JP3023653B2

JP3023653B2 - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP3023653B2
Application number: JP7286684A
Authority: JP
Inventors: 幸蔵山口; 秀樹久田; 博幸小島
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2015-10-06
Also published as: JPH09100853A

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
にかかり、詳しくは、差動歯車装置を介してエンジンと
発電機と駆動出力系とを接続し、エンジンの出力の一部
を発電機へ伝達し、残りを駆動出力系へ伝達し、駆動出
力系に駆動モータを連結したハイブリッド車両に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、低公害、低燃費を実現するため
に、エンジンとモータとを併用した駆動装置を有するハ
イブリッド車両が提供されている。この種のハイブリッ
ド車両は各種提供されており、例えば、エンジンを駆動
することによって発生させられた回転を発電機に伝達し
て発電機を駆動し、該発電機によって得られた電力を直
流電流に変換してバッテリに送って充電し、さらに該バ
ッテリの電力を交流電流に交換して駆動モータを駆動す
るようにしたシリーズ（直列）式のハイブリッド車両
や、エンジンと駆動モータの駆動力を出力軸に伝達して
車両を走行させ、主として駆動モータの出力を制御して
増減速を行うパラレル（並列）式のハイブリッド車両な
どがある。

【０００３】前述のパラレル式のハイブリッド車両にお
いては、差動歯車装置を介して、エンジンと発電機と駆
動出力軸とを連結し、駆動出力軸には駆動モータを接続
した構造のハイブリッド車両が提案されている。この構
造のハイブリッド車両においては、発電機の回転を制御
することによって、エンジン・モータ駆動モードや、モ
ータ駆動モードなどに切り替えることができ、さらに
は、回生電力のバッテリーへの充電や、エンジンの始動
を行うことができる。

【０００４】パラレル式のハイブリッド車両では、効率
を高めるために、エンジンは最高効率点で定速回転する
ように制御され、駆動モータの出力を制御することによ
って、車速の増減速が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、上記差動歯車装
置を有するパラレル式のハイブリッド車両においては、
差動歯車装置を介して、エンジン、発電機、駆動モータ
が接続されており、それぞれの回転数やトルクが相互に
関連するため、例えばエンジンブレーキを効かせること
などを目的として、発電機に設けられたブレーキを作用
させ、発電機の回転を固定する場合がある。

【０００６】発電機の固定状態では、発電機のブレーキ
はエンジントルクの反力を受けている為、これを単純に
解放すると、エンジントルクにより発電機は急激に回転
数が上昇し、これに伴ってエンジンの回転数も上昇す
る。このような現象は、発電機ブレーキの解放と同時に
発電機の回転数制御やエンジンの回転数制御を開始した
場合にも発生し、一旦回転数が上昇したのち目標値の回
転数へ到達する。

【０００７】図１４は、上述した状態を示す発電機の出
力トルクと回転数の状態を示すタイムチャートである。
図示されているように、発電機ブレーキを解放すると、
回転数の制御が開始され、制御上では目標回転数ＮＧ＊
は、一次的に変化をし、制御装置による制御が有効であ
れば、実回転数も目標回転数ＮＧ＊と同じ線を描いて変
化するはずである。しかし、実際には、発電機のブレー
キで受けているトルクが発電機ブレーキの解放により急
激に減少するため、発電機の実回転数ＮＧは、破線で示
されているように、急激に変化し、その後も安定せず、
序々に目標回転数ＮＧ＊に収束していく。

【０００８】このような回転数の急変動が発生すると、
エンジンの燃料噴射制御の応答遅れ等により排気ガス・
燃焼効率等が悪化し、ハイブリッド車両が目的とする低
公害、低燃費の実現に悪影響を及ぼすこととなる。ま
た、図１４に示されているように、回転数が目標値に到
達するまでの間のトルク変動も大きくなり、車両ショッ
クの原因ともなる。

【０００９】本発明の目的は、発電機ブレーキ解放時
に、エンジントルクによって発生する発電機およびエン
ジンの回転数の急変動が抑制され、発電機トルクの急変
による機械的、電気的ショックの少ないハイブリッド車
両を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的は、以下
の本発明によって達成される。

【００１１】（１）エンジンと、発電機と、駆動輪を
駆動させる駆動力を伝達する駆動出力軸と、該駆動出力
軸に連結された駆動モータとを備えたハイブリッド車両
において、第１の歯車要素が前記エンジンの出力軸に連
結され、第２の歯車要素が前記発電機のロータに連結さ
れ、第３の歯車要素が前記駆動出力軸に連結された差動
歯車装置と、前記発電機を制御する制御手段と、前記発
電機の回転を停止させる発電機ブレーキとを有し、前記
制御手段は、前記発電機ブレーキを解放する場合には、
前記エンジンからの伝達トルクに対する逆トルクを出力
するように前記発電機を制御することを特徴とするハイ
ブリッド車両。

【００１２】（２）エンジンと、発電機と、駆動輪を
駆動させる駆動力を伝達する駆動出力軸と、該駆動出力
軸に連結された駆動モータとを備えたハイブリッド車両
において、第１の歯車要素が前記エンジンの出力軸に連
結され、第２の歯車要素が前記発電機のロータに連結さ
れ、第３の歯車要素が前記駆動出力軸に連結された差動
歯車装置と、前記発電機を制御する制御手段と、前記発
電機の回転を停止させる発電機ブレーキとを有し、前記
制御手段は、前記発電機ブレーキを解放する場合には、
前記エンジンから伝達される回転とは逆方向へ回転する
回転数を設定し、該回転数を出力するように前記発電機
を制御することを特徴とするハイブリッド車両。

【００１３】（３）さらに、制御手段は、前記発電機
の出力トルクが前記エンジンから伝達されるトルクとほ
ぼ等しくなったときに、前記発電機ブレーキを解放する
（１）または（２）に記載のハイブリッド車両。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のハイブリッド車両
の第１実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説
明する。

【００１５】図１は、本発明の第１実施形態のハイブリ
ッド車両の駆動装置を示す概念図である。図において、
第１軸線上には、エンジン１１と、エンジン１１を駆動
させることによって発生する回転を出力するエンジン出
力軸１２と、該エンジン出力軸１２を介して入力された
回転に対して変速を行う差動歯車装置であるプラネタリ
ギヤユニット１３と、該プラネタリギヤユニット１３に
おける変速後の回転が出力されるユニット出力軸１４
と、該ユニット出力軸１４に固定された第１カウンタド
ライブギヤ１５と、通常走行状態では主として発電機と
して作用する発電機１６と、該発電機１６とプラネタリ
ギヤユニット１３とを連結する伝達軸１７とが配置され
ている。ユニット出力軸１４は、スリーブ形状を有し、
エンジン出力軸１２を包囲して配設されている。また、
第１カウンタドライブギヤ１５は、プラネタリギヤユニ
ット１３よりエンジン１１側に配設されている。

【００１６】プラネタリギヤユニット１３は、第２の歯
車要素であるサンギヤＳと、サンギヤＳと噛合するピニ
オンＰと、該ピニオンＰと噛合する第３の歯車要素であ
るリングギヤＲと、ピニオンＰを回転自在に支持する第
１の歯車要素であるキャリヤＣＲとを備えている。

【００１７】サンギヤＳは、伝達軸１７を介して発電機
１６と連結され、リングギヤＲは、ユニット出力軸１４
を介して第１カウンタドライブギヤ１５と連結され、キ
ャリヤＣＲは、エンジン出力軸１２を介してエンジン１
１と連結されている。

【００１８】さらに、発電機１６は伝達軸１７に固定さ
れ、回転自在に配設されたロータ２１と、該ロータ２１
の周囲に配設されたステータ２２と、該ステータ２２に
巻装されたコイル２３とを備えている。発電機１６は、
伝達軸１７を介して伝達される回転によって電力を発生
させる。前記コイル２３は図示しないバッテリに接続さ
れ、該バッテリに電力を供給して充電する。

【００１９】発電機１６には、伝達軸１７の他端側に、
発電機ブレーキ２８が接続されており、この発電機ブレ
ーキ２８を係合状態とすることで、ロータ２１が固定さ
れ、発電機１６の回転およびサンギヤＳの回転が停止さ
れるようになっている。

【００２０】第１軸線と平行な第２軸線上には、駆動モ
ータ２５と、駆動モータ２５の回転が出力されるモータ
出力軸２６と、モータ出力軸２６に固定された第２カウ
ンタドライブギヤ２７とが配置されている。

【００２１】駆動モータ２５は、モータ出力軸２６に固
定され、回転自在に配設されたロータ３７と、該ロータ
３７の周囲に配設されたステータ３８と、該ステータ３
８に巻装されたコイル３９とを備えている。駆動モータ
２５は、コイル３９に供給される電流によってトルクを
発生させる。そのために、コイル３９は図示しないバッ
テリに接続され、該バッテリから電流が供給されるよう
に構成されている。

【００２２】本発明のハイブリッド車両が減速状態にお
いて、駆動モータ２５は、図示しない駆動輪から回転を
受けて回生電力を発生させ、該回生電力をバッテリに供
給して充電する。

【００２３】そして、前記エンジン１１の回転と同じ方
向に図示しない駆動輪を回転させるために、第１軸線及
び第２軸線と平行な第３軸線上には、駆動出力軸として
カウンタシャフト３１が配設されている。該カウンタシ
ャフト３１にはカウンタドリブンギヤ３２が固定されて
いる。

【００２４】また、該カウンタドリブンギヤ３２と第１
カウンタドライブギヤ１５とが、及びカウンタドリブン
ギヤ３２と第２カウンタドライブギヤ２７とが噛合させ
られ、第１カウンタドライブギヤ１５の回転及び第２カ
ウンタドライブギヤ２７の回転が反転されてカウンタド
リブンギヤ３２に伝達されるようになっている。さら
に、カウンタシャフト３１には、カウンタドリブンギヤ
３２より歯数が小さなデフピニオンギヤ３３が固定され
る。

【００２５】そして、第１軸線、第２軸線及び第３軸線
に平行な第４軸線上にデフリングギヤ３５が配設され、
該デフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが
噛合させられる。また、前記デフリングギヤ３５にディ
ファレンシャル装置３６が固定され、デフリングギヤ３
５に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置３６
によって差動させられ、駆動輪に伝達される。上記構成
において、駆動出力系は、プラネタリギヤユニット１３
と、発電機１６と、第１カウンタドライブギヤ１５と、
カウンタドリブンギヤ３２と、第２カウンタドライブギ
ヤ２７と、カウンタシャフト３１と、デフピニオンギヤ
３３と、デフリングギヤ３５と、ディファレンシャル装
置３６とによって構成されている。

【００２６】このように、エンジン１１によって発生さ
せられた回転をカウンタドリブンギヤ３２に伝達するこ
とができるだけでなく、駆動モータ２５によって発生さ
せられた回転をカウンタドリブンギヤ３２に伝達するこ
とができるので、エンジン１１だけを駆動するエンジン
駆動モード、駆動モータ２５だけを駆動するモータ駆動
モード、並びにエンジン１１及び駆動モータ２５を駆動
するエンジン・モータ駆動モードでハイブリッド型車両
を走行させることができる。また、発電機１６において
発生させられる電力を制御することによって、前記伝達
軸１７の回転数を制御することができる。さらに、発電
機１６によってエンジン１１を始動させることもでき
る。また、発電機の回転を停止させる場合には、発電機
ブレーキ２８を係合させて発電機１６のロータ２１を固
定することができる。

【００２７】次に、本発明のハイブリッド車両の制御系
について、図２のブロック図に基づいて詳細に説明す
る。本実施形態の制御系を構成する制御手段は、車両制
御装置４１と、エンジン制御装置４２と、モータ制御装
置４３と、発電機制御装置４４とを有している。これら
の制御装置４１、４２、４３、４４は、例えばＣＰＵ
（中央処理装置）、各種プログラムやデータが格納され
たＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）、ワーキングエ
リアとして使用されるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メ
モリ）等を備えたマイクロコンピュータによって構成す
ることができる。

【００２８】さらに、この制御系は、アクセル開度αを
検出するアクセルセンサ４５と、車速Ｖを検出する車速
センサ４６と、ブレーキ踏み量βを検出するブレーキセ
ンサ４７とを備えている。それぞれのセンサ４５、４
６、４７で検出された検出値は車両制御装置４１へ供給
される。

【００２９】車両制御装置４１は、ハイブリッド車両の
全体を制御するもので、アクセルセンサ４５からのアク
セル開度αと、車速センサ４６からの車速Ｖに応じたト
ルクＴＭ＊を決定して、これをモータ制御装置４３へ供
給する。

【００３０】また、車両制御装置４１は、エンジン制御
装置４２に対してエンジンＯＮ／ＯＦＦ信号を供給す
る。具体的には、例えば、ブレーキが踏み込まれて、ブ
レーキセンサ４７からブレーキ踏み込み量βが供給され
ると、エンジン１１を非駆動状態とするエンジンＯＦＦ
信号を供給し、ブレーキが解除されるとエンジン１１を
駆動状態とするエンジンＯＮ信号を供給する。

【００３１】さらに、車両制御装置４１は、発電機ブレ
ーキ２８を動作させる電磁バルブ５４へソレノイドＯＮ
／ＯＦＦ信号を供給する。電磁バルブ５４は、供給され
るＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて電磁バルブ５４に内蔵さ
れているソレノイドが作動し、例えばＯＮ信号の場合に
は、ソレノイドが作動してバルブが開放され、圧油を発
電機ブレーキ２８へ供給して発電機ブレーキ２８を係合
状態とし、ＯＦＦ信号の場合には、バルブが閉鎖されて
発電機ブレーキ２８の係合を解放する。

【００３２】エンジン制御装置４２は、車両制御装置４
１から入力される選択指令信号に基づいて、エンジン１
１を、エンジントルクを出力している駆動状態（ＯＮ状
態）と、エンジントルクを発生させていない非駆動状態
（ＯＦＦ状態）とに切換える。また、エンジン１１に設
けられた回転数センサから入力される実際のエンジン回
転数ＮＥに応じてスロットル開度θを制御することで、
エンジン１１の出力を制御する。このエンジン回転数Ｎ
Ｅとスロットル開度θは、車両制御装置４１へも入力さ
れる。

【００３３】モータ制御装置４３は、供給されたトルク
ＴＭ＊が駆動モータ２５から出力されるように駆動モー
タ２５の電流（トルク）ＩＭを制御する。

【００３４】発電機制御装置４４は、発電機１６の回転
数ＮＧを制御し、車両制御装置４１から入力される制御
目標回転数ＮＧ＊または、制御目標トルクＴＧ＊となる
ように、電流（トルク）ＩＧを制御する。また、発電機
制御装置４４は、発電機１６の出力トルクＴＧと、発電
機１６の実回転数ＮＧをモニターし、その値をそれぞれ
車両制御装置４１へ入力する。

【００３５】次に、上記構成のハイブリッド車両の動作
について説明する。図３（Ａ）は、本発明の第１実施形
態のプラネタリギヤユニット１３（図１）の概念図、図
３（Ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるプラネタリ
ギヤユニット１３の通常走行時の速度線図、図４は、本
発明の第１実施形態におけるプラネタリギヤユニット１
３の通常走行時のトルク線図である。

【００３６】本実施形態においては、図３（Ａ）に示さ
れているように、プラネタリギヤユニット１３のリング
ギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数の２倍となっている。
従って、リングギヤＲに接続されるユニット出力軸１４
の回転数（以下「リングギヤ回転数」という。）をＮＲ
とし、キャリヤＣＲに接続されるエンジン出力軸１２の
回転数（以下「エンジン回転数」という。）をＮＥと
し、サンギヤＳに接続される伝達軸１７の回転数（以下
「発電機回転数」という。）をＮＧとした時、ＮＲ、Ｎ
Ｅ、ＮＧの関係は、図３（Ｂ）に示されているように、

【００３７】ＮＧ＝３・ＮＥ−２・ＮＲ

【００３８】となる。また、リングギヤＲからユニット
出力軸１４に出力されるトルク（以下「リングギヤトル
ク」という。）をＴＲとし、エンジン１１のトルク（以
下「エンジントルク」という。）をＴＥとし、発電機ト
ルクをＴＧとしたとき、ＴＲ、ＴＥ、ＴＧの関係は、図
４に示されているように、

【００３９】ＴＥ：ＴＲ：ＴＧ＝３：２：１

【００４０】となる。そして、ハイブリッド車両の通常
走行時においては、リングギヤＲ、キャリヤＣＲおよび
サンギヤＳは、いずれも正方向に回転させられ、図３
（Ｂ）に示されるように、リングギヤ回転数ＮＲ、エン
ジンの回転数ＮＥ、発電機回転数ＮＧは、いずれも正の
値を採る。

【００４１】そして、エンジントルクＴＥが、キャリヤ
ＣＲに入力され、このエンジントルクＴＥが、図１に示
されている第１カウンタドライブギヤ１５および発電機
１６の反力によって受けられる。その結果、図４に示さ
れているように、リングギヤＲからユニット出力軸１４
にリングギヤトルクＴＲが、サンギヤＳから伝達軸１７
に発電機トルクＴＧが出力される。

【００４２】上記リングギヤトルクＴＲおよび発電機ト
ルクＴＧは、プラネタリギヤユニット１３の歯数によっ
て決定されるトルク比でエンジントルクＴＥを按分する
ことによって得られ、トルク線図上において、リングギ
ヤトルクＴＲと発電機トルクＴＧとを加えたものがエン
ジントルクＴＥとなる。

【００４３】次に、車両制御装置４１と発電機制御装置
４４の制御動作について、図５および図６のフローチャ
ートに基づいて詳細に説明する。図５は、発電機制御装
置４４の動作を示すメインフローチャートである。メイ
ンフローチャートにおいては、発電機の回転数制御は、
所定時間Δｔ毎に行われる。具体的には、発電機制御装
置４４のメインフローチャートは、無限ループで構成さ
れ、１周期の実行毎に、Δｔ時間の経過を判断し（ステ
ップＳ１０１）、Δｔ時間経過した場合には、図６に示
されている発電機回転数制御のサブルーチンを実行する
（ステップＳ１０２）。

【００４４】以下、発電機回転数制御のサブルーチンに
ついて、図６に基づいて説明する。車両制御装置４１か
ら回転数指令値（目標回転数）ＮＧ＊を読み込み（ステ
ップＳ２０１）、発電機１６から実回転数ＮＧを読み込
む（ステップＳ２０２）。回転数指令値ＮＧ＊と実回転
数ＮＧから回転数偏差ｅを計算する（ステップＳ２０
３）。回転数偏差ｅと比例パラメータＧｐから比例成分
出力（トルク）Ｔｐを算出する（ステップＳ２０４）。

【００４５】回転数偏差ｅから、偏差の累積Ｓを算出す
る（ステップＳ２０５）。この偏差の累積Ｓと積分パラ
メータＧｉから、積分成分出力（トルク）Ｔｉを計算す
る（ステップＳ２０６）。

【００４６】比例成分出力（トルク）Ｔｐと積分成分出
力（トルク）Ｔｉとの和により、出力（トルク）指令値
ＴＧ＊を算出する（ステップＳ２０７）。出力（トル
ク）指令値ＴＧ＊の絶対値が、その最大値ＴＧ＊ｍａｘ
より小さいか否かを判断する（ステップＳ２０８）。大
きい場合には、出力（トルク）指令値ＴＧ＊を最大値Ｔ
Ｇ＊ｍａｘとする（ステップＳ２０９）。また、小さい
場合、およびステップＳ２０９の終了の後、出力トルク
ＴＧが出力（トルク）指令値ＴＧ＊となるように、電流
ＩＧを制御する（ステップＳ２１０）。

【００４７】以上は、発電機１６の発電機ブレーキ２８
が作用していない状態、即ち発電機１６が回転している
状態での制御動作であるが、発電機１６を発電機ブレー
キ２８で固定している状態から、発電機ブレーキ２８を
解放する場合の車両制御装置４１の制御動作について、
以下に説明する。

【００４８】まず、第１実施形態の制御動作について、
図７、図８のフローチヤート、図９のタイムチャートお
よび図１０のエンジン・トルク特性図に基づいて説明す
る。

【００４９】発電機ブレーキ２８の解放操作を制御する
場合には、発電機１６について以下のような制御動作を
行う。図８に示されているサブルーチンに基づいて、エ
ンジン１１から発電機１６へ伝達されるトルクＴＥＧを
推定する（ステップＳ３０１）。得られたトルクＴＥＧ
を積分成分出力（トルク）Ｔｉとして、発電機制御装置
４４へ供給する。これによって、発電機制御装置４４で
は、上記図６に示されている回転数制御動作において、
Ｔｉ＝ＴＥＧとされる。一方、同制御フローチャートで
は、発電機ブレーキ２８の係合時には回転数指令値ＮＧ
＊＝０であり、また実回転数ＮＧ＝０であるため、Ｔｐ
＝０となる。ステップＳ２０７から、ＴＧ＊＝Ｔｉ＋Ｔ
ｐ＝ＴＥＧとなり、ステップＳ３０２の実行によって、
上記エンジン１１から伝達されるトルクＴＥＧに対し
て、逆向きに同じ大きさのＴＧ＊が発電機１６に発生す
る（図９中（Ａ）位置）。

【００５０】次に、電磁バルブ５４に、ソレノイドＯＦ
Ｆ信号を出力する（ステップＳ３０３）。これにより、
発電機ブレーキ２８が解放される（図９中（Ｂ）位
置）。そして、改めて、発電機１６の目標回転数ＮＧ＊
が入力される（ステップＳ３０４）。発電機制御装置４
４では、図５、図６に既に説明した制御動作が行われ、
発電機１６の実回転数ＮＧは、図９上ほぼ目標回転数Ｎ
Ｇ＊の線に重なって変化する（図９中（Ｂ）〜（Ｃ）位
置以降）。

【００５１】つまり、発電機ブレーキ２８を解放する前
に、発電機１６にトルクが加わっているので、発電機ブ
レーキ２８を解放しても急激な回転数の変化は生じな
い。

【００５２】図８は、エンジン１１からプラネタリギヤ
ユニット１３を介して発電機１６に伝達されるトルクＴ
ＥＧを推定するサブルーチンを示すものである。即ち、
ステップＳ３０１の実行は、次のように行われる。スロ
ットル開度θを読み取り（ステップＳ４０１）、その時
のエンジン回転数ＮＥを読み取る（ステップＳ４０
２）。ＲＯＭには、図１０に示されているエンジン・ト
ルク特性図が二次元配列のマップとして記憶されてお
り、この二次元配列のマップに基づき、読み取られたエ
ンジン回転数ＮＥとスロットル開度θとからエンジン１
１の推定出力トルクＴＥ_０を求め、これにプラネタリギ
ヤユニット１３のギヤ比を掛けてＴＥＧを得る（ＴＥＧ
＝ＴＥ_０×１／３）（ステップＳ４０３）。例えば、ス
ロットル開度が６０％で、ＮＥ＝Ｎ_１である時、図１０
のマップからＴＥ_０＝Ｔ_１となり、ＴＥＧ＝Ｔ_１×１／
３となる。

【００５３】次に、第２実施形態の制御動作について、
図１１のフローチャート、図１２のタイムチャートに基
づいて説明する。駆動系や制御系の構成については、第
１実施形態と同様であるので説明を省略する。また、制
御動作についても、発電機ブレーキ解放操作時の制御動
作以外は、第１実施形態と同様であるので説明を省略す
る。

【００５４】第２実施形態では、発電機ブレーキ２８の
解放操作を制御する場合には、発電機１６について以下
のような制御動作を行う。

【００５５】既述の図８に示されいてるサブルーチンに
より、エンジン１１から発電機１６へ伝達されるトルク
ＴＥＧを推定する（ステップＳ５０１）。次に、得られ
たトルクＴＥＧから回転数設定値ｍを算出する（ステッ
プＳ５０２）。ｍは、ＴＥＧを比例パラメータＧｐで除
して得られる（ｍ＝ＴＥＧ／Ｇｐ）。

【００５６】目標回転数ＮＧ＊を−ｍとして、発電機制
御装置４４へ出力する（ステップＳ５０３）。目標回転
数ＮＧ＊の入力によって、発電機制御装置４４では回転
数制御が図６に示されているフローチャートに基づき行
われる。その結果、発電機１６には、トルクＴＥＧに対
して逆方向に回転させようとするトルクＴＧが生じる
（図１２中（Ｄ）〜（Ｅ）位置）。次に、電磁バルブ５
４に、ソレノイドＯＦＦ信号を出力する（ステップＳ５
０４）。これにより、発電機ブレーキ２８が解放される
（図１２中（Ｆ）位置）。図１２に示されているよう
に、既に逆方向への目標回転数ＮＧ＊が設定されている
ので、発電機ブレーキ２８を解放しても、破線で示され
ているように、急激な回転数の上昇は抑制され、実回転
数ＮＧは発電機ブレーキ２８の解放後、直ちに発電機制
御装置４４による制御可能な状態となる。ここで、改め
て発電機１６の目標回転数ＮＧ＊が入力される（ステッ
プＳ５０５）。その後は、図５、図６に示されている通
常の回転数制御が行われる。

【００５７】次に、第３実施形態の制御動作について、
図１３のフローチャート、図１２のタイムチャートに基
づいて説明する。駆動系や制御系の構成については、第
１実施形態と同様であるので説明を省略する。また、制
御動作についても、発電機ブレーキ解放操作時の制御動
作以外は、第１実施形態と同様であるので説明を省略す
る。

【００５８】第３実施形態では、発電機ブレーキ２８の
解放操作を制御する場合には、発電機１６について以下
のような制御動作を行う。既述の図８に示されているサ
ブルーチンにより、エンジン１１から発電機１６へ伝達
されるトルクＴＥＧを推定する（ステップＳ６０１）。
次に、回転数設定値ｍを計算する（ステップＳ６０
２）。目標回転数ＮＧ＊を−ｍとして、発電機制御装置
４４へ出力する（ステップＳ６０３）。目標回転数ＮＧ
＊の入力によって、発電機制御装置４４では回転数制御
が図５および図６に示されているフローチャートに基づ
いき行われる。この回転数設定値ｍは、推定されるトル
クＴＥＧに対して、必要とされる回転数設定値よりも、
小さく設定されており、図５および図６の回転数制御フ
ローチャートにおいて、出力トルクＴＧ＊がＴＥＧとな
るまで待ってから、発電機ブレーキ２８が解放される。

【００５９】目標回転数ＮＧ＊を−ｍとして、図５およ
び図６に示されているフローチャートを実行することに
よって、積分成分Ｔｉが増加して、ＴＧ＊はＴＥＧに接
近する。そこで、発電機制御装置４４より出力トルクＴ
Ｇ＊を読み込み（ステップＳ６０４）、ＴＧ＊＝ＴＥＧ
となったか否かを判断する（ステップＳ６０５）。ＴＧ
＊＝ＴＥＧとなっていない場合には、再度ステップＳ６
０４とステップＳ６０５とを実行する。ＴＧ＊＝ＴＥＧ
となった時点で、電磁バルブ５４に、ソレノイドＯＦＦ
信号を出力する（ステップＳ６０６）。これにより、発
電機ブレーキ２８が解放される（図１２中（Ｆ）位
置）。図１２に示されているように、既に逆方向への目
標回転数ＮＧ＊が設定されているので、発電機ブレーキ
２８を解放しても、破線で示されているように、急激な
回転数の上昇は抑制され、実回転数ＮＧは発電機ブレー
キ２８の解放後、直ちに発電機制御装置４４による制御
可能な状態となる。ここで、改めて発電機１６の目標回
転数ＮＧ＊が入力される（ステップＳ６０９）。

【００６０】上記第３実施形態では、ＴＧ＊をモニター
しＴＧ＊＝ＴＥＧとなるまで待って、発電機ブレーキを
解放したが、ＴＧ＊＝ＴＥＧとなる時間を予め予測し、
その時間が経過した時に発電機ブレーキを解放する制御
動作とすることもできる。

【００６１】上記第２および第３実施形態は、例えばア
ナログ回路で回転数のＰＩ速度フィードバック制御を実
現した場合、トルク出力の初期値を任意に与えることが
できない場合があり、そのような場合に、有用な制御方
法である。

【００６２】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１に記載
の発明は、予めエンジントルクと逆方向トルクを加えて
から、発電機ブレーキを解放するため、発電機ブレーキ
解放時に、エンジントルクによって発生する発電機およ
びエンジンの回転数の急変動が抑制され、発電機トルク
の急変による機械的、電気的ショックが少なくなる。

【００６３】また、請求項２に記載の発明は、発電機に
伝わるエンジントルクに対して逆方向に回転するような
回転数制御を行ってから、発電機ブレーキを解放するた
め、請求項１と同様の効果を得ることができるととも
に、発電機ブレーキ解放前に加える発電機の出力トルク
が設定できない場合に有用である。

【００６４】請求項３に記載の発明は、発電機に入力さ
れるエンジントルクと、発電機ブレーキ解放前に加えら
れる発電機出力トルクとがほぼ等しくなった時に、発電
機ブレーキを解放する構成とすることによって、発電機
およびエンジンの回転数の急変動がさらに小さくなり、
発電機トルクの急変による機械的、電気的ショックがよ
り少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のハイブリッド車両の駆
動装置を示す概念図である。

【図２】本発明の第１実施形態の制御系の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】第１実施形態のプラネタリギヤユニットの概念
図および速度線図である。

【図４】第１実施形態のプラネタリギヤユニットのトル
ク線図である。

【図５】発電機制御装置の制御動作を示すフローチャー
トである。

【図６】発電機制御装置において回転数制御を行うサブ
ルーチンである。

【図７】車両制御装置において、発電機ブレーキの開放
操作を行う場合のフローチャートである。

【図８】エンジントルクを推定するサブルーチンであ
る。

【図９】第１実施形態における車両制御装置の制御動作
を示すタイムチャートである。

【図１０】エンジン・トルク特性図である。

【図１１】第２実施形態における発電機制御装置の制御
動作を示すフローチャートである。

【図１２】第２実施形態および第３実施形態における車
両制御装置の制御動作を示すタイムチャートである。

【図１３】第３実施形態における発電機制御装置の制御
動作を示すフローチャートである。

【図１４】本発明を備えない場合の発電機ブレーキ開放
時の発電機の動作を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１１エンジン１３プラネタリギヤユニット１５第１カウンタドライブギヤ１６発電機２８発電機ブレーキ４１車両制御装置４２エンジン制御装置４３モータ制御装置４４発電機制御装置４５アクセルセンサ４６車速センサ４７ブレーキセンサ５４電磁バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小島博幸愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エイ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献特開昭50−30223（ＪＰ，Ａ) 特開平５−319110（ＪＰ，Ａ) 特公昭47−31773（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 11/14 B60K 6/00 B60K 17/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと、発電機と、駆動輪を駆動させる駆動力を伝達する駆動出力軸と、該駆動出力軸に連結された駆動モータとを備えたハイブ
リッド車両において、第１の歯車要素が前記エンジンの出力軸に連結され、第
２の歯車要素が前記発電機のロータに連結され、第３の
歯車要素が前記駆動出力軸に連結された差動歯車装置
と、前記発電機を制御する制御手段と、前記発電機の回転を停止させる発電機ブレーキとを有
し、前記制御手段は、前記発電機ブレーキを解放する場合に
は、前記エンジンからの伝達トルクに対する逆トルクを
出力するように前記発電機を制御することを特徴とする
ハイブリッド車両。
【請求項２】エンジンと、発電機と、駆動輪を駆動させる駆動力を伝達する駆動出力軸と、該駆動出力軸に連結された駆動モータとを備えたハイブ
リッド車両において、第１の歯車要素が前記エンジンの出力軸に連結され、第
２の歯車要素が前記発電機のロータに連結され、第３の
歯車要素が前記駆動出力軸に連結された差動歯車装置
と、前記発電機を制御する制御手段と、前記発電機の回転を停止させる発電機ブレーキとを有
し、前記制御手段は、前記発電機ブレーキを解放する場合に
は、前記エンジンから伝達される回転とは逆方向へ回転
する回転数を設定し、該回転数を出力するように前記発
電機を制御することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】さらに、制御手段は、前記発電機の出力
トルクが前記エンジンから伝達されるトルクとほぼ等し
くなったときに、前記発電機ブレーキを解放する請求項
１または２に記載のハイブリッド車両。