JPH11262106A - ハイブリッド車の駆動制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車の駆動制御装置

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JPH11262106A
JPH11262106A JP7351398A JP7351398A JPH11262106A JP H11262106 A JPH11262106 A JP H11262106A JP 7351398 A JP7351398 A JP 7351398A JP 7351398 A JP7351398 A JP 7351398A JP H11262106 A JPH11262106 A JP H11262106A
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一美 星屋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関と電動機との出力トルクを合成して
走行している際の出力要求の変化に即した電動機の制御
をおこなって意図しない駆動状態を回避する。 【解決手段】 電動機と内燃機関との出力トルクをトル
ク合成分配機構で合成して出力するハイブリッド車の駆
動制御装置であって、内燃機関に対する出力要求量とト
ルク合成分配機構の出力回転数とに基づいて内燃機関の
目標回転数を求める内燃機関目標回転数検出手段(ステッフ゜
003)と、その内燃機関の目標回転数とトルク合成分配機
構の出力回転数とに基づいて電動機の目標回転数を求め
る電動機目標回転数検出手段(ステッフ゜004)と、内燃機関に
対する出力要求量と内燃機関の目標回転数とに基づいて
定まる出力トルクとなるように内燃機関の出力を制御す
る内燃機関出力制御手段(ステッフ゜006)と、電動機の出力回
転数を目標回転数になるように制御する電動機回転数制
御手段(ステッフ゜008)とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガソリンエンジ
ンやディーゼルエンジンなどの内燃機関とモータやモー
タ・ジェネレータなどの電力によって動作してトルクを
出力する電動機とを動力源として備えたハイブリッド車
における駆動力を制御する装置に関し、特に遊星歯車機
構などからなるトルク合成分配機構によって内燃機関の
出力トルクと電動機の出力トルクとを合成して出力する
ことのできるハイブリッド車の駆動制御装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】上述した内燃機関および電動機を動力源
としたハイブリッド車の形式として、内燃機関を発電機
を駆動するためのみに使用するシリーズハイブリッド形
式や内燃機関を発電と走行とのための動力源として使用
するパラレルハイブリッド形式などが知られている。後
者のパラレルハイブリッド形式の駆動装置の例として、
内燃機関の出力トルクと電動機の出力トルクとを、トル
ク合成分配機構で合成して出力するように構成した例が
特開平９−１９３６７６号公報に記載されている。
【０００３】この公報に記載されたハイブリッド駆動装
置におけるトルク合成分配機構は、１組のシングルピニ
オン型の遊星歯車機構によって構成され、そのサンギヤ
にモータ・ジェネレータの回転軸が連結され、またリン
グギヤに入力クラッチを介してエンジンの出力軸（クラ
ンクシャフト）が接続され、さらにキャリヤが変速機の
入力軸に連結されている。そしてトルク合成分配機構の
全体を一体回転させるための一体化クラッチがキャリヤ
とサンギヤとの間に設けられている。
【０００４】したがって上記従来の駆動装置では、入力
クラッチを解放しかつ一体化クラッチを係合させること
により、モータ・ジェネレータのみをトルク合成分配機
構を介して変速機に連結してモータ・ジェネレータによ
って走行することができ、また入力クラッチを係合させ
るとともに一体化クラッチを解放させた状態では、トル
ク合成分配機構を構成している遊星歯車機構が差動作用
をおこなうので、エンジントルクにモータ・ジェネレー
タの出力トルクを付加して走行でき、またその際に発電
をおこなうこともできる。さらに一体化クラッチおよび
入力クラッチを共に係合させれば、エンジンで走行しか
つ発電をおこなうことができる。
【０００５】このようにトルク合成分配機構を備えたハ
イブリッド車では、エンジンとモータ・ジェネレータと
のトルクの出力の仕方あるいは伝達の仕方によって様々
な走行形態（走行モード）を設定することができる。そ
のための例えばアクセルペダルが踏み込まれて大きい駆
動力（加速力）が要求された場合、上述したモータ・ジ
ェネレータの出力トルクをエンジントルクに付加するい
わゆるアシストモードを設定し、エンジン出力を増大さ
せつつモータ・ジェネレータの出力トルクを次第に増大
させる制御が実行される。このような制御を実行するこ
とにより、必要十分な駆動力が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
駆動装置では、駆動力の増大要求があった場合、いわゆ
るアシストモードを設定し、エンジン出力を増大させる
とともにモータ・ジェネレータの出力を増大させること
により、変速機に入力されるトルクを増大させている。
その場合、モータ・ジェネレータの回転数を、最終的に
トルク合成分配機構の全体を一体回転状態とするために
一律に増大させると、トルク合成分配機構の出力部材で
あるキャリヤに現れるトルクすなわち変速機の入力トル
クが大小に変動し、乗り心地が悪化する可能性がある。
【０００７】すなわち、アクセルペダルを踏み込むこと
により駆動力の増大要求があってもアクセルペダルがそ
の踏み込まれた開度に必ず維持される訳ではなく、走行
状況や運転者の嗜好などに応じてアクセルペダルの踏み
込み量が変化することがある。そのような場合には、エ
ンジントルクが変動するために、エンジントルクにモー
タ・ジェネレータのトルクを付加した出力トルクがアク
セル開度の変化とは異なって変化し、これが原因で駆動
力が大小に変化して乗り心地が悪化する可能性がある。
【０００８】この発明は上記の事情を背景にしてなされ
たものであり、内燃機関の出力トルクと電動機の出力ト
ルクとを合成して走行している状態での要求出力の変化
に応じて駆動力を滑らかに変化させることのできる駆動
制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１の発明は、電動機の出力
トルクと内燃機関の出力トルクとをトルク合成分配機構
で合成してそのトルク合成分配機構から出力するハイブ
リッド車の駆動制御装置において、前記内燃機関に対す
る出力要求量と前記トルク合成分配機構の出力回転数と
に基づいて内燃機関の目標回転数を求める内燃機関目標
回転数検出手段と、その内燃機関の目標回転数と前記ト
ルク合成分配機構の出力回転数とに基づいて前記電動機
の目標回転数を求める電動機目標回転数検出手段と、前
記内燃機関に対する出力要求量と内燃機関の目標回転数
とに基づいて定まる出力トルクとなるように前記内燃機
関の出力を制御する内燃機関出力制御手段と、前記電動
機の出力回転数を前記電動機目標回転数検出手段で求め
られた目標回転数になるように制御する電動機回転数制
御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
における前記電動機回転数制御手段に替えて、前記電動
機の出力トルクを、前記電動機の回転数が前記目標回転
数となるように制御する電動機トルク制御手段を備えて
いることを特徴とするものである。
【００１１】さらに、請求項３の発明は、請求項１の構
成に加えて、車速の増加に伴い前記内燃機関の回転数と
電動機の回転数とトルク合成分配機構の出力回転数との
差がなくなるように前記内燃機関の目標回転数を設定す
る回転数制御手段を更に備えていることを特徴とするも
のである。
【００１２】したがって請求項１の発明によれば、内燃
機関に対する出力要求量に基づいて内燃機関の目標回転
数が求められ、その内燃機関の目標回転数に基づいて内
燃機関の出力トルクの目標量や制御量が求められるとと
もに、電動機の目標回転数や制御量が求められる。すな
わち電動機の出力が内燃機関の目標回転数を含むデータ
に基づいて制御されるので、内燃機関の出力の変動に応
じて電動機の出力が変化し、その結果、内燃機関の出力
の一時的な変化がトルク合成分配機構の出力トルクにそ
のまま現れることがなく、ハイブリッド車の駆動力の変
化が円滑になって乗り心地の悪化が防止される。
【００１３】また、請求項２の発明では、電動機の回転
数が目標値となるようにその出力トルクを制御するの
で、請求項１の発明と同様の作用が生じる。
【００１４】さらに、請求項３の発明によれば、車速の
増加に伴い内燃機関の回転数および電動機の回転数なら
びにトルク合成分配機構の出力回転数が等しくなるよう
に、内燃機関の目標回転数が設定されるので、内燃機関
によって走行するためにトルク合成分配機構の全体を一
体回転状態（一体化状態）にする制御を円滑に実行する
ことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明を図面を参照し
てより具体的に説明する。この発明は、電動機と内燃機
関とを動力源としたハイブリッド車を対象とする駆動制
御装置である。ここで、内燃機関は、要は、燃料を燃焼
させて動力を出力する動力源であり、具体的には、ガソ
リンエンジンやディーゼルエンジンあるいは水素ガスな
どの気体燃料を使用するガスエンジンなどであり、また
その形式は、レシプロエンジンに限らずタービンエンジ
ンなどであってもよい。なお、以下の説明では、内燃機
関を「エンジン」と記す。
【００１６】また、電動機は、要は、電力によって動作
して出力する機能を有する動力源であればよく、固定磁
石式同期モータや直流モータなど各種のモータを使用す
ることができ、さらには外力によって駆動されて発電す
る機能を併せ持ったモータ・ジェネレータを使用するこ
とができる。さらに電動機と発電機とを併用することが
できる。なお、以下に説明する例は、電動機としてモー
タ・ジェネレータを使用した例である。
【００１７】この発明で対象とするハイブリッド車は、
電動機の出力によって内燃機関を回転させ、その内燃機
関の回転数が所定の回転数に達した際に燃料を供給する
ことにより、内燃機関を始動する形式のハイブリッド車
である。すなわち内燃機関と電動機とをトルク合成分配
機構に連結し、電動機の出力トルクによって内燃機関を
駆動し、またこれら電動機と内燃機関との出力トルクを
トルク合成分配機構によって合成して出力し、さらには
内燃機関の出力トルクをトルク合成分配機構によって電
動機と変速機とに分配することが可能である。したがっ
てこのトルク合成分配機構は、遊星歯車機構によって構
成することができる。またトルク合成分配機構の出力側
に連結された変速機構は、車速およびエンジン負荷など
の走行状態に応じて変速比が制御される自動変速機を使
用することができる。
【００１８】図２は、この発明によるハイブリッド車に
おける駆動装置の全体的な構成を示しており、動力源と
してエンジン１およびモータ・ジェネレータ２とを備え
ている。エンジン１は図示しないアクセルペダルの踏み
込み量に応じてスロットル開度が増大する電子スロット
ルバルブ３を備えており、その電子スロットルバルブ３
の開度を主に制御するための電子スロットル用電子制御
装置（電子スロットルＥＣＵ）４が設けられている。こ
の電子制御装置４には、アクセルペダルの踏み込み量す
なわちエンジン１に対する出力要求量（もしくはハイブ
リッド車に対する出力要求量）を示すアクセル開度信号
が入力されており、そのアクセル開度信号に基づいたス
ロットル開度信号を電子スロットルバルブ３に出力する
ように構成されている。なお、そのアクセル開度とスロ
ットル開度との関係を決定する特性値は、車両の状態に
応じて、あるいは運転者の手動操作によって変更される
ように構成されている。またエンジン１を制御するため
のエンジン用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）５が設け
られている。
【００１９】モータ・ジェネレータ２は、コイルに通電
することによってロータが回転してロータと一体の回転
軸６に出力トルクが生じ、また回転軸６を介してロータ
を外力によって回転させることによってコイルに起電力
が生じる公知の構成のものである。このモータ・ジェネ
レータ２には、インバータ７を介してバッテリ８が接続
されている。またモータ・ジェネレータ２の回転を制御
するために、インバータ７にはモータ・ジェネレータ用
電子制御装置（Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ）９が接続されている。
【００２０】上記のエンジン１およびモータ・ジェネレ
ータ２が、トルク合成分配機構１０に連結されている。
そのトルク合成分配機構１０は、一組のシングルピニオ
ン型遊星歯車機構１１と二つのクラッチＣi ，Ｃd とを
主体として構成されている。その遊星歯車機構１１の第
１の回転要素であるサンギヤ１２がモータ・ジェネレー
タ２の回転軸６に連結されている。またこのサンギヤ１
２とサンギヤ１２に対して同心円上に配置された内歯歯
車であるリングギヤ（第２の回転要素に相当する）１３
との間に配置したピニオンギヤを保持しているキャリヤ
（第３の回転要素に相当する）１４もしくはそのキャリ
ヤ１４に一体化させてある軸などの部材（図示せず）が
出力部材となっている。
【００２１】そのリングギヤ１３とエンジン１の出力軸
１Ａとの間にこれらを選択的に連結する入力クラッチＣ
i が配置されている。また遊星歯車機構１１におけるい
ずれか二つの回転要素（具体的にはサンギヤ１２とキャ
リヤ１４）を連結して遊星歯車機構１１の全体を一体化
する一体化クラッチＣd が設けられている。なお、これ
らのクラッチＣi ，Ｃd は、油圧によって係合させられ
る摩擦クラッチによって構成されている。
【００２２】上記のキャリヤ１４がトルク合成分配機構
１０における出力部材に相当し、このキャリヤ１４が変
速機１５に連結されている。この変速機１５は変速比を
電気的に制御可能な自動変速機であって、その制御のた
めの変速機用電子制御装置（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）１６が設
けられている。この電子制御装置１６には、ブレーキ信
号やシフトレンジ信号などの車両の状態を示す信号が入
力されている。
【００２３】そして前述した各電子制御装置４，５，
９，１６がハイブリッド用電子制御装置１７にデータ通
信可能に接続されている。このハイブリッド用電子制御
装置１７には、ブレーキ信号などの車両の状態を示す信
号が入力され、さらに他の電子制御装置４，５，９，１
６との間で相互にデータを通信するように構成されてい
る。
【００２４】図３は図２に示す駆動装置によって設定す
ることのできる走行モードを示し、この図３において○
印は係合状態、×印は解放状態をそれぞれ示す。ここで
各走行モードについて簡単に説明すると、モータ走行モ
ードは、モータ・ジェネレータ２の出力のみによって走
行するモードであって、入力クラッチＣi が解放もしく
は半係合状態とされ、あるいは一時的に係合させられ、
かつ一体化クラッチＣd が係合させられる。したがって
遊星歯車機構１１の全体が一体化されるので、モータ・
ジェネレータ２が変速機１５に直結された状態になり、
モータトルクが変速機１５に入力される。
【００２５】エンジン走行モードは、エンジン１の出力
によって走行し、また必要に応じて発電をおこなうモー
ドである。この場合は、入力クラッチＣi と一体化クラ
ッチＣd とを共に係合状態とすることにより、エンジン
１をリングギヤ１３に連結するとともに遊星歯車機構１
１の全体を一体化する。したがって、エンジン１の出力
トルクが、一体化されている遊星歯車機構１１に伝達さ
れ、かつここから変速機１５に伝達される。一方、モー
タ・ジェネレータ２が一体化されている遊星歯車機構１
１に連結されているから、エンジン１によってモータ・
ジェネレータ２を回転させて、発電をおこなうことがで
きる。また、モータ・ジェネレータ２の出力するトルク
を、遊星歯車機構１１から変速機１５に伝達することが
できるので、エンジン１の出力トルクとモータ・ジェネ
レータ２の出力トルクとを合成して出力することができ
る。
【００２６】つぎに、アシストモードについて説明す
る。前述したトルク合成分配機構１０が遊星歯車機構１
１によって構成されているから、遊星歯車機構１１が差
動作用をおこなうことにより、出力トルクを多様に変更
することができる。したがって、このアシストモードに
おいては、遊星歯車機構１１に差動作用をおこなわせる
ために、一体化クラッチＣd が解放され、これに対して
入力クラッチＣi が係合させられて、エンジン１がリン
グギヤ１３に連結される。この場合、変速機１５に連結
されているキャリヤ１４が出力要素となり、またリング
ギヤ１３が入力要素となり、さらにサンギヤ１２が反力
要素となる。
【００２７】その状態で、エンジン１の出力トルクをリ
ングギヤ１３に伝達し、かつモータ・ジェネレータ２と
共にサンギヤ１２を逆回転させれば、キャリヤ１４が停
止状態となり、あるいはリングギヤ１３よりも低速で回
転する。すなわち、キャリヤ１４が停止している状態と
なるように、モータ・ジェネレータ２を逆回転させれ
ば、停止状態を維持することができるとともに、モータ
・ジェネレータ２およびこれに連結したサンギヤ１２の
逆回転方向への回転数を次第に減じれば、キャリヤ１４
がエンジン１と同方向に回転し、その回転数が次第に増
大する。したがって、キャリヤ１４に生じるトルクは、
エンジン１の出力トルクにモータ・ジェネレータ２の反
力トルクを加えたトルク、あるいは遊星歯車機構１１に
おけるギヤ比に応じて増大させたトルクとなり、結果的
には、エンジントルクをモータトルクによって増大させ
た状態となる。
【００２８】さらに、ニュートラルモードは、変速機１
５にトルクが入力されない状態であって、入力クラッチ
Ｃi および一体化クラッチＣd が共に解放状態とされ
る。したがって、遊星歯車機構１１においては、リング
ギヤ１３が空転してここからトルクが抜けてしまうため
に、エンジン１あるいはモータ・ジェネレータ２が回転
したとしても、その出力トルクは変速機１５に入力され
ない。すなわち、駆動トルクが発生しないニュートラル
状態となる。
【００２９】上述したハイブリッド駆動装置では、アク
セルペダルが踏み込まれるなどのことによって出力の増
大要求があった場合、エンジントルクにモータ・ジェネ
レータ２のトルクを付加するアシストモードを経てエン
ジン１で走行するエンジン走行モードに移行する。その
アシストモードでのトルクおよび回転数の状態を前記遊
星歯車機構１１についての共線図によって図４に示して
ある。図４において符号ρは、遊星歯車機構１１のギヤ
比すなわちサンギヤ１２の歯数とリングギヤ１３の歯数
との比である。
【００３０】前記入力クラッチＣi を係合させてエンジ
ン１をリングギヤ１３に連結し、その状態でエンジン１
およびモータ・ジェネレータ２を動作させキャリヤ１４
から変速機１５にトルクを伝達している場合のエンジン
回転数Ｎe 、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm なら
びに変速機１５の入力回転数Ｎtin （すなわちトルク合
成分配機構１０の出力回転数）は、下記の式で表され
る。
【００３１】 Ｎm ＝（（１＋ρ）・Ｎtin −Ｎe ）／ρ またこの状態でのトルクの関係は、エンジン１の出力ト
ルク（すなわちリングギヤ１３に入力されているトル
ク）Ｔe に対してモータ・ジェネレータ２に（ρ×Ｔe
）の反力トルクを生じており、その結果、出力部材で
あるキャリヤ１４には（（１＋ρ）×Ｔe ）のトルクが
発生している。すなわちアシストモードでは、エンジン
トルクＴe にモータ・ジェネレータ２による反力トルク
（ρ×Ｔe ）を加えたトルクが出力され、出力増大要求
（加速要求）に沿った駆動力が生じる。
【００３２】その場合、モータ・ジェネレータ２の回転
数Ｎm を次第に増大させて最終的にはエンジン回転数Ｎ
e と一致させてエンジン走行モードに移行するが、その
過程では、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm が以下
に述べるように制御される。図１はその制御ルーチンの
一例を示しており、先ず、アシストモードが設定されて
いるか否かが判断される（ステップ００１）。アシスト
モード以外の走行モードが設定されていることによりス
テップ００１で否定判断された場合には特に制御をおこ
なうこなくこのルーチンから抜ける。また反対にステッ
プ００１で肯定判断された場合には、エンジン回転数Ｎ
e 、変速機入力回転数Ｎtin 、モータ・ジェネレータ２
の回転数Ｎm の三者の偏差が所定値以下か否かが判断さ
れる（ステップ００２）。このステップ００２の判断で
採用されている所定値（すなわちしきい値）はゼロに近
い小さい値であり、したがってステップ００２では、モ
ータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm がエンジン回転数Ｎ
e に達しているか否かを判断することになる。
【００３３】各回転数の関係が例えば図４に示す状態に
あれば、ステップ００２で否定判断され、この場合は、
アクセル開度Ｖa と変速機入力回転数Ｎtin とに基づい
てエンジン目標回転数Ｎetを求める（ステップ００
３）。そのエンジン目標回転数Ｎetは、一例として、ア
クセル開度Ｖa と変速機入力回転数Ｎtin とをパラメー
タとしたマップに基づいて求められ、これにのパラメー
タが大きいほど、エンジン目標回転数Ｎetが大きい値に
設定される。また変速機入力回転数Ｎtin が大きくなる
ほど偏差が小さくなるように設定され、前記一体化クラ
ッチＣd を係合させる程度の回転数すなわち遊星歯車機
構１１の全体が一体となって回転する程度の回転数では
偏差がほぼゼロとなるように設定されている。ここで、
アクセル開度Ｖa がこの発明における出力要求量に相当
する。
【００３４】エンジン回転数Ｎe とモータ・ジェネレー
タ２の回転数Ｎm と変速機入力回転数Ｎtin との三者の
間には前述した式で表される関係があるから、前記式に
おけるエンジン回転数にエンジン目標回転数Ｎetを代入
することにより、モータ・ジェネレータ２の目標回転数
Ｎmtが求められる（ステップ００４）。すなわち Ｎmt＝（（１＋ρ）・Ｎtin −Ｎet）／ρ となる。
【００３５】また一方、アクセル開度Ｖa とエンジン目
標回転数Ｎetとに基づいてエンジントルク要求値Ｔe が
求められる（ステップ００５）。このエンジントルク要
求値Ｔe は、一例として、予め用意したマップに基づい
て算出することができる。ついで、エンジン目標回転数
Ｎetとエンジントルク要求値Ｔe とに基づいて電子スロ
ットルバルブ３で設定する電子スロットル目標開度θth
が求められる（ステップ００６）。この電子スロットル
目標開度θthは、一例として、予め用意したマップに基
づいて算出することができる。
【００３６】このようにして求められた電子スロットル
目標開度θthを電子スロットルバルブ用電子制御装置４
に指令し（ステップ００７）、またモータ・ジェネレー
タ２の目標回転数Ｎmtをモータ・ジェネレータ用電子制
御装置９に指令する（ステップ００８）。すなわち電子
スロットルバルブ３を目標開度となるように制御（フィ
ードバック制御）し、またモータ・ジェネレータ２をそ
の目標回転数となるように制御（フィードバック制御）
する。
【００３７】したがって上記の図１に示す制御によれ
ば、エンジン目標回転数Ｎetに基づいてモータ・ジェネ
レータ２の目標回転数Ｎmtを設定し、かつその目標回転
数となるようにモータ・ジェネレータ２を制御するか
ら、アクセルペダルの踏み込み量などの出力要求量が変
化した場合には、それに伴うエンジン目標回転数の変化
によってモータ・ジェネレータ２の目標回転数（あるい
は制御量）が変化する。言い換えれば、出力要求量がモ
ータ・ジェネレータ２の回転数制御に反映される。その
結果、出力要求量が増大後に低下した場合には、エンジ
ン目標かいてんすうＮetが低下するために、モータ・ジ
ェネレータ２の目標回転数が高くなり、また反対に出力
要求量が増大の後に更に増大した場合には、エンジン目
標回転数Ｎetが増大するために、モータ・ジェネレータ
２の目標回転数が低くなるので、変速機入力回転数Ｎti
n を強制的に変化させるトルクは発生せずに、エンジン
トルクとモータ・ジェネレータ２のトルクとの和として
現れる変速機１５の入力トルクが、出力要求量に追従し
て滑らかに変化し、駆動力の意図しない変動を防止して
乗り心地を良好に維持することができる。
【００３８】モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm を上
記のように制御して次第に増大させると、モータ・ジェ
ネレータ２の回転数Ｎm および変速機入力回転数Ｎtin
（すなわちキャリヤ１４の回転数）がエンジン回転数Ｎ
e に次第に近づく。そしてこれらの各回転数Ｎe ，Ｎm
，Ｎtin の偏差が所定値以下になると、すなわちほぼ
等しくなると、ステップ００２で肯定判断され、その場
合は前記一体化クラッチＣd が完全係合しているか否か
が判断される（ステップ００９）。この判断は、一体化
クラッチＣd を係合させる制御信号の出力の状態やその
係合圧を調圧するバルブ（図示せず）の制御量、あるい
はその制御信号の出力からの経過時間などによって判断
することができる。
【００３９】一体化クラッチＣd が未だ完全に係合して
いないことによりステップ００９で否定判断された場合
には、一体化クラッチＣd を係合させるための油圧処理
を実施する（ステップ１０）。これは、一例として、係
合制御開始当初はパッククリアランスを詰めるために高
い油圧を供給し、その後に比較的に低い油圧に維持し、
ついで係合油圧を次第に高くする（スィープアップ）こ
とにより実施される。このステップ１０での油圧処理を
開始した後、ステップ００３に進み、前述したモータ・
ジェネレータ２の回転数の上昇制御を継続する。
【００４０】ステップ１０での油圧処理を継続すること
により、一体化クラッチＣd の係合油圧が次第に上昇
し、ついには一体化クラッチＣd が完全に係合する。そ
の場合にはステップ００９で肯定判断され、ステップ０
１１に進む。このステップ０１１では、一体化クラッチ
Ｃd が完全に係合してからの時間が、予め定めた所定値
を超えたか否かが判断される。一体化クラッチＣd が完
全に係合してからの経過時間が予め定めた所定時間を経
過していないことによりステップ０１１で否定判断され
た場合には、モータ・ジェネレータ２の出力トルクＴm
を次第に低下させる（ステップ０１２）。すなわちスィ
ープダウンさせる。この制御は、駆動力の低下が体感さ
れない程度の勾配でモータ・ジェネレータ２の出力トル
クを次第に低下させる制御である。
【００４１】このステップ０１２の制御と並行してアク
セル開度Ｖa とエンジン回転数Ｎeとに基づいてエンジ
ントルク要求値Ｔe が求められ（ステップ０１３）、ま
たエンジン目標回転数Ｎetとエンジントルク要求値Ｔe
とに基づいて電子スロットル目標開度θthが求められる
（ステップ０１４）。これらのステップ０１３，０１４
の制御は、前述したステップ００５，００６と同様な制
御である。そしてステップ０１４の後、ステップ００７
に進んで、電子スロットルバルブ３およびモータ・ジェ
ネレータ２を前述したと同様に制御する。
【００４２】このようにしてエンジン１の出力を増大さ
せつつモータ・ジェネレータ２の出力トルクを次第に低
下させ、その結果、一体化クラッチＣd を完全に係合さ
せた後の経過時間が所定時間を超えると、ステップ０１
１で肯定判断される。これと同時にアシストモードから
エンジン走行モードに切り換える（ステップ０１５）。
具体的には、エンジン１をトルク合成分配機構１０を介
して変速機１５に直結した状態で、エンジン１のみを駆
動して走行する。
【００４３】上述した図１に示す制御を実行した場合の
回転数およびトルクの変化を図５に示してある。エンジ
ン１およびモータ・ジェネレータ２を駆動するアシスト
モードで走行中のｔ1 時点にアクセル開度が増大する
と、その時点でのエンジンエンジン回転数Ｎe 、変速機
入力回転数Ｎtin 、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎ
m の偏差が大きいために前述したステップ００３ないし
ステップ００８の制御が実行される。その結果、エンジ
ン回転数Ｎe が次第に上昇するとともにモータ・ジェネ
レータ２の回転数Ｎm が次第に上昇し、それに伴って変
速機入力回転数Ｎtin が上昇する。
【００４４】前述したようにモータ・ジェネレータ２の
回転数を上昇させることによって、エンジン回転数Ｎe
とモータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm と変速機入力回
転数Ｎtin との差が小さくなる。これらの回転数の偏差
が予め定めた値以下になると、前述したステップ００２
で肯定判断され、そのｔ2 時点に一体化クラッチＣdを
係合させる制御が開始される。その油圧の制御は、前述
したように制御開始当初に比較的高い油圧を供給するい
わゆるファストフィルと、その後に比較的低圧に維持す
る低圧待機と、油圧を次第に高くするスィープアップ
と、最終的にライン圧まで高くする昇圧とからなり、し
たがって一体化クラッチＣd の油圧の指令値は図５に示
すように大小に変化したものとなる。
【００４５】一体化クラッチＣd の油圧がライン圧まで
高められて一体化クラッチＣd が完全に係合すると、そ
のｔ3 時点からモータ・ジェネレータ２のトルクＴm が
スィープダウンさせられる。そして予め定めた所定の時
間が経過すると、モータ・ジェネレータ２のトルクＴm
がほぼゼロになり、そのｔ4 時点にアシストモードから
モータ走行モードに切り換えられる。その後は、エンジ
ン１がアクセル開度に応じて制御されてエンジン１の出
力で走行することになる。
【００４６】前述したようにアシストモードはエンジン
トルクにモータ・ジェネレータ２のトルクを付加して走
行するモードであるから、モータ・ジェネレータ２のト
ルクを増大させれば駆動トルクが大きくなって車速が次
第に増大し、それに伴ってモータ・ジェネレータ２の回
転数も上昇する。したがってモータ・ジェネレータ２の
回転数を目標回転数に制御する場合、回転数のフィード
バック制御によらずに、トルクのフィードバック制御を
おこなってもよい。図６はその例を示すフローチャート
であって、図１に示すステップ００８を変更したもので
ある。
【００４７】すなわちモータ・ジェネレータ２の回転数
Ｎm が、ステップ００４で求めた目標回転数Ｎmtとなる
ようにフィードバックによりモータ・ジェネレータ２の
トルク目標値Ｔmtを決定する（ステップ００８−１）。
そしてそのトルク目標値Ｔmtをモータ・ジェネレータ用
電子制御装置９に指令する（ステップ００８−２）。こ
のような制御によってもエンジントルクに追従してモー
タ・ジェネレータ２を所期通りに制御できるので、意図
しない駆動力の変化を防止することができる。
【００４８】なおここで、上述した具体例とこの発明と
の関係を説明すると、前記ステップ００３の機能が請求
項１の内燃機関目標回転数検出手段および請求項３の回
転数制御手段に相当する。またステップ００４の機能が
請求項１の電動機目標回転数検出手段に相当し、ステッ
プ００６の機能が請求項１の内燃機関出力制御手段に相
当し、さらにステップ００８の機能が請求項１の電動機
回転数制御手段に相当する。また図６に示すステップ０
０８−１およびステップ００８−２が請求項２の電動機
トルク制御手段に相当する。
【００４９】図４を参照して説明したように、上記のハ
イブリッド駆動装置でのアシストモードでは、リングギ
ヤ１３にエンジン１から動力を入力することにより、そ
のエンジントルクＴe にギヤ比ρを掛けた反力トルク
（ρ・Ｔe ）がサンギヤ１２を介してモータ・ジェネレ
ータ２に作用する。その場合、モータ・ジェネレータ２
が反力トルク（ρ・Ｔe ）に相当するトルクを発生して
いれば、その反力トルク（ρ・Ｔe ）がエンジントルク
Ｔe に付加されてキャリヤ１４から出力され、実質的な
アシストモードとなる。また反対にエンジントルクＴe
にギヤ比ρを掛けた値のトルクによってモータ・ジェネ
レータ２が逆回転させられれば、発電がおこなわれる。
そしてこの場合のエンジン回転数Ｎe 、変速機入力回転
数Ｎtin 、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm の三者
の関係は、前掲の式によって表される。したがってリン
グギヤ１３（エンジン１）を正回転させるとともに、サ
ンギヤ１２（モータ・ジェネレータ２）を逆回転させ、
かつこれらの回転数の比を適当に設定すれば、キャリヤ
１４の回転数（変速機入力回転数Ｎtin ）がゼロにな
る。
【００５０】したがって車両の停止状態すなわち変速機
入力回転数Ｎtin がゼロの状態でエンジン１のアイドル
回転数程度の回転数にギヤ比ρを掛けた回転数でモータ
・ジェネレータ２を逆回転させれば、エンジン１をアイ
ドリング回転数程度の動作状態に維持することができ
る。モータ・ジェネレータ２を停車状態でこのように制
御することにより、入力クラッチＣi を係合させかつエ
ンジン１を動作させ続けることができ、そのため停車状
態からの発進の際に入力クラッチＣi を解放状態から係
合状態に切り換えたり、エンジン１を再起動したりする
必要がなくなり、発進の遅れを未然に防止することがで
きる。
【００５１】エンジン１の回転数Ｎe をアイドル回転数
程度に維持し、かつ入力クラッチＣi を係合させた状態
で停車している場合のトルク合成分配機構１０について
の共線図を図７に示してある。この状態でモータ・ジェ
ネレータ２のトルクに僅かな正トルクΔＴm を付加する
と、エンジン１にはその付加トルクΔＴm およびギヤ比
ρに応じた負方向のトルクΔＴm ／ρが作用する。アイ
ドリング回転数を維持するように、その負方向のトルク
ΔＴm ／ρに相当するトルクをエンジン１で発生させれ
ば、キャリヤ１４すなわち変速機１５に対する入力部材
にこれらのトルクを加えたトルク（１＋１／ρ）ΔＴm
が発生する。
【００５２】これは、流体式トルクコンバータを備えた
自動変速機でのクリープトルクと同様なトルクとなり、
したがって停車状態でモータ・ジェネレータ２およびエ
ンジン１を上記のように制御することにより、発進操作
や後進走行が容易になる。なおその場合、モータ・ジェ
ネレータ２は、エンジン１がアイドル回転数を維持する
ように動作することに伴う負のトルクを受けているの
で、発電をおこなうことになる。
【００５３】上記の停車状態でのエンジン１およびモー
タ・ジェネレータ２の制御では、エンジン１を駆動状態
に維持し、それに伴って発電をおこなうので、充電量が
少ないことによりモータ・ジェネレータ２の出力トルク
が不足する場合に有効である。しかしながらエンジン１
を駆動することによって燃料を消費するので、燃費の悪
化要因になることもある。したがって上述したエンジン
１を駆動することによる停車時の制御は、充電量が不足
している場合に限定することが好ましく、バッテリ８の
充電量が充分である場合には、停車時にエンジン１を停
止させて燃料の消費を抑制することが好ましい。なおそ
の場合、充電量が充分であるから、モータ・ジェネレー
タ２による発進であっても駆動力が不足することはな
い。
【００５４】上述のようにアシストモードでは、モータ
・ジェネレータ２での反力トルクをエンジントルクに付
加して出力することができ、同時にバッテリ８への充電
をおこなうことができるので、エンジン走行モードで走
行している際に、バッテリ８の充電状態に応じてアシス
トモードに切り換えて充電をおこなうことが好ましい。
このようにすれば、エンジントルクに付加するモータ・
ジェネレータ２の出力トルクを大きくする必要のある高
負荷時に駆動力が不足するなどの事態を未然に防止する
ことができる。
【００５５】図８はそのための制御の一例を示してお
り、エンジン走行モードか否かの判断（ステップ０２
１）をおこない、肯定判断された場合に高負荷での走行
が要求されているか否かが判断される（ステップ０２
２）。この高負荷走行の判断は、例えばアクセル開度が
大きいことによって判断することができる。高負荷走行
が要求されていることによりステップ０２２で肯定判断
された場合には、バッテリ８の充電状態が不充分か否か
が判断される（ステップ０２３）。そしてバッテリ８の
充電状態が不足している場合には、アシストモードに移
行する（ステップ０２３）。具体的には、共に係合状態
にある入力クラッチＣi と一体化クラッチＣdとのうち
一体化クラッチＣd を解放する。なお、各判断ステップ
０２１，０２２，０２３で否定判断された場合には、こ
のルーチンから抜ける。
【００５６】このアシストモードでは図４を参照して説
明したように、エンジントルクＴeおよびギヤ比ρに応
じたトルク（ρ・Ｔe ）がモータ・ジェネレータ２に作
用する。そしてその時点での駆動力および車速を増大さ
せるために、その負荷されるトルク（ρ・Ｔe ）以上の
トルクをモータ・ジェネレータ２からサンギヤ１２に付
与することにより、これらのトルクを加えたトルク（１
＋ρ）Ｔe が変速機１５に入力される。その結果、高負
荷走行の要求に応じた駆動力となる。その場合、図４に
示すようにモータ・ジェネレータ２が逆回転していれ
ば、モータ・ジェネレータ２が発電をおこなうことにな
る。したがって高負荷走行の要求に即した駆動力を得る
ことができると同時に、バッテリ８の充電量を充分大き
くし、モータ・ジェネレータ２に大きい出力トルクを要
求される場合に備えることができる。
【００５７】なお、上述した具体例では、出力要求量を
アクセル開度に基づいて求めることとしたが、この発明
は上述した具体例に限定されないのであり、車速を設定
された車速に維持するいわゆるクルーズコントロールや
ナビゲーションシステムによって車両の走行制御をおこ
なっている際のコントローラからの出力の増大要求や先
行車両に追従して車両を自動走行させるいわゆる追従制
御の際のコントローラからの出力増大要求などの人為的
ではない出力要求に基づいて求めることとしてもよい。
またこの発明におけるトルク合成分配機構は、上述した
シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成された
ものに限定されず、ダブルピニオン型の遊星歯車機構や
一対のサイドギヤの間にピニオンギヤを噛合させた配置
した差動歯車装置などの三つの回転要素の間で差動作用
をおこなう構成の機構であればよい。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１あるいは
２の発明によれば、内燃機関の出力トルクと電動機の出
力トルクとを合成したトルクに基づいて駆動力をする走
行状態の際に、出力要求に基づく内燃機関の目標回転数
を、内燃機関の制御量および電動機の制御量に反映させ
るので、内燃機関に対する出力要求が変化した場合には
直ちに電動機の制御量が、出力要求の変化に即して変化
する。そのため、内燃機関の出力要求の変化と駆動力の
変化とが対応するために、意図しない駆動力あるいは駆
動状態になることやそれに伴う乗り心地の悪化を未然に
防止することができる。
【００５９】また、請求項３の発明によれば、車速の増
加に伴い内燃機関の回転数および電動機の回転数ならび
にトルク合成分配機構の出力回転数が等しくなるよう
に、内燃機関の目標回転数が設定されるので、内燃機関
によって走行するためにトルク合成分配機構の全体を一
体回転状態（一体化状態）にする制御を円滑に実行する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の駆動制御装置によって実施される
アシストモードでのエンジンおよびモータ・ジェネレー
タの出力制御ルーチンの一例を示すフローチャートであ
る。
【図２】 この発明で対象とするハイブリッド車の駆動
装置の一例を模式的に示す図である。
【図３】 その駆動装置で設定可能な走行モードをまと
めて示す図表である。
【図４】 図２に示す駆動装置におけるトル合成分配機
構について共線図である。
【図５】 図１に示す制御をおこなった場合の回転数お
よびトルクの変化を模式的に示すタイムチャートであ
る。
【図６】 図１に示すフローチャートでのステップ００
８を他の制御内容に変更した例を示すフローチャートで
ある。
【図７】 トルク合成分配機構によってクリープトルク
を発生させる制御状態を説明するための共線図である。
【図８】 高負荷走行要求時にバッテリの充電をおこな
う制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…モータ・ジェネレータ、 １０…
トルク合成分配機構、１５…変速機。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電動機の出力トルクと内燃機関の出力ト
    ルクとをトルク合成分配機構で合成してそのトルク合成
    分配機構から出力するハイブリッド車の駆動制御装置に
    おいて、 前記内燃機関に対する出力要求量と前記トルク合成分配
    機構の出力回転数とに基づいて内燃機関の目標回転数を
    求める内燃機関目標回転数検出手段と、 その内燃機関の目標回転数と前記トルク合成分配機構の
    出力回転数とに基づいて前記電動機の目標回転数を求め
    る電動機目標回転数検出手段と、 前記内燃機関に対する出力要求量と内燃機関の目標回転
    数とに基づいて定まる出力トルクとなるように前記内燃
    機関の出力を制御する内燃機関出力制御手段と、 前記電動機の出力回転数を前記電動機目標回転数検出手
    段で求められた目標回転数になるように制御する電動機
    回転数制御手段とを備えていることを特徴とするハイブ
    リッド車の駆動制御装置。
  2. 【請求項２】 前記電動機回転数制御手段に替えて、前
    記電動機の出力トルクを、前記電動機の回転数が前記目
    標回転数となるように制御する電動機トルク制御手段を
    備えていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリ
    ッド車の駆動制御装置。
  3. 【請求項３】 車速の増加に伴い前記内燃機関の回転数
    と電動機の回転数とトルク合成分配機構の出力回転数と
    の差がなくなるように前記内燃機関の目標回転数を設定
    する回転数制御手段を更に備えていることを特徴とする
    請求項１に記載のハイブリッド車の駆動制御装置。
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