JP2002052944A - ハイブリッド車両の動力伝達装置及びその制御方法 - Google Patents

ハイブリッド車両の動力伝達装置及びその制御方法

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  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両の必要な走行性能を確保しつつ、モータ
や、その駆動回路、電源の容量を低減することを可能と
するハイブリッド車両の動力伝達装置と、その制御方法
を提供する。 【解決手段】エンジン１と動力分配器２，３とモータ
４，５とを有するハイブリッド車両の動力伝達装置にお
いて、動力分配器２側の減速比α2及び動力分配器３側
の減速比α3よりも大きい減速比α1でモータ５の駆動力
を動力出力軸６に伝達する回転伝達手段２１と、モータ
４の出力軸４ａを動力分配器２とエンジン１の出力軸１
ａとに切換自在に接続するクラッチ手段２４と、モータ
５の出力軸５ａを動力分配器３と回転伝達手段２１に切
換自在に接続するクラッチ手段２７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
の動力伝達装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリッド車両の動力伝達装置では、
二つの動力分配器と二つのモータ（駆動及び回生の両者
の動作が可能なモータ）とを備えたものが知られている
（例えば２０００年５月、自動車技術会／学術講演会前
刷集No.2-00／「並列差動式電気変速ハイブリッド車駆
動システムの基本構成」、「並列差動式電気変速ハイブ
リッド車駆動システムの特性評価」を参照）。
【０００３】この動力伝達装置の概念的構成を図６に示
す。
【０００４】この動力伝達装置では、エンジン１００の
出力軸１００ａの回転駆動力が図示を省略するギヤ等を
介して二つの動力分配器１０１，１０２の入力軸１０１
ａ，１０２ａに分配されて伝達される。各動力分配器１
０１，１０２は、差動歯車機構や遊星歯車機構等により
構成されたもので、それぞれ、二つの出力軸１０１ｂ，
１０１ｃ及び１０２ｂ，１０２ｃを有している。そし
て、各動力分配器１０１，１０２は、それぞれの二つの
出力軸に、その回転速度の偏差によらずに一定減速比の
トルクを発生させるように作動するものである。
【０００５】図６の動力伝達装置では、上記のような動
力分配器１０１，１０２のそれぞれの一方の出力軸１０
１ｂ，１０２ｂが、それぞれ互いに異なる減速比α，β
（ここではα＞β）を有する回転伝達機構１０３，１０
４を介して共通の動力出力軸１０５に並列的に接続さ
れ、他方の出力軸１０１ｃ，１０２ｃにはそれぞれモー
タ１０６，１０７の回転軸１０６ａ，１０７ａが連結さ
れている。そして、動力出力軸１０５は、図示を省略す
る車両の駆動輪の車軸に接続される。尚、上記減速比
α，βはそれぞれ、より正確には、動力分配器１０１，
１０２を含めた減速比であるが、ここでは、説明の便宜
上、各動力分配器１０１，１０２の減速比を「１」とし
ている。
【０００６】かかる構成の動力伝達装置では、例えば、
エンジン１００を作動させつつ、モータ１０６の消費電
力とモータ１０７の発電電力とが等しくなるようにモー
タ１０６，１０７をそれぞれ駆動状態、回生状態（発電
状態）に制御したとき、エンジン１００の出力軸１００
ａに発生する機械的なエネルギーは、その一部がモータ
１０７により一旦、電気エネルギーに変換された後、モ
ータ１０６により再び機械的なエネルギーに戻されて動
力出力軸１０５に伝達されると共に、残部はモータ１０
６，１０７を経ることなく機械的に動力出力軸１０５に
伝達される。
【０００７】そして、このとき、モータ１０６，１０７
におけるエネルギーの収支は基本的には略「０」となる
ので（ここではモータ１０６，１０７のエネルギー損失
は無視できるものとする）、エンジン１００の出力軸１
００ａのトルクＴe（エンジン１００の負荷トルク）と
動力伝達軸１０５に伝達されるトルクＴvとの関係は基
本的には次式（１）のようになる。
【０００８】 Ｔv＝（ωe／ωv）・Ｔe ……（１） ここで、式（１）において、ωeはエンジン１００の出
力軸１００ａの回転速度、ωvは動力出力軸１０５の回
転速度であり、ωe／ωvはエンジン１の出力軸１００ａ
から動力出力軸１０５への回転伝達の減速比である。
【０００９】さらにこのとき、エンジン１００から動力
出力軸１０５への減速比ωe／ωvは、各モータ１０６，
１０７に発生させるトルクを制御することで、前記回転
伝達機構１０３の減速比αと回転伝達機構１０４の減速
比βとの間の任意の減速比に変更できる。
【００１０】従って、エンジン１００を車両の推進源と
して走行する場合に、モータ１０６の消費電力とモータ
１０７の発電電力とが等しくなるようにしつつ、各モー
タ１０６，１０７のトルクを制御することによって、エ
ンジン１から動力伝達軸１０５への減速比ωe／ωv（変
速比）を連続的に変化させることができる。つまり、プ
ーリ／ベルト式のＣＶＴ等、機械的な変速装置を用いず
に、電気的な無段階変速システムとして機能する動力伝
達装置を介してエンジン１００の出力を動力出力軸１０
５に伝達して、車両の走行を行うことができることとな
る。
【００１１】尚、このような電気的な無段階変速システ
ムは、一つの動力分配器と二つのモータとを用いた動力
伝達装置により構成したものも知られているが、上記の
ような無段階変速を行う場合に、図６の動力伝達装置よ
りも、モータに大トルクを発生させることが必要となっ
て、高容量のモータやその駆動回路が要求され、また、
エンジン１の発生出力のうち、モータを介して車軸側に
伝達されるエネルギーが多くなって、エネルギー損失を
生じ易い等の点で、不利である。
【００１２】また、図６の動力伝達機構では、各モータ
１０６，１０７のトルクをそれぞれＴ1，Ｔ2としたと
き、平衡状態において、エンジン１００の出力軸１００
ａのトルクＴe（負荷トルク）と、動力出力軸１０５の
トルクＴvとの間に次の関係式（２），（３）が成立す
る（但し、ここでは各動力分配器１０１，１０２は、例
えば差動歯車機構により構成されているものとする）。
【００１３】 Ｔe／２＝Ｔ1＋Ｔ2 ……（２） Ｔv＝α・Ｔ1＋β・Ｔ2 ……（３） 従って、各モータ１０６，１０７のトルクをＴ1，Ｔ2を
制御することで、エンジン１００の出力軸１００ａに所
望の負荷トルクＴeを付与することができると共に、動
力出力軸１０５にも所望のトルクＴvを発生させること
ができる。
【００１４】そして、例えば、エンジン１００の出力軸
１００ａの負荷トルクＴeが「０」になるように各モー
タ１０６，１０７のトルクをＴ1，Ｔ2を制御しつつ、動
力出力軸１０５に車両の走行方向のトルクを発生させる
ことで、エンジン１００の運転を停止した状態で、モー
タの駆動力による走行（所謂ＥＶ走行）を行うことがで
きる。尚、この場合、エンジン１００の出力軸１００ａ
のトルクＴeを「０」にするために、モータ１０６，１
０７はそれぞれ駆動状態、回生状態となり、モータ１０
６の駆動トルクの一部（モータ１０６からエンジン１０
０に伝達されるトルク）は、モータ１０７の回生トルク
の一部（モータ１０７からエンジン１００に伝達される
トルク）と相殺される。
【００１５】このように図６の動力伝達装置を搭載した
ハイブリッド車両によれば、エンジン１００を車両の推
進源として、変速動作を行いながら走行したり、モータ
を車両推進源とするＥＶ走行を行うことができる。ま
た、必要に応じてモータによるアシスト駆動力をエンジ
ンの駆動力に付加して車両の走行を行ったり（例えば駆
動力を発生するモータ１０６の消費電力を回生発電を行
うモータ１０７の発電電力よりも大きくする）、モータ
の電源の充電を行ったりする（例えばモータ１０７の発
電電力をモータ１０６の消費電力よりも大きくする）こ
とも可能である。
【００１６】ところで、一般に、モータに大きなトルク
を発生させようとすると、モータやその駆動回路、さら
にはモータの電源（蓄電器）の必要容量が大きくなるた
めに、それらの大型化や重量の増大化、コストの上昇を
招く。このため、ハイブリッド車両ではモータに発生さ
せるトルクはできるだけ小さくて済むことが望まれる。
また、ハイブリッド車両では、その走行性能を確保する
ために、例えば通常的な自動車と同程度の駆動力を駆動
輪に伝達できることが望まれる。
【００１７】しかるに、前述した従来の動力伝達装置で
は、以下に説明するように、上記のような要望を十分に
満たすことができず、これを改善することが望まれてい
た。
【００１８】まず、図６の従来の動力伝達装置では、動
力分配器１０１側の減速比αをあまり大きくする（例え
ば通常の自動車の１速相当の減速比にする）ことが困難
である。すなわち、動力分配器１０１側の減速比αを大
きくすると、例えば車両の高速走行時に、エンジン１０
０の故障が生じて該エンジン１００の運転が停止したと
きに、モータ１０６の回転軸１０６ａが動力分配器１０
１の出力軸１０１ｂ側からの回転伝達によって高速で回
転する（このときモータ１０６は、回生状態となる）こ
ととなる。そして、この場合、モータ１０６の発電電圧
が高圧なものとなることから、フェイル対策上、モータ
１０６の駆動回路の容量を、通常の車両の運転時に必要
な程度以上に大きなものとしておかなければならない。
また、この場合、モータ１０６の回転軸１０６ａの軸受
け機構等も、高速回転に対応できるような高価なものを
使用しなければならない。尚、例えばモータ１０６と動
力分配器１０１との間にクラッチを設けて、エンジン１
００の故障時に該クラッチを切断するようにしても、ク
ラッチを切断するまでは、モータ１０６の回転軸１０６
ａが一時的に高速で回転するため、上記のような対策は
依然として必要になる。
【００１９】このようなことから、図６の動力伝達装置
では、動力分配器１０１側の減速比αをあまり大きくす
ることが困難であり、該減速比αは例えば通常の自動車
の２速相当の減速比に設定される。
【００２０】ところが、このように減速比αをあまり大
きくすることができないため、例えば前述のように変速
動作を行いながらエンジン１００を車両の推進源として
車両の走行を行う場合に、特に大きな車両推進力を要求
される低車速域における車両の駆動力がエンジン１００
の出力だけでは不足する。そして、このような場合に
は、モータ１０６によるアシスト駆動力が必要となる。
この結果、モータ１０６の必要トルクが大きくなって、
該モータ１０６やその駆動回路の容量を低減することが
困難となる。また、車両の低車速域でモータ１０６，１
０７の電源（蓄電器）のエネルギーを消費する状況も生
じやすくなることから、その容量を低減することも困難
となる。
【００２１】また、図６の動力伝達装置では、エンジン
１００を停止して、モータによるＥＶ走行を行う場合
に、前述のようにモータ１０６で発生させる駆動トルク
の一部は、エンジン１００の出力軸１００ａのトルクを
「０」に制御するために、モータ１０７で発生させる回
生トルクの一部と相殺されてしまう。このため、モータ
１０６から車両の駆動輪側への駆動力の伝達効率が悪
く、ＥＶ走行（モータによる車両の発進を含む）で、必
要な車両推進力を得るためのモータ１０６の駆動トルク
やモータ１０７の回生トルクが大きくなる。さらに、Ｅ
Ｖ走行中に、エンジン１００を始動する場合には、その
始動のためのトルクも必要となって、モータ１０６に要
求される駆動トルクが大きくなる。この結果、モータ１
０６，１０７やその駆動回路の容量を低減することが困
難となる。
【００２２】さらに、図６の動力伝達装置では、エンジ
ン１００の出力により車両の発進を行うことも可能であ
るが、この場合、車両の発進の際（車速が「０」で、動
力分配器１０１，１０２の出力軸１０１ｂ，１０２ｂの
回転速度が「０」となっている状況）には、モータ１０
６，１０７は、共に回生状態となって、エンジン１００
の出力エネルギーを電気エネルギーに変換することとな
る。そして、この場合、モータ１０６，１０７による回
生電力が大きなものとなり、その結果、モータ１０６，
１０７やその駆動回路の容量や、モータ１０６，１０７
の電源の容量を低減することが困難となる。
【００２３】以上のように、図６の動力伝達装置では、
車両の必要な走行性能を確保しつつ、モータ１０６，１
０７や、その駆動回路の容量や、モータ１０６，１０７
の電源（蓄電器）の容量をより低減することが困難なも
のとなっていた。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑みてなされたものであり、車両の必要な走行性能を確
保しつつ、モータや、その駆動回路、電源の容量を低減
することを可能とするハイブリッド車両の動力伝達装置
と、その制御方法を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明のハイブリッド車
両の制御装置は、かかる目的を達成するために、エンジ
ンの回転駆動力がそれぞれ入力軸に伝達される第１及び
第２動力分配器と、該第１動力分配器の一方の出力軸と
該第２動力分配器の一方の出力軸とから回転駆動力が伝
達され、その伝達された回転駆動力を車両の駆動輪に出
力する動力出力軸と、前記第１動力分配器の他方の出力
軸に駆動トルク又は回生トルクを付与する第１モータ
と、前記第２動力分配器の他方の出力軸に駆動トルク又
は回生トルクを付与する第２モータとを備え、前記エン
ジンから前記第１の動力分配器を介して前記動力出力軸
に回転伝達を行う回転伝達系の減速比が、前記エンジン
から前記第２の動力分配器を介して前記動力出力軸に回
転伝達を行う回転伝達系の減速比よりも大きい減速比に
設定されているハイブリッド車両の動力伝達装置におい
て、前記第１動力分配器側の回転伝達系の減速比よりも
大きい減速比で前記第２モータのトルクを前記動力出力
軸に伝達する回転伝達手段と、前記第２モータの回転軸
を該回転伝達手段と前記第２動力分配器の他方の出力軸
とにそれぞれ選択的に断接自在に接続する第１クラッチ
手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２６】尚、以下の本発明の説明では、前記回転伝
達手段の減速比と、前記第１動力分配器側の回転伝達系
の減速比と、前記第２動力分配器側の減速比とにそれぞ
れ参照符号α1，α2，α3（α1＞α2＞α3）を付する。
【００２７】かかる本発明によれば、前記第１クラッチ
手段により、前記第２モータの回転軸を前記第２動力分
配器の他方の出力軸に接続した状態では、基本的作動
は、前述の図６の従来の動力伝達装置と同様のものとな
り、例えばエンジンを車両の推進源として走行するとき
には、基本的には、前記第１モータを駆動状態、第２モ
ータを回生状態に制御することで、第１動力分配器側の
回転伝達系の減速比α2と第２動力分配器側の回転伝達
系の減速比α3との間で変速を行いつつ車両の走行を行
うことが可能である。
【００２８】そして、本発明では、前記第１クラッチ手
段により、前記第２モータの回転軸を前記回転伝達手段
に接続したときには、例えば第１モータを回生状態、第
２モータを駆動状態に制御することで、第１動力分配器
側の回転伝達系の減速比α2と前記回転伝達手段の減速
比α1との間で変速を行いつつ、エンジンを推進源とし
て車両の走行を行うことが可能である。あるいは、第２
モータの駆動力を大きな減速比α1の回転伝達手段を介
して動力出力軸に伝達して車両の走行を行うことも可能
である。従って、車両の低速車速域では、第１モータや
第２モータの発生トルクを比較的小さいものとしても、
比較的大きな駆動力を前記動力出力軸に伝達し、さらに
は該動力出力軸から車両の駆動輪に伝達することが可能
となる。
【００２９】従って、車両の必要な走行性能を確保しつ
つ、モータや、その駆動回路、電源の容量を低減するこ
とが可能となる。
【００３０】尚、第１クラッチ手段によって、第２モー
タの回転軸を第２動力分配器側に接続した状態での減速
比は、第２のモータの回転軸を回転伝達手段に接続した
状態で減速比よりも小さいので、車両の高速車速域では
必然的に第２モータの回転軸を回転伝達手段から切り離
し、第２動力分配器側に接続することとなる。このた
め、例えば、エンジンを車両の推進源として走行してい
るときに該エンジンが故障して停止しても、第１モータ
や第２モータの回転軸がさほど、高速回転になるような
ことはない。
【００３１】かかる本発明のハイブリッド車両の動力伝
達装置では、より好ましくは、前記第１モータの回転軸
を前記エンジンの出力軸と前記第１動力分配器の他方の
出力軸とにそれぞれ選択的に断接自在に接続する第２ク
ラッチ手段を備える。
【００３２】このように第２クラッチ手段を備えたとき
には、第２クラッチ手段により第１モータの回転軸を第
１動力分配器側に接続した状態では、前述のような走行
運転を行うことができる。また、例えば第２クラッチ手
段により第１モータの回転軸をエンジンの出力軸に接続
すると共に、第１クラッチ手段により第２モータの回転
軸を回転伝達手段側に接続したときには、第２モータの
駆動力を回転伝達手段を介して直接的に動力出力軸、さ
らには車両の駆動輪に伝達して、第２モータの駆動力の
みによる車両の走行（ＥＶ走行）を行うことが可能とな
る。同時に、エンジンの駆動力を直接的に第２モータに
付与して該第２モータの回生発電を行うようにすること
も可能となり、所謂シリーズ型のハイブリッド車両のよ
うな運転（以下、ここではシリーズ運転という）を行う
ことが可能となる。また、このとき、第２モータの駆動
力をエンジンに直接的に伝達して、該エンジンを始動す
ることもできるため、シリーズ運転を断続的に行うよう
にすることも可能である。
【００３３】この場合、このようなＥＶ走行に際して
は、第２モータの駆動トルクは第１モータやエンジン１
に伝達されることなく、大きな減速比α1を有する回転
伝達手段を介して車両の駆動輪側に伝達されるため、第
１モータの比較的小さな駆動トルクにより効率よく車両
のＥＶ走行を行うことが可能である。また、第２モータ
の回生発電においては、エンジンの出力を直接的に第２
モータに付与することができるため、第２モータの回生
発電を効率よく行うことが可能となる。さらに、第２モ
ータによりエンジンを始動する場合には、該第２モータ
の駆動力はエンジンのみに伝達されるため、比較的小さ
な駆動トルクでエンジンの始動を行うことができる。従
って、効率のよいＥＶ走行（シリーズ運転を含む）を行
うことができる。
【００３４】次に、本発明のハイブリッド車両の動力伝
達装置の制御方法は、前述のように第１クラッチ手段を
備えた動力伝達装置を制御する手法であり、その第１の
態様は、前記第２動力分配器側の回転伝達系の減速比α
5と前記回転伝達手段の減速比α1との間の変速比で変速
動作を行いつつ、前記エンジンの出力を車両の推進源と
して走行するとき、前記回転伝達手段の減速比α1と前
記第１動力分配器側の回転伝達系の減速比α2との間の
変速比での走行中は、前記第２モータの回転軸を前記回
転伝達手段に接続するように前記第１クラッチ手段を制
御すると共に前記第１モータ及び第２モータをそれぞれ
回生状態、駆動状態に制御し、前記第１動力分配器側の
回転伝達系の減速比α2と前記第２動力分配器側の回転
伝達系の減速比α3との間の変速比での走行中は、前記
第２モータの回転軸を前記第２動力分配器の他方の出力
軸に接続するように前記第１クラッチ御手段を制御する
と共に前記第１モータ及び第２モータをそれぞれ駆動状
態、回生状態に制御することを特徴とするものである。
【００３５】そして、この場合、さらに前記第２クラッ
チ手段を備えた場合には、上記のいずれの変速比で走行
している状態であっても、前記第１モータの回転軸を前
記第１動力分配器の他方の出力軸に接続するように前記
第２クラッチ手段を制御する。
【００３６】このように第１及び第２クラッチ手段と第
１モータ及び第２モータとを制御することで、先にも説
明したように、エンジンを車両の推進源として変速動作
を行いながら車両の走行を行う場合に、第１モータ及び
第２モータのさほど大きなトルクを発生させなくとも、
車両の必要な推進力を確保して車両の走行を円滑に行う
ことができる。
【００３７】かかる本発明のハイブリッド車両の動力伝
達装置の制御方法の第１の態様では、さらに、前記回転
伝達手段の減速比α1と前記第１動力分配器側の回転伝
達系の減速比α2との間の変速比と、前記第１動力分配
器側の回転伝達系の減速比α2と前記第２動力分配器側
の回転伝達系の減速比α3との間の変速比との一方から
他方への移行の際に、一時的に、第１モータの回転速度
を略零に制御しつつ、前記第２モータの回転軸を前記第
２動力分配器の他方の出力軸及び前記回転伝達手段の両
者から切り離すように前記第１クラッチ手段を制御し
て、該第２モータの回転速度を調整する工程を備えるこ
とが好ましい。尚、この場合、前記第２クラッチ手段を
備えた場合には、上記の変速比の移行の際にも、記第１
動力分配器の他方の出力軸に接続するように前記第２ク
ラッチ制御手段を制御する状態を維持する。
【００３８】すなわち、α1〜α2の変速比と、α2〜α3
の変速比との一方から他方への移行の際には、一般に、
第２モータの回転速度が不連続的に異なるものとなるた
め、前記第２モータの回転軸を前記第２動力分配器の他
方の出力軸及び前記回転伝達手段の両者から切り離し、
該第２モータの回転速度を調整する。また、このとき、
第１モータの回転速度を略零に制御することで、エンジ
ンから動力出力軸に至る変速比（減速比）は、α1〜α2
の変速比と、α2〜α3の変速比との境界の減速比α2と
なる。このような制御を行うことで、上記の変速比の移
行を、その際に車両の挙動変化が生じたりすることな
く、円滑に行うことが可能となる。
【００３９】また、本発明の制御方法の第２の態様で
は、車両を発進させるとき、前記第１モータの通電電流
を遮断すると共に、前記第２モータの回転軸を前記回転
伝達手段に接続するように前記第１クラッチ手段を制御
し、この状態で、前記第２モータを駆動状態に制御す
る。
【００４０】あるいは、前記第２クラッチ手段を備えた
場合には、車両を発進させるとき、前記第１モータの回
転軸を少なくとも前記第１動力分配器の他方の出力軸か
ら切り離すように前記第２クラッチ手段を制御すると共
に、前記第２モータの回転軸を前記回転伝達手段に接続
するように前記第１クラッチ手段を制御し、この状態
で、前記第２モータを駆動状態に制御する。
【００４１】このようにすることによって、エンジンを
作動させた状態及びエンジンを停止させた状態のいずれ
であっても、第２モータの駆動トルクを車両の駆動輪側
に直接的に伝達して車両の発進を行うことができる。そ
して、この場合、第２モータの駆動トルクは、大きな減
速比α1を有する回転伝達手段を介して車両の駆動輪側
に直接的に効率よく伝達されるため、第２モータの駆動
トルクを比較的小さなものとしても、円滑に車両の発進
を行うことができる。従って、第２モータの容量を低減
することが可能となる。
【００４２】また、本発明の制御方法の第３の態様は、
特に動力伝達装置に前記第２クラッチ手段を備えた場合
に好適であり、所定の車速以下で前記モータの出力を車
両の推進源として走行するとき、第２モータを駆動状態
に制御しつつ、前記第２モータの回転軸を前記回転伝達
手段に接続するように前記第１クラッチ制御手段を制御
すると共に、前記第１モータの回転軸を少なくとも前記
第１動力分配器の他方の出力軸から切り離すように前記
第２クラッチ手段を制御する。
【００４３】これによれば、第２モータの駆動トルクを
効率よく直接的に車両の駆動輪側に伝達してＥＶ走行を
行うことができる。そして、この場合、このような走行
を所定の車速以下の比較的低速域で行うことで、第２モ
ータの必要な駆動トルクや第２モータの回転軸の回転速
度が小さく抑えられる。
【００４４】かかる本発明の制御方法の第３の態様で
は、さらに、前記第１モータの回転軸を前記エンジンの
出力軸に接続するように前記第２クラッチ手段を制御す
ると共に、前記エンジンを作動状態としつつ前記第１モ
ータを回生状態に制御する工程を備えることが好まし
い。
【００４５】あるいは、前記第１モータの回転軸を前記
エンジンの出力軸に接続するように前記第２クラッチ手
段を制御すると共に、前記エンジンを間欠的に作動さ
せ、該エンジンの作動状態では、前記第１モータを回生
状態に制御し、該エンジンの停止状態から該エンジンを
始動する際には、該第１モータを駆動状態に制御して該
第１モータの駆動力により該エンジンを始動することが
好ましい。
【００４６】これによれば、先にも説明したように、第
２モータの駆動トルクによる車両の走行とは独立的に、
エンジンの出力による第１モータの回生発電を効率よく
行って前記シリーズ運転を行うことができ、あるいは、
該シリーズ運転を間欠的に行うことができる。そして、
特にシリーズ運転を間欠的に行う場合に、第１モータに
よりエンジンの始動を行うとき、該第１モータのさほど
大きな駆動トルクは必要ないので、第１モータの容量を
低減することができる。
【００４７】以上のように、本発明のハイブリッド車両
の動力伝達装置の制御方法によれば、第１モータや第２
モータのさほど大きなトルクを必要とすることなく、各
種の形態の走行運転を効率よく行うことが可能となり、
それらのモータやその駆動回路、電源等の容量を低減す
ることができる。
【００４８】尚、エンジンのエネルギー効率を考慮した
場合、前述のようにエンジンを車両推進源として変速動
作を行いつつ走行するような運転形態は、基本的には、
車速が比較的高い高速車速域か、あるいは、要求される
車両の推進力が比較的大きい場合に行うことが好適であ
り、ＥＶ走行（シリーズ運転を含む）は、比較的低車速
で、要求される車両推進力が比較的小さい場合に行うこ
とが好適である。
【００４９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図５
を参照して説明する。図１は本実施形態における動力伝
達装置の構成を模式的に示す説明図、図２〜図５は図１
の動力伝達装置の作動を説明するための説明図である。
【００５０】図１に示すように、本実施形態におけるハ
イブリッド車両の動力伝達装置は、エンジン１と、第１
及び第２の二つの動力分配器２，３と、第１及び第２の
二つのモータ４，５と、動力出力軸６とを具備してい
る。動力出力軸６は、図示を省略する車両の駆動輪の車
軸に連接されている。
【００５１】第１及び第２動力分配器２，３は、本実施
形態では差動歯車機構により構成されたものであり、そ
れぞれのリングギヤ７，８がエンジン１から回転駆動力
が伝達される入力軸となっている。そして、これらのリ
ングギヤ（入力軸）７，８が、エンジン１の出力軸１ａ
にギヤ９を介して接続され、該出力軸１ａとの間の回転
伝達がギヤ９を介して行われるようになっている。
【００５２】これらの動力分配器２，３のうち、第１動
力分配器２は、その二つのサイドギヤ１０，１１とそれ
ぞれ一体に回転する二つの出力軸１２，１３を備えてい
る。そして、一方の出力軸１２は、一対のギヤ１４ａ，
１４ｂにより構成された減速器１４を介して動力出力軸
６に連接され、該出力軸１２から動力出力軸６への回転
伝達が減速器１４を介して行われるようになっている。
【００５３】これと同様に、第２動力分配器３は、その
二つのサイドギヤ１５，１６とそれぞれ一体に回転する
二つの出力軸１７，１８を備えている。そして、一方の
出力軸１７は、ギヤ１９ａ，１９ｂにより構成された減
速器１９を介して動力出力軸６に連接され、該出力軸１
７から動力出力軸６への回転伝達が減速器１９を介して
行われるようになっている。
【００５４】この場合、減速器１９のギヤ１９ａ，１９
ｂのうち、動力出力軸６に連なるギヤ１９ｂには、一対
のギヤ２０ａ，２０ｂにより構成された減速器２０を有
する回転伝達手段２１が連接されている。
【００５５】第１モータ４は、その回転軸４ａが図示を
省略するギヤ等を介して二つのクラッチ２２，２３に接
続され、これらのクラッチ２２，２３に並列的に駆動ト
ルクあるいは回生トルクを付与可能としている。そし
て、第１モータ４の回転軸４ａは、クラッチ２２を介し
て動力分配器２の他方の出力軸１３に該出力軸１３との
間の回転伝達を断接可能に連接されていると共に、クラ
ッチ２３を介してエンジン１の出力軸１ａに該出力軸１
ａとの間の回転伝達を断接可能に連接されている。
【００５６】尚、クラッチ２２，２３は、本発明におけ
る第２クラッチ手段２４を構成するものである。
【００５７】第２モータ５は、第１モータ４と同様、そ
の回転軸５ａが図示を省略するギヤ等を介して二つのク
ラッチ２５，２６に接続され、これらのクラッチ２５，
２６に並列的に駆動トルクあるいは回生トルクを付与可
能としている。そして、第２モータ５の回転軸５ａは、
クラッチ２５を介して動力分配器３の他方の出力軸１８
に該出力軸１８との間の回転伝達を断接可能に連接され
ていると共に、クラッチ２６を介して前記回転伝達手段
２１の減速器２０に、該減速器２０との間の回転伝達を
断接可能に連接されている。
【００５８】この場合、減速器２０は、前記減速器１９
の動力出力軸６に連なるギヤ１９ｂに連接されているの
で、クラッチ２６の接続状態でモータ５から減速器２０
に伝達されるトルクは、該減速器２０から直接的に動力
出力軸６に伝達されることとなる。
【００５９】尚、クラッチ２５，２６は、本発明におけ
る第２クラッチ手段２７を構成するものである。
【００６０】ここで、前記減速器１４の減速比（詳しく
は第１動力分配器２の出力軸１２から動力出力軸６への
回転伝達の減速比。以下、参照符号α２を付する）と、
減速器１９の減速比（詳しくは第２動力分配器３の出力
軸１７から動力出力軸６への減速比。以下参照符号α３
を付する）と、減速器２０の減速比（詳しくはクラッチ
２７から動力出力軸６への減速比。以下参照符号α１を
付する）とに関しては、本実施形態では、α１＞α２＞
α３とされている。より具体的には、減速比α１，α
２，α３はそれぞれ、例えば通常の自動車の変速装置の
１速相当の減速比、２速相当の減速比、５速相当の減速
比とされている。
【００６１】また、本実施形態のハイブリッド車両は、
上述のような構成の動力伝達装置を制御する制御装置２
８を備えている。
【００６２】この制御装置２８は、マイクロコンピュー
タ等を用いて構成されたものであり、エンジン１、第１
及び第２クラッチ手段２７，２４、第１及び第モータ
４，５の動作制御を可能としている。この場合、制御装
置２８は、エンジン１の動作制御を図示を省略するスロ
ットル弁、燃料供給装置、点火装置等を介して行う。ま
た、第１及び第２クラッチ手段２７，２４の動作制御を
図示を省略するアクチュエータを介して行う。さらに、
第１及び第２モータ４，５の動作制御を、それらのモー
タ４，５の電源である蓄電器２９（二次電池やコンデン
サ）と各モータ４，５との間に電気的に接続された駆動
回路３０，３１を介して行う。
【００６３】尚、制御装置２８には、車両の運転者によ
るアクセルの操作量や、車速、エンジン１の回転速度等
の運転状態情報が、図示しない各種のセンサから与えら
れる。
【００６４】次に、本実施形態の装置の作動を説明す
る。
【００６５】本実施形態では、車両の主要な運転モード
として、エンジン１を車両の主たる推進源として走行す
る運転モード（以下、エンジン走行モードという）と、
第２モータ５を車両の推進源として走行する運転モード
（以下、ＥＶ走行モード）とがある。
【００６６】そして、エンジン走行モードには、さら
に、前記減速器２０の減速比α1と減速器１４の減速比
α2との間の減速比で動力伝達装置の変速動作を行いな
がら走行するモード（以下、低速域エンジン走行モード
という）と、減速器１４の減速比α2と減速器１９の減
速比α3との間の減速比で動力伝達装置の変速動作を行
いながら走行するモード（以下、中高速域エンジン走行
モードという）と、これらの低速域エンジン走行モード
及び中高速域エンジン走行モードの一方から他方への移
行の際に一時的に使用するモード（以下、一時使用エン
ジン走行モードという）とがある。
【００６７】また、ＥＶ走行モードには、さらに、エン
ジン１の出力により第１モータ４の回生発電を行いなが
ら走行するモード（以下、シリーズ運転ＥＶ走行モード
という）と、エンジン１及び第１モータ４の運転を停止
した状態で走行するモード（以下、シリーズ中断ＥＶ走
行モードという）とがある。シリーズ運転ＥＶ走行モー
ドは、別の言い方をすれば、第１モータ４の回生発電に
より蓄電器２９の充電を行いながらＥＶ走行を行うモー
ドであり、シリーズ中断ＥＶ走行モードは、別の言い方
をすれば、第２モータ５により蓄電器２９の電気エネル
ギーを消費しながらＥＶ走行を行うモードである。
【００６８】そして、本実施形態では、基本的には、前
記制御装置２８が車両のアクセル操作量と車速とからあ
らかじめ定めたマップ等を用いて車両の要求駆動力（要
求推進力）を把握し、その要求駆動力と車速とに基づい
て、上記の各走行モードを選択的に設定する。さらに、
その設定した走行モードに対応させて動力伝達装置を後
述するように制御する。
【００６９】この場合、本実施形態では、制御装置２８
は、例えば図２に示すように、車両の要求駆動力と車速
とに対して各走行モードを設定する。すなわち、基本的
には、低車速域で且つ要求駆動力が比較的大きい領域
（図の斜線領域）では、前記低速域エンジン走行モード
が設定され、所定車速Ｖｘ以上の高車速域や、中車速域
で且つ要求駆動力が比較的大きい領域（図の×印の領
域）では、中高速域エンジン走行モードが設定される。
さらに、低速域エンジン走行モードに対応する領域と中
高速域エンジン走行モードに対応する領域との間の境界
領域（図の曲線ｂに沿った領域）では、一時使用エンジ
ン走行モードが設定される。また、所定車速Ｖx以下の
低車速域で、且つ要求駆動力が比較的小さい領域（図の
点描領域）では、ＥＶ走行モードが設定される。
【００７０】ここで、このような要求駆動力及び車速に
応じた走行モードの設定は、本実施形態では、基本的に
は、エンジン１の燃料消費効率ができるだけ良好となる
ように定められている。
【００７１】また、エンジン走行モードに関連した図２
の曲線ａ，ｂ，ｃはそれぞれ、動力伝達装置の変速比を
前記減速比α1，α2，α3に固定した場合にエンジン１
の出力により発生し得る車両の最大の駆動力を表す曲線
である。そして、エンジン走行モードのうち、前記一時
使用エンジン走行モードは、基本的には、減速比α2に
対応する曲線ｂ上で設定される走行モードである。
【００７２】また、ＥＶ走行モードにおいては、例えば
前記蓄電器２９の残容量に応じて、前記シリーズ運転Ｅ
Ｖ走行モード及びシリーズ中断走行モードの選択・切換
えが行われる。具体的には、例えば図３に示すように、
蓄電器２９の残容量が所定の下限側閾値Ｃdまで低下す
ると、蓄電器２９の充電を行うためにシリーズ運転ＥＶ
モードが設定され、その充電により蓄電器２９の残容量
が所定の上限側閾値Ｃuまで上昇すると、シリーズ中断
ＥＶ走行モードが設定される。つまり、ＥＶ走行モード
では、シリーズ運転ＥＶ走行モード及びシリーズ中断走
行モードが交互に繰り返される。
【００７３】尚、前記図２に表した走行モードの設定に
おいては、実際上は、要求駆動力及び車速から常に一義
的に走行モードが設定されるのではなく、特に各走行モ
ードに対応する領域の境界付近では、車両の挙動変化等
を考慮して走行モードが設定される。
【００７４】前記制御装置２８は、上述のように設定す
る各走行モードに対応させて、動力伝達装置を次のよう
に制御する。
【００７５】まず、エンジン走行モードに関して図４
（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。これらの図４
（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、低速域エンジン走行モー
ド、一時使用エンジン走行モード、高速域エンジン走行
モードにおける前記各クラッチ２２，２３，２５，２６
の動作状態と第１及び第２モータ４，５の動作状態とを
模式的に表している。これらの図において、塗りつぶし
たクラッチは接続状態であることを示し、空隙を有する
クラッチは切断状態であることを示している。尚、図４
（ａ）〜（ｃ）のいずれにおいても、エンジン１は稼動
状態である。
【００７６】制御装置２８は、低速域エンジン走行モー
ドでは、図４（ａ）に示すように、クラッチ２２，２
３，２５，２６をそれぞれ接続状態、切断状態、切断状
態、接続状態に制御する。これにより、第１モータ４の
回転軸４ａを第１動力分配器２の出力軸１３に接続する
（エンジン１の出力軸１ａから切り離す）と共に、第２
モータ５の回転軸５ａを回転伝達手段２１の減速器２０
に接続する（第２動力分配器３から切り離す）。
【００７７】さらに、第１モータ４及び第２モータ５を
それぞれ回生状態、駆動状態に制御する。このとき、さ
らに詳細には、制御装置２８は、エンジン１と第１及び
第モータ４，５を次のように制御する。
【００７８】すなわち、車両の要求駆動力と車速とか
ら、それに対応したエネルギーを車両の駆動輪側に付与
し得るエンジン１の目標出力トルクと目標回転速度とを
あらかじめ定められたマップ等を用いて設定する。この
とき、これらの目標出力トルク及び目標回転速度は、基
本的にはエンジン１の燃焼消費効率が最大となるような
エンジン１の動作点（これは基本的にはエンジン１のス
ロットル開度がほぼ最大となるような動作点である）と
して設定される。
【００７９】そして、その目標出力トルクと目標回転数
とに対応させて、エンジン１のスロットル開度を制御す
ると共に、エンジン１の実際の回転速度を上記目標回転
速度に収束させるようにエンジン１の目標負荷トルクを
決定する。この場合、該目標負荷トルクは、例えばエン
ジン１の実際の回転速度と目標回転速度との偏差に応じ
たフィードバック制御処理（例えば比例制御やＰＩ制御
の処理）により算出した操作量により前記目標出力トル
クを補正した値として決定される。つまり、実際の回転
速度が目標回転速度に収束したとき、目標負荷トルクが
目標出力トルクに収束するように目標負荷トルクが決定
される。
【００８０】さらに、制御装置２８は、上記のように決
定した目標負荷トルクと、車両の要求駆動力に対応して
前記動力出力軸６に発生させるべき駆動トルク（これは
要求駆動力に比例する）とから、第１及び第２モータ
４，５のそれぞれの目標回生トルク、目標駆動トルクを
算出し、その目標トルクに従って第１及び第２モータ
４，５の通電電流を前記駆動回路３０，３１を介して制
御する。
【００８１】この場合、エンジン１の目標負荷トルクを
Ｔe、動力出力軸６の駆動トルクをＴv、第１及び第２モ
ータ４，５の目標トルクをＴ1，Ｔ2としたとき、該目標
トルクＴ1，Ｔ2は、次式（４），（５）により与えられ
る。
【００８２】 Ｔ1＝Ｔe／２ ……（４） Ｔ2＝（Ｔv−α2・Ｔe／２）／α1 ……（５） 尚、ここでは、エンジン１の出力軸１ａと各動力分配器
２，３のリングギヤ７，８（入力軸）との間の減速比は
「１」としている。
【００８３】このように、第１及び第２モータ４，５を
制御したとき、基本的には（定常的には）、回生状態と
なる第１モータ４の発電電力と駆動状態となる第２モー
タ５の消費電力とはバランスし、このとき、減速比α1
とα2との間の変速比で変速動作が行われつつ、エンジ
ン１の出力が動力出力軸６に伝達されて車両の走行が行
われる。
【００８４】また、制御装置２８は、前記中高速域エン
ジン走行モードでは、図４（ｃ）に示すように、クラッ
チ２２，２３，２５，２６をそれぞれ接続状態、切断状
態、接続状態、切断状態に制御する。これにより、第１
モータ４の回転軸４ａを第１動力分配器２の出力軸１３
に接続する（エンジン１の出力軸１ａから切り離す）と
共に、第２モータ５の回転軸５ａを第２動力分配器３の
出力軸１８に接続する（回転伝達手段２１の減速器２０
から切り離す）。
【００８５】さらに、第１モータ４及び第モータ５をそ
れぞれ駆動状態、回生状態に制御する。このとき、制御
装置２８は、前記低速域エンジン走行モードと同様にエ
ンジン１の目標負荷トルクＴeを決定し、この目標負荷
トルクと、車両の要求駆動力に対応して前記動力出力軸
６に発生させるべき駆動トルクとから、第１及び第２モ
ータ４，５のそれぞれの目標駆動トルク、目標回生トル
クを算出する。そして、その算出した目標トルクに従っ
て第１及び第２モータ４，５の通電電流を前記駆動回路
３０，３１を介して制御する。
【００８６】この場合、第１及び第２モータ４，５の目
標トルクをＴ1，Ｔ2は、次式（６），（７）により与え
られる。
【００８７】 Ｔ1＝（Ｔv−α3・Ｔe／２）／（α2−α3） ……（６） Ｔ2＝（Ｔv−α2・Ｔe／２）／（α3−α2） ……（７） このように、第１及び第２モータ４，５を制御したと
き、基本的には（定常的には）、駆動状態となる第１モ
ータ４の消費電力と回生状態となる第２モータ５の発電
電力とはバランスし、このとき、減速比α2とα3との間
の変速比で変速動作が行われつつ、エンジン１の出力が
動力出力軸６に伝達されて車両の走行が行われる。
【００８８】また、制御装置２８は、前記低速域エンジ
ン走行モードと中高速エンジン走行モードとの切換わり
の際の前記一時使用エンジン走行モードでは、一時的に
図４（ｂ）に示すように、クラッチ２２，２３，２５，
２６をそれぞれ接続状態、切断状態、切断状態、切断状
態に制御する。これにより、第１モータ４の回転軸４ａ
を第１動力分配器２の出力軸１３に接続する（エンジン
１の出力軸１ａから切り離す）と共に、第２モータ５の
回転軸５ａを第２動力分配器３と回転伝達手段２１の減
速器２０との両者から切り離す。
【００８９】さらに、第１モータ４の回転速度を「０」
にするように第１モータ４の駆動トルクを制御する。こ
の場合、第１モータ４の目標トルクＴ1は、基本的に
は、次式（８）により与えられる。
【００９０】 Ｔ1＝Ｔv／α2 ……（８） 尚、この場合のエンジン１の目標負荷トルクＴeは、基
本的には前記低速域エンジン走行モード等と同様に決定
されるが、前記式（５），（７）でＴ2＝０となる負荷
トルクＴe＝２・Ｔv／α2の近傍の値である。
【００９１】また、第２モータ５については、低速域エ
ンジン走行モードにおける駆動状態と、中高速域エンジ
ン走行モードにおける回生状態との間での第２モータ５
の回転軸５ａの回転速度の変化を補償するように回転速
度の調整制御を行う。
【００９２】このように動力伝達装置を制御したとき、
エンジン１の駆動力は、減速比α2で動力出力軸６に伝
達されて車両の走行が行われる。また、このとき、第２
モータ５の回転速度の調整が行われることで、低速域エ
ンジン走行モードにおける駆動状態と、中高速域エンジ
ン走行モードにおける回生状態との間での第２モータ５
の動作状態の変化が円滑に行われ、低速域エンジン走行
モードと中高速域エンジン走行モードの一方から他方へ
の移行が、車両の挙動変化を生じることなく円滑に行わ
れる。
【００９３】尚、一時使用エンジン走行モードでは、原
理的には、クラッチ２５，２６のいずれかを接続した状
態のままで、第２モータ５の通電電流を遮断して、第２
モータ５の回転軸５ａの発生トルクを「０」にするよう
にしてもよいが、この場合には、低速域エンジン走行モ
ードと中高速域エンジン走行モードの一方から他方への
移行の際に、第２モータ５の回転速度の調整を行うこと
ができない。このため、その移行前後の第２モータ５の
動作状態の変化によって、違和感を伴う車両の挙動変化
が生じる恐れがある。
【００９４】以上のように、エンジン走行モードにおけ
る動力伝達装置の制御を行うことによって、減速比α1
とα3との間で変速作動が行われつつエンジン１を車両
の主たる推進源とする車両の走行が行われる。この場
合、比較的大きな減速比α1〜α2の変速域での走行を行
うことができるため（低速域エンジン走行モード）、前
記式（４），（５）から明らかなように車両の低車速域
で比較的大きな要求駆動力が必要とされる状況であって
も、第１モータ４のトルクＴ1（回生トルク）や、第２
モータ５のトルクＴ2（駆動トルク）を比較的小さなト
ルクに抑えることができると共に、エンジン１を燃料消
費効率の良好な動作点で動作させつつ要求駆動力を車両
の駆動輪側に発生させて、車両の走行を円滑に行うこと
ができる。
【００９５】また、減速比α2〜α3の変速域での走行を
行う中高速域エンジン走行モードでは、低車速域エンジ
ン走行モードよりも車両の要求駆動力は低いので、第１
モータ４のトルクＴ1（駆動トルク）や、第２モータ５
のトルクＴ2（回生トルク）を比較的小さなトルクに抑
えることができると共に、エンジン１を燃料消費効率の
良好な動作点で動作させつつ要求駆動力を車両の駆動輪
側に発生させて、車両の走行を円滑に行うことができ
る。
【００９６】次に、ＥＶ走行モードに関して図５
（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。これらの図５
（ａ），（ｂ）はそれぞれ、シリーズ運転ＥＶ走行モー
ド、シリーズ中断ＥＶ走行モードにおける前記各クラッ
チ２２，２３，２５，２６の動作状態と第１及び第２モ
ータ４，５の動作状態と前記図４の場合と同様に模式的
に表している。
【００９７】制御装置２８は、シリーズ運転ＥＶ走行モ
ードでは、図５（ａ）に示すように、クラッチ２２，２
３，２５，２６をそれぞれ切断状態、接続状態、切断状
態、接続状態に制御する。これにより、第１モータ４の
回転軸４ａをエンジン１の出力軸１ａに接続する（第１
動力分配器２から切り離す）と共に、第２モータ５の回
転軸５ａを回転伝達手段２１の減速器２０に接続する
（第２動力分配器３から切り離す）。
【００９８】さらに、エンジン１を作動させた状態で第
１モータ４及び第２モータ５をそれぞれ回生状態、駆動
状態に制御する。このとき、第２モータ５は、車両の要
求駆動力に対応した動力出力軸６の必要トルクＴvを減
速器２０を介して伝達し得るトルクを目標トルクＴ2
（≒Ｔv／α1）として、制御される。これにより、第２
モータ５の駆動力による車両の走行が行われる。
【００９９】また、車両の要求駆動力と車速とから、あ
らかじめ定めたマップ等を用いてエンジン１の目標出力
を決定し、その目標出力を最も良好な燃焼消費効率で発
生させ得るエンジン１の動作点のトルクと回転数とをエ
ンジン１の目標出力トルク及び目標回転速度として決定
する。尚、この場合、エンジン１の目標出力は、車両の
要求駆動力と車速とから定まる車両の要求推進出力より
も多少大きな出力に設定される。そして、このエンジン
１の目標出力トルク及び目標回転速度に応じてスロット
ル開度を制御すると共に、エンジン１の目標回転速度と
実際の回転速度との偏差に応じたフィードバック制御処
理により上記目標出力トルク補正してなるトルクを第１
モータ４の目標回生トルクとして該第１モータ４を制御
する。
【０１００】これにより、エンジン１の出力トルク及び
回転速度が上記目標出力トルク及び目標回転速度に制御
されつつ、該エンジン１の出力によって第１モータ４の
回生発電が行われ、蓄電器２９の充電が行われる（図３
参照）。
【０１０１】また、前記シリーズ中断ＥＶ走行モードで
は、制御装置２８は、図５（ａ）に示すように、クラッ
チ２２，２３，２５，２６をそれぞれ切断状態、切断状
態、切断状態、接続状態に制御する。これにより、第１
モータ４の回転軸４ａをエンジン１の出力軸１ａと第１
動力分配器２との両者から切り離すと共に、第２モータ
５の回転軸５ａを回転伝達手段２１の減速器２０に接続
する（第２動力分配器３から切り離す）。
【０１０２】さらにエンジン１の運転を停止させると共
に、第１モータ４を停止させ（第１モータ４の通電を遮
断する）、また、第２モータ５を前記シリーズ運転ＥＶ
走行の場合と全く同様に制御する。
【０１０３】これにより、シリーズ運転ＥＶ走行モード
の場合と同様に、第２モータ５の駆動力による車両の走
行が行われる。そして、このとき、エンジン１及び第１
モータ４は、その作動を停止しているので、蓄電器２９
の電力が第２モータ５により消費され、該蓄電器２９の
残容量が減少していく（図３参照）。
【０１０４】尚、シリーズ中断ＥＶ走行モードから、シ
リーズ運転ＥＶ走行モードに移行する際には、エンジン
１を始動する必要がある。そして、この始動は、シリー
ズ運転ＥＶ走行モードと同様にクラッチ２２，２３，２
５，２６を制御した状態で、一時的に第１モータ４を駆
動状態に制御することで、該第１モータ４を始動モータ
としてエンジン１の始動が行われる。
【０１０５】尚、本実施形態の装置では、車両の発進
は、上述したシリーズ運転ＥＶ走行モードあるいはシリ
ーズ中断ＥＶ走行モードのいずれかの走行モードで行わ
れる。すなわち、図５（ａ）あるいは（ｂ）に示したよ
うにクラッチ２２，２３，２５，２６を制御した状態
で、第２モータ５に所定の駆動トルクを発生させ、それ
を減速比α1の減速器２０を介して動力出力軸に伝達す
ることで、車両を発進させる。
【０１０６】以上のようにして、ＥＶ走行モードでは、
第２モータ５の駆動力を減速器２０を介して動力出力軸
６に伝達しつつ走行が行われると共に、エンジン１の運
転及び第１モータ４の回生発電が間欠的に繰り返され
る。
【０１０７】この場合、車両の発進時を含めて、第２モ
ータ５の駆動力は、大きな減速比α1を有する減速器２
０を介して直接的に動力出力軸６に伝達されるため、第
２モータ５のさほど大きなく動トルクを要することな
く、車両の発進及びＥＶ走行を行うことができる。ま
た、シリーズ運転ＥＶ走行モードにおける第１モータ４
の回生発電は、第２モータ５の駆動力による車両の走行
に影響を及ぼすことなく、エンジン１の出力を直接的に
用いて行うことができるので、第１モータ４の回生トル
クを比較的小さく抑え、また、エンジン１を燃料消費効
率の良い動作点で作動させつつ、良好なエネルギー効率
で蓄電器２９の充電を行うことができる。
【０１０８】尚、車両の発進時において、第１モータ４
の回生発電を行わないような場合には、第１モータ４の
通電電流を遮断しておくようにしてもよく、このように
した場合には、例えば、エンジン１を停止させた状態は
もちろんのこと、エンジン１を作動させた状態であって
も、クラッチ２２，２３のいずれを接続状態としても、
上述と同様に車両の発進を行うことが可能である。
【０１０９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、エンジン走行モード及びＥＶ走行モードのいずれで
あっても、第１及び第２モータ４，５のさほど大きなト
ルクを必要とすることなく、車両の要求駆動力を効率よ
く発生させながら、走行を行うことができる。このた
め、各モータ４，５や、駆動回路３０，３１、さらには
蓄電器２９の容量を従来のものよりも低減することがで
き、それらの小型化やコスト低減、軽量化を図ることが
できる。また、車両の走行性能を満たしつつ、エンジン
１を燃料消費効率の良好な動作点で作動させることがで
きるため、エネルギ効率の良いハイブリッド車両を提供
できる。
【０１１０】尚、以上説明した実施形態では、動力分配
器２，３として、差動歯車機構を用いたが、遊星歯車機
構を用いて動力分配器を構成してもよい。
【０１１１】また、クラッチ２２，２３，２５，２６
は、通常的なクラッチのように摩擦板等を用いたもので
もよいが、単に回転軸同士を嵌合させるような形式のも
のであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における動力伝達装置の構
成を模式的に示す説明図。
【図２】図１の動力伝達装置の作動を説明するための説
明図である。
【図３】図１の動力伝達装置の作動を説明するための説
明図である。
【図４】図１の動力伝達装置の作動を説明するための説
明図である。
【図５】図１の動力伝達装置の作動を説明するための説
明図である。
【図６】従来の動力伝達装置の構成を模式的に示す説明
図。
【符号の説明】
１…エンジン、２，３…動力分配器、４，５…モータ、
２１…回転伝達手段、２４，２７…クラッチ手段。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ６０Ｋ 41/22 Ｂ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶ Ｂ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶ Ｆ１６Ｈ 61/02 ＺＨＶ Ｆ１６Ｄ 48/02 59:14 Ｆ１６Ｈ 61/02 ＺＨＶ 59:44 // Ｆ１６Ｈ 59:14 59:70 59:44 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ 59:70 Ｆ１６Ｄ 25/14 ６４０Ｐ ６４０Ｈ ６４０Ｓ Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA02 AA03 AB27 AC01 AC21 AD06 AD11 3D041 AA09 AA11 AA31 AA66 AB01 AC01 AC10 AC30 AD01 AD10 AD51 AE02 AE03 AE14 AF01 3J057 BB03 GA11 GA16 GA17 GA21 GB02 GB09 GB10 GB26 GB29 GE07 HH02 JJ01 JJ02 JJ04 3J552 MA13 NA01 NB01 NB05 NB10 PA32 PA33 PA67 RA02 RB15 RB17 RB18 SA02 SB02 UA03 UA08 VA02W VA34W VA37Z VA39W VA74W VB01W VB08W VC01Z VC02W 5H115 PA01 PA12 PC06 PG04 PI11 PI16 PI22 PI29 PU01 PU22 PU24 PU27 QE02 QE03 QE10 QI04 QN03 QN22 QN23 RB08 RE02 RE03 RE05 RE06 RE13 SE04 SE08 TB01 TE02 TI02 TO21 TR19 TU16 TU17 UI02 UI24 UI40

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンの回転駆動力がそれぞれ入力軸に
    伝達される第１及び第２動力分配器と、該第１動力分配
    器の一方の出力軸と該第２動力分配器の一方の出力軸と
    から回転駆動力が伝達され、その伝達された回転駆動力
    を車両の駆動輪に出力する動力出力軸と、前記第１動力
    分配器の他方の出力軸に駆動トルク又は回生トルクを付
    与する第１モータと、前記第２動力分配器の他方の出力
    軸に駆動トルク又は回生トルクを付与する第２モータと
    を備え、前記エンジンから前記第１動力分配器を介して
    前記動力出力軸に回転伝達を行う回転伝達系の減速比
    が、前記エンジンから前記第２動力分配器を介して前記
    動力出力軸に回転伝達を行う回転伝達系の減速比よりも
    大きい減速比に設定されているハイブリッド車両の動力
    伝達装置において、 前記第１動力分配器側の回転伝達系の減速比よりも大き
    い減速比で前記第２モータのトルクを前記動力出力軸に
    伝達する回転伝達手段と、 前記第２モータの回転軸を該回転伝達手段と前記第２動
    力分配器の他方の出力軸とにそれぞれ選択的に断接自在
    に接続する第１クラッチ手段とを備えたことを特徴とす
    るハイブリッド車両の動力伝達装置。
  2. 【請求項２】前記第１モータの回転軸を前記エンジンの
    出力軸と前記第１動力分配器の他方の出力軸とにそれぞ
    れ選択的に断接自在に接続する第２クラッチ手段を備え
    たことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の
    動力伝達装置。
  3. 【請求項３】請求項１記載のハイブリッド車両の動力伝
    達装置の制御方法であって、前記第２動力分配器側の回
    転伝達系の減速比と前記回転伝達手段の減速比との間の
    変速比で変速動作を行いつつ、前記エンジンの出力を車
    両の推進源として走行するとき、 前記回転伝達手段の減速比と前記第１動力分配器側の回
    転伝達系の減速比との間の変速比での走行中は、前記第
    ２モータの回転軸を前記回転伝達手段に接続するように
    前記第１クラッチ手段を制御すると共に前記第１モータ
    及び第２モータをそれぞれ回生状態、駆動状態に制御
    し、 前記第１動力分配器側の回転伝達系の減速比と前記第２
    動力分配器側の回転伝達系の減速比との間の変速比での
    走行中は、前記第２モータの回転軸を前記第２動力分配
    器の他方の出力軸に接続するように前記第１クラッチ手
    段を制御すると共に前記第１モータ及び第２モータをそ
    れぞれ駆動状態、回生状態に制御することを特徴とする
    ハイブリッド車両の動力伝達装置の制御方法。
  4. 【請求項４】前記回転伝達手段の減速比と前記第１動力
    分配器側の回転伝達系の減速比との間の変速比と、前記
    第１動力分配器側の回転伝達系の減速比と前記第２動力
    分配器側の回転伝達系の減速比との間の変速比との一方
    から他方への移行の際に、一時的に、第１モータの回転
    速度を略零に制御しつつ、前記第２モータの回転軸を前
    記第２動力分配器の他方の出力軸及び前記回転伝達手段
    の両者から切り離すように前記第１クラッチ手段を制御
    して、該第２モータの回転速度を調整する工程を備えた
    ことを特徴とする請求項３記載のハイブリッド車両の動
    力伝達装置の制御方法。
  5. 【請求項５】請求項１記載のハイブリッド車両の動力伝
    達装置の制御方法であって、車両を発進させるとき、前
    記第１モータの通電電流を遮断すると共に、前記第２モ
    ータの回転軸を前記回転伝達手段に接続するように前記
    第１クラッチ手段を制御し、この状態で、前記第２モー
    タを駆動状態に制御することを特徴とするハイブリッド
    車両の動力伝達装置の制御方法。
  6. 【請求項６】請求項２記載のハイブリッド車両の動力伝
    達装置の制御方法であって、前記第２動力分配器側の回
    転伝達系の減速比と前記回転伝達手段の減速比との間の
    変速比で変速動作を行いつつ、前記エンジンの出力を車
    両の推進源として走行するとき、 前記回転伝達手段の減速比と前記第１動力分配器側の回
    転伝達系の減速比との間の変速比での走行中は、前記第
    ２モータの回転軸を前記回転伝達手段に接続するように
    前記第１クラッチ手段を制御し、且つ前記第１モータの
    回転軸を前記第１動力分配器の他方の出力軸に接続する
    ように前記第２クラッチ手段を制御すると共に、前記第
    １モータ及び第２モータをそれぞれ回生状態、駆動状態
    に制御し、 前記第１動力分配器側の回転伝達系の減速比と前記第２
    動力分配器側の回転伝達系の減速比との間の変速比での
    走行中は、前記第２モータの回転軸を前記第２動力分配
    器の他方の出力軸に接続するように前記第１クラッチ手
    段を制御し、且つ前記第１モータの回転軸を前記第１動
    力分配器の他方の出力軸に接続するように前記第２クラ
    ッチ手段を制御すると共に、前記第１モータ及び第２モ
    ータをそれぞれ駆動状態、回生状態に制御することを特
    徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置の制御方法。
  7. 【請求項７】前記回転伝達手段の減速比と前記第１動力
    分配器側の回転伝達系の減速比との間の変速比と、前記
    第１動力分配器側の回転伝達系の減速比と前記第２動力
    分配器がわの回転伝達系の減速比との間の変速比との一
    方から他方への移行の際に、該第１モータの回転軸を前
    記第１動力分配器の他方の出力軸に接続するように前記
    第２クラッチ手段を制御した状態で、一時的に、第１モ
    ータの回転速度を略零に制御しつつ、前記第２モータの
    回転軸を前記第２動力分配器の他方の出力軸及び前記回
    転伝達手段の両者から切り離すように前記第１クラッチ
    手段を制御して、該第２モータの回転速度を調整する工
    程を備えたことを特徴とする請求項６記載のハイブリッ
    ド車両の動力伝達装置の制御方法。
  8. 【請求項８】請求項２記載のハイブリッド車両の動力伝
    達装置の制御方法であって、所定の車速以下で前記モー
    タの出力を車両の推進源として走行するとき、第２モー
    タを駆動状態に制御しつつ、前記第２モータの回転軸を
    前記回転伝達手段に接続するように前記第１クラッチ制
    御手段を制御すると共に、前記第１モータの回転軸を少
    なくとも前記第１動力分配器の他方の出力軸から切り離
    すように前記第２クラッチ手段を制御することを特徴と
    するハイブリッド車両の動力伝達装置の制御方法。
  9. 【請求項９】前記第１モータの回転軸を前記エンジンの
    出力軸に接続するように前記第２クラッチ手段を制御す
    ると共に、前記エンジンを作動状態としつつ前記第１モ
    ータを回生状態に制御する工程を備えたことを特徴とす
    る請求項８記載のハイブリッド車両の制御方法。
  10. 【請求項１０】前記第１モータの回転軸を前記エンジン
    の出力軸に接続するように前記第２クラッチ手段を制御
    すると共に、前記エンジンを間欠的に作動させ、該エン
    ジンの作動状態では、前記第１モータを回生状態に制御
    し、該エンジンの停止状態から該エンジンを始動する際
    には、該第１モータを駆動状態に制御して該第１モータ
    の駆動力により該エンジンを始動することを特徴とする
    請求項８記載のハイブリッド車両の制御方法。
  11. 【請求項１１】請求項２記載のハイブリッド車両の動力
    伝達装置の制御方法であって、車両を発進させるとき、
    前記第１モータの回転軸を少なくとも前記第１動力分配
    器の他方の出力軸から切り離すように前記第２クラッチ
    手段を制御すると共に、前記第２モータの回転軸を前記
    回転伝達手段に接続するように前記第１クラッチ手段を
    制御し、この状態で、前記第２モータを駆動状態に制御
    することを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置
    の制御方法。
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