし、本実施例で提示した方法からいずれかの項を省略
しても構わない。回転数Ｎｄ＊に基づくフィードバック
制御で目標トルクＴ２＊を設定するものであれば、当
然、比例積分制御以外の種々の方法を適用することもで
きる。

【００６７】以上の処理により、モータＭＧ２の目標ト
ルクＴ２＊を設定すると、ＣＰＵは設定された目標トル
クＴ２＊がモータＭＧ２が出力可能な最大トルクＴｌｉ
ｍよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２４
０）。最大トルクＴｌｉｍを超える場合には目標トルク
Ｔ２＊を最大トルクＴｌｉｍに補正する（ステップＳ２
４５）。

【００６８】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１３１，１４１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。

【００６９】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。以上の処理によって本実施例のハイ
ブリッド車両は、走行状態に応じて適切な動力を車軸１
１２から出力して走行することができる。

【００７０】以上で説明した本実施例のハイブリッド車
両によれば、停車状態においてエンジン１５０の始動ま
たは停止が指示された場合に、車両の移動を抑制するこ
とができる。かかる場合の車軸の回転数が変化する様子
を図７に示す。図７の上段にはエンジン１５０の回転数
の時間的変化を示し、下段には車軸の回転数の時間的変
化を示す。図示する通り、時間ｔ１においてエンジン１
５０の始動が指示されると、モータＭＧ１から出力され
るトルクによってエンジン１５０の回転数が増加する。
このとき、図７の下段に示す通り、車軸は振動する。か
かる振動は、各時刻においてモータＭＧ１から出力され
るトルクを完全には相殺しきれないことにより生じる。

【００７１】但し、本実施例のハイブリッド車両によれ
ば、図７の領域Ａ２に示す通り、車軸の回転は前後方向
に周期的に生じている。図１２に示した従来技術による
制御結果と比較すれば、その差異は顕著である。本実施
例のハイブリッド車両では、車軸の回転が前後方向に周
期的に生じることにより、その平均値はほぼ値０とな
る。従って、停車状態においてエンジン１５０の始動ま
たは停止が開始されても、運転者の予期しないトルクに
よって車両が前進または後進することを回避できる。

【００７２】図７から明らかな通り、車軸の回転数に基
づく、フィードバック制御でモータＭＧ２の目標トルク
Ｔ２＊を設定する以上、車軸の回転数を厳密に値０に維
持することはできない。しかし、車軸の回転数の変動範
囲はフィードバック制御におけるゲインの設定次第で調
節可能である。

【００７３】（４）第２実施例：次に第２実施例として
のハイブリッド車両について説明する。第２実施例とし
てのハイブリッド車両のハードウェア構成は、第１実施
例と同様である（図１参照）。また、トルク制御ルーチ
ンの内容も第１実施例と概ね同じである（図２参照）。
第２実施例では、モータＭＧ２の目標トルク設定処理ル
ーチンにおいて、モータＭＧ２の目標トルクＴ２＊をフ
ィードバック制御により設定する部分の内容が第１実施
例と一部相違する。

【００７４】第２実施例におけるＭＧ２目標トルク設定
処理ルーチンの内容を図８に示す。ここでは、フィード
バック制御によってモータＭＧ２の目標トルクＴ２＊を
設定する部分のみを示す。第１実施例において、図６中
のステップＳ２３０、Ｓ２３５に相当する部分である。
第１実施例で説明した通り、車両が停車状態であるとい
う条件と、エンジン１５０の始動または停止が指示され
ている条件の両者を満足している場合に実行される処理
である。

【００７５】第２実施例では、モータＭＧ２の目標トル
クＴ２＊を設定するために、まず車軸の回転数Ｎｄ＊お
よびモータＭＧ１の回転数Ｎ１を入力する（ステップＳ
２３０，Ｓ２３１）。この処理は第１実施例の場合と同
様である。次に、ＣＰＵはＭＧ１，エンジン１５０から
の反力トルクｓｔｅｐの算出を行う（ステップＳ２３
２）。トルクｓｔｅｐは、基本的には、先に示した式
（１）において、サンギヤ軸１２５のトルクＴｓにモー
タＭＧ１の出力トルクＴ１＊を代入、またはプラネタリ
キャリア軸１２７のトルクＴｃにエンジン１５０の出力
トルクＴｅ＊を代入することによって算出することがで
きる。

【００７６】エンジン１５０を始動または停止する指示
が出されている場合には、モータＭＧ１の出力トルクは
予め定めたテーブルに基づいて開ループ制御により設定
されている。かかるテーブルの例を図９に示す。図示す
る通り、エンジン１５０を始動する場合には、モータＭ
Ｇ１のトルクは所定の変化率で始動用の所定値まで増加
し、その後該所定値で一定となる。エンジン１５０を停
止する場合には、モータＭＧ１のトルクは所定の変化率
で負の所定値まで減少し、その後、該所定値で一定とな
る。本実施例では、上式（１）のサンギヤ軸１２７のト
ルクＴｓとして、こうして設定された所定値を代入す
る。

【００７７】さらに、本実施例では、モータＭＧ１の慣
性によるトルク損失も考慮して反力トルクｓｔｅｐを求
めている。モータＭＧ１から出力されたトルクは、上式
（１）に従って車軸に出力される他、モータＭＧ１の回
転数を変化させるのに使われる。モータＭＧ１の回転数
の変化に使われるトルクは、回転数の変化率βとモータ
ＭＧ１の慣性能率Ｉ１との積に等しい。モータＭＧ１の
慣性能率は既知である。回転数の変化率は、ステップＳ
２３１で入力した回転数と、前回に目標トルク設定処理
ルーチンが実行された時点でのモータＭＧ１の回転数と
に基づいて算出することができる。

【００７８】本実施例では、以上の２点を考慮して、反
力トルクｓｔｅｐを次式（２）に基づいて設定してい
る。 ｓｔｅｐ＝Ｔ１＊／ρ−Ｉ１・β …（２）

【００７９】次にＣＰＵはモータＭＧ２の目標トルクＴ
２＊を次式（３）の通り設定する。 Ｔ２＊＝−ｓｔｅｐ＋ｋ３・Ｎｄ＋ｋ４・∫（Ｎｄ）ｄｔ …（３） 右辺の第１項は、モータＭＧ１およびエンジン１５０か
らの反力トルクを相殺するためのトルクに相当する。右
辺第２項、第３項は、このトルクを車軸の回転数Ｎｄに
基づくフィードバック制御により修正する部分に相当す
る。右辺第２項、第３項は比例積分制御の考え方に基づ
いて設定されている。ｋ３，ｋ４はそれぞれゲインであ
る。これらの値は、上述の反力トルクｓｔｅｐをほぼ相
殺して車軸の回転数を概ね値０にすることができるよう
に、実験または解析によって設定することができる。

【００８０】もちろん、上式（３）中のフィードバック
制御に基づく修正項には、さらに回転数Ｎｄの微分項を
含むものとしてもよいし、これらの項のいずれかを省略
するものとしてもよい。さらに比例積分制御とは別の考
え方によるフィードバック制御を適用するものとしても
よい。

【００８１】以上で説明した第２実施例のハイブリッド
車両によれば、第１実施例と同様、車両が停車状態にお
いてエンジン１５０の始動または停止がなされた場合
に、運転者の予期しないトルクによって車両が移動する
ことを回避することができる。車両の移動を回避するた
めのトルクは、モータＭＧ１およびエンジン１５０から
車軸に出力される反力トルクに近い値であることは確か
である。第２実施例のハイブリッド車両では、反力トル
クを相殺するためのトルクを一旦求めた上で、フィード
バック制御によって、該トルクを修正する。しかも、第
２実施例では、上式（２）に示す通り、モータＭＧ１の
慣性によって損失するトルクをも考慮した上で、上記反
力トルクを算出するため、より適切にモータＭＧ２の目
標トルクＴ２＊を設定することができる。こうすること
によって、より適切にモータＭＧ２の目標トルクＴ２＊
を設定することができ、ハイブリッド車両の移動を回避
することができる。

【００８２】なお、図６のステップＳ２２０においてモ
ータＭＧ１、エンジン１５０からの反力トルクを求める
際にも、上式（２）を適用するものとしてもよい。ま
た、モータＭＧ１の慣性によるトルク損失を考慮するの
に代えて、先に示した式（１）に基づいて算出されたト
ルクに所定の比例係数を乗じるなどして修正するものと
してもよい。

【００８３】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。第１の変形例としての構成を図１０に示す。この
ハイブリッド車両では、プラネタリギヤ１２０およびモ
ータＭＧ１に代えて、クラッチモータＣＭを備える。ク
ラッチモータとは、相対的に回転可能なインナロータ２
０２およびアウタロータ２０４を備える対ロータ電動機
である。図１０に示す通り、インナロータ２０２はエン
ジン１５０のクランクシャフト１５６に結合され、アウ
タロータ２０４は車軸１１２に結合されている。アウタ
ロータ２０４には、スリップリング２０６を介して電力
が供給される。アウタロータ２０４側の軸にはモータＭ
Ｇ２も結合されている。その他の構成は、図１で示した
ハイブリッド車両と同様である。

【００８４】エンジン１５０から出力された動力は、ク
ラッチモータＣＭを介して車軸１１２に伝達することが
できる。クラッチモータＣＭは、インナロータ２０２と
アウタロータ２０４との間に電磁的な結合を介して動力
を伝達する。この際、アウタロータ２０４の回転数がイ
ンナロータ２０２の回転数よりも低ければ、両者の滑り
に応じた電力をクラッチモータＣＭで回生することがで
きる。逆に、クラッチモータＣＭに電力を供給すれば、
インナロータ２０２の回転数を増速して車軸１１２に出
力することができる。エンジン１５０からクラッチモー
タＣＭを介して出力されたトルクが車軸１１２から出力
すべき要求トルクと一致しない場合には、モータＭＧ２
で補償することができる。また、クラッチモータを力行
すれば、エンジン１５０をモータリングして始動するこ
とができる。モータリング時には、インナロータ２０２
とアウタロータ２０４間での作用・反作用の原理に基づ
き、反力トルクが車軸側に出力される。この反力トルク
はモータＭＧ２で相殺することができる。従って、第２
の変形例のハイブリッド車両においても、本発明を適用
することができる。

【００８５】さらに、本実施例のハイブリッド車両では
エンジン１５０，モータＭＧ１，ＭＧ２から構成される
動力系統が前車軸１１２に備えられている構成とした。
これに対し、モータＭＧ２を後車軸に結合した構成を採
用するものとしてもよい。かかる構成の例を図１１に示
す。図示する通り、モータＭＧ１およびエンジン１５０
はプラネタリギヤ１２０を介して前車軸１１２に結合さ
れ、モータＭＧ２は後車軸１１２Ｒに結合されている。
かかる構成であっても、エンジン１５０をモータリング
する際の反力トルクを後車軸に結合されたモータＭＧ２
で相殺することができる。従って、本発明をモータＭＧ
２の制御に適用することができる。

【００８６】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。例え
ば、上記実施例では、ソフトウェアにより種々の制御を
実行しているが、これらをハードウェアによって実現す
るものとしても構わない。

【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概
略構成を示す構成図である。

【図２】トルク制御ルーチンのフローチャートである。

【図３】走行状態判定処理ルーチンのフローチャートで
ある。

【図４】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５】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６】ＭＧ２目標トルク設定処理ルーチンのフローチ
ャートである。

【図７】本実施例のハイブリッド車両における回転数の
変化の様子を示したグラフである。

【図８】第２実施例としてのモータＭＧ２目標トルク設
定処理ルーチンの一部の処理内容を示すフローチャート
である。

【図９】エンジン始動および停止時のトルク設定を示す
説明図である。

【図１０】本実施例のハイブリッド車両の第１の変形構
成例を示す説明図である。

【図１１】本実施例のハイブリッド車両の第２の変形構
成例を示す説明図である。

【図１２】従来のハイブリッド車両における回転数の変
化の様子を示したグラフである。

【符号の説明】

１１２…車軸 １１６Ｒ，１１６Ｌ…車輪 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 １３１…三相コイル １３２…ロータ １３３…ステータ １４１…三相コイル １４２…ロータ １４３…ステータ １４４…センサ １４９…バッテリ １５０…エンジン １５６…クランクシャフト １６５…アクセルペダルポジションセンサ １６７…シフトポジションセンサ １９０…制御ユニット １９１，１９２…駆動回路 １９４…バッテリ ２０２…インナロータ ２０４…アウタロータ ２０６…スリップリング ＭＧ１，ＭＧ２…モータ ＣＭ…クラッチモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/02 ３２１ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３２１Ａ Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｄ 11/08 11/08 Ｖ Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｌ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと、該エンジンの出力軸にトル
   クを出力すれば該トルクに比例したトルクが車軸にも出
   力される状態で設けられた第１の電動機と、車軸に機械
   的に結合された第２の電動機とを有するハイブリッド車
   両であって、 前記エンジンの始動および停止を指示する指示手段と、 該指示を受けて前記第１の電動機を制御して前記エンジ
   ンを始動または停止するための所定のトルクを出力する
   トルク付加手段と、 車両が停車状態であるか否かを判定する判定手段と、 前記車軸の回転数を検出する回転数検出手段と、 停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示
   された場合には、値０を前記車軸の回転数の目標値とす
   るフィードバック制御により前記第２の電動機の目標ト
   ルクを設定するフィードバック設定手段と、 前記第２の電動機を制御して該設定された目標トルクを
   出力する運転手段とを備えるハイブリッド車両。
2. 【請求項２】 請求項１記載のハイブリッド車両であっ
   て、 前記車軸に出力すべき要求トルクを入力する入力手段
   と、 前記エンジンおよび第１の電動機から出力されるトルク
   を補償して前記要求トルクを出力し得る値を前記第２の
   電動機の目標トルクに設定する開ループ設定手段とを備
   え、 停車状態において前記エンジンの始動または停止が指示
   された場合には、前記前記フィードバック設定手段を選
   択し、その他の場合には前記開ループ設定手段を選択し
   て第２の電動機の目標トルクを設定する選択手段とを備
   えるハイブリッド車両。
3. 【請求項３】 請求項１記載のハイブリッド車両であっ
   て、 前記車軸に出力すべき要求トルクを入力する入力手段
   と、 前記エンジンおよび第１の電動機から出力されるトルク
   を補償して前記要求トルクを出力し得る値を前記第２の
   電動機の目標トルクに設定する開ループ設定手段とを備
   え、 前記フィードバック制御手段は、停車状態において前記
   エンジンの始動または停止が指示された場合には、値０
   を前記車軸の回転数の目標値とするフィードバック制御
   により前記開ループ設定手段により設定された目標トル
   クを修正して第２の電動機の目標トルクを設定する手段
   であるハイブリッド車両。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３記載のハイブリ
   ッド車両であって、 前記開ループ設定手段は、前記エンジンおよび第１の電
   動機の慣性によるトルクの損失をも考慮して前記目標ト
   ルクを設定する手段であるハイブリッド車両。
5. 【請求項５】 請求項１記載のハイブリッド車両であっ
   て、 ３つの回転軸を有するプラネタリギヤを備え、 該プラネタリギヤのそれぞれの回転軸に、前記エンジ
   ン、第１の電動機、および車軸が結合されたハイブリッ
   ド車両。
6. 【請求項６】 請求項１記載のハイブリッド車両であっ
   て、 前記第１の電動機は、相対的に回転可能な対ロータ電動
   機であり、 該対ロータ電動機の一方のロータには前記エンジンが結
   合され、他方のロータには前記車軸が結合されたハイブ
   リッド車両。
7. 【請求項７】 前記第１の電動機が設けられた車軸と、
   前記第２の電動機が結合された車軸とは異なる車軸であ
   り、それぞれの車軸に結合された車輪から動力を出力す
   ることにより４輪駆動可能な請求項１記載のハイブリッ
   ド車両。
8. 【請求項８】 エンジンと、該エンジンの出力軸にトル
   クを出力すれば該トルクに比例したトルクが車軸にも出
   力される状態で設けられた第１の電動機と、車軸に機械
   的に結合された第２の電動機とを有するハイブリッド車
   両の制御方法であって、（ａ）前記エンジンの始動およ
   び停止を指示を受けて前記第１の電動機を制御して前記
   エンジンを始動または停止するための所定のトルクを出
   力する工程と、（ｂ）車両が停車状態であるか否かを判
   定する工程と、（ｃ）前記車軸の回転数を検出する工程
   と、（ｄ）停車状態において前記エンジンの始動または
   停止が指示された場合には、値０を前記車軸の回転数の
   目標値とするフィードバック制御により前記第２の電動
   機の目標トルクを設定する工程と、（ｅ）前記第２の電
   動機を制御して該設定された目標トルクを出力する工程
   とを備えるハイブリッド車両の制御方法。