JP2000156915A - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラネタリギヤのサンギヤとキャリアとをロ
ックアップクラッチによって締結し、サンギヤ側のエン
ジンの駆動力にリングギヤ側の第２のモータの駆動力を
加算してキャリアから出力するパラレル走行時、エンジ
ンの出力軸とプラネタリギヤのサンギヤとの間に連結し
た第１のモータに対する制御を簡素化し、エンジンの出
力と第２のモータの出力とを効率良く駆動輪側に伝達す
る。 【解決手段】 シリーズ走行モードからパラレル走行モ
ードに移行したとき、モータＡを回転数制御しているモ
ータＡコントローラにトルク０指令を与えてモータＡを
トルク０とし(S301)、アクセルペダル踏み込み量から算
出した車両駆動トルクＴａｌｌをバッテリの残存容量を
考慮してエンジンとモータＢとに分配し、エンジンに対
するトルク指令、モータＢに対するトルク指令を与える
（S302〜S309）ことで、パラレル走行モード時にエンジ
ン及びモータＢの駆動力をモータＡによって妨げること
なく効率良く駆動輪側に伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンと２つの
モータとを併用するハイブリッド車の制御装置に関し、
より詳しくは走行条件に応じてシリーズ走行モードとパ
ラレル走行モードとを切り換え可能なハイブリッド車の
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の車両においては、低公
害、省資源の観点からエンジンとモータとを併用するハ
イブリッド車が開発されており、このハイブリッド車で
は、発電用と動力源用との２つのモータを搭載すること
で動力エネルギーの回収効率向上と走行性能の確保とを
図る技術が多く採用されている。

【０００３】例えば、特開平９−４６８２１号公報に
は、ディファレンシャルギヤ等の差動分配機構による動
力分配機構を用いてエンジンの動力を発電機とモータ
（駆動用モータ）とに分配し、エンジンの動力の一部で
発電しながらモータを駆動して走行するハイブリッド車
が開示されており、また、特開平９−１００８５３号公
報には、プラネタリギヤによってエンジンの動力を発電
機とモータ（駆動用モータ）とに分配するハイブリッド
車が開示されている。

【０００４】しかしながら、上述の各先行技術において
は、低速時の駆動力の大半を駆動用モータに依存するた
め、駆動用に大容量の大型のモータが必要となるばかり
でなく、駆動輪で必要とするトルクに対する増幅機能を
電力に依存するため、バッテリー容量が十分でない場合
にも一定の走行性能を維持することのできる発電容量を
もった発電機が要求されることになり、コスト増の要因
となる。

【０００５】また、車両においてはモータ（発電機）の
回転制御範囲を超えるような出力軸回転数の変化がある
ため、エンジン出力を発電機と駆動用モータとに分配す
るだけでは、駆動輪からの要求駆動力に対し、必ずしも
エンジン及びモータの制御を十分に最適化できるとは限
らない。

【０００６】このため、本出願人は、先に、特願平１０
−４０８０号において、比較的低出力の２つのモータを
用いて駆動力の確保と動力エネルギーの回収効率向上を
達成するとともに、駆動輪からの要求駆動力に対してエ
ンジン及びモータ制御の最適化を実現することができる
ハイブリッド車を提案しており、このハイブリッド車で
は、エンジンの出力軸とシングルピニオン式プラネタリ
ギヤのサンギヤとの間に連結される第１のモータ、上記
プラネタリギヤのリングギヤに連結される第２のモー
タ、上記プラネタリギヤのサンギヤとキャリアとを締結
・解放するロックアップクラッチ、及び、上記プラネタ
リギヤのキャリアに連結され、複数段あるいは無段階に
切り換え可能な変速比に応じて上記プラネタリギヤと駆
動輪との間で変速及びトルク増幅を行なう無段変速機等
の動力変換機構を備えている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】先に本出願人が提案し
たハイブリッド車では、ロックアップクラッチを解放し
てエンジンによって第１のモータを発電機として駆動
し、主として第２のモータの駆動力を走行駆動源とする
シリーズ走行モードと、ロックアップクラッチを締結
し、エンジンの駆動力に第２のモータの駆動力を加算し
てエンジン単独或いはエンジンと第２のモータとの双方
の駆動力を走行駆動源とするパラレル走行モードとを条
件に応じて切り換え可能であるが、パラレル走行モード
では、ロックアップクラッチを締結してプラネタリギヤ
のサンギヤとキャリアとを結合し、サンギヤからのエン
ジンの駆動力にリングギヤからの第２のモータの駆動力
を加算してキャリアから出力するため、エンジン及び第
２のモータの出力トルクをそのまま駆動輪側に伝達する
には第１のモータの回転数を出来なりに合わせなければ
ならず、制御が困難なものとなる。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、プラネタリギヤのサンギヤとキャリアとをロックア
ップクラッチによって締結し、サンギヤ側のエンジンの
駆動力にリングギヤ側の第２のモータの駆動力を加算し
てキャリアから出力するパラレル走行時、エンジンの出
力軸とプラネタリギヤのサンギヤとの間に連結した第１
のモータに対する制御を簡素化し、エンジンの出力と第
２のモータの出力とを効率良く駆動輪側に伝達すること
のできるハイブリッド車の制御装置を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、エンジンの出力軸とシング
ルピニオン式プラネタリギヤのサンギヤとの間に連結さ
れる第１のモータ、上記プラネタリギヤのリングギヤに
連結される第２のモータ、上記プラネタリギヤのサンギ
ヤとキャリアとを締結・解放するロックアップクラッ
チ、及び、上記プラネタリギヤのキャリアに連結され、
複数段あるいは無段階に切り換え可能な変速比に応じて
上記プラネタリギヤと駆動輪との間で変速及びトルク増
幅を行なう動力変換機構を備えたハイブリッド車の制御
装置であって、上記ロックアップクラッチを解放して上
記エンジンによって上記第１のモータを発電機として駆
動し、主として上記第２のモータの駆動力を走行駆動源
とするシリーズ走行モードで上記ハイブリッド車を走行
させる手段と、上記ロックアップクラッチを締結し、上
記エンジンの駆動力に上記第２のモータの駆動力を加算
して上記エンジン単独或いは上記エンジンと上記第２の
モータとの双方の駆動力を走行駆動源とするパラレル走
行モードで上記ハイブリッド車を走行させる手段と、上
記シリーズ走行モードでは上記第１のモータを定回転数
で制御する一方、上記パラレル走行モードでは上記第１
のモータのトルクを実質的に０とするよう制御する手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１０】すなわち、請求項１記載の発明によるハイ
ブリッド車では、ロックアップクラッチを解放し、エン
ジンの出力軸とプラネタリギヤのサンギヤとの間に連結
される第１のモータをエンジンによって発電機として駆
動し、プラネタリギヤのリングギヤに連結される第２の
モータの駆動力を主として走行駆動源とするシリーズ走
行モードと、ロックアップクラッチを締結してプラネタ
リギヤのサンギヤとキャリアとを結合し、サンギヤから
のエンジンの駆動力にリングギヤからの第２のモータの
駆動力を加算してキャリアから出力することで、エンジ
ンの駆動力に第２のモータの駆動力を加算してエンジン
単独或いはエンジンと第２のモータとの双方の駆動力を
走行駆動源とするパラレル走行モードとを切り換えるこ
とができる。

【００１１】そして、シリーズ走行モードにおいては、
第１のモータを定回転数で制御する一方、パラレル走行
モードにおいては、第１のモータのトルクを実質的に０
とするよう制御することで、エンジン及び第２のモータ
の駆動力を第１のモータによって妨げることなく駆動輪
側に有効に出力可能とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図７は本発明の実施の一形
態に係わり、図１はシリーズ走行モードの制御ルーチン
を示すフローチャート、図２はシリーズ走行モードから
パラレル走行モードへの切換制御ルーチンを示すフロー
チャート、図３はパラレル走行モードの制御ルーチンを
示すフローチャート、図４はパラレル走行モードからシ
リーズ走行モードへの切換制御ルーチンを示すフローチ
ャート、図５は駆動制御系の構成を示す説明図、図６は
ＨＥＶ＿ＥＣＵを中心とする制御信号の流れを示す説明
図、図７はエンジンとモータとのトルク分配を示す説明
図である。

【００１３】本発明におけるハイブリッド車は、エンジ
ンとモータとを併用する車両であり、図５に示すよう
に、エンジン１と、エンジン１の起動及び発電・動力ア
シストを担うモータＡ（第１のモータ）と、エンジン１
の出力軸１ａにモータＡを介して連結されるプラネタリ
ギヤユニット３と、このプラネタリギヤユニット３の機
能を制御し、発進・後進時の駆動力源になるとともに減
速エネルギーの回収を担うモータＢ（第２のモータ）
と、変速及びトルク増幅を行なって走行時の動力変換機
能を担う動力変換機構４とを基本構成とする駆動系を備
えている。

【００１４】詳細には、プラネタリギヤユニット３は、
サンギヤ３ａ、このサンギヤ３ａに噛合するピニオンを
回転自在に支持するキャリア３ｂ、ピニオンと噛合する
リングギヤ３ｃを有するシングルピニオン式のプラネタ
リギヤであり、サンギヤ３ａとキャリア３ｂとを締結・
解放するためのロックアップクラッチ２が併設されてい
る。

【００１５】また、動力変換機構４としては、歯車列を
組み合わせた変速機や流体トルクコンバータを用いた変
速機等を用いることが可能であるが、入力軸４ａに軸支
されるプライマリプーリ４ｂと出力軸４ｃに軸支される
セカンダリプーリ４ｄとの間に駆動ベルト４ｅを巻装し
てなるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を採用することが
望ましく、本形態においては、以下、動力変換機構４を
ＣＶＴ４として説明する。

【００１６】すなわち、本発明におけるハイブリッド車
の駆動系では、サンギヤ３ａとキャリア３ｂとの間にロ
ックアップクラッチ２を介装したプラネタリギヤユニッ
ト３がエンジン１の出力軸１ａとＣＶＴ４の入力軸４ａ
との間に配置されており、プラネタリギヤユニット３の
サンギヤ３ａがエンジン１の出力軸１ａに一方のモータ
Ａを介して結合されるとともにキャリア３ｂがＣＶＴ４
の入力軸４ａに結合され、リングギヤ３ｃに他方のモー
タＢが連結されている。そして、ＣＶＴ４の出力軸４ｃ
に減速歯車列５を介してデファレンシャル機構６が連設
され、このデファレンシャル機構６に駆動軸７を介して
前輪或いは後輪の駆動輪８が連設されている。

【００１７】この場合、前述したようにエンジン１及び
モータＡをプラネタリギヤユニット３のサンギヤ３ａへ
結合するとともにリングギヤ３ｃにモータＢを結合して
キャリア３ｂから出力を得るようにし、さらに、キャリ
ア３ｂからの出力をＣＶＴ４によって変速及びトルク増
幅して駆動輪８に伝達するようにしているため、２つの
モータＡ，Ｂは発電と駆動力供給との両方に使用するこ
とができ、比較的小出力のモータを使用することができ
る。

【００１８】また、走行条件に応じてロックアップクラ
ッチ２によりプラネタリギヤユニット３のサンギヤ３ａ
とキャリア３ｂとを結合することで、間に２つのモータ
Ａ，Ｂが配置された、エンジン１からＣＶＴ４に至るエ
ンジン直結の駆動軸を形成することができ、効率よくＣ
ＶＴ４に駆動力を伝達し、或いは駆動輪８側からの制動
力を利用することができる。

【００１９】尚、ロックアップクラッチ２の結合・解放
時のプラネタリギヤユニット３を介したエンジン１及び
モータＡ，Ｂのトルク伝達や発電による電気の流れにつ
いては、本出願人が先に提出した特願平１０−４０８０
号に詳述されている。

【００２０】以上の駆動系は、７つの電子制御ユニット
（ＥＣＵ）を多重通信系で結合したハイブリッド車の走
行制御を行う制御系（ハイブリッド制御システム）によ
って制御されるようになっており、各ＥＣＵがマイクロ
コンピュータとマイクロコンピュータによって制御され
る機能回路とから構成されている。各ＥＣＵを結合する
多重通信系としては、高速通信に対応可能な通信ネット
ワークを採用することが望ましく、例えば、車両の通信
ネットワークとしてＩＳＯの標準プロトコルの一つであ
るＣＡＮ（Controller Area Network）等を採用するこ
とができる。

【００２１】具体的には、システム全体を統括するハイ
ブリッドＥＣＵ（ＨＥＶ＿ＥＣＵ）２０を中心とし、モ
ータＡを駆動制御するモータＡコントローラ２１、モー
タＢを駆動制御するモータＢコントローラ２２、エンジ
ン１を制御するエンジンＥＣＵ（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ）２
３、ロックアップクラッチ２及びＣＶＴ４の制御を行う
トランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ）２４、バ
ッテリ１０の電力管理を行うバッテリマネージメントユ
ニット（ＢＡＴ＿ＭＵ）２５が第１の多重通信ライン３
０でＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に結合され、ブレーキ制御を行
うブレーキＥＣＵ（ＢＲＫ＿ＥＣＵ）２６が第２の多重
通信ライン３１でＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に結合されてい
る。

【００２２】ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０は、ハイブリッド制御
システム全体の制御を行うものであり、ドライバの運転
操作状況を検出するセンサ・スイッチ類、例えば、図示
しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル
ペダルセンサ（ＡＰＳ）１１、図示しないブレーキペダ
ルの踏み込みによってＯＮするブレーキスイッチ１２、
変速機のセレクト機構部１３の操作位置がＰレンジ又は
ＮレンジのときにＯＮし、Ｄレンジ，Ｒレンジ等の走行
レンジにセットされているときにＯＦＦするインヒビタ
スイッチ１４等が接続されている。

【００２３】そして、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０では、各セン
サ・スイッチ類からの信号や各ＥＣＵから送信されたデ
ータに基づいて必要な車両駆動トルクを演算して駆動系
のトルク配分を決定し、図６に示すように、多重通信に
よって各ＥＣＵに制御指令を送信する。

【００２４】尚、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０には、車速、エン
ジン回転数、バッテリ充電状態等の車両の運転状態を表
示する各種メータ類や、異常発生時に運転者に警告する
ためのウォーニングランプ等からなる表示器２７が接続
されている。この表示器２７は、Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２４に
も接続されており、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に異常が発生し
たとき、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に代ってＴ／Ｍ＿ＥＣＵ２
４が異常時制御を行い、表示器２７に異常表示を行う。

【００２５】一方、モータＡコントローラ２１は、モー
タＡを駆動するためのインバータを備えるものであり、
基本的に、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０から多重通信によって送
信されるサーボＯＮ／ＯＦＦ指令や回転数指令によって
モータＡの定回転数制御を行う。また、モータＡコント
ローラ２１からは、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に対し、モータ
Ａのトルク、回転数、及び電流値等をフィードバックし
て送信し、更に、トルク制限要求や電圧値等のデータを
送信する。

【００２６】モータＢコントローラ２２は、モータＢを
駆動するためのインバータを備えるものであり、基本的
に、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０から多重通信によって送信され
るサーボＯＮ／ＯＦＦ（正転、逆転を含む）指令やトル
ク指令（力行、回生）によってモータＢの定トルク制御
を行う。また、モータＢコントローラ２２からは、ＨＥ
Ｖ＿ＥＣＵ２０に対し、モータＢのトルク、回転数、及
び電流値等をフィードバックして送信し、更に、電圧値
等のデータを送信する。

【００２７】Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３は、基本的にエンジン
１のトルク制御を行うものであり、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０
から多重通信によって送信される正負のトルク指令、燃
料カット指令、エアコンＯＮ／ＯＦＦ許可指令等の制御
指令、及び、実トルクフィードバックデータ、車速、イ
ンヒビタスイッチ１４による変速セレクト位置（Ｐ，Ｎ
レンジ等）、ＡＰＳ１１の信号によるアクセル全開デー
タやアクセル全閉データ、ブレーキスイッチ１２のＯ
Ｎ，ＯＦＦ状態、ＡＢＳを含むブレーキ作動状態等に基
づいて、図示しないインジェクタからの燃料噴射量、Ｅ
ＴＣ（電動スロットル弁）によるスロットル開度、Ａ／
Ｃ（エアコン）等の補機類のパワー補正学習、燃料カッ
ト等を制御する。

【００２８】また、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３では、ＨＥＶ＿
ＥＣＵ２０に対し、エンジン１の制御トルク値、燃料カ
ットの実施、燃料噴射量に対する全開増量補正の実施、
エアコンのＯＮ，ＯＦＦ状態、図示しないアイドルスイ
ッチによるスロットル弁全閉データ等をＨＥＶ＿ＥＣＵ
２０にフィードバックして送信すると共に、エンジン１
の暖機要求等を送信する。

【００２９】Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２４は、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２
０から多重通信によって送信されるＣＶＴ４の目標プラ
イマリプーリ回転数、ＣＶＴ入力トルク指示、ロックア
ップ要求等の制御指令、及び、Ｅ／Ｇ回転数、アクセル
開度、インヒビタスイッチ１４による変速セレクト位
置、ブレーキスイッチ１２のＯＮ，ＯＦＦ状態、エアコ
ン切替許可、ＡＢＳを含むブレーキ作動状態、アイドル
スイッチによるエンジン１のスロットル弁全閉データ等
の情報に基づいて、ロックアップクラッチ２の締結・解
放を制御すると共にＣＶＴ４の変速比を制御する。

【００３０】また、Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２４からは、ＨＥＶ
＿ＥＣＵ２０に対し、車速、入力制限トルク、ＣＶＴ４
のプライマリプーリ回転数及びセカンダリプーリ回転
数、ロックアップ完了、インヒビタスイッチ１４に対応
する変速状態等のデータをフィードバックして送信する
と共に、ＣＶＴ４の油量をアップさせるためのＥ／Ｇ回
転数アップ要求、低温始動要求等を送信する。

【００３１】ＢＡＴ＿ＭＵ２５は、いわゆる電力管理ユ
ニットであり、バッテリ１０を管理する上での各種制
御、すなわち、バッテリ１０の充放電制御、ファン制
御、外部充電制御等を行い、バッテリ１０の残存容量、
電圧、電流制限値等のデータや外部充電中を示すデータ
を多重通信によってＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に送信する。ま
た、外部充電を行う場合には、コンタクタ９を切り換え
てバッテリ１０とモータＡコントローラ２１及びモータ
Ｂコントローラ２２とを切り離す。

【００３２】ＢＲＫ＿ＥＣＵ２６は、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２
０から多重通信によって送信される回生可能量、回生ト
ルクフィードバック等の情報に基づいて、必要な制動力
を演算し、ブレーキ系統の油圧を制御するものであり、
ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に対し、回生量指令（トルク指
令）、車速、油圧、ＡＢＳを含むブレーキ作動状態等を
フィードバックして送信する。

【００３３】以上のハイブリッド制御システムによって
制御されるハイブリッド車の走行モードは、トランスミ
ッション入力軸から見た場合、以下に示す３つの基本モ
ードに大別することができ、走行状況に応じて各走行モ
ードの状態遷移が繰り返される。 （１）シリーズ（シリーズ＆パラレル）走行モード 要求駆動力が小さいとき、ロックアップクラッチ２を解
放し、エンジン１によってモータＡを発電機として駆動
し、主としてモータＢで走行する。このとき、エンジン
１の駆動力の一部がプラネタリギヤユニット３のサンギ
ヤ３ａに入力され、リングギヤ３ｃのモータＢの駆動力
と合成されてキャリア３ｂから出力される。 （２）パラレル走行モード 要求駆動力が大きいとき、ロックアップクラッチ２を締
結してプラネタリギヤユニット３のサンギヤ３ａとキャ
リア３ｂとを結合し、エンジン１の駆動力にリングギヤ
３ｃからモータＢの駆動力を加算してキャリア３ｂから
出力し、エンジン１単独或いはエンジン１とモータＢと
の双方のトルクを用いて走行する。 （３）制動力回生モード 減速時、ブレーキ制御と協調しながらモータＢで制動力
を回生する。すなわち、プレーキペダルの踏み込み量に
応じたブレーキトルクをモータＢによる回生トルクとブ
レーキ機構による制動トルクとで協調して分担し、回生
制動を行う。

【００３４】以下、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０によるシリーズ
走行モードとパラレル走行モードとの各制御、及び、シ
リーズ走行モードとパラレル走行モードとの間の切換制
御について、図１〜図４のフローチャートを用いて説明
する。

【００３５】図１はシリーズ走行モードにおける制御ル
ーチンであり、ステップS101で多重通信によりモータＡ
コントローラ２１にモータＡを所定回数数で定速運転さ
せるための回転数指令を与えると、ステップS102でＡＰ
Ｓ１１の出力に基づくアクセルペダル踏み込み量から車
両駆動トルクＴａｌｌを算出する。

【００３６】次いで、ステップS103へ進み、プラネタリ
ギヤユニット３のプラネタリギヤ比（プラネタリ比：定
数Ｋ）を用い、以下の(1),(2)式に従ってリングギヤ側
のトルクＴｒとサンギヤ側のトルクＴｓとを算出する
と、ステップS104でリングギヤ３ｃに連結されるモータ
Ｂの必要電力Ｗｂを、モータＢの回転数とリングギヤ側
のトルクＴｒとから算出する。 Ｔｒ＝Ｔａｌｌ×（１−Ｋ）／Ｋ …(1) Ｔｓ＝Ｔａｌｌ×Ｋ …(2)

【００３７】続くステップS105では、バッテリ１０の残
存容量から所定の充電電力Ｗａを算出し、ステップS106
でモータＢの必要電力Ｗｂとバッテリ１０の充電電力Ｗ
ａとモータＡの回転数とから発電のためのトルクＴｂａ
ｔを算出する。そして、ステップS107で、以下の(3)式
に示すように、サンギヤ側のトルクＴｓと発電トルクＴ
ｂａｔとを加算してエンジン１の駆動トルクＴｅｇを算
出する。 Ｔｅｇ＝Ｔｓ＋Ｔｂａｔ …(3)

【００３８】その後、ステップS108へ進み、モータＡの
発電力とエンジン１の出力特性とから、上述のステップ
S107で算出した駆動トルクＴｅｇをエンジン１から出力
可能か否かを調べ、駆動トルクＴｅｇを出力困難な場
合、モータＡの回転数を変更してモータＡコントローラ
２１へ新たな回転数指令を与え、再度、モータＢの必要
電力Ｗｂとバッテリ１０の充電電力ＷａとモータＡの回
転数とから発電トルクＴｂａｔを算出し、この発電トル
クＴｂａｔとサンギヤ側のトルクＴｓとを加算してエン
ジン１の駆動トルクＴｅｇを算出する。

【００３９】そして、エンジン１から駆動トルクＴｅｇ
の出力が可能なとき、ステップS109でリングギヤ側のト
ルクＴｒをモータＢのトルクとして多重通信によりモー
タＢコントローラ２２にトルク指令を与え、ステップS1
10で多重通信によりＥ／Ｇ＿ＥＣＵ２３に駆動トルクＴ
ｅｇのトルク指令を与えてステップS111へ進む。

【００４０】ステップS111では、モータＡコントローラ
２１、モータＢコントローラ２２、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３
からの各フィードバック値に基づいて算出される車両駆
動トルクのフィードバック値により、モータＢによる走
行を制御してルーチンを抜ける。

【００４１】すなわち、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０では、モー
タＡコントローラ２１から受信したモータＡの発電用ト
ルクフィードバック値Ｔａ’と、モータＢコントローラ
２２から受信したモータＢのトルクフィードバック値Ｔ
ｂ’に基づくモータＢのトルクの反力（Ｔｂ’×Ｋ（１
−Ｋ））とを加算してＥ／Ｇ＿ＥＣＵ２３へフィードバ
ックし、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３では、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０
からのトルク指令値Ｔｅｇとフィードバック値（Ｔａ’
＋Ｔｂ’×Ｋ／（１−Ｋ））との差分を学習してエンジ
ン１の制御を行う。

【００４２】そして、モータＢのトルクフィードバック
値Ｔｂ’に、エンジン１のトルクフィードバック値Ｔｅ
ｇ’とモータＡのトルクフィードバック値Ｔａ’との差
を加算して車両駆動トルクのフィードバック値とし、こ
の車両駆動トルクのフィードバック値（Ｔｂ’＋Ｔｅ
ｇ’−Ｔａ’）に基づいてモータＢによる走行制御を行
う。

【００４３】これにより、要求駆動力が小さい低負荷の
シリーズ走行モードでは、エンジン１とモータＡとでモ
ータＢの反力を支えながらモータＢの駆動によるバッテ
リ１０の消費電力を補充することができ、安定した定ト
ルク走行を確保することができる。

【００４４】以上のシリーズ走行モードでの走行中、ア
クセルペダルが踏み込まれて要求駆動トルクが大きくな
ると、シリーズ走行モードからパラレル走行モードへ移
行する。

【００４５】シリーズ走行モードからパラレル走行モー
ドへの移行は、図２の切換制御ルーチンによって行わ
れ、モータＢの回転数とモータＡの回転数とを合わせた
上でエンジン１のトルクを０とし、ロックアップクラッ
チ２を締結する。具体的には、先ず、ステップS201でモ
ータＢコントローラ２２からフィードバック送信された
回転数データによってモータＢの回転数Ｎｂを検出し、
ステップS202でモータＡの回転数ＮａをモータＢの回転
数Ｎｂに合わせるべく多重通信によりモータＡコントロ
ーラ２１に回転数指令を与える。

【００４６】続くステップS203では、モータＡコントロ
ーラ２１からフィードバック送信された回転数データに
よってモータＡの実回転数Ｎａを検出し、ステップS204
でモータＡの実回転数ＮａがモータＢの回転数Ｎｂに等
しくなったか否かを調べる。その結果、Ｎａ≠Ｎｂのと
きには、ステップS204から前述のステップS201へ戻って
モータＡの回転数をモータＢの回転数に合わせる処理を
繰り返す。

【００４７】そして、ステップS204でモータＡの回転数
ＮａとモータＢの回転数Ｎｂが等しくなると、ステップ
S204からステップS205へ進んで多重通信によりＥ／Ｇ＿
ＥＣＵ２３へエンジン１のトルクＴｅｇを０とするトル
ク指令を与え、また、ステップS206で多重通信によりＴ
／Ｍ＿ＥＣＵ２４へロックアップクラッチ２を締結する
指令を与え、パラレル走行モードに移行する。

【００４８】すなわち、シリーズ走行モードからパラレ
ル走行モードへ移行させる場合には、モータＡの回転数
をモータＢの回転数に実質的に一致させた後、エンジン
１の駆動トルクを実質的に０としてロックアップクラッ
チ２を締結させるため、回転変動やトルク変動を防止し
て円滑な切り換えとすることができ、運転者に違和感を
与えることがない。

【００４９】次に、パラレル走行モードでは、図３の制
御ルーチンによってエンジン１とモータＢとのトルク配
分が決定され、エンジン１のみによる走行或いはエンジ
ン１をモータＢによってアシストするアシスト走行が行
われる。

【００５０】このパラレル走行の制御ルーチンでは、ロ
ックアップクラッチ２を締結してシリーズ走行モードか
ら移行したとき、先ずステップS301でモータＡのトルク
を０とするトルク０指令を多重通信によってモータＡコ
ントローラ２１に与える。

【００５１】すなわち、パラレル走行モードでは、ロッ
クアップクラッチ２を締結してプラネタリギヤユニット
３のサンギヤ３ａとキャリア３ｂとを結合し、サンギヤ
３ａからのエンジン１の駆動力にリングギヤ３ｃからの
モータＢの駆動力を加算してキャリア３ｂから出力する
ため、エンジン１及びモータＢの出力トルクをそのまま
駆動輪側に伝達するには、モータＡの回転数を出来なり
に合わせなければならず、制御が困難である。この場
合、モータＡをシリーズ走行モードでの回転数制御のま
まとすると、モータＡによって駆動トルクが吸収されて
しまい、一方、モータＡの回転数制御を止めると、鉄損
によりエンジン１及びモータＢの出力トルクが減じられ
る。

【００５２】いずれにしてもモータＡがシリーズ走行モ
ードの回転数制御のままでは、パラレル走行モードにお
いて車両駆動トルクの制御が困難であるため、パラレル
走行モードでは、モータＡを回転数制御しているモータ
Ａコントローラ２１にトルク０指令を与えることで、モ
ータＡを弱め界磁等によってトルク０とし、エンジン１
の出力トルクとモータＢの出力トルクとを損失無くＣＶ
Ｔ４に入力する。

【００５３】そして、モータＡをトルク０で運転した
後、ステップS302へ進んでＡＰＳ１１の出力に基づくア
クセルペダル踏み込み量から車両駆動トルクＴａｌｌを
算出し、ステップS303でバッテリ１０の残存容量が所定
値以上か否かを調べる。その結果、バッテリ１０の残存
容量が所定値より小さい場合には、ステップS304へ進ん
でスロットル開度に応じてエンジン１のみの走行を行う
べく、多重通信によりＥ／Ｇ＿ＥＣＵ２３へ所定のトル
ク指令を与え、ステップS310へ進む。

【００５４】一方、ステップS303においてバッテリ１０
の残存容量が所定値以上の場合には、ステップS303から
ステップS305へ進んでエンジン１のスロットル開度とＣ
ＶＴ４のプライマリプーリ回転数とからエンジン最大出
力トルクＴｅｇｍａｘを算出する。そして、ステップS3
06で車両駆動トルクＴａｌｌとエンジン最大出力トルク
Ｔｅｇｍａｘとの差分ΔＴを算出し（ΔＴ＝Ｔａｌｌ−
Ｔｅｇｍａｘ）、ステップS307で差分ΔＴをモータＢの
駆動トルクＴｂとする（Ｔｂ＝ΔＴ）。

【００５５】すなわち、パラレル走行モードでは、図７
に示すように、エンジン１の等スロットル開度曲線から
定まる最大出力トルクＴｅｇｍａｘとモータＢの最大駆
動トルクとによって車両全体の仮想最大出力特性が定ま
り、要求車両駆動トルクＴａｌｌがエンジン１の最大出
力トルクＴｅｇｍａｘよりも大きい場合、その分のトル
クをモータＢによってアシストすべく、（Ｔａｌｌ−Ｔ
ｅｇｍａｘ）をモータＢの駆動トルクとする。

【００５６】その後、ステップS308で多重通信によりＥ
／Ｇ＿ＥＣＵ２３にエンジン最大出力トルクＴｅｇｍａ
ｘのトルク指令を与えると共に、ステップS309で多重通
信によりモータＢコントローラ２２に駆動トルクＴｂの
トルク指令を与え、ステップS310でモータＢコントロー
ラ２２から受信したモータＢのトルクフィードバック値
Ｔｂ’とＥ／Ｇ＿ＥＣＵ２３から受信したエンジン１の
トルクフィードバック値Ｔｅｇ’とを加算した値（Ｔ
ｂ’＋Ｔｅｇ’）を車両駆動トルクのフィードバック値
として走行制御を行い、ルーチンを抜ける。

【００５７】このパラレル走行モードでは、モータＡを
回転数制御からトルク制御へと本格的に切り換えること
なく、簡単な指令と限定された定トルク制御でエンジン
１及びモータＢの出力トルクを損失無く駆動輪側に伝達
することができ、車両駆動トルクを容易に制御すること
ができる。

【００５８】次に、パラレル走行モードからシリーズ走
行モードへの移行は、図４の切換制御ルーチンによって
行われる。このルーチンでは、エンジン１のトルクを徐
々に小さくして、その分のトルクをモータＢから出力す
るようにし、エンジン１のトルクが０になったとき、モ
ータＡのトルク０指令を解除してモータＡの回転数をモ
ータＢの回転数に合わせ、ロックアップクラッチ２を解
放する。

【００５９】すなわち、先ず、ステップS401で、エンジ
ン駆動トルクＴｅｇを所定比率ｎ分だけ減少させたトル
ク値Ｔｅｇ（Ｔｅｇ＝Ｔｅｇ−Ｔｅｇ／ｎ）のトルク指
令を多重通信によってＥ／Ｇ＿ＥＣＵ２３に与え、次
に、ステップS402で、エンジン駆動トルクの減少分Ｔｅ
ｇ／ｎを現在のモータＢの駆動トルクＴｂに加算してモ
ータＢの新たな駆動トルクＴｂとし（Ｔｂ＋Ｔｂ／ｎ）
を、この新たな駆動トルクＴｂのトルク指令を多重通信
によりモータＢコントローラ２２に与える。

【００６０】そして、ステップS403でエンジン駆動トル
クＴｅｇが０になったか否かを調べ、その結果、Ｔｅｇ
≠０のときには、ステップS403から前述のステップS401
へ戻ってエンジン１のトルクを所定量減少させてモータ
Ｂのトルクを所定量増加させる処理を繰り返す。

【００６１】その後、ステップS403でエンジン駆動トル
クＴｅｇが０になると、ステップS404へ進んでモータＢ
の回転数Ｎｂを検出し、ステップS405でモータＡコント
ローラ２１へのモータＡに対するトルク０指令を解除し
てモータＡの回転数ＮａをモータＢの回転数Ｎｂと同じ
回転数とするべく、モータＡコントローラ２１に回転数
指令を与える。そして、ステップS406で多重通信により
Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２４へロックアップクラッチ２を解放さ
せる指令を与えてルーチンを抜ける。

【００６２】すなわち、パラレル走行モードからシリー
ズ走行モードへの移行では、モータＡの回転数とモータ
Ｂの回転数とを合わせてロックアップクラッチ２を解放
する前に、エンジン１のトルクを徐々に０に近づけ、そ
の分のトルクをモータＢから出力するようにしているた
め、回転変動やトルク変動を生じることなくパラレル走
行モードからシリーズ走行モードへ移行させることがで
き、運転フィーリングの悪化を防止することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ラネタリギヤのサンギヤとキャリアとを解放するシリー
ズ走行モードでエンジンの出力軸とサンギヤとの間に連
結される第１のモータを定回転数で制御する一方、プラ
ネタリギヤのサンギヤとキャリアとを締結してサンギヤ
側のエンジンの駆動力にリングギヤ側の第２のモータの
駆動力を加算してキャリアから出力するパラレル走行モ
ードでは第１のモータのトルクを実質的に０とするよう
制御するため、第１のモータに対する簡素な制御でパラ
レル走行モード時にエンジン及び第２のモータの駆動力
を第１のモータによって妨げることなく効率良く駆動輪
側に伝達することができる等優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリーズ走行モードの制御ルーチンを示すフロ
ーチャート

【図２】シリーズ走行モードからパラレル走行モードへ
の切換制御ルーチンを示すフローチャート

【図３】パラレル走行モードの制御ルーチンを示すフロ
ーチャート

【図４】パラレル走行モードからシリーズ走行モードへ
の切換制御ルーチンを示すフローチャート

【図５】駆動制御系の構成を示す説明図

【図６】ＨＥＶ＿ＥＣＵを中心とする制御信号の流れを
示す説明図

【図７】エンジンとモータとのトルク分配を示す説明図

【符号の説明】

１ …エンジン ２ …ロックアップクラッチ ３ …プラネタリギヤユニット（シングルピニオン式プ
ラネタリギヤ） ３ａ…サンギヤ ３ｂ…キャリア ３ｃ…リングギヤ ４ …ベルト式無段変速機（動力変換機構） Ａ …第１のモータ Ｂ …第２のモータ ２０…ＨＥＶ＿ＥＣＵ

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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの出力軸とシングルピニオン式
   プラネタリギヤのサンギヤとの間に連結される第１のモ
   ータ、上記プラネタリギヤのリングギヤに連結される第
   ２のモータ、上記プラネタリギヤのサンギヤとキャリア
   とを締結・解放するロックアップクラッチ、及び、上記
   プラネタリギヤのキャリアに連結され、複数段あるいは
   無段階に切り換え可能な変速比に応じて上記プラネタリ
   ギヤと駆動輪との間で変速及びトルク増幅を行なう動力
   変換機構を備えたハイブリッド車の制御装置であって、 上記ロックアップクラッチを解放して上記エンジンによ
   って上記第１のモータを発電機として駆動し、主として
   上記第２のモータの駆動力を走行駆動源とするシリーズ
   走行モードで上記ハイブリッド車を走行させる手段と、 上記ロックアップクラッチを締結し、上記エンジンの駆
   動力に上記第２のモータの駆動力を加算して上記エンジ
   ン単独或いは上記エンジンと上記第２のモータとの双方
   の駆動力を走行駆動源とするパラレル走行モードで上記
   ハイブリッド車を走行させる手段と、 上記シリーズ走行モードでは上記第１のモータを定回転
   数で制御する一方、上記パラレル走行モードでは上記第
   １のモータのトルクを実質的に０とするよう制御する手
   段とを備えたことを特徴とするハイブリッド車の制御装
   置。