KR100491572B1

KR100491572B1 - 자동차

Info

Publication number: KR100491572B1
Application number: KR10-2003-0040331A
Authority: KR
Inventors: 도마쯔리마모루; 우에오까기요시로; 하라다오사무; 고바야시유끼오; 야마구찌가쯔히꼬; 니시가끼다까히로
Original assignee: 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-05-27
Also published as: KR20040036525A; US6837215B2; JP2004144041A; CN1498792A; JP3945370B2; CN1281433C; DE10350056A1; US20040123836A1

Abstract

본 발명은, 하이브리드 자동차의 연비를 향상시킴과 동시에 연비를 안정시키는 것을 그 과제로 한다.

이의 해결수단으로서, 엔진으로부터의 동력과 모터 (MG2) 로부터의 동력을 구동축에 전달하여 주행함과 동시에, 엔진으로부터의 동력의 일부를 모터 (MG1) 에 의해 발전한 전력을 배터리에 축전할 수 있는 하이브리드 자동차에 있어서, 액셀 개도에 의거하여 구동축의 요구파워 (Pr*) 를 설정함과 동시에 SOC 에 의거하여 배터리 충전전력 (Pbi) 을 설정하고, 양자의 합을 엔진목표파워 (Pe*) 로 한다 (S100 내지 S108). 이 엔진목표파워 (Pe*) 가 소정의 하한치 (Plow) 미만일 때에는 엔진목표파워 (Pe*) 를 하한치 (Plow) 로 변경하고 이에 따라 배터리 충전전력 (Pbi) 도 변경하여 (S112), 엔진과 모터 (MG1, MG2) 를 운전한다. 하한치 (Plow) 는, 엔진의 출력에 대한 효율이 최적효율이 되는 값으로 설정했기 때문에, 엔진이 효율이 나쁜 저출력 영역에서 운전되는 것을 방지할 수 있다.

Description

자동차{AUTOMOBILE}

본 발명은 자동차에 관한 것으로, 상세하게는 구동축에 동력의 출력이 가능한 내연기관을 구비하는 자동차에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 자동차로서는, 내연기관으로부터의 동력과 전동기로부터의 동력에 의해 주행하는 자동차로서 내연기관으로부터의 동력의 일부를 전력으로 변환하여 배터리를 충전하는 것이 제안되고 있다 (특허문헌 1 참조). 이 자동차에서는, 구동축에 요구동력에 알맞은 동력을 출력하면서 내연기관의 단위 연료 증가량 당 배터리의 충전전력 증가량이 많아지는 주행상태일 때에는, 배터리에 대한 충전량이 많아지도록 내연기관과 전동기를 제어함으로써, 단순히 배터리의 잔용량 (SOC) 에 따라 배터리의 충전량을 제어하는 것에 비해서, 배터리의 충전에 대한 내연기관에의 연료 소비량을 적게 할 수 있어, 연비를 향상시킬 수 있다고 되어 있다.

특허 문헌 1

일본특허공개공보 2001-298805호

그러나, 이러한 자동차에서는, 사용하는 전동기의 용량이나 성능에 따라 다르지만, 내연기관의 운전효율 (연비) 이 나빠지는 저출력영역에서 내연기관이 운전되는 경우가 있다. 즉, 내연기관의 효율이 나빠지는 저출력영역을 전동기로부터의 출력으로 조달할 수 없는 경우에는, 내연기관의 운전효율이 나빠지는 경우도 있다. 더구나, 내연기관의 저출력영역에서는 출력변화에 대한 효율변화의 정도도 커지는 경향이 있기 때문에, 다시 배터리에 대한 충전을 고려하여 내연기관을 운전하고자 할 때에는, 내연기관의 출력변화가 커져 내연기관의 효율이 크게 변화하고, 연비가 불안정해지는 경우도 있다.

본 발명의 자동차는, 이러한 문제를 해결하고, 자동차의 연비를 보다 향상시키는 것을 목적의 하나로 한다. 또한, 본 발명의 자동차는, 자동차의 연비를 안정시키는 것을 목적의 하나로 한다.

본 발명의 자동차는, 전술한 목적의 적어도 일부를 달성하기 위해서 이하의 수단을 채택하였다.

본 발명의 자동차는,

구동축에 동력의 출력이 가능한 내연기관을 구비하는 자동차로서,

상기 구동축에 요구되는 요구동력과 상기 내연기관의 출력에 대한 효율의 특성에 의거하여 상기 내연기관이 출력해야 할 목표동력 또는 목표동작점을 설정하는 목표동력 설정수단과,

상기 설정된 목표동력 또는 목표동작점에서 상기 내연기관이 운전되도록 내연기관을 운전제어하는 운전제어수단과,

상기 목표동력 또는 상기 목표동작점에 대응하는 동력과 상기 요구동력과의 차의 동력을 입력 또는 출력 또는 소비하는 동력 입출력 소비수단을 구비하는 것을 요지로 한다.

이 본 발명의 자동차에서는, 구동축에 요구되는 요구동력과 내연기관의 출력에 대한 효율의 특성에 의거하여 내연기관이 출력해야 할 목표동력 또는 목표동작점을 설정하고, 설정된 목표동력 또는 목표동작점에서 내연기관이 운전되도록 내연기관을 운전제어하며, 설정된 목표동력 또는 목표동작점에 대응하는 동력과 구동축에 요구되는 요구동력과의 차의 동력을 입력 또는 출력 또는 소비한다. 이에 따라, 내연기관의 출력에 대한 효율의 특성을 고려하면서 구동축에 요구되는 요구동력에 의거하여 내연기관의 목표동력 또는 목표동작점을 설정할 수 있기 때문에, 내연기관을 효율적으로 운전할 수 있어, 자동차의 연비를 향상시킬 수 있다.

이러한 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 동력 입출력 소비수단은, 상기 내연기관으로부터의 동력의 적어도 일부를 직접적 또는 간접적으로 사용하여 운전하는 보조기와, 이 보조기를 운전제어하는 보조기 제어수단을 가지는 수단으로 할 수도 있다. 이렇게 하면, 목표동력 또는 목표동작점에 대응하는 동력과 요구동력과의 차의 동력을 사용하여 보조기를 운전할 수 있다.

또한, 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 목표동력 설정수단은, 또한 상기 보조기의 운전요구에 의거하여 상기 목표동력 또는 상기 목표동작점을 설정하는 수단으로 할 수도 있다. 이렇게 하면, 보조기의 운전요구를 고려한 후 내연기관을 효율적으로 운전할 수 있다.

또한, 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 목표동력 설정수단은, 상기 내연기관의 출력에 대한 효율이 소정의 허용범위내가 되도록 상기 목표동력 또는 상기 목표동작점을 설정하는 수단인 것으로 할 수도 있다. 이렇게 하면, 내연기관의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 목표동력 설정수단은, 상기 내연기관의 출력에 대한 효율의 특성으로서 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 특성에 의거하여 상기 목표동력 또는 상기 목표동작점을 설정하는 수단으로 할 수도 있다. 이렇게 하면, 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화를 보다 적절하게 할 수 있다.

내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 특성에 의거하여 목표동력을 설정하는 태양의 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 목표동력 설정수단은, 상기 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 정도가 작은 출력범위내에서 내연기관이 운전되도록 상기 목표동력 또는 상기 목표동작점을 설정하는 수단으로 할 수도 있다. 이렇게 하면, 내연기관의 연비를 안정시킬 수 있다.

또한, 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 특성에 의거하여 목표동력을 설정하는 태양의 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 목표동력 설정수단은, 상기 요구동력에 의거하여 설정되는 목표동력 또는 설정되는 목표동작점에 대응하는 동력이, 상기 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 정도가 큰 출력범위내가 될 때에는, 상기 요구동력에 관계없이 상기 목표동력으로서 소정의 동력 또는 소정의 동작점을 설정하는 수단으로 할 수도 있다. 이렇게 하면, 요구동력에 관계없이 내연기관의 연비를 보다 안정화시킬 수 있다. 또한, 보조기의 운전요구와 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 특성에 의거하여 목표동력을 설정하는 태양의 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 목표동력 설정수단은, 상기 요구동력 및 상기 보조기의 운전요구에 의거하여 설정되는 목표동력 또는 설정되는 목표동작점에 대응하는 동력이, 상기 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 정도가 큰 출력범위내가 될 때에는, 상기 요구동력 및 상기 보조기의 운전요구에 관계없이 소정의 동력 또는 소정의 동작점을 설정하는 수단으로 할 수도 있다. 이렇게 하면, 요구동력이나 보조기의 운전요구에 관계없이 내연기관의 연비를 보다 안정시킬 수 있다. 소정의 동력 또는 소정의 동작점을 설정하는 태양의 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 소정의 동력 또는 상기 소정의 동작점은, 상기 내연기관의 효율이 소정의 고효율이 될 때의 동력 또는 동작점인 것으로 할 수 있다. 이렇게 하면, 내연기관의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

동력 입출력 소비수단으로서 보조기와 보조기 제어수단을 가지는 태양의 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 보조기는, 상기 내연기관으로부터의 동력의 적어도 일부를 전력변환하여 얻어지는 전력을 입력할 수 있는 2차전지를 포함하고, 상기 보조기 제어수단은, 상기 2차전지의 전력의 입출력을 제어하는 수단을 포함하는 것으로 할 수도 있다. 이 태양이면서 목표동력 설정수단이 보조기의 운전요구에 의거하여 목표동력을 설정하는 태양의 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 보조기의 운전요구는, 상기 2차전지의 충전요구를 포함하는 것으로 할 수도 있다. 이 태양의 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 2차전지의 충전상태를 검출하는 충전상태 검출수단을 구비하고, 상기 2차전지의 충전요구는, 상기 검출된 2차전지의 충전상태에 의거하여 수행되는 요구인 것으로 할 수도 있다.

또한, 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 내연기관으로부터의 동력의 일부를 상기 구동축에 전달함과 동시에 잔여의 동력을 전력으로 변환하여 상기 동력 입출력 소비수단에 공급할 수 있는 동력전달 변환수단을 구비하는 것으로 할 수도 있다. 이 태양의 본 발명의 자동차에 있어서, 상기 동력전달 변환수단은, 상기 내연기관으로부터의 동력의 입력에 의해 발전되는 발전기와, 상기 내연기관의 출력축에 접속된 제 1 축과 상기 발전기의 회전축에 접속된 제 2 축과 제 3 축의 3축을 가지고, 상기 3축중 어느 2축의 동력의 입출력에 의해 잔여의 1축에 입출력되는 동력이 결정되는 3축식 동력 입출력 기구를 구비하는 수단이고, 상기 제 3 축에 동력을 직접 출력할 수 있는 전동기를 구비하는 것으로 할 수도 있다.

(발명의 실시형태)

다음에, 본 발명의 실시형태를 실시예를 사용하여 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일실시예인 하이브리드 자동차 (20) 의 구성의 개략을 나타내는 구성도이다. 실시예의 하이브리드 자동차 (20) 는, 도시하는 바와 같이, 엔진 (22) 과, 엔진 (22) 의 출력축으로서의 크랭크샤프트 (26) 에 댐퍼 (28) 를 통하여 접속된 3축식의 동력 입출력기구 (30) 와, 동력 입출력기구 (30) 에 접속된 발전가능한 모터 (MG1) 와, 동일하게 동력 입출력기구 (30) 에 접속된 모터 (MG2) 와, 모터 (MG1) 및 모터 (MG2) 와의 사이에서 전력을 주고받는 보조기로서의 배터리 (50) 와, 차량의 구동계 전체를 제어하는 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 을 구비한다.

엔진 (22) 은 가솔린 또는 경유 등의 탄화수소계의 연료에 의해 동력을 출력하는 내연기관으로, 엔진 (22) 의 운전상태를 검출하는 각종 센서로부터 신호를 입력하는 엔진용 전자제어유닛 (이하, 엔진 ECU 라 함 : 24) 에 의해 연료분사제어나 점화제어, 흡입공기량 조절제어 등의 운전제어를 받고 있다. 엔진 ECU (24) 는 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 과 통신하고 있고, 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 으로부터의 제어신호에 의해 엔진 (22) 을 운전제어함과 동시에, 필요에 따라 엔진 (22) 의 운전상태에 관한 데이터를 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 에 출력한다.

동력 입출력기구 (30) 는, 외치 치차의 선기어 (31) 와, 이 선기어 (31) 와 동심원상에 배치된 내치 치차의 링기어 (32) 와, 선기어 (31) 에 맞물림과 동시에 링기어 (32) 에 맞물리는 복수의 피니언기어 (33) 와, 복수의 피니언기어 (33) 를 자전하면서 공전자유롭게 지지하는 캐리어 (34) 를 구비하고, 선기어 (31) 와 링기어 (32) 와 캐리어 (34) 를 회전요소로 하여 차동작용을 수행하는 유성치차기구로서 구성되어 있다. 도 2 에 선기어 (31) 의 회전수 (Ns) 와 캐리어 (34) 의 회전수 (Nc) 와 링기어 (32) 의 회전수 (Nr) 의 관계를 나타낸다. 도 2 에는, 캐리어 (34) 에 토오크 (Tc) 가 입력되었을 때에 선기어 (31) 와 링기어 (32) 에 분배되어 출력되는 토오크 (Tcs, Tcr) 도 나타내고 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 캐리어 (34) 의 회전수 (Nc) 는, 유성치차기구로서의 동력 입출력기구 (30) 의 기어비를 ρ (선기어 잇수/링기어 잇수) 로 하면, 선기어 (31) 의 회전수 (Ns) 와 링기어 (32) 의 회전수 (Nr) 를 사용하여 다음의 식 (1) 에 의해 나타낼 수 있다.

Nc = Ns ×ρ/ ( 1 + ρ) + Nr ×1 / ( 1 + ρ) (1)

또한, 캐리어 (34) 에 토오크 (Tc) 가 입력되었을 때에 선기어 (31) 와 링기어 (32) 에 각각 출력되는 토오크 (Tcs, Tcr) 는, 기어비 ρ를 사용하여 다음의 식 (2), (3) 에 의해 나타낼 수 있다.

Tcs = Tc ×ρ/ ( 1 + ρ) (2)

Tcr = Tc ×1 /( 1 + ρ) = Tcs / ρ (3)

동력 입출력기구 (30) 는, 캐리어 (34) 에는 엔진 (22) 의 크랭크샤프트 (26) 가, 선기어 (31) 에는 모터 (MG1) 가, 링기어 (32) 에는 모터 (MG2) 가 각각 연결되어 있기 때문에, 모터 (MG1) 가 발전기로서 기능할 때에는 캐리어 (34) 로부터 입력되는 엔진 (22) 으로부터의 동력을 선기어 (31) 측과 링기어 (32) 측에 그 기어비 ρ 에 따라 분배하고, 모터 (MG1) 가 전동기로서 기능할 때에는 캐리어 (34) 로부터 입력되는 엔진 (22) 으로부터의 동력과 선기어 (31) 로부터 입력되는 모터 (MG1) 로부터의 동력을 통합하여 링기어 (32) 에 출력한다. 또한, 링기어 (32) 는, 벨트 (36), 기어기구 (37), 차동기어 (38) 를 통하여 차량의 구동륜 (39a, 39b) 에 기계적으로 접속되어 있기 때문에, 링기어 (32) 에 출력된 동력은, 벨트 (36), 기어기구 (37), 차동기어 (38) 를 통하여 구동륜 (39a, 39b) 에 출력되게 된다. 한편, 구동계로서 볼때의 동력 입출력기구 (30) 에 접속되는 3축은, 캐리어 (34) 에 접속된 엔진 (22) 의 출력축인 크랭크샤프트 (26), 선기어 (31) 에 접속되어 모터 (MG1) 의 회전축이 되는 선기어축 (31a) 및 링기어 (32) 에 접속됨과 동시에 구동륜 (39a, 39b) 에 기계적으로 접속된 구동축으로서의 링기어축 (32a) 이 된다.

모터 (MG1) 및 모터 (MG2) 는, 모두 발전기로서 구동할 수 있음과 동시에, 전동기로서 구동할 수 있는 주지의 동기 발전 전동기로서 구성되어 있고, 인버터 (41, 42) 를 통하여 배터리 (50) 와 전력을 주고받는다. 인버터 (41, 42) 와 배터리 (50) 를 접속하는 전력라인 (54) 은, 각 인버터 (41, 42) 가 공용하는 양극모선 및 음극모선으로서 구성되어 있고, 모터 (MG1, MG2) 의 한쪽에서 발전되는 전력을 다른 모터에서 소비할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 배터리 (50) 는 모터 (MG1, MG2) 로부터 생긴 전력이나 부족한 전력에 의해 충방전되게 된다. 한편, 모터 (MG1) 와 모터 (MG2) 에 의해 전력수지의 밸런스를 취하는 것으로 하면, 배터리 (50) 는 충방전되지 않는다. 모터 (MG1, MG2) 는, 모두 모터용 전자제어유닛 (이하, 모터 ECU 라 함 : 40) 에 의해 구동제어되고 있다. 모터 ECU (40) 에는, 모터 (MG1, MG2) 를 구동제어하기 위해 필요한 신호, 예컨대 모터 (MG1, MG2) 의 회전자의 회전위치를 검출하는 회전위치 검출센서 (43, 44) 로부터의 신호나 도시하지 않은 전류센서에 의해 검출되는 모터 (MG1, MG2) 에 인가되는 상 (相) 전류 등이 입력되고 있고, 모터 ECU (40) 로부터는, 인버터 (41, 42) 로의 스위칭 제어신호가 출력되고 있다. 모터 ECU (40) 는, 회전위치 검출센서 (43, 44) 로부터 입력한 신호에 의거하여 도시하지 않은 회전수 산출 루틴에 의해 모터 (MG1, MG2) 의 회전자의 회전수 (Nm1, Nm2) 를 계산하고 있다. 이 회전수 (Nm1, Nm2) 는, 모터 (MG1) 가 선기어 (31) 에 접속되어 있음과 동시에 모터 (MG2) 가 링기어 (32) 에 접속되어 있기 때문에, 선기어축 (31a) 이나 링기어축 (32a) 의 회전수 (Ns, Nr) 가 된다. 모터 ECU (40) 는, 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 과 통신하고 있고, 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 으로부터의 제어신호에 의해 모터 (MG1, MG2) 를 구동제어함과 동시에 필요에 따라 모터 (MG1, MG2) 의 운전상태에 관한 데이터를 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 에 출력한다.

배터리 (50) 는 배터리용 전자제어유닛 (이하, 배터리 ECU 라 함 : 52) 에 의해 관리되고 있다. 배터리 ECU (52) 에는, 배터리 (50) 를 관리하는데 필요한 신호, 예컨대 배터리 (50) 의 단자간에 설치된 도시하지 않은 전압센서로부터의 단자간 전압, 배터리 (50) 의 출력단자에 접속된 전력라인 (54) 에 부착된 도시하지 않은 전류센서로부터의 충방전 전류, 배터리 (50) 에 부착된 도시하지 않은 온도센서로부터의 전지온도 등이 입력되고 있고, 필요에 따라 배터리 (50) 의 상태에 관한 데이터를 통신에 의해 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 에 출력한다. 한편, 배터리 ECU (52) 에서는, 배터리 (50) 를 관리하기 위해서 전류센서에 의해 검출된 충방전 전류의 적산치나 전압센서에 의해 검출된 단자간 전압에 의거하여 잔용량 (SOC) 도 연산하고 있다.

하이브리드용 전자제어유닛 (70) 은, CPU (72) 를 중심으로 하는 마이크로프로세서로서 구성되어 있고, CPU (72) 외에 처리프로그램을 기억하는 ROM (74) 과, 데이터를 일시적으로 기억하는 RAM (76) 과, 도시하지 않은 입출력포트 및 통신포트를 구비한다. 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 에는, 점화 스위치 (80) 로부터의 점화신호, 시프트레버 (81) 의 조작위치를 검출하는 시프트 포지션 센서 (82) 로부터의 시프트 포지션 (SP), 액셀페달 (83) 의 밟는 양에 대응한 액셀 개도 (Adrv) 를 검출하는 액셀페달 포지션 센서 (84) 로부터의 액셀 개도 (Adrv), 브레이크페달 (85) 의 밟는 양을 검출하는 브레이크페달 포지션 센서 (86) 로부터의 브레이크페달 포지션 (BP), 차속센서 (88) 로부터의 차속 (V) 등이 입력포트를 통하여 입력되고 있다. 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 은, 전술한 바와 같이, 엔진 ECU (24) 나 모터 ECU (40), 배터리 ECU (52) 와 통신포트를 통하여 접속되고 있고, 엔진 ECU (24) 나 모터 ECU (40), 배터리 ECU (52) 와 각종 제어신호나 데이터를 주고 받는다.

이렇게 구성된 실시예의 하이브리드 자동차 (20) 는, 운전자에 의한 액셀페달 (83) 의 밟는 양에 대응하는 액셀 개도 (Adrv) 와 차속 (V) 에 의거하여 구동축으로서의 링기어축 (32a) 에 출력해야 할 요구토오크를 계산하고, 이 요구토오크에 대응하는 요구동력이 링기어축 (32a) 에 출력되도록, 엔진 (22) 과 모터 (MG1) 와 모터 (MG2) 가 운전제어된다. 엔진 (22) 과 모터 (MG1) 와 모터 (MG2) 의 운전제어로서는, 요구동력에 상응하는 동력이 엔진 (22) 으로부터 출력되도록 엔진 (22) 을 운전제어함과 동시에, 엔진 (22) 으로부터 출력되는 동력의 모두가 동력 입출력기구 (30) 와 모터 (MG1) 와 모터 (MG2) 에 의해 토오크변환되어 링기어축 (32a) 에 출력되도록 모터 (MG1) 및 모터 (MG2) 를 구동제어하는 통상 운전모드나, 배터리 (50) 의 잔용량 (SOC) 이 값 S1 미만일 때에 요구동력과 배터리 (50) 의 충전에 필요한 전력과의 합에 상응하는 동력이 엔진 (22) 으로부터 출력되도록 엔진 (22) 을 운전제어함과 동시에, 배터리 (50) 의 충전을 수반하여 엔진 (22) 으로부터 출력되는 동력이 동력 입출력기구 (30) 와 모터 (MG1) 와 모터 (MG2) 에 의한 토오크변환을 수반하여 링기어축 (32a) 에 출력되도록 모터 (MG1) 및 모터 (MG2) 를 구동제어하는 충전 운전모드, 배터리 (50) 의 잔용량 (SOC) 이 값 Sh 이상일 때에 요구동력에 배터리 (50) 의 방전전력과의 차에 상응하는 동력이 엔진 (22) 으로부터 출력되도록 엔진 (22) 을 운전제어함과 동시에, 배터리 (50) 의 방전을 수반하여 엔진 (22) 으로부터 출력되는 동력이 동력 입출력기구 (30) 와 모터 (MG1) 와 모터 (MG2) 에 의한 토오크 변환을 수반하여 요구동력이 링기어축 (32a) 에 출력되도록 모터 (MG1) 및 모터 (MG2) 를 구동제어하는 방전 운전모드, 차속이 비교적 저속일 때에 엔진 (22) 의 운전을 정지하여 모터 (MG2) 로부터의 요구동력에 상응하는 동력을 링기어축 (32a) 에 출력하도록 운전제어하는 모터 운전모드 등이 있다.

다음에, 실시예의 하이브리드 자동차 (20) 의 동작에 대해서 설명한다. 도 3 은 실시예의 하이브리드용 전자제어유닛 (70) 에 의해 실행되는 운전제어루틴의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 이 루틴은, 예컨대 전술한 운전모드로서 통상 운전모드나 충전 운전모드가 설정되어 있을 때에 소정시간마다 (예컨대, 20 msec 마다) 반복하여 실행된다.

운전제어루틴이 실행되면, 하이브리드 전자제어유닛 (70) 의 CPU (72) 는 우선, 액셀페달 포지션 센서 (84) 로부터의 액셀 개도 (Adrv) 나 차속센서 (88) 로부터의 차속 (V), 배터리 ECU (52) 에 의해 연산되어 통신에 의해 입력된 배터리 (50) 의 잔용량 (SOC), 모터 ECU (40) 에 의해 연산되어 통신에 의해 입력된 선기어축 (31a) 및 링기어축 (32a) 의 회전수 (Ns, Nr) 등을 판독하는 처리를 행하고 (스텝 S100), 판독한 액셀 개도 (Adrv) 와 차속 (V) 에 의거하여 구동축으로서의 링기어축 (32a) 의 요구토오크 (Tr*) 를 설정하는 처리를 행한다 (스텝 S102). 이 처리는, 실시예에서는, 액셀 개도 (Adrv) 와 차속 (V) 과 요구토오크 (Tr*) 의 관계를 미리 구하여 요구토오크 설정맵으로서 ROM (74) 에 기억해두고, 액셀 개도 (Adrv) 와 차속 (V) 이 주어지면 요구토오크 설정맵으로부터 대응하는 요구토오크 (Tr*) 가 도출되는 것으로 하였다. 이 맵의 일례를 도 4 에 나타낸다.

요구토오크 (Tr*) 가 설정되면, 설정된 요구토오크 (Tr*) 에 링기어축 (32a) 의 회전수 (Nr) 를 곱하여 구동축 (링기어축 (32a)) 의 요구파워 (Pr*) 를 설정함과 동시에 (스텝 S104), 판독한 배터리 (50) 의 잔용량 (SOC) 에 의거하여 배터리 충전전력 (Pbi) 을 설정하고 (스텝 S106), 설정된 요구파워 (Pr*) 와 배터리 충전전력 (Pbi) 을 가산하여 엔진목표파워 (Pe*) 를 설정한다 (스텝 S108).

엔진목표파워 (Pe*) 가 설정되면, 엔진목표파워 (Pe*) 가 소정의 하한치 (Plow) 미만인지 여부를 판정하고 (스텝 S110), 엔진목표파워 (Pe*) 가 하한치 (Plow) 미만인 것으로 판정되었을 때에는 스텝 S106, S108 에서 설정된 엔진목표파워 (Pe*) 와 배터리 충전전력 (Pbi) 을 변경설정하는 처리를 수행한다 (스텝 S112). 구체적으로는, 엔진목표파워 (Pe*) 를 하한치 (Plow) 로 변경설정함과 동시에, 배터리 충전전력 (Pbi) 을 하한치 (Plow) 로 요구파워 (Pr*) 를 뺀 값으로 변경설정한다. 실시예에서는, 엔진목표파워 (Pe*) 와 배터리 충전전력 (Pbi) 의 설정이나 변경설정을 스텝 S106 내지 S112 에 의한 계산처리에 의해 수행하는 것으로 하였지만, 스텝 S106 내지 S112 의 계산처리 대신에 맵을 사용하는 것으로 해도 된다. 구체적으로는, 엔진목표파워 (Pe*) 를, 구동축의 요구파워 (Pr*) 와 배터리 (50) 의 잔용량 (SOC) 과 엔진목표파워 (Pe*) 와의 관계를 미리 구하여 엔진목표파워 설정맵으로서 ROM (74) 에 기억해두고, 요구파워 (Pr*) 와 잔용량 (SOC) 이 주어지면 엔진목표파워 설정맵으로부터 대응하는 엔진목표파워 (Pe*) 를 도출함으로써 설정한다. 배터리 충전전력 (Pbi) 은, 도출된 엔진목표파워 (Pe*) 로 구동축의 요구파워 (Pr*) 를 뺀 값으로 하여 설정하면 된다. 엔진목표파워 설정맵의 일례를 도 5 에 나타낸다. 도 5 에는 엔진출력과 엔진효율의 관계도 아울러 나타내었다. 여기서, 엔진효율은, 엔진 (22) 이 가장 효율이 높아지는 동작점 (토오크와 회전수로부터 정해지는 동작점) 에서 운전되는 것을 전제로 했을 때의 엔진출력에 대한 엔진효율로서 나타내었다. 스텝 S110 이나 도 5 에서의 엔진목표파워 (Pe*) 의 하한치 (Plow) 로는, 엔진효율이 가장 좋은 최적효율일 때의 출력치가 설정되어 있다. 이것은, 엔진 (22) 을 하한치 (Plow) 미만의 출력범위에서 운전하면 엔진효율 (연비) 이 저하함과 동시에 엔진 (22) 의 출력변화에 대한 효율변화의 정도도 크기 때문에 효율 (연비) 도 불안정해지는 것에 의거하고 있다. 따라서, 엔진목표파워 (Pe*) 로서 하한치 (Plow) 이상의 값을 설정함으로써, 연비를 향상시킬 수 있음과 동시에 연비를 안정시킬 수 있기 때문이다. 한편, 엔진목표파워 (Pe*) 를 하한치 (Plow) 로 설정함으로써 생길 수 있는 엔진 (22) 으로부터의 과잉 동력은, 모터 (MG1) 에 의해 전력변환되어 배터리 (50) 에 충전되게 된다. 운전모드로서 통상 운전모드가 설정되어 있을 때에도 배터리 (50) 에의 충전이 행해질 수 있지만, 통상 운전모드에서는 배터리 (50) 의 잔용량 (SOC) 이 값 Sl 과 값 Sh 사이에 있어 배터리 (50) 의 과충전을 수반하는 것이 아니기 때문에, 충전을 허용해도 상관없다.

엔진목표파워 (Pe*) 가 설정되면, 목표파워 (Pe*) 에서 엔진 (22) 이 가장 효율적으로 운전할 수 있는 운전포인트 (토오크와 회전수로부터 정해지는 운전포인트) 로서 목표토오크 (Te*) 와 목표회전수 (Ne*) 를 설정한다 (스텝 S114). 그리고, 동력 입출력기구 (30) 의 기어비 ρ 와 엔진 (22) 의 목표회전수 (Ne*) (캐리어 (34) 의 회전수 (Nc)) 와 링기어축 (32a) 의 회전수 (Nr) 로부터 모터 (MG1) 의 목표회전수 (Nm1*) 를 계산한다 (스텝 S116). 전술한 바와 같이, 선기어 (31) 의 회전수 (Ns) 와 캐리어 (34) 의 회전수 (Nc) 와 링기어 (32) 의 회전수 (Nr) 는 식 (1) 의 관계를 가지고, 엔진 (22) 의 크랭크샤프트 (23) 는 캐리어 (34) 에 그리고 모터 (MG1) 는 선기어 (31) 에 각각 접속되어 있기 때문에, 캐리어 (34) 의 회전수 (Nc) 에 상당하는 엔진 (22) 의 목표회전수 (Ne*) 와 링기어 (32) 의 회전수 (Nr) 와 기어비 ρ로부터 상기 식 (1) 의 관계를 사용하여 선기어 (31) 의 회전수 (Ns) 를 산출할 수 있고, 이것을 모터 (MG1) 의 목표회전수 (Nm1*) 로 할 수 있다.

모터 (MG1) 의 목표회전수 (Nm1*) 를 설정하면, 유성치차기구로서의 동력 입출력기구 (30) 의 기어비 ρ 에 의거하여 모터 (MG1, MG2) 의 목표토오크 (Tm1*, Tm2*) 를 설정한다 (스텝 S118). 모터 (MG1) 의 목표토오크 (Tml*) 는, 도 2 의 토오크의 관계에 나타내는 바와 같이, 엔진 (22) 의 목표토오크 (Te*) 가 토오크 (Tc) 로서 캐리어 (34) 에 입력되었을 때에 선기어 (31) 에 분배되는 토오크 (Tcs) 에 어울리도록 설정하면 된다. 즉, 모터 (MG1) 의 목표토오크 (Tm1*) 는, 토오크 (Tcs) 에 양극을 바꿔넣은 것으로서 다음의 식 (4) 에 의해 계산하면 된다. 한편, 모터 (MG2) 의 목표토오크 (Tm2*) 는, 엔진 (22) 으로부터 직접 분배되는 토오크 (Tcr (=Tcs/ρ)) 를 고려하면서 스텝 S102 에서 설정된 요구토오크 (Tr*) 가 링기어 (32) 에 출력되도록 다음의 식 (5) 에 의해 계산하면 된다.

Tm1* = -Te* ×ρ/ (1 + ρ) (4)

Tm2* = Tr* - Te* ×1 / (1 + ρ) (5)

이렇게 하여, 엔진목표파워 (Pe*) 나 목표토오크 (Te*) 와, 모터 (MG1) 의 목표토오크 (Tm1*) 나 목표회전수 (Nm1*) 와, 모터 (MG2) 의 목표토오크 (Tm2*) 가 각각 설정되면, 엔진 (22) 이 목표토오크 (Te*) 를 출력하도록 엔진 ECU (24) 에 지시함과 동시에, 모터 (MG1) 가 목표토오크 (Tm1*) 및 목표회전수 (Nm1*) 에서 구동하도록 그리고 모터 (MG2) 가 목표토오크 (Tm2*) 로 구동하도록 모터 ECU (40) 에 지시하여 (스텝 S120), 본 루틴을 종료한다. 이 지시를 받은 엔진 ECU (24) 는, 엔진 (22) 이 목표토오크 (Te*) 에 상응하는 토오크를 출력하도록 엔진 (22) 을 운전제어하고, 지시를 받은 모터 ECU (40) 는, 모터 (MG1) 가 목표토오크 (Tm1*) 를 출력하면서 목표회전수 (Nm1*) 에서 회전하도록 모터 (MG1) 의 회전수를 제어함과 동시에, 모터 (MG2) 가 목표토오크 (Tm2*) 에 상응하는 토오크를 출력하도록 모터 (MG2) 를 구동제어한다.

이상 설명한 실시예의 하이브리드 자동차 (20) 에 의하면, 엔진목표파워 (Pe*) 에 하한치 (Plow) 를 설정하고, 엔진 (22) 의 출력에 대한 효율이 나쁘고 엔진 (22) 의 출력변화에 대한 효율변화가 심한 저출력범위내에서는 엔진 (22) 을 운전하지 않도록 했기 때문에, 엔진 (22) 의 효율의 향상을 도모함과 동시에, 효율의 안정화를 도모할 수 있다. 이 결과, 엔진 (22), 나아가서는 하이브리드 자동차의 연비를 보다 향상시킬 수 있음과 동시에, 연비를 보다 안정시킬 수 있다. 더구나, 하한치 (Plow) 는, 엔진 (22) 의 출력에 대한 효율이 최적효율이 될 때의 값을 설정했기 때문에, 엔진 (22) (하이브리드 자동차 (20)) 의 연비를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 엔진목표파워 (Pe*) 에 하한치 (Plow) 를 설정함으로써 생길 수 있는 여잉분의 동력을 사용하여 배터리 (50) 를 충전시킬 수 있다.

실시예의 하이브리드 자동차 (20) 에서는, 운전모드가 충전 운전모드이거나 통상 운전모드일 때에 도 3 의 운전제어루틴을 실행하는 것으로 하였지만, 통상 운전모드일 때에는 실행하지 않는 것으로 해도 된다.

실시예의 하이브리드 자동차 (20) 에서는, 엔진목표파워 (Pe*) 의 하한치 (Plow) 로서 엔진 (22) 의 출력에 대한 효율이 최적효율이 될 때의 엔진 (22) 의 출력치를 설정하는 것으로 하였지만, 엔진 (22) 의 출력변화에 대한 효율변화의 정도가 소정치보다도 작은 출력치로 운전되도록 하한치 (Plow) 를 설정하는 것으로 하거나, 엔진 (22) 의 출력에 대한 효율이 소정치보다도 큰 출력치로 운전되도록 하한치 (Plow) 를 설정하는 것으로 해도 상관없다.

실시예의 하이브리드 자동차 (20) 에서는, 요구파워 (Pr*) 에, 보조기로서의 배터리 (50) 의 충전요구 (잔용량 : SOC) 를 고려하여 엔진목표파워 (Pe*) 를 설정하는 것으로 하였지만, 엔진 (22) 으로부터의 동력을 직접적 또는 간접적으로 사용하여 운전하는 그외의 보조기의 운전요구, 예컨대, 공기조절장치의 컴프레서 등의 구동요구 등도 고려하여 엔진목표파워 (Pe*) 를 설정하는 것으로 해도 상관없다.

실시예의 하이브리드 자동차 (20) 에서는, 요구파워 (Pr*) 에 의거하여 설정된 엔진목표파워 (Pe*) 와 잔용량 (SOC) 에 의거하여 설정된 배터리 충전전력 (Pbi) 과의 합이, 하한치 (Plow) 미만일 때에는 배터리 충전전력 (Pbi) 에 관계없이 엔진목표파워 (Pe*) 를 하한치 (Plow) 로 변경하고, 하한치 (Plow) 이상일 때에는 엔진목표파워 (Pe*) 를 변경하지 않는 것으로 하였지만, 요구파워 (Pr*) 에 의거하여 설정된 엔진목표파워 (Pe*) 가, 하한치 (Plow) 미만일 때에는 잔용량 (SOC) 에 관계없이 하한치 (Plow) 로 변경하고, 하한치 (Plow) 이상일 때에는 그 엔진목표파워 (Pe*) 에 잔용량 (SOC) 에 의거하여 설정된 배터리 충전전력 (Pbi) 을 가산하여 엔진목표파워 (Pe*) 를 변경하는 것으로 해도 상관없다.

실시예의 하이브리드 자동차 (20) 에서는, 엔진목표파워 (Pe*) 를 설정하고나서 엔진 (22) 이 효율적으로 운전할 수 있는 목표동작점 (엔진목표토오크 (Te*), 엔진목표회전수 (Ne*)) 을 설정하는 것으로 하였지만, 엔진목표파워 (Pe*) 를 설정하지 않고 목표동작점을 직접 설정하는 것으로 해도 상관없다.

실시예의 하이브리드 자동차 (20) 에서는, 엔진 (22) 과, 엔진 (22) 의 출력축 (크랭크샤프트 (26)) 에 접속된 3축식 동력 입출력기구 (30) 와, 동력 입출력기구 (30) 에 접속된 발전가능한 모터 (MG1) 와, 동력 입출력기구 (30) 와 구동륜 (39a, 39b) 에 접속된 구동축 (링기어축 (32a)) 에 접속된 모터 (MG2) 를 구비하는 하이브리드 자동차로서 구성하였지만, 내연기관으로부터의 동력과 전동기로부터의 동력에 의해 주행할 수 있고, 내연기관으로부터의 동력의 적어도 일부를 직접적 또는 간접적으로 사용하여 운전할 수 있는 보조기 (2차전지를 포함) 를 구비하는 하이브리드 자동차라면 어떠한 하이브리드 자동차에도 적용할 수 있다. 예컨대, 엔진과, 엔진의 출력축에 접속된 3축식 동력 입출력기구와, 동력 입출력기구에 접속된 발전가능한 모터와, 동력 입출력기구와 구동륜에 접속된 구동축과에 접속된 변속기 (무단변속기 등) 를 구비하는 하이브리드 자동차나, 도 6 에 예시하는 바와 같이, 엔진 (122) 과, 엔진 (122) 의 출력축에 접속된 인너 로우터 (192) 와 구동륜 (139a, 139b) 에 접속된 구동축 (198) 에 부착된 아우터 로우터 (194) 와를 가지고 인너 로우터 (192) 와 아우터 로우터 (194) 와의 전자적인 작용에 의해 상대적으로 회전하는 모터 (190) 와, 구동축 (198) 에 직접 동력이 출력가능하게 구동축 (198) 에 기계적으로 접속된 모터 (196) 를 구비하는 하이브리드 자동차 (120), 도 7 에 예시하는 바와 같이, 엔진 (222) 과, 엔진 (222) 의 출력축과 클러치 (292) 를 통하여 접속된 모터 (290) 와, 모터 (290) 의 회전축과 구동륜 (239a, 239b) 에 접속된 구동축과에 접속된 변속기 (무단변속기 등) 를 구비하는 하이브리드 자동차 (220) 등에 적용하는 것으로 해도 된다. 또한, 엔진으로부터의 동력과 구동축에 요구되는 동력과의 편차의 동력을 입출력 또는 소비할 수 있는 것을 구비하는 것이라면, 하이브리드 자동차 이외의 자동차에 적용하는 것도 가능하다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 실시예를 사용하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위내에서 여러 가지 형태로 실시할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 하이브리드 자동차에 의하면, 엔진목표파워에 하한치를 설정하고, 엔진의 출력에 대한 효율이 나쁘고 엔진의 출력변화에 대한 효율변화가 심한 저출력범위내에서는 엔진을 운전하지 않도록 했기 때문에, 엔진의 효율의 향상을 도모함과 동시에, 효율의 안정화를 도모할 수 있다. 이 결과, 엔진, 나아가서는 하이브리드 자동차의 연비를 보다 향상시킬 수 있음과 동시에, 연비를 보다 안정시킬 수 있다. 더구나, 하한치는, 엔진의 출력에 대한 효율이 최적효율이 될 때의 값을 설정했기 때문에, 엔진 (하이브리드 자동차) 의 연비를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 엔진목표파워에 하한치를 설정함으로써 생길 수 있는 여잉분의 동력을 사용하여 배터리를 충전시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예인 하이브리드 자동차 (20) 의 구성의 개략을 나타내는 구성도이다.

도 2 는 선기어축 (31a) 의 회전수 (Ns) 와 링기어축 (32a) 의 회전수 (Nr) 와 캐리어 (34) 의 회전수 (Nc) 의 관계를 나타내는 도면이다.

도 3 은 실시예의 하이브리드 자동차 (20) 의 하이브리드 전자제어유닛 (70) 에 의해 실행되는 운전제어루틴의 일례를 나타내는 플로우차트이다.

도 4 는 액셀 개도 (Adrv) 와 차속 (V) 과 구동축의 요구토오크 (Tr*) 의 관계를 나타내는 맵이다.

도 5 는 구동축의 요구파워 (Pr*) 와 배터리 (50) 의 잔용량 (SOC) 과 엔진목표파워 (Pe*) 의 관계를 나타내는 맵이다.

도 6 은 변형예의 하이브리드 자동차 (120) 의 구성의 개략을 나타내는 구성도이다.

도 7 은 변형예의 하이브리드 자동차 (220) 의 구성의 개략을 나타내는 구성도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

20, 120, 220 : 하이브리드 자동차 22, 122, 222 : 엔진

23 : 크랭크 샤프트 24 : 엔진 ECU

25 : 댐퍼 30 : 동력 입출력기구

31 : 선기어 31a : 선기어축

32 : 링기어 32a : 링기어축

33 : 피니언기어 34 : 캐리어

36 : 벨트 37 : 기어기구

39a, 39b, 139a, 139b, 239a, 239b : 구동륜

40 : 모터용 전자제어유닛 (모터 ECU) 41, 42 : 인버터

43, 44 : 회전수 센서 50, 150, 250 : 배터리

52 : 배터리용 전자제어유닛 (배터리 ECU) 54 : 전력라인

70 : 하이브리드용 전자제어유닛 72 : CPU

74 : ROM 76 : RAM

81 : 시프트레버 82 : 시프트 포지션 센서

83 : 액셀페달 84 : 액셀페달 포지션 센서

85 : 브레이크페달 86 : 브레이크페달 포지션 센서

88 : 차속 센서 MG1, MG2 : 모터

190, 290 : 모터 192 : 인너 로우터

194 : 아우터 로우터 196 : 모터

198 : 구동축 292 : 클러치

294 : 변속기

Claims

구동축에 동력의 출력이 가능한 내연기관을 구비하는 자동차로서,

상기 구동축에 요구되는 요구동력과 상기 내연기관의 출력에 대한 효율의 특성에 의거하여 상기 내연기관이 출력해야 할 목표동력 또는 목표동작점을 설정하는 목표동력 설정수단과,

상기 설정된 목표동력 또는 목표동작점에서 상기 내연기관이 운전되도록 내연기관을 운전제어하는 운전제어수단과,

상기 목표동력 또는 상기 목표동작점에 대응하는 동력과 상기 요구동력과의 차의 동력을 입력 또는 출력 또는 소비하는 동력 입출력 소비수단을 구비하는 자동차.
제 1 항에 있어서,

상기 동력 입출력 소비수단은, 상기 내연기관으로부터의 동력의 적어도 일부를 직접적 또는 간접적으로 사용하여 운전하는 보조기와, 이 보조기를 운전제어하는 보조기 제어수단을 가지는 수단인 것을 특징으로 하는 자동차.
제 2 항에 있어서,

상기 목표동력 설정수단은, 또한 상기 보조기의 운전요구에 의거하여 상기 목표동력 또는 상기 목표동작점을 설정하는 수단인 것을 특징으로 하는 자동차.
제 1 항 ∼ 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 목표동력 설정수단은, 상기 내연기관의 출력에 대한 효율이 소정의 허용범위내가 되도록 상기 목표동력 또는 상기 목표동작점을 설정하는 수단인 것을 특징으로 하는 자동차.
제 1 항 ∼ 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 목표동력 설정수단은, 상기 내연기관의 출력에 대한 효율의 특성으로서 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 특성에 의거하여 상기 목표동력 또는 상기 목표동작점을 설정하는 수단인 것을 특징으로 하는 자동차.
제 5 항에 있어서,

상기 목표동력 설정수단은, 상기 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 정도가 작은 출력범위내에서 내연기관이 운전되도록 상기 목표동력 또는 상기 목표동작점을 설정하는 수단인 것을 특징으로 하는 자동차.
제 5 항에 있어서,

상기 목표동력 설정수단은, 상기 요구동력에 의거하여 설정되는 목표동력 또는 설정되는 목표동작점에 대응하는 동력이, 상기 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 정도가 큰 출력범위내가 될 때에는, 상기 요구동력에 관계없이 소정의 동력 또는 소정의 동작점을 설정하는 수단인 것을 특징으로 하는 자동차.
제 3 항에 있어서,

상기 목표동력 설정수단은, 상기 요구동력 및 상기 보조기의 운전요구에 의거하여 설정되는 목표동력 또는 설정되는 목표동작점에 대응하는 동력이, 상기 내연기관의 출력변화에 대한 효율변화의 정도가 큰 출력범위내가 될 때에는, 상기 요구동력 및 상기 보조기의 운전요구에 관계없이 소정의 동력 또는 소정의 동작점을 설정하는 수단인 것을 특징으로 하는 자동차.
제 7 항에 있어서,

상기 소정의 동력 또는 상기 소정의 동작점은, 상기 내연기관의 효율이 소정의 고효율이 될 때의 동력 또는 동작점인 것을 특징으로 하는 자동차.
제 2 항에 있어서,

상기 보조기는, 상기 내연기관으로부터의 동력의 적어도 일부를 전력변환하여 얻어지는 전력을 입력할 수 있는 2차전지를 포함하고,

상기 보조기 제어수단은, 상기 2차전지의 전력의 입출력을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
제 3 항에 있어서,

상기 보조기의 운전요구는, 상기 2차전지의 충전요구를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
제 11 항에 있어서,

상기 2차전지의 충전상태를 검출하는 충전상태 검출수단을 구비하고,

상기 2차전지의 충전요구는, 상기 검출된 2차전지의 충전상태에 의거하여 수행되는 요구인 것을 특징으로 하는 자동차.
제 1 항 ∼ 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 내연기관으로부터의 동력의 일부를 상기 구동축에 전달함과 동시에 잔여의 동력을 전력으로 변환하여 상기 동력 입출력 소비수단에 공급할 수 있는 동력전달 변환수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차.
제 13 항에 있어서,

상기 동력전달 변환수단은, 상기 내연기관으로부터의 동력의 입력에 의해 발전하는 발전기와, 상기 내연기관의 출력축에 접속된 제 1 축과 상기 발전기의 회전축에 접속된 제 2 축과 제 3 축의 3축을 가지고, 상기 3축중 어느 2축의 동력의 입출력에 의해 잔여의 1축에 입출력되는 동력이 결정되는 3축식 동력 입출력기구를 구비하는 수단이고, 상기 제 3 축에 동력을 직접 출력할 수 있는 전동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차.