JP2001227376A

JP2001227376A - 車両の出力制御装置およびこれを備えるハイブリッド車両

Info

Publication number: JP2001227376A
Application number: JP2000035350A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Fukumaru; 健一郎福丸; Shigetaka Nagamatsu; 茂隆永松
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2001-08-24
Anticipated expiration: 2020-02-14
Also published as: JP4422277B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において燃費の向上を図
ると共にドライバビリティの向上を図ること。【解決手段】ハイブリッド車両は、エンジン１０、エン
ジン１０と直接結合されている第１モータ２０およびク
ラッチ装置７０を介してクランクシャフト１６またはド
ライブシャフト４０のいずれかに選択的に継合される第
２モータ３０を備えている。制御ユニット６０は車両要
求出力と車両要求出力変動量に基づいてエンジン１０の
出力状態を変化させる。エンジン１０は原則的に全車両
要求出力を目標エンジン出力とせず、現車両要求出力と
目標エンジン出力との差分出力を第１および第２モータ
２０，３０のいずれかによって出力させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼機関および電
動機を駆動源として備えるいわゆるハイブリッド車両に
おける出力制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のハイブリッド車両における出力制
御技術では、一般的に、車両要求出力に基づいて常に燃
費が最良となる内燃機関動作点（最高効率動作点）にお
いて内燃機関を運転させ、内燃機関を最高効率動作点に
て運転しても動力が不足する条件下では電動機によって
必要な駆動力を出力させていた。最高効率動作点は車両
要求出力の変動に伴い変化するため、このような出力制
御技術では車両要求出力の変動に応じて内燃機関動作点
を頻繁に変更して最高効率動作点における内燃機関の運
転を実現していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハイブ
リッド車両では、内燃機関の出力軸に電動機のロータが
結合されているため出力軸の慣性が大きくなる傾向にあ
る。また、内燃機関動作点の変更は内燃機関の機関回転
数の変動を伴う。したがって、内燃機関を最高効率動作
点にて運転させるべく車両要求出力の変動に対応して内
燃機関の運転動作点を頻繁に変更すると内燃機関の機関
回転数も頻繁に上昇および下降することとなり、特に機
関回転数が上昇する場合には慣性に起因する加速損失が
発生して車両全体におけるエネルギ効率は必ずしも満足
できるものではなかった。また、内燃機関の機関回転数
の頻繁な変動に伴い発生する振動によってドライバビリ
ティも損なわれていた。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、ハイブリッド車両において燃費の向上
を図ると共にドライバビリティの向上を図ることを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために本発明の第１の態様は、燃料の
燃焼により動力を発生する燃焼機関または電気的なエネ
ルギにより動力を発生する電動機の少なくとも一方によ
って車両に要求される車両要求出力に応じた実出力を出
力させる出力制御装置を提供する。本発明の第１の態様
に係る出力制御装置は、前記車両要求出力を算出する車
両要求出力算出手段と、前記車両要求出力算出手段によ
って時系列的に算出された複数の車両要求出力に基づい
て車両要求出力の変動量を算出する要求出力変動量算出
手段と、算出された前記要求出力の変動量を反映して前
記燃焼機関の燃費効率を優先して前記燃焼機関により出
力すべき燃焼機関出力を算出し、その算出された前記燃
焼機関出力を出力するように前記燃焼機関を制御する燃
焼機関制御手段とを備えることを特徴とする。

【０００６】本発明の第１の態様によれば、要求出力変
動量を反映して燃焼機関の燃費効率を最優先して燃焼機
関により出力すべき燃焼機関出力を算出し、その算出さ
れた燃焼機関出力を出力するように燃焼機関を制御する
燃焼機関制御手段を備えるので、ハイブリッド車両にお
いて燃費の向上を図ると共にドライバビリティの向上を
図ることができる。

【０００７】本発明の第１の態様に係る出力制御装置は
さらに、前記燃焼機関出力と前記車両要求出力との差分
に基づいて前記電動機によって出力すべき電動機出力を
算出し、その算出された前記電動機出力を出力するよう
に前記電動機を制御する電動機制御手段とを備えること
ができる。かかる構成を備える場合には、電動機によっ
て燃焼機関出力と車両要求出力との差分出力が補完され
るので、燃焼機関出力が車両要求出力とが異なることに
起因するドライバビリティの低下を排除することができ
る。

【０００８】本発明の第１の態様に係る出力制御装置に
おいて、前記燃焼機関制御手段は前記車両要求出力の変
動量に応じて、前記燃焼機関の出力制御パターンを変更
することができる。前記要求出力変動量算出手段は、第
１の車両要求出力とその第１の車両要求出力の後に算出
された第２の車両要求出力とに基づいて前記車両要求出
力の変動量を算出し、前記燃焼機関制御手段は、前記車
両要求出力の変動量が第１のしきい値未満の場合には、
前記第１の車両要求出力に対応する第１燃焼機関出力を
前記燃焼機関出力とする第１制御パターンにて前記燃焼
機関を制御することを特徴とすることができる。また、
前記燃焼機関制御手段は、前記車両要求出力の変動量が
前記第１のしきい値より大きいな第２のしきい値以上の
場合には、前記第２の車両要求出力から前記電動機によ
って出力可能な電動機出力を減じた出力を前記燃焼機関
出力とする第２制御パターンにて前記燃焼機関を制御す
ることができる。さらに、前記燃焼機関制御手段は、前
記車両要求出力の変動量が前記第１のしきい値以上であ
り且つ前記第２のしきい値未満の場合には、前記車両要
求出力の変動量に対して０より大きく１未満の補正比を
乗じた補正車両要求出力と前記第１車両要求出力との和
を前記燃焼機関出力とする第３制御パターンにて前記燃
焼機関を制御することを特徴とすることができる。また
さらに、前記電動機によって前記電動機出力を出力でき
ない場合には、前記燃焼機関制御手段は前記燃焼機関出
力を前記第２の車両要求出力とする第４制御パターンに
て前記燃焼機関を制御することができる。

【０００９】このように車両要求出力変動量を反映して
いくつかの制御パターンを採ることにより、不要なエン
ジン出力変動を抑制し、エンジン出力変動に伴う振動を
抑制することができる。この結果、ドライバビリティを
向上させることができる。また、燃焼機関出力変動が抑
制されるので慣性に起因する加減速損を低減することが
可能となり、燃焼機関の燃費効率を向上することができ
る。

【００１０】本発明の第２の態様は、燃料の燃焼により
動力を発生する燃焼機関または電気的なエネルギにより
動力を発生する電動機を動力源として備えると共に少な
くとも燃焼機関または電動機の一方によって車両が要求
する車両要求出力に応じた実出力が出力される車両を提
供する。本発明の第２の態様に係る車両は、前記車両要
求出力を算出する車両要求出力算出手段と、前記算出さ
れた車両要求出力の所定時間間隔当たりの変動量を算出
する要求出力変動量算出手段と、前記算出された車両要
求出力および前記算出された車両要求出力の変動量を反
映すると共に前記燃焼機関の燃費効率を優先して動作点
を算出する燃焼機関動作点算出手段と、前記算出された
燃焼機関動作点にて前記燃焼機関を運転させる燃焼機関
制御手段とを備えることを特徴とする。

【００１１】本発明の第２の態様によれば、算出された
車両要求出力および算出された車両要求出力変動量を反
映すると共に燃焼機関の燃費効率を最優先して動作点を
算出する燃焼機関動作点算出手段を備えるので、ハイブ
リッド車両において燃費の向上を図ると共にドライバビ
リティの向上を図ることができる。

【００１２】本発明の第２の態様に係る車両において、
前記燃焼機関動作点算出手段は、前記車両要求出力の変
動量に応じて前記車両要求出力の変化速度を補正する補
正比を決定し、その補正比を用いて前記車両要求出力か
ら前記燃焼機関動作点を算出することができる。前記燃
焼機関動作点算出手段は、前記車両要求出力の変動量が
第１のしきい値以下の場合には、前記補正比を０とする
ことができる。また、前記燃焼機関動作点算出手段は、
前記車両要求出力の変動量が前記第１のしきい値よりも
大きな第の２しきい値以上の場合には、前記補正比を第
１の補正比とすることができる。なお、前記第１の補正
比は前記車両要求出力と前記車両要求出力から前記電動
機によって出力可能な電動機出力を減じた補正車両要求
出力との比であっても良い。さらに、前記燃焼機関動作
点算出手段は、前記車両要求出力の変動量が前記第１の
しきい値より大きく前記第２のしきい値未満の場合に
は、前記補正比を０より大きく前記第１の補正比未満と
することができる。

【００１３】このように車両要求出力変動量を考慮して
車両要求出力の変化速度を補正する補正比を決定し、そ
の補正比を用いて車両要求出力から燃焼機関動作点を算
出するので、不要なエンジン出力変動を抑制し、エンジ
ン出力変動に伴う振動を抑制することができる。この結
果、ドライバビリティを向上させることができる。ま
た、燃焼機関出力変動が抑制されるので慣性に起因する
加減速損を低減することが可能となり、燃焼機関の燃費
効率を向上することができる。

【００１４】本発明の第２の態様に係る車両はさらに、
前記車両要求出力と前記補正後の燃焼機関動作点におい
て前記燃焼機関により出力される燃焼機関出力との差分
出力を前記電動機によって出力させる電動機制御手段を
備えることができる。前記電動機によって前記差分出力
を出力できない場合には、前記燃焼機関動作点算出手段
は前記補正比を１に変更することができる。かかる構成
を備える場合には、電動機によって燃焼機関出力と車両
要求出力との差分出力が補完されるので、燃焼機関出力
が車両要求出力とが異なることに起因するドライバビリ
ティの低下を排除することができる。

【００１５】本発明の第３の態様は、燃料の燃焼により
動力を発生する燃焼機関または電気的なエネルギにより
動力を発生する電動機を動力源として備えると共に少な
くとも前記燃焼機関または電動機の一方によって車両の
要求する車両要求出力に応じた実出力が出力される車両
における燃焼機関の出力制御方法を提供する。本発明の
第３の態様に係る出力制御方法は、異なる時間タイミン
グにて第１車両要求出力と第２車両要求出力とを算出
し、算出した第１車両要求出力と第２車両要求出力とに
基づいて車両要求出力の変動量を算出し、前記車両要求
出力変動量を反映すると共に前記燃焼機関の燃費効率を
優先して前記車両要求出力に対応する前記燃焼機関の出
力を決定し、その決定した燃焼機関出力を前記燃焼機関
に出力させることを特徴として備える。

【００１６】本発明の第３の態様によれば、車両要求出
力変動量を反映すると共に燃焼機関の燃費効率を最優先
して車両要求出力に対応する燃焼機関の出力を決定する
ので、ハイブリッド車両において燃費の向上を図ると共
にドライバビリティの向上を図ることができる。

【００１７】本発明の第３の態様に係る出力制御方法に
おいて、前記車両要求出力変動量が第１のしきい値未満
の場合には、前記第１車両要求出力に対応する第１燃焼
機関出力を前記燃焼機関に出力させることができる。ま
た、前記車両要求出力変動量が前記第１のしきい値より
大きな第２のしきい値以上の場合には、前記第２車両要
求出力から前記電動機によって出力可能な出力を減じた
補正燃焼機関出力を前記燃焼機関に出力させることがで
きる。さらに、前記車両要求出力変動量が前記第１のし
きい値以上であり且つ第２のしきい値未満の場合には、
前記補正燃焼機関出力を算出し、前記第１燃焼機関出力
より大きく前記補正燃焼機関出力よりも小さい出力を前
記燃焼機関に出力させることができる。

【００１８】このように車両要求出力変動量を考慮して
燃焼機関出力を決定するので、不要なエンジン出力変動
を抑制し、エンジン出力変動に伴う振動を抑制すること
ができる。この結果、ドライバビリティを向上させるこ
とができる。また、燃焼機関出力変動が抑制されるので
慣性に起因する加減速損を低減することが可能となり、
燃焼機関の燃費効率を向上することができる。

【００１９】本発明の第３の態様に係る出力制御方法は
さらに、前記燃焼機関出力と前記第２車両要求出力との
差分出力を前記電動機によって出力させることができ
る。また、前記電動機によって前記差分出力を出力でき
ない場合には、前記第２車両要求出力を前記燃焼機関に
出力させることができる。かかる構成を備える場合に
は、電動機によって燃焼機関出力と車両要求出力との差
分出力が補完されるので、燃焼機関出力が車両要求出力
とが異なることに起因するドライバビリティの低下を排
除することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るハイブリッド
車両の出力制御装置について図面を参考にして実施例に
基づいて説明する。

【００２１】図１を参照して本実施例に従うハイブリッ
ド車両の出力制御装置が用いられ得る車両の概略構成に
ついて説明する。図１は第１の実施例が適用される車両
の概略構成を示すブロック図である。

【００２２】車両は、主動力源としてのガソリンエンジ
ン（燃焼機関）１０、第１モータ２０、および第２モー
タ３０を備えている。第１モータ２０は、エンジン１０
のクランクシャフト１６とドライブシャフト４０との継
合および解放を制御すると共にエンジン１０のトルクを
増幅する。第２モータ３０は、ＥＶ走行時に動力源とな
ると共にエンジン１０の不足トルクを補完する。

【００２３】エンジン１０は、吸入空気量を調整するた
めに吸気管１１に配置されているスロットルバルブ１
２、吸入空気と共に混合気を形成するために吸気ポート
に向けてガソリン燃料を噴射するインジェクタ１３、吸
気バルブ（図示せず）を介してシリンダ内に導入された
混合気に点火するための点火プラグ１４、出力をエンジ
ン１０の外部へ伝達するためのクランクシャフト１６等
を備えている。スロットルバルブ１２を駆動するスロッ
トバルブモータ１８、インジェクタ１３、および点火プ
ラグ１４に高電圧を供給するイグナイタ１５は、制御ユ
ニット６０によって制御される。点火プラグ１４は、制
御ユニット６０によって指示されたタイミングにてイグ
ナイタ１５から供給される高電圧を電気火花に変え、こ
れによって混合気は点火され爆発燃焼する。爆発燃焼に
より生じたエネルギはクランクシャフト１６を介して外
部に出力される。クランクシャフト１６の近傍にはエン
ジン回転数センサ５０が備えられており、エンジン回転
数Ｎｅ（クランクシャフト回転数）検出して制御ユニッ
ト６０に送信する。なお、図１では、インジェクタ１３
が代表的に１個のみ示されているが、各シリンダ毎に備
えられ得ることは言うまでもない。

【００２４】第１モータ２０は、三相同期電動機であ
り、アウターロータ２１とインナーロータ２２とを備え
ている。アウターロータ２１の一端（エンジン１０側）
はフライホイール１７を介してクランクシャフト１６と
結合されている。アウターロータ２１に形成されたスロ
ット（図示せず）には、三相のコイルが巻回されて三相
コイル２３が形成されている。この三相コイル２３に対
する電力の供給はアウターロータ２１の中空回転軸２４
に対して摺動可能に備えられているスリップリング２５
を介して行われる。スリップリング２５には第１インバ
ータ２００が接続されており、第１インバータ２００に
は制御ユニット６０およびバッテリ２１０が接続されて
いる。インナーロータ２２の外周面には複数の永久磁石
２６が備えられている。インナーロータ２２にはドライ
ブシャフト４０が結合されており、ドライブシャフト４
０は中空回転軸２４の内部空間を貫通した後ディファレ
ンシャルギヤ４１を介して車軸４２と接続されている。
ドライブシャフト４０上の第２モータ３０とディファレ
ンシャルギヤ４１との間の位置には、ドライブシャフト
４０（インナーロータ２２）の回転数Ｎｄを検出する第
１レゾルバ５１が配置されている。車軸４２の両端には
車輪４３がそれぞれ取り付けられており、車軸４２の近
傍には車速ｖを検出するための車速センサ５３が配置さ
れている。第１モータ２０では、インナーロータ２２の
永久磁石２６により形成される磁界と制御ユニット６０
からの指令に基づき三相コイル２３によって形成される
磁界との相互作用によって、アウターロータ２１とイン
ナーロータ２２とが様々な態様の動作を示す。

【００２５】第２モータ３０は、三相同期電動機であ
り、ケース４５の内周面に配置された複数のステータ３
１、その外周面に複数の永久磁石３２を備えたロータ３
３を備えている。回転磁界を形成する三相コイル３４
は、各ステータ３１にコイルが巻回されることにより構
成されている。三相コイル３４に対しては第２インバー
タ２２０が接続されており、第２インバータ２２０は制
御ユニット６０およびバッテリ２１０と接続されてい
る。第２モータ３０では、ロータ３３の永久磁石３２に
より形成される磁界と制御ユニット６０からの指令に基
づき三相コイル３４によって形成される磁界との相互作
用によって、ロータ３３が回転する。ロータ３３はドラ
イブシャフト４０と同一軸上に配置されていると共にそ
の中空部をドライブシャフト４０が貫通する中空軸３５
に結合されており、中空軸３５の近傍にはロータ３３の
回転数を検出する第２レゾルバ５２が配置されている。
また、第２モータ３０の中空軸３５と第１モータ２０の
アウターロータ２１の他端とは以下のクラッチ装置７０
を介して継合および解放可能に連結されている。

【００２６】第１モータ２０と第２モータ３０との間に
はクラッチ装置７０が配置されている。クラッチ装置７
０は図示しないアクチュエータによって駆動される第１
クラッチ７１と第２クラッチ７２とを備えており、第１
クラッチ７１はアウターロータ２１と中空軸３５（ロー
タ３３）との連結の継合および解放を実行し、第２クラ
ッチ７２はドライブシャフト４０と中空軸３５（ロータ
３３）との連結の継合および解放を実行する。クラッチ
装置７０には制御ユニット６０が接続されており、クラ
ッチ装置７０は制御ユニット６０からの指令に基づいて
各アクチュエータ（図示せず）が作動することにより制
御される。

【００２７】次に、図１を参照して本実施例に係る車両
の制御系について説明する。制御ユニット６０は、ハイ
ブリッドＥＣＵ（電子制御ユニット）６００、およびエ
ンジンＥＣＵ６１０を備えている。各ＥＣＵ６００、６
１０にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等がそれぞれ備えられ
ている。なお、これらＥＣＵは例示であり、例えば、ハ
イブリッドＥＣＵ６００にはバッテリ２１０の状態管理
を行うバッテリＥＣＵが組み込まれ得る。

【００２８】ハイブリッドＥＣＵ６００は制御ユニット
６０の中核をなすＥＣＵであり車両の走行状態全般を制
御する。ハイブリッドＥＣＵ６００は、エンジンＥＣＵ
６１０と双方向通信可能に信号線を介して接続されてい
る。ハイブリッドＥＣＵ６００には、エンジン１０のク
ランクシャフト１６の回転数を検出するエンジン回転数
センサ５０、ドライブシャフト４０（インナーロータ２
２）の回転数を検出する第１レゾルバ５１、第２モータ
３０のロータ３３の回転数を検出する第２レゾルバ５
２、車両の車速を検出する車速センサ５３、アクセル踏
み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度セ
ンサ５４、およびバッテリ充電率（ＳＯＣ）を検出する
ＳＯＣセンサ５５がそれぞれ信号線を介して接続されて
いる。ハイブリッドＥＣＵ６００は、第１および第２イ
ンバータ２００、２２０と信号線を介して接続されてお
り第１および第２モータ２０、３０の動作を制御する。
ハイブリッドＥＣＵ６００はクラッチ装置７０内の第１
及び第２クラッチ７１、７２に対しても信号線を介して
接続されており、エンジン１０を常に最高効率点にて運
転し得るように車両の走行状態を制御している。ハイブ
リッドＥＣＵ６００内のＲＯＭ６０１は、本実施例の特
徴であるエンジン１０の出力制御処理を実行するプログ
ラムを格納し、ＲＡＭ６０２は先の車両要求出力、アク
セル開度等を逐次更新して格納している。

【００２９】エンジンＥＣＵ６１０は、スロットルバル
ブ１２、インジェクタ１３、イグナイタ１５等のエンジ
ン運転状態を変更する装置と接続されており、ハイブリ
ッドＥＣＵ６００からの要求に従ってスロットルバルブ
１２、インジェクタ１３、イグナイタ１５等を介してエ
ンジン１０の運転状態を制御する。

【００３０】次に、これら構成を備える本実施例に従う
ハイブリッド車両の出力制御装置の動作状態について図
２ないし図４を参照して説明する。図２および図３は本
実施例に従う出力制御装置によって実行されるエンジン
出力制御ルーチンを示すフローチャートである。図４は
アクセル開度および車速に基づいて車両要求出力を決定
する際に用いられるマップの一例を示す説明図である。

【００３１】本処理ルーチンは、ハイブリッドＥＣＵ６
００が、例えば、イグニッションキー位置に基づいて、
車両が走行準備状態にあることを検知すると開始され、
所定の時間間隔（例えば、８ｍｓｅｃ）で繰り返し実行
される。ハイブリッドＥＣＵ６００は、アクセル開度セ
ンサ５４からアクセル開度θを取得し、取得したアクセ
ル開度θを現アクセル開度θ１としてＲＡＭ６０２に一
時的に格納する（ステップＳ１００）。ハイブリッドＥ
ＣＵ６００は車速センサ５３から車速ｖを取得し、取得
した車速ｖをｖ１としてＲＡＭ６０２に一時的に格納す
る（ステップＳ１１０）。次に、ハイブリッドＥＣＵ６
００は、ＲＡＭ６０２に格納されている車速ｖ１および
現アクセル開度θ１を読み出し、現車両要求出力Ｐｒ１
を図４に示すマップに基づいて決定する（ステップＳ１
２０）。図４には、左からシフトポジションが１ｓｔ、
２ｎｄ、３ｒｄ、４ｔｈの場合における特性線が例示さ
れており、シフトポジション、アクセル開度θおよび車
速ｖに基づいて車両要求出力が決定される。なお、図示
する特性線は本実施例の理解を容易にするために用いた
例示に過ぎず、車両要求出力を決定するための特性線
（マップ）はこれに限定されるものではない。

【００３２】ハイブリッドＥＣＵ６００は、現車両要求
出力Ｐｒ１がエンジン１０を最高効率運転ポイントで運
転させることができる最小エンジン出力Ｐｅminよりも
大きいか否かを判定する（ステップＳ１３０）。なお、
最小エンジン出力Ｐｅminは第２モータ３０が単独で出
力し得る出力であることはいうまでもない。ハイブリッ
ドＥＣＵ６００は、Ｐｒ１≦Ｐｅminであると判定した
場合には（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、現車両要求出力
Ｐｒ１を先車両要求出力Ｐｒ０として、現アクセル開度
θ１を先アクセル開度θ０としてそれぞれＲＡＭ６０２
に格納して（ステップＳ１４０）本処理ルーチンを終了
する。かかる場合には、本処理ルーチンとは別のＥＶ制
御ルーチンが実行される。例えば、バッテリ充電率ＳＯ
Ｃが下限しきい値より大きな場合には、第２モータに対
する要求出力Ｐｍ２＊＝Ｐｒ１、エンジン回転数Ｎｅ＝
０、エンジントルクＴｅ＝０としてバッテリ２１０の電
力を第２モータ３０から車両出力として出力することが
できる。あるいは、バッテリ充電率ＳＯＣが下限しきい
値以下の場合には、エンジン１０をエンジン動作ライン
Ｌ３上のいずれかの点において運転させ、第１モータ２
０をジェネレータとして作動させ、得られた電力を第２
モータ３０から車両トルクとして出力しても良い。この
他にも、様々な公知のＥＶ走行制御ルーチンが用いられ
得ることは言うまでもない。

【００３３】これに対して、ハイブリッドＥＣＵ６００
は、Ｐｒ１＞Ｐｅminであると判定した場合には（ステ
ップＳ１３０：Ｙｅｓ）、バッテリ充電率ＳＯＣが下限
しきい値ＳＯＣrefより大きいか否かを判定する（ステ
ップＳ１５０）。ハイブリッドＥＣＵ６００は、バッテ
リ充電率ＳＯＣが下限しきい値ＳＯＣrefよりも大きい
と判定した場合には（ステップＳ１５０：Ｎｏ）、車両
要求出力Ｐｒの変動量ΔＰｒを求める（ステップＳ１６
０）。なお、ＲＡＭ６０２には先の本処理ルーチン実行
時に算出された車両要求出力が先車両要求出力Ｐｒ０と
して格納されており、この先車両要求出力Ｐｒ０と現車
両要求出力Ｐｒ１の絶対値の差分から車両要求出力変動
量ΔＰｒが求められる。また、先車両要求出力Ｐｒ０と
現車両要求出力Ｐｒ１との算出間隔は、本処理ルーチン
の実行間隔に一致する。ハイブリッドＥＣＵ６００は、
算出した車両要求出力変動量ΔＰｒが第１しきい値Ｐer
ef１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１７
０）。第１しきい値Ｐeref１は、車両要求出力変動量Δ
Ｐｒがエンジン運転ポイント（エンジン動作点）を変化
させる必要のないほど小さな変動量であるか否かを判定
するために用いられるしきい値であり、例えば、１０Ｎ
程度の値となる。

【００３４】ハイブリッドＥＣＵ６００は、車両要求出
力変動量ΔＰｒが第１しきい値Ｐeref１未満であると判
定した場合には（ステップＳ１７０：Ｙｅｓ）、指令ア
クセル開度θ＊を先回の実行ルーチンにてＲＡＭ６０２
に格納された先アクセル開度θ０に設定し、目標エンジ
ン出力Ｐｅ＊を先エンジン出力Ｐｅ０に設定し、Ｐｅ０
に対応するエンジン回転数ＮｅおよびエンジントルクＴ
ｅをマップから求める（ステップＳ１８０）。すなわ
ち、先車両要求出力Ｐｒ０と現車両要求出力Ｐｒ１との
間に変動があったとしても、その変動を目標エンジン出
力Ｐｅ＊に反映させることなく、先エンジン出力Ｐｒ０
に対応するエンジン運転ポイントと同一の運転ポイント
にてエンジン１０を運転させる。この結果、僅かな車両
要求出力変動によってはエンジン運転ポイントは変更さ
れず、頻繁なエンジン運転ポイントの変化に伴い発生す
る加速損失を低減することができる。ハイブリッドＥＣ
Ｕ６００は、現車両要求出力Ｐｒ１と目標エンジン出力
Ｐｅ＊との差分を求め、第１および第２モータ２０、３
０のいずれかによってアシストされるべき目標アシスト
出力Ｐｍａ＊とする（ステップＳ１９０）。エンジン１
０によって出力される目標エンジン出力Ｐｅ＊と、アク
セル開度および車速に基づく本来エンジンが出力すべき
現車両要求出力Ｐｒ１との出力差を第１および第２モー
タ２０、３０のいずれかによって補完するのである。こ
の結果、現車両要求出力Ｐｒ１とドライブシャフト４０
から車輪４３に伝達される出力とが一致する。

【００３５】ここで、目標エンジン出力Ｐｅ＊から目標
エンジン回転数Ｎｅ＊および目標エンジントルクＴｅ＊
を求める際に用いられるマップについて図５を参照して
説明する。図５は本実施例の出力制御装置がエンジン１
０の運転を制御する際に用いるエンジン運転ポイントの
マップを示す説明図である。図５において縦軸はエンジ
ントルクＴｅ（Ｎｍ）を示し、横軸はエンジン回転数Ｎ
ｅ（rpm）を示す。等燃費ラインＬ１は燃費が等しくな
るポイントを結んで示した特性線であり、エンジン等出
力ラインＬ２はエンジン１０の出力（Ｐｅ）が等しくな
るポイントを結んで示した特性線である。これら等燃費
ラインＬ１およびエンジン等出力ラインＬ２に基づい
て、同一のエンジン出力に対してエンジンの運転効率が
最高となるように（燃費が最も良くなるように）エンジ
ン動作ラインＬ３が決定される。エンジン運転ポイント
はエンジン動作ラインＬ３上にある。エンジン動作ライ
ンＬ３が存在しない左側１／４の領域は、エンジン１０
によって車両要求出力を出力するよりも第２モータ３０
によって車両要求出力を出力する方が車両全体としての
エネルギ効率が良くなるＥＶ領域である。このＥＶ領域
ではエンジン１０は駆動出力を出力するためには運転さ
れず、専ら第２モータ３０によって車両要求出力が出力
される。もっとも、エンジン１０は、ＳＯＣセンサ５５
によって検出されたバッテリ２１０のＳＯＣが下限しき
い値以下の場合には第１モータ２０をジェネレータとし
て駆動するための動力源として用いられ得る。かかる場
合にも、エンジン１０はエンジン動作ラインＬ３上のい
ずれかの運転ポイントにて運転され得ることは言うまで
もない。

【００３６】目標エンジン出力Ｐｅ＊からエンジン回転
数Ｎｅ＊およびエンジントルクＴｅ＊を求める手順は次
の通りである。目標エンジン出力Ｐｅ＊に対応するエン
ジン運転ポイントをエンジン動作ラインＬ３上から選択
し、そのエンジン運転ポイントに対応するマップ上のエ
ンジン回転数Ｎｅを目標エンジン回転数Ｎｅ＊とする。
エンジン出力Ｐｅとエンジン回転数Ｎｅおよびエンジン
トルクＴｅとの間には、Ｐｅ＝Ｎｅ×Ｔｅの関係があ
り、エンジン動作ラインＬ３上にてエンジン出力Ｐｅと
エンジン回転数Ｎｅとは一対一に対応しているからであ
る。また、目標エンジン回転数Ｎｅ＊が決定されると、
その目標エンジン回転数Ｎｅ＊に対応した目標エンジン
トルクＴｅ＊も一義的に決定される。

【００３７】ステップＳ１８０では上述の手順に従って
目標エンジン回転数Ｎｅ＊および目標エンジントルクＴ
ｅ＊が求められる。ハイブリッドＥＣＵ６００は、ステ
ップＳ１７０にて、車両要求出力変動量ΔＰｒは第１し
きい値Ｐｅref１以上であると判定した場合（ステップ
Ｓ１７０：Ｎｏ）、車両要求出力変動量ΔＰｒが第２し
きい値Ｐeref２未満であるか否かを判定する（ステップ
Ｓ２００）。第２しきい値Ｐeref２は、車両要求出力変
動量ΔＰｒが急加速等に対応する大きな変動量であるか
否かを判定するための上限しきい値であり、例えば、２
０〜３０Ｎ程度である。ハイブリッドＥＣＵ６００は、
車両要求出力変動量ΔＰｒが第２しきい値Ｐｅref２未
満であると判定した場合には（ステップＳ２００：Ｙｅ
ｓ）、目標アクセル開度θ＊を式（１） θ＊＝θ０＋（θ１−θ０）／（ｋｓΔｔ）・・・（１）から求め、求めた目標アクセル開度θ＊と車速ｖ１とに
基づいて目標エンジン出力Ｐｅ＊を図４に示すマップか
ら求める（ステップＳ２１０）。

【００３８】式１においてΔｔはアクセル開度がθ０か
らθ１に変化するまでの時間、通常は本処理ルーチンの
実行時間間隔であり、ｋｓは立ち上がり時間を遅らせる
立ち上がり時間調整係数である。なお、θ０は先回の実
行ルーチンにてＲＡＭ６０２に格納された先アクセル開
度であり、ハイブリッドＥＣＵ６００は、目標エンジン
出力Ｐｅ＊を求める際に先アクセル開度θ０をＲＡＭ６
０２から読み出して用いる。ハイブリッドＥＣＵ６００
は、求めた目標エンジン出力Ｐｅ＊から図５に示すマッ
プに基づいて既述のように目標エンジン回転数Ｎｅ＊お
よび目標エンジントルクＴｅ＊を求める。ハイブリッド
ＥＣＵ６００は、現車両要求出力Ｐｒ１と目標エンジン
出力Ｐｅ＊との差分を求め、第１および第２モータ２
０、３０のいずれかに対する目標アシスト出力Ｐｍａ＊
とする（ステップＳ１９０）。かかる制御によれば、先
車両要求出力Ｐｒ０から目標エンジン出力Ｐｅ＊への変
動量（すなわち、エンジン運転ポイントの変化速度）は
先車両要求出力Ｐｒ０から本来の現車両要求出力Ｐｒ１
への変動量と比較して小さくなる。この結果、エンジン
回転数ＮｅおよびエンジントルクＴｅは緩やかに増加
し、エンジン回転数Ｎｅの変動が緩慢となるため慣性に
よる加速損失が低減されると共に、エンジン運転ポイン
トがエンジン動作ラインＬ３上を移動することと相まっ
て燃費を向上させることができる。また、不足するエン
ジン出力は第１および第２モータ２０、３０のいずれか
によって補完されるのでドライバビリティが損なわれる
こともない。

【００３９】ハイブリッドＥＣＵ６００は、ステップＳ
２００にて車両要求出力変動量ΔＰｒが第２しきい値以
上であると判定した場合には（ステップＳ２００：Ｎ
ｏ）、目標エンジン出力Ｐｅ＊を式Ｐｅ＊＝Ｐｒ１−Ｐ
batに基づいて求める。ここで、Ｐbatはバッテリ２１０
から持ち出すことのできる出力（バッテリ２１０の電気
エネルギを第１および第２モータ２０、３０のいずれか
によって機械エネルギとして出力できる出力）を意味
し、Ｐbat＝Ｐｍ１＋Ｐｍ２である。Ｐbatは、バッテリ
充電率ＳＯＣに応じて変化し、例えば、バッテリ充電率
ＳＯＣが十分に高い場合には１５Ｎ程度であり、バッテ
リ充電率ＳＯＣの低下と共に最終的には０Ｎとなる。ハ
イブリッドＥＣＵ６００は、求めた目標エンジン出力Ｐ
ｅ＊から図５のマップに基づいて目標エンジン回転数Ｎ
ｅ＊および目標エンジントルクＴｅ＊を求める（ステッ
プＳ２２０）。このように車両要求出力変動量ΔＰｒが
第２しきい値以上の場合には、バッテリ２１０によって
持ち出しできる出力Ｐbatを第１および第２モータ２
０，３０のいずれかを介して出力し、エンジン回転数Ｎ
ｅおよびエンジントルクＴｅは徐々に目標エンジン回転
数Ｎｅ＊および目標エンジントルクＴｅ＊へと増加され
る。

【００４０】ハイブリッドＥＣＵ６００は、現車両要求
出力Ｐｒ１と目標エンジン出力Ｐｅ＊との差分を求め、
第１および第２モータ２０、３０のいずれかに対する目
標アシスト出力Ｐａ２＊とする（ステップＳ１９０）。
かかる制御によれば、先車両要求出力Ｐｒ０から目標エ
ンジン出力Ｐｅ＊への変動量（すなわち、エンジン運転
ポイントの変化速度）はバッテリ持ち出し出力Ｐbatの
分だけ先車両要求出力Ｐｒ０から現車両要求出力Ｐｒ１
への変動量と比較して小さくなる。このように、エンジ
ン回転数ＮｅおよびエンジントルクＴｅは緩やかに増加
する一方で、現車両要求出力Ｐｒ１に対して不足する出
力は第１および第２モータ２０、３０のいずれかによっ
て補完されるので、加速要求に応えてドライバビリティ
を損なうことなく慣性による加速損失を低減して燃費を
向上させることができる。

【００４１】ハイブリッドＥＣＵ６００は、ステップＳ
１５０にてバッテリ充電率ＳＯＣが下限しきい値ＳＯＣ
ref以下であると判定した場合には（ステップＳ１５
０：Ｎｏ）、エンジン目標出力Ｐｅ＊を現車両要求出力
Ｐｒ１とし、目標アクセル開度θ＊を現アクセル開度θ
１として目標エンジン回転数Ｎｅ＊および目標エンジン
トルクＴｅ＊を決定する（Ｓ２３０）。バッテリ充電率
ＳＯＣが下限しきい値ＳＯＣref以下の場合には、第１
および第２モータ２０、３０のいずれかによって抑制さ
れたエンジン出力分を補うことができないので、車両要
求出力Ｐｒ１に応じた全出力をエンジン１０によって出
力しなければならないからである。したがて、バッテリ
２１０によって差分出力が補完されている状態において
バッテリ充電率ＳＯＣが下限しきい値ＳＯＣref以下と
なった場合には、上記の目標エンジン出力Ｐｅ＊の算出
方法に拘わらず、ハイブリッドＥＣＵ６００は車両要求
出力変動量ΔＰｒを反映することなくエンジンＥＣＵ６
１０を介してエンジン１０によって全車両要求出力を出
力させる。続いて、ハイブリッドＥＣＵ６００は、現車
両要求出力Ｐｒ１と目標エンジン出力Ｐｅ＊との差分を
求め、第１および第２モータ２０、３０のいずれかに対
する目標アシスト出力Ｐｍａ＊（実際には０）とする
（ステップＳ１９０）。

【００４２】ステップＳ１８０に続いて、ハイブリッド
ＥＣＵ６００は、第１レゾルバ５１からドライブシャフ
ト回転数Ｎｄを取得する（ステップＳ２４０）。このド
ライブシャフト回転数Ｎｄは第１モータのインナーロー
タ２２の回転数としても用いられ得る。ハイブリッドＥ
ＣＵ６００は、決定した目標エンジン回転数Ｎｅ＊がド
ライブシャフト回転数Ｎｄよりも高い（大きい）か否か
を判定する（ステップＳ２５０）。すなわち、走行状態
にある車両のドライブシャフト回転数Ｎｄがエンジン回
転数Ｎｅよりも低いアンダードライブ状態にあるのか、
あるいは、ドライブシャフト回転数Ｎｄがエンジン回転
数Ｎｅよりも高いオーバドライブ状態にあるのかを判定
する。ハイブリッドＥＣＵ６００は、目標エンジン回転
数Ｎｅ＊＞ドライブシャフト回転数Ｎｄであると判定し
た場合には（ステップＳ２３０：Ｙｅｓ）、アンダード
ライブ制御を実行する（ステップＳ２６０）。一方、ハ
イブリッドＥＣＵ６００は、目標エンジン回転数Ｎｅ＊
≦ドライブシャフト回転数Ｎｄであると判定した場合に
は（ステップＳ２５０：Ｎｏ）、オーバドライブ制御を
実行する（ステップＳ２７０）。

【００４３】ここで、アンダードライブ制御およびオー
バドライブ制御について図６および図７を参照して説明
する。図６はアンダードライブ制御に際してハイブリッ
ドＥＣＵ６００にて実行される処理ルーチンを示すフロ
ーチャートであり、図７はオーバドライブ制御に際して
ハイブリッドＥＣＵ６００にて実行される処理ルーチン
を示すフローチャートである。

【００４４】先ず、図６を参照してアンダードライブ制
御について説明する。アンダードライブ制御を開始する
と、ハイブリッドＥＣＵ６００は第１クラッチ７１が解
放状態（オフ状態）にあり、且つ第２クラッチ７２が継
合状態（オン状態）にあるか否かを判定する（ステップ
Ｓ２６１）。すなわち、第２モータ３０のロータ３３と
ドライブシャフト４０とが結合されているか否かを判定
する。ハイブリッドＥＣＵ６００は、第１クラッチ７１
および第２クラッチ７２の少なくとも一方が判定条件を
満たしていないと判定した場合には（ステップＳ２６
１：Ｎｏ）、第１および第２クラッチ７１，７２を解放
させる（ステップＳ２６２）。両クラッチ７１，７２を
解放するのは、両クラッチ７１，７２が共に継合してエ
ンジン１０の自由な運転制御が阻害される事態を回避す
るためである。続いて、ハイブリッドＥＣＵ６００は、
第２クラッチ７２を継合させて、第２モータ３０のロー
タ３３とドライブシャフト４０とを結合し、第２モータ
３０がドライブシャフト４０上に配置されている構成と
する（ステップＳ２６３）。アンダードライブ時には、
第１モータ２０にて回生したエネルギが第２モータ３０
にて消費され、その消費されたエネルギを再度第１モー
タ２０にて回生するというエネルギの再循環を防止する
と共に、エネルギ効率を向上させるために、第２モータ
３０のロータ３３をドライブシャフト４０に継合するこ
ととした。

【００４５】ハイブリッドＥＣＵ６００は、第１モータ
２０に対する目標モータトルクＴｍ１＊を目標エンジン
トルクＴｅ＊に設定する（ステップＳ２６４）。このよ
うなアンダードライブ制御時の動力伝達系の構成では、
第１モータ２０がエンジン１０に結合されており第１モ
ータ２０のトルクＴｍ１がエンジン１０の負荷トルクと
なるので、第１モータ２０の目標モータトルクＴｍ１＊
をエンジン１０の目標エンジントルクＴｅ＊に合わせる
ことによりエンジン１０を目標エンジントルクＴｅ＊に
て安定して運転させるのである。続いて、ハイブリッド
ＥＣＵ６００は、第２モータ３０に対する目標モータト
ルクＴｍ２＊を式（２）Ｔｍ２＊＝（（Ｐｅ＊＋Ｐｍａ＊）／Ｎｄ）−Ｔｅ＊・・・（２）から求める（ステップＳ２６５）。すなわち、車両要求
出力Ｐｒ１に対応してドライブシャフト４０上に出力さ
れるべきトルクとエンジン１０によって出力されるエン
ジントルクＴｅとの差分トルクを第２モータ３０の目標
モータトルクＴｍ２＊に設定する。ハイブリッドＥＣＵ
６００は目標モータトルクＴｍ２＊を設定後、メイン処
理ルーチンにリターンする。かかる構成では、第１モー
タ２０は、負のトルクを出力（回生動作）することとな
るため、第１モータ２０はジェネレータとして機能し、
第１モータ２０にて生成された電力は第２モータ３０に
よって目標モータトルクＴｍ２＊を発生させるために消
費されることとなる。

【００４６】次に図７を参照してオーバドライブ制御に
ついて説明する。オーバードライブ制御を開始すると、
ハイブリッドＥＣＵ６００は第１クラッチ７１が継合状
態（オン状態）にあり、且つ第２クラッチ７２が解放状
態（オフ状態）にあるか否かを判定する（ステップＳ２
７１）。すなわち、第２モータ３０のロータ３３とクラ
ンクシャフト１６とが結合されているか否かを判定す
る。ハイブリッドＥＣＵ６００は、第１クラッチ７１お
よび第２クラッチ７２の少なくとも一方が判定条件を満
たしていないと判定した場合には（ステップＳ２７１：
Ｎｏ）、第１および第２クラッチ７１，７２を解放させ
る（ステップＳ２７２）。続いて、ハイブリッドＥＣＵ
６００は、第１クラッチ７１を継合させて、第２モータ
３０のロータ３３とクランクシャフト１６とを結合し、
第２モータ３０の出力をクランクシャフト１６上に出力
し得る構成とする（ステップＳ２７３）。アンダードラ
イブ時には、第２モータ３０にて回生したエネルギが第
１モータ２０にて消費され、その消費されたエネルギを
再度第２モータ３０にて回生するというエネルギの再循
環を防止すると共に、エネルギ効率を向上させるため
に、第２モータ３０のロータ３３をクランクシャフト１
６に継合することとした。

【００４７】ハイブリッドＥＣＵ６００は、第１モータ
２０の対する目標モータトルクＴｍ１＊を式（３）Ｔｍ１＊＝（Ｐｅ＊＋Ｐｍａ＊）／Ｎｄ・・・（３）から求める（ステップＳ２７４）。このようなオーバー
ドライブ制御時の動力伝達系の構成では、第１モータ２
０のトルクが車両要求トルクＰｒ１に対応するドライブ
シャフト４０のトルクとなるからである。続いて、ハイ
ブリッドＥＣＵ６００は、第２モータ３０の目標モータ
トルクＴｍ２＊を式（４）Ｔｍ２＊＝Ｔｍ１＊−Ｔｅ＊・・・（４）から求める（ステップＳ２７５）。この構成では、第２
モータ３０はエンジン１０と第１モータ２０との間に配
置されるため第２モータ３０はエンジン１０の目標エン
ジントルクＴｅ＊と第１モータ２０の目標モータトルク
Ｔｍ１＊の差分トルクを目標モータトルクＴｍ２＊とし
なければならないからである。また、かかる構成では第
２モータ３０のモータトルクＴｍ２＊は負のトルクとな
るため、第２モータ３０はジェネレータとして機能して
電力を生成し、生成された電力は第１モータ２０にて目
標モータトルクＴｍ１＊を発生させるために消費され
る。

【００４８】ハイブリッドＥＣＵ６００は、アンダード
ライブ制御またはオーバドライブ制御を経た後、ステッ
プＳ１４０、Ｓ１７０、Ｓ２００、Ｓ２１０のいずれか
のステップで決定された目標エンジン回転数Ｎｅ＊にて
エンジン１０を運転させるようにエンジンＥＣＵ６１０
に対して指令を送り、エンジン１０を制御する（ステッ
プＳ２８０）。この結果、目標エンジントルクＴｅ＊が
クランクシャフト１６上に出力される。ハイブリッドＥ
ＣＵ６００は、第２インバータ２２０を介してステップ
Ｓ１４０またはステップＳ１８０にて求められた目標モ
ータトルクＴｍ２＊にて第２モータ３０を駆動し、第１
インバータ２００を介してステップＳ２４４またはステ
ップＳ２５４にて求められた目標モータトルクＴｍ１＊
にて第１モータを駆動する（ステップＳ２９０）。最後
に、ハイブリッドＥＣＵ６００は、現車両要求出力Ｐｒ
１を先車両要求出力Ｐｒ０として、現アクセル開度θ１
を先アクセル開度θ０としてそれぞれＲＡＭ６０２に格
納して（ステップＳ３００）本処理ルーチンを終了す
る。

【００４９】以上説明した本実施例に係るハイブリッド
車両の出力制御装置によるエンジン出力の時間変化につ
いて図８〜図１１を参照して説明する。図８は車両要求
出力の変動量の程度を示すための説明図である。図９は
アクセル踏み込み量に対応するアクセル開度が短時間の
間に変動する場合のエンジン出力変動と車両要求出力変
動の関係例を模式的に示すグラフである。図１０はアク
セル開度が比較的緩やかに変動する場合のエンジン出力
変化と車両要求出力変化の関係例を模式的に示すグラフ
である。

【００５０】図８のグラフにおいて、縦軸は車両要求ト
ルクＴｅを示し、横軸はエンジン回転数Ｎｅを示してい
る。グラフ中の変動量は車両要求出力変動量が小さい
場合（第１しきい値未満の場合）を示し、の変動量は
車両要求出力変動量が中程度の場合（第１しきい値以上
で第２しきい値未満の場合）を示し、の変動量は車両
要求出力変動量が大きい場合（第２しきい値以上の場
合）をそれぞれ示す。なお、変動量、変動量および
変動量のグラフ上の位置はあくまでも目安に過ぎず、
これら変動量のグラフ上の位置が本実施例中における各
しきい値の値と一致するわけではない。

【００５１】先ず、アクセル踏み込み量に対応するアク
セル開度が短時間の間に変動する場合のエンジン出力変
動と車両要求出力変動との関係について図９を参照して
説明する。なお、車両要求出力変動量のサンプリングは
既述のように例えば、８ｍｓ間隔で行われる。変動量
では車両要求出力Ｐｒが変化してもエンジン出力Ｐｅは
変動せず、先エンジン出力Ｐｅ０を保持し続ける。変動
量では、車両要求出力変動線ＬＰｒの傾きと比較して
エンジン出力変動線ＬＰｅの傾きが小さくなり、エンジ
ン回転数Ｎｅの上昇が抑制される。変動量では、現車
両要求出力Ｐｒ１から第１および第２モータ２０、３０
のいずれかによって出力可能なバッテリ出力Ｐbatを減
じた値が目標エンジン出力Ｐｅ＊となるため、変動量
の場合と比較してエンジン出力変動線ＬＰｅの傾きが大
きくなるものの、車両要求出力Ｐｒの変動量と比較すれ
ばエンジン出力Ｐｅの変動量は小さくエンジン回転数Ｎ
ｅの上昇が抑制される。特に最右側に現れる変動量で
は、車両要求出力Ｐｒの変動量が極めて大きいためエン
ジン出力変動線ＬＰｅの傾きが先の変動量の場合より
も大きくなるものの、車両要求出力Ｐｒの変動量と比較
すればエンジン出力Ｐｅの変動量は小さくエンジン回転
数Ｎｅの上昇が抑制される。いずれの場合も、車両要求
出力Ｐｒとエンジン出力Ｐｅとの差分出力は第１および
第２モータ２０、３０のいずれかによって出力される。
したがって、現実に車両から出力される車両出力は車両
要求出力と一致する。以上の現象は車両要求出力Ｐｒが
減少した場合（車両要求出力変動量ΔＰｒが負の場合）
にも同様に現れる。

【００５２】図９ではバッテリ出力Ｐbatが比較的小さ
い場合（バッテリ充電率ＳＯＣが下限しきい値を下回ら
ない場合）について説明したが、車両要求出力Ｐｒの変
動状態によってはバッテリ充電率ＳＯＣが下限しきい値
を下回る場合もある。かかる場合について、図１０を参
照して説明する。図９を参照して説明したのと同様にエ
ンジン出力Ｐｅは車両要求出力変動ΔＰｒが変動量の
場合には先エンジン出力Ｐｅ０を採り、変動量の場合
には車両要求出力変動線ＬＰｅと比較して傾きの小さな
エンジン出力変動線ＬＰｅ上の出力をエンジン出力Ｐｅ
として採る。変動量の場合には、現車両要求出力Ｐｒ
１からバッテリ出力Ｐbatを減じた出力が目標エンジン
出力Ｐｅ＊となる。ただし、車両要求出力Ｐｒが比較的
大きな状態で保持されバッテリ充電率ＳＯＣが下限しき
い値を下回ると目標エンジン出力Ｐｅ＊を現車両要求出
力Ｐｒ１に変更される（ＳＯＣ規制）。その後は、バッ
テリ充電率ＳＯＣが下限しきい値を上回るまで目標エン
ジン出力Ｐｅ＊に現車両要求出力Ｐｒ１が設定される。

【００５３】このように本実施例に係るハイブリッド車
両の出力制御装置によれば、エンジン運転ポイントの頻
繁な変更が抑制されるので、エンジン回転数の変動に伴
って発生する慣性による加速損失を低減することができ
ると共に、エンジン１０を常に最高効率運転ポイントに
て運転させるので燃費を最良とすることができる。ま
た、エンジン回転数の変動に伴うトルク変動が抑制され
るのでドライバビリティを改善することができる。

【００５４】さらに、本実施例に係るハイブリッド車両
の出力制御装置によれば、現車両要求出力Ｐｒ１とエン
ジン１０によって出力される目標エンジン出力Ｐｅ＊と
の差分出力は第１および第２モータ２０、３０のいずれ
かによって補完される。また、これら第１および第２モ
ータ２０、３０による不足出力の補完は、少なくともバ
ッテリ充電率ＳＯＣが下限しきい値ＳＯＣref以下とな
るまでは得られる。これにより、単に目標エンジン出力
Ｐｅ＊を抑制するだけの場合に生じていた車両要求出力
と車両出力との出力差が解消され、ドライバビリティを
改善することができる。

【００５５】また、第１モータ２０によってエンジン１
０のトルク脈動を吸収することができるので、エンジン
１０と第１モータ２０とをダンパを介すことなく直接結
合することができる。エンジン１０の第１モータ２０と
が直接結合されるので、第１モータ２０の慣性を利用す
ることが可能となり、フライホイールを小型化、あるい
は、取り除くことができる。さらに、第１モータ２０が
エンジン１０側に配置されているので第１モータ２０の
入力軸を短くすることが可能となり、容易に必要な強度
を得ることができる。

【００５６】以上、発明の実施の形態に基づき本発明に
係るハイブリッド車両の出力制御装置を説明してきた
が、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易
にするためのものであり、本発明を限定するものではな
い。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱す
ることなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはそ
の等価物が含まれることはもちろんである。

【００５７】上記実施例では、車両要求出力変動量ΔＰ
ｒが第１しきい値Ｐｅref１未満の場合にも、第１モー
タ２０あるいは第２モータ３０によって差分出力を出力
する構成を備えているが、目標エンジン出力Ｐｅ＊を車
両出力としてもよい。車両要求出力変動量ΔＰｒが小さ
な領域では、現車両要求出力Ｐｒ１と目標エンジン出力
Ｐｅ＊との差は小さく、その差分出力を補わなくともド
ライバビリティを著しく低下させることはないからであ
る。かかる場合には、第１モータ２０あるいは第２モー
タ３０による差分出力の補完がより効果的な場合のため
に、バッテリ充電率ＳＯＣを高い値で保持することがで
きる。

【００５８】上記実施例では、バッテリ充電率ＳＯＣが
下限しきい値ＳＯＣref以下となった時点で第１および
第２モータ２０、３０による差分出力の補完を中止し、
エンジン１０によって現車両要求出力Ｐｒ１の全てを出
力する構成を備えている。これに対して、バッテリ充電
率ＳＯＣの判定しきい値をいくつか持ち、段階的に補完
する出力量を低減していっても良い。かかる場合には、
エンジン１０の出力を増大させて車両要求出力と実際に
出力される車両出力を一致させても良く、あるいは、車
両要求出力と実際に出力される車両出力との間に小さな
出力差を持たせても良い。前者の場合には車両要求出力
に応じた車両出力が出力されるという利点を有し、後者
の場合にはドライバビリティを著しく低下させることな
くエンジン１０の運転ポイントを維持することができる
という利点を有する。

【００５９】上記実施例では、車両要求出力変動量ΔＰ
ｒが第２しきい値Ｐｅref２以上の場合には、バッテリ
２１０から持ち出すことのできる最大出力を第１モータ
２０あるいは第２モータ３０によって出力する構成を備
えているが、最大出力未満の所望の値としても良い。

【００６０】上記実施例では、エンジン１０と第１モー
タ２０とがダンパを介すことなく結合されているが、ダ
ンパを介してエンジン１０と第１モータ２０とが結合さ
れている場合にも本発明に係る出力制御装置は適用可能
である。また、第２モータ３０がエンジン１０側に配置
されているハイブリッド車両に対してもの本発明は適用
可能である。

【００６１】上記実施例における、第１しきい値Ｐｅre
f１、第２しきい値Ｐｅref２、およびＰbat等の値はあ
くまで例示であり、エンジン１０、第１モータ２０、第
２モータ３０、バッテリ２１０等の特性によって最適な
値は適宜変化し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例が適用される車両の概略構成を示
すブロック図である。

【図２】本実施例に従う出力制御装置によって実行され
るエンジン出力制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図３】本実施例に従う出力制御装置によって実行され
るエンジン出力制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図４】本実施例においてアクセル開度および車速に基
づき車両要求出力を求めるためのマップを示す説明図で
ある。

【図５】本実施例に従う出力制御装置がエンジンの運転
を制御する際に用いるエンジン運転ポイントのマップを
示す説明図である。

【図６】アンダードライブ制御に際してハイブリッドＥ
ＣＵ６００にて実行される処理ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図７】オーバドライブ制御に際してハイブリッドＥＣ
Ｕ６００にて実行される処理ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図８】車両要求出力の変動量の程度を示すための説明
図である。

【図９】アクセル踏み込み量に対応するアクセル開度が
短時間の間に変動する場合のエンジン出力変動と車両要
求出力変動の関係例を模式的に示すグラフである。

【図１０】アクセル開度が比較的緩やかに変動する場合
のエンジン出力変化と車両要求出力変化の関係例を模式
的に示すグラフである。

【符号の説明】

１０…エンジン１１…吸気管１２…スロットルバルブ１３…インジェクタ１４…点火プラグ１６…クランクシャフト２０…第１モータ２１…アウターロータ２２…インナーロータ２３…三相コイル２４…中空回転軸２５…スリップリング２６…永久磁石３０…第２モータ３１…ステータ３２…永久磁石３３…ロータ３４…三相コイル３５…中空軸４０…ドライブシャフト４１…ディファレンシャルギヤ４２…車軸４３…車輪４５…ケース５０…エンジン回転数センサ５１…第１レゾルバ５２…第２レゾルバ５３…車速センサ５４…アクセル開度センサ５５…ＳＯＣセンサ６０…制御ユニット７０…クラッチ装置７１…第１クラッチ７２…第２クラッチ２００…第１インバータ２１０…バッテリ２２０…第２インバータ６００…ハイブリッドＥＣＵ６００６１０…エンジンＥＣＵ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｂ６０Ｋ 9/00 ＥＦターム(参考） 3D039 AB26 3G093 AA07 BA02 BA04 BA19 DA01 DA06 DB05 DB19 EA05 EA09 EA12 FA07 FA10 5H115 PA01 PA12 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PU10 PU22 PU24 PU25 PV09 QN03 RE03 RE05 RE06 RE13 SE04 SE05 SE08 SE09 TB03 TB10 TE02 TI01 TO21 TO30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料の燃焼により動力を発生する燃焼機関
または電気的なエネルギにより動力を発生する電動機の
少なくとも一方によって車両に要求される車両要求出力
に応じた実出力を出力させる出力制御装置であって、前記車両要求出力を算出する車両要求出力算出手段と、前記車両要求出力算出手段によって時系列的に算出され
た複数の車両要求出力に基づいて車両要求出力の変動量
を算出する要求出力変動量算出手段と、算出された前記要求出力の変動量を反映して前記燃焼機
関の燃費効率を優先して前記燃焼機関により出力すべき
燃焼機関出力を算出し、その算出された前記燃焼機関出
力を出力するように前記燃焼機関を制御する燃焼機関制
御手段とを備える出力制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の出力制御装置はさらに、
前記燃焼機関出力と前記車両要求出力との差分に基づい
て前記電動機によって出力すべき電動機出力を算出し、
その算出された前記電動機出力を出力するように前記電
動機を制御する電動機制御手段とを備える出力制御装
置。
【請求項３】請求項２に記載の出力制御装置において、
前記燃焼機関制御手段は前記車両要求出力の変動量に応
じて、前記燃焼機関の出力制御パターンを変更すること
を特徴とする出力制御装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１の請
求項に記載の出力制御装置において、前記要求出力変動
量算出手段は、第１の車両要求出力とその第１の車両要
求出力の後に算出された第２の車両要求出力とに基づい
て前記車両要求出力の変動量を算出し、前記燃焼機関制御手段は、前記車両要求出力の変動量が
第１のしきい値未満の場合には、前記第１の車両要求出
力に対応する第１燃焼機関出力を前記燃焼機関出力とす
る第１制御パターンにて前記燃焼機関を制御することを
特徴とする出力制御装置。
【請求項５】請求項４に記載の出力制御装置において、
前記燃焼機関制御手段は、前記車両要求出力の変動量が
前記第１のしきい値より大きいな第２のしきい値以上の
場合には、前記第２の車両要求出力から前記電動機によ
って出力可能な電動機出力を減じた出力を前記燃焼機関
出力とする第２制御パターンにて前記燃焼機関を制御す
ることを特徴とする出力制御装置。
【請求項６】請求項５に記載の出力制御装置において、
前記燃焼機関制御手段は、前記車両要求出力の変動量が
前記第１のしきい値以上であり且つ前記第２のしきい値
未満の場合には、前記車両要求出力の変動量に対して０
より大きく１未満の補正比を乗じた補正車両要求出力と
前記第１車両要求出力との和を前記燃焼機関出力とする
第３制御パターンにて前記燃焼機関を制御することを特
徴とする出力制御装置。
【請求項７】請求項２に記載の出力制御装置において、
前記電動機によって前記電動機出力を出力できない場合
には、前記燃焼機関制御手段は前記燃焼機関出力を前記
第２の車両要求出力とする第４制御パターンにて前記燃
焼機関を制御することを特徴とする出力制御装置。
【請求項８】燃料の燃焼により動力を発生する燃焼機関
または電気的なエネルギにより動力を発生する電動機を
動力源として備えると共に少なくとも燃焼機関または電
動機の一方によって車両が要求する車両要求出力に応じ
た実出力が出力される車両であって、前記車両要求出力を算出する車両要求出力算出手段と、前記算出された車両要求出力の所定時間間隔当たりの変
動量を算出する要求出力変動量算出手段と、前記算出された車両要求出力および前記算出された車両
要求出力の変動量を反映すると共に前記燃焼機関の燃費
効率を優先して動作点を算出する燃焼機関動作点算出手
段と、前記算出された燃焼機関動作点にて前記燃焼機関を運転
させる燃焼機関制御手段とを備える車両。
【請求項９】請求項８に記載の車両において、前記燃焼
機関動作点算出手段は、前記車両要求出力の変動量に応
じて前記車両要求出力の変化速度を補正する補正比を決
定し、その補正比を用いて前記車両要求出力から前記燃
焼機関動作点を算出することを特徴とする車両。
【請求項１０】請求項８または請求項９に記載の車両に
おいて、前記燃焼機関動作点算出手段は、前記車両要求
出力の変動量が第１のしきい値以下の場合には、前記補
正比を０とすることを特徴とする車両。
【請求項１１】請求項８ないし請求項１０のいずれか１
の請求項に記載の車両において、前記燃焼機関動作点算
出手段は、前記車両要求出力の変動量が前記第１のしき
い値よりも大きな第の２しきい値以上の場合には、前記
補正比を第１の補正比とすることを特徴とする車両。
【請求項１２】請求項１１に記載の車両において、前記
第１の補正比は前記車両要求出力と前記車両要求出力か
ら前記電動機によって出力可能な電動機出力を減じた補
正車両要求出力との比であることを特徴とする車両。
【請求項１３】請求項１１または請求項１２に記載の車
両において、前記燃焼機関動作点算出手段は、前記車両
要求出力の変動量が前記第１のしきい値より大きく前記
第２のしきい値未満の場合には、前記補正比を０より大
きく前記第１の補正比未満とすることを特徴とする車
両。
【請求項１４】請求項９ないし請求項１３のいずれか１
の請求項に記載の車両はさらに、前記車両要求出力と前
記補正後の燃焼機関動作点において前記燃焼機関により
出力される燃焼機関出力との差分出力を前記電動機によ
って出力させる電動機制御手段を備えることを特徴とす
る車両。
【請求項１５】請求項１４に記載の車両において、前記
電動機によって前記差分出力を出力できない場合には、
前記燃焼機関動作点算出手段は前記補正比を１に変更す
ることを特徴とする車両。
【請求項１６】燃料の燃焼により動力を発生する燃焼機
関または電気的なエネルギにより動力を発生する電動機
を動力源として備えると共に少なくとも前記燃焼機関ま
たは電動機の一方によって車両の要求する車両要求出力
に応じた実出力が出力される車両における燃焼機関の出
力制御方法であって、異なる時間タイミングにて第１車両要求出力と第２車両
要求出力とを算出し、算出した第１車両要求出力と第２車両要求出力とに基づ
いて車両要求出力の変動量を算出し、前記車両要求出力変動量を反映すると共に前記燃焼機関
の燃費効率を優先して前記車両要求出力に対応する前記
燃焼機関の出力を決定し、その決定した燃焼機関出力を
前記燃焼機関に出力させる方法。
【請求項１７】請求項１６に記載の方法において、前記
車両要求出力変動量が第１のしきい値未満の場合には、
前記第１車両要求出力に対応する第１燃焼機関出力を前
記燃焼機関に出力させる方法。
【請求項１８】請求項１７に記載の方法において、前記
車両要求出力変動量が前記第１のしきい値より大きな第
２のしきい値以上の場合には、前記第２車両要求出力か
ら前記電動機によって出力可能な出力を減じた補正燃焼
機関出力を前記燃焼機関に出力させる方法。
【請求項１９】請求項１８に記載の方法において、前記
車両要求出力変動量が前記第１のしきい値以上であり且
つ第２のしきい値未満の場合には、前記補正燃焼機関出
力を算出し、前記第１燃焼機関出力より大きく前記補正燃焼機関出力
よりも小さい出力を前記燃焼機関に出力させる方法。
【請求項２０】請求項１６ないし請求項１９のいずれか
１の請求項に記載の方法はさらに、前記燃焼機関出力と
前記第２車両要求出力との差分出力を前記電動機によっ
て出力させる方法。
【請求項２１】請求項２０に記載の方法において、前記
電動機によって前記差分出力を出力できない場合には、
前記第２車両要求出力を前記燃焼機関に出力させる方
法。