JP2001164960A - 動力出力装置および動力出力方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 要求動力が変動する過渡時において、原動機
からの騒音の発生を抑え、また無駄なエネルギ消費を抑
える。 【解決手段】 エンジンの出力軸、第１モータの回転
軸、駆動軸（第２モータの回転軸）の三軸をプラネタリ
ギヤを介して結合する。エンジン回転数は第１モータの
制御により調整する。駆動軸に結合された第２モータに
より必要に応じて動力を付加する。駆動軸に出力すべき
動力を制御するに際し、要求動力に相当する出力エネル
ギＰｒが増加する過渡時においては（Ｓ１１６）、サン
ギヤ軸の目標回転数Ｎｓ＊を１次遅れ制御により徐々に
所望の値に移行するように目標回転数Ｎｓ＊の応答の速
さを抑制する（Ｓ１２２）。この結果、出力エネルギＰ
ｒの増大に緩やかに追従して、サンギヤ軸の回転数Ｎｓ
の制御によって決まるエンジン回転数が変動することに
なる。このときの動力の不足分は第２モータにより補わ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原動機と電動機と
を備えて駆動軸に動力を出力する動力出力装置と動力出
力方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガソリンレシプロエンジンなどの
原動機の燃費や排ガス浄化性能の飛躍的な向上を目的と
して、いわゆるハイブリッド車両の構成が提案されてい
る。ハイブリッド車両は大きく分けると、原動機により
発電機を駆動して発電を行ない、発電した電力で電動機
を駆動して車両の推進力を得るシリーズハイブリッド方
式のものと、駆動軸に原動機と電動機とをそれぞれ結合
し、原動機と電動機とにより車両の推進力を得るパラレ
ルハイブリッド方式のものとが知られている。

【０００３】いずれの方式でも、原動機から出力された
動力を、駆動軸に任意の回転速度およびトルクで出力す
ることができることから、原動機は運転効率の高い動作
点を選択して運転することが可能となる。こうした動力
出力装置の一例として、特開平１０−９８８０５号公報
に記載のものが提案されている。この動力出力装置は、
アクセル開度で定まる運転者の要求動力を取り込んで、
この要求動力に基づいて原動機の目標動力を運転効率の
高い動作点上に決め、該目標動力で原動機の運転を制御
するとともに、電動機を制御することにより、原動機か
ら出力される動力で不足する分を電動機から出力される
動力によって補うように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術では、
運転者がアクセルペダルを操作して出力の変動を要求し
たとき、まず、その要求動力に基づいて原動機の目標動
力が決められることから、上記要求動力の増大に素早く
追従して原動機の運転状態（具体例としては回転速度）
が切り替えられる。運転者によるアクセルペダルの操作
は、微妙に変動するものであることから、原動機の運転
状態は頻繁に切り替えられることになる。このために、
原動機から煩雑に変化する騒音が発生する問題や、運転
状態を頻繁に切り替えるための無駄なエネルギ消費を必
要とするといった改善の余地が見い出された。

【０００５】そこで、本発明の動力出力装置および動力
出力方法は、要求動力が変動する過渡時において、原動
機からの騒音の発生を抑え、また無駄なエネルギ消費を
抑えることを目的とする。

【０００６】

【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、本発明の動力出力装置は、原
動機と電動機とを備えて駆動軸に動力を出力する動力出
力装置であって、前記駆動軸に出力すべき要求動力を設
定する要求動力設定手段と、該設定された要求動力に基
づいて前記原動機の運転状態を設定する運転状態設定手
段と、該設定された運転状態で前記原動機が運転される
ように前記原動機を制御する原動機制御手段と、該原動
機制御手段による前記原動機の制御に伴って前記駆動軸
から出力される動力に基づいて前記要求動力が前記駆動
軸に出力されるように前記電動機を制御する電動機制御
手段とを備え、前記原動機制御手段は、前記要求動力が
増大する過渡時における前記原動機の制御の応答の速さ
を抑制する遅れ制御を行なう遅れ制御手段を備えること
を要旨とする。

【０００７】上記構成の動力出力装置では、駆動軸に出
力すべき要求動力に基づいて原動機の運転状態が設定さ
れ、その設定された運転状態で原動機が運転されるよう
に、原動機制御手段により原動機が制御されるととも
に、その原動機の制御に伴って駆動軸から出力される動
力に基づいて要求動力が駆動軸に出力されるように、電
動機制御手段により電動機が制御される。さらに、原動
機制御手段に設けられた遅れ制御手段により、要求動力
が増大する過渡時における原動機の制御の応答の速さが
抑制される。このために、要求動力が増大する過渡時に
おいては、その要求動力の増大に緩やかに追従して原動
機の制御がなされる。このとき、その緩やかに変動する
原動機の制御に伴って駆動軸から出力される動力に基づ
いて電動機の制御がなされることから、原動機の運転状
態を緩やかに変動させたことによって要求動力からみて
不足する動力分が、電動機から出力される動力で補われ
ることになる。

【０００８】したがって、本発明の動力出力装置によれ
ば、要求動力が増大する過渡時において、駆動軸への出
力動力に不足が生じることもなしに、原動機の運転状態
の急激な変動を抑えることができる。この結果、原動機
の運転状態の変動によって原動機から発生する騒音を抑
えることができる。また、原動機の運転状態の無駄な切
り替えがなくなることから無駄なエネルギ消費を抑える
こともできる。

【０００９】上記構成の動力出力装置において、前記運
転状態設定手段により設定する前記原動機の運転状態
は、前記原動機の回転速度とすることができる。この構
成によれば、原動機の回転速度を制御することで、原動
機から出力される動力が制御される。

【００１０】上記構成の動力出力装置において、前記電
動機へ電力を供給する蓄電手段の蓄電状態を検出する蓄
電状態検出手段を備え、前記遅れ制御手段は、前記蓄電
状態検出手段により検出された前記蓄電状態に基づいて
前記遅れ制御による遅れの時定数を設定する時定数設定
手段を備える構成とすることができる。この構成によれ
ば、遅れ制御による遅れの時定数が、電動機へ電力を供
給する蓄電手段の蓄電状態に応じた大きさに設定され
る。遅れの時定数を大きくすることは、電動機による動
力の負担増を招くことになり、蓄電手段が充分に蓄電さ
れている必要がある。このため、蓄電状態に応じた大き
さに遅れの時定数を設定することで、時定数を大きくし
過ぎたことで、電動機による動力の負担が増大して蓄電
手段の蓄電状態が悪化するといった不具合を防止するこ
とができる。

【００１１】上記蓄電状態に基づいて遅れの時定数を設
定する構成の動力出力装置において、前記時定数設定手
段は、前記蓄電手段の蓄電量が大きい程に前記時定数が
大きくなるように設定を行なう手段とすることができ
る。この構成によれば、蓄電手段の蓄電量が低下してい
るとき遅れ制御による遅れの時定数を大きくして電動機
による動力の負担を増大させるようなことがなくなる。

【００１２】上記構成の動力出力装置において、前記運
転状態設定手段は、前記原動機の効率が高くなるように
該原動機の運転状態を設定する手段とすることができ
る。この構成によれば、原動機の燃費効率を高めること
ができる。

【００１３】上記構成の動力出力装置において、前記電
動機は前記駆動軸に接続される構成であるとともに、回
転軸を有し、該回転軸と動力のやり取りを行なう副電動
機と、前記駆動軸と前記原動機の出力軸と前記回転軸と
に各々結合される３軸を有し、該３軸のうちいずれか２
軸へ動力が入出力されたとき、該入出力された動力に基
づいて定まる動力を残余の１軸へ入出力する３軸式動力
入出力手段とを備え、前記原動機制御手段は、前記電動
機および副電動機に対する電力のやりとりを通じて前記
原動機の運転状態を制御する手段を備える構成とするこ
とができる。この構成によれば、両電動機に対する電力
のやり取りを行なうことで、原動機を所望の運転状態に
保ちながらも要求動力を駆動軸に安定して出力すること
ができる。

【００１４】本発明の動力出力方法は、原動機と電動機
とを用いて駆動軸に動力を出力する動力出力方法であっ
て、前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定し、該設定
された要求動力に基づいて前記原動機の運転状態を設定
し、該設定された運転状態で前記原動機が運転されるよ
うに前記原動機を制御するとともに、該原動機の制御に
伴って前記駆動軸から出力される動力に基づいて前記要
求動力が前記駆動軸に出力されるように前記電動機を制
御し、さらに、前記原動機の制御において、前記要求動
力が増大する過渡時における前記原動機の制御の応答の
速さを抑制する遅れ制御を行なうことを要旨とする。

【００１５】本発明の動力出力方法によれば、本発明の
動力出力装置と同様に、要求動力が増大する過渡時にお
いて、駆動軸への出力動力に不足が生じることもなし
に、原動機の運転状態の急激な変動を抑えることがで
き、この結果、原動機の運転状態の変動によって発生す
る原動機からの騒音を抑えることができる。また、原動
機の運転状態の無駄な切り替えがなくなることから無駄
なエネルギ消費を抑えることができる。

【００１６】

【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。図１は本発明の一実施例として
の動力出力装置１１０の概略構成を示す構成図、図２は
実施例の動力出力装置１１０の部分拡大図、図３は実施
例の動力出力装置１１０を組み込んだ車両の概略構成を
示す構成図である。説明の都合上、まず図３を用いて、
車両全体の構成から説明する。

【００１７】図３に示すように、この車両は、ガソリン
を燃料として動力を出力するエンジン１５０を備える。
このエンジン１５０は、吸気系からスロットルバルブ１
６６を介して吸入した空気と燃料噴射弁１５１から噴射
されたガソリンとの混合気を燃焼室１５２に吸入し、こ
の混合気の爆発により押し下げられるピストン１５４の
運動をクランクシャフト１５６の回転運動に変換する。
ここで、スロットルバルブ１６６はアクチュエータ１６
８により開閉駆動される。点火プラグ１６２は、イグナ
イタ１５８からディストリビュータ１６０を介して導か
れた高電圧によって電気火花を形成し、混合気はその電
気火花によって点火されて爆発燃焼する。

【００１８】このエンジン１５０の運転は、電子制御ユ
ニット（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）１７０により制御
されている。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。例え
ば、スロットルバルブ１６６の開度（ポジション）を検
出するスロットルバルブポジションセンサ１６７、エン
ジン１５０の負荷を検出する吸気管負圧センサ１７２、
エンジン１５０の水温を検出する水温センサ１７４、デ
ィストリビュータ１６０に設けられクランクシャフト１
５６の回転数と回転角度を検出する回転数センサ１７６
及び回転角度センサ１７８などである。なお、ＥＦＩＥ
ＣＵ１７０には、この他、例えばイグニッションキーの
状態ＳＴを検出するスタータスイッチ１７９なども接続
されているが、その他のセンサ，スイッチなどの図示は
省略した。上記回転数センサ１７６で検出する回転数
は、所定時間当たりの回転数であり、回転速度に相当す
る。以下、回転数と呼ぶ物理量は回転速度を示すものと
する。

【００１９】エンジン１５０のクランクシャフト１５６
は、後述するプラネタリギヤ１２０やモータＭＧ１，モ
ータＭＧ２を介して駆動軸１１２を回転軸とする動力伝
達ギヤ１１１に機械的に結合されており、この動力伝達
ギヤ１１１はディファレンシャルギヤ１１４にギヤ結合
されている。したがって、動力出力装置１１０から出力
された動力は、最終的に左右の駆動輪１１６，１１８に
伝達される。モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、制御
装置１８０に電気的に接続されており、この制御装置１
８０によって駆動制御される。制御装置１８０の構成は
後で詳述するが、内部には制御ＣＰＵが備えられてお
り、シフトレバー１８２に設けられたシフトポジション
センサ１８４やアクセルペダル１６４に設けられたアク
セルペダルポジションセンサ１６４ａ，ブレーキペダル
１６５に設けられたブレーキペダルポジションセンサ１
６５ａなども接続されている。また、制御装置１８０
は、上述したＥＦＩＥＣＵ１７０と通信により、種々の
情報をやり取りしている。これらの情報のやり取りを含
む制御については、後述する。

【００２０】図１に示すように、実施例の動力出力装置
１１０は、大きくは、エンジン１５０、エンジン１５０
のクランクシャフト１５６にプラネタリキャリア１２４
が機械的に結合されたプラネタリギヤ１２０、プラネタ
リギヤ１２０のサンギヤ１２１に結合されたモータＭＧ
１、プラネタリギヤ１２０のリングギヤ１２２に結合さ
れたモータＭＧ２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制
御する制御装置１８０から構成されている。

【００２１】プラネタリギヤ１２０およびモータＭＧ
１，ＭＧ２の構成について、図２により説明する。プラ
ネタリギヤ１２０は、クランクシャフト１５６に軸中心
を貫通された中空のサンギヤ軸１２５に結合されたサン
ギヤ１２１と、クランクシャフト１５６と同軸のリング
ギヤ軸１２６に結合されたリングギヤ１２２と、サンギ
ヤ１２１とリングギヤ１２２との間に配置されサンギヤ
１２１の外周を自転しながら公転する複数のプラネタリ
ピニオンギヤ１２３と、クランクシャフト１５６の端部
に結合され各プラネタリピニオンギヤ１２３の回転軸を
軸支するプラネタリキャリア１２４とから構成されてい
る。このプラネタリギヤ１２０では、サンギヤ１２１，
リングギヤ１２２およびプラネタリキャリア１２４にそ
れぞれ結合されたサンギヤ軸１２５，リングギヤ軸１２
６およびクランクシャフト１５６の３軸が動力の入出力
軸とされ、３軸のうちいずれか２軸へ入出力される動力
が決定されると、残余の１軸に入出力される動力は決定
された２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。な
お、このプラネタリギヤ１２０の３軸への動力の入出力
についての詳細は後述する。

【００２２】リングギヤ１２２には、動力の取り出し用
の動力取出ギヤ１２８が結合されている。この動力取出
ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９により動力伝達ギ
ヤ１１１に接続されており、動力取出ギヤ１２８と動力
伝達ギヤ１１１との間で動力の伝達がなされる。

【００２３】モータＭＧ１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１３５を有するロー
タ１３２と、回転磁界を形成する三相コイル１３４が巻
回されたステータ１３３とを備える。ロータ１３２は、
プラネタリギヤ１２０のサンギヤ１２１に結合されたサ
ンギヤ軸１２５に結合されている。ステータ１３３は、
無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケ
ース１１９に固定されている。このモータＭＧ１は、永
久磁石１３５による磁界と三相コイル１３４によって形
成される磁界との相互作用によりロータ１３２を回転駆
動する電動機として動作し、永久磁石１３５による磁界
とロータ１３２の回転との相互作用により三相コイル１
３４の両端に起電力を生じさせる発電機として動作す
る。なお、サンギヤ軸１２５には、その回転角度θｓを
検出するレゾルバ１３９が設けられている。

【００２４】モータＭＧ２も、モータＭＧ１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１４５を有するロータ１４２と、回転磁界を形成する
三相コイル１４４が巻回されたステータ１４３とを備え
る。ロータ１４２は、プラネタリギヤ１２０のリングギ
ヤ１２２に結合されたリングギヤ軸１２６に結合されて
おり、ステータ１４３はケース１１９に固定されてい
る。モータＭＧ２のステータ１４３も無方向性電磁鋼板
の薄板を積層して形成されている。このモータＭＧ２も
モータＭＧ１と同様に、電動機あるいは発電機として動
作する。なお、リングギヤ軸１２６には、その回転角度
θｒを検出するレゾルバ１４９が設けられている。

【００２５】次に、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御す
る制御装置１８０について説明する。図１に示すよう
に、制御装置１８０は、モータＭＧ１を駆動する第１の
駆動回路１９１、モータＭＧ２を駆動する第２の駆動回
路１９２、両駆動回路１９１，１９２を制御する制御Ｃ
ＰＵ１９０、二次電池であるバッテリ１９４から構成さ
れている。制御ＣＰＵ１９０は、１チップマイクロプロ
セッサであり、内部に、ワーク用のＲＡＭ１９０ａ、処
理プログラムを記憶したＲＯＭ１９０ｂ、入出力ポート
（図示せず）およびＥＦＩＥＣＵ１７０と通信を行なう
シリアル通信ポート（図示せず）を備える。この制御Ｃ
ＰＵ１９０には、レゾルバ１３９からのサンギヤ軸１２
５の回転角度θｓ、レゾルバ１４９からのリングギヤ軸
１２６の回転角度θｒ、アクセルペダルポジションセン
サ１６４ａからのアクセルペダルポジション（アクセル
ペダルの踏込量）ＡＰ、ブレーキペダルポジションセン
サ１６５ａからのブレーキペダルポジション（ブレーキ
ペダルの踏込量）ＢＰ、シフトポジションセンサ１８４
からのシフトポジションＳＰ、第１の駆動回路１９１に
設けられた２つの電流検出器１９５，１９６からの電流
値Ｉｕ１，Ｉｖ２、第２の駆動回路１９２に設けられた
２つの電流検出器１９７，１９８からの電流値Ｉｕ２，
Ｉｖ２、バッテリ１９４の残容量（充電容量）を検出す
る充電容量検出器１９９からの充電容量ＳＯＣ、バッテ
リ温度検出器２００からのバッテリ温度Ｂｔなどが、入
力ポートを介して入力されている。

【００２６】なお、充電容量検出器１９９は、バッテリ
１９４の電解液の比重またはバッテリ１９４の全体の重
量を測定して充電容量を検出するものや、充電・放電の
電流値と時間を演算して充電容量を検出するものや、バ
ッテリの端子間を瞬間的にショートさせて電流を流し内
部抵抗を測ることにより充電容量を検出するものなどが
知られている。バッテリ温度検出器２００は、バッテリ
１９４の外壁に固着されてバッテリ１９４の温度を検出
するものである。

【００２７】また、制御ＣＰＵ１９０からは、第１の駆
動回路１９１に設けられたスイッチング素子である６個
のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６を駆動する制御信号
ＳＷ１と、第２の駆動回路１９２に設けられたスイッチ
ング素子としての６個のトランジスタＴｒ１１ないしＴ
ｒ１６を駆動する制御信号ＳＷ２とが出力されている。
第１の駆動回路１９１内の６個のトランジスタＴｒ１な
いしＴｒ６は、トランジスタインバータを構成してお
り、それぞれ、一対の電源ラインＬ１，Ｌ２に対してソ
ース側とシンク側となるよう２個ずつペアで配置され、
その接続点に、モータＭＧ１の三相コイル（ＵＶＷ）３
４の各々が接続されている。電源ラインＬ１，Ｌ２は、
バッテリ１９４のプラス側とマイナス側に、それぞれ接
続されているから、制御ＣＰＵ１９０により対をなすト
ランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオン時間の割合を制御
信号ＳＷ１により順次制御し、三相コイル１３４の各コ
イルに流れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的な正弦
波にすると、三相コイル１３４により、回転磁界が形成
される。

【００２８】他方、第２の駆動回路１９２の６個のトラ
ンジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６も、トランジスタイン
バータを構成しており、それぞれ、第１の駆動回路１９
１と同様に配置されていて、対をなすトランジスタの接
続点は、モータＭＧ２の三相コイル１４４の各々に接続
されている。したがって、制御ＣＰＵ１９０により対を
なすトランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオン時間を
制御信号ＳＷ２により順次制御し、各コイル１４４に流
れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的な正弦波にする
と、三相コイル１４４により、回転磁界が形成される。

【００２９】以上構成を説明した実施例の動力出力装置
１１０の動作について説明する。実施例の動力出力装置
１１０の動作原理、特にトルク変換の原理は以下の通り
である。エンジン１５０を回転数Ｎｅ，トルクＴｅの運
転ポイントＰ１で運転し、このエンジン１５０から出力
されるエネルギＰｅと同一のエネルギであるが異なる回
転数Ｎｒ，トルクＴｒの運転ポイントＰ２でリングギヤ
軸１２６を運転する場合、すなわち、エンジン１５０か
ら出力される動力をトルク変換してリングギヤ軸１２６
に作用させる場合について考える。この時のエンジン１
５０とリングギヤ軸１２６の回転数およびトルクの関係
を図４に示す。

【００３０】プラネタリギヤ１２０の３軸（サンギヤ軸
１２５，リングギヤ軸１２６およびプラネタリキャリア
１２４（クランクシャフト１５６））における回転数や
トルクの関係は、機構学の教えるところによれば、図５
および図６に例示する共線図と呼ばれる図として表わす
ことができ、幾何学的に解くことができる。なお、プラ
ネタリギヤ１２０における３軸の回転数やトルクの関係
は、上述の共線図を用いなくても各軸のエネルギを計算
することなどにより数式的に解析することもできる。本
実施例では説明の容易のため共線図を用いて説明する。

【００３１】図５における縦軸は３軸の回転数軸であ
り、横軸は３軸の座標軸の位置の比を表わす。すなわ
ち、サンギヤ軸１２５とリングギヤ軸１２６の座標軸
Ｓ，Ｒを両端にとったとき、プラネタリキャリア１２４
の座標軸Ｃは、軸Ｓと軸Ｒを１：ρに内分する軸として
定められる。ここで、ρは、リングギヤ１２２の歯数に
対するサンギヤ１２１の歯数の比であり、次式（１）で
表わされる。

【００３２】

【数１】

【００３３】いま、エンジン１５０が回転数Ｎｅで運転
されており、リングギヤ軸１２６が回転数Ｎｒで運転さ
れている場合を考えているから、エンジン１５０のクラ
ンクシャフト１５６が結合されているプラネタリキャリ
ア１２４の座標軸Ｃにエンジン１５０の回転数Ｎｅを、
リングギヤ軸１２６の座標軸Ｒに回転数Ｎｒをプロット
することができる。この両点を通る直線を描けば、この
直線と座標軸Ｓとの交点で表わされる回転数としてサン
ギヤ軸１２５の回転数Ｎｓを求めることができる。以
下、この直線を動作共線と呼ぶ。なお、回転数Ｎｓは、
回転数Ｎｅと回転数Ｎｒとを用いて比例計算式（次式
（２））により求めることができる。このようにプラネ
タリギヤ１２０では、サンギヤ１２１，リングギヤ１２
２およびプラネタリキャリア１２４のうちいずれか２つ
の回転を決定すると、残余の１つの回転は、決定した２
つの回転に基づいて決定される。

【００３４】

【数２】

【００３５】次に、描かれた動作共線に、エンジン１５
０のトルクＴｅをプラネタリキャリア１２４の座標軸Ｃ
を作用線として図中下から上に作用させる。このとき動
作共線は、トルクに対してはベクトルとしての力を作用
させたときの剛体として取り扱うことができるから、座
標軸Ｃ上に作用させたトルクＴｅは、平行な２つの異な
る作用線への力の分離の手法により、座標軸Ｓ上のトル
クＴｅｓと座標軸Ｒ上のトルクＴｅｒとに分離すること
ができる。このときトルクＴｅｓおよびＴｅｒの大きさ
は、次式（３）および（４）によって表わされる。

【００３６】

【数３】

【００３７】動作共線がこの状態で安定であるために
は、動作共線の力の釣り合いをとればよい。すなわち、
座標軸Ｓ上には、トルクＴｅｓと大きさが同じで向きが
反対のトルクＴｍ１を作用させ、座標軸Ｒ上には、リン
グギヤ軸１２６に出力するトルクＴｒと同じ大きさで向
きが反対のトルクとトルクＴｅｒとの合力に対し大きさ
が同じで向きが反対のトルクＴｍ２を作用させるのであ
る。このトルクＴｍ１はモータＭＧ１により、トルクＴ
ｍ２はモータＭＧ２により作用させることができる。こ
のとき、モータＭＧ１では回転の方向と逆向きにトルク
を作用させるから、モータＭＧ１は発電機として動作す
ることになり、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わ
される電気エネルギＰｍ１をサンギヤ軸１２５から回生
する。モータＭＧ２では、回転の方向とトルクの方向と
が同じであるから、モータＭＧ２は電動機として動作
し、トルクＴｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気
エネルギＰｍ２を動力としてリングギヤ軸１２６に出力
する。

【００３８】ここで、電気エネルギＰｍ１と電気エネル
ギＰｍ２とを等しくすれば、モータＭＧ２で消費する電
力のすべてをモータＭＧ１により回生して賄うことがで
きる。このためには、入力されたエネルギのすべてを出
力するものとすればよいから、エンジン１５０から出力
されるエネルギＰｅとリングギヤ軸１２６に出力される
エネルギＰｒとを等しくすればよい。すなわち、トルク
Ｔｅと回転数Ｎｅとの積で表わされるエネルギＰｅと、
トルクＴｒと回転数Ｎｒとの積で表わされるエネルギＰ
ｒとを等しくするのである。図４に照らせば、運転ポイ
ントＰ１で運転されているエンジン１５０から出力され
るトルクＴｅと回転数Ｎｅとで表わされる動力を、トル
ク変換して、同一のエネルギでトルクＴｒと回転数Ｎｒ
とで表わされる動力としてリングギヤ軸１２６に出力す
るのである。前述したように、リングギヤ軸１２６に出
力された動力は、動力取出ギヤ１２８および動力伝達ギ
ヤ１１１により駆動軸１１２に伝達され、ディファレン
シャルギヤ１１４を介して駆動輪１１６，１１８に伝達
される。したがって、リングギヤ軸１２６に出力される
動力と駆動輪１１６，１１８に伝達される動力とにはリ
ニアな関係が成立するから、駆動輪１１６，１１８に伝
達される動力は、リングギヤ軸１２６に出力される動力
を制御することにより制御することができる。

【００３９】図５に示す共線図ではサンギヤ軸１２５の
回転数Ｎｓは正であったが、エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとによっては、図
６に示す共線図のように負となる場合もある。このとき
には、モータＭＧ１では、回転の方向とトルクの作用す
る方向とが同じになるから、モータＭＧ１は電動機とし
て動作し、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わされ
る電気エネルギＰｍ１を消費する。一方、モータＭＧ２
では、回転の方向とトルクの作用する方向とが逆になる
から、モータＭＧ２は発電機として動作し、トルクＴｍ
２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギＰｍ２
をリングギヤ軸１２６から回生することになる。この場
合、モータＭＧ１で消費する電気エネルギＰｍ１とモー
タＭＧ２で回生する電気エネルギＰｍ２とを等しくすれ
ば、モータＭＧ１で消費する電気エネルギＰｍ１をモー
タＭＧ２で丁度賄うことができる。

【００４０】以上、実施例の動力出力装置１１０におけ
る基本的なトルク変換について説明したが、実施例の動
力出力装置１１０は、こうしたエンジン１５０から出力
される動力のすべてをトルク変換してリングギヤ軸１２
６に出力する動作の他に、エンジン１５０から出力され
る動力（トルクＴｅと回転数Ｎｅとの積）と、モータＭ
Ｇ１により回生または消費される電気エネルギＰｍ１
と、モータＭＧ２により消費または回生される電気エネ
ルギＰｍ２とを調節することにより、余剰の電気エネル
ギを見い出してバッテリ１９４を放電する動作とした
り、不足する電気エネルギをバッテリ１９４に蓄えられ
た電力により補う動作など種々の動作とすることもでき
る。

【００４１】なお、以上の動作原理では、プラネタリギ
ヤ１２０やモータＭＧ１，モータＭＧ２，トランジスタ
Ｔｒ１ないしＴｒ１６などによる動力の変換効率を値１
（１００％）として説明した。実際には、値１未満であ
るから、エンジン１５０から出力されるエネルギＰｅを
リングギヤ軸１２６に出力するエネルギＰｒより若干大
きな値とするか、逆にリングギヤ軸１２６に出力するエ
ネルギＰｒをエンジン１５０から出力されるエネルギＰ
ｅより若干小さな値とする必要がある。例えば、エンジ
ン１５０から出力されるエネルギＰｅを、リングギヤ軸
１２６に出力されるエネルギＰｒに変換効率の逆数を乗
じて算出される値とすればよい。また、モータＭＧ２の
トルクＴｍ２を、図５の共線図の状態ではモータＭＧ１
により回生される電力に両モータの効率を乗じたものか
ら算出される値とし、図６の共線図の状態ではモータＭ
Ｇ１により消費される電力を両モータの効率で割ったも
のから算出すればよい。なお、プラネタリギヤ１２０で
は機械摩擦などにより熱としてエネルギを損失するが、
その損失量は全体量からみれば極めて少なく、モータＭ
Ｇ１，ＭＧ２に用いた同期電動機の効率は値１に極めて
近い。また、トランジスタＴｒ１ないしＴｒ１６のオン
抵抗もＧＴＯなど極めて小さいものが知られている。し
たがって、動力の変換効率は値１に近いものとなるか
ら、以下の説明でも、説明の容易のため、明示しない限
り値１（１００％）として取り扱う。

【００４２】次に、こうした実施例の動力出力装置１１
０におけるトルク制御の実際について図７および図８に
例示するトルク制御ルーチンに基づき説明する。本ルー
チンは、運転者が運転の開始の指示、例えばイグニッシ
ョンスイッチをオンとした後に、所定時間毎（例えば、
４ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。本ルーチンが実
行されると、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、ま
ず、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓとリングギヤ軸１２
６の回転数Ｎｒとを読み込む処理を実行する（ステップ
Ｓ１００）。サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓはレゾルバ
１３９により検出されるサンギヤ軸１２５の回転角度θ
ｓから求めることができ、リングギヤ軸１２６の回転数
Ｎｒはレゾルバ１４９により検出される回転角度θｒか
ら求めることができる。

【００４３】続いて、充電容量検出器１９９によって検
出されるバッテリ１９４の充電容量ＳＯＣと、バッテリ
温度検出器２００によって検出されるバッテリ温度Ｂｔ
とを検出する処理を行なう（ステップＳ１０２）。さら
に、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａによって
検出されるアクセルペダルポジションＡＰを入力する処
理を行なう（ステップＳ１０３）。アクセルペダル１６
４は運転者が出力トルクが足りないと感じたときに踏み
込まれるものであるから、アクセルペダルポジションＡ
Ｐは運転者の欲している出力トルク（すなわち、駆動輪
１１６，１１８に出力すべきトルク）に対応するものと
なる。アクセルペダルポジションＡＰを読み込むと、読
み込んだアクセルペダルポジションＡＰとリングギヤ軸
１２６の回転数Ｎｒとに基づいてリングギヤ軸１２６に
出力すべきトルクの目標値であるトルク指令値Ｔｒ＊を
導出する処理を行なう（ステップＳ１０４）。ここで、
駆動輪１１６，１１８に出力すべきトルクを導出せず
に、リングギヤ軸１２６に出力すべきトルクを導出する
のは、リングギヤ軸１２６は動力取出ギヤ１２８，動力
伝達ギヤ１１１およびディファレンシャルギヤ１１４を
介して駆動輪１１６，１１８に機械的に結合されている
から、リングギヤ軸１２６に出力すべきトルクを導出す
れば、駆動輪１１６，１１８に出力すべきトルクを導出
する結果となるからである。なお、実施例では、リング
ギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとアクセルペダルポジション
ＡＰとトルク指令値Ｔｒ＊との関係を示すマップを予め
ＲＯＭ１９０ｂに記憶しておき、アクセルペダルポジシ
ョンＡＰが読み込まれると、読み込まれたアクセルペダ
ルポジションＡＰとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒと
ＲＯＭ１９０ｂに記憶したマップとに基づいてトルク指
令値Ｔｒ＊の値を導出するものとした。このマップの一
例を図９に示す。

【００４４】次に、導出したトルク指令値Ｔｒ＊とリン
グギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとから、リングギヤ軸１２
６に出力すべきエネルギＰｒを計算（Ｐｒ＝Ｔｒ＊×Ｎ
ｒ）により求め（ステップＳ１０６）、求めたエネルギ
Ｐｒに基づいてエンジン１５０の目標トルクＴｅ＊と目
標回転数Ｎｅ＊とを設定する処理を行なう（ステップＳ
１０８）。ここで、エンジン１５０から出力するエネル
ギＰｅはそのトルクＴｅと回転数Ｎｅとの積に等しいか
ら、リングギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒとエ
ンジン１５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ
＊との関係はＰｒ＝Ｐｅ＝Ｔｅ＊×Ｎｅ＊となる。この
関係を満足するエンジン１５０の目標トルクＴｅ＊と目
標回転数Ｎｅ＊との組み合せは無数に存在する。そこ
で、実施例では、実験などにより各エネルギＰｒに対し
てエンジン１５０ができる限り効率の高い状態で運転さ
れ、かつエネルギＰｒの変化に対してエンジン１５０の
運転状態が滑らかに変化する運転ポイントを目標トルク
Ｔｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との組み合わせとして求め、
これを予めＲＯＭ１９０ｂにマップとして記憶してお
き、エネルギＰｒに対応する目標トルクＴｅ＊と目標回
転数Ｎｅ＊との組み合わせをこのマップから導出するも
のとした。このマップについて、更に説明する。

【００４５】図１０は、エンジン１５０の運転ポイント
とエンジン１５０の効率との関係を示すグラフである。
図中曲線Ｂはエンジン１５０の運転可能な領域の境界を
示す。エンジン１５０の運転可能な領域には、その特性
に応じて効率が同一の運転ポイントを示す曲線α１ない
しα６のような等効率線を描くことができる。また、エ
ンジン１５０の運転可能な領域には、トルクＴｅと回転
数Ｎｅとの積で表わされるエネルギが一定の曲線、例え
ば曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ３−Ｃ３を描くことができ
る。こうして描いたエネルギ一定の曲線Ｃ１−Ｃ１ない
しＣ３−Ｃ３に沿って各運転ポイントの効率をエンジン
１５０の回転数Ｎｅを横軸として表わすと図１１のグラ
フのようになる。

【００４６】図示するように、出力するエネルギが同じ
でも、どの運転ポイントで運転するかによってエンジン
１５０の効率は大きく異なる。例えばエネルギ一定の曲
線Ｃ１−Ｃ１上では、エンジン１５０を運転ポイントＡ
１（トルクＴｅ１，回転数Ｎｅ１）で運転することによ
り、その効率を最も高くすることができる。このような
効率が最も高い運転ポイントは、出力エネルギ一定の曲
線Ｃ２−Ｃ２およびＣ３−Ｃ３ではそれぞれ運転ポイン
トＡ２およびＡ３が相当するように、各エネルギ一定の
曲線上に存在する。図１０中の曲線Ａは、これらのこと
に基づき各エネルギＰｒに対してエンジン１５０の効率
ができる限り高くなる運転ポイントを連続する線で結ん
だものである。実施例では、この曲線Ａ上の各運転ポイ
ント（トルクＴｅ，回転数Ｎｅ）とエネルギＰｒとの関
係をマップとしたものを用いてエンジン１５０の目標ト
ルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定した。

【００４７】ここで、曲線Ａを連続する曲線で結ぶの
は、エネルギＰｒの変化に対して不連続な曲線によりエ
ンジン１５０の運転ポイントを定めると、エネルギＰｒ
が不連続な運転ポイントを跨いで変化するときにエンジ
ン１５０の運転状態が急変することになり、その変化の
程度によっては、目標の運転状態にスムースに移行でき
ずノッキングを生じたり停止してしまう場合があるから
である。したがって、このように曲線Ａを連続する曲線
で結ぶと、曲線Ａ上の各運転ポイントがエネルギ一定の
曲線上で最も効率が高い運転ポイントとならない場合も
ある。なお、図１０中、トルクＴｅｍｉｎと回転数Ｎｅ
ｍｉｎとにより表わされる運転ポイントＡｍｉｎは、エ
ンジン１５０から出力可能な最小エネルギの運転ポイン
トである。

【００４８】エンジン１５０の目標トルクＴｅ＊と目標
回転数Ｎｅ＊とを設定すると、制御ＣＰＵ１９０は、上
述した式（２）にエンジン１５０の回転数Ｎｅに代えて
エンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊を代入することによ
り、サンギヤ軸１２５の目標回転数Ｎｓ＊を計算する
（ステップＳ１１０）。

【００４９】続いて、制御ＣＰＵ１９０は、ステップＳ
１０２で取り込んだバッテリ１９４の充電容量ＳＯＣと
バッテリ温度Ｂｔとに基づいて、バッテリ１９４が出力
可能な最大出力容量Ｗｏｕｔを導出する処理を行なう
（ステップＳ１１２）。具体的には、充電容量ＳＯＣと
バッテリ温度Ｂｔと最大出力容量Ｗｏｕｔとの関係を示
す３次元マップを予めＲＯＭ１９０ｂに記憶しておき、
ステップＳ１０２で取り込んだ充電容量ＳＯＣとバッテ
リ温度Ｂｔとを用いて、ＲＯＭ１９０ｂに記憶した３次
元マップを参照することでバッテリ１９４が出力可能な
最大出力容量Ｗｏｕｔを導出するものとした。この３次
元マップの一例を図１２に示した。図１２に示すよう
に、最大出力容量Ｗｏｕｔは、充電容量ＳＯＣが大きい
程、また、バッテリ温度ＢＴが高くも低くもない適温に
近づく程、大きな値をとるように定められている。

【００５０】続いて、制御ＣＰＵ１９０は、ステップＳ
１１２で導出したバッテリ１９４が出力可能な最大出力
容量Ｗｏｕｔ０２に基づいて、後述する１次遅れ制御に
用いる時定数Ｔ０を設定する処理を行なう（ステップＳ
１１４）。具体的には、最大出力容量Ｗｏｕｔと時定数
Ｔ０の関係を示す２次元マップを予めＲＯＭ１９０ｂに
記憶しておき、ステップＳ１１２で導出した最大出力容
量Ｗｏｕｔを用いて、ＲＯＭ１９０ｂに記憶した２次元
マップを参照することで時定数Ｔ０を導出するものとし
た。この２次元マップの一例を図１３に示した。図１３
に示すように、時定数Ｔ０は、最大出力容量Ｗｏｕｔが
大きくなる程、大きな値をとるように定められている。

【００５１】なお、この実施例では、ステップＳ１１２
とステップＳ１１４の双方を用いて、バッテリ１９４の
充電容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｂｔとから時定数Ｔ０を
求めているが、この構成に替えて、図１２と図１３の双
方を考慮した、充電容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｂｔと時
定数ｔ０との関係を示す３次元マップを用いて、充電容
量ＳＯＣとバッテリ温度Ｂｔとから時定数ｔ０を直接求
める構成とすることもできる。

【００５２】図７に戻り、ステップＳ１１４で時定数Ｔ
０が設定されると、その後、制御ＣＰＵ１９０は、ステ
ップＳ１０６で求めたリングギヤ軸１２６に出力すべき
エネルギＰｒが増加中の状態にあるか否かを判別する。
ここで、否定判別、すなわち、エネルギＰｒが増加中の
状態にないと判別された場合には、ステップＳ１１４で
求めた時定数Ｔ０を値０に一旦クリアする（ステップＳ
１１８）とともに、時間カウンタ値ｔを値０にクリアす
る（ステップＳ１２０）。時間カウンタ値ｔは、エネル
ギＰｒが非増加中の状態から増加中の状態に切り替わっ
た時点からの経過時間を示すもので、上述したように、
エネルギＰｒが増加中の状態にないときに時間カウンタ
値ｔをクリアすることで、上記経過時間の計時開始点を
定めている。ステップＳ１２０の実行後、処理をステッ
プＳ１２２に進める。一方、ステップＳ１１６で肯定判
別、すなわち、エネルギＰｒが増加中の状態にあると判
別された場合には、ステップＳ１１４で求めた時定数Ｔ
０はそのままでステップＳ１２２に処理を進める。

【００５３】ステップＳ１２２では、制御ＣＰＵ１９０
は、ステップＳ１１０で求めたサンギヤ軸１２５の目標
回転数Ｎｅ＊を時定数Ｔ０の１次遅れ制御によって変換
する処理を行なう。この処理は、詳細には、次式（５）
の右辺に、サンギヤ軸１２５の目標回転数Ｎｅ＊、時間
カウンタ値ｔおよび時定数Ｔ０を代入することで、新た
な目標回転数Ｎｅ＊を求めている。その後、制御ＣＰＵ
１９０は、時間カウンタ値ｔを値１だけ更新する（ステ
ップＳ１２４）。

【００５４】

【数４】

【００５５】図１４は、ステップＳ１２２で実行される
１次遅れ制御によって求められるサンギヤ軸１２５の目
標回転数Ｎｅ＊が時間の経過とともにどのように変化す
るかを示すグラフである。図示するように、サンギヤ軸
１２５の目標回転数Ｎｅ＊は、時間カウンタ値ｔで示さ
れる時間、すなわち、エネルギＰｒが増加中の状態に切
り替わってからの時間の経過に従って、最終値であるス
テップＳ１１０で計算された目標回転数Ｎｅ＊の１倍の
大きさに近づく。原点における接線Lｔと最終値との交
点Ｐまでの時間が時定数Ｔ０である。Ｔ０が小さければ
変化を示す曲線の立ち上がりは急になり応答は速く、Ｔ
０が大きければ立ち上がりは緩やかで応答は遅くなる。
なお、ステップＳ１１８で時定数Ｔ０が値０に設定され
た場合には、この１次遅れ制御によって求められる値
は、ステップＳ１１０で計算された目標回転数Ｎｅ＊の
１倍の大きさ、すなわち、ステップＳ１１０で計算され
た値のままとなる。

【００５６】制御ＣＰＵ１９０は、ステップＳ１２４の
実行後、図８のステップＳ１２６に処理を進めて、ステ
ップＳ１２２で計算したサンギヤ軸１２５の目標回転数
Ｎｓ＊と導出したトルク指令値Ｔｒ＊とを用いて次式
（６）によりモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を計
算して設定する。ここで、式（６）中の右辺第１項は図
５および図６の共線図における動作共線の釣り合いから
求められ、右辺第２項は回転数Ｎｓの目標回転数Ｎｓ＊
からの偏差を打ち消す比例項であり、右辺第３項は定常
偏差をなくす積分項である。したがって、モータＭＧ１
のトルク指令値Ｔｍ１＊は、定常状態（回転数Ｎｓの目
標回転数Ｎｓ＊からの偏差が値０のとき）では、動作共
線の釣り合いから求められる右辺第１項のＴｒ＊×ρに
等しく設定されることになる。なお、式（６）中のＫ１
およびＫ２は、比例定数である。

【００５７】

【数５】

【００５８】続いて、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓに
基づいて次式（７）によりサンギヤ軸１２５の回転速度
の変化率である角加速度ｄωｓを計算する（ステップＳ
１２８）。ここで、「前回Ｎｓ」は、前回このルーチン
が起動されたときにステップＳ１００で入力されたサン
ギヤ軸１２５の回転数Ｎｓであり、Δｔは本ルーチンの
起動間隔時間Δｔである。式（７）の右辺の分子の「２
π」は、サンギヤ軸１２５の角速度ωｓと回転数Ｎｓと
が、ωｓ＝２π×Ｎｓ［ｒａｄ／ｓｅｃ］の関係にある
ことに基づく。なお、イグニッションスイッチがオンと
されてから始めて本ルーチンが起動されたときには、本
ルーチンが実行される前に実行される図示しない初期化
ルーチンにより前回Ｎｓには値０が入力されるから、こ
の値０が用いられる。

【００５９】

【数６】

【００６０】こうしてサンギヤ軸１２５の角加速度ｄω
ｓを求めると、この角加速度ｄωｓを用いて次式（８）
によりプラネタリギヤ１２０を介してリングギヤ軸１２
６に出力されるトルクＴｅｒを計算する（ステップＳ１
３０）。ここで、式（８）中の右辺分子第２項の「Ｉｍ
ｅ」は、プラネタリギヤ１２０を介して機械的に結合さ
れたモータＭＧ１とエンジン１５０とからなる慣性系の
モータＭＧ１からみたモータＭＧ１とエンジン１５０の
慣性モーメントである。したがって、このモータＭＧ１
からみた慣性モーメントＩｍｅにモータＭＧ１のロータ
１３２の角加速度ｄωｓを乗じたものは、サンギヤ軸１
２５に作用するトルク（以下、慣性トルクという）とな
り、式（８）の右辺分子はサンギヤ軸１２５に作用する
トルクの合力となる。なお、慣性トルクは慣性の法則に
より運動の変化の方向に対して逆向きに作用するから、
エンジン１５０の運転ポイントを回転数Ｎｅが大きな運
転ポイントへ変更したときを考えると、慣性トルクは、
回転数Ｎｅの上昇を抑制する方向に作用することにな
り、リングギヤ軸１２６に作用するトルクＴｅｒの計算
式では負の符号をもつことになる。もとより、エンジン
１５０の運転ポイントを回転数Ｎｅが小さな運転ポイン
トに変更するときには、慣性トルクは、回転数Ｎｅの減
少を抑制する方向に作用する。また、エンジン１５０が
定常運転状態にあるときには、サンギヤ軸１２５の角加
速度ｄωｓは値０となるから、慣性トルクも値０とな
る。

【００６１】

【数７】

【００６２】このようにプラネタリギヤ１２０を介して
リングギヤ軸１２６に出力されるトルクＴｅｒを計算す
ると、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊をトルク指
令値Ｔｒ＊からこのトルクＴｅｒを減じて算出し設定す
る（ステップＳ１３２）。そして、設定した各設定値を
用いてモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン１５
０の各制御を行なう（ステップＳ１３４ないしＳ１３
８）。実施例では、図示の都合上、モータＭＧ１，モー
タＭＧ２およびエンジン１５０の各制御を別々のステッ
プとして記載したが、実際には、これらの制御は同時に
平行的にかつ総合的に行なわれる。例えば、制御ＣＰＵ
１９０が割り込み処理を利用して、モータＭＧ１とモー
タＭＧ２の制御を同時に平行して実行すると共に、通信
により指示を受けたＥＦＩＥＣＵ１７０によりエンジン
１５０の制御も同時に行なわせるのである。

【００６３】モータＭＧ１の制御（図７のステップＳ１
３４）は、図１５に例示するモータＭＧ１の制御ルーチ
ンによりなされる。このルーチンが実行されると、制御
装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、まず、サンギヤ軸１
２５の回転角度θｓをレゾルバ１３９から入力する処理
を行なう（ステップＳ１８０）。続いて、電流検出器１
９５，１９６により、モータＭＧ１の三相コイル１３４
のＵ相とＶ相に流れている電流Ｉｕ１，Ｉｖ１を検出す
る処理を行なう（ステップＳ１８２）。電流はＵ，Ｖ，
Ｗの三相に流れているが、その総和はゼロなので、二つ
の相に流れる電流を測定すれば足りる。こうして得られ
た三相の電流を用いて座標変換（三相−二相変換）を行
なう（ステップＳ１８４）。座標変換は、永久磁石型の
同期電動機のｄ軸，ｑ軸の電流値に変換することであ
り、次式（９）を演算することにより行なわれる。ここ
で座標変換を行なうのは、永久磁石型の同期電動機にお
いては、ｄ軸およびｑ軸の電流が、トルクを制御する上
で本質的な量だからである。もとより、三相のまま制御
することも可能である。

【００６４】

【数８】

【００６５】次に、２軸の電流値に変換した後、モータ
ＭＧ１におけるトルク指令値Ｔｍ１＊から求められる各
軸の電流指令値Ｉｄ１＊，Ｉｑ１＊と実際各軸に流れた
電流Ｉｄ１，Ｉｑ１と偏差を求め、各軸の電圧指令値Ｖ
ｄ１，Ｖｑ１を求める処理を行なう（ステップＳ１８
６）。すなわち、まず以下の式（１０）の演算を行な
い、次に次式（１１）の演算を行なうのである。ここ
で、Ｋｐ１，Ｋｐ２，Ｋｉ１，Ｋｉ２は、各々係数であ
る。これらの係数は、適用するモータの特性に適合する
よう調整される。なお、電圧指令値Ｖｄ１，Ｖｑ１は、
電流指令値Ｉ＊との偏差ΔＩに比例する部分（式（１
１）右辺第１項）と偏差ΔＩのｉ回分の過去の累積分
（右辺第２項）とから求められる。

【００６６】

【数９】

【００６７】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップＳ１８４で行なった変換の逆変換に相当する座標変
換（二相−三相変換）を行ない（ステップＳ１８８）、
実際に三相コイル１３４に印加する電圧Ｖｕ１，Ｖｖ
１，Ｖｗ１を求める処理を行なう。各電圧は、次式（１
２）により求める。

【００６８】

【数１０】

【００６９】実際の電圧制御は、第１の駆動回路１９１
のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオンオフ時間によ
りなされるから、式（１２）によって求めた各電圧指令
値となるよう各トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオン
時間をＰＷＭ制御する（ステップＳ１８９）。

【００７０】ここで、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊の符号を図５や図６の共線図におけるトルクＴｍ１
の向きを正とすれば、同じ正の値のトルク指令値Ｔｍ１
＊が設定されても、図５の共線図の状態のようにトルク
指令値Ｔｍ１＊の作用する向きとサンギヤ軸１２５の回
転の向きとが異なるときには回生制御がなされ、図６の
共線図の状態のように同じ向きのときには力行制御がな
される。しかし、モータＭＧ１の力行制御と回生制御
は、トルク指令値Ｔｍ１＊が正であれば、ロータ１３２
の外周面に取り付けられた永久磁石１３５と三相コイル
１３４に流れる電流により生じる回転磁界とにより正の
トルクがサンギヤ軸１２５に作用するよう第１の駆動回
路１９１のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６を制御する
ものであるから、同一のスイッチング制御となる。すな
わち、トルク指令値Ｔｍ１＊の符号が同じであれば、モ
ータＭＧ１の制御が回生制御であっても力行制御であっ
ても同じスイッチング制御となる。したがって、図１５
のモータＭＧ１の制御ルーチンで回生制御と力行制御の
いずれも行なうことができる。また、トルク指令値Ｔｍ
１＊が負のときには、ステップＳ１８０で読み込むサン
ギヤ軸１２５の回転角度θｓの変化の方向が逆になるだ
けであるから、このときの制御も図１５のモータＭＧ１
の制御ルーチンにより行なうことができる。

【００７１】なお、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１
＊に値０が設定されたときでも、図１５のモータＭＧ１
の制御ルーチンによりモータＭＧ１を制御することは可
能であるが、このときにはトランジスタＴｒ１ないしＴ
ｒ６のすべてをオフとする制御としてもよい。

【００７２】次に、モータＭＧ２の制御処理（図８のス
テップＳ１３６）について図１６に例示するモータＭＧ
２の制御ルーチンに基づき説明する。モータＭＧ２の制
御処理は、モータＭＧ１の制御処理うちトルク指令値Ｔ
ｍ１＊とサンギヤ軸１２５の回転角度θｓに代えてトル
ク指令値Ｔｍ２＊とリングギヤ軸１２６の回転角度θｒ
とを用いる点を除き、モータＭＧ１の制御処理と全く同
一である。すなわち、リングギヤ軸１２６の回転角度θ
ｒをレゾルバ１４９を用いて検出し（ステップＳ１９
０）、続いてモータＭＧ２の各相電流を電流検出器１９
７，１９８を用いて検出し（ステップＳ１９２）、その
後、座標変換（ステップＳ１９４）および電圧指令値Ｖ
ｄ２，Ｖｑ２の演算を行ない（ステップＳ１９６）、更
に電圧指令値の逆座標変換（ステップＳ１９８）を行な
って、モータＭＧ２の第２の駆動回路１９２のトランジ
スタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオンオフ制御時間を求
め、ＰＷＭ制御を行なう（ステップＳ１９９）。

【００７３】ここで、モータＭＧ２もトルク指令値Ｔｍ
２＊の向きとリングギヤ軸１２６の回転の向きとにより
力行制御されたり回生制御されたりするが、モータＭＧ
１と同様に、力行制御も回生制御も共に図１６のモータ
ＭＧ２の制御処理で行なうことができる。なお、実施例
では、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊の符号は、
図５の共線図の状態のときのトルクＴｍ２の向きを正と
した。

【００７４】次に、エンジン１５０の制御（図８のステ
ップＳ１３８）について説明する。エンジン１５０は、
その目標とする運転ポイントが目標トルクＴｅ＊と目標
回転数Ｎｅ＊とによって設定されると、設定された運転
ポイントで定常運転状態となるようエンジン１５０のト
ルクＴｅと回転数Ｎｅとが制御される。具体的には、制
御ＣＰＵ１９０から通信によりＥＦＩＥＣＵ１７０に指
示を送信し、燃料噴射弁１５１からの燃料噴射量やスロ
ットルバルブ１６６の開度を増減して、エンジン１５０
の出力トルクが目標トルクＴｅ＊に、回転数が目標回転
数Ｎｅ＊になるように徐々に調整するのである。なお、
上述した式（６）に示すように、エンジン１５０の回転
数ＮｅはモータＭＧ１によるサンギヤ軸１２５の回転数
Ｎｓの制御によって行なわれるから、エンジン１５０の
制御では、エンジン１５０から目標トルクＴｅ＊が出力
されるようスロットルバルブ１６６の制御および吸入空
気量に対する空燃比制御となる。なお、エンジン１５０
の運転の停止指令が制御ＣＰＵ１９０から出力されたと
きには、スロットルバルブ１６６を全閉すると共に燃料
噴射の停止および点火の停止の処理となる。

【００７５】以上説明した実施例の動力出力装置１１０
によれば、エンジン１５０の運転ポイントを変更したと
きに運転ポイントを変更するのに必要な慣性トルクを算
出し、この慣性トルクを考慮してモータＭＧ２のトルク
指令値Ｔｍ２＊を算出し、モータＭＧ２を駆動するか
ら、エンジン１５０の運転ポイントを変更する過渡時に
おいても、運転者が欲するトルクをリングギヤ軸１２
６、延いては駆動輪１１６，１１８に出力することがで
きる。また、エンジン１５０が定常運転状態にあるとき
には、サンギヤ軸１２５の角加速度ｄωｓは値０となる
から、プラネタリギヤ１２０を介してリングギヤ軸１２
６に出力されるトルクＴｅｒは図５および図６の共線図
における動作共線の釣り合いにより求められることにな
るから、運転者が欲するトルクをリングギヤ軸１２６に
出力することができる。したがって、リングギヤ軸１２
６にトルクショックの少ない滑らかな過渡特性を得るこ
とができる。もとより、実施例の動力出力装置１１０に
よれば、エンジン１５０から出力されるエネルギＰｅを
所望のトルクと回転数とからなる動力にトルク変換して
リングギヤ軸１２６に出力することができる。

【００７６】特にこの実施例では、駆動軸１１２に出力
すべき要求動力に相当する出力エネルギＰｒが増加する
過渡時においては、サンギヤ軸１２５の目標回転数Ｎｓ
＊を１次遅れ制御により徐々に所望の値に移行するよう
に目標回転数Ｎｓ＊の応答の速さを抑制していることか
ら、その出力エネルギＰｒの増大に緩やかに追従して、
サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓの制御によって決まるエ
ンジン１５０の回転数Ｎｅが変動することになる。この
とき、そのモータＭＧ１およびエンジン１５０の制御に
伴って駆動軸１１２から出力される動力に基づいてモー
タＭＧ２の制御がなされることから、エンジン１５０の
回転数Ｎｅを緩やかに変動させたことによって要求動力
からみて不足する動力分が、モータＭＧ２から出力され
る動力で補われることになる。

【００７７】したがって、この実施例の動力出力装置１
１０によれば、要求動力に相当する出力エネルギＰｒが
増大する過渡時において、駆動軸１１２への出力動力に
不足が生じることもなしに、エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅの急激な変動を抑えることができる。この結果、エン
ジン回転数Ｎｅの変動によって発生するエンジン１５０
からの発生する騒音を抑えることができる。また、エン
ジン回転数Ｎｅの無駄な切り替えがなくなることからモ
ータＭＧ１における無駄なエネルギ消費を抑えることも
できる。さらに、アクセル踏込時のエンジン回転数の急
変を抑えながらも、モータＭＧ２により駆動軸の出力が
向上することから、運転者にとって静かでトルク感にあ
ふれた乗り心地を提供することがができる。

【００７８】なお、この実施例では、制御ＣＰＵ１９０
とその制御ＣＰＵ１９０によるステップＳ１０３ないし
Ｓ１０６により、この発明の要求動力設定手段の構成が
実現されており、制御ＣＰＵ１９０とその制御ＣＰＵ１
９０によるステップＳ１０８により、この発明の運転状
態設定手段の構成が実現されており、制御ＣＰＵ１９０
とその制御ＣＰＵ１９０によるステップＳ１１０〜Ｓ１
３０、Ｓ１３４により、この発明の原動機制御手段の構
成が実現されており、制御ＣＰＵ１９０とその制御ＣＰ
Ｕ１９０によるステップＳ１３２およびＳ１３６によ
り、この発明の電動機制御手段の構成が実現されてお
り、制御ＣＰＵ１９０とその制御ＣＰＵ１９０によるス
テップＳ１１２ないしＳ１２４により、この発明の遅れ
制御手段の構成が実現されている。

【００７９】この実施例の動力出力装置１１０では、サ
ンギヤ軸１２５の角加速度ｄωｓを求め、これをモータ
ＭＧ１からみたモータＭＧ１とエンジン１５０とからな
る慣性系の慣性モーメントに乗じてサンギヤ軸１２５に
作用する慣性トルクを算出し、プラネタリギヤ１２０を
介してリングギヤ軸１２６に出力されるトルクＴｅｒを
求めたが、クランクシャフト１５６の角加速度ｄωｅを
求め、これをエンジン１５０からみたエンジン１５０と
モータＭＧ１とからなる慣性系の慣性モーメントに乗じ
てクランクシャフト１５６に作用する慣性トルクを求
め、これに基づいてトルクＴｅｒを算出するものとして
もよい。この場合、例えば、図７および図８に例示する
トルク制御ルーチンのステップＳ１２８およびＳ１３０
の処理に代えて、図１７に例示するトルク制御ルーチン
のステップＳ２１４ないしＳ２１６の処理を実行するも
のとすればよい。この処理では、エンジン１５０の回転
数Ｎｅを入力し（ステップＳ２１４）、入力した回転数
Ｎｅに基づいてクランクシャフト１５６の角加速度ｄω
ｅを式（７）と同様な式により計算し（ステップＳ２１
５）、この角加速度ｄωｅを用いて次式（１３）により
トルクＴｅｒを算出するのである（ステップＳ２１
６）。式（１３）中の右辺第２項の「Ｉｅｍ」は、プラ
ネタリギヤ１２０を介して機械的に結合されたエンジン
１５０とモータＭＧ１とからなる慣性系のエンジン１５
０からみたエンジン１５０とモータＭＧ１の慣性モーメ
ントである。なお、エンジン１５０の回転数Ｎｅは、サ
ンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓとリングギヤ軸１２６の回
転数Ｎｒとから式（２）を変形して求めるものとしても
よいし、クランクシャフト１５６にレゾルバを設置して
このレゾルバから検出されるクランクシャフト１５６の
回転角度から求めてもよい。また、ディストリビュータ
１６０に取り付けられた回転数センサ１７６により検出
される信号をＥＦＩＥＣＵ１７０からの通信により入力
するものとしてもよい。

【００８０】

【数１１】

【００８１】実施例の動力出力装置１１０では、リング
ギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒに基づいてエン
ジン１５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを
設定し、これをエンジン１５０から出力されるエネルギ
Ｐｅにより賄うものとしたが、リングギヤ軸１２６に出
力すべきエネルギＰｒの一部をバッテリ１９４から供給
される電気エネルギにより賄うものとしたり、エネルギ
Ｐｒより過剰なエネルギＰｅを出力するようエンジン１
５０を運転し、残余のエネルギによりバッテリ１９４を
充電するものとしてもよい。この場合、図７のトルク制
御ルーチンのステップＳ１０８の計算式を次式（１４）
とすればよい。なお、この式（１４）中のＰｂは、バッ
テリ１９４から充放電される電気エネルギであり、バッ
テリ１９４を充電するときには正の値で、バッテリ１９
４から放電するときには負の値となる。こうすれば、バ
ッテリ１９４の充放電を行ないながらでも、運転者の欲
するトルクを安定してリングギヤ軸１２６に出力するこ
とができる。

【００８２】 Ｐｒ＋Ｐｂ＝Ｔｅ＊×Ｎｅ＊ …（１４）

【００８３】なお、この構成の場合にも、上記実施例と
同様に、出力エネルギＰｒが増加する過渡時において
は、サンギヤ軸１２５の目標回転数Ｎｓ＊を１次遅れ制
御により徐々に所望の値に移行するように目標回転数Ｎ
ｓ＊の変化の速さを抑制する。この構成により、第１実
施例と同様の効果を奏することができる。

【００８４】実施例の動力出力装置１１０では、エンジ
ン１５０が継続して運転され、その運転ポイントが変更
されたときについて説明したが、エンジン１５０の運転
を停止する際の過渡時にも図７のトルク制御ルーチンを
適用することができる。この場合、目標トルクＴｅ＊と
目標回転数Ｎｅ＊とに値０を設定すればよい。なお、エ
ンジン１５０の運転を停止する場合には、例えば、リン
グギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒがエンジン１
５０から出力可能な最小のエネルギＰｅ（図１０中、ト
ルクＴｅｍｉｎと回転数Ｎｅｍｉｎにより表わされる運
転ポイントＡｍｉｎにおけるエネルギＰｅ）より小さい
ときや、環境保全等の目的のため運転者がエンジン１５
０を停止する指示を与えたときなどがある。

【００８５】実施例の動力出力装置１１０では、エンジ
ン１５０の効率が高くなるよう目標トルクＴｅ＊と目標
回転数Ｎｅ＊とを設定したが、エミッションが良くなる
よう目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定する
ものや、エンジン１５０の音が小さくなるよう目標トル
クＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定するものとしても
よい。

【００８６】実施例の動力出力装置１１０では、リング
ギヤ軸１２６に出力された動力をリングギヤ１２２に結
合された動力取出ギヤ１２８を介してモータＭＧ１とモ
ータＭＧ２との間から取り出したが、図１８の変形例の
動力出力装置１１０Ａに示すように、リングギヤ軸１２
６を延出してケース１１９から取り出すものとしてもよ
い。また、図１９の変形例の動力出力装置１１０Ｂに示
すように、エンジン１５０側からプラネタリギヤ１２
０，モータＭＧ２，モータＭＧ１の順になるよう配置し
てもよい。この場合、サンギヤ軸１２５Ｂは中空でなく
てもよく、リングギヤ軸１２６Ｂは中空軸とする必要が
ある。こうすれば、リングギヤ軸１２６Ｂに出力された
動力をエンジン１５０とモータＭＧ２との間から取り出
すことができる。

【００８７】以上は、プラネタリギヤ１２０を用いた変
形例であるが、図２０に示すように、プラネタリギヤ１
２０を用いない構成をとってもよい。図２０に示す構成
では、図１におけるモータＭＧ１およびプラネタリギヤ
１２０に代えて、ロータ（インナロータ）２３４および
ステータ（アウタロータ）２３２の双方が同じ軸中心に
相対的に回転可能であり電磁継手として作用し得るクラ
ッチモータＭＧ３を用いている。クラッチモータＭＧ３
のアウタロータ２３２はエンジン１５０のクランクシャ
フト１５６に機械的に結合され、クラッチモータＭＧ３
のインナロータ２３４およびモータＭＧ２のロータ１４
２は駆動軸１１２Ａに結合されている。モータＭＧ２の
ステータ１４３はケース１１９に固定されている。

【００８８】この構成では、プラネタリギヤ１２０に代
えて、クラッチモータＭＧ３によりエネルギの分配を行
なう。クラッチモータＭＧ３に入出力される電気的なエ
ネルギにより、インナロータ２３４とアウタロータ２３
２の相対的な回転を制御し、エンジン１５０の動力を駆
動軸１１２Ａに伝達することができる。また、モータＭ
Ｇ２のロータ１３２が駆動軸１１２Ａに取り付けられて
いるため、モータＭＧ２を駆動源とすることもできる。
さらに、エンジン１５０の動力によりモータＭＧ３で発
電することもできる。このような構成のハイブリッド車
両でも、クラッチモータＭＧ３によりエンジン１５０の
運転が制御され、モータＭＧ２により駆動軸に出力する
動力のアシストがなされていることから、要求動力が増
大する過渡時において、エンジン１５０の騒音が増大す
るため、本発明を適用することができる。

【００８９】さらに、ハイブリッド車両は図２１に示す
ような、いわゆるシリーズ式の構成であっても構わな
い。シリーズ式のハイブリッド車両では、エンジン１５
０の出力軸は発電機Ｇに機械的に結合されている。駆動
輪１１６、１１８には、モータＭＧ４が動力伝達ギヤ１
１１等を介して結合されているが、エンジン１５０は結
合されてはいない。こうした構成をとるため、シリーズ
式のハイブリッド車両では、エンジン１５０の動力は駆
動輪１１６、１１８に伝達されることはなく発電機Ｇの
運転に使われ、車両はバッテリ１９４の電力によりモー
タＭＧ４を動かすことにより駆動される。

【００９０】こうのような構成のシリーズ式のハイブリ
ッド車両では、制御ユニット１９０Ｂにより、要求動力
の増大の過渡時に、エンジンの運転状態を変化させる速
さを抑制するようなようなエンジンの運転制御を行なう
ことにより、本発明を適用することができる。シリーズ
式のハイブリッド車両は、エンジン１５０および発電機
Ｇのトルクが直接駆動軸３１２に伝達されることはない
ものの、発電機Ｇのトルクの急変に伴うショックは車体
を通じて乗員に体感されることになるため、本発明によ
るショックの低減効果は有効である。

【００９１】また、前記実施例のステップＳ１２２で
は、時定数Ｔ０の１次遅れの制御を行なっていたが、こ
れに替えて、制御のゲインを切り替えたり、あるいは制
御の不感帯を増加することで、サンギヤ軸１２５の目標
回転数Ｎｅ＊ に対する応答の速さを遅くする構成とす
ることもできる。

【００９２】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。

【００９３】例えば、上述した実施例の動力出力装置１
１０では、エンジン１５０としてガソリンエンジンを用
いたが、その他に、ディーゼルエンジンや、タービンエ
ンジンや、ジェットエンジンなど各種の内燃あるいは外
燃機関を用いることもできる。

【００９４】また、実施例の動力出力装置１１０では、
３軸式動力入出力手段としてプラネタリギヤ１２０を用
いたが、一方はサンギヤと他方はリングギヤとギヤ結合
すると共に互いにギヤ結合しサンギヤの外周を自転しな
がら公転する２つ１組の複数組みのプラネタリピニオン
ギヤを備えるダブルピニオンプラネタリギヤを用いるも
のとしてもよい。この他、３軸式動力入出力手段として
３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力を決定すれ
ば、この決定した動力に基づいて残余の１軸に入出力さ
れる動力を決定されるものであれば如何なる装置やギヤ
ユニット等、例えば、ディファレンシャルギヤ等を用い
ることもできる。

【００９５】さらに、実施例の動力出力装置１１０で
は、モータＭＧ１およびモータＭＧ２にＰＭ形（永久磁
石形；Permanent Magnet type）同期電動機を用いた
が、回生動作および力行動作の双方が可能なものであれ
ば、その他にも、ＶＲ形（可変リラクタンス形；Variab
le Reluctance type）同期電動機や、バーニアモータ
や、直流電動機や、誘導電動機や、超電導モータや、ス
テップモータなどを用いることもできる。

【００９６】あるいは、実施例の動力出力装置１１０で
は、第１および第２の駆動回路１９１，１９２としてト
ランジスタインバータを用いたが、その他に、ＩＧＢＴ
（絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタ；Insulate
d Gate Bipolar mode Transistor）インバータや、サイ
リスタインバータや、電圧ＰＷＭ（パルス幅変調；Puls
e Width Modulation）インバータや、方形波インバータ
（電圧形インバータ，電流形インバータ）や、共振イン
バータなどを用いることもできる。

【００９７】また、バッテリ１９４としては、Ｐｂバッ
テリ，ＮｉＭＨバッテリ，Ｌｉバッテリなどを用いるこ
とができるが、バッテリ１９４に代えてキャパシタを用
いることもできる。

【００９８】以上の実施例では、動力出力装置を車両に
搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、船舶，航空機などの交通手段や、
その他各種産業機械などに搭載することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての動力出力装置１１０
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１１０の部分拡大図であ
る。

【図３】実施例の動力出力装置１１０を組み込んだ車両
の概略の構成を例示する構成図である。

【図４】実施例の動力出力装置１１０の動作原理を説明
するためのグラフである。

【図５】実施例におけるプラネタリギヤ１２０に結合さ
れた３軸の回転数とトルクの関係を示す共線図である。

【図６】実施例におけるプラネタリギヤ１２０に結合さ
れた３軸の回転数とトルクの関係を示す共線図である。

【図７】実施例の制御装置１８０により実行されるトル
ク制御ルーチンの前半部分を例示するフローチャートで
ある。

【図８】そのトルク制御ルーチンの後半部分を例示する
フローチャートである。

【図９】リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとアクセルペ
ダルポジションＡＰとトルク指令値Ｔｒ＊との関係を例
示する説明図である。

【図１０】エンジン１５０の運転ポイントと効率の関係
を例示するグラフである。

【図１１】エネルギ一定の曲線に沿ったエンジン１５０
の運転ポイントの効率とエンジン１５０の回転数Ｎｅと
の関係を例示するグラフである。

【図１２】充電容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｂｔと最大出
力容量Ｗｏｕｔとの関係を示す３次元マップを例示する
グラフである。

【図１３】最大出力容量Ｗｏｕｔと時定数Ｔ０の関係を
示す２次元マップを例示するグラフである。

【図１４】１次遅れ制御によって求められるサンギヤ軸
１２５の目標回転数Ｎｅ＊が時間の経過とともにどのよ
うに変化するかを示すグラフである。

【図１５】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実
行されるモータＭＧ１の制御の基本的な処理を例示する
フローチャートである。

【図１６】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実
行されるモータＭＧ２の制御の基本的な処理を例示する
フローチャートである。

【図１７】変形例のトルク制御ルーチンの一部を例示す
るフローチャートである。

【図１８】変形例の動力出力装置１１０Ａの概略構成を
示す構成図である。

【図１９】変形例の動力出力装置１１０Ｂの概略構成を
示す構成図である。

【図２０】電気分配式ハイブリッド車両の概略構成を示
す説明図である。

【図２１】シリーズ式ハイブリッド車両の概略構成を示
す説明図である。

【符号の説明】

１１０…動力出力装置 １１０Ａ〜１１０Ｃ…動力出力装置 １１１…動力伝達ギヤ １１２…駆動軸 １１４…ディファレンシャルギヤ １１６，１１８…駆動輪 １１７，１１９…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 １２８…動力取出ギヤ １２９…チェーンベルト １３２…ロータ １３３…ステータ １３４…三相コイル １３５…永久磁石 １３９…レゾルバ １４２…ロータ １４３…ステータ １４４…三相コイル １４５…永久磁石 １４９…レゾルバ １５０…エンジン １５１…燃料噴射弁 １５２…燃焼室 １５４…ピストン １５６…クランクシャフト １５８…イグナイタ １６０…ディストリビュータ １６２…点火プラグ １６４…アクセルペダル １６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ １６５…ブレーキペダル １６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ １６６…スロットルバルブ １６７…スロットルバルブポジションセンサ １６８…アクチュエータ １７０…ＥＦＩＥＣＵ １７２…吸気管負圧センサ １７４…水温センサ １７６…回転数センサ １７８…回転角度センサ １７９…スタータスイッチ １８０…制御装置 １８２…シフトレバー １８４…シフトポジションセンサ １９０…制御ＣＰＵ １９０ａ…ＲＡＭ １９０ｂ…ＲＯＭ １９１…第１の駆動回路 １９２…第２の駆動回路 １９４…バッテリ １９５，１９６…電流検出器 １９７，１９８…電流検出器 １９９…充電容量検出器 ２００…バッテリ温度検出器 Ｌ１，Ｌ２…電源ライン ＭＧ１…モータ ＭＧ２…モータ Ｔｒ１〜Ｔｒ６…トランジスタ Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６…トランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G093 AA07 AA16 AB00 AB01 BA19 DA01 DA04 DA07 DA14 DB00 DB20 EA03 EB00 FA10 FB04 FB05 5H115 PG04 PI16 PI29 PU10 PU24 PU25 PV09 PV23 QN03 QN12 RB08 RB22 RB26 RE04 SE05 SJ12 SJ13 TE02 TE03 TE06 TE08 TI02 TI04 TI06 TI07 TI10 TO12 TO21 TO23

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機と電動機とを備えて駆動軸に動力
   を出力する動力出力装置であって、 前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設
   定手段と、 該設定された要求動力に基づいて前記原動機の運転状態
   を設定する運転状態設定手段と、 該設定された運転状態で前記原動機が運転されるように
   前記原動機を制御する原動機制御手段と、 該原動機制御手段による前記原動機の制御に伴って前記
   駆動軸から出力される動力に基づいて前記要求動力が前
   記駆動軸に出力されるように前記電動機を制御する電動
   機制御手段とを備え、 前記原動機制御手段は、 前記要求動力が増大する過渡時における前記原動機の制
   御の応答の速さを抑制する遅れ制御を行なう遅れ制御手
   段を備える動力出力装置。
2. 【請求項２】 前記運転状態設定手段により設定する前
   記原動機の運転状態は、前記原動機の回転速度である請
   求項１に記載の動力出力装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の動力出力装置
   であって、 前記電動機へ電力を供給する蓄電手段の蓄電状態を検出
   する蓄電状態検出手段を備え、 前記遅れ制御手段は、 前記蓄電状態検出手段により検出された前記蓄電状態に
   基づいて前記遅れ制御による遅れの時定数を設定する時
   定数設定手段を備える動力出力装置。
4. 【請求項４】 前記時定数設定手段は、前記蓄電手段の
   蓄電量が大きい程に前記時定数が大きくなるように設定
   を行なう手段である請求項３に記載の動力出力装置。
5. 【請求項５】 前記運転状態設定手段は、前記原動機の
   効率が高くなるように該原動機の運転状態を設定する手
   段である請求項１ないし４のいずれかに記載の動力出力
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の動
   力出力装置であって、 前記電動機は前記駆動軸に接続される構成であるととも
   に、 回転軸を有し、該回転軸と動力のやり取りを行なう副電
   動機と、 前記駆動軸と前記原動機の出力軸と前記回転軸とに各々
   結合される３軸を有し、該３軸のうちいずれか２軸へ動
   力が入出力されたとき、該入出力された動力に基づいて
   定まる動力を残余の１軸へ入出力する３軸式動力入出力
   手段とを備え、 前記原動機制御手段は、 前記電動機および副電動機に対する電力のやりとりを通
   じて前記原動機の運転状態を制御する手段を備える動力
   出力装置。
7. 【請求項７】 原動機と電動機とを用いて駆動軸に動力
   を出力する動力出力方法であって、 前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定し、 該設定された要求動力に基づいて前記原動機の運転状態
   を設定し、 該設定された運転状態で前記原動機が運転されるように
   前記原動機を制御するとともに、 該原動機の制御に伴って前記駆動軸から出力される動力
   に基づいて前記要求動力が前記駆動軸に出力されるよう
   に前記電動機を制御し、 さらに、 前記原動機の制御において、前記要求動力が増大する過
   渡時における前記原動機の制御の応答の速さを抑制する
   遅れ制御を行なう動力出力方法。