JP5446337B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンとモータとを併用して走行するハイブリッド車両の制御装置に関する技術分野に属する。

一般に、ハイブリッド車両としてはシリーズ方式と呼ばれるものと、パラレル方式と呼ばれるものとがある。シリーズ方式のものは、エンジンでジェネレータを駆動して発電を行い、電力をバッテリに蓄える。そして、バッテリからモータに電力を供給し、このモータによって走行用の駆動力を得るようにしている。一方、パラレル方式のものは、エンジンとモータとを併用して走行するよう構成されている。つまり、エンジンでジェネレータを駆動してバッテリを充電する点は上記シリーズ方式と同様であるが、該シリーズ方式とは異なり、バッテリの電力で駆動するモータによる走行だけでなく、エンジンのみによる走行やエンジン及びモータの双方による走行も可能に構成されている。そして、通常、発進時にはモータで走行し、車速が上がってくるとモータからエンジンに駆動源を切り換えて走行するようにしている。また、急発進や急加速のように大きな駆動力を要する場合にはモータとエンジンの双方によって走行するようにしている。

上記のパラレル方式のハイブリッド車両では、例えば、モータは駆動輪に直結する一方、エンジンはクラッチを介して駆動輪に連結する。そして、モータのみで走行する際には上記クラッチを切り、エンジンのみ又はエンジン及びモータの両方で走行する際には上記クラッチを締結するようにしている。

一方、例えば特許文献１に示されているように、ハイブリッド車両において、エンジンの出力軸に連結される第１のロータと、この第１のロータの外周側に配設されかつ駆動輪と連結される第２のロータと、この第２のロータの外周側に配設されるステータとを設け、第１のロータ及びステータにコイルをそれぞれ配設し、第２のロータに磁石を配設して、第１のロータと第２のロータとで第１のモータを構成し、第２のロータとステータとで第２のモータを構成することが提案されている。
特開平９−５６０１０号公報

上記パラレル方式のハイブリッド車両では、シリーズ方式とは異なり、上記のような、エンジンと駆動輪とを断接するクラッチが必要になるが、そのクラッチにおける駆動輪側とエンジン側との回転差が大きな状態でクラッチを締結すると、クラッチの損傷を招くという問題があり、また、例えばエンジン側の回転が低い状態でクラッチを締結すると、車体に減速によるショックが生じるという問題がある。このようにクラッチを設ける構成では、種々の問題が生じるため、ハイブリッド車両においても、クラッチをなくすようにすることが要求されている。

そこで、上記特許文献１の構成を採用することが考えられ、この構成では、第１のモータにおける第１のロータと第２のロータとを電磁的に断接することができるので、上記クラッチを廃止することが可能になる。そして、エンジンで第２のロータを駆動する場合には、第１のモータを制御して、第１のロータと第２のロータとを電磁力で結合した状態とする。また、この状態で第２のモータを駆動すれば、エンジン及び第２のモータの双方で第２のロータを駆動することが可能になる。さらに、車両の発進時等のように、エンジンを停止した状態で、第２のモータのみで第２のロータを駆動することができる（第１のロータのコイルはバッテリと接続されずに開放状態にされる）。

ところで、上記特許文献１の構成を採用した場合、車両の走行時でかつエンジンの運転時においては、エンジンで第２のロータを駆動するべく、第１のロータのコイルに電流を流して、第１のロータと第２のロータとを電磁力で結合する。このとき、通常、第１のロータと第２のロータとを同じ回転速度で回転させる。

しかし、第１のロータと第２のロータとを同じ回転速度で回転させると、第１のロータと第２のロータとを電磁力で結合するために、第１のロータのコイルにおける各相の巻線に常に同じ電流を流し続ける必要が生じる。このため、上記コイルが焼き切れたり、そのコイルの電流を制御するための半導体スイッチング素子等のデバイスが損傷したりする可能性がある。

このようなコイル等の損傷を防止するためには、第２のロータを第１のロータに対して所定回転速度だけ差を持たせた状態で回転させればよいが、第１及び第２のロータのうちどちらの方を高速で回転させるかが問題となる。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記のような第１及び第２のモータを備えたハイブリッド車両において、コイル等の損傷を防止するとともに、エンジンを出来る限り効率の良い状態で運転できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、第１の発明では、エンジンと、該エンジンの出力軸に連結され、第１のコイルを有する第１のロータと、該第１のロータの外周側に配設されかつ駆動輪と連結され、磁石を有して第１のロータと共に第１のモータを構成する第２のロータと、該第１のコイルの電流制御を行うための第１のインバータと、該第１のインバータを介して上記第１のコイルと接続された充放電可能なバッテリとを備えたハイブリッド車両の制御装置を対象として、上記エンジンの作動を制御するとともに、上記第１のインバータの作動を制御して上記第１のモータの作動を制御する制御手段を備え、上記制御手段は、上記ハイブリッド車両の走行時でかつ上記エンジンの運転時に、該エンジン及び上記第１のインバータの作動制御により、上記第２のロータを上記第１のロータに対して所定回転速度だけ差を持たせた状態で回転させる差回転制御を行うよう構成されており、上記差回転制御は、上記第２のロータを上記第１のロータよりも低速で回転させる低速制御、及び、上記第２のロータを上記第１のロータよりも高速で回転させる高速制御のうちのいずれか一方を選択的に行う制御であって、上記低速制御時において、上記エンジンの回転数が、該エンジンの最高効率となる最高効率回転数よりも高く設定された第１設定回転数よりも高くなったときには、上記高速制御を行う一方、該高速制御時において、上記エンジン回転数が、上記最高効率回転数よりも低く設定された第２設定回転数よりも低くなったときには、上記低速制御を行う制御であり、上記所定回転速度は、上記低速制御から上記高速制御に切り換えたときに、上記エンジン回転数が上記第２設定回転数と略同じになり、上記高速制御から上記低速制御に切り換えたときに、上記エンジン回転数が上記第１設定回転数と略同じになるような値に設定されている、という構成とした。

上記の構成により、差回転制御を行うことで、第１のロータと第２のロータとを電磁力で結合するために第１のコイルに流さなければならない電流が刻々と変化し、この結果、第１のコイルや第１のインバータの半導体スイッチング素子等の損傷を防止することができる。この差回転制御において、車速が低いときには、低速制御によりエンジン側の第１のロータの回転速度の方が高くされ、エンジンを最高効率回転数に近い回転数で運転することができる。そして、車速が上昇する（つまり第２のロータの回転速度が上昇する）に連れてエンジン回転数（つまり第１のロータの回転速度）も上昇し、エンジン回転数が第１設定回転数を超えると、第１のロータの回転速度の方が高いままでは、エンジン回転数が最高効率回転数から離れすぎて効率が低下してしまう。しかし、本発明では、エンジン回転数が第１設定回転数を超えると、第１のロータの回転速度の方が低くなるので、エンジン回転数を最高効率回転数に近い回転数に戻すことができ、車速が高くなっても、エンジンを最高効率回転数に近い回転数で運転することができるようになる。また、車速が低下して、第２設定回転数よりも低くなったときに、第１のロータの回転速度の方が低いままでは、エンジン回転数が最高効率回転数から離れすぎて効率が低下してしまうが、本発明では、第１のロータの回転速度の方が高くなるので、エンジン回転数を最高効率回転数に近い回転数にすることができる。したがって、エンジン回転数は、その上昇時及び低下時に、上記第１乃至第２設定回転数の範囲を２回通ることになり、この範囲内でエンジンを運転する機会を増やすことができる。このエンジン回転数範囲を、エンジンの最高効率回転数を含む、効率が比較的良好な範囲となるように第１乃至第２設定回転数を設定しておけばよい。よって、エンジンを出来る限り効率の良い状態で運転できるようになる。

第２の発明では、第１の発明において、上記ハイブリッド車両は、上記第２のロータの外周側に配設されかつ第２のコイルを有して該第２のロータと共に第２のモータを構成するステータと、該第２のコイルの電流制御を行うための第２のインバータとを更に備え、上記バッテリは、更に上記第２のインバータを介して上記第２のコイルと接続されており、上記制御手段は、更に上記第２のインバータの作動を制御して上記第２のモータの作動を制御するものであって、上記エンジン並びに上記第１及び第２のインバータの作動制御により、上記差回転制御を行うよう構成されているものとする。

このことにより、第２のロータをエンジン及び第２のモータの両方で駆動することができる。この第２のモータによる第２のロータの駆動力の分だけ、エンジンによる第２のロータの駆動力（つまりエンジントルク）を低減することができ、エンジンの燃費を向上させることができる。また、第２のロータを第２のモータのみで駆動することもでき、エンジンの効率が非常に低い極低速時（発進時）に、エンジンを使用しないで済む。さらに、バッテリの残容量が低下したときには、第２のコイルで発電させて、その発電電力をバッテリに充電することができる。尚、バッテリの充電は、第１のコイルでの発電電力で行うことも可能であるが、第１のコイルには、第１のロータと第２のロータとを電磁力で結合するために頻繁に電流が流れるため、第２のコイルを用いることで、第１のコイルの負担を軽減することができる。また、バッテリから第１のコイルへ電力を供給して第２のロータを駆動することも可能であるが、第２のコイルへ電力を供給することで、第１のコイルの負担を軽減することができる。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記制御手段は、上記エンジンの冷間時には、上記第１及び第２設定回転数を高速側に変更するよう構成されているものとする。

このことで、エンジンの冷間時（エンジン冷却水の温度が基準温度以下であるときや、エンジンの排気を浄化するための触媒の温度が活性化温度に達していないとき）には、出来る限り低速制御にして、エンジンを出来る限り高速で回転させることができ、よって、エンジン及び触媒の暖機を促進することができる。

第４の発明では、第１又は第２の発明において、上記制御手段は、上記エンジンの冷間時には、上記高速制御を禁止するよう構成されているものとする。

こうすることで、第３の発明と同様に、エンジンの冷間時には、低速制御にして、エンジン及び触媒の暖機を促進することができる。

第５の発明では、第２の発明において、上記ハイブリッド車両は、上記第１のコイル温度を検出するコイル温度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記コイル温度検出手段により検出された第１のコイル温度を入力して、該入力した温度が所定温度以上であるときには、上記第２のインバータにより、上記バッテリから上記第２のコイルへ電力を供給させるとともに、上記入力した温度が所定温度以上になった時点で既に第２のコイルへ電力を供給させている場合には、当該時点でその電力量を増大させるよう構成されているものとする。

すなわち、第１のロータと第２のロータとを電磁力で結合するための電力をバッテリから第１のコイルへ供給したり、第１のコイルでの発電電力をバッテリに充電したりするために、第１のコイルには頻繁に電流が流れ、これにより、第１のコイル温度が上昇して信頼性が低下する傾向にある。しかし、本発明では、第１のコイル温度が所定温度以上であるときには、バッテリから第２のコイルへ電力を供給するので、第２のロータを、エンジン及び第２のモータの両方で、又は、第２のモータのみで駆動することができるようになる。この結果、第２のモータによる第２のロータの駆動力の分だけ、エンジンによる第２のロータの駆動力（エンジントルク）を低減することができる。また、第１のコイル温度が所定温度以上になった時点で既に第２のコイルへ電力を供給している場合には、当該時点でその電力量を増大させることで、その電力量の増大分だけ、エンジンによる第２のロータの駆動力を低減することができる。よって、第１のコイルに流れる電流量を低減して、第１のコイルの信頼性を向上させることができる。

第６の発明では、第２の発明において、上記ハイブリッド車両は、上記バッテリの残容量を検出する残容量検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記残容量検出手段により検出されたバッテリの残容量を入力して、該入力した残容量が、予め決められた基準値よりも多いときには、上記第２のインバータにより、上記バッテリから上記第２のコイルへ電力を供給させるとともに、上記入力した残容量が基準値よりも多くなった時点で既に第２のコイルへ電力を供給させている場合には、当該時点でその電力量を増大させるよう構成されているものとする。

すなわち、バッテリの残容量が基準値よりも多くなると、このままでは、バッテリに充電することができなくなるため、バッテリの電力を積極的に使用することが好ましい。そこで、バッテリから第２のコイルへ電力を供給して、第２のロータを、エンジン及び第２のモータの両方で、又は、第２のモータのみで駆動する（バッテリの残容量が基準値よりも多くなった時点で既に第２のコイルへ電力を供給させている場合には、当該時点でその電力量を増大させる）ようにすれば、バッテリの残容量を減らすことができるとともに、第５の発明と同様に、第１のコイルに流れる電流量を低減して、第１のコイルの信頼性を向上させることができる。

第７の発明では、第２の発明において、上記ハイブリッド車両は、上記バッテリの残容量を検出する残容量検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記残容量検出手段により検出されたバッテリの残容量を入力して、該入力した残容量が所定値以下であるときには、上記高速制御を禁止するとともに、上記第２のコイルで発電させるよう構成されているものとする。

すなわち、バッテリの残容量が所定値以下になったときには、このままでは、バッテリの電力を使用することができなくなるため、バッテリを充電することが好ましい。そこで、バッテリの電力消費を必要とする高速制御を禁止することで、バッテリの電力消費を抑制するとともに、第２のコイルで発電させて、その発電電力をバッテリに充電することができる。

以上説明したように、本発明のハイブリッド車両の制御装置によると、ハイブリッド車両の走行時でかつエンジンの運転時に、第２のロータを第１のロータに対して所定回転速度だけ差を持たせた状態で回転させる差回転制御を行うとともに、その差回転制御を、第２のロータを第１のロータよりも低速で回転させる低速制御時において、エンジン回転数が、エンジンの最高効率となる最高効率回転数よりも高く設定された第１設定回転数よりも高くなったときには、第２のロータを第１のロータよりも高速で回転させる高速制御を行う一方、該高速制御時において、エンジン回転数が、上記最高効率回転数よりも低く設定された第２設定回転数よりも低くなったときには、上記低速制御を行う制御としたことにより、第１のコイルや第１のインバータの半導体スイッチング素子等の損傷を防止することができるとともに、エンジンを出来る限り効率の良い状態で運転できるようになる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置が搭載されたハイブリッド車両１（以下、単に車両１という）の概略構成を示す。この車両１は、エンジン２と、該エンジン２の出力軸３に連結されて該出力軸３と共に回転する第１のロータ５と、この第１のロータ５の外周側に第１のロータ５と同軸上に回転自在に配設され、伝達機構１７（ギヤ等）を介して駆動輪１８と連結された第２のロータ６と、この第２のロータ６の外周側に配設されたステータ７とを備えている。

図２にも示すように、第１のロータ５における外周側部分には、第１のコイル１１が巻かれているとともに、第２のロータ６の内周部には、複数の永久磁石１３が配設されている。これら第１のロータ５及び第２のロータ６（永久磁石１３を含む内周側部分）は第１のモータ２１を構成する。この第１のモータ２１は、第１及び第２のロータ５，６の一方をステータと見做せば、アウターロータ型又はインナロータ型の３相交流モータと同様の構成である。

また、第２のロータ６の外周部には、上記永久磁石１３とは別に複数の永久磁石１４が配設されているとともに、ステータ７の内周側部分には、第２のコイル１２が巻かれている。これら第２のロータ６（永久磁石１４を含む外周側部分）及びステータ７は第２のモータ２２を構成する。この第２のモータ２２は、インナロータ型の３相交流モータと同様の構成である。

上記エンジン２の出力軸３における上記第２のロータ６の軸方向外側の部分には、３つのスリップリング２５が設けられており、上記第１のコイル１１におけるＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線のリード部１１ａが出力軸３内を通って各スリップリング２５にそれぞれ接続されている。そして、３つのスリップリング２５の外周側には、３つのブラシ２６がそれぞれ配設されてスリップリング２５に対して摺動するようになされている。上記ブラシ２６は、第１のインバータ３１（より詳しくは、第１のインバータ３１内の半導体スイッチング素子）に接続され、この第１のインバータ３１の電源ライン及び接地ラインが、充放電可能なバッテリ３３の電源端子（正極端子）及び接地端子とそれぞれ接続されている。このことで、第１のコイル１１とバッテリ３３とが第１のインバータ３１を介して接続されることとなる。

上記第１のインバータ３１は、第１のコイル１１の電流制御を行うために設けられたものであり、後述のコントローラ６１（図３参照）が第１のインバータ３１（半導体スイッチング素子）の作動を制御することで、第１のモータ２１の作動を制御する。これにより、バッテリ３３から第１のコイル１１へ電力を供給して第１のモータ２１を駆動したり、第１のコイル１１で発電させてその発電電力をバッテリ３３に充電させたりすることが可能になる。

上記バッテリ３３の電源端子及び接地端子は、更に昇圧コンバータ３４（本実施形態では、倍電圧回路を有するもの）を介して第２のインバータ３２の電源ライン及び接地ラインとそれぞれ接続され、この第２のインバータ３２（半導体スイッチング素子）は、第２のコイル１２（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線）と接続されている。このことで、バッテリ３３は、第２のインバータ３２を介して第２のコイル１２とも接続されることになる。第２のインバータ３２は、第２のコイル１２の電流制御を行うために設けられたものであり、コントローラ６１が第２のインバータ３２（半導体スイッチング素子）の作動を制御することで、第２のモータ２２の作動を制御する。これにより、バッテリ３３から第２のコイル１２へ電力を供給して第２のモータ２２を駆動したり、第２のコイル１２で発電させてその発電電力をバッテリ３３に充電させたりすることが可能になる。尚、上記昇圧コンバータ３４は必ずしも必要なものではないが、上記昇圧コンバータ３４により、バッテリ３３の端子間電圧よりも高圧で第２のモータ２２を駆動することができ、第２のモータ２２を効率良く駆動することが可能になる。

図３に示すように、上記車両１には、該車両１の車速を検出する車速センサ４１と、該車両１の乗員のアクセルペダルの踏み込み量に相当するアクセル開度を検出するアクセル開度センサ４２と、該車両１の電動スロットルの開度を検出するスロットル開度センサ４３と、上記第１のロータ５の回転速度を検出する第１のロータ回転速度センサ４４と、上記第２のロータ６の回転速度を検出する第２のロータ回転速度センサ４５と、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサ４６と、上記エンジン２の冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ４７と、上記第１のコイル１１の温度を検出するコイル温度検出手段としての第１のコイル温度センサ４８と、上記バッテリ３３の端子間電圧（以下、バッテリ電圧という）を検出するバッテリ電圧センサ４９とが設けられている。バッテリ電圧センサ４９は、バッテリ３３の残容量（充電状態（ＳＯＣ））を検出する残容量検出手段を構成するものであり、バッテリ電圧が低くなるほどバッテリ３３の残容量が少ないことを示す。これらセンサ４１〜４９により検出された検出情報が、制御手段としてのコントローラ６１に入力されるようになっている。尚、バッテリ電圧に加えて、バッテリ３３に対する流出入電流値（電流センサにより検出する）の積算値を考慮して、バッテリ３３の残容量を検出するようにしてもよい。

上記コントローラ６１は、一般的なＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するものであって、上記入力情報に基づいて、上記エンジン２の作動制御（燃料噴射弁や点火プラグの作動制御）を行うとともに、上記第１及び第２のインバータ３１，３２の作動を制御して第１及び第２のモータ２１，２２の作動を制御する。

車両１が停止状態から発進（前進）する際には、本実施形態では、エンジン２を停止した状態で、第２のモータ２２を駆動する。すなわち、第２のインバータ３２を介してバッテリ３３から第２のコイル１２へ電力を供給する。これにより、第２のロータ６が回転駆動されて駆動輪１８が回転する。このとき、第１のコイル１１の各相の巻線はバッテリ３３と接続されずに開放状態とされるとともに、エンジン２及び第１のロータ５は停止している。

そして、車両１の走行中において、第２のモータ２２のみでは第２のロータ６（駆動輪１８）の駆動トルクが不足する場合、又は、バッテリ電圧センサ４９により検出されたバッテリ電圧が所定電圧（後に説明する所定電圧と同じ）以下である場合には、エンジン２を始動する。すなわち、第１のインバータ３１を介してバッテリ３３から第１のコイル１１へ電力を供給して、第１のロータ５に、第２のロータ６を土台にしてクランキングトルクを発生させる。これにより、エンジン２が出力軸３を介してクランキングされて始動する。このようにエンジン２が始動すると、基本的には、エンジン２が、出力軸３及び第１のロータ５（これらは第２のロータ６と同じ方向に回転する）を介して第２のロータ６を駆動する。第２のモータ２２は、エンジン２により駆動される第２のロータ６の駆動のアシスト（トルクアシスト）を行う。また、エンジン２のみで第２のロータ６を駆動する場合もある。尚、車両１の後退時には、第２のモータ２２のみで、第２のロータ６を前進時とは反対方向に回るように駆動する。

ここで、車両１の停止中にエンジン２を始動させ、車両１の発進の際に、エンジン２で第２のロータ６を駆動するようにしてもよい。この場合、第２のモータ２２が第２のロータ６の駆動をアシストするようにしてもよい。

エンジン２で第２のロータ６を駆動する場合（上記アシストを行う場合も含む）、第１のロータ５と第２のロータ６とを電磁的に結合して第１のロータ５から第２のロータ６へトルクを伝達するべく、第１のコイル１１に電流を流す必要がある。この場合、バッテリ３３から第１のコイル１１へ電力を供給して第１のコイル１１に電流を流すようにしてもよく、エンジン２の駆動力の一部を使用して、第１のコイル１１で発電させることで第１のコイル１１に電流を流すようにしてもよい。この発電電力のうち余った電力をバッテリ３３に充電させることも可能である。さらに、第１のロータ５と第２のロータ６とを電磁的に結合することに加えて、第２のロータ６をエンジン２と第１のモータ２１とで駆動するために、バッテリ３３から第１のコイル１１へ電力を供給することも可能である。

ここで、車両１の走行時でかつエンジン２の運転時において、第２のロータ６を第１のロータ５と同じ回転速度で回転駆動すると、第１のロータ５と第２のロータ６とを電磁力で結合するために、第１のロータ５のコイルにおける各相の巻線に常に同じ電流を流し続けなければならなくなる。これを回避するために、本実施形態では、コントローラ６１が、エンジン２並びに第１及び第２のインバータ３２の作動制御により、第２のロータ６を第１のロータ５に対して所定回転速度だけ差を持たせた状態で回転させる差回転制御を行うようにしている。

上記差回転制御は、上記第２のロータ６を上記第１のロータ５よりも低速で回転させる低速制御、及び、上記第２のロータ６を上記第１のロータ５よりも高速で回転させる高速制御のうちのいずれか一方を選択的に行う制御であって、上記低速制御時において、上記エンジン回転数センサ４６により検出されたエンジン回転数が、該エンジン２の最高効率となる最高効率回転数よりも高く設定された第１設定回転数よりも高くなったときには、上記高速制御を行う一方、該高速制御時において、上記エンジン回転数が、上記最高効率回転数よりも低く設定された第２設定回転数よりも低くなったときには、上記低速制御を行う制御である。

上記第１及び第２設定回転数は、第１乃至第２設定回転数の範囲が上記最高効率回転数を含みかつ効率が比較的良好な範囲となるような値に設定される。例えば、第１設定回転数は３０００〜４０００ｒｐｍに設定され、第２設定回転数は、１５００〜２０００ｒｐｍに設定される。また、上記第１及び第２のロータ５，６の回転速度差である所定回転速度は、上記低速制御から上記高速制御に切り換えたときに、エンジン回転数が上記第２設定回転数と略同じになり、上記高速制御から上記低速制御に切り換えたときに、エンジン回転数が上記第１設定回転数と略同じになるような値が好ましい。例えば、第１設定回転数が４０００ｒｐｍであり、第２設定回転数が２０００ｒｐｍである場合、上記所定回転速度は、エンジン回転数に換算した値で１０００ｒｐｍとすればよい。

上記高速制御時には、基本的には、第２のコイル１２へ電力を供給して第２のモータ２２による上記アシストを行い、これにより、第２のロータ６を上記第１のロータ５よりも高速で回転させる。第１のコイル１１には、第１のロータ５と第２のロータ６とを電磁力で結合するために、バッテリ３３から電力を供給して電流を流すか、又は第１のコイル１１での発電により電流を流す。第１のコイル１１で発電しながらその発電電力をバッテリ３３を介して第２のコイル１２へ供給するようにしてもよい。第２のモータ２２による上記アシストの程度や、第１のコイル１１への電力の供給か又は発電かは、車速やアクセル開度に基づく車両要求トルクを考慮して、第１及び第２のロータ５，６の回転速度差が上記所定回転速度になるように適宜決定される（上記低速制御時も同様）。

尚、上記高速制御時に、バッテリ３３から第２のコイル１２へ電力を供給しないで、バッテリ３３から第１のコイル１１へ電力を供給して、第１のロータ５と第２のロータ６との結合だけでなく、第２のロータ６をエンジン２と第１のモータ２１とで駆動するようにすることが可能である（エンジントルクを低くして、その分だけ第１のモータ２１によりトルクアシストする）。但し、第１のコイル１１には、第１のロータ５と第２のロータ６とを電磁力で結合するために頻繁に電流が流れるため、第１のコイル１１の温度が上昇して信頼性が低下する傾向にある。そこで、バッテリ３３から第２のコイル１２へ電力を供給して第１のコイル１１の負担を軽減するようにすることが好ましい。また、バッテリ３３から第１のコイル１１に上記トルクアシストのための電力を供給する場合において、その供給中に、上記第１のコイル１１の温度が所定温度以上となったときには、第１のコイル１１への電力供給を止めて、バッテリ３３から第２のコイル１２へ電力を供給して第２のモータ２２によるトルクアシストを行うことが好ましい。

また、上記高速制御時に、バッテリ３３から第２のコイル１２へ電力を供給している場合において、第１のコイル温度センサ４８により検出された第１のコイル１１の温度が所定温度（これ以上上昇すると、第１のコイル１１の信頼性が低下するような温度）以上になったときには、第２のコイル１２へ供給する電力量を増大させることが好ましい。

さらに、上記高速制御時に、バッテリ３３から第２のコイル１２へ電力を供給している場合において、バッテリ電圧センサ４９により検出されたバッテリ電圧が、予め決められた基準電圧（バッテリ３３の最高電圧よりも少し低い電圧）よりも高くなった（バッテリ３３の残容量が、予め決められた基準値よりも多くなった）ときにも、第２のコイル１２へ供給する電力量を増大させることが好ましい。

一方、上記低速制御時には、第１のロータ５と第２のロータ６とを電磁力で結合するために、第１のコイル１１にバッテリ３３から電力を供給して電流を流すか、又は第１のコイル１１での発電により電流を流すべく第１のインバータ３１を制御するとともに、第２のコイル１２の各相の巻線が開放状態となるように第２のインバータ３２を制御する（第２のコイル１２には電力を供給しないし、発電もしない）。但し、バッテリ電圧が上記基準電圧よりも高い（バッテリ３３の残容量が基準値よりも多い）ときや、上記第１のコイル１１の温度が所定温度以上であるときには、バッテリ３３から第２のコイル１２へ電力を供給して第２のモータ２２による上記アシストを行うことが好ましい。

尚、上記低速制御時においても、バッテリ３３から第１のコイル１１に電力を供給することで、第２のロータ６をエンジン２と第１のモータ２１とで駆動することは可能である（エンジントルクを低くして、その分だけ第１のモータ２１によりトルクアシストする）。また、バッテリ電圧や第１のコイル１１の温度とは関係なく、第２のコイル１２への電力供給により上記アシストを行うようにしてもよい。

ここで、バッテリ電圧センサ４９により検出されたバッテリ電圧が所定電圧以下（バッテリ３３の残容量が所定値以下）であるときには、上記高速制御を禁止するとともに、第２のコイル１２で発電させてその発電電力をバッテリ３３に充電させるようにすることが好ましい。上記所定電圧は、バッテリ３３が機能する最低電圧よりも少し高い電圧に設定される。

また、エンジン２の冷間時、つまり冷却水温度センサ４７により検出されたエンジン冷却水の温度が基準温度（例えば７０〜８０℃）以下のときには、上記第１及び第２設定回転数を高速側に変更するか、又は、上記高速制御を禁止することが好ましい。第１及び第２設定回転数を高速側に変更する場合、例えば図１２に示すように、基準温度Ｔｗ０以下で、エンジン冷却水の温度が小さくなる程、第１設定回転数ＮＥ１及び第２設定回転数ＮＥ２を大きくする。尚、エンジンの排気を浄化するための触媒の温度をセンサにより検出するようにして、その触媒の温度が活性化温度に達していないときに、エンジン２の冷間時であるとして、上記第１及び第２設定回転数を高速側に変更するか、又は、上記高速制御を禁止するようにしてもよい。

上記コントローラ６１による差回転制御の基本動作を、図４及び図５のフローチャートを用いて説明する。図４は、エンジン制御のフローチャートであり、図５は、これに対応するインバータ制御（モータ制御）のフローチャートである。尚、図４及び図５のフローチャートでは、第１のモータ２１によるトルクアシストは、上記低速制御時及び高速制御時共に行わず、第２のモータ２２によるトルクアシストは、高速制御時のみ行うようにしている。

図４のエンジン制御から説明すると、最初のステップＳ１で、先ず低速制御を行い（図５のフローチャートのステップＳ１０１と同時に行う）、次のステップＳ２で、車速Ｖ、アクセル開度α、スロットル開度ＴＶＯ、エンジン回転数ＮＥ、及び、第１のロータ５の回転速度ＮＲ１を、それぞれ対応するセンサより読み込む。

次のステップＳ３では、少なくとも車速Ｖ及びアクセル開度αに基づいて、車両１を駆動するのに必要な車両要求トルクを計算し、次のステップＳ４で、現在、低速制御であるか否かを判定する。このステップＳ４の判定がＹＥＳであるとき（低速制御であるとき）には、ステップＳ５に進む一方、ステップＳ４の判定がＮＯであるとき（高速制御であるとき）には、ステップＳ１０に進む。

上記ステップＳ５では、上記車両要求トルクに基づいて、第１及び第２のモータ２２によるトルクアシストはないものとして、エンジン２が出力すべきエンジン要求トルクＴＥ１を計算し、次のステップＳ６で、エンジン要求トルクＴＥ１に基づいて、スロットル開度ＴＶＯ１を決定し（その決定した開度になるように電動スロットルを制御することを含む。以下、同じ。）、次のステップＳ７で、エンジン要求トルクＴＥ１に基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射量Ｆ１を決定する（その決定した燃料噴射量になるように燃料噴射弁を制御することを含む。以下、同じ。）。

次のステップＳ８では、エンジン回転数ＮＥが第１設定回転数ＮＥ１よりも高いか否かを判定し、このステップＳ８の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ９に進んで、高速制御に切り換え（図５のステップＳ１０７と同時に行う）、しかる後にステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ８の判定がＮＯであるときには、そのままステップＳ２に戻る。

上記ステップＳ４の判定がＮＯであるときに進むステップＳ１０では、上記車両要求トルクに基づいて、第２のモータ２２によるトルクアシスト（図５のステップＳ１０８で求まるＴｒ１）を考慮して、エンジン要求トルクＴＥ２（ＴＥ２＜ＴＥ１）を計算し、次のステップＳ１１で、エンジン要求トルクＴＥ２に基づいて、スロットル開度ＴＶＯ２を決定し、次のステップＳ１２で、エンジン要求トルクＴＥ２に基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射量Ｆ２を決定する。

次のステップＳ１３では、エンジン回転数ＮＥが第２設定回転数ＮＥ２よりも低いか否かを判定し、このステップＳ１３の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１４に進んで、低速制御に切り換え（図５のステップＳ１１１と同時に行う）、しかる後にステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ１４の判定がＮＯであるときには、そのままステップＳ２に戻る。

インバータ制御の方は、最初のステップＳ１０１で、上記ステップＳ１と同時に低速制御を行い、次のステップＳ１０２で、車速Ｖ、アクセル開度α、第１のロータ５の回転速度ＮＲ１、及び、第２のロータ６の回転速度ＮＲ２を、それぞれ対応するセンサより読み込む。

次のステップＳ３では、少なくとも車速Ｖ及びアクセル開度αに基づいて、車両要求トルクを計算し（ステップＳ３と同じ）、次のステップＳ１０４で、現在、低速制御であるか否かを判定する。このステップＳ１０４の判定がＹＥＳであるとき（低速制御であるとき）には、ステップＳ１０５に進む一方、ステップＳ１０４の判定がＮＯであるとき（高速制御であるとき）には、ステップＳ１０８に進む。

上記ステップＳ１０５では、第１のインバータ３１をスイッチング制御して、第１のロータ５から第２のロータ６にエンジントルクＴＥ１を伝達することで、ステップＳ１０３の車両要求トルクを得るとともに、第１のロータ回転速度ＮＲ１が、第２のロータ回転速度ＮＲ２に所定回転速度ＮＲ０を加えた値になるようにする。

次のステップＳ１０６では、エンジン回転数ＮＥが第１設定回転数ＮＥ１よりも高いか否かを判定し（ステップＳ８と同じ）、このステップＳ１０６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１０７に進んで、高速制御に切り換え（ステップＳ９と同時に行う）、しかる後にステップＳ１０２に戻る。一方、ステップＳ１０６の判定がＮＯであるときには、そのままステップＳ１０２に戻る。

上記ステップＳ１０４の判定がＮＯであるときに進むステップＳ１０８では、第２のモータ２２の発生トルクＴｒ１を計算し、次のステップＳ１０９で、第１のインバータ３１をスイッチング制御して、第１のロータ５から第２のロータ６にエンジントルクＴＥ２を伝達し、かつ、第２のインバータ３２をスイッチング制御する（発生トルクがＴｒ１となるように第２のモータ２２を駆動する）ことで、ステップＳ１０３の車両要求トルクを得る（エンジントルクＴＥ２に第２のモータ２２によるアシストトルクＴｒ１が加えられて、車両要求トルクを得る）とともに、第２のロータ回転速度ＮＲ２が、第１のロータ回転速度ＮＲ１に所定回転速度ＮＲ０を加えた値になるようにする。

次のステップＳ１１０では、エンジン回転数ＮＥが第２設定回転数ＮＥ２よりも低いか否かを判定し（ステップＳ１３と同じ）、このステップＳ１１０の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１１１に進んで、低速制御に切り換え（ステップＳ１４と同時に行う）、しかる後にステップＳ１０２に戻る。一方、ステップＳ１１０の判定がＮＯであるときには、そのままステップＳ１０２に戻る。

図６及び図７は、図４及び図５の基本制御に対して、第１のコイル１１の温度が所定温度以上であるときの動作を追加したものである。

すなわち、エンジン制御では、ステップＳ２１〜Ｓ２４で、ステップＳ１〜Ｓ４とそれぞれ同じ動作を行う。但し、ステップＳ２２では、第１のコイル１１の温度Ｔｃの読み込みを追加する。

ステップＳ２４の判定がＹＥＳであるとき（低速制御であるとき）には、ステップＳ２５に進んで、第１のコイル１１の温度Ｔｃが所定温度Ｔｃ０以上であるか否かを判定する。このステップＳ２５の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２６に進み、ステップＳ２６〜Ｓ２８で、ステップＳ５〜Ｓ７とそれぞれ同じ動作を行い、しかる後にステップＳ３２に進む。

一方、上記ステップＳ２５の判定がＹＥＳであるときには、ステップ２９に進んで、第２のモータ２２によるトルクアシスト（図７のステップＳ１２７で求まるＴｒ２）を考慮して、エンジン要求トルクＴＥ３（ＴＥ３＜ＴＥ１）を計算し、次のステップＳ３０で、エンジン要求トルクＴＥ３に基づいて、スロットル開度ＴＶＯ３を決定し、次のステップＳ３１で、エンジン要求トルクＴＥ３に基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射量Ｆ３を決定し、しかる後にステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２及びＳ３３では、ステップＳ８及びＳ９とそれぞれ同じ動作を行う。すなわち、エンジン回転数ＮＥが第１設定回転数ＮＥ１よりも高いときには、高速制御に切り換える一方、そうでないときには、低速制御にしたままとする。そして、ステップＳ２２に戻る。

上記ステップＳ２４の判定がＮＯであるとき（高速制御であるとき）には、ステップＳ３４に進んで、第１のコイル１１の温度Ｔｃが所定温度Ｔｃ０以上であるか否かを判定する。このステップＳ３４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３５に進み、ステップＳ３５〜Ｓ３７で、ステップＳ１０〜Ｓ１２とそれぞれ同じ動作を行い、しかる後にステップＳ４１に進む。

一方、上記ステップＳ３４の判定がＹＥＳであるときには、ステップ３８に進んで、第２のモータ２２によるトルクアシスト（図７のステップＳ１３６で求まるＴｒ３）を考慮して、エンジン要求トルクＴＥ４（ＴＥ４＜ＴＥ２）を計算し、次のステップＳ３９で、エンジン要求トルクＴＥ４に基づいて、スロットル開度ＴＶＯ４を決定し、次のステップＳ４０で、エンジン要求トルクＴＥ４に基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射量Ｆ４を決定し、しかる後にステップＳ４１に進む。

ステップＳ４１及びＳ４２では、ステップＳ１３及びＳ１４とそれぞれ同じ動作を行う。すなわち、エンジン回転数ＮＥが第２設定回転数ＮＥ２よりも低いときには、低速制御に切り換える一方、そうでないときには、高速制御にしたままとする。そして、ステップＳ２２に戻る。

インバータ制御の方は、ステップＳ１２１〜Ｓ１２４で、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４とそれぞれ同じ動作を行う。但し、ステップＳ１２２では、第１のコイル１１の温度Ｔｃの読み込みを追加する。

ステップＳ１２４の判定がＹＥＳであるとき（低速制御であるとき）には、ステップＳ１２５に進んで、第１のコイル１１の温度Ｔｃが所定温度Ｔｃ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５と同じ）。このステップＳ１２５の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１２６に進んで、ステップＳ１０５と同じ動作を行い、しかる後にステップＳ１２９に進む。

一方、上記ステップＳ１２５の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１２７に進んで、第２のモータ２２の発生トルクＴｒ２を計算し、次のステップＳ１２８で、第１のインバータ３１をスイッチング制御して、第１のロータ５から第２のロータ６にエンジントルクＴＥ３を伝達し、かつ、第２のインバータ３２をスイッチング制御する（発生トルクがＴｒ２となるように第２のモータ２２を駆動する）ことで、ステップＳ１２３の車両要求トルクを得るとともに、第１のロータ回転速度ＮＲ１が、第２のロータ回転速度ＮＲ２に所定回転速度ＮＲ０を加えた値になるようにする。しかる後にステップＳ１２９に進む。

ステップＳ１２９及びＳ１３０では、ステップＳ１０６及びＳ１０７とそれぞれ同じ動作を行う。すなわち、エンジン回転数ＮＥが第１設定回転数ＮＥ１よりも高いときには、高速制御に切り換える一方、そうでないときには、低速制御にしたままとする。そして、ステップＳ１２２に戻る。

上記ステップＳ１２４の判定がＮＯであるとき（高速制御であるとき）には、ステップＳ１３１に進んで、第１のコイル１１の温度Ｔｃが所定温度Ｔｃ０以上であるか否かを判定する。このステップＳ１３１の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１３２に進み、ステップＳ１３２及びＳ１３３で、ステップＳ１０８及びＳ１０９とそれぞれ同じ動作を行い、しかる後にステップＳ１３６に進む。

一方、上記ステップＳ１３１の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１３４に進んで、第２のモータ２２の発生トルクＴｒ３（Ｔｒ３＞Ｔｒ１）を計算し、次のステップＳ１３５で、第１のインバータ３１をスイッチング制御して、第１のロータ５から第２のロータ６にエンジントルクＴＥ４を伝達し、かつ、第２のインバータ３２をスイッチング制御する（発生トルクがＴｒ３となるように第２のモータ２２を駆動する）ことで、ステップＳ１２３の車両要求トルクを得るとともに、第２のロータ回転速度ＮＲ２が、第１のロータ回転速度ＮＲ１に所定回転速度ＮＲ０を加えた値になるようにする。しかる後にステップＳ１３６に進む。

ステップＳ１３６及びＳ１３７では、ステップＳ１１０及びＳ１１１とそれぞれ同じ動作を行う。すなわち、エンジン回転数ＮＥが第２設定回転数ＮＥ２よりも低いときには、低速制御に切り換える一方、そうでないときには、高速制御にしたままとする。そして、ステップＳ１２２に戻る。

このように第１のコイル１１の温度が所定温度以上となると、低速制御時には、第２のモータ２２によって、エンジン２により駆動される第２のロータ６の駆動のアシスト（トルクアシスト）が行われ、その分だけエンジン２による第２のロータ６の駆動力（つまりエンジントルク）を低減することができる。また、高速制御時には、上記アシストトルク、つまりバッテリ３３から第２のモータ２２へ供給する電力量が増大される。これにより、第１のコイル１１に流れる電流量を低減することができ、第１のコイル１１の信頼性を向上させることができる。

尚、バッテリ電圧が基準電圧よりも高い（バッテリ３３の残容量が基準値よりも多い）ときに、第２のモータ２２によって、エンジン２により駆動される第２のロータ６の駆動のアシスト（トルクアシスト）を行う場合も、図６及び図７のフローチャートと同様になる。この場合、ステップＳ２２及びＳ１２２において、第１のコイル１１の温度Ｔｃの読み込みに代えて、バッテリ電圧の読み込みとし、ステップＳ２５、Ｓ３４、Ｓ１２５及びＳ１３１において、第１のコイル１１の温度Ｔｃが所定温度Ｔｃ０以上であるか否かという判定に代えて、バッテリ電圧が基準電圧よりも高いか否かという判定にすればよい。

図８及び図９は、図４及び図５の基本制御に対して、エンジン２の冷間時の動作（高速制御の禁止）を追加したものである。

すなわち、エンジン制御では、ステップＳ５１〜Ｓ５３で、ステップＳ１〜Ｓ３とそれぞれ同じ動作を行う。但し、ステップＳ５２では、エンジン冷却水温度Ｔｗの読み込みを追加する。

次のステップＳ５４では、冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ０以下であるか否か（エンジン２の冷間時であるか否か）を判定し、このステップＳ５４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ５５に進んで、ステップＳ４と同じ判定を行う一方、ステップＳ５４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ５５の判定がＹＥＳであるときに進むステップＳ５６に進む。ステップＳ５５の判定がＮＯであるときには、ステップＳ６２に進む。

ステップＳ５６〜Ｓ５８では、ステップＳ５〜Ｓ７とそれぞれ同じ動作を行い、次のステップＳ５９で、冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ０以下であるか否かを判定する。このステップＳ５９の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ５２に戻る一方、ステップＳ５９の判定がＮＯであるときには、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０及びＳ６１は、ステップＳ８及びＳ９とそれぞれ同じであり、ステップＳ６２〜Ｓ６６は、ステップＳ１０〜Ｓ１４とそれぞれ同じである。

インバータ制御の方は、ステップＳ１５１〜Ｓ１５３で、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３とそれぞれ同じ動作を行う。但し、ステップＳ１５２では、エンジン冷却水温度Ｔｗの読み込みを追加する。

次のステップＳ１５４では、冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ０以下であるか否かを判定し、このステップＳ１５４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１５５に進んで、ステップＳ１０４と同じ判定を行う一方、ステップＳ１５４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１５５の判定がＹＥＳであるときに進むステップＳ１５６に進む。ステップＳ１５５の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１５６では、ステップＳ１０５と同じ動作を行い、次のステップＳ１５７で、冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ０以下であるか否かを判定する。このステップＳ１５７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１５２に戻る一方、ステップＳ１５７の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１５８に進む。

ステップＳ１５８及びＳ１５９は、ステップＳ１０６及びＳ１０７とそれぞれ同じであり、ステップＳ１６０〜Ｓ１６３は、ステップＳ１０８〜Ｓ１１１とそれぞれ同じである。

このようにエンジン２の冷間時には高速制御となることはなく、エンジン２及び触媒の暖機を促進することができるようになる。

図１０及び図１１は、図４及び図５の基本制御に対して、バッテリ電圧が所定電圧以下であるときの動作を追加したものである。

すなわち、エンジン制御では、ステップＳ７１〜Ｓ７３で、ステップＳ１〜Ｓ３とそれぞれ同じ動作を行う。但し、ステップＳ７２では、バッテリ電圧Ｖｄｃの読み込みを追加する。

次のステップＳ７４では、バッテリ電圧Ｖｄｃが所定電圧Ｖ０以下であるか否かを判定し、このステップＳ７４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ７５に進む。ステップＳ７５〜Ｓ８５は、ステップＳ４〜Ｓ１４とそれぞれ同じである。

上記ステップＳ７４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ８６に進んで、エンジン要求トルクＴＥ５（ＴＥ５＞ＴＥ１）を計算する。このエンジン要求トルクＴＥ５は、エンジン要求トルクＴＥ１に、図１１のステップＳ１８３での発電電力に対応するトルク分を加えた値になる。

次のステップＳ８７では、エンジン要求トルクＴＥ５に基づいて、スロットル開度ＴＶＯ５を決定し、次のステップＳ８８で、エンジン要求トルクＴＥ５に基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射量Ｆ５を決定し、しかる後にステップＳ７２に戻る。

インバータ制御の方は、ステップＳ１７１〜Ｓ１７３で、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３とそれぞれ同じ動作を行う。但し、ステップＳ１７２では、バッテリ電圧Ｖｄｃの読み込みを追加する。

次のステップＳ１７４では、バッテリ電圧Ｖｄｃが所定電圧Ｖ０以下であるか否かを判定し、このステップＳ１７４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１７５に進む。ステップＳ１７５〜Ｓ１８２は、ステップＳ１０４〜Ｓ１１１とそれぞれ同じである。

上記ステップＳ１７４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１８３に進んで、第１のインバータ３１をスイッチング制御して、第１のロータ５から第２のロータ６にエンジントルクＴＥ５を伝達し、かつ、第２のインバータ３２をスイッチング制御して第２のコイル１２で発電させる（エンジントルクＴＥ５から発電電力に対応するトルク分が引かれて、ステップＳ１７３の車両要求トルクを得る）とともに、第１のロータ回転速度ＮＲ１が、第２のロータ回転速度ＮＲ２に所定回転速度ＮＲ０を加えた値になるようにする。そして、ステップＳ１７２に戻る。尚、第２のコイル１２での発電電力はバッテリ３３に充電させるようにする。

バッテリ電圧が所定電圧以下となると、このままでは、バッテリ３３の電力を使用することができなくなるが、上記のように、バッテリ３３の電力消費を必要とする高速制御を禁止することで、バッテリ３３の電力消費を抑制することができる。また、第２のコイル１２で発電させて、その発電電力をバッテリ３３に充電することができ、バッテリ３３を回復させることができる。

したがって、本実施形態では、第２のロータ６を第１のロータ５に対して所定回転速度だけ差を持たせた状態で回転させる差回転制御を行うようにしたので、第１のロータ５と第２のロータ６とを電磁力で結合するために第１のコイル１１に流さなければならない電流を刻々と変化させることができ、この結果、第１のコイル１１や第１のインバータ３１の半導体スイッチング素子等の損傷を防止することができる。

また、低速制御時において、エンジン回転数が、最高効率回転数よりも高く設定された第１設定回転数よりも高くなったときには、高速制御を行う一方、該高速制御時において、エンジン回転数が、上記最高効率回転数よりも低く設定された第２設定回転数よりも低くなったときには、低速制御を行うようにしたので、車速が低いときには、低速制御により、エンジン２側の第１のロータ５の回転速度の方が高くされ、エンジン２を最高効率回転数に近い回転数で運転することができる。そして、車速が上昇する（つまり第２のロータ６の回転速度が上昇する）に連れてエンジン回転数（つまり第１のロータ５の回転速度）も上昇し、エンジン回転数が第１設定回転数を超えると、第１のロータ５の回転速度の方が低くなるので、エンジン回転数が、第２設定回転数又はその近くまで低下する。この状態から車速が高くなっても、エンジン回転数は第１設定回転数へ向けて上昇し、最高効率回転数に近い回転数で運転することができるようになる。また、車速が低下して、第２設定回転数よりも低くなったときには、第１のロータ５の回転速度の方が高くなるので、エンジン回転数を最高効率回転数に近い回転数にすることができる。したがって、エンジン回転数は、その上昇時及び低下時に、エンジン２の効率が良い範囲である第１乃至第２設定回転数の範囲を２回通ることになり、この範囲内でエンジン２を運転する機会を増やすことができる。よって、エンジン２を出来る限り効率の良い状態で運転することができる。

図１３は、他の実施形態を示し、第１のコイル１１と第２のコイル１２とを、第１及び第２のインバータ３２を介さずに接続する接続線６５（本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３つ）を設けたものである。

上記各接続線６５には、該接続線６５の断接を行うスイッチ６６がそれぞれ設けられおり、該各スイッチ６６の作動がコントローラ６１によって制御される。尚、全スイッチ６６は同時に、開状態又は閉状態となる。

コントローラ６１は、基本的には、上記スイッチ６６を開状態とする。この開状態では、上記実施形態と同様の状態となり、上記実施形態と同様の動作が行われる。

一方、上記差回転制御による第１のロータ５と第２のロータ６との回転速度が特定の速度関係にある場合には、スイッチ６６を閉状態にして、第１のコイル１１での発電電力を第１及び第２のインバータ３２並びにバッテリ３３を介さずに第２のコイル１２へ供給させるようにする。上記特定の速度関係は、インバータ制御しなくても、第２のモータ２２を駆動することが可能な速度関係であり、例えば第１及び第２のモータ２２の極数が同じである場合、第１のロータ５の回転速度が第２のロータ６の回転速度の２倍であるときである。このような特定の速度関係では、第１のコイル１１での発電電力を第１及び第２のインバータ３１，３２（並びにバッテリ３３）を介さずにそのまま第２のコイル１２へ供給しても第２のモータ２２を駆動することができる。尚、車両１の定速走行時のように上記特定の速度関係が継続している場合に、スイッチ６６を閉状態にすることが好ましい。

このようにすれば、インバータ制御が不要であり、制御が簡単になるとともに、第１のコイル１１での発電電力を効率良く第２のコイル１２へ供給することができる。

図１４は、図１３のスイッチ６６の変形例を示し、第１乃至第３スイッチ７１〜７３としたものである。第１スイッチ７１（図１４ではＵ相の接続線６５に設けたスイッチであるが、いずれの相であってもよい）は、図１３と同じであって、開状態又は閉状態となる。第２スイッチ７２は、第１のコイル１１側のＶ相の接続線６５を第２のコイル１２側のＶ相及びＷ相の接続線６５に切り換えて接続することが可能にするものであり、第３スイッチ７３は、第１のコイル１１側のＷ相の接続線６５を第２のコイル１２側のＶ相及びＷ相の接続線６５に切り換えて接続することを可能にするものである。また、第２スイッチ７２は、第１のコイル１１側のＶ相の接続線６５を第２のコイル１２側のＶ相及びＷ相の接続線６５のいずれにも接続しない状態にすることも可能であり、第３スイッチ７３は、第１のコイル１１側のＷ相の接続線６５を第２のコイル１２側のＶ相及びＷ相の接続線６５のいずれにも接続しない状態にすることも可能である。

コントローラ６１は、基本的には、第１スイッチ７１を開状態とし、第２及び第３スイッチ７２，７３を、第１のコイル１１側のＶ相及びＷ相の接続線６５が第２のコイル１２側のＶ相及びＷ相の接続線６５のいずれにも接続されない状態にする。これにより、上記実施形態と同様の動作が行われる。

また、上記で説明したように、第１のロータ５と第２のロータ６との回転速度が上記特定の速度関係にある場合には、第１スイッチ７１を閉状態（実線で示す状態）にし、第２スイッチ７２を、第１のコイル１１側のＶ相の接続線６５が第２のコイル１２側のＶ相の接続線６５に接続される状態（実線で示す状態）にし、第３スイッチ７３を、第１のコイル１１側のＷ相の接続線６５が第２のコイル１２側のＷ相の接続線６５に接続される状態（実線で示す状態）にする。こうして、第１のコイル１１での発電電力を第１及び第２のインバータ３２並びにバッテリ３３を介さずに第２のコイル１２へ供給させる。

そして、車両１に緊急のブレーキをかける必要が生じた場合（例えば駆動輪１８のブレーキが故障した場合等）には、第１スイッチ７１を閉状態にし、第２スイッチ７２を、第１のコイル１１側のＶ相の接続線６５が第２のコイル１２側のＷ相の接続線６５に接続される状態（破線で示す状態）にし、第３スイッチ７３を、第１のコイル１１側のＷ相の接続線６５が第２のコイル１２側のＶ相の接続線６５に接続される状態（破線で示す状態）にする。このようにすると、第２のモータ２２では、逆回転方向に回転磁界が回るために、一種の脱調状態となり、これにより、第２のモータ２２がブレーキとして作用する。これにより、車両１を緊急停止させることができるようになる。

尚、本発明は、第２のモータ２２がなくて第１のモータ２１のみを備えたハイブリッド車両（すなわち、エンジン２と、該エンジン２の出力軸３に連結され、第１のコイル１１を有する第１のロータ５と、該第１のロータ５の外周側に配設されかつ駆動輪１８と連結され、永久磁石１３を有して第１のロータ５と共に第１のモータ２１を構成する第２のロータ６と、該第１のコイル１１の電流制御を行うための第１のインバータ３１と、該第１のインバータ３１を介して上記第１のコイル１１と接続された充放電可能なバッテリ３３とを備えたハイブリッド車両）であっても、適用することができる。この場合、上記ハイブリッド車両の走行時でかつエンジン２の運転時に、該エンジン２及び上記第１のインバータ３１の作動制御により、上記差回転制御（上記高速制御又は上記低速制御）を行うようにすればよい（バッテリ３３から第１のコイル１１へ電力を供給して第１のモータ２１によりトルクアシストを行ったり、第１のコイル１１で発電して該発電電力をバッテリ３３に充電したりする）。

本発明は、エンジンと、該エンジンの出力軸に連結され、第１のコイルを有する第１のロータと、該第１のロータの外周側に配設されかつ駆動輪と連結され、磁石を有して第１のロータと共に第１のモータを構成する第２のロータと、該第１のコイルの電流制御を行うための第１のインバータと、該第１のインバータを介して上記第１のコイルと接続された充放電可能なバッテリとを備えたハイブリッド車両の制御装置に有用である。

本発明の実施形態に係る制御装置が搭載されたハイブリッド車両の構成を示す概略図である。 図１のII−II線断面図である。 ハイブリッド車両の制御系の構成を示すブロック図である。 コントローラによる差回転制御（エンジン制御）の基本動作を示すフローチャートである。 コントローラによる差回転制御（インバータ制御）の基本動作を示すフローチャートである。 第１のコイルの温度が所定温度以上であるときの動作を追加した図４相当のフローチャートである。 第１のコイルの温度が所定温度以上であるときの動作を追加した図５相当のフローチャートである。 エンジンの冷間時の動作を追加した図４相当のフローチャートである。 エンジンの冷間時の動作を追加した図５相当のフローチャートである。 バッテリ電圧が所定電圧以下であるときの動作を追加した図４相当のフローチャートである。 バッテリ電圧が所定電圧以下であるときの動作を追加した図５相当のフローチャートである。 第１及び第２設定回転数を変更する場合の、冷却水温度に応じた変更後の値の例を示すグラフである。 他の実施形態を示す図１相当図である。 図１３のスイッチの変形例を示す図である。

１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ 出力軸
５ 第１のロータ
６ 第２のロータ
７ ステータ
１１ 第１のコイル
１２ 第２のコイル
１３ 永久磁石
１４ 永久磁石
１８ 駆動輪
２１ 第１のモータ
２２ 第２のモータ
３１ 第１のインバータ
３２ 第２のインバータ
３３ バッテリ
４８ 第１のコイル温度センサ（コイル温度検出手段）
４９ バッテリ電圧センサ（残容量検出手段）
６１ コントローラ（制御手段）
６５ 接続線
６６ スイッチ

Claims (7)

1. エンジンと、該エンジンの出力軸に連結され、第１のコイルを有する第１のロータと、該第１のロータの外周側に配設されかつ駆動輪と連結され、磁石を有して第１のロータと共に第１のモータを構成する第２のロータと、該第１のコイルの電流制御を行うための第１のインバータと、該第１のインバータを介して上記第１のコイルと接続された充放電可能なバッテリとを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
   上記エンジンの作動を制御するとともに、上記第１のインバータの作動を制御して上記第１のモータの作動を制御する制御手段を備え、
   上記制御手段は、上記ハイブリッド車両の走行時でかつ上記エンジンの運転時に、該エンジン及び上記第１のインバータの作動制御により、上記第２のロータを上記第１のロータに対して所定回転速度だけ差を持たせた状態で回転させる差回転制御を行うよう構成されており、
   上記差回転制御は、上記第２のロータを上記第１のロータよりも低速で回転させる低速制御、及び、上記第２のロータを上記第１のロータよりも高速で回転させる高速制御のうちのいずれか一方を選択的に行う制御であって、上記低速制御時において、上記エンジンの回転数が、該エンジンの最高効率となる最高効率回転数よりも高く設定された第１設定回転数よりも高くなったときには、上記高速制御を行う一方、該高速制御時において、上記エンジン回転数が、上記最高効率回転数よりも低く設定された第２設定回転数よりも低くなったときには、上記低速制御を行う制御であり、
   上記所定回転速度は、上記低速制御から上記高速制御に切り換えたときに、上記エンジン回転数が上記第２設定回転数と略同じになり、上記高速制御から上記低速制御に切り換えたときに、上記エンジン回転数が上記第１設定回転数と略同じになるような値に設定されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   上記ハイブリッド車両は、上記第２のロータの外周側に配設されかつ第２のコイルを有して該第２のロータと共に第２のモータを構成するステータと、該第２のコイルの電流制御を行うための第２のインバータとを更に備え、
   上記バッテリは、更に上記第２のインバータを介して上記第２のコイルと接続されており、
   上記制御手段は、更に上記第２のインバータの作動を制御して上記第２のモータの作動を制御するものであって、上記エンジン並びに上記第１及び第２のインバータの作動制御により、上記差回転制御を行うよう構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   上記制御手段は、上記エンジンの冷間時には、上記第１及び第２設定回転数を高速側に変更するよう構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   上記制御手段は、上記エンジンの冷間時には、上記高速制御を禁止するよう構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   上記ハイブリッド車両は、上記第１のコイル温度を検出するコイル温度検出手段を更に備え、
   上記制御手段は、上記コイル温度検出手段により検出された第１のコイル温度を入力して、該入力した温度が所定温度以上であるときには、上記第２のインバータにより、上記バッテリから上記第２のコイルへ電力を供給させるとともに、上記入力した温度が所定温度以上になった時点で既に第２のコイルへ電力を供給させている場合には、当該時点でその電力量を増大させるよう構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   上記ハイブリッド車両は、上記バッテリの残容量を検出する残容量検出手段を更に備え、
   上記制御手段は、上記残容量検出手段により検出されたバッテリの残容量を入力して、該入力した残容量が、予め決められた基準値よりも多いときには、上記第２のインバータにより、上記バッテリから上記第２のコイルへ電力を供給させるとともに、上記入力した残容量が基準値よりも多くなった時点で既に第２のコイルへ電力を供給させている場合には、当該時点でその電力量を増大させるよう構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
7. 請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   上記ハイブリッド車両は、上記バッテリの残容量を検出する残容量検出手段を更に備え、
   上記制御手段は、上記残容量検出手段により検出されたバッテリの残容量を入力して、該入力した残容量が所定値以下であるときには、上記高速制御を禁止するとともに、上記第２のコイルで発電させるよう構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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