JP2002152912A - 動力出力装置およびその制御方法 - Google Patents

動力出力装置およびその制御方法

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JP2002152912A JP2000346980A JP2000346980A JP2002152912A JP 2002152912 A JP2002152912 A JP 2002152912A JP 2000346980 A JP2000346980 A JP 2000346980A JP 2000346980 A JP2000346980 A JP 2000346980A JP 2002152912 A JP2002152912 A JP 2002152912A
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機からトルクを出力している状態から内
燃機関と電動機とからトルクを出力する状態を経て内燃
機関から駆動軸にトルクを出力する状態に至るまでに生
じ得るトルクショックを抑止する。 【解決手段】 トルクコンバータ２８の運動方程式から
導き出される推定式によりエンジン２２の推定トルクＴ
ｅ＊を推定すると共にこの推定トルクＴｅ＊の変化率に
基づいてエンジン２２の始動開始時を判定する。そし
て、エンジン２２の始動開始判定時からモータ２６を停
止するまでアクセル操作量ＡＰに応じてエンジン２２の
トルクとモータ２６のトルクとの合成トルクＴｄが滑ら
かに変化するように合成トルクＴｄを生成する。この結
果、エンジン２２の始動開始時とモータ２６を停止する
際に生じ得るトルクショックを抑止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およ
びその制御方法に関し、詳しくは、内燃機関と少なくと
も一つの電動機とから動力を出力可能な動力出力装置お
よびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、
発進時にアクセルペダルの踏み込みによってエンジンを
始動させるハイブリッド自動車に搭載された動力出力装
置において、電動機によりエンジンを始動し、エンジン
回転数がアイドリング回転数に達するまでスロットルを
全閉保持し、エンジン回転数がアイドリング回転数に達
するとアクセルペダルの踏み込み量に見合う開度までス
ロットルを徐々に開くと共にエンジンと電動機とから駆
動軸に出力される出力トルクの和が漸増するよう電動機
を駆動制御するものが提案されている（例えば、特開平
８−１９３５３１号公報など）。この装置では、エンジ
ンの出力トルクをエンジン回転数とスロットル開度の指
令値との関数として算出し、この算出したエンジンの出
力トルクと電動機のトルクとの和が漸増するよう電動機
を駆動制御している。そして、こうした制御により、発
進時にアクセルペダルを踏み込み過ぎても過大なトルク
が出力されることがなく、トルクショックや車両の急発
進を防止することができると共に車両を滑らかに加速す
ることができる、とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た動力出力装置では、電動機の出力トルクは、エンジン
の始動時にはエンジンの始動トルクとして用いられ、駆
動軸には出力されながら、エンジン回転数がアイドリン
グ回転数に達するまでは駆動軸にトルクを出力すること
ができない。このため、操作者のアクセル操作に対する
レスポンスが遅くなってしまう。
【０００４】こうした問題に対して、エンジンを停止し
た状態でアクセル操作に見合うトルクを電動機から駆動
軸に出力し、その後、エンジンを始動する制御も考えら
れるが、エンジンの始動過渡時には、エンジンの出力ト
ルクは、エンジンの温度や燃料カットオフ解除のタイミ
ング，着火のタイミングなどの影響により、エンジン回
転数とスロットル開度の指令値との関数では正確に表わ
すことができないから、この関数を用いて計算したエン
ジンの出力トルクを用いて制御すると実際のエンジンの
出力トルクとの差が生じ、トルクショックを除去しきれ
ない。
【０００５】本発明の動力出力装置およびその制御方法
は、電動機からトルクを出力している状態から内燃機関
を始動して内燃機関と電動機とからトルクを出力する状
態に至るまでのトルクショックを抑止することを目的の
一つとする。また、本発明の動力出力装置およびその制
御方法は、内燃機関と電動機とからトルクを出力してい
る状態から電動機を駆動停止して内燃機関からトルクを
出力する状態に至るまでのトルクショックを抑止するこ
とを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置
およびその制御方法は、電動機からトルクを出力してい
る状態から内燃機関を始動して内燃機関と電動機とから
トルクを出力する状態を通って内燃機関の始動が完了し
たときに電動機を駆動停止して内燃機関からトルクを出
力する状態に至るまでのトルクショックを抑止すること
を目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】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。
【０００７】本発明の第１の動力出力装置は、内燃機関
と少なくとも一つの電動機とから動力を出力可能な動力
出力装置であって、前記内燃機関の回転数と前記電動機
のトルクとに基づいて前記内燃機関から出力されている
トルクの推定値である推定トルクを演算するトルク推定
手段と、該推定された推定トルクに基づいて前記内燃機
関の始動を判定する内燃機関始動判定手段と、前記電動
機からトルクを出力している際に前記内燃機関始動判定
手段により前記内燃機関の始動が判定されたとき、前記
トルク推定手段により推定された推定トルクに基づいて
前記内燃機関から出力されているトルクと前記電動機か
ら出力されているトルクとの和としての合成トルクが滑
らかに変化するよう前記電動機を駆動制御する内燃機関
始動時駆動制御手段とを備えることを要旨とする。
【０００８】この本発明の第１の動力出力装置では、電
動機からトルクを出力している際に内燃機関の推定トル
クに基づいて内燃機関の始動が判定されたとき、内燃機
関の推定トルクに基づいて内燃機関から出力されている
トルクと電動機から出力されているトルクとの和として
の合成トルクが滑らかに変化するよう電動機を駆動制御
する。推定トルクは、内燃機関の回転数と電動機のトル
クとに基づいて推定されるから、内燃機関の回転数とス
ロットル開度の指令値との関数として計算されるものに
比して、始動過渡時でもより正確に推定することができ
る。この結果、電動機からトルクを出力している状態か
ら内燃機関を始動して内燃機関と電動機とからルクを出
力する状態に至るまでのトルクショックを抑止すること
ができる。
【０００９】こうした本発明の第１の動力出力装置にお
いて、前記内燃機関と前記電動機とからトルクが出力さ
れている際に該電動機の停止条件が成立したとき、前記
トルク推定手段により推定された推定トルクに基づいて
前記合成トルクが滑らかに変化するよう前記電動機を駆
動制御して停止する電動機停止時駆動制御手段を備える
ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関と電動
機とからトルクを出力している状態から電動機を駆動停
止して内燃機関からトルクを出力する状態に至るまでの
トルクショックを抑止することができる。
【００１０】この電動機停止時駆動制御手段を備える態
様の本発明の第１の動力出力装置において、前記電動機
停止時駆動制御手段は、前記内燃機関の始動の完了を前
記電動機の停止条件として該電動機の停止制御を行なう
手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動
機からトルクを出力している状態から内燃機関を始動し
て内燃機関と電動機とからトルクを出力する状態を通っ
て内燃機関の始動が完了したときに電動機を駆動停止し
て内燃機関からトルクを出力する状態に至るまでのトル
クショックを抑止することができる。この態様の本発明
の第１の動力出力装置において、前記内燃機関始動時駆
動制御手段と前記電動機停止時駆動制御手段は、前記合
成トルクが連続して滑らかに変化するよう前記電動機を
駆動制御する手段であるものとすることもできる。
【００１１】また、本発明の第１の動力出力装置におい
て、前記電動機のトルク指令を設定するトルク指令設定
手段を備え、前記トルク推定手段は前記電動機のトルク
として前記トルク指令設定手段により設定されたトルク
指令を用いて前記推定トルクを推定する手段であるもの
とすることもできる。こうすれば、電動機のトルクを検
出することなく推定トルクを推定することができる。こ
の態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記合
成トルクの目標値としての目標トルクを設定する目標ト
ルク設定手段を備え、前記トルク指令設定手段は、前記
内燃機関始動時判定手段により前記内燃機関の始動が判
定されるまでは前記目標トルク設定手段により設定され
た目標トルクに基づいて前記トルク指令を設定し、前記
内燃機関始動時判定手段により前記内燃機関の始動が判
定されたときは前記目標トルク設定手段により設定され
た目標トルクと前記トルク推定手段により推定された推
定トルクとに基づいて前記トルク指令を設定する手段で
あるものとすることもできる。
【００１２】さらに、本発明の第１の動力出力装置にお
いて、前記内燃機関始動時判定手段は、前記内燃機関が
始動が判定されていない状態で前記トルク推定手段によ
り推定された推定トルクの変化量が所定量以上となった
ときに前記内燃機関の始動を判定する手段であるものと
することもできる。こうすれば、内燃機関の始動開始時
をより正確に判定することができる。
【００１３】また、本発明の第１の動力出力装置におい
て、前記電動機は前記内燃機関の出力軸にトルクを出力
するよう配置され、前記出力軸のトルクを駆動軸に伝達
するトルク伝達手段を備え、前記トルク推定手段は前記
内燃機関の回転数と前記電動機のトルクと前記駆動軸の
回転数とに基づいて前記推定トルクを推定する手段であ
るものとすることもできる。
【００１４】本発明の第１の動力出力装置の制御方法
は、内燃機関と少なくとも一つの電動機とから動力を出
力可能な動力出力装置の制御方法であって、（ａ）前記
内燃機関の回転数と前記電動機のトルクとに基づいて前
記内燃機関から出力されているトルクの推定値である推
定トルクを演算し、（ｂ）前記電動機からトルクを出力
している際に前記推定された推定トルクに基づいて前記
内燃機関の始動が判定されたとき、前記推定された推定
トルクに基づいて前記内燃機関から出力されているトル
クと前記電動機から出力されているトルクとの和として
の合成トルクが滑らかに変化するよう前記電動機を駆動
制御することを要旨とする。
【００１５】この本発明の第１の動力出力装置の制御方
法では、電動機からトルクを出力している際に内燃機関
の推定トルクに基づいて内燃機関の始動が判定されたと
きに、内燃機関の推定トルクに基づいて内燃機関から出
力されているトルクと電動機から出力されているトルク
との和としての合成トルクが滑らかに変化するよう電動
機を駆動制御する。推定トルクは、内燃機関の回転数と
電動機のトルクとに基づいて推定されるから、内燃機関
の回転数とスロットル開度の指令値との関数として計算
されるものに比して、始動過渡時でもより正確に推定す
ることができる。この結果、電動機からトルクを出力し
ている状態から内燃機関を始動して内燃機関と電動機と
からルクを出力する状態に至るまでのトルクショックを
抑止することができる。
【００１６】こうした本発明の第１の動力出力装置の制
御方法において、前記ステップ（ｂ）は、前記内燃機関
の始動が判定されるまでは前記合成トルクの目標値とし
て設定された目標トルクに基づいて電動機のトルク指令
を設定し、前記内燃機関の始動が判定された後は前記目
標トルクと前記推定された推定トルクとに基づいて前記
トルク指令を設定して前記電動機を駆動制御するステッ
プであるものとすることもできる。
【００１７】また、本発明の第１の動力出力装置の制御
方法において、前記ステップ（ｂ）の後に、（ｃ）前記
内燃機関と前記電動機とからトルクが出力されている際
に該電動機の停止条件が成立したとき、前記推定された
推定トルクに基づいて前記合成トルクが滑らかに変化す
るよう前記電動機を駆動制御して停止するステップを備
えるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関と
電動機とからトルクを出力している状態から電動機を停
止して内燃機関からトルクを出力する状態に至るまでの
トルクショックを抑止することができる。
【００１８】本発明の第２の動力出力装置は、内燃機関
と少なくとも一つの電動機とから駆動軸に動力を出力可
能な動力出力装置であって、前記電動機から前記駆動軸
にトルクを出力する際に必要なトルクを生成する電動機
トルク生成手段と、前記電動機のトルクと前記内燃機関
のトルクとの合成トルクを生成する合成トルク生成手段
と、前記駆動軸にトルクを出力するために、前記電動機
トルク生成手段と前記合成トルク生成手段とのうちの一
方を選択する選択手段とを備えることを要旨とする。
【００１９】この本発明の第２の動力出力装置では、駆
動軸にトルクを出力するために、電動機から前記駆動軸
にトルクを出力する際に必要なトルクを生成する電動機
トルク生成手段と電動機のトルクと前記内燃機関のトル
クとの合成トルクを生成する合成トルク生成手段とのう
ちの一方を選択する。したがって、電動機トルク生成手
段を選択している状態から合成トルク生成手段を選択す
るときに、合成トルクを電動機トルク生成手段により生
成されたトルクから滑らかに移行するよう生成するもの
とすれば、移行時におけるトルクショックを抑止するこ
とができる。
【００２０】こうした本発明の第２の動力出力装置にお
いて、前記選択手段は、前記内燃機関の始動が判定され
るまでは前記電動機トルク生成手段を選択し、前記内燃
機関の始動が判定された後は前記合成トルク生成手段を
選択する手段であるものとすることもできる。こうすれ
ば、内燃機関の始動時におけるトルクショックを抑止す
ることができる。
【００２１】本発明の第２の動力出力装置に制御方法
は、内燃機関と少なくとも一つの電動機とから駆動軸に
動力を出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記電動機から前記駆動軸にトルクを出力する際
に必要なトルクを生成するステップと、（ｂ）前記電動
機のトルクと前記内燃機関のトルクとの合成トルクを生
成するステップと、（ｃ）前記駆動軸にトルクを出力す
るために、前記ステップ（ａ）と前記ステップ（ｂ）と
のうちの一方のステップを選択するステップとを備える
ことを要旨とする。
【００２２】この本発明の第２の動力出力装置の制御方
法では、駆動軸にトルクを出力するために、電動機から
前記駆動軸にトルクを出力する際に必要なトルクを生成
するステップと電動機のトルクと前記内燃機関のトルク
との合成トルクを生成するステップとのうちの一方を選
択する。したがって、ステップ（ａ）を選択している状
態からステップ（ｂ）を選択するときに、合成トルクを
ステップ（ａ）により生成されたトルクから滑らかに移
行するよう生成するものとすれば、移行時におけるトル
クショックを抑止することができる。
【００２３】こうした本発明の第２の動力出力装置の制
御方法において、前記ステップ（ｃ）は、前記内燃機関
の始動が判定されるまでは前記ステップ（ａ）を選択
し、前記内燃機関の始動が判定された後は前記ステップ
（ｂ）を選択するステップであるものとすることもでき
る。こうすれば、内燃機関の始動時におけるトルクショ
ックを抑止することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、車両に搭載された本発明
の一実施例である動力出力装置２０の構成の概略を示す
構成図である。実施例の動力出力装置２０は、図示する
ように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャ
フト２４にトルクを出力可能なモータ２６と、エンジン
２２およびモータ２６の発生するトルクをトルクコンバ
ータ２８に伝達するシャフト３６と、トルクコンバータ
２８と変速機３０とから構成されクランクシャフト２４
のトルクをディファレンシャルギヤ１２を介して駆動輪
１４，１６に接続された駆動軸３４に伝達するオートマ
チックトランスミッション３２と、装置全体をコントロ
ールする電子制御ユニット４０とを備える。
【００２５】電子制御ユニット４０は、図示しないが、
ハード的にはＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサと
して構成されており、機能ブロックとしては、図示する
ように、エンジン２２の運転制御を行なうエンジン制御
部４２と、エンジン２２の回転数Ｎｅとトルクコンバー
タ２８の出力軸回転数Ｎｔと１サンプル前のモータ２６
のトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆとに基づいてエンジン２２か
ら出力されていると推定される推定トルクＴｅ＊を演算
するエンジントルク推定部４４と、推定トルクＴｅ＊に
基づいてエンジン２２の始動開始を判定するエンジン始
動判定部４６と、アクセル操作量ＡＰに基づいてモータ
２６のトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆを生成するモータトルク
生成部４８と、アクセル操作量ＡＰと１サンプル前のモ
ータ２６のトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆとエンジン２２から
出力されていると推定される推定トルクＴｅ＊とに基づ
いてエンジン２２とモータ２６との合成トルクＴｄを生
成する合成トルク生成部５０と、合成トルクＴｄからエ
ンジン２２の推定トルクＴｅ＊を減じてモータ２６のト
ルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆを演算する減算部５２と、モータ
トルク生成部４８からのトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆと減算
部５２からのトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆとゼロ出力部５６
からの値０とからモータ２６に出力するトルク指令Ｔｍ
＿ｒｅｆをエンジン始動判定部４６の判定結果とモータ
停止条件とに基づいて切り替えるスイッチ５４とを備え
る。
【００２６】エンジントルク推定部４４では、推定トル
クＴｅ＊を次式（１）に基づいて演算する。式（１）
中、Ｊ１はエンジン２２とモータ２６とトルクコンバー
タ２８の入力軸回転部の慣性モーメントの総和、ｓｔは
演算のサンプル時間、ｅはトルクコンバータ２８の入出
力速度比（出力軸の回転数／入力軸の回転数）、Ｃ
（ｅ）はトルクコンバータの容量係数である。
【００２７】
【数１】
【００２８】この式（１）は、次のようにして導き出す
ことができる。まず、トルクコンバータ２８の運動方程
式は、次式（２）〜式（５）により表わすことができ
る。ここで、式中、Ｔｅはエンジン２２のトルク、Ｔｐ
はトルクコンバータ２８の入力軸側のトルク、ｔ（ｅ）
はトルクコンバータ２８のトルク比である。なお、実施
例では、エンジン２２とモータ２６とトルクコンバータ
２８の入力軸は直結されているから、モータ２６の回転
数やトルクコンバータ２８の入力軸回転数はエンジン２
２の回転数で代表させた。
【００２９】
【数２】
【００３０】トルクコンバータ２８の運動方程式のうち
式（２）と式（３）からトルクコンバータ２８の入力側
のトルクＴｐを消去してエンジン２２のトルクＴｅにつ
いて整理すると、エンジン２２のトルクＴｅは次式
（６）で表わされる。
【００３１】
【数３】
【００３２】この式（６）は連続式であり、実際にはサ
ンプル値演算するから、式（５）を離散化すると共にエ
ンジン２２のトルクＴｅを推定トルクＴｅ＊に置き換
え、モータ２６のトルクＴｍに１サンプル前のモータ２
６のトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆを用いれば、式（１）を導
き出すことができる。
【００３３】また、エンジン始動判定部４６では、エン
ジントルク推定部４４で演算された推定トルクＴｅ＊の
変化量ΔＴｅが初めて閾値Ｔｒ以上となるときをエンジ
ン２２の始動開始と判定する。
【００３４】モータトルク生成部４８では、運転者のア
クセルペダル踏み込み量としてのアクセル操作量ＡＰに
見合うトルクをシャフト３６に出力可能な値としてトル
ク指令Ｔｍ＿ｒｅｆを生成する。例えば、予めアクセル
操作量ＡＰとトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆとを関連付けてマ
ップとして記憶しておき、アクセル操作量ＡＰが与えら
れるとマップから対応するトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆを導
出するものとすればよい。
【００３５】合成トルク生成部５０では、アクセル操作
量ＡＰと推定トルクＴｅ＊と１サンプル前のトルク指令
Ｔｍ＿ｒｅｆとに基づいてシャフト３６に出力されるト
ルクが滑らかに変化するように合成トルクＴｄを演算す
る。実施例では、シャフト３６に出力されるトルクが滑
らかに変化するようｓｉｎ関数を用いて合成トルクＴｄ
を変化させるものとした。
【００３６】スイッチ５４は、実施例ではソフト的なス
イッチであり、後述する始動制御ルーチンにより端子
Ａ，Ｂ，Ｃの接続の切り替えが行なわれる。
【００３７】次に、こうして構成された動力出力装置２
０の動作、特にモータ２６からのトルクだけで走行して
いる状態からエンジン２２を始動しエンジン２２とモー
タ２６とからのトルクにより走行する状態を経てモータ
２６を停止してエンジン２２からのトルクだけで走行す
る状態に至る動作について説明する。図２は、実施例の
動力出力装置２０の電子制御ユニット４０により実行さ
れる制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
このルーチンは、サンプル時間ｓｔ毎に実行される。
【００３８】制御ルーチンが実行されると、電子制御ユ
ニット４０のＣＰＵは、まず、エンジン２２の回転数Ｎ
ｅとトルクコンバータ２８の出力軸回転数Ｎｔとアクセ
ル操作量ＡＰを入力する処理を実行する（ステップＳ１
００）。そして、上述した式（１）を用いて推定トルク
Ｔｅ＊を演算し（ステップＳ１０２）、走行モードが
１，２，３のいずれであるかを判定する（ステップＳ１
０４）。なお、走行モードは、モータ２６からのトルク
だけで走行する状態とされたときにモード１が設定さ
れ、モード２，３はこのルーチンにより設定される。
【００３９】いま、モータ２６からのトルクだけで走行
している状態を考えるから、走行モードはモード１に設
定されている。したがって、図１におけるスイッチ５４
はＡ端子に接続された状態となる。この場合、ステップ
Ｓ１０６の処理に進んで、推定トルクＴｅ＊の変化量Δ
Ｔｅを計算し、計算した変化量ΔＴｅを閾値Ｔｒと比較
する（ステップＳ１０８）。変化量ΔＴｅが閾値Ｔｒ未
満のときには、エンジン２２はまだ始動されていないと
判定し、アクセル操作量ＡＰに見合うトルクがシャフト
３６に出力されるようモータ２６のトルク指令Ｔｍ＿ｒ
ｅｆを設定し（ステップＳ１１２）、本ルーチンを終了
する。
【００４０】ステップＳ１０８で変化量ΔＴｅが閾値Ｔ
ｒ以上のときには、エンジン２２が始動開始されたと判
定して走行モードにモード２を設定し（ステップＳ１１
０）、合成トルクＴｄの演算処理を実行する（ステップ
Ｓ１１８）。この走行モードのモード２の設定によりス
イッチ５４はＡ端子の接続からＢ端子の接続に切り替え
られる。合成トルクＴｄの演算処理は、ステップＳ１０
４で走行モードがモード２であると判定されると共に走
行モード２の終了が判定されなかったときにも行なわ
れ、アクセル操作量ＡＰと推定トルクＴｅ＊と１サンプ
ル前のモータ２６のトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆとに基づい
て合成トルクＴｄが演算される。前述したように、実施
例では、シャフト３６に出力されるトルクが滑らかに変
化するようにアクセル操作量ＡＰの増加または減少の方
向にｓｉｎ関数を用いて次式（７）のように合成トルク
Ｔｄが演算される。なお、ステップＳ１１０で走行モー
ドがモード２に設定された直後では、合成トルクＴｄ
は、１サンプル前のトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆに推定トル
クＴｅ＊が加えられた値、即ち次式（８）により計算さ
れて設定される。
【００４１】
【数４】
【００４２】 Ｔｄ＝１サンプル前のＴｍ＿ｒｅｆ＋Ｔｅ＊ （８）
【００４３】ステップＳ１１４の走行モード２の終了判
定は、エンジン２２の始動が完了してモータ２６の停止
指令が出力され、エンジン２２の推定トルクＴｅ＊が合
成トルクＴｄに等しくなったときに行なわれる。この場
合、走行モードをモード３に設定してスイッチ５４をＢ
端子の接続からＣ端子の接続に切り替えると共に（ステ
ップＳ１１６）、モータ２６のトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆ
に値０を設定して（ステップＳ１２２）、本ルーチンを
終了する。なお、ステップＳ１０４で走行モードがモー
ド３と判定されたときにもモータ２６のトルク指令Ｔｍ
＿ｒｅｆに値０を設定する処理（ステップＳ１２２）が
実行される。
【００４４】図３に図２の制御ルーチンを実行した際の
実施例の動力出力装置２０におけるエンジン２２のトル
クとモータ２６のトルクとその合成トルクの変化の様子
の一例を示し、図４に従来例の動力出力装置における同
様なエンジン始動の際のエンジンのトルクとモータのト
ルクとその合成トルクの変化の様子の一例を示す。従来
例の動力出力装置では、図４に示すように、エンジンの
始動開始時やモータの停止時に合成トルクが急変して大
きなトルクショックが予想されるのに対し、実施例の動
力出力装置２０では、図３に示すように、エンジン２２
のトルクとモータ２６のトルクとの合成トルクは、エン
ジン２２の始動開始時からモータ２６の停止時に至るま
で滑らかに変化するから、トルクショックは生じない。
【００４５】以上説明した実施例の動力出力装置２０に
よれば、エンジン２２の回転数Ｎｅとトルクコンバータ
２８の出力軸回転数Ｎｔとモータ２６のトルク指令Ｔｍ
＿ｒｅｆとに基づいてエンジン２２の推定トルクＴｅ＊
を精度よく推定すると共にこの推定された推定トルクＴ
ｅ＊を用いてエンジン２２の始動開始時を判定し、か
つ、推定トルクＴｅ＊を用いて合成トルクＴｄが滑らか
に変化するように制御することにより、モータ２６から
のトルクだけで走行している状態からエンジン２２を始
動してエンジン２２とモータ２６とからのトルクにより
走行する状態を経てモータ２６を停止してエンジン２２
からのトルクだけで走行する状態に至るまでに生じ得る
トルクショック、即ちエンジン２２の始動開始時に生じ
得るトルクショックとモータ２６を停止する際に生じ得
るトルクショックとを抑止することができる。
【００４６】実施例の動力出力装置２０では、式（６）
から式（１）を導き出す過程でモータ２６のトルクにト
ルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆを適用するものとしたが、モータ
２６から出力されているトルクを検出したり推定したり
した値をそのまま用いるものとしてもよい。
【００４７】実施例の動力出力装置２０では、モータ２
６からのトルクだけで走行している状態からエンジン２
２を始動してエンジン２２とモータ２６とからのトルク
により走行する状態を経てモータ２６を停止してエンジ
ン２２からのトルクだけで走行する状態に至る動作に始
動制御を適用したが、エンジン２２とモータ２６とから
のトルクにより走行する状態を移行状態としない場合に
も適用するものとしてもよい。即ち、モータ２６からの
トルクだけで走行している状態からエンジン２２を始動
してエンジン２２とモータ２６とからのトルクにより走
行する状態に至るまでの動作にのみ適用するものとした
り、エンジン２２とモータ２６とからのトルクにより走
行している状態からモータ２６を停止してエンジン２２
からのトルクだけで走行する状態に至る動作のみに適用
するものとしてもよい。
【００４８】実施例の動力出力装置２０では、合成トル
ク生成部５０により生成された合成トルクＴｄから推定
トルクＴｅ＊を減じたトルク指令Ｔｍ＿ｒｅｆをそのま
ま用いるものとしたが、図５の変形例の動力出力装置２
０Ｂに示すように、減算部５２の出力側にフィルタを設
けるものとしてもよい。こうすれば、合成トルクＴｄや
推定トルクＴｅ＊に含まれるノイズ成分を除去すること
ができる。
【００４９】実施例の動力出力装置２０では、モータ２
６をエンジン２２のクランクシャフト２４にトルクを出
力可能なように配置すると共にクランクシャフト２４と
駆動軸３４との間にオートマチックトランスミッション
３２を設置した構成に始動制御を適用したが、図６の変
形例の動力出力装置２０Ｃに示すように、プラネタリギ
ヤなどの動力分割機や変速機にエンジン２２のクランク
シャフト２４とモータ２６の回転軸２７と駆動軸３４と
を接続するタイプの構成に始動制御を適用するものとし
てもよい。この場合、エンジントルク推定部４４Ｃは、
エンジン２２の回転数Ｎｅと１サンプル前のトルク指令
Ｔｍ＿ｒｅｆとを用いて表わされる動力分割機や変速機
の運動方程式に基づいて導き出される推定式により推定
するものとすればよい。実施例では、シャフト３６のト
ルクを滑らかに変化するように制御することにより、エ
ンジン２２の始動開始時に生じ得るトルクショックとモ
ータ２６を停止する際に生じ得るトルクショックとを抑
止したが、駆動軸３６のトルクを同様の考えで滑らかに
変化するように制御することにより、前記トルクショッ
クを抑止することも可能である。また、駆動軸３４のト
ルクを滑らかに変化するように制御する手法を変速機３
０が変速したときに応用することにより、変速時のトル
クショックを抑止することも可能である。
【００５０】実施例の動力出力装置２０では、車両に搭
載される動力出力装置として説明したが、車両以外の船
舶や航空機などの移動体に搭載される動力出力装置や建
設機械や工作機械などの移動しない機械装置に搭載され
る動力出力装置に適用するものとしてもよい。
【００５１】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両に搭載された本発明の一実施例である動
力出力装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 実施例の動力出力装置２０の電子制御ユニッ
ト４０により実行される制御ルーチンの一例を示すフロ
ーチャートである。
【図３】 制御ルーチンを実行した際の実施例の動力出
力装置２０におけるエンジン２２のトルクとモータ２６
のトルクとその合成トルクの変化の様子の一例を示す説
明図である。
【図４】 従来例の動力出力装置におけるエンジン始動
の際のエンジンのトルクとモータのトルクとその合成ト
ルクの変化の様子の一例を示す説明図である。
【図５】 変形例の動力出力装置２０Ｂの構成の概略を
示す構成図である。
【図６】 変形例の動力出力装置２０Ｃの構成の概略を
示す構成図である。
【符号の説明】
１２ ディファレンシャルギヤ、１４，１６ 駆動輪、
２０，２０Ｂ，２０Ｃ動力出力装置、２２ エンジン、
２４ クランクシャフト、２６ モータ、２８ トルク
コンバータ、３０ 変速機、３２ オートマチックトラ
ンスミッション、３４ 駆動軸、３６ シャフト、４
０，４０Ｂ，４０Ｃ 電子制御ユニット、４２ エンジ
ン制御部、４４，４４Ｃ エンジントルク推定部、４６
エンジン始動判定部、４８ モータトルク生成部、５
０ 合成トルク生成部、５２ 減算部、５３ ローパス
フィルタ、５４ スイッチ、５６ ゼロ出力部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 正一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 BA00 BA02 CA01 DA11 DA27 EB12 FA10 FA32 FA33 3G093 AA05 AA07 AA16 BA02 CA01 DA01 DB00 DB01 EA02 EB00 EC02 5H115 PA01 PG04 PU25 QH02 QI24 QN02 QN28 RE03 SE03 SE05 TE05 TO04

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関と少なくとも一つの電動機とか
    ら動力を出力可能な動力出力装置であって、 前記内燃機関の回転数と前記電動機のトルクとに基づい
    て前記内燃機関から出力されているトルクの推定値であ
    る推定トルクを演算するトルク推定手段と、 該推定された推定トルクに基づいて前記内燃機関の始動
    を判定する内燃機関始動判定手段と、 前記電動機からトルクを出力している際に前記内燃機関
    始動判定手段により前記内燃機関の始動が判定されたと
    き、前記トルク推定手段により推定された推定トルクに
    基づいて前記内燃機関から出力されているトルクと前記
    電動機から出力されているトルクとの和としての合成ト
    ルクが滑らかに変化するよう前記電動機を駆動制御する
    内燃機関始動時駆動制御手段とを備える動力出力装置。
  2. 【請求項２】 前記内燃機関と前記電動機とからトルク
    が出力されている際に該電動機の停止条件が成立したと
    き、前記トルク推定手段により推定された推定トルクに
    基づいて前記合成トルクが滑らかに変化するよう前記電
    動機を駆動制御して停止する電動機停止時駆動制御手段
    を備える請求項１記載の動力出力装置。
  3. 【請求項３】 前記電動機停止時駆動制御手段は、前記
    内燃機関の始動の完了を前記電動機の停止条件として該
    電動機の停止制御を行なう手段である請求項２記載の動
    力出力装置。
  4. 【請求項４】 前記内燃機関始動時駆動制御手段と前記
    電動機停止時駆動制御手段は、前記合成トルクが連続し
    て滑らかに変化するよう前記電動機を駆動制御する手段
    である請求項３記載の動力出力装置。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか記載の動力出
    力装置であって、 前記電動機のトルク指令を設定するトルク指令設定手段
    を備え、 前記トルク推定手段は、前記電動機のトルクとして前記
    トルク指令設定手段により設定されたトルク指令を用い
    て前記推定トルクを推定する手段である動力出力装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の動力出力装置であって、 前記合成トルクの目標値としての目標トルクを設定する
    目標トルク設定手段を備え、 前記トルク指令設定手段は、前記内燃機関始動時判定手
    段により前記内燃機関の始動が判定されるまでは前記目
    標トルク設定手段により設定された目標トルクに基づい
    て前記トルク指令を設定し、前記内燃機関始動時判定手
    段により前記内燃機関の始動が判定されたときは前記目
    標トルク設定手段により設定された目標トルクと前記ト
    ルク推定手段により推定された推定トルクとに基づいて
    前記トルク指令を設定する手段である動力出力装置。
  7. 【請求項７】 前記内燃機関始動時判定手段は、前記内
    燃機関が始動が判定されていない状態で前記トルク推定
    手段により推定された推定トルクの変化量が所定量以上
    となったときに前記内燃機関の始動を判定する手段であ
    る請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし７いずれか記載の動力出
    力装置であって、 前記電動機は、前記内燃機関の出力軸にトルクを出力す
    るよう配置され、 前記出力軸のトルクを駆動軸に伝達するトルク伝達手段
    を備え、 前記トルク推定手段は、前記内燃機関の回転数と前記電
    動機のトルクと前記駆動軸の回転数とに基づいて前記推
    定トルクを推定する手段である動力出力装置。
  9. 【請求項９】 内燃機関と少なくとも一つの電動機とか
    ら動力を出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
    （ａ）前記内燃機関の回転数と前記電動機のトルクとに
    基づいて前記内燃機関から出力されているトルクの推定
    値である推定トルクを演算し、（ｂ）前記電動機からト
    ルクを出力している際に前記推定された推定トルクに基
    づいて前記内燃機関の始動が判定されたとき、前記推定
    された推定トルクに基づいて前記内燃機関から出力され
    ているトルクと前記電動機から出力されているトルクと
    の和としての合成トルクが滑らかに変化するよう前記電
    動機を駆動制御する動力出力装置の制御方法。
  10. 【請求項１０】 前記ステップ（ｂ）は、前記内燃機関
    の始動が判定されるまでは前記合成トルクの目標値とし
    て設定された目標トルクに基づいて電動機のトルク指令
    を設定し、前記内燃機関の始動が判定された後は前記目
    標トルクと前記推定された推定トルクとに基づいて前記
    トルク指令を設定して前記電動機を駆動制御するステッ
    プである請求項９記載の動力出力装置の制御方法。
  11. 【請求項１１】 前記ステップ（ｂ）の後に、（ｃ）前
    記内燃機関と前記電動機とからトルクが出力されている
    際に該電動機の停止条件が成立したとき、前記推定され
    た推定トルクに基づいて前記合成トルクが滑らかに変化
    するよう前記電動機を駆動制御して停止するステップを
    備える請求項９または１０記載の動力出力装置の制御方
    法。
  12. 【請求項１２】 内燃機関と少なくとも一つの電動機と
    から駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、 前記電動機から前記駆動軸にトルクを出力する際に必要
    なトルクを生成する電動機トルク生成手段と、 前記電動機のトルクと前記内燃機関のトルクとの合成ト
    ルクを生成する合成トルク生成手段と、 前記駆動軸にトルクを出力するために、前記電動機トル
    ク生成手段と前記合成トルク生成手段とのうちの一方を
    選択する選択手段とを備える動力出力装置。
  13. 【請求項１３】 前記選択手段は、前記内燃機関の始動
    が判定されるまでは前記電動機トルク生成手段を選択
    し、前記内燃機関の始動が判定された後は前記合成トル
    ク生成手段を選択する手段である請求項１２記載の動力
    出力装置。
  14. 【請求項１４】 内燃機関と少なくとも一つの電動機と
    から駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置の制御方法
    であって、（ａ）前記電動機から前記駆動軸にトルクを
    出力する際に必要なトルクを生成するステップと、
    （ｂ）前記電動機のトルクと前記内燃機関のトルクとの
    合成トルクを生成するステップと、（ｃ）前記駆動軸に
    トルクを出力するために、前記ステップ（ａ）と前記ス
    テップ（ｂ）とのうちの一方のステップを選択するステ
    ップとを備える動力出力装置の制御方法。
  15. 【請求項１５】 前記ステップ（ｃ）は、前記内燃機関
    の始動が判定されるまでは前記ステップ（ａ）を選択
    し、前記内燃機関の始動が判定された後は前記ステップ
    （ｂ）を選択するステップである請求項１４記載の動力
    出力装置の制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2908374A1 (fr) * 2006-11-10 2008-05-16 Aisin Seiki Systeme de commande de source de propulsion pour un vehicule
JP2009544891A (ja) * 2006-07-25 2009-12-17 ヴァレオ システム ドゥ コントロール モトゥール １つの燃焼室の作用停止時に、熱エンジンの出力軸に印加されるトルクを管理する方法、および管理システム

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JP2009544891A (ja) * 2006-07-25 2009-12-17 ヴァレオ システム ドゥ コントロール モトゥール １つの燃焼室の作用停止時に、熱エンジンの出力軸に印加されるトルクを管理する方法、および管理システム
FR2908374A1 (fr) * 2006-11-10 2008-05-16 Aisin Seiki Systeme de commande de source de propulsion pour un vehicule

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