JP3230446B2 - 動力出力装置およびその制御方法 - Google Patents

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、駆動軸にトルクを出
力可能な原動機と電動機とを備える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、
動力源としてエンジンとモータとを併用するハイブリッ
ド車両に搭載された装置であって、駆動軸に要求される
要求トルクが変化したときには、エンジン負担分のトル
クの変化をモータ負担分のトルクの変化より小さくする
ようエンジンとモータのトルク配分を制御すると共に、
排気系に設けられた空燃比センサから得られる実空燃比
の目標空燃比からのずれ量に応じてエンジンとモータの
トルク配分比を修正するものが提案されている（例え
ば、特開平６−２３３４１１号公報など）。この装置で
は、エンジンとモータとから出力される合成トルクが要
求トルクとなるようフィードバック制御しているが、こ
のフィードバック制御におけるエンジン負担分のトルク
の制御ゲインをモータ負担分のトルクの制御ゲインより
小さくすることにより、要求トルクの変化に対してエン
ジン負担分のトルクの変化をモータ負担分のトルクの変
化より小さくしている。また、こうしたトルク配分の制
御にも拘わらず、空燃比センサにより検出された実空燃
比が目標空燃比からずれるときには、フィードバック制
御におけるエンジン負担分のトルクの制御ゲインを更に
小さくすることにより、実空燃比が目標空燃比となるよ
うして、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素
（ＣＯ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の増加を防止すると共
に、車両の運転性能の低下を防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例の動力出力装置では、運転者がアクセルペダルを
大きく踏み込んで要求トルクを急変させたときには、実
空燃比が目標空燃比から大きくずれてエミッションを悪
化させたり、バックファイア等を生じて運転特性を悪化
させたりするという問題があった。従来例の動力出力装
置では、実空燃比を検出してフィードバック制御におけ
るエンジン負担分のトルクの制御ゲインを調整するが、
実空燃比は排気系に設けられた空燃比センサによって検
出されるため、空燃比を検出までにタイムラグが生じ
る。要求トルクの急変は、こうしたタイムラグを待って
いる時間がないほど短時間での現象であるため、エンジ
ン負担分のトルクの制御ゲインを調整するまでに上述の
問題を生じさせてしまう。また、従来例の動力出力装置
では、エンジンの暖機が十分でないときやエンジンへ供
給する燃料が重質なときには、要求トルクの変化量が比
較的小さくても同様の問題を生じる場合がある。

【０００４】こうした問題を回避するために、エンジン
負担分のトルクの制御ゲインをモータ負担分のトルクの
制御ゲインに比して著しく小さくしておくことも考えら
れる。しかし、この場合、エンジンは一定運転の状態に
近くなるため、要求トルクの変化に対してはモータのト
ルク変化で対応することとなり、容量の大きなモータが
必要となると共にモータに電力を供給するバッテリの容
量も大きくなってしまう。

【０００５】本発明の動力出力装置およびその制御方法
は、エミッションや運転特性を悪化させることなく素早
く原動機の運転状態を要求トルクに基づいて演算された
負荷を出力する運転状態に移行させ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、原動機の状態や原動機に供給される燃料の性状等
をも考慮して原動機の運転状態の移行を行なうことを目
的の一つとする。

【０００６】さらに、本発明の動力出力装置およびその
制御方法は、上述の原動機の運転状態の移行の際でも駆
動軸に要求トルクを出力することを目的の一つとする。

【０００７】

【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解決するため、以下の手段を採っ
た。

【０００８】本発明の動力出力装置は、駆動軸に動力を
出力する原動機と電動機とを備える動力出力装置であっ
て、前記駆動軸に要求される要求トルクを検出する要求
トルク検出手段と、該検出された要求トルクに基づいて
前記原動機が負担する負荷の目標値である原動機目標負
荷を演算する原動機目標負荷演算手段と、該演算された
原動機目標負担の変化量を演算する目標負荷変化量演算
手段と、前記原動機の運転変更の際の運転状態に影響を
与える因子の状態を検出する因子状態検出手段と、該検
出された因子の状態に基づいて前記原動機が許容する負
荷の変化量の最大値である最大負荷変化量を演算する最
大負荷変化量演算手段と、該演算された最大負荷変化量
と前記原動機目標負荷の変化量とに基づいて、前記原動
機が前記原動機目標負荷を出力する運転状態に移行する
よう該原動機を制御する原動機制御手段とを備えること
を要旨とする。

【０００９】本発明の動力出力装置は、原動機目標負荷
演算手段が、要求トルク検出手段により検出された駆動
軸に要求される要求トルクに基づいて原動機が負担する
負荷の目標値である原動機目標負荷を演算し、目標負荷
変化量演算手段が、この演算された原動機目標負担の変
化量を演算する。最大負荷変化量演算手段は、因子状態
検出手段により検出された原動機の運転変更の際の運転
状態に影響を与える因子の状態に基づいて原動機が許容
する負荷の変化量の最大値である最大負荷変化量を演算
する。原動機制御手段は、この演算された最大負荷変化
量と原動機目標負荷の変化量とに基づいて、原動機が原
動機目標負荷を出力する運転状態に移行するよう原動機
を制御する。ここで、原動機の運転変更の際の運転状態
に影響を与える因子の状態には、原動機の温度や原動機
の運転を開始してから経過した時間，原動機へ供給する
燃料の性状，原動機の吸気系に付着する異物の学習値な
どが含まれる。こうした因子の状態に対して、最大負荷
変化量演算手段は、原動機の温度と正の相関関係をもっ
て演算する手段であるものとしたり、原動機の運転を開
始してから経過した時間と正の相関関係をもって演算す
る手段であるものとしたり、原動機へ供給する燃料の性
状が軽質になるほど最大負荷変化量が大きくなる相関関
係をもって演算する手段であるものとしたり、原動機の
吸気系に付着する異物が多いと学習されるほど最大負荷
変化量が小さくなる相関関係をもって演算する手段であ
るものとしたりすることもできる。

【００１０】この本発明の動力出力装置によれば、最大
負荷変化量と原動機目標負荷の変化量とに基づいて原動
機を制御することにより、空燃比が目標の空燃比から大
きくずれてエミッションが悪化したり、運転特性が悪化
したりするといった不都合を回避すると共に、原動機を
目標とする負荷を出力する状態に速やかに移行させるこ
とができる。

【００１１】こうした本発明の動力出力装置において、
前記原動機制御手段による制御に伴って前記原動機から
出力される負荷と前記要求トルクとに基づいて前記電動
機が負担する負荷の目標値である電動機目標負荷を演算
する電動機目標負荷演算手段と、該演算された電動機目
標負荷を出力するよう前記電動機を制御する電動機制御
手段とを備えるものとすることもできる。

【００１２】この態様の動力出力装置は、電動機目標負
荷演算手段が、原動機制御手段による制御に伴って原動
機から出力される負荷と要求トルクとに基づいて電動機
が負担する負荷の目標値である電動機目標負荷を演算
し、電動機制御手段が、この演算された電動機目標負荷
を出力するよう電動機を制御する。こうすれば、原動機
の運転状態が目標の負荷を出力する状態へ移行途中にあ
っても、駆動軸に要求トルクを出力することができる。

【００１３】本発明の動力出力装置の制御方法は、駆動
軸に動力を出力する原動機と電動機とを備える動力出力
装置の制御方法であって、前記駆動軸に要求される要求
トルクに基づいて前記原動機が負担する負荷の目標値で
ある原動機目標負荷と該原動機目標負担の変化量とを演
算すると共に、前記原動機の運転変更の際の運転状態に
影響を与える因子の状態に基づいて前記原動機が許容す
る負荷の変化量の最大値である最大負荷変化量を演算
し、該演算された前記最大負荷変化量と前記原動機目標
負荷の変化量とに基づいて、前記原動機が前記原動機目
標負荷を出力する運転状態に移行するよう該原動機を制
御することを要旨とする。

【００１４】本発明の動力出力装置の制御方法によれ
ば、最大負荷変化量と原動機目標負荷の変化量とに基づ
いて原動機を制御することにより、空燃比が目標の空燃
比から大きくずれてエミッションが悪化したり、運転特
性が悪化したりするといった不都合を回避すると共に、
原動機を目標とする負荷を出力する状態に速やかに移行
させることができる。

【００１５】本発明の動力出力装置の制御方法におい
て、前記原動機の制御により該原動機から出力される負
荷と前記要求トルクとに基づいて前記電動機が負担する
負荷の目標値である電動機目標負荷を演算し、該演算さ
れた電動機目標負荷を出力するよう前記電動機を制御す
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、原動機の運転状態が目標の負荷を出力する状態へ移
行途中にあっても、駆動軸に要求トルクを出力すること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。図１は、本発明の一実施例として
の動力出力装置２０を車両に組み込んだ際の概略構成を
示す構成図である。図示するように、動力出力装置２０
は、動力源として、ガソリンを燃料として運転されるエ
ンジン５０と、駆動軸２２に取り付けられたモータ３０
と、エンジン５０およびモータ３０を駆動制御する制御
装置９０とを備える。

【００１７】エンジン５０は、吸気系からスロットルバ
ルブ６６を介して吸入した空気と燃料噴射弁５１から噴
射されたガソリンとの混合気を燃焼室５２に吸入し、こ
の混合気の爆発により押し下げられるピストン５４の運
動をクランクシャフト５６の回転運動に変換する。ここ
で、スロットルバルブ６６はスロットルバルブアクチュ
エータ６８により開閉駆動される。点火プラグ６２は、
イグナイタ５８からディストリビュータ６０を介して導
かれた高電圧によって電気火花を形成し、混合気はその
電気火花によって点火されて爆発燃焼する。爆発燃焼し
た排気ガスは、排気系に設けられた三元触媒を備える触
媒装置に導入されて炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（Ｃ
Ｏ），窒素酸化物（ＮＯｘ）が処理されて大気に解放さ
れる。なお、こうしたエンジン５０の運転制御に必要な
センサとして、スロットルバルブ６６の開度ＳＴを検出
するスロットルバルブポジションセンサ６７や吸気管の
負圧を検出する吸気管負圧センサ７２，エンジン５０の
冷却水温を検出する水温センサ７４，ディストリビュー
タ６０に設けられクランクシャフト５６の回転数を検出
する回転数センサ６０ａ，同じくディストリビュータ６
０に設けられクランクシャフト５６の回転角度を検出す
る回転角度センサ６０ｂ，燃焼室５２から排出された排
気ガス中の酸素を検出する酸素センサ７８ａ，触媒装置
７６から排出される排気ガス中の酸素を検出するサブ酸
素センサ７８ｂなどが取り付けられており、これらのセ
ンサは制御装置９０に信号ラインによって接続されてい
る。

【００１８】クランクシャフト５６は、クラッチ５７を
介して駆動軸２２に接続されている。従って、クラッチ
５７をオンとしてクランクシャフト５６と駆動軸２２と
を接続することにより、エンジン５０から出力される動
力を直接駆動軸２２に出力するものとしたり、クラッチ
５７をオフとしてクランクシャフト５６と駆動軸２２と
の接続を解除することにより、エンジン５０を駆動軸２
２から切り離すことができるようになっている。駆動軸
２２は、ディファレンシャルギヤ２４を介して駆動輪２
６，２８に結合されており、エンジン５０から出力され
た動力が駆動輪２６，２８に伝達されるようになってい
る。

【００１９】駆動軸２２に取り付けられたモータ３０
は、発電動作が可能な同期電動機として構成されてお
り、制御装置９０からの制御信号を受けたモータ駆動回
路４０によって駆動制御される。モータ駆動回路４０
は、６個のトランジスタにより構成されたインバータ回
路４２と充放電可能なバッテリ４８とから構成されてお
り、バッテリ４８からの直流電源をインバータ回路４２
によるＰＷＭ制御によって三相交流電源としてモータ３
０に供給したり、逆にモータ３０により回生される三相
電力を電源としてインバータ回路４２によって整流して
バッテリ４８を充電する。バッテリ４８には、その残容
量ＢRMを検出する残容量検出器４９が設けられている。
なお、残容量検出器４９としては、バッテリ４８の電解
液の比重またはバッテリ４８の全体の重量を測定して残
容量ＢRMを検出するものや、充電・放電の電流値と時間
を演算して残容量ＢRMを検出するもの、あるいはバッテ
リの端子間を瞬間的にショートさせて電流を流し内部抵
抗を測ることにより残容量ＢRMを検出するものなどが知
られている。残容量検出器４９は、信号ラインにより制
御装置９０に接続されている。

【００２０】図２は、動力出力装置２０の電気的接続関
係を制御装置９０を中心として例示したブロック図であ
る。図示するように、制御装置９０は、ＣＰＵ９１を中
心として構成されたマイクロコンピュータであり、詳し
くは、制御プログラムを記憶したＲＯＭ９２と、一時的
なデータを記憶するＲＡＭ９３と、図示しないバックア
ップ電源によりデータの保持が可能なバックアップＲＡ
Ｍ９４と、タイマ９５と、上述の各種センサなどから検
出される信号を入力する入力処理回路９６と、イグナイ
タ５８や燃料噴射弁５１，スロットルバルブアクチュエ
ータ６８，モータ駆動回路４０，クラッチ５７へ駆動信
号を出力する出力処理回路９７とを備える。なお、入力
処理回路９６に入力される信号としては、アクセルペダ
ルポジションセンサ６４ａにより検出されるアクセルペ
ダルポジションＡＰやブレーキペダルポジションセンサ
６５ａにより検出されるブレーキペダルポジションＢ
Ｐ，シフトポジションセンサ８４により検出されるシフ
トポジションＳＰ，スロットルバルブポジションセンサ
６７により検出されるスロットルバルブ６６の開度Ｓ
Ｔ，吸気管負圧センサ７２により検出される吸気管の圧
力Ｐ，水温センサ７４により検出されるエンジン５０の
冷却水の温度ＷＴ，回転数センサ６０ａにより検出され
るクランクシャフト５６の回転数Ｎｅ，回転角度センサ
６０ｂにより検出されるクランクシャフト５６の回転角
度θｅ，スタータスイッチ７９から出力されるイグニッ
ションキーの状態ＳＳ，酸素センサ７８ａおよびサブ酸
素センサ７８ｂにより検出される酸素リッチ信号ＯＲ，
残容量検出器４９により検出されるバッテリ４８の残容
量ＢRMなどである。なお、この他のセンサ，スイッチな
どの図示は省略した。

【００２１】次にこうして構成された動力出力装置２０
によって実行されるトルク制御処理、特にアクセルペダ
ル６４を大きく踏み込んだときのトルク制御について図
３に例示するトルク制御ルーチンに基づき説明する。こ
のトルク制御ルーチンは、スタータスイッチ７９により
イグニッションキーの状態ＳＳがオンの状態とされてか
ら所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行
されるものである。

【００２２】本ルーチンが実行されると、制御装置９０
のＣＰＵ９１は、まず、アクセルペダルポジションセン
サ６４ａにより検出されるアクセルペダル６４の踏込量
であるアクセルペダルポジションＡＰを読み込む処理を
行なう（ステップＳ１００）。アクセルペダル６４は運
転者が出力トルクが足りないと感じたときに踏み込まれ
るものであるから、アクセルペダルポジションＡＰの値
は運転者が駆動軸２２に要求しているトルクに対応する
ものである。続いて、読み込まれたアクセルペダルポジ
ションＡＰに応じた要求トルク（駆動軸２２に要求され
るトルクの目標値）Ｔｄ＊を導出する処理を行なう（ス
テップＳ１０２）。実施例では、各アクセルペダルポジ
ションＡＰに対して対応する要求トルクＴｄ＊を定め、
これを予めマップとしてＲＯＭ９２に記憶しておき、ア
クセルペダルポジションＡＰが読み込まれるとＲＯＭ９
２に記憶したマップを参照して読み込んだアクセルペダ
ルポジションＡＰに対応する要求トルクＴｄ＊を導出す
るものとした。

【００２３】次に、導出された要求トルクＴｄ＊に基づ
いてエンジン５０により負担すべき負荷の目標値である
目標負荷Ｌｅ＊を設定する処理を行なう（ステップＳ１
０４）。要求トルクＴｄ＊は、エンジン５０により負担
される負荷とモータ３０により負担される負荷とに配分
されるが、その配分比は、エンジン５０の特性やモータ
３０の特性に応じて定められるものである。実施例で
は、実験などにより各要求トルクＴｄ＊に対して予めエ
ンジン５０により負担される負荷とモータ３０により負
担される負荷との配分比を定めたマップをＲＯＭ９２に
記憶しておき、要求トルクＴｄ＊が導出されると、この
導出に伴ってこのマップから対応するエンジン５０によ
り負担される負荷を目標負荷Ｌｅ＊として導出するもの
とした。

【００２４】エンジン５０の目標負荷Ｌｅ＊を導出する
と、現在のエンジン５０の負荷Ｌｅを読み込んで（ステ
ップＳ１０６）、目標負荷Ｌｅ＊から負荷Ｌｅを減じて
エンジン５０の負荷変化量Ｌを算出する（ステップＳ１
０８）。なお、エンジン５０の負荷Ｌｅは、エンジン５
０の回転数Ｎｅやその変化率，前回の目標負荷Ｌｅ＊，
前回のモータ３０の目標負荷Ｌｍ＊などから推定され
る。

【００２５】そして、エンジン５０の最大負荷変化量Ｌ
ｍａｘを、エンジン５０の運転状態に影響を与える因子
であるエンジン５０の冷却水の温度ＷＴやエンジン５０
を運転開始してからの経過時間Ｔ，燃料の性状学習値
Ｆ，吸気系のデポジット学習値Ｄなどに基づいて導出す
る（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン５０の最大
負荷変化量Ｌｍａｘは、エンジン５０へ供給する混合気
の空燃比の目標空燃比（例えば、ストイキな理論空燃比
や、理論空燃比から所定値だけリーン側に寄った値な
ど）に対するずれ量がエミッションや運転特性を悪化さ
せない範囲内となる負荷の最大変化量である。実施例で
は、エンジン５０の最大負荷変化量Ｌｍａｘは、エンジ
ン５０の冷却水の温度ＷＴについては図４に例示するよ
うに正の相関関係をもって、エンジン５０の運転を開始
してからの経過時間Ｔについては図５に例示するように
正の相関関係をもって、燃料の性状学習値Ｆについては
図６に例示するように燃料が重質になるほど小さな値と
なる相関関係をもって、吸気系のデポジット学習値Ｄに
ついては図７に例示するように吸気系のデポジット学習
値Ｄが多くなるほど小さな値となる相関関係をもって算
出するものとした。

【００２６】ここで、エンジン５０の冷却水の温度ＷＴ
は水温センサ７４により検出され、エンジン５０の運転
を開始してからの経過時間Ｔは制御装置９０のタイマ９
５により計測される。また、燃料の性状学習値Ｆは、例
えば、エンジン５０が冷えているときの始動（冷間始
動）直後のアイドル回転状態における混合気の空燃比を
調整する燃料噴射量の補正量や、冷間始動直後のアイド
ル回転状態における燃焼速度の相違を調整する点火時期
に基づいて燃料の性状学習値Ｆを推定することができ
る。これは、冷間始動直後はエンジン５０やその吸気マ
ニホールドが冷えているため、エンジン５０の供給され
る混合気の空燃比やエンジン５０内での燃焼速度が燃料
の性状によって定まる燃料の揮発性の善し悪しに左右さ
れることに基づく。吸気系のデポジット学習値Ｄは、例
えば、排気管に設けられた酸素センサ７８ａにより検出
される酸素リッチ信号ＯＲによりフィードバックされる
実際の燃料噴射量の基本燃料噴射量からのずれ量、ある
いは基本燃料噴射量に乗じる補正値の値に基づいて、吸
気系のデポジットを推定し、これを学習値として記憶し
たものである。

【００２７】エンジン５０の最大負荷変化量Ｌｍａｘを
算出すると、エンジン５０の負荷変化量Ｌと最大負荷変
化量Ｌｍａｘとを比較し（ステップＳ１１２）、負荷変
化量Ｌの最大値を最大負荷変化量Ｌｍａｘに規制する処
理を行なう（ステップＳ１１４）。そして、スロットル
バルブ６６の開度ＳＴの増加分△ＳＴをエンジン５０の
負荷変化量Ｌに基づいて求め（ステップＳ１１５）、求
めた増加分△ＳＴを現在のスロットルバルブ６６の開度
ＳＴに加えて新たな開度ＳＴとして設定する（ステップ
Ｓ１１６）。実施例では、実験などによりエンジン５０
の負荷変化量Ｌとスロットルバルブ６６の開度ＳＴの増
加分△ＳＴとの関係求めてマップとして予めＲＯＭ９２
に記憶しておき、負荷変化量Ｌが与えられるとこの負荷
変化量Ｌに応じた開度ＳＴの増加分△ＳＴが導出される
ものとした。なお、現在のスロットルバルブ６６の開度
ＳＴは、スロットルバルブポジションセンサ６７により
検出することができる。

【００２８】次に、要求トルクＴｄ＊から現在のエンジ
ン５０の負荷Ｌｅとスロットルバルブ６６の開度ＳＴの
増加に伴って増加すると推定される負荷とを減じた値を
モータ３０の目標負荷Ｌｍ＊として設定する（ステップ
Ｓ１１８）。ここで、スロットルバルブ６６の開度ＳＴ
の増加に伴って増加すると推定される負荷は、スロット
ルバルブ６６の開度ＳＴの増加分△ＳＴに基づいて求め
られるが、この増加分△ＳＴの他に、本ルーチンの機動
間隔時間やエンジン５０の吹き上がり特性などにも基づ
く。実施例では、実験などにより予めスロットルバルブ
６６の開度ＳＴの増加分△ＳＴと推定される負荷との関
係をマップとして求めてＲＯＭ９２に記憶しておき、増
加分△ＳＴが与えられるとこの増加分△ＳＴに応じた負
荷が推定される負荷として導出されるものとした。

【００２９】こうして、スロットルバルブ６６の開度Ｓ
Ｔとモータ３０の目標負荷Ｌｍ＊が設定されると、設定
した値でエンジン５０やモータ３０が動作するようエン
ジン５０およびモータ３０の制御を行なう（ステップＳ
１２０およびＳ１２２）。実施例では、図示の都合上、
エンジン５０の制御とモータ３０の制御とを本ルーチン
の別々のステップとして記載したが、実際にはこれらの
制御は本ルーチンとは別個独立にかつ総合的に行なわれ
る。例えば、ＣＰＵ９１が割り込み処理を利用して、エ
ンジン５０の制御とモータ３０の制御とを本ルーチンと
は異なるタイミングで平行して実行するのである。エン
ジン５０の制御は、スロットルバルブ６６が設定された
開度ＳＴとなるようスロットルバルブアクチュエータ６
８を駆動すると共に、スロットルバルブ６６の開度ＳＴ
を変化させたことに伴って変化する吸入空気量に対して
目標空燃比となるよう燃料噴射量（燃料噴射弁５１の開
弁時間）を調整する制御や、点火プラグ６２への印加電
圧のタイミングを調整する制御となる。また、モータ３
０の制御は、モータ３０から目標負荷Ｌｍ＊が出力され
るようインバータ回路４２のトランジスタのオンオフの
タイミングを調整する制御となる。

【００３０】次に、こうしたトルク制御処理によって変
化するエンジン５０およびモータ３０の負荷の様子につ
いて説明する。図８は、アクセルペダル６４を大きく踏
み込んだときのエンジン５０およびモータ３０の負荷の
変化の様子を例示する説明図である。図中、実線Ａは要
求トルクＴｄ＊の変化の様子を示し、実線Ｂはエンジン
５０の負荷Ｌｅの変化の様子を示す。したがって、実線
Ａと実線Ｂとの偏差がモータ３０の負荷Ｌｍとなる。時
間ｔ１でアクセルペダル６４が踏み込まれると、この踏
込量に応じて要求トルクＴｄ＊やエンジン５０の目標負
荷Ｌｅ＊が導出されると共に（ステップＳ１００ないし
Ｓ１０４）、エンジン５０の負荷変化量Ｌが算出される
（ステップＳ１０８）。そして、そのときのエンジン５
０の運転状態などから最大負荷変化量Ｌｍａｘが設定さ
れて負荷変化量Ｌが最大負荷変化量Ｌｍａｘに制限され
る（ステップＳ１１０ないしＳ１１４）。

【００３１】いま、最大負荷変化量Ｌｍａｘを求める際
の因子として燃料の性状学習値Ｆが異なる場合を考え
る。燃料の性状学習値Ｆとして燃料が軽質であるときに
は、図６に例示する相関関係に示すように最大負荷変化
量Ｌｍａｘが大きな値として求められる。このため、ス
ロットルバルブ６６の開度ＳＴの増加分△ＳＴも大きく
なり、図中曲線Ｂ１のようにエンジン５０の負荷Ｌｅが
素早く大きくなっていく。このとき、モータ３０の目標
負荷Ｌｍ＊はエンジン５０の負荷変化量Ｌやスロットル
バルブ６６の開度ＳＴの増加分△ＳＴに基づいて算出さ
れるから、実際のモータ３０の負荷Ｌｍ１はエンジン５
０の負荷Ｌｅが素早く大きくなるに伴って急速に小さな
値になっていく。そして、エンジン５０の負荷Ｌｅが目
標負荷Ｌｅ＊に一致する時間ｔ２でスロットルバルブ６
６の開度ＳＴが落ち着くから、エンジン５０の負荷Ｌｅ
も落ち着く。

【００３２】一方、燃料の性状学習値Ｆとして燃料が重
質であるときには、図６に例示する相関関係から最大負
荷変化量Ｌｍａｘは小さな値とされる。このため、スロ
ットルバルブ６６の開度ＳＴの増加分△ＳＴも小さくな
り、図中曲線Ｂ２のようにエンジン５０の負荷Ｌｅは曲
線Ｂ１に比して緩やかに大きくなっていき、モータ３０
の負荷Ｌｍ２もエンジン５０の負荷Ｌｅが緩やかに大き
くなるに伴って小さな値となっていく。そして、エンジ
ン５０の負荷Ｌｅが目標負荷Ｌｅ＊に一致する時間ｔ３
でエンジン５０の負荷Ｌｅは落ち着く。

【００３３】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５０の負荷変化量Ｌがエンジン５０の
最大負荷変化量Ｌｍａｘより大きいときには、エンジン
５０の負荷変化量Ｌに基づいてスロットルバルブ６６の
開度ＳＴを調節するから、要求トルクＴｄ＊を急変させ
たときでもエミッションや運転特性の悪化を防止するこ
とができると共にエンジン５０を目標負荷Ｌｅ＊を出力
する状態に速やかに移行させることができる。しかも、
エンジン５０の最大負荷変化量Ｌｍａｘをエンジン５０
の冷却水の温度ＷＴや運転経過時間Ｔ，燃料の性状学習
値Ｆ，吸気系のデポジット学習値Ｄなどによって求めて
スロットルバルブ６６の開度ＳＴの制御に用いるから、
排気系からのフィードバック制御にみられるフィードバ
ックに伴うタイムラグを生じさせることがなく、過渡変
化により適切に対応することができる。

【００３４】また、モータ３０の目標負荷Ｌｍ＊をエン
ジン５０の運転状態の変化に応じて定めるから、エンジ
ン５０が目標負荷Ｌｅ＊を出力する運転状態に移行して
いる最中でも要求トルクＴｄ＊を駆動軸２２に出力する
ことができる。

【００３５】なお、実施例の動力出力装置２０では、最
大負荷変化量Ｌｍａｘを、エンジン５０の冷却水の温度
ＷＴやエンジン５０を運転開始してからの経過時間Ｔ，
燃料の性状学習値Ｆ，吸気系のデポジット学習値Ｄなど
に基づいて導出したが、これら総ての因子を用いる必要
はなく、これらの因子の一部を用いて導出するものとし
てもよい。

【００３６】また、実施例の動力出力装置２０では、エ
ンジン５０の冷却水の温度ＷＴやエンジン５０を運転開
始してからの経過時間Ｔ，燃料の性状学習値Ｆ，吸気系
のデポジット学習値Ｄをエンジン５０の運転状態に影響
を与える因子として用いたが、エンジン５０の運転状態
に影響を与える因子は、これらに限定されるものではな
く、例えば、エンジン５０の潤滑油の温度やエンジン５
０の積算回転数，エンジン５０が冷えているときの始動
（冷間始動）直後のアイドル回転状態における燃料補正
量，排気ガス浄化のための触媒の温度，外気の温度など
様々な因子を単独にあるいは組み合わせて用いるものと
してもよい。

【００３７】さらに、実施例の動力出力装置２０では、
モータ３０を駆動軸２２に取り付けたが、エンジン５０
とモータ３０とから駆動軸２２に動力を出力できる装置
であれば如何なる構成としてもよい。例えば、プラネタ
リギヤのようにエンジン５０から出力される動力とモー
タ３０から出力される動力とをミックスする手段を備え
るものとしてもよい。

【００３８】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【００３９】例えば、実施例の動力出力装置２０では、
エンジン５０としてガソリンにより運転されるガソリン
エンジンを用いたが、その他に、ディーゼルエンジン
や、タービンエンジンや、ジェットエンジンなど各種の
内燃或いは外燃機関を用いることもできる。

【００４０】また、実施例の動力出力装置２０では、モ
ータ３０としてＰＭ形（永久磁石形；Permanent Magnet
type）同期電動機を用いていたが、回生動作及び力行
動作を行なわせるのであれば、その他にも、ＶＲ形（可
変リラクタンス形；VariableReluctance type）同期電
動機や、バーニアモータや、直流電動機や、誘導電動機
や、超電導モータや、ステップモータなどを用いること
もできる。

【００４１】さらに、実施例の動力出力装置２０では、
インバータ回路４２としてトランジスタインバータを用
いたが、その他に、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラモ
ードトランジスタ；Insulated Gate Bipolar mode Tran
sistor）インバータや、サイリスタインバータや、電圧
ＰＷＭ（パルス幅変調；Pulse Width Modulation）イン
バータや、方形波インバータ（電圧形インバータ，電流
形インバータ）や、共振インバータなどを用いることも
できる。

【００４２】あるいは、バッテリ４８としては、Ｐｂバ
ッテリ，ＮｉＭＨバッテリ，Ｌｉバッテリなどを用いる
ことができるが、バッテリ４８に代えてキャパシタを用
いることもできる。

【００４３】実施例の動力出力装置２０では、動力出力
装置を車両に搭載する場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、船舶，航空機などの
交通手段や、その他各種産業機械などに搭載することも
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての動力出力装置２０を
車両に組み込んだ際の概略構成を示す構成図である。

【図２】動力出力装置２０の電気的接続関係を制御装置
９０を中心として例示したブロック図である。

【図３】動力出力装置２０の制御装置９０により実行さ
れるトルク制御ルーチンを例示するフローチャートであ
る。

【図４】エンジン５０の最大負荷変化量Ｌｍａｘとエン
ジン５０の冷却水の温度ＷＴとの相関関係を例示する説
明図である。

【図５】エンジン５０の最大負荷変化量Ｌｍａｘとエン
ジン５０の運転を開始してからの経過時間Ｔとの相関関
係を例示する説明図である。

【図６】エンジン５０の最大負荷変化量Ｌｍａｘと燃料
の性状学習値Ｆとの相関関係を例示する説明図である。

【図７】エンジン５０の最大負荷変化量Ｌｍａｘと吸気
系のデポジット学習値Ｄとの相関関係を例示する説明図
である。

【図８】アクセルペダル６４を大きく踏み込んだときの
エンジン５０およびモータ３０の負荷の変化の様子を例
示する説明図である。

【符号の説明】

２０…動力出力装置 ２２…駆動軸 ２２…直接駆動軸 ２４…ディファレンシャルギヤ ２６，２８…駆動輪 ３０…モータ ４０…モータ駆動回路 ４２…インバータ回路 ４８…バッテリ ４９…残容量検出器 ５０…エンジン ５１…燃料噴射弁 ５２…燃焼室 ５４…ピストン ５６…クランクシャフト ５７…クラッチ ５８…イグナイタ ６０…ディストリビュータ ６０ａ…回転数センサ ６０ｂ…回転角度センサ ６２…点火プラグ ６４…アクセルペダル ６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ ６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ ６６…スロットルバルブ ６７…スロットルバルブポジションセンサ ６８…スロットルバルブアクチュエータ ７２…吸気管負圧センサ ７４…水温センサ ７６…触媒装置 ７８ａ…酸素センサ ７８ｂ…サブ酸素センサ ７９…スタータスイッチ ８４…シフトポジションセンサ ９０…制御装置 ９１…ＣＰＵ ９２…ＲＯＭ ９３…ＲＡＭ ９４…バックアップＲＡＭ ９５…タイマ ９６…入力処理回路 ９７…出力処理回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｋ 41/00 ３０１ Ｂ６０Ｌ 3/00 Ｎ Ｂ６０Ｌ 3/00 11/18 11/18 15/20 Ｋ 15/20 Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０Ｌ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０ ３３０Ｐ Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 6/02 B60L 11/00 - 11/18 F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 - 41/40

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸に動力を出力する原動機と電動機
   とを備える動力出力装置であって、 前記駆動軸に要求される要求トルクを検出する要求トル
   ク検出手段と、 該検出された要求トルクに基づいて前記原動機が負担す
   る負荷の目標値である原動機目標負荷を演算する原動機
   目標負荷演算手段と、 該演算された原動機目標負担の変化量を演算する目標負
   荷変化量演算手段と、 前記原動機の運転変更の際の運転状態に影響を与える因
   子の状態を検出する因子状態検出手段と、 該検出された因子の状態に基づいて前記原動機が許容す
   る負荷の変化量の最大値である最大負荷変化量を演算す
   る最大負荷変化量演算手段と、 該演算された最大負荷変化量と前記原動機目標負荷の変
   化量とに基づいて、前記原動機が前記原動機目標負荷を
   出力する運転状態に移行するよう該原動機を制御する原
   動機制御手段とを備える動力出力装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記原動機制御手段による制御に伴って前記原動機から
   出力される負荷と前記要求トルクとに基づいて前記電動
   機が負担する負荷の目標値である電動機目標負荷を演算
   する電動機目標負荷演算手段と、 該演算された電動機目標負荷を出力するよう前記電動機
   を制御する電動機制御手段とを備える動力出力装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の動力出力装置で
   あって、 前記因子の状態は、前記原動機の温度であり、 前記最大負荷変化量演算手段は、前記原動機の温度と正
   の相関関係をもって演算する手段である動力出力装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか記載の動力出
   力装置であって、 前記因子の状態は、前記原動機の運転を開始してから経
   過した時間であり、 前記最大負荷変化量演算手段は、前記原動機の運転を開
   始してから経過した時間と正の相関関係をもって演算す
   る手段である動力出力装置。
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、 前記因子の状態は、前記原動機へ供給する燃料の性状で
   あり、 前記最大負荷変化量演算手段は、前記原動機へ供給する
   燃料の性状が軽質になるほど前記最大負荷変化量が大き
   くなる相関関係をもって演算する手段である動力出力装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５いずれか記載の動力出
   力装置であって、 前記因子の状態は、前記原動機の吸気系に付着する異物
   の学習値であり、 前記最大負荷変化量演算手段は、前記原動機の吸気系に
   付着する異物が多いと学習されるほど前記最大負荷変化
   量が小さくなる相関関係をもって演算する手段である動
   力出力装置。
7. 【請求項７】 駆動軸に動力を出力する原動機と電動機
   とを備える動力出力装置の制御方法であって、 前記駆動軸に要求される要求トルクに基づいて前記原動
   機が負担する負荷の目標値である原動機目標負荷と該原
   動機目標負担の変化量とを演算すると共に、 前記原動機の運転変更の際の運転状態に影響を与える因
   子の状態に基づいて前記原動機が許容する負荷の変化量
   の最大値である最大負荷変化量を演算し、 該演算された前記最大負荷変化量と前記原動機目標負荷
   の変化量とに基づいて、前記原動機が前記原動機目標負
   荷を出力する運転状態に移行するよう該原動機を制御す
   る動力出力装置の制御方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の動力出力装置の制御方法
   であって、 前記原動機の制御により該原動機から出力される負荷と
   前記要求トルクとに基づいて前記電動機が負担する負荷
   の目標値である電動機目標負荷を演算し、 該演算された電動機目標負荷を出力するよう前記電動機
   を制御する動力出力装置の制御方法。