JP3409783B2 - ハイブリッド車両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、動力源としてエン
ジンと電動機とを備えるハイブリッド車両に関し、詳し
くは、前記電動機の結合先を前記エンジンの出力軸と駆
動軸とに切り替え可能な切替機構を有するハイブリッド
車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンと電動機とを動力源とするハイ
ブリッド車両の一種としていわゆるパラレルハイブリッ
ド車両がある。パラレルハイブリッド車両は、エンジン
に動力調整装置が結合されており、エンジンから出力さ
れた動力は、その一部が動力調整装置により駆動軸に伝
達され、残余が電力として回生される。この電力はバッ
テリに蓄電されたり、エンジン以外の動力源としての電
動機を駆動するのに用いられる。パラレルハイブリッド
車両は、上述の動力の伝達過程において、動力調整装置
および電動機を制御することによって、エンジンから出
力された動力を任意の回転数およびトルクで駆動軸に出
力することができる。駆動軸の回転数およびトルクに関
わらず、運転効率の高い運転ポイントを選択してエンジ
ンを運転することができるため、ハイブリッド車両は省
資源性および排気浄化性に優れている。

【０００３】パラレルハイブリッド車両における電動機
の結合先は、駆動軸とエンジンの出力軸の２通りが可能
である。電動機を駆動軸に結合した場合は、エンジン側
からエンジン、動力調整装置、電動機の順に結合された
構成となる。図３７は電動機を駆動軸に結合したハイブ
リッド車両の概略構成を示す説明図である。ここでは、
動力調整装置として、相対的に回転可能なインナロータ
ＩＲとアウタロータＯＲとを備える対ロータ電動機ＣＭ
を適用した場合を示した。図示する通り、エンジンＥＧ
の出力軸ＣＳに、動力調整装置としての対ロータ電動機
ＣＭが結合され、駆動軸ＤＳに電動機ＡＭが結合され
る。かかる構成では、エンジンの回転数よりも駆動軸の
回転数が低いアンダードライブ走行時に運転効率が高く
なる特性があることが知られている。

【０００４】図３８はアンダードライブ結合において、
「エンジンの回転数＞駆動軸の回転数」の状態での動力
の伝達の様子を示す説明図である。エンジンＥＧから出
力される動力は、回転を低減するとともにトルクを増大
して駆動軸ＤＳから出力される。エンジンＥＧから出力
された動力ＰＵ１は、対ロータ電動機ＣＭによって回転
数のみが低減された動力ＰＵ２として伝達される。この
際、対ロータ電動機ＣＭでは、２つのロータ間に相対的
な滑りが生じるから、両ロータ間の回転数差に基づいて
発電が行われる。この結果、エンジンＥＧから出力され
た動力の一部は電力ＥＵ１として回生される。この電力
によってアシストモータＡＭを力行し、不足分のトルク
を補償することによって、要求された回転数およびトル
クからなる動力ＰＵ３が駆動軸ＤＳに出力される。

【０００５】図３９はアンダードライブ結合において、
「エンジンの回転数＜駆動軸の回転数」の状態での動力
の伝達の様子を示す説明図である。エンジンＥＧから出
力された動力ＰＵ１は、対ロータ電動機ＣＭを力行する
ことによって回転数のみが増速された動力ＰＵ４として
伝達される。次に、アシストモータＡＭで負荷を与え
て、余剰のトルクを低減することによって、要求された
回転数およびトルクからなる動力ＰＵ３が駆動軸ＤＳに
出力される。アシストモータＡＭでは動力ＰＵ４の一部
を電力ＥＵ２として回生することによって負荷を与え
る。この電力は対ロータ電動機ＣＭの力行に用いられ
る。

【０００６】両者を比較すると、エンジンＥＧの回転数
が駆動軸の回転数よりも高い場合（図３８）では、エン
ジンから出力された動力が駆動軸に伝達される経路にお
いて、上流側に位置する対ロータ電動機ＣＭで回生され
た電力が下流側に位置するアシストモータＡＭに供給さ
れる。エンジンＥＧの回転数が駆動軸の回転数よりも低
い場合（図３９）では、逆に、下流側に位置するアシス
トモータＡＭで回生された電力が上流側に位置する対ロ
ータ電動機ＣＭに供給される。対ロータ電動機ＣＭに供
給された電力は、再び機械的な動力として下流側に位置
するアシストモータＡＭに供給される。この結果、図３
９中に示す動力の循環γ１が生じる。動力の循環γ１が
生じると、エンジンＥＧから出力された動力のうち、有
効に駆動軸ＤＳに伝達される動力が低減するため、ハイ
ブリッド車両の運転効率が低下する。

【０００７】逆に、電動機を出力軸に結合した場合は、
エンジン、電動機、動力調整装置の順に結合した構成と
なる。図４０は電動機を出力軸に結合したハイブリッド
車両の概略構成を示す説明図である。図示する通り、エ
ンジンＥＧの出力軸ＣＳに電動機ＡＭが結合され、駆動
軸ＤＳに動力調整装置としての対ロータ電動機ＣＭが結
合される。かかる構成では、逆に、エンジンの回転数よ
りも駆動軸の回転数が高いオーバードライブ走行時に運
転効率が高くなる特性がある。

【０００８】図４１はオーバードライブ結合において、
「エンジンの回転数＞駆動軸の回転数」の状態での動力
の伝達の様子を示す説明図である。図４２はオーバード
ライブ結合において、「エンジンの回転数＜駆動軸の回
転数」の状態での動力の伝達の様子を示す説明図であ
る。伝達される動力について、回転数の調整は対ロータ
電動機ＣＭでのみ可能であるため、オーバードライブ結
合では、アンダードライブ結合の場合と逆の現象が起き
る。エンジンＥＧの回転数が駆動軸の回転数よりも低い
場合（図４１）では、下流側に位置する対ロータ電動機
ＣＭで回生された電力ＥＯ１が上流側に位置するアシス
トモータＡＭに供給される。逆に、エンジンＥＧの回転
数が駆動軸の回転数よりも高い場合（図４２）では、上
流側に位置するアシストモータＡＭにより回生されたＥ
Ｏ２が下流側に位置する対ロータ電動機ＣＭに供給され
る。従って、電動機をエンジンの出力軸に結合した状態
では、前者の場合に図４１に示す動力の循環γ２が生
じ、ハイブリッド車両の運転効率が低下する。

【０００９】このようにハイブリッド車両では、車速お
よび出力トルクで表される車両の運転領域において、ア
シストモータＡＭの結合先によって効率が高くなる領域
が変動する。ハイブリッド車両の運転効率を広範囲な領
域で向上するために、アシストモータＡＭの結合先をエ
ンジン側と駆動軸側で切り替える構成も提案されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アシス
トモータＡＭの結合先の切り替えを実現するためには以
下に示す種々の課題が存在した。切り替え機構の具体例
に基づいて説明する。図４３はアシストモータＡＭの結
合先を切り替え可能なハイブリッド車両の構成を示す説
明図である。アシストモータＡＭは３組のギヤＳＧ１，
ＳＧ２，ＳＧ３からなるシンクロナイズドギヤにより結
合先を切り替えることができる。つまり、アシストモー
タＡＭのロータは図中の矢印方向にスライド可能なギヤ
ＳＧ３に結合されている。ギヤＳＧ１，ＳＧ２にはそれ
ぞれクラッチモータＣＭ、エンジンＥＧの回転軸が結合
されている。ギヤＳＧ３を図示する通りスライドするこ
とにより、アシストモータＡＭの結合先を切り替えるこ
とができる。

【００１１】シンクロナイズドギヤは、軸方向にギヤＳ
Ｇ３が移動可能なスペースを設ける必要があるため、切
替機構が大型化するという課題があった。特に、車両に
搭載する場合には、動力系統の搭載スペースは限られて
いるため、装置の大型化は看過し得ない大きな課題であ
った。また、シンクロナイズドギヤでは、切り替え時に
はギヤＳＧ３がギヤＳＧ２、ＳＧ１間の比較的長いスト
ロークで移動するため、切替に時間を要するという課題
もあった。さらに、切替途中でギヤＳＧ３がギヤＳＧ
２、ＳＧ１のいずれとも係合しないニュートラル状態を
経るため、駆動軸の動力が一瞬低下するトルク抜けが生
じていた。

【００１２】ここではシンクロナイズドギヤを用いた構
成を例にとって課題を説明したが、アシストモータとエ
ンジンおよびクラッチモータとの結合・切り離しを行う
２つのクラッチを並列した場合も装置の大型化という課
題を招く。また、２つのクラッチを順次切り替えること
により、切り替えに時間を要するという課題もあった。
本発明はこれらの課題を解決するためになされ、電動機
の結合先の切り替えを小型の切替機構で実現するととも
に、短時間で切り替えを実現可能なハイブリッド車両を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は出
力軸を有するエンジンと、動力を出力するための駆動軸
と、前記出力軸及び駆動軸に結合され電力のやりとりに
よって前記エンジンから出力された動力を増減して前記
駆動軸に伝達可能な動力調整装置と、回転軸を有する電
動機と、該電動機の回転軸を前記出力軸と前記駆動軸と
に切り替えて結合する切替機構とを備えるハイブリッド
車両において、切替機構として、前記電動機の回転軸と
前記出力軸との結合および切り離しを行う第１クラッチ
と、該回転軸と前記駆動軸との結合および切り離しを行
う第２クラッチとを、該回転軸の内外にそれぞれ一つず
つ備える２段クラッチを適用した。

【００１４】２段クラッチを適用することにより、上記
回転軸、出力軸、駆動軸の３つを無駄なく配置すること
ができ、装置全体を小型化することができる。もちろ
ん、２段クラッチは径方向に２つのクラッチを配列した
ものであるため、単段クラッチに比べて径方向のサイズ
は大きくなる。しかしながら、ハイブリッド車両の動力
系統では、電動機、動力調整装置、エンジンなど径方向
に比較的大きなサイズの要素を用いるため、切替機構の
径方向が大型化しても装置全体の大型化にはつながらな
い。これに対し、２段クラッチの適用による軸方向サイ
ズの短縮は装置の小型化に大きく寄与する。

【００１５】また、２段クラッチを適用することによ
り、電動機の結合先を速やかに切り替えることが可能と
なる。図４３で示したシンクロナイズドギヤと異なり、
ギヤの移動を伴わずに切り替えることが可能だからであ
る。また、ニュートラル状態を経ることなく切り替える
ことも可能であるため、トルク抜けも抑制することがで
きる。

【００１６】２段クラッチは種々の構成を適用可能であ
るが、特に、電磁力の作用によって結合および切り離し
を行う２段クラッチを適用することが望ましい。２段ク
ラッチであれば、電磁力を制御することによって比較的
容易かつ高精度、高応答性で動作を制御することができ
る。

【００１７】２段クラッチは例えば、ローラを係合子と
して使用する電磁式ローラクラッチを用いることができ
る。ローラクラッチは小型でかつ比較的大きな動力の伝
達も可能であるため、本発明の切替機構に適している。
もちろん、ローラクラッチではなく、電磁力で２つのク
ラッチ板が吸着・離反する構成としてもよい。

【００１８】本発明の切替機構を有するハイブリッド車
両においては、電動機の結合先を手動で切り替えるもの
としても構わないが、さらに、該車両の運転状態および
電動機の結合状態に基づいて、前記電動機の結合先を切
り替えるべきか否かを判定する切替判定手段と、前記切
り替えを行うべきと判定された場合に、前記切替機構を
制御して、前記電動機の結合先を切り替える切替制御手
段とを備えるものとすることが望ましい。こうすれば、
運転状態に応じて電動機を適切に切り替えることができ
る。例えば、図３７〜４２で説明した動力の循環が生じ
る運転状態、結合状態にある場合には、動力の循環を回
避可能な結合状態に切り替えるものとすれば、ハイブリ
ッド車両の運転効率の向上等を図ることができる。

【００１９】切り替えの判断は種々の態様で実現でき、
例えば、前記切替判定手段は、前記電動機が前記出力軸
に結合されている状態において、前記駆動軸から出力す
べき要求トルクの増加率が所定以上の場合に前記切り替
えを行うべきと判定する手段とすることができる。

【００２０】これは、先に説明した図４０の構成で走行
中に要求トルクが急激に増加した場合には、図３７の構
成に切り替える態様に相当する。既に説明した通り、図
４０の構成では、エンジンの回転数が駆動軸の回転数よ
りも低い場合に効率が高い。図３７の構成は、その逆の
場合に効率が高い。要求トルクが急増した場合は、通
常、運転者は急激な加速を意図しているから、駆動軸の
回転数が高くなり、図３７の構成の方が運転効率が高く
なることが予想される。上記構成では、かかる観点から
要求トルクの急増とともに図３７の構成を実現するよう
切り替えを行うのである。

【００２１】上記切り替え判断は、運転効率の面だけで
はなく、速やかな加速を実現できるという利点もある。
加速時にはエンジンの出力に加えて電動機もトルクを出
力することが望ましい。エンジン側に電動機が出力され
た場合、下流側に位置する動力調整装置を経て全トルク
が出力されるため、駆動軸から出力可能なトルクの上限
値は動力調整装置のトルク伝達能力で制限される可能性
がある。これに対し、電動機を駆動軸側に結合すれば、
かかる弊害なく大きなトルクを駆動軸から出力すること
ができ、十分な加速度を確保することが可能となる。

【００２２】切り替えを制御する場合においては、前記
切替制御手段は、前記第１クラッチおよび第２クラッチ
のうち非係合側のクラッチに、該クラッチに結合された
２軸の回転状態の差違に応じて許容される係合力で係合
させる同期電圧を印加して、両者の回転状態の偏差を低
減させる非係合クラッチ制御手段と、該非係合クラッチ
制御手段の実行によって前記２軸の回転状態が該非係合
側のクラッチに関する所定の係合許容条件を満足すると
判断された場合に第１クラッチおよび第２クラッチを切
り替える手段とを備えるものとすることが望ましい。

【００２３】非係合側のクラッチを係合させるために
は、そのクラッチに結合された２軸の回転数をほぼ一致
させる必要がある。この場合、２軸に結合された動力調
整装置等の要素を制御して両者の回転数を一致させるこ
とも可能である。上記制御では、２軸の回転状態が異な
っていても、クラッチの許容範囲で両者を係合させるこ
とにより、徐々に２軸の回転状態、即ち回転数、トルク
の少なくとも一方を同期させる。こうすることにより、
２軸の回転の同期を速やかにとることができ、切り替え
に要する時間を短縮することができる。もちろん、上記
制御は、単独で用いることもできるし、動力調整装置等
の要素の制御とともに用いることもできる。

【００２４】クラッチの許容範囲で２軸を係合させる態
様としては、例えば、前記２軸の回転数差が小さくなる
につれて非係合側のクラッチを強く係合させる態様、前
記非係合側クラッチの係合力を段階的に変化させる態
様、前記非係合側のクラッチの係合力を強弱に変動させ
て係合させる態様などを採ることができる。もちろんこ
れらに限定されるものではない。

【００２５】第１、第２の態様は、いわゆる半クラッチ
状態に相当する。つまり、２軸の回転数差が大きい場合
には小さい係合力で滑りが生じるようにクラッチを係合
させ、両者間で作用する摩擦力により回転数を一致させ
るのである。回転数差が小さくなるにつれて徐々に係合
力を強めることにより、回転数を迅速に一致させること
ができる。第２の態様の場合、係合許容条件を満足する
までに、係合力を数段階に変化させてもよいし、上記滑
りを生じる係合力を維持するものとしてもよい。係合力
を段階的に変化させる第２の態様では、クラッチの制御
が容易になる利点があり、電磁力によって作動するクラ
ッチの場合は、回路構成が簡略化できるなどの利点もあ
る。

【００２６】後者の態様には、係合時にクラッチに生じ
る衝撃トルクに応じて係合力を変動させるものが含まれ
る。つまり、２軸の回転状態が大きく異なるときにクラ
ッチを係合させれば慣性に起因する大きな衝撃トルクが
作用する。ここで係合力を弱めればクラッチに作用する
トルクが低減し、寿命の極端な低下などの不都合を回避
することができる。一方、先に作用した衝撃トルクによ
って２軸の回転状態の差違は当初よりも小さくなる。こ
のようにクラッチの係合力を強弱に変動させることによ
っても切替時間の短縮を図ることができる。

【００２７】切替時間を短縮するための制御のより具体
的な態様として、前記切替機構が、電磁力の作用によっ
て作動するローラクラッチを備え、解放状態、ローラを
介してトルクを伝達可能な完全係合状態、ローラを介さ
ずに完全係合状態で伝達可能なトルクよりも低い範囲で
トルクを伝達可能な弱係合状態の少なくとも３種類の係
合状態を実現可能な機構である場合には、前記非係合ク
ラッチ制御手段は、前記弱係合状態で前記非係合側のク
ラッチを係合させる手段であるものとすることができ
る。弱係合状態はローラが解放状態から完全係合状態に
移行する過渡状態に相当する。

【００２８】解放状態、完全係合状態、弱係合状態につ
いて説明する。ローラクラッチの代表的な構成例とし
て、第１回転軸と、該第１回転軸と同心円状に配置され
た中空の第２回転軸と、前記第１回転軸の外周面と、前
記第２回転軸の内周面との間に形成される擬楔状空間内
に移動可能に備えられたローラと、電磁力の作用によっ
て吸着し、前記第１回転軸と第２回転軸との間で摩擦力
によるトルク伝達を可能とする摩擦係合器と、該電磁力
を生じさせる電磁石と、該摩擦係合器に連結され、前記
ローラを保持する保持器と、前記電磁石に印加される電
圧を制御することによって、クラッチを係合させる電圧
制御手段とを備える構成が挙げられる。電磁力によって
生じた摩擦力が保持器を介してローラ位置を移動させク
ラッチを係合させる機構である。ここで、摩擦係合器は
例えば、第１回転軸または第２回転軸の一方に固定され
た固定部材と、他方の回転軸に対し軸方向に移動可能か
つ所定範囲で相対的に回動可能に取り付けられたアマチ
ュアとで構成することができる。

【００２９】かかる機構を例に採れば、解放状態は、ロ
ーラが楔状空間内の広間隔位置にあるとともに摩擦係合
器が非接触となっている状態に相当する。完全係合状態
は、ローラが楔状空間内の狭間隔位置にあり、ローラを
介したトルク伝達が行われる状態に相当する。弱係合状
態は、ローラが楔状空間内の広間隔位置にあるとともに
摩擦係合器が接触している状態に相当する。トルクは摩
擦力によって伝達される。弱係合状態でクラッチを係合
させることにより、２軸の回転数を比較的速やかに同期
させることができる。

【００３０】その他、速やかに同期させる制御方法とし
て、前記非係合クラッチ制御手段は、該ローラクラッチ
を断続的に係合させる手段であるものとしてもよい。こ
の場合、クラッチを作動させる電磁力は、オン・オフの
２値的な制御で済むため、制御処理が容易になる利点が
ある。

【００３１】このように切替時間を短縮するための制御
を行うか否かに関わらず、切り替えは、第１クラッチお
よび第２クラッチの双方が係合した状態を経て前記切り
替えを実行することが望ましい。こうすれば、切り替え
時のトルク抜けを回避することができ、車両の滑らかな
運転を実現することができる。

【００３２】２軸の回転数を同期期間を短縮する制御に
併せて、クラッチの切替時間を短縮するため、本発明で
は、次に示す初動電圧の制御を行うことも好ましい。こ
の制御は、第１クラッチおよび第２クラッチは、ローラ
クラッチである場合に有効性が高い。初動電圧の制御と
は、非係合クラッチ制御手段に先立って、同期電圧より
も高い電圧を非係合側のクラッチに印加する制御を言
う。

【００３３】ローラクラッチは、ローラ位置を移動させ
る移動機構、例えば先に示した摩擦係合器を電磁力で吸
着することで係合動作を行う。速やかに係合するために
は、これらの移動機構を速やかに吸着することが必要と
なる。同期期間に印加される電圧は、係合ショックの少
ない弱係合状態を実現する比較的低い電圧であるため、
移動機構に作用する電磁力も比較的弱い。一方、非係合
クラッチの係合初期から高い電圧値を印加すれば、移動
機構が強く吸着され、係合ショックを生じる可能性があ
る。上記初動電圧を印加すれば、係合初期には高い電圧
によって摩擦係合器を速やかに吸着できるとともに、同
期電圧に電圧値を低減することによって係合ショックを
低減することができる。

【００３４】初動電圧には、コイルへの通電特性に起因
する効果もある。一般にコイルに電圧を印加することに
より生じる電磁力は、コイルのインダクタンスに起因し
て、電圧印加直後の立ち上がりが比較的遅い特性があ
る。電磁力の立ち上がり遅れは移動機構の動作遅れにつ
ながる。最初に同期電圧以上の電圧を初動電圧として印
加すれば、速やかに強い電磁力を作用させることが可能
となり、初動の応答性を向上することができる。

【００３５】初動時の電圧は、予め設定された一定期間
印加するものとしてもよいが、前記電動機の回転軸の回
転数変化またはトルク変化に基づいて印加するものとし
てもよい。本発明のハイブリッド車両では、２軸間でト
ルクの伝達が行われるようになったか否かは、電動機の
回転数変化またはトルク変化によって判断することがで
きる。この判断に基づいて電圧値を同期電圧に切り替え
ることにより、初動時の電圧の印加期間の過不足をなく
すことができる。

【００３６】初動電圧は、予め設定されたシーケンスで
印加することができる。最も単純なシーケンスとして、
一定の電圧を印加する場合が挙げられる。初動電圧から
同期電圧へは、電圧値が不連続に変化するものとしても
よいし、連続的に変化させる態様としても良い。後者の
態様では、係合時のショックを低減できる利点がある。

【００３７】初動電圧の値は、移動機構を目標時間内で
吸着可能な範囲で任意に設定可能である。通常、同期電
圧よりも高くなる。初動電圧は、完全係合を実現する電
圧よりも低いことが望ましい。こうすれば、初動電圧か
ら同期電圧への移行が、移動機構の吸着よりも遅れた場
合に、ローラが急激に係合することを回避でき、激しい
係合ショックの発生を回避することができる。

【００３８】本発明において、同期電圧は、電動機の回
転軸の回転数変化またはトルクに基づいてフィードバッ
ク制御してもよい。こうすることにより、同期中の回転
数変化またはトルクの目標値を安定的に実現することが
でき、係合動作を安定させることができる。クラッチの
係合機構は、例えば経年変化により、同期電圧と係合力
との関係が変動することがある。フィードバック制御
は、かかる変動に対しても安定した同期を実現すること
ができる点で有効性が高い。

【００３９】フィードバック制御は、同期時にのみ適用
するものとしてもよいが、２軸が完全に非係合状態にあ
る場合も含めて、即ち、初動時から適用するものとして
もよい。非係合時には回転数変化は生じないため、フィ
ードバック制御では、高い電圧値が設定される。従っ
て、同期電圧よりも高い初動電圧を印加することができ
る。但し、設定される初動電圧が非常に高い値となる可
能性があるため、係合力が所定値を超えない範囲に上限
値のガードを施すことが望ましい。

【００４０】同期制御を行う際には、切り替え判断が行
われた時点での該車両の車速、アクセルペダルポジショ
ン、前記非係合クラッチに結合された２軸の回転数差、
前記電動機から継続的に出力可能な動力の少なくとも一
つを切替制御関連パラメータとして検出し、その検出結
果に応じて非係合クラッチ制御手段の実行タイミングを
調整することが望ましい。実行タイミングとは、初動電
圧または同期電圧の印加開始タイミングに相当する。

【００４１】クラッチの切り替え過程では、第１クラッ
チ、第２クラッチに結合された３軸の回転数が動的に変
化する。クラッチの切り替え制御処理は、３軸の回転数
変化を踏まえて適切なタイミングで行う必要がある。特
に同期電圧は、非係合クラッチに結合された２軸の回転
数を同期するために印加されるものであるため、残余の
１軸の回転数変化に追随した同期を実現するタイミング
で印加されることが望ましい。例えば、残余の回転軸の
回転数変化が比較的急激な場合には、これに追随した切
り替えを実現するために、早期に同期制御を開始するこ
とが望ましい。残余の回転軸の回転数変化が比較的緩い
場合には、長期間の同期制御により非係合クラッチが摩
耗するのを回避するため、同期制御の開始を遅らせるこ
とが望ましい。かかる観点から、適切な同期制御の開始
タイミングは、３軸の回転状態に影響を受け、本発明の
ハイブリッド車両の構成では、先に例示した切替制御関
連パラメータによって影響を受ける。従って、切替制御
関連パラメータの少なくとも一つに応じて実行タイミン
グを調整することにより、過不足ない同期期間を確保す
ることができる。

【００４２】実行タイミングは、上述の切替制御関連パ
ラメータのいずれか一つに応じて調整してもよいし、適
宜組み合わせて調整してもよい。実行タイミングは、非
係合クラッチに結合された２軸の回転数差、クラッチの
切替判断が行われてからの経過時間などをパラメータと
して特定することができ、切替制御関連パラメータに応
じてこれらの値を変更することでタイミングの調整を実
現することができる。実行タイミングを特定するパラメ
ータと切替制御関連パラメータとの関係は、マップ、関
数などの形式で予め設定しておけばよい。

【００４３】以上の構成では、２軸を速やかに同期させ
る方法を説明した。本発明では、以下の構成によって、
電動機のトルクを常に伝達したままクラッチの切り替え
を行うこともできる。

【００４４】ここで、前記第１クラッチおよび第２クラ
ッチは、前記回転軸と、前記出力軸または駆動軸との間
に形成される擬楔状空間内に移動可能に備えられたロー
ラと、電磁力の作用によって吸着し、前記回転軸と、前
記出力軸または駆動軸との間で摩擦力によるトルク伝達
を可能とする摩擦係合器と、該摩擦係合器に連結され、
前記ローラを保持する保持器を備え、該保持器によって
前記ローラを前記擬楔状空間内で移動させクラッチの係
合および解放を行うローラクラッチであるものとする。

【００４５】このとき、第１クラッチおよび第２クラッ
チのうち既係合クラッチの解放と、非係合クラッチの係
合とを制御する切替制御手段を、前記既係合クラッチに
対し、ローラを係合位置に保持する電磁力をオフにする
解放制御手段と、少なくとも非係合クラッチの係合が完
了するまでの期間、前記既係合クラッチのローラを係合
位置に保持可能なトルクを、前記出力軸または駆動軸に
付加するよう前記電動機を制御する電動機制御手段と、
前記非係合クラッチを係合させる非係合クラッチ制御手
段とを備える構成とすることができる。

【００４６】既係合クラッチの係合状態を、電磁力では
なく、電動機のトルク付与によって維持しつつ、非係合
クラッチを係合させる方法である。電動機とのトルク伝
達が非係合クラッチ側を通じて行われるようになった時
点で、電磁力がオフとされた既係合クラッチは自然と解
放される。切り替え期間中は、電動機は既係合クラッチ
または非係合クラッチのいずれかと常にトルク伝達がさ
れている。従って、ハイブリッド車両の走行中にクラッ
チの切り替えに伴うトルク抜けの発生を抑制することが
できる。

【００４７】かかる制御においても、非係合クラッチの
係合制御においては、先に例示した同期電圧の印加、初
動電圧の印加など種々の制御を適用することができる。
また、係合制御の実行タイミング、即ち同期電圧または
初動電圧の印加を開始するタイミングは、先に例示した
切替制御関連パラメータに応じて調整することが好まし
い。

【００４８】本発明のハイブリッド車両において、前記
動力調整装置は、種々の構成を適用可能である。例え
ば、前記動力調整装置は、前記出力軸に結合された第１
のロータと、前記駆動軸に結合された第２のロータとを
有する対ロータ電動機であるものとすることができる。

【００４９】かかる対ロータ電動機によれば、第１のロ
ータと第２のロータとの電磁的な結合により一方のロー
タから他方のロータに動力を伝達することが可能であ
る。また、両者間の相対的な滑りによって動力の一部を
電力として回生することも可能である。上述の対ロータ
電動機は、これらの２つの作用によって動力調整装置と
して機能することができる。

【００５０】また、前記動力調整装置は、ロータ軸を有
する発電機と、３つの回転軸を有し、該回転軸が前記出
力軸、駆動軸、およびロータ軸にそれぞれ結合されたプ
ラネタリギヤとを備える装置であるものとすることもで
きる。

【００５１】かかる構成によれば、プラネタリギヤの一
般的な動作に基づいて、出力軸の回転による動力を駆動
軸とロータ軸に分配して伝達することができる。従っ
て、出力軸に入力された動力の一部を駆動軸に伝達する
とともに、ロータ軸に分配された動力を発電機によって
電力として回生することができる。上述の装置は、これ
らの２つの作用によって動力調整装置として機能するこ
とができる。

【００５２】本発明は、ハイブリッド車両としての構成
の他、該車両の制御方法、ローラクラッチおよびその制
御方法など種々の態様で構成可能である。ローラクラッ
チは、２軸の係合および切り離しを行う機構として構成
してもよい。また、内軸、中間軸、外軸の３軸に対し、
中間軸と内軸との間に設けられた内側クラッチ、中間軸
と外軸との間に設けられた外側クラッチを備える２段ク
ラッチとして構成してもよい。

【００５３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づいて以下の順序で説明する。 Ａ．装置の構成： Ｂ．２段クラッチの構成： Ｃ．動力系統の結合状態： Ｄ．一般的動作： Ｅ．運転制御処理： Ｆ．結合状態切り替え制御： Ｇ．非係合クラッチの係合態様： Ｇ１．第１の変形態様： Ｇ２．第２の変形態様： Ｇ３．第３の変形態様： Ｇ４．第４の変形態様： Ｇ５．第５の変形態様： Ｈ．効果： Ｉ．第２実施例： Ｊ．第３実施例： Ｈ．変形例：

【００５４】Ａ．装置の構成：はじめに、実施例の構成
について図１を用いて説明する。図１は本実施例のハイ
ブリッド車両の概略構成を示す説明図である。このハイ
ブリッド車両の動力系統はエンジン１５０、クラッチモ
ータ１３０、アシストモータ１４０を主として構成され
ている。後述する通り、アシストモータ１４０はその結
合先をエンジン１５０側とクラッチモータ１３０側に切
り替えることができる。以下、各要素の構成について順
に説明する。

【００５５】エンジン１５０は通常のガソリンエンジン
である。エンジン１５０の運転はＥＦＩＥＣＵ１７０に
より制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は内部にＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコ
ンピュータであり、ＲＯＭに記録されたプログラムに従
いＣＰＵがエンジン１５０の燃料噴射など制御を行う。
これらの制御を可能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０
にはエンジン１５０の運転状態を示す種々のセンサが接
続されている。その一つとしてクランクシャフト１５６
の回転数を検出する回転数センサ１５２がある。その他
のセンサおよびスイッチなどの図示は省略した。なお、
ＥＦＩＥＣＵ１７０は、制御ユニット１９０とも電気的
に接続されており、制御ユニット１９０との間で種々の
情報を、通信によってやりとりしている。ＥＦＩＥＣＵ
１７０は、制御ユニット１９０からエンジン１５０の運
転状態に関する種々の指令値を受けてエンジン１５０を
制御している。

【００５６】エンジン１５０のクランクシャフト１５６
はダンパ１５７を介してクラッチモータ１３０のインナ
ロータ１３２に結合されている。クラッチモータ１３０
は、インナロータ軸１３３に結合されたインナロータ１
３２と駆動軸１３５に結合されたアウタロータ１３４を
備え、両者が相対的に回転可能な対ロータ電動機であ
る。アウタロータ１３４は、駆動軸１３５、ディファレ
ンシャルギヤ１１４を介して、駆動輪１１６Ｒ，１１６
Ｌを備えた車軸１１６に結合されている。クラッチモー
タ１３０は電力の供給を受けてインナロータ１３２、ア
ウタロータ１３４の両者が相対的に回転駆動する電動機
として動作し、両者が外力によって回転させられる場合
には発電機としても動作する。なお、クラッチモータ１
３０は、インナロータ１３２とアウタロータ１３４との
間の磁束密度が円周方向に正弦分布する正弦波着磁モー
タを適用することも可能であるが、本実施例では、比較
的大きなトルクを出力可能な非正弦波着磁モータを採用
した。

【００５７】クラッチモータ１３０はインナロータ１３
２とアウタロータ１３４の双方が回転可能であるため、
インナロータ軸１３３および駆動軸１３５の一方から入
力された動力を他方に伝達することができる。クラッチ
モータ１３０を力行運転すれば他方の軸には動力を増大
して伝達することができるし、回生運転すれば動力の一
部を電力の形で取り出しつつ残余の動力を伝達すること
ができる。力行運転も回生運転も行わなければ、動力が
伝達されない状態となる。この状態は機械的なクラッチ
を解放にした状態に相当する。

【００５８】アウタロータ１３４はスリップリング１３
８および駆動回路１９１を介してバッテリ１９４に電気
的に接続されている。駆動回路１９１は内部にスイッチ
ング素子としてのトランジスタを複数備えたトランジス
タインバータであり、制御ユニット１９０と電気的に接
続されている。制御ユニット１９０が駆動回路１９１の
トランジスタのオン・オフの時間をＰＷＭ制御するとバ
ッテリ１９４を電源とする三相交流がスリップリング１
３８を介してアウタロータ１３４に流れ、クラッチモー
タ１３０は回転する。

【００５９】アシストモータ１４０も、クラッチモータ
１３０と同様に同期電動発電機として構成され、外周面
に複数個の永久磁石を有するロータ１４２と、回転磁界
を形成する三相コイルが巻回されたステータ１４４とを
備える。アシストモータ１４０は駆動回路１９２を介し
てバッテリ１９４に接続されている。駆動回路１９２も
トランジスタインバータで構成されている。制御ユニッ
ト１９０が駆動回路１９２のトランジスタをスイッチン
グすることによりステータ１４４に回転磁界を生じアシ
ストモータ１４０が回転する。本実施例では、アシスト
モータ１４０として非正弦波着磁モータを適用した。

【００６０】アシストモータ１４０、クラッチモータ１
３０、エンジン１５０はそれぞれ２段クラッチ２００に
結合されている。動力系統について、エンジン側を上
流、車軸１１６側を下流と呼ぶものとすると、本実施例
では、２段クラッチ２００の作用により、アシストモー
タ１４０の結合先をクラッチモータ１３０の上流側と下
流側とに切り替えることができる。

【００６１】Ｂ．２段クラッチの構成：図２は２段クラ
ッチ２００の概略構成を示す説明図である。回転軸を含
む断面の上半分を示した。２段クラッチ２００は、３つ
の回転ユニットと１つの固定ユニットから構成される。
回転ユニットは回転軸側から内側回転部３００、中間回
転部４００、外側回転部５００の順に配置され、それぞ
れ軸受７０１〜７０５により相対的に回転可能に組み付
けられている。軸受７０１〜７０４は針状棒軸受を適用
し、軸受７０５は玉軸受けを適用した。本実施例では、
内側回転部３００にエンジン１５０、中間回転部４００
にアシストモータ１４０、外側回転部５００にクラッチ
モータ１３０のアウタロータ１３４がそれぞれ結合され
ている。固定ユニットおよび各回転ユニットの構成につ
いて説明する。

【００６２】固定ユニット６００は磁性体で形成され、
電磁石を形成するコイル６０１，６０３を収納するコア
６０２，６０４を有している。固定ユニット６００はク
ラッチの収納ケース等にボルトで固定されている。コイ
ル６０１，６０３には、図１に示す通り、バッテリ１９
４から電力が供給される。電力の供給はそれぞれスイッ
チ６１１，６１３のオン・オフによって制御される。

【００６３】図３は内側回転部３００の構成を示す説明
図である。実線で示した部分が内側回転部３００に相当
する。内側回転部３００の動力伝達軸は内軸３０１であ
る。内軸３０１の外周にはカム３０２が固定されてい
る。図４は内側回転部３００のＡ−Ａ断面を示す断面図
である。図示する通り、カム３０２は正十角形の断面形
状をなしている。中間回転部４００の動力伝達軸となる
中間軸４０１の内周は円形断面であるため、この内周面
とカム３０２の外周面との間隔は正十角形の頂点近傍で
狭く、各辺の中央近傍で広い擬楔状空間を形成してい
る。なお、カム３０２は内軸３０１と一体形成しても構
わない。

【００６４】カム３０２の外周には保持器３０５および
ローラ３０４が周方向に回転可能に組み付けられてい
る。図４に示す通り、保持器３０５は周方向に１０カ所
のポケットがあり、１０個のローラ３０４が保持器３０
５の各ポケットに入っている。ローラ３０４の径は中間
軸４０１とカム３０２との間隔の最大値よりも小さく、
最小値よりも大きい値である。つまり、ローラ３０４が
擬楔状空間の中央付近にある場合には、カム３０２、ロ
ーラ３０４、中間軸４０１の間に隙間が生じ、内軸３０
１と中間軸４０１の間で動力の伝達はできない。

【００６５】ローラｒ１が図４中に矢印で示す通り、周
方向に移動し、擬楔状空間の両端ＷＲまたはＷＬ近傍に
来ると、カム３０２、ローラ３０４、中間軸４０１が一
体的に係合し、内軸３０１と中間軸４０１の間で動力の
伝達が可能となる。内軸３０１が右側に回転している場
合にはローラ３０４がＷＬ部で係合することにより、中
間軸４０１に動力を伝達することができる。左側に回転
している場合にはローラ３０４がＷＲ部で係合すること
により、中間軸４０１に動力を伝達することができる。

【００６６】このように本実施例のクラッチは、ローラ
３０４の位置によって内軸３０１と中間軸４０１との結
合・切り離しを行うことができる。続いて、ローラ３０
４の位置を制御するための機構について説明する。図３
に示す通り、保持器３０５およびカム３０２には一端に
スイッチバネ３０３が取り付けられている。図５は内側
回転部３００のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。カム３
０２および保持器３０５はそれぞれ一部に切り欠きが設
けてあり、そこにスイッチバネ３０３がセットされてい
る。スイッチバネ３０３は図５中に矢印で示す方向に弾
性力を作用させ、外力が働かない状態では保持器３０５
を図示する位置、即ちニュートラル状態に保つ。

【００６７】図３に示す通り、保持器３０５にはスイッ
チバネ３０３と反対側の端の数カ所に円柱状の突起３０
６が固定されている。また、この突起３０６に円盤状の
アマチュア３０７がはめ込まれている。アマチュア３０
７は突起３０６があるため、保持器３０５と一体的に回
転する。しかしながら、アマチュア３０７は突起３０６
に固定されている訳ではなく、若干の隙間をもってはめ
込まれており、回転軸方向に移動可能になっている。

【００６８】コイル６０３に通電すると、アマチュア３
０７が中間軸４０１の径方向側面４１０に吸着し、両者
は一体となって回転しようとする。アマチュア３０７と
径方向側面４１０との吸着力は十分強いため、スイッチ
バネ３０３の弾性力に抗じて保持器３０５も周方向に移
動する。従って、ローラ３０４の位置が周方向に移動
し、先に図４で説明した通り、内軸３０１と中間軸４０
１とが係合状態となる。このように２段クラッチ２００
は、カム３０２、ローラ３０４、保持器３０５および突
起３０６、アマチュア３０７、スイッチバネ３０３、コ
イル６０３、径方向側面４１０が内側クラッチユニット
を構成する。アマチュア３０７および径方向側面４１０
が内側クラッチユニットの摩擦係合器に相当する。

【００６９】なお、カム３０２は図４に示した形状の
他、種々の断面形状のものを適用することができる。図
６は第１の変形例としてのカム３０２ａの断面形状を示
す説明図である。図４ではカム３０２の外周を平面にし
て擬楔状空間を形成した。これに対し、変形例では、カ
ム３０２ａの外周を部分的に内側に凸の弧面３０２ｂと
する。ここでは、カム３０２ａの外径とほぼ同等の曲率
半径ｃ１の弧とした。かかる断面形状とすると、カム３
０２ａの外周と中間軸４０１の内周との間隔が図４に比
べて周方向に急激に狭くなるため、ローラ３０４が係合
しやすい利点がある。つまり、ニュートラル位置にある
ローラ３０４は周方向にわずかに移動するだけで領域Ｗ
Ｒ’，ＷＬ’で係合するようになる。このため、変形例
の断面形状を適用すれば、回転方向が変動した際のバッ
クラッシュを低減することができる。カムはこれらに限
らず、中間軸４０１の内周面との間で擬楔状空間を形成
可能な種々の断面形状を適用することができる。

【００７０】クラッチユニットは、ローラの保持態様を
変えるものとしてもよい。図７は変形例としてのカムお
よびローラの断面を示す説明図である。ここでは、カム
３０２ｃの一部を示した。図４ではそれぞれの擬楔状空
間に一つのローラ３０４を挿入し、左右双方向の回転と
もに単一のローラを係合させた。これに対し、図７の変
形例では、回転方向に応じて２つのローラを使い分ける
点で相違する。図示する通り、変形例では、ニュートラ
ル状態において、ローラ３０４ａ、３０４ｂがそれぞれ
カム３０２ｃの各辺の中央付近よりも互いに近寄らせて
保持されている。中間軸４０１が図のｒｄ１方向に回転
している場合には、ローラ３０４ａが破線部分に移動し
て係合する。逆にｒｄ２方向に回転している場合には、
ローラ３０４ｂが破線部分に移動して係合する。それぞ
れの回転方向について１対のローラを分担して係合させ
ることにより、ローラを速やかに係合させることがで
き、バックラッシュを低減することができる。カムおよ
びローラは非係合状態と係合状態を実現可能な態様であ
れば、この他にも種々の保持態様を適用することができ
る。各擬楔状空間に複数のローラを備えるものとしても
よい。

【００７１】次に外側回転部５００の構成について説明
する。図８は外側回転部５００の構成を示す説明図であ
る。実線で示した部分が外側回転部５００に相当する。
外側回転部５００の動力伝達軸は外軸５０１である。外
軸５０１にはコイル６０１に対向する部位にロータ５０
２がはめ込まれている。ロータ５０２は磁性体でリング
形状に形成されており、外軸５０１と一体的に回転する
ように固定されている。ロータ５０２の回転を妨げない
よう、ロータ５０２とコイル６０１との間にはわずかの
隙間が設けてある。ロータ５０２は、外側電磁クラッチ
ユニットの摩擦係合器となる。なお、外軸５０１はその
動力をチェーンベルト５０４で抽出できるよう、スプロ
ケット５０３としてもよい。

【００７２】次に、中間回転部４００の構成について説
明する。図９は中間回転部４００の構成を示す説明図で
ある。実線で示した部分が中間回転部４００に相当す
る。中間回転部４００の動力伝達軸は中間軸４０１であ
る。中間軸４０１は鋼で形成されており、図示する通
り、円盤状の径方向側面４１０を挟んで太径部と細径部
とを有している。太径部の外周と、外軸５０１との間に
は外側電磁クラッチユニットが備えられている。外側電
磁クラッチユニットの構成は、内側電磁クラッチユニッ
トとほぼ同じである。即ち、中間軸４０１の太径部の外
周にカム４０２が固定されている。カム４０２の外周に
はローラ４０４と保持器４０５がスイッチバネ４０３と
共に組み付けられている。保持器４０５には突起４０６
が設けてあり、アマチュア４０７が挿入されている。こ
れらの各要素、およびロータ５０２、コイル６０１が外
側電磁クラッチユニットを構成する。その動作は、内側
電磁クラッチユニットと同様であるため、ここでは詳細
な説明を省略する。既に説明した通り、中間軸４０１は
外周面に設けられたカム４０２等が外側電磁クラッチユ
ニットを構成すると同時に、内周面および径方向側面４
１０が内側電磁クラッチユニットを構成する。

【００７３】２段クラッチ２００の切り替えを行う制御
機構について説明する。図１に示す通り、２段クラッチ
２００のコイル６０１，６０３は、それぞれスイッチ６
１１、６１３を介してバッテリ１９４に結合されてい
る。図１では模式的に示したが、スイッチ６１１，６１
３はスイッチング素子としてのトランジスタである。ス
イッチ６１１，６１３のオン・オフは制御ユニット１９
０が制御している。スイッチング素子がオンとなってい
るデューティを制御することにより、コイル６０１、６
０３の電圧を制御することができるから、アマチュア３
０７、４０７の吸着状態を徐々に強めるなど時間的に変
化させて２軸を係合させることも可能である。なお、ス
イッチ６１１，６１３はサイリスタなど種々のスイッチ
ング素子を適用可能であり、またリレーを用いるものと
してもよい。

【００７４】Ｃ．動力系統の結合状態 以上で説明した本実施例の２段クラッチの動作、および
該動作によって実現される動力系統の結合状態について
説明する。図１０は２段クラッチのオン・オフと動力系
統の構成との対応関係を示す説明図である。２段クラッ
チ２００の切り替えにより、ハイブリッド車両の構成を
図１０に示す結合状態Ａ〜Ｄの４通りに変更することが
できる。

【００７５】結合状態Ａは、内側クラッチおよび外側ク
ラッチの双方がオンの状態、即ちコイル６０１、６０３
の双方に通電した状態である。このとき、内側クラッ
チ、外側クラッチの双方が係合状態となるため、内軸３
０１、中間軸４０１、外軸５０１は全て一体的に回転す
る。つまり、結合状態Ａに示す通り、クラッチモータ１
３０は機能し得ず、エンジン１５０およびアシストモー
タ１４０を駆動軸に直結した結合状態に等価な構成とな
る。

【００７６】結合状態Ｂは、内側クラッチがオフ、外側
クラッチがオンの状態、即ちコイル６０１にのみ通電し
た状態である。このとき外側クラッチのみが係合状態と
なるため、アシストモータ１４０はクラッチモータ１３
０のアウタロータ１３４側に結合した状態に等価な構成
となる。これは先に図３７で示した構成と同じである。
以下、この結合状態をアンダードライブ結合と呼ぶ。

【００７７】結合状態Ｃは、内側クラッチがオン、外側
クラッチがオフの状態、即ちコイル６０３にのみ通電し
た状態である。このとき内側クラッチのみが係合状態と
なるため、アシストモータ１４０はエンジン１５０側に
結合した状態に等価な構成となる。これは先に図４０で
示した構成と同じである。以下、この結合状態をオーバ
ードライブ結合と呼ぶ。

【００７８】結合状態Ｄは、内側クラッチ、外側クラッ
チが共にオフの状態、即ちコイル６０１，６０３のいず
れにも通電しない状態である。このとき、内側クラッ
チ、外側クラッチの双方が解放状態となるため、アシス
トモータ１４０はエンジン１５０、クラッチモータ１３
０の双方から切り離された状態となる。従って、この場
合は、図示する通り、エンジン１５０はクラッチモータ
１３０のみを介して駆動軸に結合された構成となる。

【００７９】本実施例のハイブリッド車両は、上述の通
り、２段クラッチ２００のオン・オフによって４通りの
結合状態をとり得る。但し、上述の通り、ハイブリッド
車両の走行に実質的に有効なのは、結合状態Ｂ（アンダ
ードライブ結合）と結合状態Ｃ（オーバードライブ結
合）である。従って、本実施例では結合状態Ａ〜Ｄの４
通りのうち、結合状態Ｂ，Ｃを車両の走行状態に応じて
使い分けている。

【００８０】このような結合状態の使い分けを含め、本
実施例のハイブリッド車両の運転状態は制御ユニット１
９０により制御されている。制御ユニット１９０もＥＦ
ＩＥＣＵ１７０と同様、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ
等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、
ＲＯＭに記録されたプログラムに従い、ＣＰＵが後述す
る種々の制御処理を行うよう構成されている。これらの
制御を可能とするために、制御ユニット１９０には、各
種のセンサおよびスイッチが電気的に接続されている。
制御ユニット１９０に接続されているセンサおよびスイ
ッチとしては、アクセルペダルの操作量を検出するため
のアクセルペダルポジションセンサ１６５、車軸１１６
の回転数を検出する回転数センサ１１７、およびアシス
トモータ１４０の回転数を検出する回転数センサ１４５
等が挙げられる。制御ユニット１９０は、ＥＦＩＥＣＵ
１７０とも電気的に接続されており、ＥＦＩＥＣＵ１７
０との間で種々の情報を、通信によってやりとりしてい
る。制御ユニット１９０からエンジン１５０の制御に必
要な情報をＥＦＩＥＣＵ１７０に出力することにより、
エンジン１５０を間接的に制御することができる。逆に
エンジン１５０の回転数などの情報をＥＦＩＥＣＵ１７
０から入力することもできる。

【００８１】Ｄ．一般的動作 次に、本実施例のハイブリッド車両の一般的動作とし
て、エンジン１５０から出力された動力を要求された回
転数およびトルクに変換して車軸１１６に出力する動作
について説明する。以下では、説明の容易のため、ディ
ファレンシャルギヤ１１４のギヤ比は値１であるものと
して説明する。つまり、車軸１１６の回転数およびトル
クと駆動軸１３５の回転数およびトルクは等しいものと
する。

【００８２】本実施例のハイブリッド車両では、エンジ
ン１５０の回転数Ｎｅと車軸１１６の回転数Ｎｄとの大
小関係、およびアシストモータ１４０の結合状態に応じ
て、上記変換の経路が異なる。以下、それぞれの場合に
ついて個別に説明する。

【００８３】最初にアンダードライブ結合（図１０の結
合状態Ｂ）について説明する。図１１はアンダードライ
ブ結合について、「車軸１１６の回転数Ｎｄ＜エンジン
１５０の回転数Ｎｅ」の場合におけるトルク変換の様子
を示す説明図である。横軸に回転数Ｎ、縦軸にトルクＴ
を採り、エンジン１５０の運転ポイントＰｅと車軸１１
６の回転ポイントＰｄを示した。図１１中の曲線Ｐは動
力、つまり回転数とトルクの積が一定の曲線である。回
転数Ｎｅ、トルクＴｅでエンジン１５０から出力された
動力Ｐｅを、Ｎｅよりも低い回転数Ｎｄ、Ｔｅよりも高
いトルクＴｄの動力Ｐｄに変換して車軸１１６から出力
する場合を考える。

【００８４】図１１に示した変換を行う場合、車軸１１
６の回転数Ｎｄはエンジン１５０の回転数Ｎｅよりも小
さいから、クラッチモータ１３０は相対的に逆転するこ
とになり、クラッチモータ１３０はエンジン１５０から
出力された動力の一部を車軸１１６に伝達しつつ、残り
を電力として回生する状態で運転される。このとき、回
生される電力はクラッチモータ１３０の動力、即ち領域
ＧＵ１の面積に等しい。一方、車軸１１６のトルクＴｄ
はエンジン１５０のトルクＴｅよりも大きい。従って、
アシストモータ１４０は正のトルク、正の回転数で運転
される。つまり、アシストモータ１４０は電力の供給を
受け力行される。このとき供給される電力はアシストモ
ータ１４０が出力する動力、即ち領域ＡＵ１の面積に等
しい。

【００８５】両モータでの運転効率を１００％と仮定す
れば、クラッチモータ１３０で回生される電力とアシス
トモータ１４０に供給される電力とは等しくなる。つま
り、クラッチモータ１３０で領域ＧＵ１に相当する分の
エネルギを電力の形で取り出し、領域ＡＵ１に相当する
分のエネルギとして供給することによりエンジン１５０
の運転ポイントＰｅで表される動力を、ポイントＰｄの
状態に変換する。実際には運転効率が１００％になるこ
とはないため、バッテリ１９４からの電力の持ち出しを
伴ったり、損失に相当する動力をエンジン１５０から余
分に出力したりして、上記変換を実現する。説明の容易
のため、以下では、運転効率を１００％として本実施例
の動作について説明する。

【００８６】図１２はアンダードライブ結合について、
「車軸１１６の回転数Ｎｄ＞エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅ」の場合におけるトルク変換の様子を示す説明図であ
る。図１２に示した変換を行う場合、クラッチモータ１
３０は電力の供給を受けて力行される。供給される電力
は領域「ＧＵ２＋ＧＵ３」の面積に等しい。一方、車軸
１１６のトルクＴｄはエンジン１５０のトルクＴｅより
も小さい。従って、アシストモータ１４０は回生運転さ
れる。このとき回生される電力は領域「ＡＵ２＋ＧＵ
３」の面積に等しい。両モータでの運転効率を１００％
と仮定すれば、アシストモータ１４０で回生される電力
とクラッチモータ１３０に供給される電力とが等しくな
る。かかる変換では、下流側に位置するアシストモータ
１４０から上流側に位置するクラッチモータ１３０に電
力が供給されるため、動力の循環が生じる。図１２中の
領域ＧＵ３が循環する動力に相当する。

【００８７】アンダードライブ結合において、上述の変
換を実現するための、アシストモータ１４０およびクラ
ッチモータ１３０の運転ポイントは、それぞれ次式
（１）の通りとなる。 クラッチモータ１３０の回転数Ｎｃ＝Ｎｄ−Ｎｅ； トルクＴｃ＝Ｔｅ； アシストモータ１４０の回転数Ｎａ＝Ｎｄ； トルクＴａ＝Ｔｄ−Ｔｅ； ・・・（１）

【００８８】図１３はオーバードライブ結合について、
「車軸１１６の回転数Ｎｄ＜エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅ」の場合におけるトルク変換の様子を示す説明図であ
る。図１３に示した変換を行う場合、車軸１１６のトル
クＴｄはエンジン１５０のトルクＴｅよりも大きい。従
って、アシストモータ１４０は領域「ＡＯ１＋ＡＯ２」
の面積に等しい電力の供給を受けて力行される。一方、
車軸１１６の回転数Ｎｄはエンジン１５０の回転数Ｎｅ
よりも小さいため、クラッチモータ１３０は回生運転と
なる。回生される電力は領域「ＡＯ２＋ＧＯ１」の面積
に等しい。クラッチモータ１３０で回生された電力は、
アシストモータ１４０の力行に供給される。回生された
電力と供給される電力とは等しい。かかる変換では、下
流側に位置するクラッチモータ１３０から上流側に位置
するアシストモータ１４０に電力が供給されるため、動
力の循環が生じる。図１３中の領域ＡＯ２が循環する動
力に相当する。

【００８９】図１４はオーバードライブ結合について、
「車軸１１６の回転数Ｎｄ＞エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅ」の場合におけるトルク変換の様子を示す説明図であ
る。図１４に示した変換を行う場合、車軸１１６のトル
クＴｄはエンジン１５０のトルクＴｅよりも小さい。従
って、アシストモータ１４０は回生運転され、領域「Ａ
Ｏ３」の面積に等しい電力を回収する。一方、車軸１１
６の回転数Ｎｄはエンジン１５０の回転数Ｎｅよりも大
きいため、クラッチモータ１３０は領域「ＧＯ２」の面
積に等しい電力の供給を受けて力行運転する。回生され
た電力と供給される電力とは等しい。かかる変換では、
上流側に位置するアシストモータ１４０から下流側に位
置するクラッチモータ１３０に電力が供給されるため、
動力の循環は生じない。

【００９０】オーバードライブ結合において、上述の変
換を実現するための、アシストモータ１４０およびクラ
ッチモータ１３０の運転ポイントは、次式（２）の通り
となる。 クラッチモータ１３０の回転数Ｎｃ＝Ｎｄ−Ｎｅ； トルクＴｃ＝Ｔｄ； アシストモータ１４０の回転数Ｎａ＝Ｎｅ； トルクＴａ＝Ｔｄ−Ｔｅ； ・・・（２）

【００９１】以上で説明した通り、本実施例のハイブリ
ッド車両は、アシストモータ１４０の結合状態、および
車軸１１６の回転数Ｎｄとエンジン１５０の回転数Ｎｅ
との大小関係に応じて、エンジン１５０から出力された
動力を要求された回転数およびトルクからなる動力に変
換して、車軸１１６から出力することができる（以下、
この運転モードを通常走行と呼ぶ）。この他、エンジン
１５０を停止してアシストモータ１４０を動力源として
走行することも可能である（以下、この運転モードをＥ
Ｖ走行とよぶ）。ＥＶ走行はアンダードライブ結合で行
われる。また、停車中にエンジン１５０の動力でアシス
トモータ１４０を回生運転して発電することも可能であ
る。この発電はオーバードライブ結合で行われる。

【００９２】図１１〜１４で説明した通り、「車軸１１
６の回転数Ｎｄ＞エンジン１５０の回転数Ｎｅ」の走行
時にオーバードライブ結合を採り、「回転数Ｎｄ＜回転
数Ｎｅ」の走行時にアンダードライブ結合を採れば、動
力の循環を回避でき運転効率を向上することができる。
本実施例のハイブリッド車両は、運転効率を向上するた
め、回転数Ｎｄ，Ｎｅの大小関係に応じてアシストモー
タ１４０の結合状態を制御する。

【００９３】図１５は本実施例のハイブリッド車両にお
ける各種走行モードの使い分けの様子を示す説明図であ
る。図中の曲線ＬＩＭはハイブリッド車両が走行可能な
領域を示している。図示する通り、車速およびトルクが
比較的低い領域では、ＥＶ走行を行う。車速およびトル
クが所定値以上の領域では、通常走行を行う。図中の曲
線Ａはエンジン１５０の回転数Ｎｅと車軸１１６の回転
数Ｎｄが等しくなる境界を示している。かかる曲線Ａよ
りもトルクが低い側の領域では原則としてオーバードラ
イブ結合により走行し、高い側の領域ではアンダードラ
イブ結合または中立状態により走行する。例えば、図１
５中の曲線ＤＤに沿って車両の走行状態が変化していく
場合には、当初ＥＶ走行を行った後、オーバードライブ
結合による走行に移行することになる。

【００９４】図１５のマップから明らかな通り、アンダ
ードライブ結合は比較的高トルクが要求される領域で用
いられる。従って、本実施例のハイブリッド車両は、運
転効率に基づく上述の制御と併せて、アクセルが急激に
踏み込まれた場合などの加速時にアンダードライブ結合
に切り替え、高い応答性と滑らかな加速感の実現を図っ
ている。こうしたアシストモータ１４０の切り替えの制
御については、後に詳述する。

【００９５】Ｅ．運転制御処理：先に説明した通り、本
実施例のハイブリッド車両は、ＥＶ走行、通常走行など
種々の運転モードにより走行することができる。制御ユ
ニット１９０内のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」とい
う）は車両の走行状態に応じて運転モードを判定し、そ
れぞれのモードについてエンジン１５０、クラッチモー
タ１３０、アシストモータ１４０等の制御を実行する。
これらの制御は種々の制御処理ルーチンを周期的に実行
することにより行われる。以下では、これらの運転モー
ドのうち、通常走行モードについてトルク制御処理の内
容を説明する。

【００９６】図１６は通常走行時のトルク制御ルーチン
のフローチャートである。この処理が開始されるとＣＰ
Ｕは駆動軸１３５から出力すべきエネルギＰｄを設定す
る（ステップＳ１０）。この動力は、アクセルペダルポ
ジションセンサ１６５により検出されたアクセルの踏み
込み量および車速に基づいて設定される。駆動軸から出
力すべきエネルギＰｄは、車軸１１６の回転数Ｎｄ＊と
目標トルクＴｄ＊の積で表される。目標トルクＴｄ＊は
アクセル開度および車速に応じたテーブルとして予め設
定されている。

【００９７】次に、充放電電力Ｐｂおよび補機駆動エネ
ルギＰｈを算出する（ステップＳ１５，Ｓ２０）。充放
電電力Ｐｂとは、バッテリ１９４の充放電に要するエネ
ルギであり、バッテリ１９４を充電する必要がある場合
には正の値、放電する必要がある場合には負の値を採
る。補機駆動エネルギＰｈとは、エアコンなどの補機を
駆動するために必要となる電力である。こうして算出さ
れた電力の総和が要求動力Ｐｅとなる（ステップＳ２
５）。

【００９８】なお、トルク制御ルーチンでは、単位時間
当たりのエネルギ収支を考慮してエンジン１５０等の制
御を実行する。従って、本明細書でエネルギという場合
は、全て単位時間当たりのエネルギを意味するものとす
る。この意味で、本明細書においては、機械的なエネル
ギは動力と同義であり、電気的なエネルギは電力と同義
である。

【００９９】次に、ＣＰＵは、こうして設定された要求
動力Ｐｅに基づいてエンジン１５０の運転ポイントを設
定する（ステップＳ３０）。運転ポイントとは、エンジ
ン１５０の目標回転数Ｎｅと目標トルクＴｅの組み合わ
せをいう。エンジン１５０の運転ポイントは、予め定め
たマップに従って、基本的にはエンジン１５０の運転効
率を優先して設定する。

【０１００】図１７はエンジンの運転ポイントと運転効
率との関係について示す説明図である。回転数Ｎｅを横
軸に、トルクＴｅを縦軸にとりエンジン１５０の運転状
態を示している。図中の曲線Ｂはエンジン１５０の運転
が可能な限界範囲を示している。曲線α１からα６まで
はエンジン１５０の運転効率が一定となる運転ポイント
を示している。α１からα６の順に運転効率は低くなっ
ていく。また、曲線Ｃ１からＣ３はそれぞれエンジン１
５０から出力される動力（回転数×トルク）が一定とな
るラインを示している。

【０１０１】エンジン１５０は図示する通り、回転数お
よびトルクに応じて、運転効率が大きく相違する。エン
ジン１５０から曲線Ｃ１に相当する動力を出力する場合
には、図中のＡ１点に相当する運転ポイント（回転数お
よびトルク）が最も高効率となる。同様に曲線Ｃ２およ
びＣ３に相当する動力を出力する場合には図中のＡ２点
およびＡ３点で運転する場合が最も高効率となる。出力
すべき動力ごとに最も運転効率が高くなる運転ポイント
を選択すると、図中の曲線Ａが得られる。これを動作曲
線と呼ぶ。なお、この曲線Ａは先に図１５に示した曲線
Ａと同じである。

【０１０２】図１６のステップＳ３０における運転ポイ
ントの設定では、予め実験的に求められた動作曲線Ａを
制御ユニット１９０内のＲＯＭにマップとして記憶して
おき、かかるマップから要求動力Ｐｅに応じた運転ポイ
ントを読み込むことで、エンジン１５０の目標回転数Ｎ
ｅおよび目標トルクＴｅを設定する。こうすることによ
り、エンジン１５０について効率の高い運転ポイントを
設定することができる。

【０１０３】こうして設定されたエンジン１５０の運転
ポイントに応じて、ＣＰＵは結合状態切り替え制御処理
を行う（ステップＳ１００）。この処理は、ハイブリッ
ド車両の走行状態に応じてアンダードライブ結合（図１
０の結合状態Ｂ）とオーバードライブ結合（図１０の結
合状態Ｃ）とで切り替える処理である。処理内容の詳細
は後述する。この処理を実行することにより、アシスト
モータ１４０はアンダードライブ結合またはオーバード
ライブ結合のいずれかの結合状態を採る。

【０１０４】次にＣＰＵはクラッチモータ１３０および
アシストモータ１４０のトルクおよび回転数の指令値を
設定する（ステップＳ２００）。アンダードライブ結合
時には、先に示した式（１）において、車軸の回転数Ｎ
ｄ、トルクＴｄにそれぞれ目標回転数Ｎｄ＊、Ｔｄ＊を
代入し、エンジンの回転数Ｎｅ、トルクＴｅにステップ
Ｓ３０で設定した目標回転数Ｎｅ＊、目標トルクＴｅ＊
を代入して設定される。オーバードライブ結合の場合に
は、先に示した式（２）において、それぞれ上記諸量を
代入することにより設定される。

【０１０５】こうして設定されたトルク指令値および回
転数指令値に基づいて、ＣＰＵはクラッチモータ１３
０、アシストモータ１４０、エンジン１５０の運転を制
御する（ステップＳ２０５）。モータの運転制御処理
は、同期モータの制御として周知の処理を適用すること
ができる。本実施例では、いわゆる比例積分制御による
制御を実行している。つまり、各モータの現在のトルク
を検出し、目標トルクとの偏差および目標回転数に基づ
いて、各相に印加する電圧指令値を設定する。印加され
る電圧値は上記偏差の比例項、積分項、累積項によって
設定される。それぞれの項にかかる比例係数は実験など
により適切な値が設定される。こうして設定された電圧
は、駆動回路１９１，１９２を構成するトランジスタイ
ンバータのスイッチングのデューティに置換され、いわ
ゆるＰＷＭ制御により各モータに印加される。

【０１０６】ＣＰＵは駆動回路１９１，１９２のスイッ
チングを制御することによって、上述の通り、クラッチ
モータ１３０およびアシストモータ１４０の運転を直接
制御する。これに対し、エンジン１５０の運転は現実に
はＥＦＩＥＣＵ１７０が実施する処理である。従って、
制御ユニット１９０のＣＰＵはＥＦＩＥＣＵ１７０に対
してエンジン１５０の運転ポイントの情報を出力するこ
とで、間接的にエンジン１５０の運転を制御する。以上
の処理を周期的に実行することにより、本実施例のハイ
ブリッド車両は、エンジン１５０から出力された動力を
所望の回転数およびトルクに変換して駆動軸から出力
し、走行することができる。

【０１０７】Ｆ．結合状態切り替え制御：図１８は結合
状態切り替え制御ルーチンのフローチャートである。本
ルーチンが開始されると、ＣＰＵは運転状態を表すパラ
メータを入力する（ステップＳ１０２）。パラメータと
しては、車軸１１６の目標回転数Ｎｄ＊、目標トルクＴ
ｄ＊およびアクセル開度などが挙げられる。次に、これ
らのパラメータに基づいて結合状態の切替が必要である
か否かを判定する（ステップＳ１０４）。切り替えが必
要であるか否かは、第１に運転効率が高くなる結合状態
にあるか否かによって行われる。また、第２の条件とし
て運転者が要求したトルクを速やかに出力し、滑らかな
加速感を実現できるか否かによって行われる。

【０１０８】まず、運転効率に基づく判断について具体
例で説明する。図１９はアンダードライブ結合からオー
バードライブ結合への切り替えの判断を示す説明図であ
る。図１９中の曲線Ａは先に示した図１５中の曲線Ａに
対応しており、アンダードライブ結合に適した走行領域
ＵＤとオーバードライブ結合に適した走行領域ＯＤとの
境界に相当する。曲線ＤＵはハイブリッド車両の走行中
における車速とトルクの変遷を示している。図中の矢印
で示す通り、車両は走行抵抗ＤＤよりも大きなトルクを
出力して加速される。加速とともに出力トルクが低下
し、やがて出力トルクと走行抵抗ＤＤとが釣り合った速
度で定常的に走行する。アンダードライブ結合からオー
バードライブ結合への切り替えは、例えばこうした加速
の過程で生じる。車速の変化に伴って車軸１１６の回転
状態が、図中の矢印で示されるように変化し、曲線Ａと
交差するポイントＰＤ１に至ったとき、ＣＰＵはオーバ
ードライブ結合への切り替えを行うべきと判断する。

【０１０９】図２０はオーバードライブ結合からアンダ
ードライブ結合への切り替えの判断を示す説明図であ
る。曲線ＤＤは勾配のない道路を定常走行している状態
での車速とトルクとの関係である。ある車速で定常走行
している状態が図中の点ＰＯ０に相当する。この状態で
走行中に運転者がアクセルを踏み込むと、車両の出力ト
ルクは図中の曲線ＤＯに示すように増加し車両は加速す
る。オーバードライブ結合からアンダードライブ結合へ
の切り替えは、例えばこうした過程で生じる。図中の矢
印に従って車軸１１６の回転状態が変化し、曲線Ａと交
差するポイントＰＯ１に至ったとき、ＣＰＵはアンダー
ドライブ結合への切り替えを行うべきと判断する。

【０１１０】このようにＣＰＵは車速およびトルクが動
作曲線を横切るか否かに基づいて切り替えの必要性を判
断する。結合状態の切り替えが頻繁に行われるのを回避
するため、切り替えの判断処理に一定のヒステリシスを
持たせてもよい。例えば、アンダードライブ結合からオ
ーバードライブ結合への切り替えは、図１９中に示す通
り、曲線Ａと横切った後、領域ＯＤ内に設定された所定
の境界線ＵＬに至った場合に切り替えが必要と判断して
もよい。オーバードライブ結合からアンダードライブ結
合への切り替えは、図２０中に示す通り、曲線Ａと横切
った後、領域ＵＤ内に設定された所定の境界線ＨＬに至
った場合に切り替えが必要と判断してもよい。ヒステリ
シスの幅、即ち、曲線ＵＬ，ＨＬの位置は車両の運転効
率や頻繁な切り替えによって生じる乗り心地の低下など
を考慮して、任意に設定することができる。

【０１１１】第２の条件、即ち滑らかな加速感を実現で
きるか否かに基づく判断は次の通りである。図２０に示
したようにオーバードライブ結合状態から運転者がアク
セルを急激に踏み込んだ場合など急加速を要求した場合
を考える。この場合、運転者は高トルクを要求している
ため、図２０のマップに示す通り加速途中でアンダード
ライブ結合に切り替える必要が生じる可能性が高い。か
かる場合には、加速開始当初、即ち図２０の点ＰＯ０に
ある時点でアンダードライブ結合への切り替えを済ませ
ておけば、加速途中に切り替え制御が行われることを回
避でき、滑らかな加速感を実現することができる。

【０１１２】また、本実施例のハイブリッド車両の場
合、出力可能な最大トルクはアンダードライブ結合の方
が大きくなり、アンダードライブ結合の方が急加速に適
しているという特性もある。オーバードライブ結合の場
合は、上流側からエンジン１５０、アシストモータ１４
０、クラッチモータ１３０の順に配置される。かかる構
成の最大トルクはクラッチモータ１３０が伝達可能なト
ルクの最大値で制限される。これに対し、アンダードラ
イブ結合の場合は、上流側からエンジン１５０、クラッ
チモータ１３０、アシストモータ１４０の順に配置され
る。この場合は、クラッチモータ１３０が伝達可能な最
大トルクに対し、さらにアシストモータ１４０でトルク
を付加することが可能となる。こうした種々の理由によ
り、急加速をする場合には、アンダードライブ結合の方
が適している。従って、本実施例では、運転者がアクセ
ルを急激に踏み込んだ場合、即ちアクセル開度の変化率
が所定以上になった場合には、急加速が要求されている
ものと判断し、アンダードライブ結合への切り替えを行
うべきと判断する。

【０１１３】ステップＳ１０４において、切り替えが必
要と判断された場合には、２段クラッチ２００の切り替
え処理が実行され、切り替え不要と判断された場合に
は、この処理をスキップして結合状態切り替え制御ルー
チンを終了する。

【０１１４】切り替えは次の処理によって行われる。な
お、切り替え処理の説明においては、この処理によって
オフからオンに切り替えられるクラッチを非係合側クラ
ッチと呼び、オンからオフに切り替えられるクラッチを
既係合側クラッチと呼ぶ。アンダードライブ結合からオ
ーバードライブ結合への切り替えは、２段クラッチ２０
０の内側クラッチをオンにするとともに外側クラッチを
オフにするから、内側クラッチが非係合側クラッチであ
り、外側クラッチが既係合側クラッチである。オーバー
ドライブ結合からアンダードライブ結合への切り替え
は、２段クラッチ２００の外側クラッチをオンにすると
ともに内側クラッチをオフにするから、外側クラッチが
非係合側クラッチであり、内側クラッチが既係合側クラ
ッチである。

【０１１５】切り替えは２段クラッチ２００の３軸の回
転数をほぼ一致させて非係合側クラッチをオンとして内
側クラッチ、外側クラッチの双方を係合状態にした後、
既係合側クラッチをオフにすることで行われる。ＣＰＵ
は、まずかかる切り替えが可能であるか否かの判断基準
として「駆動軸の回転数Ｎｄ−エンジン回転数Ｎｅ」で
与えられる回転数差ΔＮを算出する（ステップＳ１０
８）。回転数差ΔＮは、既係合側の２つの回転軸の回転
数と非係合側の１つの回転軸の回転数との差に相当す
る。

【０１１６】次に、この回転数差ΔＮが小さくなるよう
に、アシストモータ１４０のトルクを制御する（ステッ
プＳ１１０）。本実施例では、ΔＮに基づく比例積分制
御を適用した。例えば、オーバードライブ結合からアン
ダードライブ結合に切り替える場合を考える。オーバー
ドライブ結合は、「エンジンの回転数Ｎｅ＜駆動軸の回
転数Ｎｄ」の状態で走行しているから、回転数差ΔＮ＞
０である。切り替え時にはエンジン１５０の回転数Ｎｅ
を駆動軸の回転数Ｎｄ相当にまで上昇させる必要があ
る。アシストモータ１４０はエンジン１５０に結合され
ているため、回転数差ΔＮに応じた正のトルクを出力
し、エンジン１５０の回転数を上昇させる。アンダード
ライブ結合からオーバードライブ結合への切り替えで
は、アシストモータ１４０が駆動軸に結合されているか
ら、アシストモータ１４０から回転数差ΔＮに応じた正
のトルクを出力し、駆動軸の回転数を上昇させる。この
正のトルクを回転数差ΔＮの比例項、積分項に所定のゲ
インを乗じて設定する。もちろん、アシストモータ１４
０のトルクはこれに限らず種々の方法によって設定する
ことができる。

【０１１７】アシストモータ１４０の制御を行えば２段
クラッチ２００に結合された３軸の回転数をほぼ一致さ
せることができるが、本実施例では、回転数を速やかに
一致させるため、非係合側クラッチの電圧制御も併せて
実行する（ステップＳ１１２）。この制御は、回転数差
がある状態でも、２段クラッチ２００が許容できる範囲
で非係合側のクラッチを係合する処理である。オーバー
ドライブ結合からアンダードライブ結合への切り替えを
例にとって説明する。かかる切り替えを行う際には、駆
動軸の回転数Ｎｄがエンジン回転数Ｎｅよりも高い。こ
の状態で、非係合側クラッチである外側クラッチを係合
すると、駆動軸の動力がエンジン側に伝達されるため、
エンジンの回転数を上昇させることができる。ステップ
Ｓ１１２では、かかる効果を得るように非係合側クラッ
チを係合させるのである。その態様については後で詳述
する。

【０１１８】アシストモータ１４０の制御および非係合
側クラッチの制御を実行した後、ＣＰＵはクラッチの切
り替え操作を行ってもよいか否かを判定する（ステップ
Ｓ１１４）。この判定は、回転数差ΔＮが所定の値ＮＴ
未満であるか否かによって行われる。所定の値ＮＴはク
ラッチが係合可能な許容回転数差であり、２段クラッチ
に応じて設定される。回転数差ΔＮが所定の値ＮＴ未満
である場合には、回転数差が許容範囲に入ったと判断さ
れ、クラッチの切り替えを行う。即ち、非係合側のクラ
ッチをオンにするとともに、既係合側のクラッチをオフ
にするのである（ステップＳ１１６）。両者を瞬時に切
り替えることもできるが、本実施例では、一旦双方が係
合した状態を経てから既係合側のクラッチをオフにして
いる。一方、回転数差ΔＮが所定の値ＮＴ以上である場
合には、切り替えが許容されないと判断し２軸の回転数
差を縮めるための制御（ステップＳ１０８〜Ｓ１１２）
を繰り返し実行する。以上の処理により、本実施例のハ
イブリッド車両は、運転状態に応じてアシストモータ１
４０の結合状態を切り替えつつ、走行することができ
る。

【０１１９】なお、図１８の制御処理では、既係合側ク
ラッチを係合したまま、２段クラッチの全回転軸の回転
数を一致させ、非係合側のクラッチをオンにするととも
に、既係合側のクラッチをオフにする（ステップＳ１１
６）場合を例示した。結合状態の切り替え処理は、かか
る態様に限らず、双方のクラッチがオフとなっている状
態を経て切り替えを行うものとしてもよい。つまり、既
係合側クラッチをオフにした後、非係合側のクラッチの
２つの回転軸の回転数を一致させ、非係合側のクラッチ
を係合するものとしてもよい。また、アシストモータの
トルク制御（ステップＳ１１０）を行うことなく、非係
合側クラッチの電圧制御（ステップＳ１１２）のみを行
うものとしてもよい。

【０１２０】Ｇ．非係合クラッチの係合態様：以下、図
１８のステップＳ１１２の具体的な制御内容について説
明する。図２１は切り替え時における２段クラッチの係
合状態および中間軸の回転数の変化を示す説明図であ
る。ここでは、アンダードライブ結合からオーバードラ
イブ結合への切り替え時を例示した。外側クラッチがオ
ン、内側クラッチがオフとなっており、中間軸が駆動軸
１３５に結合された外軸に係合している初期状態から、
中間軸がエンジンに係合する状態への切り替えである。
駆動軸１３５の回転数がエンジンの回転数よりも低い状
態で切り替えが行われる場合を例示した。なお、ここで
は既係合クラッチである外側クラッチを解放した後、中
間軸と内軸の回転数を一致させて非係合側のクラッチを
係合する制御を行った場合を例示した。もちろん、図１
８で示した制御処理に従い外側クラッチを係合したまま
回転数を制御して切り替えることも可能である。

【０１２１】図示する通り、時刻ｔ１において外側クラ
ッチをオフにする制御信号を出力して切り替えを開始す
ると、所定の遅れ時間経過後の時刻ｔ２において外側ク
ラッチが解放状態となる。このとき、中間軸の回転数
は、外軸の回転数Ｎｏｕｔと同じである。

【０１２２】次に、若干の遅れ時間を経た時刻ｔ３にお
いて内側クラッチにロウの信号を出力すると、時刻ｔ４
において内側クラッチが半係合状態となる。半係合状態
とは、クラッチがアマチュア３０７と中間軸４０１の径
方向側面４１０との摩擦力のみによってトルクを伝達可
能な状態をいう。先に説明した通り、本実施例で用いて
いる２段クラッチは、内軸に取り付けられたローラ３０
４が中間軸に係合することにより、トルクを伝達する。
ローラ３０４は、通常、スイッチバネ３０３により中立
位置に保持されており、アマチュア３０７と径方向側面
４１０が接触して、スイッチバネ３０３に抗し得る摩擦
力が作用すると係合位置に移動する。但し、ローラ３０
４が係合位置に移動していない状態であっても、アマチ
ュア３０７と径方向側面４１０が接触していれば、両者
の摩擦力によって、中間軸と内軸との間で一定範囲のト
ルクの伝達が可能である。半係合状態とは、このように
摩擦力によってトルクが伝達される状態をいい、内側ク
ラッチのコイル６０３に低電圧を印加してアマチュア３
０７を小さい力で吸引することにより実現される。当
然、半係合状態で伝達されるトルクの大きさはローラ３
０４が係合している状態で伝達されるトルクよりも小さ
い。

【０１２３】このように内側クラッチを半係合状態にす
ると、内軸と中間軸とが滑りを生じながら係合するた
め、中間軸の回転数は内軸に連れ回されるように内軸の
回転数Ｎｉｎまで増大する。両者の回転数がほぼ一致し
た時刻ｔ５において、内側クラッチにハイの信号を出力
すると、コイル６０３に高い電圧が印加され、アマチュ
ア３０７を強く吸引し、時刻ｔ６においてローラ３０４
を係合位置に移動させる。こうして切り替えが完了す
る。

【０１２４】図２１には、非係合側クラッチを半係合に
しない場合の中間軸の回転数の変化を破線で示した。非
係合側クラッチを半係合にしない場合には、アシストモ
ータ１４０のみの制御によって中間軸の回転数を増大さ
せる必要が生じるが、かかる制御は過渡応答時にオーバ
ーシュートやアンダーシュートを生じることが多く、図
示する通り、中間軸の回転数がＮｉｎに一致するまでに
長時間を要する。これに対し、非係合側クラッチを半係
合状態にする場合、中間軸の回転数は内軸の回転に連れ
回されることで増大するから、オーバーシュートするこ
となくＮｉｎに一致する。従って、速やかに切り替えを
行うことができる。ここでは内側クラッチが非係合クラ
ッチとなる場合を例示したが、外側クラッチが非係合ク
ラッチとなる場合も同様である。

【０１２５】図２１の態様で非係合側クラッチを制御す
る場合、半係合状態における係合力は、切り替えに要す
る目標時間に応じて以下の手順で設定すればよい。ま
ず、運転感覚上の要求から、切り替えに要する目標時間
（図２１中の時刻ｔ１〜ｔ６間の時間）を設定する。次
に、この目標時間に基づいて、クラッチを半係合状態に
することで非係合側クラッチの回転数を一致させる目標
時間（図２１中の時刻ｔ４〜ｔ５間の時間に相当）を設
定する。非係合側クラッチの回転数を一致させるための
目標時間をΔｔ（ｓｅｃ）とする。クラッチの切り替え
を行う場合、初期状態における既係合側クラッチの回転
数と非係合側の回転数との差（図２１中のＮｉｎとＮｏ
ｕｔの差）は、状況に応じて変動するが、目標時間Δｔ
は、これらのうち代表的な初期の回転数差ΔＮ（ｒａｄ
／ｓｅｃ）に対して設定する。

【０１２６】回転数差ΔＮが目標時間Δｔで値０に収束
するために、半係合状態において、中間軸に作用させる
べきトルクＴ（Ｎｍ）は、一般に次式で与えられる。 Ｔ＝Ｉ×ΔＮ／Δｔ； ここで、Ｉは中間軸およびそれに結合されたアシストモ
ータ１４０の慣性モーメント（ｋｇ・ｍ²）である。中
間軸に作用するトルクＴは、非係合側クラッチのアマチ
ュアの断面二次極モーメント、摩擦係数および吸引力に
比例する。従って、上式により得られたトルクＴを非係
合側クラッチのアマチュアの断面二次極モーメント、摩
擦係数で除すれば目標となる吸引力およびそのために内
側クラッチのコイルに印加すべき電圧を設定することが
できる。

【０１２７】上式で得られたトルクＴが、非係合側のス
イッチバネによるトルクを上回り、ローラを係合させる
程度に大きい場合には、クラッチは係合状態となってし
まう。かかる事態を回避するため、非係合クラッチのス
イッチバネは、上記トルクＴよりも大きいトルクを作用
させられるよう設計する。さらに、非係合クラッチのコ
イルにハイの信号を出力した状態では、スイッチバネの
トルクよりも大きいトルクが摩擦係合器で作用する必要
があるから、かかるトルクが作用するよう、非係合側ク
ラッチのコイルに印加する電圧値を設定する。

【０１２８】なお、オーバードライブ結合からアンダー
ドライブ結合に切り替える場合と、逆方向に切り替える
場合とで、切り替えの目標時間Δｔおよび代表的な回転
数差ΔＮは個別に設定できる。それぞれ個別に設定する
ことにより、外側クラッチと内側クラッチのスイッチバ
ネのトルク、半係合状態における電圧値（以下、この電
圧を「同期電圧」と呼ぶ）を、切り替えに応じた適切な
値に設定することができる。

【０１２９】以上で説明した通り、非係合側クラッチを
半係合状態を経て係合させることにより、非係合側クラ
ッチの回転軸の回転数を速やかに一致させることがで
き、切り替えに要する時間を短縮することができる。

【０１３０】Ｇ１．第１の変形態様：非係合側クラッチ
はこの他にも、種々の態様で係合させることができる。
図２２は第１の変形態様での電圧制御の様子を示す説明
図である。このように非係合側クラッチを構成するコイ
ルの電圧を回転数差に応じて徐々に増加して係合力を徐
々に強めるものとしてもよい。図２１に示したのと同
様、非係合側のクラッチでは、摩擦係合器に滑りを生じ
つつ両回転軸の回転数を一致させる向きのトルクが互い
に作用する。時間の経過とともに両回転軸の回転数差は
縮まるから、係合力を強めることができ、より速やかに
回転数を一致させることができる。図２２では半クラッ
チ状態での係合が許容される回転数差の上限値ＮＬ以下
の範囲でΔＮが小さくなるにつれて係合力を強くする場
合を例示した。ΔＮが所定の値ＮＴより小さくなれば、
クラッチを完全に係合させることができる。ここでは、
係合力を直線的に変化させる場合を例示したが、曲線的
に変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。

【０１３１】Ｇ２．第２の変形態様：図２３は第２の変
形態様での電圧制御の様子を示す説明図である。このよ
うにコイルの電圧を強弱に変化させるものとしてもよ
い。回転数差がある状態でコイルに電圧を印加し、クラ
ッチを係合させれば、両回転軸には回転数差に起因する
衝撃トルクが回転数差を縮める向きに作用する。但し、
この状態でクラッチを係合し続けると、衝撃トルクによ
ってクラッチの寿命を著しく縮める等のおそれがある。
従って、クラッチを係合させた後、速やかにコイルの電
圧を弱め、係合力を低下させるのである。こうして、係
合力を強弱に変化させつつクラッチを係合させることに
より、衝撃トルクを断続的に作用させることができ、両
回転軸の回転数差を速やかに縮めることができる。な
お、係合力の強弱変化の周期および強さはクラッチの許
容範囲および回転数差に応じて任意に設定することがで
きる。また、係合時に生じるトルクショックによる乗り
心地への影響も考慮して設定することが望ましい。図２
３では、一例として、回転数差ΔＮが小さくなるにつれ
て係合力のピークを強くする場合を例示した。この他、
回転数差ΔＮが小さくなるにつれて係合期間が長くなる
ようにしてもよい。これらの変化は、回転数差ΔＮを検
出して強弱を設定するものとしてもよいし、予め定めた
パターンで時間的に変化させるものとしてもよい。もち
ろん、回転数差ΔＮ、経過時間に関わらず一定周期で強
弱に変化させて係合させるものとしてもよい。

【０１３２】Ｇ３．第３の変形態様：図２４は第３の変
形態様での電圧制御の様子を示す説明図である。このよ
うにクラッチを断続的に係合させるものとしてもよい。
ここでは、ローラが完全に係合する状態で断続的に係合
させる場合を例示した。ローラを完全に係合させれば、
非常に強い衝撃トルクが発生するものの、非係合側クラ
ッチの２つの回転軸を速やかに一致させることができ
る。かかる係合を断続的に行うことにより、非係合側の
クラッチの寿命の低下を回避して速やかな切り替えを実
現できる。図２４では回転数差ΔＮが小さくなるにつれ
てクラッチが係合している期間が短くするとともに、係
合させる間隔を長くした場合を例示した。かかる態様に
おいても、回転数差ΔＮに応じて係合力を変化させるな
ど種々の態様を適用することができる。

【０１３３】Ｇ４．第４の変形態様：図２５は第４の変
形態様での電圧制御の様子を示す説明図である。この変
形態様では、同期電圧を印加する前に、それよりも高い
電圧（以下、「初動電圧」と呼ぶ）を印加する。図示す
る通り、時刻ｔａ１において、クラッチの係合指示がな
されると、ＣＰＵはコイルに所定の初期電圧Ｖｉを時刻
ｔａ２までの所定期間ｓａ１だけ印加する。この間にア
マチュア３０７は径方向側面４１０に吸着される。吸着
前は中間軸の回転数は変化しない。時刻ｔａ２になって
アマチュア３０７が吸着されると、その後、ＣＰＵはコ
イルに同期電圧Ｖｓを印加する。そして、時刻ｔａ３に
おいて、中間軸の回転数と内軸の回転数Ｎｉｎとの差が
許容範囲に入ったところで、係合電圧Ｖｌを印加してク
ラッチを完全係合させる。同期電圧Ｖｓの印加期間ｓａ
２は中間軸と内軸の回転数差の変化によって変動する。
ここでは、一定の同期電圧Ｖｓを印加する場合を例示し
たが、図２２〜図２４で示した種々の態様で同期電圧を
印加することも可能である。

【０１３４】初動電圧Ｖｉは、アマチュア３０７と径方
向側面４１０との接触を速やかに実現するための電圧で
ある。アマチュア３０７は既に説明した通り、電磁力の
作用によって吸着される。同期電圧Ｖｓは比較的小さい
ため、アマチュア３０７を速やかに吸着するのに十分な
電磁力を作用させることができない場合がある。また、
コイルでは一般にインダクタンスの影響により、電磁力
の立ち上がりが電圧印加よりも遅れる。つまり、電圧印
加当初は、アマチュア３０７を吸着するのに十分な電磁
力を発生できないことが多い。第４の変形態様では、同
期電圧Ｖｓよりも高い初動電圧Ｖｉを印加することによ
り、これらの弊害を抑制し、アマチュア３０７の速やか
な吸着を実現することができる。

【０１３５】初動電圧Ｖｉの値は、アマチュア３０７を
吸着可能な電磁力を作用させることが可能な範囲で任意
に設定可能であるが、アマチュア３０７吸着時にローラ
をロックさせるに至らない範囲で設定することが好まし
い。つまり、同期電圧Ｖｓより大きく、係合電圧Ｖｌよ
り小さい範囲で設定することが好ましい。この範囲で設
定することにより、アマチュア３０７が吸着された瞬間
にローラがロックすることを回避でき、係合時のショッ
クを低減することができる。

【０１３６】初期電圧の印加期間ｓａ１は、アマチュア
３０７と径方向側面４１０との間隔、アマチュア３０７
の慣性、コイルのインダクタンスなどに応じて、アマチ
ュア３０７の速やかな吸着を実現できる範囲で設定すれ
ばよい。中間軸の回転数変化に基づき、印加期間ｓ１を
動的に制御してもよい。つまり、アマチュア３０７が吸
着されると、摩擦力によって中間軸の回転数の変化率に
変動が生じるから、この変動を検出した時点で初期電圧
の印加を停止するものとしてもよい。摩擦力によって中
間軸のトルクに変動が生じるから、中間軸にトルクセン
サを付加し、その値に応じて初期電圧の印加を停止する
ものとしてもよい。

【０１３７】Ｇ５．第５の変形態様：図２６は第５の変
形態様での電圧制御の様子を示す説明図である。この態
様では、同期電圧の印加をフィードバック制御する。時
刻ｔｂ１において、クラッチの係合指示がなされると、
ＣＰＵは初動電圧を期間ｓｂ１だけ印加する。時刻ｔｂ
２になってアマチュア３０７と径方向側面４１０とが係
合すると、ＣＰＵは初動電圧の印加を停止し、同期電圧
の印加に切り替える。同期電圧の印加は、中間軸の回転
数変化率ΔＮｍが目標値となるようフィードバック制御
される。比例積分制御など種々の制御手法を適用可能で
ある。中間軸と内軸との回転数差が許容範囲に入った時
点ｔｂ３で、ＣＰＵは同期電圧の印加を停止し、係合電
圧Ｖｌを印加する。

【０１３８】第５の変形態様では、中間軸の回転数変化
率ΔＮｍを目標値として同期電圧を制御するため、同期
期間の安定化を図ることができる。アマチュア３０７と
径方向側面４１０の摩擦係数は経年変化、製造時のバラ
ツキなど種々の要因によって変動が生じる。予め設定さ
れた同期電圧を印加する場合、摩擦係数の変動は、同期
期間の変動、特に長期化につながる。第５の変形例で
は、フィードバック制御によって、これらの変動による
影響を抑制し、係合期間を安定させることができる。中
間軸の回転数変化は中間軸のトルクと相関があるから、
中間軸にトルクセンサを付加し、トルクの目標値に基づ
くフィードバック制御を行うものとしてもよい。この場
合のトルクの目標値は、中間軸の回転数変化率の目標値
ΔＮｍと、中間軸およびアシストモータ１４０の慣性モ
ーメントＩとの積によって設定することができる。

【０１３９】Ｇ６．第６の変形態様：図２７は第６の変
形態様での電圧制御の様子を示す説明図である。この態
様では、初動電圧も含めて回転数変化に基づく同期電圧
の印加をフィードバック制御する。時刻ｔｃ１におい
て、クラッチの係合指示がなされると、ＣＰＵは中間軸
の回転数変化率に基づくフィードバック制御で印加電圧
を設定する。アマチュア３０７と径方向側面４１０が接
触していない期間ｓｃ１（図中のｔｃ１〜ｔｃ２の期
間）では、中間軸の回転数変化が生じないから、印加電
圧は非常に高い値に設定されることになる（図中の破線
参照）。印加電圧の回路保護および係合時のショック軽
減のため、フィードバック制御中の印加電圧は所定の値
Ｖｉ以下に上限値を制限する。上限値は、第４の変形態
様における初動電圧相当に設定する。アマチュア３０７
が吸着されるまでは、上限値に相当する電圧Ｖｉが印加
されることになる。アマチュア３０７が吸着されると、
第５の変形態様と同様、回転数変化率に基づく同期電圧
が印加される。ＣＰＵは中間軸と内軸の回転数差が許容
範囲に達した時刻ｔｃ３において、同期電圧のフォード
バック制御を停止し、係合電圧Ｖｌを印加する。

【０１４０】第６の変形態様によれば、アマチュア３０
７の吸着前は、上限値を制限したフィードバック制御に
より、同期電圧よりも高い初動電圧を印加することがで
きる。従って、第６の変形態様では、制御モードの切り
替えを伴うことなく、初動電圧と同期電圧とを印加する
ことができる。

【０１４１】上述の例では、内側クラッチが非係合側ク
ラッチとなっている場合の切り替え動作を例示した。同
様の制御は、外側クラッチが非係合側クラッチとなって
いる場合にも適用可能である。外側クラッチについて
も、第１〜第６の変形態様によって、係合に要する期間
を短縮することが可能である。第４〜第６の変形態様を
外側クラッチに適用すれば、アマチュア４０７の吸着を
速やかに行うことができる。外側クラッチは径の大きさ
に起因してアマチュア４０７の慣性が大きいため、第４
〜第６の変形態様の適用は、特に有用性が高い。

【０１４２】先に説明した制御処理のステップＳ１１２
では、このように種々の態様の中から予め設定された態
様で非係合側クラッチの電圧を制御するのである。本実
施例では、２段クラッチ２００のコイル６０１，６０３
への通電はスイッチング素子としてのトランジスタのオ
ン・オフによって制御することができるから、予め設定
された態様の電圧が非係合側クラッチのコイルに印加さ
れるよう、スイッチ６１１，６１３をＰＷＭ制御すれば
よい。

【０１４３】本実施例では、切り替え制御処理におい
て、常に非係合側クラッチの制御（図１８のステップＳ
１１２）を実行する場合を例示した。非係合側クラッチ
の制御は、クラッチの切り替えに要する時間を短縮する
ために実行される処理である。従って、切り替えの短縮
が要求される場合にのみ非係合側クラッチの制御を行う
ものとしてもよい。例えば、アクセルが急激に踏み込ま
れた場合においてのみ非係合側クラッチの制御を行い、
その他の切り替え時にはこの処理を省略するものとして
もよい。

【０１４４】Ｈ．効果：以上で説明した本実施例のハイ
ブリッド車両によれば、車軸１１６とエンジン１５０の
回転数の大小関係に応じてアシストモータ１４０の結合
先を切り替えることによって、動力の循環を抑制し、高
い効率でハイブリッド車両を運転することができる。ま
た、加速時にアンダードライブ結合を適用することによ
り、高い応答性で滑らかな加速感を実現することができ
る。

【０１４５】ここで、本実施例のハイブリッド車両は、
２段クラッチ２００を結合状態の切り替え機構として用
いる。２段クラッチはその構成上、回転軸方向のサイズ
が小さいという特徴があり、切り替え機構を含む動力系
統全体を小型化できる利点がある。また、２段クラッチ
を用いることにより、エンジン、クラッチモータの双方
から切り離された状態を経ることなくアシストモータ１
４０の結合先を切り替えることができる。このため、以
下に示す通り、車両の応答性を向上することができるな
どの利点がある。

【０１４６】第１に実施例のハイブリッド車両では、２
段クラッチに結合された３つの回転軸の回転数をほぼ一
致させた上で、内側クラッチ、外側クラッチの双方が係
合した状態を経てクラッチの切り替えを行う。このた
め、クラッチの切り替え時にアシストモータ１４０がエ
ンジン１５０、クラッチモータ１３０の双方から切り離
された状態となることを回避でき、切り替え途中でも十
分な出力トルクを確保することができる。なお、上記切
り替え制御処理によれば、３つの回転軸の回転数を十分
に接近させてから切り替えるため、アシストモータ１４
０がエンジン１５０、クラッチモータ１３０の双方から
切り離されている期間を十分短縮することができる。従
って、上記実施例では、双方のクラッチが係合した状態
を経る場合を例示したが、アシストモータ１４０がエン
ジン１５０、クラッチモータ１３０の双方から切り離さ
れた状態を経て切り替えを行うものとしても、出力トル
クを確保することが可能である。

【０１４７】第２に実施例では、切り替え制御処理にお
いて、非係合側クラッチの電圧制御を行うことにより
（ステップＳ１１２参照）、切り替えに要する時間を短
縮することができる。図２８は切り替え処理における回
転数変化の様子を示す説明図である。駆動軸回転数の時
間的変化を実線で示し、エンジン回転数の時間的変化を
破線で示した。それぞれ太い線が非係合側クラッチの電
圧制御を適用した場合の変化を示し、細い線が適用しな
い場合の変化を示している。

【０１４８】時刻ｔｔ１において、オーバードライブ結
合（ＯＤ）の状態で、アクセルが急激に踏み込まれ、切
り替え制御が開始されたものとする。アクセルの踏み込
みに伴い、車両は加速するため、駆動軸の回転数は徐々
に増加する。エンジンの回転数は、アシストモータ１４
０の制御や非係合側クラッチの制御によって同様に上昇
する。ここで、非係合側クラッチの制御を行わない場合
には、図中の細い線で示す通り、エンジンの回転数は徐
々に上昇し、時刻ｔｔ３で駆動軸回転数とほぼ一致す
る。この時刻でオーバードライブ結合からアンダードラ
イブ結合への切り替えが行われアシストモータ１４０か
らも加速用のトルクを出力可能となるため、以後、図中
に細い線で示す通り加速が行われる。

【０１４９】これに対し、非係合側クラッチの制御を行
えば、駆動軸の回転動力がエンジンの回転数を上昇する
向きに伝達されるため、図中に太い線で示すようにエン
ジンの回転数が速やかに上昇し、時刻ｔｔ２で駆動軸回
転数とほぼ一致する。両者が一致する時刻ｔｔ２は、先
に説明した時刻ｔｔ３よりも早い。時刻ｔｔ２でオーバ
ードライブ結合からアンダードライブ結合への切り替え
が行われ、以後、図中に太い線で示す通り加速が行われ
る。図中の細い線と太い線を比較すれば明らかな通り、
非係合側クラッチの制御を行うことにより、クラッチの
切り替えおよび加速を速やかに行うことができる。かか
る作用により、本実施例のハイブリッド車両は、高い応
答性で滑らかな加速感を実現することができる。

【０１５０】Ｉ．第２実施例：第１実施例と同様のハー
ドウェア構成を備えるハイブリッド車両において、第２
実施例としてのクラッチ切り替え処理について説明す
る。第２実施例では、クラッチの切り替え期間を通じ
て、アシストモータ１４０のトルクを走行に利用可能な
制御処理を行う。

【０１５１】第２実施例の制御処理に先立ち、本実施例
のローラクラッチ機構の特性について説明する。図２９
はローラクラッチの動作状態を示す説明図である。回転
軸に直交する拡大断面図を示した。機構の詳細は、図２
〜図９で説明した通りである。既に説明した通り、完全
係合状態での２つの回転軸Ａｘｉ、Ａｘｏ間のトルク伝
達はローラを介して行われる。

【０１５２】図中の上段には外側の回転軸Ａｘｏから内
側の回転軸Ａｘｉにトルクが伝達される様子を示した。
回転軸Ａｘｏに動力が入力され、図中の矢印方向に回転
しているものとする。この時、ローラは図中の位置ＰＬ
で係合し、回転軸Ａｘｏから回転軸Ａｘｉにトルクが伝
達される。ローラがこのようにロックすると、回転軸Ａ
ｘｏが図中の向きに回転しトルク伝達が行われる限り、
コイルへの電圧印加が停止されても、回転軸とローラと
の間に作用する摩擦力の効果により、ロック状態が維持
される。

【０１５３】図中の下段には、上段の状態から回転軸Ａ
ｘｉが動力の入力軸に移行した場合のトルク伝達の様子
を示した。左側は、ローラをロックする電圧が印加され
たまま移行した場合、右側には、ローラをロックする電
圧がオフされた状態で移行した場合を示した。ロック電
圧が印加されている場合には、アマチュアおよび保持器
を通じてローラが移動させられ、図中の位置ＰＲで再び
ロックする。従って、回転軸Ａｘｉから回転軸Ａｘｏに
ローラを介してトルクが伝達される。ローラが解放され
ている場合には、回転軸Ａｘｉが入力軸となった時点
で、ローラを係合位置ＰＬに保持していた力、即ち回転
軸とローラとの間に作用する摩擦力が作用しなくなるか
ら、ローラはスイッチバネの力でニュートラル位置に保
持される。従って、この時は、回転軸Ａｘｉから回転軸
Ａｘｏへのトルク伝達は行われなくなる。回転軸Ａｘｏ
の回転数が回転軸Ａｘｉよりも低くなった場合も同様に
してクラッチが切り離される。

【０１５４】第２実施例では、上述の動作原理を利用し
たクラッチの切り替え例を示す。つまり、ロック電圧を
オフにした状態でトルク伝達を行ってローラを係合位置
に保持する状態を経てクラッチの切り替えを行う場合を
例示する。

【０１５５】図３０は第２実施例におけるクラッチの切
り替えシーケンスを示す説明図である。オーバードライ
ブ結合で走行中にアンダードライブ結合に切り替えて、
加速を行う場合を例示した。内側クラッチがオン、外側
クラッチがオフの状態から、内側クラッチがオフ、外側
クラッチがオンの状態への切り替えである。

【０１５６】オーバードライブ走行中なので、初期状態
では、駆動軸の回転数（外軸の回転数）はエンジンの回
転数（内軸の回転数）よりも高い。また、エンジン側に
結合されたアシストモータ１４０は、回生運転されてい
る。図中には、クラッチの係合状態を併せて示した。状
態Ａが初期状態に相当する。内側クラッチのローラが係
合し、エンジンが結合された内軸３０１から中間軸４０
１にトルクが伝達される。このトルクを利用して中間軸
４０１に結合されたアシストモータ１４０で回生が行わ
れる。

【０１５７】時刻ｔｄ１で、運転者がアクセルペダルを
急激に踏み、いわゆるキックダウンをすると、クラッチ
の切り替えが開始される。ＣＰＵは、まずアシストモー
タ１４０を力行運転する。アシストモータ１４０のトル
クは、エンジンのトルクと併せてクラッチモータ１３０
の定格内で駆動軸に伝達され、車両を加速させる。アシ
ストモータ１４０の動力は、またエンジンの回転数の速
やかな上昇にも供される。この時点でのクラッチの係合
状態を状態Ｂに示した。内側クラッチには係合電圧Ｖｌ
が印加されているから、中間軸４０１が動力の入力軸と
なると、ローラは状態Ａと逆側で係合する。こうしてア
シストモータ１４０の動力が中間軸４０１から内軸３０
１に伝達される。

【０１５８】続いて時刻ｔｄ２において、ＣＰＵは内側
クラッチの電圧をオフにする。但し、アシストモータ１
４０は力行運転を継続している。内側クラッチは、この
トルク伝達により、状態Ｂが維持される。

【０１５９】エンジンの回転数が十分に上昇すると、Ｃ
ＰＵは外側クラッチの係合制御に入る。時刻ｔｄ３にお
いて、ＣＰＵは外側クラッチに初動電圧Ｖｉを印加し、
時刻ｔｄ４において同期電圧を印加する。初動電圧およ
び同期電圧の印加については、図２２〜図２７で例示し
た種々の態様を適用できる。同期時のクラッチの係合状
態を状態Ｃに示した。同期中もアシストモータ１４０か
らエンジンへのトルク伝達は行われているから、内側ク
ラッチのローラは係合状態に維持される。外側クラッチ
は同期中であるからローラはニュートラルである。この
同期制御によって、アシストモータの回転数と駆動軸の
回転数の同期がとられる。

【０１６０】時刻ｔｄ５において、アシストモータの回
転数と駆動軸の回転数が外側クラッチの許容範囲に入っ
た時点で、ＣＰＵは同期電圧の印加を停止し、外側クラ
ッチに係合電圧Ｖｌを印加する。この時点での係合状態
を状態Ｄに示した。外側クラッチの係合により、中間軸
４０１から外軸５０１にトルク伝達が開始される。これ
に伴って、中間軸４０１から内軸３０１に伝達されるト
ルクが低減する。また、エンジンの回転数が引き続き上
昇するため、内軸３０１と中間軸４０１との間に回転数
差が生じる。内側クラッチの係合電圧はオフとされてい
るから、かかるトルクの低減および回転数差に基づき、
内側クラッチのローラはニュートラル位置に移動し、ク
ラッチは解放状態となる。

【０１６１】以上で説明した通り、第２実施例の切り替
え制御によれば、アシストモータ１４０のトルクを加速
およびエンジン回転数の上昇に常に利用しつつ、クラッ
チの切り替えを行うことができる。外側クラッチの係合
に伴って、内側クラッチは自然に解放されるから、時刻
ｔｄ５での切り替えを速やかに実行することができる。
しかも、ローラクラッチの動作特性を利用することによ
り、かかる作用を比較的簡単な制御で実現することがで
きる。

【０１６２】図３１は比較例としてのクラッチ切り替え
シーケンスを示す説明図である。通常行われる制御、つ
まり内側クラッチを切り離した後、中間軸４０１と外軸
５０１との同期をとり、外側クラッチを係合させるシー
ケンスを例示した。

【０１６３】初期状態Ａおよびアシストモータ１４０の
力行を開始した状態Ｂは、第２実施例（図３０）と同じ
である。エンジンの回転数がある程度上昇した時点で、
ＣＰＵはクラッチを切り替えるため、内側クラッチの電
圧をオフにする。これに伴い、アシストモータ１４０の
トルクが０になるように電圧制御する。つまり、回生も
力行も行わず、中間軸と共にフリーで回転する状態とす
る。この時の係合状態を状態Ｃ１に示した。アシストモ
ータ１４０からのトルクが付加されないため、内側クラ
ッチのローラはニュートラル位置に保持される。内側ク
ラッチ、外側クラッチともに完全に解放状態となる。

【０１６４】その後、ＣＰＵは外側クラッチの係合制御
を行う。時刻ｔｅ３〜ｔｅ５において、初動電圧、同期
電圧、係合電圧を外側クラッチに印加する。係合電圧が
印加されると（時刻ｔｅ５）、外側クラッチは状態Ｄに
示す通りローラがロックされ、トルクの伝達が可能とな
る。この時点で、ＣＰＵはアシストモータ１４０を力行
し、車両を加速する。

【０１６５】図３１の制御では、時刻ｔｅ２〜ｔｅ５ま
での期間で、アシストモータ１４０のトルクを車両の加
速、エンジンの回転数上昇のいずれにも利用することが
できない。つまり、加速時にいわゆるトルク抜けが生じ
る。また、外側クラッチの係合動作が開始されるまでの
期間（時刻ｔｅ２〜ｔｅ３）、アシストモータ１４０の
回転数は上昇しないから、外側クラッチの同期期間（時
刻ｔｅ４〜ｔｅ５）も長期間を要することになる。第２
実施例の制御（図３０）では、これらの弊害を回避し、
トルク抜けなく滑らかな加速を実現することができる。

【０１６６】第２実施例のシーケンスにおいて、内側ク
ラッチの電圧をオフにする解放タイミング（時刻ｔｄ
２）、外側クラッチの係合制御を開始する実行タイミン
グ（時刻ｔｄ３）は、車両の構成に応じて種々設定可能
である。解放タイミングは予め設定された一定値として
もよいし、中間軸または内軸の回転数変化、トルク変化
に基づいて状態Ａから状態Ｂへの移行が検出された時点
としてもよい。解放タイミングは、外側クラッチの係合
制御が開始される前に限らない。外側クラッチが完全係
合する時刻ｔｄ５の時点で、内側クラッチのアマチュア
３０７の離反が完了するタイミングであればよい。

【０１６７】外側クラッチの係合制御を開始する実行タ
イミングも切替指示から予め設定された一定期間経過後
としてもよいし、エンジンと駆動軸の回転数差が所定以
下となるタイミング、または駆動軸への伝達トルクがク
ラッチモータ１３０の定格範囲を超えようとするタイミ
ングとしてもよい。

【０１６８】外側クラッチの係合制御を開始する実行タ
イミングは、切替指示が出された時点（時刻ｔｄ１）か
ら駆動軸とエンジンの回転数が同等となる時刻ｔｄ５ま
での期間に影響を与える切替制御関連パラメータに応じ
て動的に変動させることも可能である。切替制御関連パ
ラメータとしては、切替指示が出された時点での車速、
アクセルペダルポジション、駆動軸とアシストモータの
回転数差、電動機から継続的に出力可能な動力などを用
いることができる。電動機から継続的に出力可能な動力
は、バッテリの残容量で代表させても良い。

【０１６９】図３２は外側クラッチの係合制御を開始す
る実行タイミングと切替制御関連パラメータとの関係を
示す説明図である。図３０に示したシーケンスから、エ
ンジンおよび駆動軸の回転数変化、非係合クラッチに相
当する外側クラッチの印加電圧のみを抜粋して示した。
折れ線Ｅ１が図３０に示したエンジンの回転数変化に対
応し、Ｓｉｇ１が図３０の印加電圧に相当する。外側ク
ラッチの係合制御を開始する実行タイミングは、駆動軸
とエンジンの回転数がほぼ一致する時刻ｔｄ５を基準と
して、十分な初動期間ｓ１，同期期間ｓ２を確保できる
ように設定される。制御上は、切替指示が出された時刻
ｔｄ１からの経過期間Δｔ、またはエンジンと駆動軸の
回転数差ΔＮｃをトリガーとして、係合制御を開始する
ことができる。

【０１７０】折れ線Ｅ２は、アクセルペダルの踏み込み
量が折れ線Ｅ１よりも大きい場合のエンジン回転数の変
化である。折れ線Ｅ１よりもエンジンの回転数は急激に
上昇するため、エンジンと駆動軸の回転数がほぼ一致す
る時刻も早くなる。かかる場合に、折れ線Ｅ１と同じ実
行タイミングで外側クラッチの係合制御を開始し、Ｓｉ
ｇ１の電圧を印加すれば、初動期間ｓ１においてエンジ
ンと駆動軸の回転数が同等となり、外側クラッチの係合
制御を円滑に行うことができない。従って、折れ線Ｅ２
に対しては、Ｓｉｇ２に示すように、係合制御の実行タ
イミングを早める必要がある。Ｓｉｇ１，Ｓｉｇ２は図
の煩雑さを回避するため、上下方向にずらして示してあ
るが、印加される電圧値は同等である。実行タイミング
の調整は、アクセルペダルの踏み込み量が大きい場合に
は、所定の期間Δｔを小さくすること、または回転数差
ΔＮの値を大きくすることにより実現される。初動期間
ｓ１は回転数の変化率等に関わらずほぼ一定期間となる
が、同期期間ｓ２は回転数の変化率の相違に応じて変更
してもよい。

【０１７１】折れ線Ｅ３は、アクセルペダルの踏み込み
量は折れ線Ｅ１と同等であるが、初期の回転数差が相違
する。折れ線Ｅ１の初期回転数差ΔＮ１に比較して、折
れ線Ｅ３の初期回転数差ΔＮ３は小さい。エンジン回転
数の変化は折れ線Ｅ１と同等であるが、初期回転数差Δ
Ｎ３が小さいため、折れ線Ｅ３では、駆動軸とエンジン
の回転軸は時刻ｔｄ５よりも早くに同等となる。従っ
て、Ｓｉｇ３に示すように、外側クラッチの係合制御の
実行タイミングを早める必要がある。

【０１７２】その他、切替指示が出された時点での車
速、即ち駆動軸の回転数、電動機から継続的に出力可能
な動力などによっても実行タイミングは影響を受ける。
これらの切替制御関連パラメータに応じて、実行タイミ
ングを特定するパラメータΔｔまたはΔＮｃを変化させ
ることによって、外側クラッチの円滑な係合を実現する
ことができる。実行タイミングのみならず、同期電圧の
印加期間ｓ２を切替制御関連パラメータによって変動さ
せてもよい。切替制御関連パラメータとΔｔまたはΔＮ
ｃとの関係は、予め実験または解析によって設定するこ
とができる。

【０１７３】第２実施例では、車両を加速する場合を例
示した。同様のシーケンスは、その他種々の運転状態に
適用可能である。外側クラッチがオン、内側クラッチが
オフの初期状態から、アシストモータ１４０から外軸５
０１にトルクを付加しつつ、外側クラッチの電圧をオフ
にした状態を経て、外側クラッチがオフ、内側クラッチ
がオンの状態に切り替えるものとしても良い。アシスト
モータ１４０から回生トルクを付加しつつ、クラッチを
切り替えるものとしてもよい。

【０１７４】第２実施例の制御は、第１実施例の切り替
え制御処理と併用しても良い。例えば、運転効率に基づ
く切り替え処理を第１実施例の制御で実行し、キックダ
ウン時の切り替え処理を第２実施例の制御で実行するこ
とができる。非係合クラッチの係合制御の実行タイミン
グを切替制御関連パラメータに応じて調整する態様を第
１実施例の切り替え制御処理に適用することも可能であ
る。

【０１７５】Ｊ．第３実施例：実施例では、クラッチモ
ータ１３０を動力調整装置として適用した場合を例示し
た。動力調整装置とは、エンジン１５０から出力された
動力の大きさを電力のやりとりによって変更可能な装置
をいう。クラッチモータ１３０は電力の供給を受けて回
転数を増速したり、電力を回生することで回転数を低減
したりして、エンジン１５０から出力された動力の大き
さを変更しつつ、車軸１１６側に伝達することができ
る。動力調整装置は、かかる作用を奏する構成であれ
ば、クラッチモータ１３０に限らず種々の装置を適用す
ることができる。異なる構成の動力調整装置を適用した
場合を第３実施例として示す。

【０１７６】図３３は第３実施例としてのハイブリッド
車両の概略構成を示す説明図である。ここでは、動力を
やりとりする要素についてのみ示し、制御ユニットや駆
動回路等の電気系統は図示を省略した。第３実施例は、
クラッチモータ１３０に代えてプラネタリギヤ２３０と
電動発電機２４０とが用いられる。その他の構成は、第
１実施例のハイブリッド車両（図１参照）と同じであ
る。

【０１７７】プラネタリギヤ２３０は、遊星歯車とも呼
ばれるギヤであり、中心で回転するサンギヤ２３１、そ
の周囲で自転するプラネタリピニオンギヤ２３２および
それをサンギヤ２３１周りに公転可能に軸支するプラネ
タリキャリア２３３、さらにその周囲で回転するリング
ギヤ２３４から構成されている。プラネタリギヤ２３０
のサンギヤ２３１は電動発電機２４０のロータ２４２に
結合されている。プラネタリキャリア２３３は、エンジ
ン１５０のクランクシャフト１５６および２段クラッチ
２００の内軸と結合されている。リングギヤ２３４は２
段クラッチ２００の外軸に結合されるとともに、チェー
ンベルト、ディファレンシャルギヤを介して車軸１１６
に結合されている。

【０１７８】電動発電機２４０は、アシストモータ１４
０と同様の三相同期モータであり、ステータ２４４はケ
ースに固定されている。電動発電機２４０は電動機とし
て機能したり、発電機として機能したりする。電動発電
機２４０は、実施例のクラッチモータ１３０と同様、駆
動回路のトラジスタをオン・オフすることにより運転が
制御される。

【０１７９】プラネタリギヤ２３０は機構学上周知の通
り、サンギヤ２３１，プラネタリキャリア２３３，リン
グギヤ２３４のうち２つの回転状態が決定されると残余
の回転状態が一義的に決定するという特性を有してい
る。かかる特性に基づき、第３実施例のハイブリッド車
両では、プラネタリギヤ２３０と電動発電機２４０の組
み合わせにより、図１に示した実施例におけるクラッチ
モータ１３０と同等の作用、即ち動力調整装置としての
作用を奏することができる。クラッチモータ１３０のイ
ンナロータに相当するのがプラネタリキャリア２３３で
あり、駆動軸に相当するのがリングギヤ２３４である。

【０１８０】エンジン１５０からプラネタリキャリア２
３３に動力が入力されると、リングギヤ２３４およひサ
ンギヤ２３１が回転する。リングギヤ２３４およびサン
ギヤ２３１のいずれか一方の回転を止めることも可能で
ある。リングギヤ２３４が回転することにより、エンジ
ン１５０から出力された動力の一部を車軸１１６に機械
的な形で伝達することができる。また、サンギヤ２３１
が回転することにより、エンジン１５０から出力された
動力の一部で電動発電機２４０を駆動することができ、
電力を回生することができる。一方、電動発電機２４０
を力行すれば、電動発電機２４０から出力されたトルク
は、サンギヤ２３１、プラネタリキャリア２３３および
リングギヤ２３４を介して車軸１１６に機械的に伝達す
ることができる。従って、電動発電機２４０を力行する
ことにより、エンジン１５０から出力されたトルクを増
大して車軸１１６に出力することも可能である。

【０１８１】このように、第３実施例では、プラネタリ
ギヤ２３０と電動発電機２４０の組み合わせにより、電
力のやりとりを通じてプラネタリキャリア２３３に入力
された動力の大きさを変更して、リングギヤ２３４側に
出力することができる。また、サンギヤ２３１とリング
ギヤ２３４の回転数はプラネタリギヤ２３０のギヤ比に
応じた拘束条件の下で任意に変更可能であるから、エン
ジン１５０から出力された動力を種々の回転数に変換し
てリングギヤ２３４に出力することも可能である。

【０１８２】第３実施例も実施例と同様、２段クラッチ
２００の切り替えによって４つの結合状態を実現するこ
とができる。図３４は第３実施例のハイブリッド車両に
ついて２段クラッチのオン・オフと動力系統の構成との
対応関係を示す説明図である。内側クラッチおよび外側
クラッチの双方をオンにすると、結合状態Ａとなる。こ
のときはプラネタリギヤ２３０のプラネタリキャリア２
３３とリングギヤ２３４とが一体的に回転する状態とな
り、結果として全ギヤが一体的に回転する。従って、電
動発電機２４０は機能し得ず、エンジン１５０およびア
シストモータ１４０を駆動軸に直結した結合状態に等価
な構成となる。これは実施例（図１０）の結合状態Ａと
同様の結合状態に対応する。

【０１８３】内側クラッチをオフ、外側クラッチをオン
とすると結合状態Ｂとなる。このとき外側クラッチのみ
が係合状態となるため、アシストモータ１４０はリング
ギヤ２３４に結合した状態に等価な構成となる。リング
ギヤ２３４は実施例におけるアウタロータに対応するか
ら、この構成は実施例の結合状態Ｂに対応する。つま
り、内側クラッチをオフ、外側クラッチをオンにするこ
とで第３実施例のハイブリッド車両はアンダードライブ
結合を実現することができる。

【０１８４】内側クラッチがオン、外側クラッチがオフ
とすると結合状態Ｃとなる。このとき内側クラッチのみ
が係合状態となるため、アシストモータ１４０はエンジ
ン１５０側に結合した状態に等価な構成となる。この構
成は実施例の結合状態Ｃに対応する。つまり、内側クラ
ッチをオン、外側クラッチをオフにすることで第３実施
例のハイブリッド車両はオーバードライブ結合を実現す
ることができる。

【０１８５】内側クラッチ、外側クラッチを共にオフと
すると、結合状態Ｄとなる。このとき、アシストモータ
１４０は完全に切り離された状態となる。従って、この
場合は、図示する通り、エンジン１５０、プラネタリギ
ヤ２３０、電動発電機２４０のみが結合された状態とな
る。この構成は実施例の結合状態Ｄに対応する。

【０１８６】以上で説明した通り、第３実施例のハイブ
リッド車両も、実施例と同様２段クラッチの切り替えに
よってアンダードライブ結合、オーバードライブ結合を
実現することができる。従って、実施例と同様の制御処
理を適用することができる。

【０１８７】Ｈ．変形例：本実施例に適用した２段クラ
ッチ２００は、中間軸と内軸とを結合および切り離す内
側電磁クラッチユニットと、中間軸と外軸とを結合およ
び切り離す外側電磁クラッチユニットとを備えており、
内側電磁クラッチユニットおよび外側電磁クラッチユニ
ットのそれぞれが次の要件からなる概念構成を有するも
のである。第１にそれぞれ結合対象となる２軸が、両者
が対向する面の径方向の間隔が周方向の位置によって変
動する断面形状をなしていること。第２に径方向の間隔
の最小値と最大値の間の径を有するローラを前記２軸の
間に備えること。第３に前記２軸のうち一方に相対的に
回転可能に連結され、前記ローラを保持する保持器があ
ること。第４に前記２軸のうち他方に固定された第１の
摩擦係合器および前記保持器と相対的な回転不能に連結
され、電磁力の作用によって前記摩擦面と接触および離
反可能に設けられた第２の摩擦係合器を備えること。第
５に前記第２の摩擦係合器に前記電磁力を作用せしめる
電磁石とを備えること。

【０１８８】そして、さらに、中間軸は、前記回転軸に
直交する径方向側面を挟んで一方が太径、他方が細径の
軸であるとともに、該径方向側面が前記内側電磁クラッ
チユニットまたは外側電磁クラッチユニットの第１の摩
擦係合器を構成することにより小型化を図っている点に
特徴がある。もちろん、本発明の切替機構はかかる構成
に限定されるものではないが、このようなローラクラッ
チを適用すると、比較的大きなトルクを小型の装置で伝
達できる利点がある。こうした特徴を有するクラッチ
は、本実施例の他にも種々の構造が考え得る。また、こ
のクラッチ２００とアシストモータ、エンジン、駆動軸
の結合状態は、アシストモータの回転軸が前記中間軸に
結合され、前記出力軸および駆動軸と前記内軸および外
軸とが１対１の対応で結合されているという条件下で種
々の態様が考え得る。これらの一例を変形例として以下
に説明する。

【０１８９】図３５は第１の変形例としての２段クラッ
チの構成を示す説明図である。概略構成を模式的に示
し、アマチュアなど細部の図示は省略した。実施例で
は、中間軸４０１の太径部にカム等を組み込んだ場合を
例示した。第１の変形例は、中間軸４０１の細径部にカ
ム等を組み込んだ場合に相当する。

【０１９０】図示する通り、中間軸４０１Ａは径方向側
面４１０Ａを挟んで細径部と太径部とから構成される点
は実施例と同様である。但し、実施例と異なり、細径部
の内側に内側クラッチユニットを構成するローラ３０４
Ｃ、保持器３０５Ａが組み付けられている。内側クラッ
チユニットおよび外側クラッチユニットを構成する２つ
のコイル６０１Ａ、６０３Ａは中間軸４０１Ａの太径部
と内軸３０１Ａとの間に固定されている。また、変形例
のクラッチでは、外軸５０１Ａの内周面に外側クラッチ
ユニットを構成するローラ４０４Ａ、保持器４０５Ａが
組み付けられている。中間軸４０１の径方向側面４１０
Ａは、実施例と異なり、外側クラッチユニットの摩擦係
合器を兼用している。内側クラッチユニットは内軸３０
１Ａに固定されたリング４１０Ｂが摩擦係合器として作
用する。かかる構成のクラッチでもコイル６０１Ａ，６
０３Ａへの通電により中間軸４０１Ａと内軸３０１Ａお
よび外軸５０１Ａとを結合および切り離すことができ
る。また、径方向側面４１０Ａを有する中間軸４０１Ａ
を用いることにより、装置の小型化を図ることができ
る。

【０１９１】図３６は第２の変形例としての２段クラッ
チの構成を示す説明図である。概略構成を模式的に示し
た。第２の変形例は、内側クラッチユニットと外側クラ
ッチユニット双方の摩擦係合器が中間軸４０１Ｂに固定
されている点で実施例および第１の変形例と相違する。

【０１９２】図示する通り、中間軸４０１Ｂは第１の変
形例と同様、径方向側面４１０Ｃを挟んで細径部と太径
部とから構成される。内側クラッチユニットを構成する
ローラ３０４Ｄ、保持器３０５Ｂは内軸３０１Ｂに組み
付けられている。外側クラッチユニットを構成するロー
ラ４０４Ｂ、保持器４０５Ｂは外軸５０１Ｂに組み付け
られている。内側クラッチユニットおよび外側クラッチ
ユニットを構成する２つのコイル６０１Ｂ、６０３Ｂは
中間軸４０１Ｂの太径部と内軸３０１Ｂとの間に固定さ
れている。中間軸４０１Ｂの径方向側面４１０Ｃは外側
クラッチユニットの摩擦係合器を兼用する。コイル６０
１Ｂによる磁力が外側クラッチユニットに適切に作用す
るよう中間軸４０１Ｂには実施例と同様の磁気回路の抑
制機構が設けてある。中間軸４０１Ｂには径方向側面４
１０Ｃの回転軸中心側にリング４１０Ｄが固定されてい
る。このリング４１０Ｄは内側クラッチユニットの摩擦
係合器となる。本発明はかかる構成で実現することも可
能である。リング４１０Ｄを中間軸４０１Ｂと一体形成
するものとしてもよい。

【０１９３】ここでは、２段クラッチ２００の変形例と
して電磁式のローラクラッチを例示したが、２段クラッ
チ２００はこれらに限定されるものではない。内軸、中
間軸、外軸がそれぞれ同心円状に配置され、中間軸の内
外にそれぞれ一つずつクラッチ機構を備える種々の構成
を適用することができる。内側クラッチ、外側クラッチ
は例えばクラッチ板の吸着、離反を電磁的に行う形式の
電磁クラッチとしてもよい。また、電磁式に限らず油圧
等で作動するクラッチを組み込むものとしてもよい。

【０１９４】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、更に種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
例えば、本実施例のハイブリッド車両では、エンジンと
してガソリンエンジン１５０を用いたが、ディーゼルエ
ンジンその他の動力源となる装置を用いることができ
る。また、本実施例では、モータとして全て三相同期モ
ータを適用したが、誘導モータその他の交流モータおよ
び直流モータを用いるものとしてもよい。また、本実施
例では、種々の制御処理をＣＰＵがソフトウェアを実行
することにより実現しているが、かかる制御処理をハー
ド的に実現することもできる。更に、制御ユニット１９
０により結合状態の切替制御を行う場合を実施の形態と
して示したが、手動で切り替える態様、または自動での
切り替えと手動での切り替えとを選択可能な態様で構成
することも可能である。

【０１９５】本実施例で例示した各クラッチの切り替え
処理は、ハイブリッド車両に関わらず、２段クラッチ一
般に適用可能である。２段クラッチに限定されるもので
もない。また、同期制御を経てクラッチを係合させる処
理は、単段のクラッチに適用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のハイブリッド車両の概略構成を示す
説明図である。

【図２】２段クラッチ２００の概略構成を示す説明図で
ある。

【図３】内側回転部３００の構成を示す説明図である。

【図４】内側回転部３００のＡ−Ａ断面を示す断面図で
ある。

【図５】内側回転部３００のＢ−Ｂ断面を示す断面図で
ある。

【図６】第１の変形例としてのカム３０２ａの断面形状
を示す説明図である。

【図７】変形例としてのカムおよびローラの断面を示す
説明図である。

【図８】外側回転部５００の構成を示す説明図である。

【図９】中間回転部４００の構成を示す説明図である。

【図１０】２段クラッチのオン・オフと動力系統の構成
との対応関係を示す説明図である。

【図１１】アンダードライブ結合について、「車軸１１
６の回転数Ｎｄ＜エンジン１５０の回転数Ｎｅ」の場合
におけるトルク変換の様子を示す説明図である。

【図１２】アンダードライブ結合について、「車軸１１
６の回転数Ｎｄ＞エンジン１５０の回転数Ｎｅ」の場合
におけるトルク変換の様子を示す説明図である。

【図１３】オーバードライブ結合について、「車軸１１
６の回転数Ｎｄ＜エンジン１５０の回転数Ｎｅ」の場合
におけるトルク変換の様子を示す説明図である。

【図１４】オーバードライブ結合について、「車軸１１
６の回転数Ｎｄ＞エンジン１５０の回転数Ｎｅ」の場合
におけるトルク変換の様子を示す説明図である。

【図１５】本実施例のハイブリッド車両における各種走
行モードの使い分けの様子を示す説明図である。

【図１６】通常走行時のトルク制御ルーチンのフローチ
ャートである。

【図１７】エンジンの運転ポイントと運転効率との関係
について示す説明図である。

【図１８】結合状態切り替え制御ルーチンのフローチャ
ートである。

【図１９】アンダードライブ結合からオーバードライブ
結合への切り替えの判断を示す説明図である。

【図２０】オーバードライブ結合からアンダードライブ
結合への切り替えの判断を示す説明図である。

【図２１】切り替え時における２段クラッチの係合状態
および中間軸の回転数の変化を示す説明図である。

【図２２】第１の変形態様での電圧制御の様子を示す説
明図である。

【図２３】第２の変形態様での電圧制御の様子を示す説
明図である。

【図２４】第３の変形態様での電圧制御の様子を示す説
明図である。

【図２５】第４の変形態様での電圧制御の様子を示す説
明図である。

【図２６】第５の変形態様での電圧制御の様子を示す説
明図である。

【図２７】第６の変形態様での電圧制御の様子を示す説
明図である。

【図２８】切り替え処理における回転数変化の様子を示
す説明図である。

【図２９】ローラクラッチの動作状態を示す説明図であ
る。

【図３０】第２実施例におけるクラッチの切り替えシー
ケンスを示す説明図である。

【図３１】比較例としてのクラッチ切り替えシーケンス
を示す説明図である。

【図３２】外側クラッチの係合制御を開始する実行タイ
ミングと切替制御関連パラメータとの関係を示す説明図
である。

【図３３】第３実施例としてのハイブリッド車両の概略
構成を示す説明図である。

【図３４】第３実施例のハイブリッド車両について２段
クラッチのオン・オフと動力系統の構成との対応関係を
示す説明図である。

【図３５】第１の変形例としての２段クラッチの構成を
示す説明図である。

【図３６】第２の変形例としての２段クラッチの構成を
示す説明図である。

【図３７】電動機を駆動軸に結合したハイブリッド車両
の概略構成を示す説明図である。

【図３８】アンダードライブ結合において、「エンジン
の回転数＞駆動軸の回転数」の状態での動力の伝達の様
子を示す説明図である。

【図３９】アンダードライブ結合において、「エンジン
の回転数＜駆動軸の回転数」の状態での動力の伝達の様
子を示す説明図である。

【図４０】電動機を出力軸に結合したハイブリッド車両
の概略構成を示す説明図である。

【図４１】オーバードライブ結合において、「エンジン
の回転数＞駆動軸の回転数」の状態での動力の伝達の様
子を示す説明図である。

【図４２】オーバードライブ結合において、「エンジン
の回転数＜駆動軸の回転数」の状態での動力の伝達の様
子を示す説明図である。

【図４３】アシストモータＡＭの結合先を切り替え可能
なハイブリッド車両の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１１４…ディファレンシャルギヤ １１６Ｒ，１１６Ｌ…駆動輪 １１６…車軸 １１７…回転数センサ １３０…クラッチモータ １３２…インナロータ １３３…インナロータ軸 １３４…アウタロータ １３５…駆動軸 １３８…スリップリング １４０…アシストモータ １４２…ロータ １４４…ステータ １４５…回転数センサ １５０…エンジン １５２…回転数センサ １５６…クランクシャフト １５７…ダンパ １６５…アクセルペダルポジションセンサ １９０…制御ユニット １９１，１９２…駆動回路 １９４…バッテリ ２３０…プラネタリギヤ ２３１…サンギヤ ２３２…プラネタリピニオンギヤ ２３３…プラネタリキャリア ２３４…リングギヤ ２４０…電動発電機 ２４２…ロータ ２４４…ステータ ３００…内側回転部 ３０１，３１０Ａ，３０１Ｂ…内軸 ３０２，３０２ｃ…カム ３０２ｂ…弧面 ３０３…スイッチバネ ３０４，３０４ａ，３０４ｂ，３４０Ｃ，３０４Ｄ…ロ
ーラ ３０５，３０５Ａ，３５０Ｂ…保持器 ３０６…突起 ３０７…アマチュア ４００…中間回転部 ４０１，４０１Ａ，４０１Ｂ…中間軸 ４０２…カム ４０３…スイッチバネ ４０４，４０４Ａ，４０４Ｂ…ローラ ４０５，４０５Ａ，４０５Ｂ…保持器 ４０６…突起 ４０７…アマチュア ４１０，４１０Ａ，４１０Ｃ…径方向側面 ４１０Ｂ，４１０Ｄ…リング ５００…外側回転部 ５０１，５０１Ａ，５０１Ｂ…外軸 ５０２…ロータ ５０３…スプロケット ５０４…チェーンベルト ６００…固定ユニット ６０１，６０１Ａ，６０１Ｂ…コイル ６０２，６０４…コア ６０３，６０３Ａ，６０３Ｂ…コイル ６１１，６１３…スイッチ ７０１〜７０５…軸受

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｄ Ｆ１６Ｄ 15/00 Ｆ１６Ｄ 15/00 Ｚ 27/12 27/12 Ａ (56)参考文献 特開 平11−270582（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−75501（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−285868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−27951（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 6/02 - 6/06 B60K 17/04 B60L 11/02 - 11/14 F16D 11/00 - 27/14 F16D 48/00 - 48/12

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力軸を有するエンジンと、動力を出力
   するための駆動軸と、前記出力軸及び駆動軸に結合され
   電力のやりとりによって前記エンジンから出力された動
   力を増減して前記駆動軸に伝達可能な動力調整装置と、
   回転軸を有する電動機と、該電動機の回転軸を前記出力
   軸と前記駆動軸とに切り替えて結合する切替機構とを備
   えるハイブリッド車両であって、 前記切替機構は、前記回転軸を中間軸、前記出力軸およ
   び駆動軸の一方を内軸、他方を外軸とし、該中間軸と内
   軸との間に設けられ、両者の結合および切り離しを行う
   第１クラッチと、該中間軸と外軸との間に設けられ、両
   者の結合および切り離しを行う第２クラッチとを、備
   え、電磁力の作用によって結合および切り離しを行う２
   段クラッチであり、該切替機構に備えられた第１クラッ
   チおよび第２クラッチは、ローラクラッチであるハイブ
   リッド車両。
2. 【請求項２】 出力軸を有するエンジンと、動力を出力
   するための駆動軸と、前記出力軸及び駆動軸に結合され
   電力のやりとりによって前記エンジンから出力された動
   力を増減して前記駆動軸に伝達可能な動力調整装置と、
   回転軸を有する電動機と、該電動機の回転軸を前記出力
   軸と前記駆動軸とに切り替えて結合する切替機構とを備
   えるハイブリッド車両であって、 前記切替機構は、電磁力の作用によって、前記電動機の
   回転軸と前記出力軸との結合および切り離しを行う第１
   クラッチと、該回転軸と前記駆動軸との結合および切り
   離しを行う第２クラッチとを、該回転軸の内外にそれぞ
   れ一つずつ備える２段クラッチであり、 該車両の運転状態および電動機の結合状態に基づいて、
   前記電動機の結合先を切り替えるべきか否かを判定する
   切替判定手段と、 前記切り替えを行うべきと判定された場合に、前記切替
   機構を制御して、前記電動機の結合先を切り替える切替
   制御手段とを備え、 前記切替判定手段は、前記電動機が前記出力軸に結合さ
   れている状態において、前記駆動軸から出力すべき要求
   トルクの増加率が所定以上の場合に前記切り替えを行う
   べきと判定する手段であるハイブリッド車両。
3. 【請求項３】 出力軸を有するエンジンと、動力を出力
   するための駆動軸と、前記出力軸及び駆動軸に結合され
   電力のやりとりによって前記エンジンから出力された動
   力を増減して前記駆動軸に伝達可能な動力調整装置と、
   回転軸を有する電動機と、該電動機の回転軸を前記出力
   軸と前記駆動軸とに切り替えて結合する切替機構とを備
   えるハイブリッド車両であって、 前記切替機構は、電磁力の作用によって、前記電動機の
   回転軸と前記出力軸との結合および切り離しを行う第１
   クラッチと、該回転軸と前記駆動軸との結合および切り
   離しを行う第２クラッチとを、該回転軸の内外にそれぞ
   れ一つずつ備える２段クラッチであり、 該車両の運転状態および電動機の結合状態に基づいて、
   前記電動機の結合先を切り替えるべきか否かを判定する
   切替判定手段と、 前記切り替えを行うべきと判定された場合に、前記切替
   機構を制御して、前記電動機の結合先を切り替える切替
   制御手段とを備え、 前記切替制御手段は、 前記第１クラッチおよび第２クラッチのうち非係合側の
   クラッチに、該クラッチに結合された２軸の回転状態の
   差違に応じて許容される係合力で係合させる同期電圧を
   印加して、両者の回転状態の偏差を低減させる非係合ク
   ラッチ制御手段と、 該非係合クラッチ制御手段の実行によって前記２軸の回
   転状態が該非係合側のクラッチに関する所定の係合許容
   条件を満足すると判断された場合に第１クラッチおよび
   第２クラッチを切り替える手段とを備えるハイブリッド
   車両。
4. 【請求項４】 請求項３記載のハイブリッド車両であっ
   て、 前記非係合クラッチ制御手段は、前記２軸の回転数差が
   小さくなるにつれて前記同期電圧を高くする手段である
   ハイブリッド車両。
5. 【請求項５】 請求項３記載のハイブリッド車両であっ
   て、 前記非係合クラッチ制御手段は、前記同期電圧を段階的
   に変化させる手段であるハイブリッド車両。
6. 【請求項６】 請求項５記載のハイブリッド車両であっ
   て、 前記切替機構は、電磁力の作用によって作動するローラ
   クラッチを備え、解放状態、ローラを介してトルクを伝
   達可能な完全係合状態、ローラを介さずに完全係合状態
   で伝達可能なトルクよりも低い範囲でトルクを伝達可能
   な弱係合状態の少なくとも３種類の係合状態を実現可能
   な機構であり、 前記非係合クラッチ制御手段は、前記弱係合状態で前記
   非係合側のクラッチを係合させる手段であるハイブリッ
   ド車両。
7. 【請求項７】 請求項３記載のハイブリッド車両であっ
   て、 前記非係合クラッチ制御手段は、前記同期電圧を強弱に
   変動させて係合させる手段であるハイブリッド車両。
8. 【請求項８】 請求項７記載のハイブリッド車両であっ
   て、 前記切替機構は、電磁力の作用によって解放状態、係合
   状態を切り替え可能なローラクラッチであり、 前記非係合クラッチ制御手段は、該ローラクラッチを断
   続的に係合させる手段であるハイブリッド車両。
9. 【請求項９】 請求項３記載のハイブリッド車両であっ
   て、 前記第１クラッチおよび第２クラッチは、ローラクラッ
   チであり、 前記切替制御手段は、 前記非係合クラッチ制御手段に先立って、前記同期電圧
   よりも高い電圧を前記非係合側のクラッチに印加する初
   動制御手段を備えるハイブリッド車両。
10. 【請求項１０】 請求項９記載のハイブリッド車両であ
    って、 前記切替制御手段は、前記電動機の回転軸の回転数変化
    またはトルク変化に基づいて前記初動制御手段から前記
    非係合クラッチ制御手段への移行を制御するハイブリッ
    ド車両。
11. 【請求項１１】 請求項３記載のハイブリッド車両であ
    って、 前記非係合クラッチ制御手段は、前記電動機の回転軸の
    回転数変化またはトルクに基づいて前記２軸の係合力を
    フィードバック制御するハイブリッド車両。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載のハイブリッド車両で
    あって、 前記第１クラッチおよび第２クラッチは、ローラクラッ
    チであり、 前記非係合クラッチ制御手段は、前記２軸が完全に非係
    合状態にある場合も含めて、前記係合力が所定値を超え
    ない範囲で前記フィードバック制御を行うハイブリッド
    車両。
13. 【請求項１３】 請求項３記載のハイブリッド車両であ
    って、 前記切替制御手段は、 前記切り替え判断が行われた時点での該車両の車速、ア
    クセルペダルポジション、前記非係合クラッチに結合さ
    れた２軸の回転数差、前記電動機から継続的に出力可能
    な動力の少なくとも一つを切替制御関連パラメータとし
    て検出する手段と、 前記非係合クラッチ制御手段の実行タイミングを該切替
    制御関連パラメータに応じて調整するタイミング調整手
    段とを備えるハイブリッド車両。
14. 【請求項１４】 出力軸を有するエンジンと、動力を出
    力するための駆動軸と、前記出力軸及び駆動軸に結合さ
    れ電力のやりとりによって前記エンジンから出力された
    動力を増減して前記駆動軸に伝達可能な動力調整装置
    と、回転軸を有する電動機と、該電動機の回転軸を前記
    出力軸と前記駆動軸とに切り替えて結合する切替機構と
    を備えるハイブリッド車両であって、 前記切替機構は、電磁力の作用によって、前記電動機の
    回転軸と前記出力軸との結合および切り離しを行う第１
    クラッチと、該回転軸と前記駆動軸との結合および切り
    離しを行う第２クラッチとを、該回転軸の内外にそれぞ
    れ一つずつ備える２段クラッチであり、 該車両の運転状態および電動機の結合状態に基づいて、
    前記電動機の結合先を切り替えるべきか否かを判定する
    切替判定手段と、 前記切り替えを行うべきと判定された場合に、前記切替
    機構を制御して、前記電動機の結合先を切り替える切替
    制御手段とを備え、 前記第１クラッチおよび第２クラッチは、 前記回転軸と、前記出力軸または駆動軸との間に形成さ
    れる擬楔状空間内に移動可能に備えられたローラと、 電磁力の作用によって吸着し、前記回転軸と、前記出力
    軸または駆動軸との間で摩擦力によるトルク伝達を可能
    とする摩擦係合器と、 該摩擦係合器に連結され、前記ローラを保持する保持器
    を備え、 該保持器によって前記ローラを前記擬楔状空間内で移動
    させクラッチの係合および解放を行うローラクラッチで
    あり、 前記切替制御手段は、 前記第１クラッチおよび第２クラッチのうち既係合クラ
    ッチの解放と、非係合クラッチの係合とを制御する手段
    であって、 前記既係合クラッチに対し、ローラを係合位置に保持す
    る電磁力をオフにする解放制御手段と、 少なくとも非係合クラッチの係合が完了するまでの期
    間、前記既係合クラッチのローラを係合位置に保持可能
    なトルクを、前記出力軸または駆動軸に付加するよう前
    記電動機を制御する電動機制御手段と、 前記非係合クラッチを係合させる非係合クラッチ制御手
    段とを備えるハイブリッド車両。
15. 【請求項１５】 第１回転軸と、該第１回転軸と同心円
    状に配置された中空の第２回転軸との係合および切り離
    しを行うローラクラッチであって、 前記第１回転軸の外周面と、前記第２回転軸の内周面と
    の間に形成される擬楔状空間内に移動可能に備えられた
    ローラと、 電磁力の作用によって吸着し、前記第１回転軸と第２回
    転軸との間で摩擦力によるトルク伝達を可能とする摩擦
    係合器と、 該電磁力を生じさせる電磁石と、 該摩擦係合器に連結され、前記ローラを保持する保持器
    と、 前記電磁石に印加される電圧を制御することによって、
    クラッチを係合させる電圧制御手段とを備え、 該電圧制御手段は、 前記ローラが非係合位置に保たれる範囲で前記摩擦力を
    作用させる同期電圧を印加する同期制御手段と、 前記同期制御手段の実行によって前記第１回転軸と第２
    回転軸の回転数差が所定の係合許容条件を満足する場合
    に前記ローラを係合位置に移動可能な電圧を印加する係
    合制御手段とを有するローラクラッチ。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載のローラクラッチであ
    って、 前記電圧制御手段は、前記同期制御手段に先立って、前
    記同期電圧よりも高い電圧を印加する初動制御手段を備
    えるローラクラッチ。
17. 【請求項１７】 請求項１６記載のローラクラッチであ
    って、 前記電圧制御手段は、前記第１回転軸および第２回転軸
    のうち動力の伝達先となる回転軸の回転数変化またはト
    ルク変化に基づいて前記初動制御手段から前記同期制御
    手段への移行を制御するローラクラッチ。
18. 【請求項１８】 請求項１５記載のローラクラッチであ
    って、 前記同期制御手段は、前記第１回転軸および第２回転軸
    のうち動力の伝達先となる回転軸の回転数変化またはト
    ルクに基づいて前記同期電圧をフィードバック制御する
    ローラクラッチ。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載のローラクラッチであ
    って、 前記同期制御手段は、前記第１回転軸および第２回転軸
    が完全に非係合状態にある場合も含めて、前記同期電圧
    が所定値を超えない範囲で前記フィードバック制御を行
    うローラクラッチ。
20. 【請求項２０】 出力軸を有するエンジンと、動力を出
    力するための駆動軸と、前記出力軸及び駆動軸に結合さ
    れ電力のやりとりによって前記エンジンから出力された
    動力を増減して前記駆動軸に伝達可能な動力調整装置
    と、回転軸を有する電動機と、該電動機の回転軸を前記
    出力軸と前記駆動軸とに切り替えて結合する２段クラッ
    チとを備えるハイブリッド車両の制御方法であって、 （ａ） 該車両の運転状態および電動機の結合状態に基
    づいて、前記電動機の結合先を切り替えるべきか否かを
    判定する工程と、 （ｂ） 前記切り替えを行うべきと判定された場合に、
    前記２段クラッチを制御して、前記電動機の結合先を切
    り替える工程とを備え、 前記工程（ｂ）は、 （ｂ１） 前記２段クラッチのうち非係合側のクラッチ
    を、該クラッチに結合された２軸の回転状態の差違に応
    じて許容される範囲で係合させる工程と、 （ｂ２） 前記２軸の回転状態が、前記非係合側のクラ
    ッチに関する所定の係合許容条件を満足するか否かを判
    断する工程と、 （ｂ３） 該係合許容条件を満足すると判断された場合
    に、前記２段クラッチの係合状態の切り替えを実行する
    工程とを備える工程である制御方法。
21. 【請求項２１】 第１回転軸と、該第１回転軸と同心円
    状に配置された中空の第２回転軸との係合および切り離
    しを行うローラクラッチの係合状態を制御する制御方法
    であって、 該ローラクラッチは、 前記第１回転軸の外周面と、前記第２回転軸の内周面と
    の間に形成される擬楔状空間内に移動可能に備えられた
    ローラと、 電磁力の作用によって吸着し、前記第１回転軸と第２回
    転軸との間で摩擦力によるトルク伝達を可能とする摩擦
    係合器と、 該電磁力を生じさせる電磁石と、 該摩擦係合器に連結され、前記ローラを保持する保持器
    と、 前記電磁石に印加される電圧を制御することによって、
    クラッチを係合させる電圧制御手段とを備えるローラク
    ラッチであり、 （ａ） 前記ローラが非係合位置に保たれる範囲で前記
    摩擦力を作用させる同期電圧を印加する工程と、 （ｂ） 前記工程（ａ）の実行によって前記第１回転軸
    と第２回転軸の回転数差が所定の係合許容条件を満足す
    る場合に前記ローラを係合位置に移動可能な電圧を印加
    する工程とを備えるローラクラッチの制御方法。