JP2003074685A - 補助駆動装置およびこれを搭載した自動車 - Google Patents

補助駆動装置およびこれを搭載した自動車

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裕三 門向
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の自動車にも容易に搭載でき、自動車の
操作性、快適性、さらには燃費性能を向上できる補助駆
動装置、およびこれを搭載した自動車を提供する。 【解決手段】 第１のモータジェネレータ２と、エンジ
ン１０１と第１の車輪駆動軸１０５との間に配置された
変速手段１０４と、運転者の要求制動力を検出する要求
制動力検出手段２１と、エンジンブレーキ力を算出する
エンジンブレーキ力算出手段２２と、第１のモータジェ
ネレータ２の回生発電により生じる回生制動力を算出す
る回生制動力算出手段２３とを備え、要求制動力検出手
段２１と、エンジンブレーキ力算出手段２２と、回生制
動力算出手段２３からの情報に基づいて、変速手段１０
４の変速比あるいは変速点を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、補助駆動装置およ
びこれを搭載した自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の、補助駆動装置を搭載した自動
車、例えばハイブリッド自動車は、特開平９−９４１４
号公報に開示されているように、エンジンとモータとを
備え、少なくとも一方の動力を出力軸に伝達するととも
に、前記エンジンと出力軸との間に配設された多段自動
変速機を介して変速を行うハイブリッド自動車におい
て、前記モータに電力を供給する一方、発電機としての
該モータから回生電力の返還を受ける電源と、該電源の
残存電力容量を検出する残量検出手段とを備えてなり、
該残量検出手段が検出する前記残存電力容量の減少度合
いに応じて前記多段自動変速機の変速段を決定する変速
点を、低速段領域が拡大される方向に移動させる、こと
を特徴とするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、エンジン全体としての回転を高めて、発電機として
のモータによる回生電力を増大させることができる、と
の記述がある。しかしながら上記従来技術によれば、多
段自動変速機の変速段を決定する変速点の移動を残存電
力容量の減少度合いに依存させるため、減速走行中に低
速段への変速が行われる可能性がある。この場合、エン
ジンの回転数が上昇し、これに伴うフリクショントルク
の増大で、運転者の要求制動力を上回るエンジンブレー
キが発生する可能性がある。
【０００４】また、エンジンの出力側にまずモータを配
置し、モータの下流側に、トルクコンバータを備えた多
段自動変速機を配置し、そして多段自動変速機の下流側
に出力軸を配置した構成において、減速走行中に上述の
不用意な低速段への変速が行われた場合、トルクコンバ
ータの多段自動変速機側の回転数が上昇し、エンジンブ
レーキ力が一時的に上昇するため、走行状態によって
は、運転者にショックを感じさせる可能性がある。
【０００５】さらに、多段自動変速機の変速段を決定す
る変速点を移動する際、アップ変速（変速比を小さくす
る変速）とダウン変速（変速比を大きくする変速）の両
方の変速点を移動せざるを得ず、これにより加速走行中
のアップ変速のタイミングが残存電力容量の減少度合い
に依存するようになるため、走行状態によっては、運転
者に変速フィーリングの違和感を生じさせる可能性があ
る。
【０００６】以上のような状況は、自動車の操作性、快
適性の点で好ましくない。
【０００７】本願発明は、上記課題のうちの少なくとも
１つを解決するためになされたものであり、その目的
は、既存の自動車にも容易に搭載でき、自動車の操作
性、快適性、さらには燃費性能を向上できる補助駆動装
置、およびこれを搭載した自動車を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の補助駆動装置およびこれを搭載した自動車
は、エンジンに連結され少なくとも発電機として機能す
る回転電機と、エンジンと車輪軸との間に配置された変
速手段と、変速手段の変速比あるいは変速点を制御する
手段とを備える。より好ましくは、エンジンに連結され
少なくとも発電機として機能する回転電機と、エンジン
と車輪軸との間に配置された変速手段と、運転者の要求
制動力を検出する要求制動力検出手段と、エンジンブレ
ーキ力を算出するエンジンブレーキ力算出手段と、回転
電機の回生発電により生じる回生制動力を算出する回生
制動力算出手段とを備え、要求制動力検出手段と、エン
ジンブレーキ力算出手段と、回生制動力算出手段からの
情報に基づいて、変速手段の変速比あるいは変速点を制
御する。上記構成によれば、減速に係る自動車の運動エ
ネルギ、すなわち減速エネルギを効率良く回収でき、回
収した減速エネルギを原資として回転電気を電動駆動す
ることで、自動車の操作性、快適性、安全性、さらには
燃費を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。
【００１０】図１は、本発明の実施の形態による補助駆
動装置１およびこれを搭載した自動車１００の全体構成
である。
【００１１】図１において、補助駆動装置１は、例えば
ベルト、チェーン等によってエンジン１０１に連結され
た第１のモータジェネレータ（以下、第１のＭＧと略称
する）２と、バッテリ６の直流電力を交流電力に変換し
て第１のＭＧ２に出力するとともに、第１のＭＧ２で発
生した交流電力を直流電力に変換してバッテリ６に出力
する第１のインバータ４と、第２の車輪駆動軸１０６に
連結された第２のモータジェネレータ（以下、第２のＭ
Ｇと略称する）３と、バッテリ６の直流電力を交流電力
に変換して第２のＭＧ３に出力するとともに、第２のＭ
Ｇ３で発生した交流電力を直流電力に変換してバッテリ
６に出力する第２のインバータ５と、第１および第２の
インバータ４、５との間で直流電力の授受を行うバッテ
リ６と、第１および第２のＭＧ２、３の駆動条件を制御
する駆動条件制御手段１０とを備えてなる。
【００１２】駆動条件制御手段１０は、従動輪（図１で
は後輪１０８ａ、１０８ｂ）の車輪速を基に自動車１０
０の車速を算出する車速算出手段２０と、ブレーキペダ
ル１１３のオン、オフの状態を検出するとともに、運転
者の要求制動力を検出する要求制動力検出手段２１と、
自動車１００に作用するエンジンブレーキ力を算出する
エンジンブレーキ力算出手段２２と、第１および第２の
ＭＧ２、３の発電駆動（回生）によって自動車１００に
作用する制動力、すなわち回生制動力を算出する回生制
動力算出手段２３と、バッテリ６の充電率等を検出する
バッテリ状態検出手段２４と、アクセルペダル１１４の
オン、オフの状態を検出するとともに、運転者の要求駆
動力を検出する要求駆動力検出手段２５とを備えてな
る。
【００１３】車輪速検出手段１１０ａ、１１０ｂ、１１
０ｃ、１１０ｄは、例えば、回転数センサである。車速
算出手段２０は、車輪速検出手段１１０ａ、１１０ｂ、
１１０ｃ、１１０ｄからの情報、前輪１０７ａ、１０７
ｂ、あるいは後輪１０８ａ、１０８ｂの車輪半径等に基
づいて自動車１００の車速を算出する、演算回路、ある
いは演算処理である。要求制動力検出手段２１は、ブレ
ーキペダル１１３のストローク、踏力等に基づいて、例
えば比例関係で運転者の要求制動力を算出する、演算回
路、あるいは演算処理である。エンジンブレーキ力算出
手段２２は、エンジン１０１の回転数等に基づいて自動
車１００に作用するエンジンブレーキ力を算出する、演
算回路、あるいは演算処理である。回生制動力算出手段
２３は、第１のＭＧ２の発電トルク、エンジン１０１の
回転数等に基づいて自動車１００に作用する回生制動力
を算出する、演算回路、あるいは演算処理である。バッ
テリ状態検出手段２４は、バッテリ６に充電される電
流、バッテリ６から放電される電流、充電および放電時
のバッテリ６の端子電圧、温度等に基づいてバッテリ６
の充電率を算出する、演算回路、あるいは演算処理であ
る。要求駆動力検出手段２５は、アクセルペダル１１４
のストローク等に基づいて、例えば比例関係で運転者の
要求駆動力を算出する、演算回路、あるいは演算処理で
ある。
【００１４】図１において、自動車１００は、化石燃料
等を燃焼して回転駆動力を発生するエンジン１０１と、
第１の車輪駆動軸１０５と、第２の車輪駆動軸１０６
と、前輪１０７ａ、１０７ｂと、後輪１０８ａ、１０８
ｂと、エンジン１０１および第１のＭＧ２の回転駆動力
を変換して第１の車輪駆動軸１０５に伝達するととも
に、第１の車輪駆動軸１０５の回転駆動力を変換してエ
ンジン１０１および第１のＭＧ２に伝達する第１の駆動
力伝達手段１０２および変速手段１０４と、第２のＭＧ
３の回転駆動力を変換して第２の車輪駆動軸１０６に伝
達するとともに、第２の車輪駆動軸１０６の回転駆動力
を変換して第２のＭＧ３に伝達する第２の駆動力伝達手
段１０３と、前輪１０７ａ、１０７ｂおよび後輪１０８
ａ、１０８ｂの車輪速を検出する車輪速検出手段１１０
ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄと、エンジン１０１
を制御するエンジン制御手段１１１と、変速手段１０４
を制御する変速手段制御手段１１２とを備えてなる。
【００１５】なお、第１の駆動力伝達手段（または駆動
力伝達装置）１０２は、自動車１００をスムースに発進
させる役割を主に担っており、例えばトルクコンバー
タ、電磁クラッチ、油圧クラッチ等である。また、変速
手段（または変速装置）１０４は、自動車１００の走行
状態等に応じてエンジン１０１の回転駆動力を適切に変
換する役割を主に担っており、例えば多段自動変速機、
無段自動変速機等である。本発明は、上記いずれかの第
１の駆動力伝達手段１０２と、上記いずれかの変速手段
１０４を組合わせた、いずれの構成に対しても効果があ
る。
【００１６】また、エンジン１０１、第１および第２の
ＭＧ２、３の配置は必ずしも図１のとおりである必要は
なく、例えばエンジン１０１と第１のＭＧ２で第２の車
輪駆動軸１０６を駆動し、第２のＭＧ３で第１の車輪駆
動軸１０５を駆動する構成を採ることもできる。
【００１７】図２は、本発明の実施の形態に係る第１お
よび第２のＭＧ２、３の駆動モードであり、当該駆動モ
ードが適用される自動車１００の走行状態を「走行状
態」として、第１および第２のＭＧ２、３の駆動状態を
「駆動状態」として、第１および第２のＭＧ２、３の駆
動条件制御において施されている種々の制御を「駆動条
件制御項目」として、それぞれ示している。
【００１８】なお、図中の「回生」は、第１あるいは第
２の車輪駆動軸１０５、１０６の回転駆動力を受けて第
１あるいは第２のＭＧ２、３を発電駆動している状態
を、「発電」は、エンジン１０１の回転駆動力を受けて
第１のＭＧ２を発電駆動している状態を、「電動」は、
バッテリ６に蓄えられた電気エネルギを原資として第１
あるいは第２のＭＧ２、３を電動駆動している状態を、
「フリー」は、電動駆動と発電駆動のいずれも行ってい
ない状態を、それぞれ意味している。
【００１９】また、「駆動条件制御項目」における○印
は、当該制御が施されていることを意味している。
【００２０】以下、第１および第２のＭＧ２、３を駆動
して、自動車１００の操作性、快適性、さらには燃費性
能を向上させるために、駆動条件制御手段１０が実施し
ている駆動条件制御、および処理について、図３、図１
１および図１２の制御フローを参照して説明する。な
お、図３は駆動モード１Ａ、駆動モード１Ｂ、駆動モー
ド１Ｃの選択を、図１１は駆動モード２Ａ、駆動モード
２Ｂ、駆動モード２Ｃの選択を、図１２は駆動モード２
Ｄ、駆動モード２Ｅの選択を、それぞれ示しており、両
図中の「ＳＴＡＲＴ」は自動車１００の発進を意味して
いる。
【００２１】まず、自動車１００が定速走行あるいは加
速走行から減速走行に移行し、減速走行を継続する場合
について説明する。この場合、第１および第２のＭＧ
２、３は、駆動モード１Ａ、駆動モード１Ｂ、駆動モー
ド１Ｃのいずれかに従って駆動され、減速に係る自動車
１００の運動エネルギ（以下、減速エネルギと称す）を
効率良く回収することになる。
【００２２】以下、ステップ１について説明する。
【００２３】駆動条件制御手段１０は、自動車１００が
発進すると同時に、バッテリ状態検出手段２４から得ら
れるバッテリ６の端子電圧、充電率等の情報、要求制動
力検出手段２１および要求駆動力検出手段２５から得ら
れる情報、エンジン１０１から得られる冷却水温度、吸
・排気温度、燃焼状態等の情報、第１および第２のＭＧ
２、３の電動特性（トルク特性、電動効率等）と発電特
性（発電出力、発電効率等）を基に、最適な駆動モード
を選択する。
【００２４】なお、駆動モードの選択に際しては、自動
車１００に備わる図示していない減速エネルギ回収要求
検出手段を用いて得られる運転者の減速エネルギ回収要
求を考慮することができる。
【００２５】以下、ステップ１における駆動モード選択
の一例について説明する。
【００２６】例えば湿潤路、雪路、凍結路等の滑りやす
い路面（以下、低摩擦係数路と称す）を走行している場
合、自動車１００の制動バランスを崩さないように、第
１のＭＧ２と第２のＭＧ３を同時に発電駆動（回生）す
ることが望ましいため、駆動モード１Ｃが選択される。
なお、路面の状態は、車速と車輪速から得られるスリッ
プ率より推定される。
【００２７】また、バッテリ６の充電率が所定の規定範
囲内の下限値近傍あるいは上限値近傍で推移している場
合、後述する発電トルク分配制御を適用することが望ま
しいため、駆動モード１Ｃが選択される。
【００２８】以上が、ステップ１における駆動モード選
択の一例であるが、必ずしも上述のとおりとはかぎら
ず、前述の種々の情報を基に、最適な駆動モードが選択
される。以下、ステップ１において、駆動モード１Ａが
選択された場合、すなわち第１のＭＧ２の駆動状態が回
生、第２のＭＧ３の駆動状態がフリーである場合につい
て説明する。
【００２９】以下、ステップ２について説明する。
【００３０】駆動条件制御手段１０は、アクセルペダル
１１４のオン、オフの状態を検出し、アクセルペダル１
１４がオフ状態になったらステップ３に移行する。アク
セルペダル１１４がオン状態の場合にはステップ１に移
行して、駆動モードの選択を継続する。
【００３１】以下、ステップ３について説明する。
【００３２】走行中、変速手段制御手段１１２は、エン
ジン１０１の近傍に備わる図示していないスロットルの
開度、車速等の情報を基に、図示していない変速線図等
を参照して変速手段１０４の変速比を選択し、アップ変
速（変速比を小さくする変速）およびダウン変速（変速
比を大きくする変速）の変速指令を変速手段１０４に出
力する。変速手段１０４は、この変速指令を受けて上記
いずれかの変速動作を行う。
【００３３】駆動条件制御が施されていない場合、定速
走行あるいは加速走行から減速走行に移行する際、アク
セルペダル１１４がオン状態からオフ状態に移行し、こ
れに伴ってスロットルが開いている状態から閉じている
状態に移行（以下、全閉状態への移行と称す）すると、
変速手段制御手段１１２は、上述に従って変速手段１０
４にアップ変速の変速指令を出力することがある。変速
手段１０４は、この変速指令を受けてアップ変速の変速
動作を行う。
【００３４】ただし、駆動モード１Ａに基づく駆動条件
制御が施されている場合、駆動条件制御手段１０は、変
速手段制御に基づいて、変速手段１０４に変速指令を出
力しないように変速手段制御手段１１２に指令を出すと
ともに、変速手段１０４の変速比を適切に決定し、この
変速指令を変速手段１０４に出力するように変速手段制
御手段１１２に指令を出す。これにより、変速手段１０
４は、駆動条件制御手段１０が決定した変速比への変速
動作を行うことになる。
【００３５】以下、ステップ３における、変速手段１０
４の変速比の決定方法の一例について説明する。
【００３６】自動車１００に作用するエンジンブレーキ
力は、エンジンブレーキ力算出手段２２によって、例え
ば式（１）に基づいて算出される。
【００３７】 ＦＥ＝（ＴＦ×ｉＧ×ｉＦ）／ｒＷ …式（１） ここで、ＦＥはエンジンブレーキ力、ＴＦはエンジン１
０１のフリクショントルク、ｉＧは変速手段１０４の変
速比、ｉＦは図示していない最終減速機の減速比、ｒＷ
は前輪１０７ａ、１０７ｂの有効半径である。なお、エ
ンジン１０１のフリクショントルクＴＦは、予め把握し
た値をマップとして保持することが可能である。
【００３８】駆動条件制御手段１０は、変速に伴う変速
手段１０４の変速比の変化と、エンジン１０１のフリク
ショントルクの変化を推定して、例えば式（１）によっ
て算出されるエンジンブレーキ力が所定の一定制動力を
上回らない範囲で、エンジン１０１の回転数を、過回転
とならない範囲で最大にする変速比を抽出し、これを基
に変速手段１０４で実際に採り得る値を変速比に決定す
る。
【００３９】なお、上記所定の一定制動力とは、乗り心
地を悪化させない程度の制動力であり、例えば自動車１
００に（０．１×重力加速度）の減速を生じさせる力で
ある。ただし、これについては、自動車１００の構成等
に応じて最適な値を任意に設定することができる。
【００４０】以上により決定された変速比は、変速手段
１０４に変速指令として出力され、変速動作が行われ
る。ただし、変速手段１０４が多段自動変速機の場合に
は、変速段数に制限があるため、場合によっては減速走
行に移行する前の変速比が維持されることがある。
【００４１】なお、エンジン１０１のフリクショントル
クを小さくするために、図示していないスロットルの開
度の調整、エンジン１０１に備わる図示していない吸・
排気バルブのバルブタイミング等を調整することがで
き、これにより、エンジン１０１の回転数をより高める
ことができる。
【００４２】図４は、駆動モード１Ａの制御フローの一
部であり、ステップ３における上述の一連の処理を、ス
テップ３−Ｉ、ステップ３−II、ステップ３−IIIとし
て示す。
【００４３】図５は、変速手段１０４が４段自動変速機
の場合の変速線図であり、横軸に車速を、縦軸にスロッ
トルの開度（０〜１００％）を、それぞれ示している。
ここで、実線で示した「アップ変速線」がアップ変速の
条件の境界線であり、変速比が最も大きい１速から２速
への変速（図中、「１速→２速」）、２速から３速への
変速（図中、「２速→３速」）、３速から変速比が最も
小さい４速への変速（図中、「３速→４速」）について
それぞれ示している。また、破線で示した「ダウン変速
線」がダウン変速の条件の境界線であり、変速比が最も
小さい４速から３速への変速（図中、「３速←４
速」）、３速から２速への変速（図中、「２速←３
速」）、２速から変速比が最も大きい１速への変速（図
中、「１速←２速」）についてそれぞれ示している。
【００４４】例えば「動作点」で自動車１００が定速
走行している状態、詳しくは、車速が４０ｋｍ／ｈ、ス
ロットルの開度が２５％、変速手段１０４の変速段が３
速で定速走行している状態から減速走行に移行する場合
について、以下説明する。
【００４５】第１のＭＧ２を発電駆動（回生）せず、変
速手段制御が施されていない場合、アクセルペダル１１
４がオン状態からオフ状態に移行し、これに伴ってスロ
ットルの開度が２５％から０％に移行すると（図中、
「動作Ａ」）、変速線図上で「３速→４速」のアップ変
速線を通過するため、変速手段制御手段１１２は、変速
手段１０４に３速から４速へのアップ変速の指令を出力
する。変速手段１０４は、この指令を受けて３速から４
速へのアップ変速の変速動作を行う。
【００４６】ただし、第１のＭＧ２を発電駆動（回生）
し、変速手段制御が施されている場合、変速手段制御手
段１１２は、駆動条件制御手段１０が決定した変速指令
を変速手段１０４に出力する。変速手段１０４は、この
変速指令を受けて、定速走行中の３速を維持するか、１
速、２速、４速のいずれかへの変速動作を行う。
【００４７】以上、変速手段１０４が４段自動変速機の
場合について、変速手段制御の一例を示したが、他の自
動変速機、無段変速機についても同様である。
【００４８】以上のような変速手段制御を施すことによ
り、エンジン１０１の回転数が高められ、エンジン１０
１に連結された第１のＭＧ２の回転数が高められるた
め、減速走行に移行した際に回収できる減速エネルギの
量を増大させることができる。
【００４９】以下、ステップ４について説明する。
【００５０】駆動条件制御手段１０は、ブレーキペダル
１１３のオン、オフの状態を検出し、ブレーキペダル１
１３がオン状態になったらステップ５に移行する。ブレ
ーキペダル１１３がオフ状態の場合にはステップ１に移
行して、駆動モードの選択を継続する。
【００５１】以下、ステップ５およびステップ６につい
て説明する。
【００５２】第１のＭＧ２に減速エネルギを回収させる
ためには、第１のＭＧ２を、負の回転駆動力を発生する
ように発電駆動（回生）する必要がある。そのため、駆
動条件制御手段１０は、制動力制御と充電量制御に基づ
いて、適切な負のトルク（以下、発電トルクと称す）を
決定し（ステップ５）、これを発電トルク指令として出
力する（ステップ６）。これを受けて第１のＭＧ２は、
発電駆動（回生）させられる。
【００５３】以下、ステップ５における制動力制御の一
例について説明する。
【００５４】第１のＭＧ２が回収する減速エネルギの量
は発電トルクに依存しており、一般的には、発電トルク
を大きくすればその分回収できる減速エネルギの量も多
くなる。ただし、発電駆動（回生）に伴い第１のＭＧ２
で発生した負の回転駆動力は、第１の駆動力伝達手段１
０２および変速手段１０４で変換されて第１の車輪駆動
軸１０５に伝達し、制動力として自動車１００に作用す
るため、発電トルクの決定に際しては、運転者の要求制
動力を考慮する必要がある。また、第１のＭＧ２を発電
駆動した場合（回生がある場合）と発電駆動しない場合
（回生がない場合）とでの制動力の差を、運転者が違和
感を覚えない程度に小さく抑える必要がある。制動力制
御は、これらを満足させる制御である。
【００５５】図６は、制動力制御の一例を示した図であ
る。横軸に要求制動力検出手段２１から得られる運転者
の要求制動力を、縦軸に自動車１００に作用する制動力
を、それぞれ示している。ここで、「範囲」は、第１
のＭＧ２の発電駆動（回生）による制動力のみが自動車
１００に作用する範囲であり、この範囲では、運転者の
要求制動力に応じて第１のＭＧ２の発電トルクが調節さ
れ、第１のＭＧ２の発電駆動（回生）による制動力が運
転者の要求制動力に概ね等しくなるように制御が施され
ている。また、「範囲」は、前輪１０７ａ、１０７ｂ
および後輪１０８ａ、１０８ｂに備わる図示していない
摩擦ブレーキの制動力と第１のＭＧ２の発電駆動（回
生）による制動力の和が自動車１００に作用する範囲で
あり、この範囲では、運転者の要求制動力にかかわらず
第１のＭＧ２の発電駆動（回生）による制動力が所定の
一定値以下となるように第１のＭＧ２の発電トルクが調
節され、摩擦ブレーキの制動力と第１のＭＧ２の発電駆
動（回生）による制動力の和が運転者の要求制動力に概
ね等しくなるように制御が施されている。
【００５６】以上のような制動力制御を施すことによ
り、運転者の要求制動力に合致した制動力を発生させら
れるとともに、第１のＭＧ２を発電駆動した場合（回生
がある場合）と発電駆動しない場合（回生がない場合）
とでの制動力の差を、運転者が違和感を覚えない程度に
小さく抑えることができる。
【００５７】なお、運転者に違和感を生じさせないため
には、発電駆動（回生）による制動力を、自動車１００
に（０．０５×重力加速度）の減速を生じさせる力以下
とすることが望ましい。
【００５８】以下、ステップ５における充電量制御の一
例について説明する。
【００５９】第１のＭＧ２が回収する減速エネルギの量
は発電トルクに依存しており、一般的には、発電トルク
を大きくすればその分回収できる減速エネルギの量も多
くなり、バッテリ６に充電される電力（以下、充電電力
と称す）も多くなる。ただし、バッテリ６の端子電圧は
充電電力に比例して高くなるため、発電トルクの決定に
際しては、バッテリ６の端子電圧が所定の規定範囲（以
下、規定電圧範囲と称す。）を超えないように配慮する
必要がある。また、バッテリ６の耐久性を低下させない
ように、バッテリ６の充電率を所定の規定範囲内で推移
させる必要がある。充電量制御は、これらを満足させる
制御である。
【００６０】なお、バッテリ６の規定電圧範囲とは、バ
ッテリ６に接続される図示していない電気負荷、例えば
電動エアコン、インジェクタ、ランプ類等が安定に動作
する電圧の範囲である。
【００６１】図７は、充電量制御の一例を示した図であ
る。横軸にバッテリ６に充電される電流量（以下、充電
電流量と称す）を、縦軸にバッテリ６の端子電圧を、そ
れぞれ示しており、０〜１００％の範囲で推移するバッ
テリ６の充電率が６０％、８０％、９０％における、充
電電流量と、バッテリ６の端子電圧の関係を示してい
る。このような特性は、バッテリ６の充電特性として事
前に把握することが可能であり、これを参照すること
で、バッテリ６の端子電圧がその規定電圧範囲を超えな
い最大の充電電流量を知ることができる。例えば、バッ
テリ６の充電率が８０％の場合、図中の「電流量」が
それに相当し、これにバッテリ６の規定電圧範囲の上限
値を乗じたものが最大の充電電力となる。そして、この
充電電力をバッテリ６の充電効率と、第１のインバータ
４の変換効率と、第１のＭＧ２の発電効率等の積で除す
ることで、第１のＭＧ２の発電駆動入力が求まる。これ
を基に、駆動条件制御手段１０は、第１のＭＧ２の発電
トルクを決定している。
【００６２】また、駆動条件制御手段１０は、バッテリ
状態検出手段２４から得られる充電率を監視し、これを
基に第１のＭＧ２の発電トルクを決定している。
【００６３】以上のような充電量制御を施すことによ
り、バッテリ６の端子電圧がその規定電圧範囲を超えな
い範囲で充電電力を最大にできるとともに、バッテリ６
の充電率を所定の規定範囲内で推移させることができ
る。
【００６４】以下、ステップ７について説明する。
【００６５】ステップ５以降では、アクセルペダル１１
４がオフ状態、かつブレーキペダル１１３がオン状態で
あるため、通常、自動車１００は減速走行を継続してい
る状態にある。
【００６６】減速走行中、変速手段制御手段１１２は、
エンジン１０１の近傍に備わる図示していないスロット
ルの開度、車速等の情報を基に、図示していない変速線
図等を参照して変速手段１０４の変速比を選択し、通
常、ダウン変速（変速比を大きくする変速）の変速指令
を変速手段１０４に出力する。変速手段１０４は、この
変速指令を受けてダウン変速の変速動作を行う。
【００６７】駆動条件制御が施されていない場合、上述
のとおり、変速線図等を参照して選択された変速比が変
速指令として変速手段１０４に出力され、変速手段１０
４は、この変速指令を受けて変速動作を行う。
【００６８】ただし、駆動モード１Ａに基づく駆動条件
制御が施されている場合、駆動条件制御手段１０は、変
速手段制御に基づいて、変速手段１０４に変速指令を出
力しないように変速手段制御手段１１２に指令を出すと
ともに、変速手段１０４の変速比を適切に決定し、この
変速指令を変速手段１０４に出力するように変速手段制
御手段１１２に指令を出す。これにより、変速手段１０
４は、駆動条件制御手段１０が決定した変速比への変速
動作を行うことになる。
【００６９】以下、第１の駆動力伝達手段１０２が例え
ば電磁クラッチあるいは油圧クラッチである場合、また
は第１の駆動力伝達手段１０２がトルクコンバータで、
ロックアップしている場合について、ステップ７におけ
る変速手段１０４の変速比の決定方法の一例について説
明する。
【００７０】自動車１００に作用するエンジンブレーキ
力は、エンジンブレーキ力算出手段２２によって、前述
のとおり、例えば式（１）に基づいて算出される。
【００７１】また、第１のＭＧ２の発電駆動（回生）に
よって自動車１００に作用する制動力、すなわち回生制
動力は、回生制動力算出手段２３によって、例えば式
（２）に基づいて算出される。
【００７２】 ＦＲ＝（ＴＧ×ｉＰ×ｉＧ×ｉＦ）／ｒＷ …式（２） ここで、ＦＲは回生制動力、ＴＧは第１のＭＧ２の発電
トルク、ｉＰは第１のＭＧ２とエンジン１０１とのプー
リ比である。
【００７３】駆動条件制御手段１０は、変速に伴う変速
手段１０４の変速比の変化と、エンジン１０１のフリク
ショントルクの変化を推定して、例えば式（１）によっ
て算出されるエンジンブレーキ力と、例えば式（２）に
よって算出される回生制動力との和が、運転者の要求制
動力を上回らない範囲で、第１のＭＧ２の発電量が最大
となる変速比を抽出し、これを基に変速手段１０４で実
際に採り得る値を変速比に決定する。
【００７４】なお、運転者の要求制動力は、要求制動力
検出手段２１によって、ブレーキペダル１１３のストロ
ークあるいは踏力を基に、例えば比例関係で算出され
る。
【００７５】また、第１のＭＧ２の発電量は、第１のＭ
Ｇ２の回転数と発電トルクをパラメータとした発電特性
を予め把握し、これをマップとして保持することで得ら
れる。
【００７６】以下、第１の駆動力伝達手段１０２が例え
ばトルクコンバータで、ロックアップしていない場合に
ついて、ステップ７における変速手段１０４の変速比の
決定方法の一例について説明する。
【００７７】自動車に作用するエンジンブレーキ力は、
エンジンブレーキ力算出手段によって、例えば式（３）
に基づいて算出される。
【００７８】 ＦＥ＝（（ＮＯＵＴ×ＮＯＵＴ）×τ×ｉＧ×ｉＦ）／ｒＷ …式（３） ここで、ＮＯＵＴは第１の駆動力伝達手段１０２の変速
手段１０４側の回転数、τは第１の駆動力伝達手段１０
２としてのトルクコンバータのトルク容量である。な
お、第１の駆動力伝達手段１０２の変速手段１０４側の
回転数ＮＯＵＴは、式（４）に基づいて算出される。
【００７９】 ＮＯＵＴ＝（ＶＶ／ｒＷ）×ｉＧ×ｉＦ …式（４） ここで、ＶＶは車速であり、車速算出手段２０により得
られる。
【００８０】また、トルクコンバータのトルク容量τ
は、式（５）によって定義される速度比ｅによって一意
に定まるものであり、予め把握した値をマップとして保
持することが可能である。
【００８１】ｅ＝ＮＯＵＴ／ＮＩＮ …式（５） ここで、ＮＩＮは第１の駆動力伝達手段１０２のエンジ
ン１０１側の回転数、すなわちエンジン１０１の回転数
である。
【００８２】駆動条件制御手段１０は、変速に伴う変速
手段１０４の変速比の変化と、エンジン１０１の回転数
とフリクショントルクの変化を推定して、例えば式
（３）によって算出されるエンジンブレーキ力が運転者
の要求制動力を上回らない範囲で、第１のＭＧ２の発電
量が最大となる変速比を抽出し、これを基に変速手段１
０４で実際に採り得る値を変速比に決定する。
【００８３】以上により決定された変速比は、変速手段
１０４に変速指令として出力され、変速動作が行われ
る。ただし、変速手段１０４が多段自動変速機の場合に
は、変速段数に制限があるため、上述により決定された
値が、採り得る変速比を超えた段階でダウン変速の変速
動作が行われることになる。
【００８４】なお、エンジン１０１のフリクショントル
クを小さくするために、図示していないスロットルの開
度の調整、エンジン１０１に備わる図示していない吸・
排気バルブのバルブタイミングの調整等を行うことがで
き、これにより、第１のＭＧ２の発電量をより増大させ
ることができる。
【００８５】図４は、駆動モード１Ａの制御フローの一
部であり、ステップ７における上述の一連の処理を、ス
テップ７−Ｉ、ステップ７−II、ステップ７−IIIとし
て示す。
【００８６】図５において、例えば「動作点」から自
動車１００が減速走行を継続する場合、詳しくは、車速
が４０ｋｍ／ｈ、スロットルの開度が０％、変速手段１
０４の変速比がステップ３の変速手段制御によって、例
えば３速の状態から減速走行を継続する場合について、
以下説明する。
【００８７】第１のＭＧ２を発電駆動（回生）せず、変
速手段制御が施されていない場合、減速走行の継続によ
り車速が低下すると（図中、「動作Ｂ」）、変速手段制
御手段１１２は、変速線図上で「２速←３速」のダウン
変速線を通過した段階、すなわち車速が「車速」に達
した段階で、変速手段１０４に３速から２速へのダウン
変速の指令を出力する。同様に、変速線図上で「１速←
２速」のダウン変速線を通過した段階、すなわち車速が
「車速」に達した段階で、変速手段１０４に２速から
１速へのダウン変速の指令を出力する。変速手段１０４
は、これらの指令を受けて各ダウン変速の変速動作を行
う。すなわち、同一の変速線図を用いた場合には、常に
一定の車速でダウン変速が行われる。
【００８８】ただし、第１のＭＧ２を発電駆動（回生）
し、変速手段制御が施されている場合、変速手段制御手
段１１２は、第１のＭＧ２の発電量を最大にするよう
に、変速手段１０４に３速から２速へのダウン変速の指
令と２速から１速へのダウン変速の指令を出力する。変
速手段１０４は、これらの指令を受けて各ダウン変速の
変速動作を行う。すなわち、ダウン変速が行われる車速
は一定ではなく、走行状態に応じて変化する。
【００８９】以上、変速手段１０４が４段自動変速機の
場合について、変速手段制御の一例を示したが、他の自
動変速機、無段変速機についても同様である。
【００９０】以上のような変速手段制御を施すことによ
り、第１のＭＧ２の発電量が増加するため、回収できる
減速エネルギの量を増大させることができる。
【００９１】以下、ステップ８について説明する。
【００９２】減速走行の継続により、第１の駆動力伝達
手段１１２の変速手段１０４側の回転数が、例えばアイ
ドリング回転数等の所定値（以下、必要最低回転数と称
す）を下回るようになり、エンジン１０１に回転駆動力
を発生させて回転を維持せざるを得ない状態に至った
ら、第１のＭＧ２を発電駆動（回生）することは燃費性
能の点で好ましくない。このような理由で、駆動モード
１Ａに従った駆動が成立しなくなった場合には、別の駆
動モードを選択すべくステップ１に移行する。駆動モー
ド１Ａに従った駆動が成立している場合にはステップ９
に移行する。
【００９３】以下、ステップ９について説明する。
【００９４】駆動条件制御手段１０は、他の駆動モード
への移行の必要性を判断し、移行が必要な場合には、ス
テップ１に移行する。移行が必要ない場合には、ステッ
プ４に移行して駆動モード１Ａに基づく駆動条件制御を
継続する。
【００９５】以上のステップ２〜ステップ９が駆動モー
ド１Ａに基づく駆動条件制御、および処理である。
【００９６】以下、一例として、第１の駆動力伝達手段
１０２が電磁クラッチあるいは油圧クラッチ、またはロ
ックアップ状態のトルクコンバータ、変速手段１０４が
４段自動変速機である場合について、駆動モード１Ａに
基づく駆動条件制御が施された場合の効果について、図
８を参照して説明する。
【００９７】図８は、自動車１００が定速走行から減速
走行に移行し、最終的に停止するまでの種々のタイムチ
ャートである。図８（ａ）は駆動条件制御が施されてい
ない場合、図８（ｂ）は駆動条件制御が施されている場
合である。また、図８（ａ）および（ｂ）中の各（１）
は車速のタイムチャートである。また各（２）は、変速
手段１０４の変速比のタイムチャートであり、定速走行
中の３段（変速比：１）から停止状態の１段（変速比：
２．８）までの変速動作を示している。なお、この場合
に採り得る変速比は最大で４種類であり、各段間を遷移
する際の変速比は実際には存在しない。また各（３）は
エンジン１０１の回転数と、第１の駆動力伝達手段１０
２の変速手段１０４側の回転数のタイムチャートであ
る。また各（４）は自動車１００に作用する制動力のタ
イムチャートであり、運転者の要求制動力と、エンジン
ブレーキ力と回生制動力の和を示している。また各
（５）は、第１のＭＧ２の発電量のタイムチャートであ
る。
【００９８】定速走行から減速走行に移行する際、駆動
条件制御が施されていない場合、図８（ａ）（１）に示
すように、変速手段１０４は、３速から４速へのダウン
変速の変速動作を行う。ただし、駆動条件制御が施され
ている場合、図８（ｂ）（１）に示すように、変速手段
１０４は、定速走行中の３速を維持する。また、変速手
段１０４は、第１のＭＧ２の発電量が最大となるよう
に、３速から２速へのダウン変速と、２速から１速への
ダウン変速の変速動作を行っている。その結果、図８
（ａ）（５）に示すように、第１のＭＧ２の発電量が、
駆動条件制御が施されていない場合に比べて増大してい
る。また、この時のエンジンブレーキ力と回生制動力の
和は、運転者の要求制動力よりも小さく抑えられてい
る。
【００９９】また、別の例として、第１の駆動力伝達手
段１０２が非ロックアップ状態のトルクコンバータ、変
速手段１０４が４段自動変速機である場合について、駆
動モード１Ａに基づく駆動条件制御が施された場合の効
果を、図９に示す。
【０１００】図８の例と同様に、図９（ａ）（５）に示
すように、第１のＭＧ２の発電量が、駆動条件制御が施
されていない場合に比べて増大している。また、この時
のエンジンブレーキ力と回生制動力の和は、運転者の要
求制動力よりも小さく抑えられている。
【０１０１】以上、第１の駆動力伝達手段１０２が電磁
クラッチあるいは油圧クラッチ、またはロックアップ状
態のトルクコンバータ、または非ロックアップ状態のト
ルクコンバータ、変速手段１０４が４段自動変速機であ
る場合ついて、駆動モード１Ａに基づく駆動条件制御が
施された場合の効果を示したが、前述のとおり、本発明
は、上記いずれかの第１の駆動力伝達手段１０２と、上
記いずれかの変速手段１０４を組合わせた、いずれの構
成に対しても効果がある。
【０１０２】以下、ステップ１において、駆動モード１
Ｂが選択された場合、すなわち第１のＭＧ２の駆動状態
がフリー、第２のＭＧ３の駆動状態が回生である場合に
ついて説明する。
【０１０３】以下、ステップ１０について説明する。駆
動条件制御手段１０は、ブレーキペダル１１３のオン、
オフの状態を検出し、ブレーキペダル１１３がオン状態
になったらステップ５’に移行する。ブレーキペダル１
１３がオフ状態の場合にはステップ１に移行して、駆動
モードの選択を継続する。
【０１０４】以下、ステップ５’およびステップ６’に
ついて説明する。ステップ５’はステップ５と同様であ
る。ステップ６’はステップ６と同様である。
【０１０５】以下、ステップ１１について説明する。減
速走行の継続により、第２の車輪駆動軸１０６の回転数
が低下し、第２の車輪駆動軸１０６に第２の駆動力伝達
手段１０３を介して連結された第２のＭＧ３の回転数
が、発電出力が得られる回転数を下回った場合、第２の
ＭＧ３を発電駆動（回生）することができなくなる。例
えばこのような理由で第２のＭＧ３を発電駆動（回生）
することができなくなり、駆動モード１Ｂに従った駆動
が成立しなくなった場合には、別の駆動モードを選択す
べくステップ１に移行する。駆動モード１Ｂに従った駆
動が成立している場合にはステップ１２に移行する。
【０１０６】以下、ステップ１２について説明する。駆
動条件制御手段１０は、他の駆動モードへの移行の必要
性を判断し、移行が必要な場合には、ステップ１に移行
する。移行が必要ない場合には、ステップ１０に移行し
て駆動モード１Ｂに基づく駆動条件制御を継続する。
【０１０７】以上のステップ１０〜ステップ１２、およ
びステップ５’とステップ６’が駆動モード１Ｂに基づ
く駆動条件制御、および処理である。
【０１０８】以下、ステップ１において、駆動モード１
Ｃが選択された場合、すなわち第１および第２のＭＧ
２、３の駆動状態がともに回生である場合について説明
する。
【０１０９】以下、ステップ１３について説明する。駆
動条件制御手段１０は、アクセルペダル１１４のオン、
オフの状態を検出し、アクセルペダル１１４がオフ状態
になったらステップ３’に移行する。アクセルペダル１
１４がオン状態の場合にはステップ１に移行して、駆動
モードの選択を継続する。
【０１１０】以下、ステップ３’について説明する。ス
テップ３’はステップ３と同様である。
【０１１１】以下、ステップ１４について説明する。駆
動条件制御手段１０は、ブレーキペダル１１３のオン、
オフの状態を検出し、ブレーキペダル１１３がオン状態
になったらステップ１５に移行する。ブレーキペダル１
１３がオフ状態の場合にはステップ１に移行して、駆動
モードの選択を継続する。
【０１１２】以下、ステップ１５およびステップ６’に
ついて説明する。駆動条件制御手段１０は、発電トルク
分配制御と、前述した制動力制御と充電量制御に基づい
て、適切な発電トルクを決定し（ステップ１５）、これ
を発電トルク指令として出力する（ステップ６’）。こ
れを受けて、第１および第２のＭＧ２、３は、発電駆動
（回生）させられる。
【０１１３】以下、ステップ１５における発電トルク分
配制御の一例について説明する。第１および第２のＭＧ
２、３が回収する減速エネルギの量は発電トルクに依存
しており、一般的には、発電トルクを大きくすればその
分回収できる減速エネルギの量も多くなる。ただし、こ
れは第１および第２のＭＧ２、３の発電効率が駆動条件
によらず一定の場合に言えることであり、実際には、駆
動条件、例えば回転数、発電トルク等に応じて発電効率
が異なるため、必ずしも上述のとおりとはかぎらない。
よって、発電トルクの決定に際しては、第１および第２
のＭＧ２、３のそれぞれの発電効率を考慮する必要があ
る。発電トルク分配制御は、これを満足させる制御であ
る。
【０１１４】図１０は、発電トルク分配制御の一例を示
した図である。横軸に第１および第２のＭＧ２、３の回
転数を、縦軸に第１および第２のＭＧ２、３の発電トル
クを、それぞれ示しており、第１および第２のＭＧ２、
３の発電効率が同じである場合について、等発電効率曲
線を３０〜９０％の範囲で１０％刻みに示している。こ
のような特性は、発電特性として事前に把握することが
可能であり、これに基づいて発電トルク分配制御が施さ
れる。
【０１１５】図１０に示す発電特性を持つ第１および第
２のＭＧ２、３に対して、まず、第１のＭＧ２と第２の
ＭＧ３の発電出力の和を最大にする場合の発電トルク分
配制御の一例について、以下、図１０を参照して説明す
る。
【０１１６】図１０中には、減速走行中の任意の車速に
おける第１のＭＧ２の回転数（この場合５０００ｒ／ｍ
ｉｎ）と、第２のＭＧ３の回転数（この場合３０００ｒ
／ｍｉｎ）と、制動力制御に基づく第１のＭＧ２と第２
のＭＧ３の発電駆動入力の和の上限値（以下、制動力制
御に基づく発電駆動入力の上限値と称す）を示してい
る。なお、これらの値は、第１のＭＧ２とエンジン１０
１のプーリ比、変速手段１０４の変速比、第２の駆動力
伝達手段１０３の減速比、発電駆動（回生）による制動
力の上限値、さらには車速等によっても異なるため、必
ずしも上述または図示のとおりとはかぎらない。
【０１１７】ここで、第１および第２のＭＧ２、３の回
転数をそれぞれＮＭＧ１Ｇ、ＮＭＧ ２Ｇ、発電トルクを
それぞれＴＭＧ１Ｇ、ＴＭＧ２Ｇ、発電効率をそれぞれ
ηＭ Ｇ１Ｇ、ηＭＧ２Ｇ、制動力制御に基づく発電駆動
入力の上限値をＷＬＩＭＩＴ Ｇと置くと、この場合に設
定し得るＴＭＧ１Ｇ、ＴＭＧ２Ｇとしては、（（（Ｎ
ＭＧ１Ｇ×２×π／６０）×ＴＭＧ１Ｇ）＋（（Ｎ
ＭＧ２Ｇ×２×π／６０）×ＴＭＧ２Ｇ））≦Ｗ
ＬＩＭＩＴＧ（以下、発電トルク決定条件と称す）を
満足する範囲で無数にある。
【０１１８】ただし、駆動モード１Ｃに基づく駆動条件
制御が施されている場合、駆動条件制御手段は、発電ト
ルク分配制御に基づいて、第１のＭＧ２と第２のＭＧ３
の発電出力の和、詳しくは（（（ＮＭＧ１Ｇ×２×π／
６０）×ＴＭＧ１Ｇ×ηＭＧ １Ｇ）＋（（ＮＭＧ２Ｇ×
２×π／６０）×ＴＭＧ２Ｇ×ηＭＧ２Ｇ））（以下、
発電出力の和と称す）が最大となるように、第１および
第２のＭＧ２、３の動作点を、それぞれ図中の「第１の
ＭＧの動作点」、「第２のＭＧの動作点」に決定
し、これに基づいて発電トルクを決定する。これによ
り、発電出力の和が最大となり、同じく発電トルク決定
条件を満足する、例えば図中の「第１のＭＧの動作点
」、「第２のＭＧの動作点」で発電駆動（回生）し
た場合に比べて発電出力の和が約６０％増加する。
【０１１９】次に、バッテリ６の充電率を所定の規定範
囲内で推移させるべく、充電電力を最小に抑えるととも
に、第１および第２のＭＧ２、３を発電駆動した場合
（回生がある場合）と発電駆動しない場合（回生がない
場合）とでの制動力の差を生じさせない場合の発電トル
ク分配制御の一例について、以下、図１０を参照して説
明する。
【０１２０】この場合、駆動条件制御手段１０は、発電
トルク分配制御に基づいて、（（（ＮＭＧ１Ｇ×２×π
／６０）×ＴＭＧ１Ｇ）＋（（ＮＭＧ２Ｇ×２×π／６
０）×ＴＭＧ２Ｇ））＝ＷＬＩＭＩＴＧ（以下、発電ト
ルク決定条件と称す）を満足する範囲で、発電出力の
和が最小となるように、第１および第２のＭＧ２、３の
動作点を、それぞれ図中の「第１のＭＧの動作点」、
「第２のＭＧの動作点」に決定し、これに基づいて発
電トルクを決定する。これにより、発電出力の和が最小
となり、同じく発電トルク決定条件を満足する、例え
ば図中の「第１のＭＧの動作点」、「第２のＭＧの動
作点」で発電駆動（回生）した場合に対して発電出力
の和が１／２以下となる。
【０１２１】以上のような発電トルク分配制御を施すこ
とにより、第１のＭＧ２と第２のＭＧ３の発電出力の和
を最大にすることができる。また、バッテリ６の充電率
を所定の規定範囲内で推移させられるとともに、第１お
よび第２のＭＧ２、３を発電駆動した場合（回生がある
場合）と発電駆動しない場合（回生がない場合）とでの
制動力の差を生じさせないようにできる。
【０１２２】なお、一般的には、第１および第２のＭＧ
２、３の発電効率は、その回転数が高いほど高くなる傾
向にあるため、発電出力を大きくするためには、第１お
よび第２のＭＧ２、３を高回転で発電駆動することが望
ましい。この点で、エンジン１０１と第１のＭＧ２のプ
ーリ比（（第１のＭＧ２の回転数／エンジン１０１の回
転数）で定義され、１より大きい値を採る）の分だけ第
１のＭＧ２を高回転で発電駆動できる本発明の実施の形
態による補助駆動装置１は、第１のＭＧ２を、例えばエ
ンジン１０１と第１の駆動力伝達手段１０２との間に配
置する構成（プーリ比：１）に比べて優れている。
【０１２３】以下、ステップ７’について説明する。ス
テップ７’はステップ３と同様である。
【０１２４】以下、ステップ１６について説明する。第
１および第２のＭＧ２、３のいずれか一方を発電駆動
（回生）することができなくなり、駆動モード１Ｃに従
った駆動が成立しなくなった場合には、別の駆動モード
を選択すべくステップ１に移行する。駆動モード１Ｃに
従った駆動が成立している場合にはステップ１７に移行
する。
【０１２５】以下、ステップ１７について説明する。駆
動条件制御手段１０は、他の駆動モードへの移行の必要
性を判断し、移行が必要な場合には、ステップ１に移行
する。移行が必要ない場合には、ステップ１４に移行し
て駆動モード１Ｃに基づく駆動条件制御を継続する。
【０１２６】以上のステップ１３〜ステップ１７、およ
びステップ３’とステップ６’とステップ７’が駆動モ
ード１Ｃに基づく駆動条件制御、および処理である。
【０１２７】以上、自動車１００が定速走行あるいは加
速走行から減速走行に移行し、減速走行を継続する場合
について、減速エネルギを効率良く回収するための駆動
条件制御を示した。そこでつぎに、自動車１００の操作
性、快適性、安全性、さらには燃費を向上させるべく、
回収した減速エネルギ、すなわちバッテリに蓄えられた
電気エネルギを原資として、第１および第２のＭＧ２、
３を主に電動駆動するための駆動条件制御について、以
下説明する。
【０１２８】つぎに、自動車１００が発進し、加速走行
あるいは定速走行を継続する場合について説明する。こ
の場合、第１および第２のＭＧ２、３は、駆動モード２
Ａ、駆動モード２Ｂ、駆動モード２Ｃ、駆動モード２
Ｄ、駆動モード２Ｅのいずれかに従って駆動され、自動
車１００の操作性、快適性、安全性、さらには燃費を向
上させることになる。
【０１２９】以下、この場合に駆動条件制御手段１０が
実施している駆動条件制御、および処理を、図１１およ
び図１２の制御フローを参照して説明する。
【０１３０】なお、自動車１００の停止状態におけるエ
ンジン１０１の状態としては、必要最低回転数で回転し
ている状態（以下、アイドリング状態と称す）と、停止
している状態（以下、アイドリングストップ状態と称
す）の二つがある。
【０１３１】以下、ステップ２０について説明する。駆
動条件制御手段１０は、自動車１００が発進すると同時
に、バッテリ状態検出手段２４から得られるバッテリ６
の端子電圧、充電率等の情報、要求制動力検出手段２１
および要求駆動力検出手段２５から得られる情報、エン
ジン１０１から得られる冷却水温度、吸・排気温度、燃
焼状態等の情報、第１および第２のＭＧ２、３の電動特
性（トルク特性、電動効率等）と発電特性（発電出力、
発電効率等）を基に、最適な駆動モードを選択する。
【０１３２】なお、駆動モードの選択に際しては、自動
車１００に備わる図示していない加速性能向上要求検出
手段を用いて得られる運転者の加速性能向上要求を考慮
することができる。
【０１３３】以下、ステップ２０における駆動モード選
択の一例について説明する。アイドリングストップ状態
からの発進で、第１のＭＧ２を電動駆動してエンジン１
０１を再始動している最中に運転者の発進要求、あるい
は加速要求があった場合、必要な回転駆動力を発生する
ことができないエンジン１０１を補うために、運転者の
要求駆動力に応じて第１および第２のＭＧ２、３を電動
駆動することが望ましい。
【０１３４】例えば、運転者の要求駆動力が、エンジン
１０１の回転駆動力に相当する駆動力より大きく、かつ
エンジン１０１の回転駆動力と第１のＭＧ２の回転駆動
力の和に相当する駆動力以下である場合、駆動モード２
Ａが選択される。
【０１３５】例えば、運転者の要求駆動力が、エンジン
１０１の回転駆動力に相当する駆動力より大きく、かつ
エンジン１０１の回転駆動力と第２のＭＧ３の回転駆動
力の和に相当する駆動力以下である場合、駆動モード２
Ｂが選択される。
【０１３６】例えば、運転者の要求駆動力が、エンジン
１０１の回転駆動力に相当する駆動力より大きく、かつ
エンジン１０１の回転駆動力と第１および第２のＭＧ
２、３の回転駆動力の和に相当する駆動力以下である場
合、駆動モード２Ｃが選択される。
【０１３７】以上により、運転者の要求駆動力に合致し
た駆動力を発生させられるとともに、自動車１００をス
ムースに発進させられる。
【０１３８】また、低摩擦係数路を走行している場合、
第２のＭＧ３を電動駆動することが望ましい。
【０１３９】なお、路面の状態は、車速と車輪速から得
られるスリップ率より推定される。
【０１４０】例えば、前輪１０７ａ、１０７ｂと後輪１
０８ａ、１０８ｂがともに、路面との間で安定な駆動力
を発生している安定状態の場合（スリップ率が概ね０．
２以下である場合）、第２のＭＧ３を電動駆動して、後
輪１０８ａ、１０８ｂが路面との間で最大の駆動力を発
生するようにスリップ率を制御するため、駆動モード２
Ｂが選択される。
【０１４１】この場合の、スリップ率と、車輪１０７
ａ、１０７ｂ、１０８ａ、１０８ｂと路面との間で発生
する駆動力との関係の一例を図１３に示す。図１３
（ａ）は、第２のＭＧ３を電動駆動しない場合であり、
前輪１０７ａ。１０７ｂは、図中の「前輪の動作点」で
動作しており、後輪１０８ａ、１０８ｂは、図中の「後
輪の動作点」で動作しており、ともに安定状態にあ
る。図１３（ｂ）は、駆動モード２Ｂに従って、第２の
ＭＧ３を電動駆動する場合であり、前輪１０７ａ、１０
７ｂは、図中の「前輪の動作点」で動作しており、後輪
１０８ａ、１０８ｂは、図中の「後輪の動作点」で動
作しており、ともに安定状態にある。すなわち、駆動モ
ード２Ｂに従って、第２のＭＧ３を電動駆動すること
で、後輪１０８ａ、１０８ｂが路面との間で発生する駆
動力が大きくなるため、前輪１０７ａ、１０７ｂの駆動
力と後輪１０８ａ、１０８ｂの駆動力の和である全体の
駆動力が大きくなる。
【０１４２】例えば、前輪１０７ａ、１０７ｂが、路面
との間で不安定な駆動力を発生している不安定状態の場
合（スリップ率が概ね０．２を超える場合）、第１のＭ
Ｇ２を発電駆動して、前輪１０７ａ、１０７ｂが路面と
の間で安定な駆動力を発生するようにエンジン１０１の
回転駆動力を抑えるとともに、第２のＭＧ３を電動駆動
して、後輪１０８ａ、１０８ｂが路面との間で最大の駆
動力を発生するようにスリップ率を制御するため、駆動
モード２Ｅが選択される。
【０１４３】この場合の、スリップ率と、車輪１０７
ａ、１０７ｂ、１０８ａ、１０８ｂと路面との間で発生
する駆動力との関係の一例を図１４に示す。図１４
（ａ）は、第１のＭＧ２を発電駆動せず第２のＭＧ３を
電動駆動しない場合であり、前輪１０７ａ、１０７ｂ
は、図中の「前輪の動作点」で動作しており、後輪１
０８ａ、１０８ｂは、図中の「後輪の動作点」で動作
しており、後輪１０８ａ、１０８ｂのみが安定状態にあ
る。図１４（ｂ）は、駆動モード２Ｅに従って、第１の
ＭＧ２を発電駆動し第２のＭＧ３を電動駆動する場合で
あり、前輪１０７ａ、１０７ｂは、図中の「前輪の動作
点」で動作しており、後輪１０８ａ、１０８ｂは、図
中の「後輪の動作点」で動作しており、ともに安定状
態にある。すなわち、駆動モード２Ｅに従って、第１の
ＭＧ２を発電駆動し第２のＭＧ３を発電駆動すること
で、前輪１０７ａ、１０７ｂおよび後輪１０８ａ、１０
８ｂが路面との間で発生する駆動力がともに大きくなる
ため、前輪１０７ａ、１０７ｂの駆動力と後輪１０８
ａ、１０８ｂの駆動力の和である全体の駆動力が大きく
なる。
【０１４４】以上により、低摩擦係数路を走行する際の
自動車１００の安全性、操作性を向上させることができ
る。また、斜度の高い低摩擦係数路を登坂走行すること
が可能となる。
【０１４５】また、バッテリ６の充電率が所定の規定範
囲内の下限値近傍で推移している場合、第１のＭＧ２を
発電駆動して、バッテリ６の充電率を上昇させるため、
駆動モード２Ｄ、駆動モード２Ｅのいずれかが選択され
る。
【０１４６】以上が、ステップ２０における駆動モード
選択の一例であるが、必ずしも上述のとおりとはかぎら
ず、前述の種々の情報を基に、最適な駆動モードが選択
される。
【０１４７】以下、ステップ２０において駆動モード２
Ａが選択された場合、すなわち第１のＭＧ２の駆動状態
が電動、第２のＭＧ３の駆動状態がフリーである場合に
ついて説明する。
【０１４８】以下、ステップ２１について説明する。駆
動条件制御手段１０は、アクセルペダル１１４のオン、
オフの状態を検出し、アクセルペダル１１４がオン状態
になったらステップ２２に移行する。アクセルペダル１
１４がオフ状態の場合にはステップ２０に移行して、駆
動モードの選択を継続する。
【０１４９】以下、ステップ２２について説明する。前
述のとおり、走行中、変速手段制御手段１１２は、エン
ジン１０１の近傍に備わる図示していないスロットルの
開度、車速等の情報を基に、図示していない変速線図等
を参照して変速手段１０４の変速比を選択し、アップ変
速（変速比を小さくする変速）およびダウン変速（変速
比を大きくする変速）の変速指令を変速手段１０４に出
力する。変速手段１０４は、この変速指令を受けて上記
いずれかの変速動作を行う。
【０１５０】駆動条件制御が施されていない場合、定速
走行（場合によっては加速走行）から加速走行への移行
において、アクセルペダル１１４の踏込み量が大きくな
り、これに伴ってスロットルの開度が大きくなると、変
速手段制御手段１１２は、上述に従って変速手段１０４
にダウン変速の変速指令を出力することがある。変速手
段１０４は、この変速指令を受けてダウン変速の変速動
作を行う。
【０１５１】ただし、駆動モード２Ａに基づく駆動条件
制御が施されている場合、駆動条件制御手段１０は、変
速手段制御に基づいて、変速手段１０４に変速指令を出
力しないように変速手段制御手段１１２に指令を出すと
ともに、変速手段１０４の変速比を適切に決定し、この
変速指令を変速手段１０４に出力するように変速手段制
御手段１１２に指令を出す。これにより、変速手段１０
４は、駆動条件制御手段１０が決定した変速比への変速
動作を行うことになる。
【０１５２】図５において、例えば「動作点」で自動
車１００が定速走行している状態、詳しくは、車速が４
０ｋｍ／ｈ、スロットルの開度が２５％、変速手段１０
４の変速比が３速で定速走行している状態から加速走行
に移行する場合について、以下説明する。
【０１５３】第１のＭＧ２を電動駆動せず、変速制御手
段が施されていない場合、加速走行のためアクセルペダ
ル１１４の踏込み量が大きくなり、これに伴ってスロッ
トルの開度が２５％から例えば７５％に移行すると（図
中、「動作Ｃ」）、変速線図上で「２速←３速」のダウ
ン変速線を通過するため、変速手段制御手段１１２は、
変速手段１０４に３速から２速へのダウン変速の指令を
出力する。変速手段１０４は、この指令を受けて３速か
ら２速へのダウン変速の変速動作を行う。
【０１５４】ただし、第１のＭＧ２を電動駆動し、変速
手段制御が施されている場合、変速手段制御手段１１２
は、駆動条件制御手段１０が決定した変速指令を変速手
段１０４に出力する。変速手段１０４は、この変速指令
を受けて、定速走行中の３速を維持する。
【０１５５】以上、変速手段１０４が４段自動変速機の
場合について、変速手段制御の一例を示したが、他の自
動変速機、無段変速機についても同様である。
【０１５６】以上のような変速手段制御を施すことによ
り、ダウン変速およびアップ変速の変速動作の回数が減
り、変速動作に起因するエンジン１０１の回転数の急激
な上昇、駆動力の急変がなくなるため、自動車１００の
快適性、操作性が向上するとともに、燃費および排気性
能が向上する。
【０１５７】以下、ステップ２３およびステップ２４に
ついて説明する。駆動条件制御手段１０は、駆動力制御
と充電量制御に基づいて、適切な電動トルクを決定し
（ステップ２３）、これを電動トルク指令として出力す
る（ステップ２４）。これを受けて第１のＭＧ２は、電
動駆動させられる。
【０１５８】以下、ステップ２３における駆動力制御の
一例について説明する。加速走行中、第１のＭＧ２を電
動駆動することで、これによる回転駆動力がエンジン１
０１の回転駆動力に付加され、自動車１００に作用する
駆動力が大きくなるため、加速性能が向上する。ただ
し、バッテリ６に蓄えられている電気エネルギの制約、
第１のインバータ４の耐久性の制約等から、加速走行中
の常時、第１のＭＧ２を電動駆動することが難しい場合
がある。よって、このような場合には、所定の条件下で
のみ第１のＭＧ２を電動駆動せざるを得ない。あるい
は、運転者の要求駆動力に応じて第１のＭＧ２の回転駆
動力を調節しなければならない。駆動力制御は、これら
を満足させる制御である。
【０１５９】図１５は、駆動力制御の一例を示した図で
ある。横軸にアクセルペダル１１４の踏込み量を、縦軸
に第１のＭＧ２の電動出力を、それぞれ示しており、ア
クセルペダル１１４の踏込み量に対する第１のＭＧ２の
電動出力の指標を、「指標」、「指標」、「指標
’」、「指標’」として示している。上述の理由
で、加速走行中の常時、第１のＭＧ２を電動駆動するこ
とが難しい場合には、例えばこのような指標を基に第１
のＭＧ２の電動出力を決定することで、アクセルペダル
１１４の踏込み量、すなわち運転者の加速要求に合致し
た駆動力を発生させることができる。ここで「指標」
は、例えばアクセルペダル１１４の踏込み量が２／４
（最大値：４／４）まではアクセルペダル１１４の踏込
み量に比例して第１のＭＧ２の電動出力を増大させ、２
／４以降で第１のＭＧ２の電動出力を最大とするもので
ある。また、「指標」は、例えばアクセルペダル１１
４の踏込み量が２／４までは第１のＭＧ２の電動出力を
零とし、２／４以降で第１のＭＧ２の電動出力を最大と
するものである。なお、運転者の特性、具体的にはアク
セルペダル１１４の踏込み量の分布、頻度等に応じて、
「指標」および「指標」をアクセルペダル１１４の
踏込み量が大きくなる方向にシフトさせることも可能で
あり（図中「指標’」および「指標’」）、これら
を適宜選択して用いることができる。このような指標を
基に第１のＭＧ２の電動出力を決定することで、自動車
１００が発進し、加速走行、定速走行、減速走行を経て
停止に至る一連の走行において、第１のＭＧ２の電動駆
動によりバッテリ６から持出される電気エネルギの量
と、第１のＭＧ２の発電駆動（回生）によりバッテリ６
に充電される電気エネルギの量とを釣合うため、バッテ
リ６の充電率を所定の規定範囲内で推移させることがで
きる。
【０１６０】以上のような駆動力制御を施すことによ
り、バッテリ６に蓄えられている電気エネルギの制約、
第１のインバータ４の耐久性の制約等に影響されず、第
１のＭＧ２を電動駆動することができる 以下、ステップ２３における充電量制御の一例について
説明する。前述のとおり、バッテリ６の耐久性を低下さ
せないためには、充電率を所定の規定範囲内で推移させ
る必要がある。充電量制御は、これを満足させる制御で
ある。
【０１６１】バッテリ６の充電率が所定の規定範囲内の
上限値近傍で推移している場合、減速エネルギの回収に
よって充電率が所定の規定範囲を超えないように、加速
走行中あるいは定速走行中に第１のＭＧ２を電動駆動す
ることが望ましい。よって、このような場合には、車速
等を基に減速走行中に回収される減速エネルギの量を予
測し、これを基にバッテリ６から持出せる電気エネルギ
の量、さらには第１のＭＧ２の電動トルクを決定するこ
とになる。このような形態、すなわち、減速エネルギの
回収を予測し、充電率が所定の規定範囲を下回らない範
囲でバッテリ６に蓄えられた電気エネルギを減少させる
べく第１のＭＧ２を電動駆動することで、充電率を所定
の範囲内で推移させることができる。また、第１のＭＧ
２を電動駆動する分、エンジン１０１の回転駆動力を小
さくできるため、燃費を向上させることができる。
【０１６２】以下、ステップ２５について説明する。走
行中、エンジン制御手段は、アクセルペダル１１４の踏
込み量、車速、エンジン１０１の回転数等の情報を基
に、図示していない線図等を参照して図示していないス
ロットルの開度を決定し、この指令をスロットルに出力
する。スロットルは、この指令を受けて弁の開閉動作を
行い、これによりエンジン１０１は所定の回転駆動力を
発生する。
【０１６３】駆動条件制御が施されていない場合、例え
ば駆動力を一定にするように運転者がアクセルペダル１
１４の踏込み量を調節したとしても、前述の充電量制御
によって第１のＭＧ２の回転駆動力が変動すると、これ
がそのまま駆動力の変動となるため、運転者の要求駆動
力に合致した駆動力は得られない。
【０１６４】ただし、駆動モード２Ａに基づく駆動条件
制御が施されている場合、駆動条件制御手段１０は、エ
ンジン制御に基づいて、運転者の要求駆動力から第１の
ＭＧ２の回転駆動力に相当する駆動力を差引いた駆動力
を発生させるためのスロットルの開度を決定し、この指
令をスロットルに出力するようにエンジン制御手段１１
１に指令を出す。
【０１６５】以上のようなエンジン制御を施すことによ
り、運転者の要求駆動力に合致した駆動力を発生させら
れるとともに、自動車１００の操作性、快適性を向上さ
せることができる。
【０１６６】以下、ステップ２６について説明する。加
速走行の継続により、エンジン１０１の回転数が上昇
し、エンジン１０１に連結された第１のＭＧ２の回転数
が、電動出力が得られる回転数を上回った場合、あるい
はバッテリ６の充電率が所定の規定範囲内の下限値近傍
で推移するようになった場合、第１のＭＧ２を電動駆動
することができなくなる。例えばこのような理由で第１
のＭＧ２を電動駆動することができなくなり、駆動モー
ド２Ａに従った駆動が成立しなくなった場合には、別の
駆動モードを選択すべくステップ２０に移行する。駆動
モード２Ａに従った駆動が成立している場合にはステッ
プ２７に移行する。
【０１６７】以下、ステップ２７について説明する。駆
動条件制御手段１０は、他の駆動モードへの移行の必要
性を判断し、移行が必要な場合には、ステップ２０に移
行する。移行が必要ない場合には、ステップ２１に移行
して駆動モード２Ａに基づく駆動条件制御を継続する。
【０１６８】以上のステップ２１〜ステップ２７が駆動
モード２Ａに基づく駆動条件制御、および処理である。
【０１６９】以下、一例として、第１の駆動力伝達手段
１０２がトルクコンバータ、変速手段１０４が４段自動
変速機である自動車１００に対して、駆動モード２Ａに
基づく駆動条件制御が施された場合の効果について、図
１６を参照して説明する。図１６は、自動車１００が発
進し、加速走行を継続している最中の種々のタイムチャ
ートである。図１６（ａ）は、車速のタイムチャートで
あり、タイミングが、アクセルペダル１１４の踏込み
量を１／４（最大値：４／４）にして発進するタイミン
グであり、タイミングが、加速のためにアクセルペダ
ル１１４の踏込み量を３／４に変更するタイミングであ
る。図１６（ｂ）は、変速手段１０４の変速比のタイム
チャートであり、停止状態の１速（変速比：２。８）か
ら加速走行中の３速（変速比：１）までの変速動作を示
している。図１６（ｃ）は、駆動力のタイムチャートで
ある。図１６（ｄ）は、エンジン１０１の回転数のタイ
ムチャートである。
【０１７０】以下、駆動条件制御において実施されてい
る種々の制御の内容と、その効果について説明する。
【０１７１】タイミングでは、アクセルペダル１１４
の踏込み量が１／４から３／４に大きくなり、これに伴
って図示していないスロットルの開度が大きくなってい
る。駆動条件制御が施されていない場合、図１６（ｂ）
に示すように、変速手段制御手段１１２からの指令を受
けて、変速手段１０４は、３速から２速へのダウン変速
の変速動作を行う。ただし、駆動条件制御が施されてい
る場合、変速制御手段に基づいて変速手段１０４は、３
速から２速へのダウン変速の変速動作を行わず、３速を
維持する（図中、「変速制御手段」）。
【０１７２】以上の変速手段制御により、駆動条件制御
が施されていない場合にタイミングで行われる２速か
ら３速へのアップ変速の変速動作がなくなるため、この
変速動作に起因する駆動力の急変（図中、Ａ部）が生じ
ない。また、エンジン１０１の回転数の急激な上昇（図
中、Ｂ部）がない。これにより、自動車１００の快適
性、操作性が向上するとともに、燃費および排気性能が
向上する。
【０１７３】タイミング以降では、駆動力制御に基づ
いて第１のＭＧ２の電動トルクが決定されており、タイ
ミングからタイミングの範囲では、第１のＭＧ２の
電動トルクを零としている。ただし、タイミング以降
では、第１のＭＧ２を電動駆動して、運転者の要求駆動
力に合致した駆動力を発生させている。
【０１７４】すなわち、駆動条件制御が施されていない
場合、運転者の要求駆動力に合致した駆動力を発生させ
るべく、タイミングにおいてダウン変速の変速動作が
行われるため、エンジン１０１の回転数の急激な上昇
（図中、Ｂ部）が生じていた。また、タイミングにお
いてアップ変速の変速動作が行われるため、駆動力の急
変（図中、Ａ部）が生じていた。ただし、運転者の要求
駆動力に合致した駆動力を発生させるべく、駆動条件制
御に基づいて第１のＭＧ２を電動駆動することで、上記
２回の変速動作に起因する問題が生じず、自動車１００
の快適性、操作性が向上するとともに、燃費および排気
性能が向上する。
【０１７５】以上、第１の駆動力伝達手段１０２がトル
クコンバータ、変速手段１０４が４段自動変速機である
自動車１００に対して、駆動モード２Ａに基づく駆動条
件制御が施された場合の効果の一例を示したが、前述の
とおり、前記いずれかの第１の駆動力伝達手段１０２
と、前記いずれかの変速手段１０４を組合わせたいずれ
の構成に対しても同様の効果が得られる。
【０１７６】以下、ステップ２０において、駆動モード
２Ｂが選択された場合、すなわち第１のＭＧ２の駆動条
件がフリー、第２のＭＧ３の駆動状態が電動である場合
について説明する。
【０１７７】以下、ステップ２８について説明する。駆
動条件制御手段１０は、アクセルペダル１１４のオン、
オフの状態を検出し、アクセルペダル１１４がオン状態
になったらステップ２２’に移行する。アクセルペダル
１１４がオフ状態の場合にはステップ２０に移行して、
駆動モードの選択を継続する。
【０１７８】以下、ステップ２２’について説明する。
ステップ２２’はステップ２２と同様である。
【０１７９】以下、ステップ２３’およびステップ２
４’について説明する。ステップ２３’はステップ２３
と同様である。ステップ２４’はステップ２４と同様で
ある。
【０１８０】以下、ステップ２５’について説明する。
ステップ２５’はステップ２５と同様であり、駆動条件
制御手段１０は、前述したエンジン制御に基づいて、運
転者の要求駆動力から第１のＭＧ２の回転駆動力に相当
する駆動力を差引いた駆動力を発生させるためのスロッ
トルの開度を決定し、この指令をスロットルに出力する
ようにエンジン制御手段１１１に指令を出す。
【０１８１】以上のようなエンジン制御を施すことによ
り、運転者の要求駆動力に合致した駆動力を発生させら
れるとともに、自動車１００の操作性、快適性を向上さ
せることができる。
【０１８２】以下、ステップ２９について説明する。加
速走行の継続により、第２の車輪駆動軸１０６の回転数
が上昇し、第２の車輪駆動軸１０６に第２の駆動力伝達
手段１０３を介して連結された第２のＭＧ３の回転数
が、電動出力が得られる回転数を上回った場合、あるい
はバッテリ６の充電率が所定の規定範囲内の下限値近傍
で推移するようになった場合、第２のＭＧ３を電動駆動
することができなくなる。例えばこのような理由で第２
のＭＧ３を電動駆動することができなくなり、駆動モー
ド２Ｂに従った駆動が成立しなくなった場合には、別の
駆動モードを選択すべくステップ２０に移行する。駆動
モード２Ｂに従った駆動が成立している場合にはステッ
プ３０に移行する。
【０１８３】以下、ステップ３０について説明する。駆
動条件制御手段１０は、他の駆動モードへの移行の必要
性を判断し、移行が必要な場合には、ステップ２０に移
行する。移行が必要ない場合には、ステップ２８に移行
して駆動モード２Ｂに基づく駆動条件制御を継続する。
【０１８４】以上のステップ２８〜ステップ３０、およ
びステップ２２’とステップ２３’とステップ２４’と
ステップ２５’が駆動モード２Ｂに基づく駆動条件制
御、および処理である。
【０１８５】以下、ステップ２０において、駆動モード
２Ｃが選択された場合、すなわち第１および第２のＭＧ
２、３の駆動状態がともに電動である場合について説明
する。
【０１８６】以下、ステップ３１について説明する。駆
動条件制御手段１０は、アクセルペダル１１４のオン、
オフの状態を検出し、アクセルペダル１１４がオン状態
になったらステップ２２’に移行する。アクセルペダル
１１４がオフ状態の場合にはステップ２０に移行して、
駆動モードの選択を継続する。
【０１８７】以下、ステップ２２’について説明する。
ステップ２２’はステップ２２と同様である。
【０１８８】以下、ステップ３２およびステップ２４’
について説明する。駆動条件制御手段１０は、電動トル
ク分配制御と、前述した駆動力制御と充電量制御に基づ
いて、適切な電動トルクを決定し（ステップ３２）、こ
れを電動トルク指令として出力する（ステップ２
４’）。これを受けて、第１および第２のＭＧ２、３
は、電動駆動させられる。
【０１８９】以下、ステップ３２における電動トルク分
配制御の一例について説明する。第１および第２のＭＧ
２、３を電動駆動することで、これによる回転駆動力が
エンジン１０１の回転駆動力に付加され、自動車１００
に作用する駆動力が大きくなるため、加速性能が向上す
る。ただし、バッテリ６に蓄えられている電気エネルギ
には制約があるため、第１および第２のＭＧ２、３を電
動駆動するに際しては、バッテリ６から持出される電気
エネルギの量が最小となるよう配慮する必要がある。よ
って、電動トルクの決定に際しては、第１および第２の
ＭＧ２、３のそれぞれの電動効率を考慮する必要があ
る。電動トルク分配制御は、これを満足させる制御であ
る。
【０１９０】図１７は、電動トルク分配制御の一例を表
した図である。横軸に第１および第２のＭＧ２、３の回
転数を、縦軸に第１および第２のＭＧ２、３の電動トル
クを、それぞれ示しており、第１および第２のＭＧ２、
３の電動効率が同じである場合について、等電動効率曲
線を３０〜９０％の範囲で１０％刻みに示している。こ
のような特性は、電動特性として事前に把握することが
可能であり、これに基づいて電動トルク分配制御が施さ
れる。
【０１９１】図１７に示す電動特性を持つ第１および第
２のＭＧ２、３に対して、まず、第１のＭＧ２と第２の
ＭＧ３の電動入力の和を最小にする場合の電動トルク分
配制御の一例について、以下、図１７を参照して説明す
る。
【０１９２】図１７中には、加速走行中あるいは定速走
行中の任意の車速における第１のＭＧ２の回転数（この
場合５０００ｒ／ｍｉｎ）と、第２のＭＧ３の回転数
（この場合３０００ｒ／ｍｉｎ）と、駆動力制御に基づ
く第１のＭＧ２と第２のＭＧ３の電動出力の和の上限値
（以下、駆動力制御に基づく電動出力の上限値と称す）
を示している。なお、これらの値は、第１のＭＧ２とエ
ンジン１０１のプーリ比、変速手段１０４の変速比、第
２の駆動力伝達手段１０３の減速比、さらには車速等に
よっても異なるため、必ずしも上述または図示のとおり
とはかぎらない。
【０１９３】ここで、第１および第２のＭＧ２、３の回
転数をそれぞれＮＭＧ１Ｍ、ＮＭＧ ２Ｍ、電動トルクを
それぞれＴＭＧ１Ｍ、ＴＭＧ２Ｍ、電動効率をそれぞれ
ηＭ Ｇ１Ｍ、ηＭＧ２Ｍ、駆動力制御に基づく電動出力
の上限値をＷＬＩＭＩＴＭと置くと、この場合に設定し
得るＴＭＧ１Ｍ、ＴＭＧ２Ｍとしては、（（（ＮＭＧ
１Ｍ×２×π／６０）×ＴＭＧ１Ｍ）＋（（ＮＭＧ２Ｍ
×２×π／６０）×ＴＭ Ｇ２Ｍ））＝Ｗ
ＬＩＭＩＴＭ（以下、電動トルク決定条件と称す）を満
足する範囲で無数にある。
【０１９４】ただし、駆動モード２Ｃに基づく駆動条件
制御が施されている場合、駆動条件制御手段は、電動ト
ルク分配制御に基づいて、バッテリ６から持出される電
気エネルギの量、すなわち第１のＭＧ２と第２のＭＧ３
の電動入力の和、詳しくは（（（ＮＭＧ１Ｍ×２×π／
６０）×ＴＭＧ１Ｍ／ηＭＧ１Ｍ）＋（（ＮＭＧ２Ｍ×
２×π／６０）×ＴＭＧ２Ｍ／ηＭＧ２Ｍ））（以下、
電動入力の和と称す）が最小となるように、第１および
第２のＭＧ２、３の動作点を、それぞれ図中の「第１の
ＭＧの動作点」、「第２のＭＧの動作点」に決定
し、これに基づいて電動トルクを決定する。これによ
り、電動入力の和が最小となり、同じく電動トルク決定
条件を満足する、例えば図中の「第１のＭＧの動作点
」、「第２のＭＧの動作点」で電動駆動した場合に
比べて電動入力の和が約２０％減少する。
【０１９５】次に、バッテリ６の充電率を所定の規定範
囲内で推移させるべく、バッテリ６から持出される電気
エネルギの量を最大にする場合の電動トルク分配制御の
一例について、以下、図１７を参照して説明する。
【０１９６】この場合、駆動条件制御手段は、電動トル
ク分配制御に基づいて、電動トルク決定条件を満足する
範囲で、電動入力の和が最大となるように、第１および
第２のＭＧ２、３の動作点を、それぞれ図中の「第１の
ＭＧの動作点」、「第２のＭＧの動作点」に決定
し、これに基づいて電動トルクを決定する。これによ
り、電動出力の和が最大となり、同じく電動トルク決定
条件を満足する、例えば図中の「第１のＭＧの動作点
」、「第２のＭＧの動作点」で電動駆動した場合に
比べて電動入力の和が約６５％増加する。
【０１９７】以上のような電動トルク分配制御を施すこ
とにより、第１のＭＧ２と第２のＭＧ３の電動入力の和
を最小にすることができ、バッテリ６から持出される電
気エネルギの量を最小にすることができる。また、バッ
テリ６の充電率を所定の規定範囲内で推移させることが
できる。
【０１９８】なお、一般的には、第１および第２のＭＧ
２、３の電動効率は、その回転数が高いほど高くなる傾
向にあるため、電動入力を小さくするためには、第１お
よび第２のＭＧ２、３を高回転で電動駆動することが望
ましい。この点で、エンジン１０１と第１のＭＧ２のプ
ーリ比（（第１のＭＧ２の回転数／エンジン１０１の回
転数）で定義され、１より大きい値を採る）の分だけ第
１のＭＧ２を高回転で電動駆動できる本発明の実施の形
態による補助駆動装置１は、第１のＭＧ２を、例えばエ
ンジン１０１と第１の駆動力伝達手段１０２との間に配
置する構成（プーリ比：１）に比べて優れている。
【０１９９】以下、ステップ２５’について説明する。
ステップ２５’はステップ２５と同様である。
【０２００】以下、ステップ３３について説明する。第
１および第２のＭＧ２、３のいずれか一方を電動駆動す
ることができなくなり、駆動モード２Ｃに従った駆動が
成立しなくなった場合には、別の駆動モードを選択すべ
くステップ２０に移行する。駆動モード２Ｃに従った駆
動が成立している場合にはステップ３４に移行する。
【０２０１】以下、ステップ３４について説明する。駆
動条件制御手段１０は、他の駆動モードへの移行の必要
性を判断し、移行が必要な場合には、ステップ２０に移
行する。移行が必要ない場合には、ステップ３１に移行
して駆動モード２Ｃに基づく駆動条件制御を継続する。
【０２０２】以上のステップ３１〜ステップ３４、およ
びステップ２２’とステップ２４’とステップ２５’が
駆動モード２Ｃに基づく駆動条件制御、および処理であ
る。
【０２０３】以下、ステップ２０において、駆動モード
２Ｄが選択された場合、すなわち第１のＭＧ２の駆動条
件が発電、第２のＭＧ３の駆動状態がフリーである場合
について説明する。
【０２０４】なお、駆動モード２Ｄが選択される場合
は、主に、（１）バッテリ６の充電率が所定の規定範囲
の下限値近傍で推移しているため、第１のＭＧ２を発電
駆動して、バッテリ６の充電率を上昇させる必要がある
場合（以下、ケースと称す）、（２）低摩擦係数路を
走行中で、前輪１０７ａ、１０７ｂが、路面との間で安
定な駆動力を発生するように、第１のＭＧ２を発電駆動
してエンジン１０１の回転駆動力を抑える必要がある場
合（以下、ケースと称す）、である。
【０２０５】以下、ステップ３５について説明する。駆
動条件制御手段１０は、アクセルペダル１１４のオン、
オフの状態を検出し、アクセルペダル１１４がオン状態
になったらステップ３６に移行する。アクセルペダル１
１４がオフ状態の場合にはステップ２０に移行して、駆
動モードの選択を継続する。
【０２０６】以下、ステップ３６について説明する。駆
動条件制御手段１０は、変速手段制御に基づいて、駆動
モード２Ｄに適したアップ変速およびダウン変速の指令
を変速手段１０４に出力するように変速手段制御手段１
１２に指令を出す。例えばケースでは、エンジン１０
１が最良燃費領域近傍で動作するとともに、第１のＭＧ
２が高効率領域で動作するように、適切な変速比が決定
される。
【０２０７】以下、ステップ３７およびステップ３８に
ついて説明する。駆動条件制御手段１０は、例えばケー
スおよびケースに合致した第１のＭＧ２の発電トル
クを決定し（ステップ３７）、これを発電トルク指令と
して出力する（ステップ３８）。これを受けて第１のＭ
Ｇ２は発電駆動させられる。
【０２０８】以下、ステップ３９について説明する。駆
動条件制御手段１０は、エンジン制御手段制御に基づい
て、運転者の要求駆動力に、第１のＭＧ２の負の回転駆
動力に相当する制動力を足し合せた駆動力を発生させる
ためのスロットルの開度を決定し、この指令をスロット
ルに出力するようにエンジン制御手段１１１に指令を出
す。
【０２０９】以下、ステップ４０について説明する。バ
ッテリ６の充電率が所定の規定範囲の上限値近傍で推移
するようになった場合、第１のＭＧ２を発電駆動する必
要がなくなる。例えばこのような理由で駆動モード２Ｄ
に従った駆動が成立しなくなった場合には、別の駆動モ
ードを選択すべくステップ２０に移行する。駆動モード
２Ｄに従った駆動が成立している場合にはステップ４１
に移行する。
【０２１０】以下、ステップ４１について説明する。駆
動条件制御手段１０は、他の駆動モードへの移行の必要
性を判断し、移行が必要な場合には、ステップ２０に移
行する。移行が必要ない場合には、ステップ３５に移行
して駆動モード２Ｄに基づく駆動条件制御を継続する。
【０２１１】以上のステップ３５〜ステップ４１が駆動
モード２Ｄに基づく駆動条件制御、および処理である。
【０２１２】以下、ステップ２０において、駆動モード
２Ｅが選択された場合、すなわち第１のＭＧ２の駆動条
件が発電、第２のＭＧ３の駆動状態が電動である場合に
ついて説明する。
【０２１３】なお、駆動モード２Ｅが選択される場合
は、主に、低摩擦路を走行中で、前輪１０７ａ。１０７
ｂが路面との間で安定な駆動力を発生するように、第１
のＭＧを２発電駆動してエンジン１０１の回転駆動力を
抑えるとともに、後輪１０８ａ、１０８ｂが路面との間
で最大の駆動力を発生するように、第２のＭＧ３を電動
駆動してスリップ率を制御する必要がある場合（以下、
ケースと称す）、である。
【０２１４】以下、ステップ４２について説明する。駆
動条件制御手段１０は、アクセルペダル１１４のオン、
オフの状態を検出し、アクセルペダル１１４がオン状態
になったらステップ４３に移行する。アクセルペダル１
１４がオフ状態の場合にはステップ２０に移行して、駆
動モードの選択を継続する。
【０２１５】以下、ステップ４３について説明する。駆
動条件制御手段１０は、変速手段制御に基づいて、駆動
モード２Ｅに適したアップ変速およびダウン変速の指令
を変速手段１０４に出力するように変速手段制御手段１
１２に指令を出す。例えばケースでは、エンジン１０
１が最良燃費領域近傍で動作するとともに、第１のＭＧ
２が高効率領域で動作するように、適切な変速比が決定
される。
【０２１６】以下、ステップ４４およびステップ４５に
ついて説明する。駆動条件制御手段１０は、例えばケー
スに合致した第１のＭＧ２の発電トルクと第２のＭＧ
２の電動トルクを決定し（ステップ４４）、これを駆動
トルク指令として出力する（ステップ４５）。これを受
けて第１のＭＧ２は発電駆動させられ、第２のＭＧ３は
電動駆動させられる。
【０２１７】以下、ステップ４６について説明する。駆
動条件制御手段１０は、エンジン制御手段制御に基づい
て、運転者の要求駆動力に、第１のＭＧ２の負の回転駆
動力に相当する制動力を足し合せ、さらに第２のＭＧ３
の回転駆動力に相当する駆動力を差引いた駆動力を発生
させるためのスロットルの開度を決定し、この指令をス
ロットルに出力するようにエンジン制御手段１１１に指
令を出す。
【０２１８】以下、ステップ４７について説明する。バ
ッテリ６の充電率が所定の規定範囲の上限値近傍で推移
するようになった場合、第１のＭＧ２を発電駆動する必
要がなくなる。例えばこのような理由で駆動モード２Ｅ
に従った駆動が成立しなくなった場合には、別の駆動モ
ードを選択すべくステップ２０に移行する。駆動モード
２Ｅに従った駆動が成立している場合にはステップ４８
に移行する。
【０２１９】以下、ステップ４８について説明する。駆
動条件制御手段１０は、他の駆動モードへの移行の必要
性を判断し、移行が必要な場合には、ステップ２０に移
行する。移行が必要ない場合には、ステップ４２に移行
して駆動モード２Ｅに基づく駆動条件制御を継続する。
【０２２０】以上のステップ４２〜ステップ４８が駆動
モード２Ｅに基づく駆動条件制御、および処理である。
【０２２１】以上が、本発明の実施の形態による補助駆
動装置１およびこれを搭載した自動車１００である。
【０２２２】なお、第１のＭＧ２を電動駆動させず発電
駆動のみさせることも可能であり、この場合には、第１
ＭＧ２は、例えばオルタネータ等の発電機であっても構
わない。
【０２２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
減速に係る自動車の運動エネルギ、すなわち減速エネル
ギを効率良く回収でき、回収した減速エネルギを原資と
して回転電気を電動駆動することで、自動車の操作性、
快適性、安全性、さらには燃費を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による補助駆動装置および
これを搭載した自動車の全体構成図である。
【図２】第１および第２のモータジェネレータの駆動モ
ードを示した図である。
【図３】駆動条件制御手段の制御フローを示した図であ
る。
【図４】駆動条件制御手段の制御フローの一部を示した
図である。
【図５】４段自動変速機の変速線図である。
【図６】駆動条件制御に基づく制動力制御の一例を示し
た図である。
【図７】駆動条件制御に基づく充電量制御の一例を示し
た図である。
【図８】車速と、変速手段の変速比と、回転数と、自動
車に作用する制動力と、第１のモータジェネレータの発
電量のタイムチャートを示した図である。
【図９】車速と、変速手段の変速比と、回転数と、自動
車に作用する制動力と、第１のモータジェネレータの発
電量のタイムチャートを示した図である。
【図１０】駆動条件制御に基づく発電トルク分配制御の
一例を示した図である。
【図１１】駆動条件制御手段の制御フローを示した図で
ある。
【図１２】駆動条件制御手段の制御フローを示した図で
ある。
【図１３】スリップ率と、車輪と路面との間で発生する
駆動力との関係の一例を示した図である。
【図１４】スリップ率と、車輪と路面との間で発生する
駆動力との関係の一例を示した図である。
【図１５】駆動条件制御に基づく駆動力制御の一例を示
した図である。
【図１６】車速と、変速手段の変速比と、駆動力と、エ
ンジンの回転数のタイムチャートを示した図である。
【図１７】駆動条件制御に基づく電動トルク分配制御の
一例を示した図である。
【符号の説明】
１…補助駆動装置、２…第１のモータジェネレータ、３
…第２のモータジェネレータ、４…第１のインバータ、
５…第２のインバータ、６…バッテリ、１０…駆動条件
制御手段、２０…車速算出手段、２１…要求制動力検出
手段、２２…エンジンブレーキ力算出手段、２３…回生
制動力算出手段、２４…バッテリ状態検出手段、２５…
要求駆動力検出手段、１００…自動車、１０１…エンジ
ン、１０２…第１の駆動力伝達手段、１０３…第２の駆
動力伝達手段、１０４…変速手段、１０５…第１の車輪
駆動軸、１０６…第２の車輪駆動軸、１０７ａ、１０７
ｂ…前輪、１０８ａ、１０８ｂ…後輪、１１０ａ、１１
０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ…車輪速検出手段、１１１…
エンジン制御手段、１１２…変速手段制御手段、１１３
…ブレーキペダル、１１４…アクセルペダル。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ１６Ｈ 59:44 Ｆ１６Ｈ 59:54 59:54 59:70 59:70 Ｂ６０Ｋ 9/00 ＺＨＶＥ (72)発明者 印南 敏之 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA03 AA04 AB01 AB27 AC21 AC33 AD11 3J552 MA01 MA12 NA01 NB08 PA02 PA20 PA59 RB12 RB20 SB02 VA34W VB01Z VB10Z VB16W VC03Z 5H115 PA01 PA11 PG04 PI16 PI21 PO02 PU01 PU25 PV09 QE10 QE17 QI04 QI09 QI16 QN02 RB08 SE04 TI01

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンに連結され少なくとも発電機とし
    て機能する回転電機と、エンジンと車輪軸との間に配置
    された変速手段と、変速手段の変速比あるいは変速点を
    制御する手段とを備えたことを特徴とする補助駆動装
    置。
  2. 【請求項２】エンジンに連結され少なくとも発電機とし
    て機能する回転電機と、エンジンと車輪軸との間に配置
    された変速手段と、運転者の要求制動力を検出する要求
    制動力検出手段と、エンジンブレーキ力を算出するエン
    ジンブレーキ力算出手段と、回転電機の回生発電により
    生じる回生制動力を算出する回生制動力算出手段とを備
    えてなり、 要求制動力検出手段と、エンジンブレーキ力算出手段
    と、回生制動力算出手段からの情報に基づいて、変速手
    段の変速比あるいは変速点を制御することを特徴とする
    補助駆動装置。
  3. 【請求項３】エンジンに連結され少なくとも発電機とし
    て機能する回転電機と、エンジンと車輪軸との間に配置
    された変速手段と、運転者の要求制動力を検出する要求
    制動力検出手段と、エンジンブレーキ力を算出するエン
    ジンブレーキ力算出手段と、回転電機の回生発電により
    生じる回生制動力を算出する回生制動力算出手段とを備
    えてなり、 回生制動力とエンジンブレーキ力との和が所定の値ある
    いは運転者の要求制動力を上回らない範囲で、変速手段
    の変速比を最大にすることを特徴とする補助駆動装置。
  4. 【請求項４】エンジンに連結され少なくとも発電機とし
    て機能する回転電機と、エンジンと車輪軸との間に配置
    された変速手段と、運転者の要求制動力を検出する要求
    制動力検出手段と、エンジンブレーキ力を算出するエン
    ジンブレーキ力算出手段と、回転電機の回生発電により
    生じる回生制動力を算出する回生制動力算出手段とを備
    えてなり、 コースト走行時に、エンジンブレーキ力が所定の値を上
    回らない範囲で、且つ過回転とならない範囲で、エンジ
    ンの回転数が最大となるように変速手段の変速比あるい
    は変速点を制御することを特徴とする補助駆動装置。
  5. 【請求項５】エンジンに連結され少なくとも発電機とし
    て機能する回転電機と、エンジンと車輪軸との間に配置
    された変速手段と、運転者の要求制動力を検出する要求
    制動力検出手段と、エンジンブレーキ力を算出するエン
    ジンブレーキ力算出手段と、回転電機の回生発電により
    生じる回生制動力を算出する回生制動力算出手段とを備
    えてなり、 回転電機の回生発電時に、回生制動力とエンジンブレー
    キ力の和が所定の値あるいは運転者の要求制動力を上回
    らない範囲で、回生発電量が最大となるように変速手段
    の変速比あるいは変速点を制御することを特徴とする補
    助駆動装置。
  6. 【請求項６】請求項４に記載の補助駆動装置において、
    変速手段の変速比の制御は、コースト走行に移行した直
    後に、少なくともアップ変速を行わない制御であること
    を特徴とする補助駆動装置。
  7. 【請求項７】請求項５に記載の補助駆動装置において、
    変速手段の変速比の制御は、ダウン変速前の回生発電量
    がダウン変速後の回生発電量を上回る段階で、ダウン変
    速を行う制御であることを特徴とする補助駆動装置。
  8. 【請求項８】請求項２乃至７のいずれかに記載の補助駆
    動装置において、エンジンと変速手段との間にロックア
    ップ機能が備わるトルクコンバータを備えたことを特徴
    とする補助駆動装置。
  9. 【請求項９】エンジンと、エンジンによって駆動される
    車輪と、エンジンに連結され少なくとも発電機として機
    能する回転電機と、エンジンと車輪軸との間に配置され
    た変速手段と、運転者の要求制動力を検出する要求制動
    力検出手段と、エンジンブレーキ力を算出するエンジン
    ブレーキ力算出手段と、回転電機の回生発電により生じ
    る回生制動力を算出する回生制動力算出手段とを備えて
    なり、 要求制動力検出手段と、エンジンブレーキ力算出手段
    と、回生制動力算出手段からの情報に基づいて、変速手
    段の変速比あるいは変速点を制御することを特徴とする
    自動車。
  10. 【請求項１０】エンジンと、エンジンによって駆動され
    る車輪と、エンジンに連結され少なくとも発電機として
    機能する回転電機と、エンジンと車輪軸との間に配置さ
    れた変速手段と、運転者の要求制動力を検出する要求制
    動力検出手段と、エンジンブレーキ力を算出するエンジ
    ンブレーキ力算出手段と、回転電機の回生発電により生
    じる回生制動力を算出する回生制動力算出手段とを備え
    てなり、 回生制動力とエンジンブレーキ力との和が所定の値ある
    いは運転者の要求制動力を上回らない範囲で、変速手段
    の変速比を最大にすることを特徴とする自動車。
  11. 【請求項１１】エンジンと、エンジンによって駆動され
    る車輪と、エンジンに連結され少なくとも発電機として
    機能する回転電機と、エンジンと車輪軸との間に配置さ
    れた変速手段と、運転者の要求制動力を検出する要求制
    動力検出手段と、エンジンブレーキ力を算出するエンジ
    ンブレーキ力算出手段と、回転電機の回生発電により生
    じる回生制動力を算出する回生制動力算出手段とを備え
    てなり、 コースト走行時に、エンジンブレーキ力が所定の値を上
    回らない範囲で、且つ過回転とならない範囲で、エンジ
    ンの回転数が最大となるように変速手段の変速比あるい
    は変速点を制御することを特徴とする自動車。
  12. 【請求項１２】エンジンと、エンジンによって駆動され
    る車輪と、エンジンに連結され少なくとも発電機として
    機能する回転電機と、エンジンと車輪軸との間に配置さ
    れた変速手段と、運転者の要求制動力を検出する要求制
    動力検出手段と、エンジンブレーキ力を算出するエンジ
    ンブレーキ力算出手段と、回転電機の回生発電により生
    じる回生制動力を算出する回生制動力算出手段とを備え
    てなり、 回転電機の回生発電時に、回生制動力とエンジンブレー
    キ力の和が所定の値あるいは運転者の要求制動力を上回
    らない範囲で、回生発電量が最大となるように変速手段
    の変速比あるいは変速点を制御することを特徴とする自
    動車。
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