JP2002054474A

JP2002054474A - 燃料電池を搭載したハイブリッド車両

Info

Publication number: JP2002054474A
Application number: JP2000241265A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tabata; 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-02-20
Anticipated expiration: 2020-08-09
Also published as: JP4135302B2

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料電池とエンジンとを用いたハイブリッド
車両において、エンジンを単純に運転／停止制御したの
では、効率が却って低下することがある。【解決手段】現在のモータ回転数とアクセル開度のマ
ップから、車両駆動軸に出力すべき要求トルクを求め
（ステップＳ２００ないし２２０）、これと燃料電池の
運転状態から（ステップＳ２５０〜２６０）、エンジン
を片バンクで運転すると共に燃料電池の電力でモータを
駆動して必要なトルクを得るか、エンジンを両バンク共
に運転するかを、決定する（ステップＳ２３０，２７
０，２８０）。この結果、トータルでの効率が高い運転
を実現するといったことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と燃料電
池を搭載した車両を制御する技術に関し、詳しくは内燃
機関と電動機との動力の少なくとも一部を駆動軸に出力
可能なハイブリッド車両の制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】環境に対する負担の少ない車両として、
燃料電池を搭載し、燃料電池により発電した電力で走行
する電気自動車が各種提案されている。また、こうした
燃料電池単独での車両の運転性能を引き上げるために、
更に内燃機関を搭載し、両方の動力を適宜利用して走行
するハイブリッド車両も各種提案されている。こうした
車両は、燃料電池により発電した電力で電動機を運転し
て走行したり、必要に応じて、内燃機関を起動し、内燃
機関により車両を走行したりしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たシステムでは、内燃機関の運転状態と停止状態では、
得られる動力に大きな差があるため、システム全体とし
て、必ずしも高い効率を達成することができないという
問題があった。システム全体として高い効率を達成しよ
うとすると、内燃機関のダイナミックレンジを余り広げ
ず、車両に対する要求動力が低い領域では、内燃機関を
停止して燃料電池により発電した電力で走行することが
望ましい。かかる運転を行なおうとすると、燃料電池と
電動機の組み合わせにより得られる動力の最大値が、内
燃機関の運転領域の下限域に連続していることが望まし
い。このためには、電動機の出力をかなり大きなものに
しなければならず、システム全体の効率が低下してしま
うことがあり得た。

【０００４】本発明の装置は、こうした問題に対して解
答を与えるものであり、内燃機関と燃料電池およびこれ
により駆動される電動機を搭載した車両における制御を
好適なものとす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
記目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、内燃機
関と燃料電池とを備え、該内燃機関と電動機との動力の
少なくとも一部を駆動軸に出力可能なハイブリッド車両
であって、前記内燃機関は、複数の気筒を備え、該複数
の気筒のうちの一部の気筒のみを用いる可変気筒運転可
能な内燃機関であり、前記駆動軸に要求される動力を、
前記燃料電池が発電した電力を用いて運転される前記電
動機の出力と、前記可変気筒運転される前記内燃機関の
出力とにより賄うことを要旨とする。

【０００６】また、このハイブリッド車両の運転方法の
発明は、複数気筒の一部を独立に運転可能な内燃機関と
燃料電池とを備え、該内燃機関と電動機との動力の少な
くとも一部を駆動軸に出力可能なハイブリッド車両の運
転方法であって、前記駆動軸に要求される動力を、前記
燃料電池が発電した電力を用いて運転される前記電動機
の出力と、運転される気筒数が可変される前記内燃機関
の出力とにより賄うことを要旨とする。

【０００７】かかるハイブリッド車両およびその運転方
法によれば、内燃機関は、複数気筒の一部を独立に運転
可能であり、車両の駆動軸に要求される動力を、燃料電
池が発電した電力を用いて運転される電動機の出力と、
運転される気筒数が可変される前記内燃機関の出力とに
より賄う。従って、効率を優先するのであれば、システ
ム全体の効率を優先して、内燃機関の運転気筒数を決定
し、その気筒数で運転される内燃機関と電動機との動力
を駆動軸に出力すればよい。もとより、燃料電池の出力
の応答遅れの時間などを考慮し、システムの効率よりも
動力特性を優先させて、内燃機関の気筒数と燃料電池と
を制御することも可能である。いずれの場合も、システ
ム全体の出力を、内燃機関において運転される気筒数と
いう新たな制御対象を用意することで、柔軟に制御する
ことが可能となる。

【０００８】ここで、こうしたハイブリッド車両におい
て、駆動軸に要求される動力を検出しておき、検出され
た要求動力に基づいて、内燃機関において運転される気
筒数を決定し、この気筒数に従って、内燃機関を運転す
るものとしても良い。この場合は、駆動軸に要求される
動力の大きさにより、運転される気筒数が決定されか
ら、要求動力に応じた出力が内燃機関から得られること
になる。

【０００９】あるいは、燃料電池が発電可能な電力を検
出し、検出された発電可能電力に基づいて、前記内燃機
関の運転される気筒数を決定して、内燃機関を運転する
ものとしても良い。この場合には、燃料電池の発電能力
が不足している場合には、内燃機関において運転される
気筒数を増やすといった対応をとることができ、駆動軸
に適切な動力を出力することができる。

【００１０】更に、当該車両の燃費を決定する運転効率
を検出し、この運転効率に基づいて、内燃機関の運転さ
れる気筒数を決定して内燃機関を運転するものとしても
良い。この場合には、効率よく内燃機関を運転すること
ができ、車両の燃費が向上する。運転効率としては、内
燃機関単独の燃料効率を検出しても良いが、車両全体と
しての燃料効率を検出しても良い。また、燃料効率は、
瞬時値としても良いが、一定期間運転した場合の平均的
な効率として検出しても良い。運転効率は、回転数や要
求トルクなどに応じて予め測定し、マップの形で持って
も良いし、実際に測定しても良い。

【００１１】かかるハイブリッド車両では、例えば６気
筒の内燃機関において、１気筒から６気筒まで、運転さ
れる気筒数を、一つずつ増減できるものとしても良い
が、内燃機関の複数の気筒を複数の組に予め分け、分け
られた組の一部または全部を選択することにより、運転
される気筒数を決定するもとのしても良い。例えば、８
気筒の内燃機関を４気筒×２組や２気筒×４組に分けて
おき、駆動軸に対する要求動力や燃料電池の発電可能電
力などに応じて、このうちの１組あるいは２組というよ
うに、運転する気筒数を決定するのである。前記内燃機
関運転手段は、該選択された一部または全部の組の気筒
を運転する。

【００１２】この場合、分けられた組に属する気筒の温
度を検出し、一部の組が選択されている場合において、
選択された組に属する気筒の温度が所定以上になった場
合には、運転される気筒の属する組を切り換えるものと
しても良い。例えば、８気筒の内燃機関の４気筒を１つ
の組として運転している場合において、この気筒の温度
が所定以上となったら、停止していた組の気筒を運転す
るように切り換えるのである。こうすれば、特定の気筒
ばかりが運転されることがなく、内燃機関の耐久性上、
好ましい。もとより、温度ではなく運転時間を検出し、
運転時間が気筒間で平均化するよう運転を切り換えるこ
とも可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明の実施例であるハイブリッド車両
が備える特徴的な構成を示す説明図である。本実施例の
ハイブリッド車両は、車両走行のための動力源として、
エンジン１０およびモータ２０を搭載する。このモータ
２０は、燃料電池システム６０やバッテリ（図示せず）
電源として駆動される。

【００１４】エンジン１０は六つの気筒を有しており、
この六つの気筒は、三つの気筒からなる第一バンク１０
ａと、残りの三つの気筒からなる第二バンク１０ｂに分
割されている。こうして分割されたエンジン１０によ
り、要求される出力の大きさに対応し、第一バンク１０
ａまたは第二バンク１０ｂのいずれか一方（以下、片バ
ンクという）を動力源として走行する片バンク走行およ
び第一バンクおよび第二バンクの双方（以下、両バンク
という）を動力源として走行する両バンク走行が、選択
的に行なわれる。

【００１５】片バンク走行が行なわれる際には、動力源
として用いられるバンクにのみ燃料が噴射される。例え
ば、第一バンク１０ａを動力源として走行する場合に
は、第二バンク１０ｂへの燃料の噴射は停止され、第二
バンク１０ｂは休止される。なお、本実施例では、片バ
ンク走行が長期間行なわれる場合には、運転がなされる
バンクを定期的に切り換え、第一バンク１０ａまたは第
二バンク１０ｂを交互に運転することとしている（以
下、バンク切り換えという）。このバンク切り換えが行
なわれることにより、いずれかのバンクが長期間休止さ
れ、休止されたバンク内の各気筒の温度が低下するとい
った事態を防止することができる。従って、休止状態と
されていたバンクを駆動したときに、直ちに良好な燃焼
結果を得ることができる。また、一方のバンクのみが長
時間に亘って運転されて過熱するといったこともない。

【００１６】片バンク走行の際に高出力が要求された場
合には、モータ２０の駆動を開始することにより、運転
状態のバンクに対するアシストが行なわれる。図１で
は、第一バンク１０ａのみが運転されている場合におい
て、モータ２０からのアシストがなされ得る様子を、矢
印Ａにより示している。また、モータ２０のによるアシ
ストでは、駆動力が不足する場合には、第二バンク１０
ｂの運転されることになる。第一バンク１０ａの運転に
対して、第二バンク１０ｂの運転が加えられる様子を、
図１では、矢印Ｂにより示した。

【００１７】図１に示すように、ハイブリッド車両は、
内部にＣＰＵ、ＲＡＭ，ＲＯＭ等を有するワンチップ・
マイクロコンピュータによって構成された制御ユニット
７０を備える。この制御ユニット７０は、ＣＰＵによる
ＲＯＭに記録されたプログラムの実行により、後述する
種々の制御処理を行なうが、最も特徴的な処理として、
片バンク走行の際、運転状態のバンクに対するアシスト
形態を、燃費効率を勘案して決定する処理を行なう。

【００１８】即ち、制御ユニット７０は、現在の車両の
運転状態を表わす各種のデータを入力し、入力されたデ
ータから燃費効率を演算する。この演算結果に基づき、
休止状態のバンク（図１では第二バンク１０ｂ）の運転
を開始することまたはモータ２０の駆動によるアシスト
を行なうとのどちらが燃費効率からみて最適であるかを
決定し、この決定内容に基づいて、休止状態のバンクの
運転やモータ２０の駆動を指示する。従って、片バンク
では不足する動力の補償を、燃費の良好な形態で実施す
ることができる。この制御ユニット７０が行なう特徴的
な処理の詳細については、実施例における動力源決定処
理として後述する。

【００１９】以下、本発明の実施例について説明する。
まず、ハイブリッド車両の全体の装置構成について、説
明する。

【００２０】（１）実施例における装置構成：図２は実
施例としてのハイブリッド車両の概略構成図である。図
示する通り、本実施例のハイブリッド車両の動力系統
は、上流側からエンジン１０、入力クラッチ１８、モー
タ２０、トルクコンバータ３０、および変速機１００を
直列に結合した構成を有している。即ち、エンジン１０
のクランクシャフト１２は、入力クラッチ１８を介して
モータ２０に結合されている。入力クラッチ１８をオン
・オフすることにより、エンジン１０からの動力の伝達
を断続することができる。モータ２０の出力軸１３は、
また、トルクコンバータ３０にも結合されている。トル
クコンバータの出力軸１４は変速機１００に結合されて
いる。変速機１００の出力軸１５はディファレンシャル
ギヤ１６を介して車軸１７に結合されている。以下、そ
れぞれの構成要素について順に説明する。

【００２１】エンジン１０は通常のガソリンエンジンで
ある。エンジン１０は、ガソリンと空気の混合気をシリ
ンダに吸い込むための吸気バルブ、および燃焼後の排気
をシリンダから排出するための排気バルブの開閉タイミ
ングを、ピストンの上下運動に対して相対的に調整可能
な機構を有している（以下、この機構をＶＶＴ機構と呼
ぶ）。ＶＶＴ機構の構成については、周知であるため、
ここでは詳細な説明を省略する。エンジン１０は、ピス
トンの上下運動に対して各バルブが遅れて閉じるように
開閉タイミングを調整することにより、いわゆるポンピ
ングロスを低減することができる。この結果、エンジン
１０をモータリングする際にモータ２０から出力すべき
トルクを低減させることもできる。ガソリンを燃焼して
動力を出力する際には、ＶＶＴ機構は、エンジン１０の
回転数に応じて最も燃焼効率の良いタイミングで各バル
ブが開閉するように制御される。

【００２２】エンジン１０は、図１の実施の形態に示し
たとおり、６気筒エンジンであり、３気筒ずつ独立に運
転を制御可能な構成を有する。即ち、吸気管６ａ，６
ｂ、燃料噴射弁７ａ，７ｂ、スロットルバルブ８ａ，８
ｂなども、３気筒ずつ独立に設けられており、かつ休止
中の気筒の排気バルブは、上述したＶＶＴ機構により、
排気弁は圧縮行程でも開いた状態に制御される。この結
果、休止中の気筒におけるポンピングロスや未燃ガスの
通り抜けと言った問題は生じない。エンジンは、第一バ
ンク１０ａや第二バンク１０ｂ単独でも運転可能であ
り、両バンク共に運転することも可能である。

【００２３】モータ２０は、三相の同期モータであり、
外周面に複数個の永久磁石を有するロータ２２と、回転
磁界を形成するための三相コイルが巻回されたステータ
２４とを備える。モータ２０はロータ２２に備えられた
永久磁石による磁界とステータ２４の三相コイルによっ
て形成される磁界との相互作用により回転駆動する。ま
た、ロータ２２が外力によって回転させられる場合に
は、これらの磁界の相互作用により三相コイルの両端に
起電力を生じさせる。なお、モータ２０には、ロータ２
２とステータ２４との間の磁束密度が円周方向に正弦分
布する正弦波着磁モータを適用することも可能である
が、本実施例では、比較的大きなトルクを出力可能な非
正弦波着磁モータを適用した。

【００２４】モータ２０の電源としては、バッテリ５０
と燃料電池システム６０とが備えられている。モータ２
０と各電源との間には、電源の使い分けをするための切
替スイッチ８４が設けられている。この切替スイッチ８
４の動作は、制御ユニット７０により制御される。な
お、ここでは模式的にモータ２０をバッテリ５０および
燃料電池システム６０に選択的に接続可能なスイッチ８
４を示したが、切替スイッチ８４はモータ２０をバッテ
リ５０および燃料電池６０の双方に接続可能な構成のス
イッチを用いることが望ましい。

【００２５】また、図２に示すように、バッテリ５０
は、燃料電池システム６０と接続されている。これによ
り、燃料電池システム６０により生成された電力を、バ
ッテリ５０に充電することが可能となる。また、燃料電
池システム６０が発電する電力が不足する場合には、バ
ッテリ５０から電力を供給することができる。

【００２６】ステータ２４は切替スイッチ８４および駆
動回路５１を介してバッテリ５０に電気的に接続され
る。また、切替スイッチ８４および駆動回路５２を介し
て燃料電池システム６０に接続される。駆動回路５１，
５２は、それぞれトランジスタインバータで構成されて
おり、モータ２０の三相それぞれに対して、ソース側と
シンク側の２つを一組としてトランジスタが複数備えら
れている。これらの駆動回路５１，５２は、制御ユニッ
ト７０と電気的に接続されている。制御ユニット７０が
駆動回路５１，５２の各トランジスタのオン・オフの時
間をＰＷＭ制御するとバッテリ５０および燃料電池シス
テム６０を電源とする擬似三相交流がステータ２４の三
相コイルに流れ、回転磁界が形成される。モータ２０
は、かかる回転磁界の作用によって、電動機または発電
機として機能する。

【００２７】図３は燃料電池システムの概略構成を示す
説明図である。燃料電池システム６０は、メタノールを
貯蔵するメタノールタンク６１、水を貯蔵する水タンク
６２、燃焼ガスを発生するバーナ６３、空気の圧縮を行
なう圧縮機６４、バーナ６３と圧縮機６４とを併設した
蒸発器６５、改質反応により燃料ガスを生成する改質器
６６、燃料ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）濃度を低減する
ＣＯ低減部６７、電気化学反応により起電力を得る燃料
電池６０Ａを主な構成要素とする。これらの各部の動作
は、制御ユニット７０により制御される。

【００２８】燃料電池６０Ａは、固体高分子電解質型の
燃料電池であり、電解質膜、カソード、アノード、およ
びセパレータとから構成されるセルを複数積層して構成
されている。電解質膜は、例えばフッ素系樹脂などの固
体高分子材料で形成されたプロトン伝導性のイオン交換
膜である。カソードおよびアノードは、共に炭素繊維を
織成したカーボンクロスにより形成されている。セパレ
ータは、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カ
ーボンなどガス不透過の導電性部材により形成されてい
る。カソードおよびアノードとの間に燃料ガスおよび酸
化ガスの流路を形成する。

【００２９】燃料電池システム６０の各構成要素は次の
通り接続されている。メタノールタンク６１は配管で蒸
発器６５に接続されている。配管の途中に設けられたポ
ンプＰ２は、流量を調整しつつ、原燃料であるメタノー
ルを蒸発器６５に供給する。水タンク６２も同様に配管
で蒸発器６５に接続されている。配管の途中に設けられ
たポンプＰ３は、流量を調整しつつ、水を蒸発器６５に
供給する。メタノールの配管と、水の配管とは、それぞ
れポンプＰ２，Ｐ３の下流側で一つの配管に合流し、蒸
発器６５に接続される。

【００３０】蒸発器６５は、供給されたメタノールと水
とを気化させる。蒸発器６５には、バーナ６３と圧縮機
６４とが併設されている。蒸発器６５は、バーナ６３か
ら供給される燃焼ガスによってメタノールと水とを沸
騰、気化させる。バーナ６３の燃料は、メタノールであ
る。メタノールタンク６１は、蒸発器６５に加えてバー
ナ６３にも配管で接続されている。メタノールは、この
配管の途中に設けられたポンプＰ１により、バーナ６３
に供給される。バーナ６３には、また、燃料電池６０Ａ
での電気化学反応で消費されずに残った燃料排ガスも供
給される。バーナ６３は、メタノールと燃料排ガスのう
ち、後者を主として燃焼させる。バーナ６３の燃焼温度
はセンサＴ１の出力に基づいて制御されており、約８０
０℃から１０００℃保たれる。バーナ６３の燃焼ガス
は、蒸発器６５に移送される際にタービンを回転させ、
圧縮機６４を駆動する。圧縮機６４は、燃料電池システ
ム６０の外部から空気を取り込んでこれを圧縮し、この
圧縮空気を燃料電池６０Ａの陽極側に供給する。

【００３１】蒸発器６５と改質器６６とは配管で接続さ
れている。蒸発器６５で得られた原燃料ガス、即ちメタ
ノールと水蒸気の混合ガスは、改質器６６に搬送され
る。改質器６６は、供給されたメタノールと水とからな
る原燃料ガスを改質して水素リッチな燃料ガスを生成す
る。なお、蒸発器６５から改質器６６への搬送配管の途
中には、温度センサＴ２が設けられており、この温度が
通常約２５０℃の所定値になるようにバーナ６３に供給
するメタノール量が制御される。なお、改質器６６にお
ける改質反応では酸素が関与する。この改質反応に必要
な酸素を供給するために、改質器６６には外部から空気
を供給するためのブロワ６８が併設されている。

【００３２】改質器６６とＣＯ低減部６７とは配管で接
続されている。改質器６６で得られた水素リッチな燃料
ガスは、ＣＯ低減部６７に供給される。改質器６６での
反応課程において、通常は燃料ガスに一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）が一定量含まれる。ＣＯ低減部６７は、この燃料ガ
ス中の一酸化炭素濃度を低減させる。固体高分子型の燃
料電池では、燃料ガス中に含まれる一酸化炭素が、アノ
ードにおける反応を阻害して燃料電池の性能を低下させ
てしまうからである。ＣＯ低減部６７は、燃料ガス中の
一酸化炭素を二酸化炭素へと酸化することにより、一酸
化炭素濃度を低減させる。

【００３３】ＣＯ低減部６７と燃料電池６０Ａのアノー
ドとは配管で接続されている。一酸化炭素濃度が下げら
れた燃料ガスは、燃料電池６０Ａの陰極側における電池
反応に供される。また、燃料電池６０Ａのカソード側に
は圧縮された空気を送り込むための配管が接続されてい
る。この空気は、酸化ガスとして燃料電池６０Ａの陽極
側における電池反応に供される。

【００３４】以上の構成を有する燃料電池システム６０
は、メタノールと水を用いた化学反応によって電力を供
給することができる。本実施例では、メタノールタンク
６１，水タンク６２内のメタノールおよび水の残量に応
じて、燃料電池の運転状態を制御する。かかる制御を実
現するため、それぞれのタンクには、容量センサ６１
ａ、６２ａが設けられている。なお、本実施例では、メ
タノールおよび水を用いる燃料電池システム６０を搭載
しているが、燃料電池システム６０は、これに限定され
るものではなく、種々の構成を適用することができる。
なお、以下の説明では燃料電池システム６０をまとめて
燃料電池６０と称するものとする。

【００３５】図２に戻って説明を続ける。トルクコンバ
ータ３０は、流体を利用した周知の動力伝達機構であ
る。トルクコンバータ３０の入力軸、即ちモータ２０の
出力軸１３と、トルクコンバータ３０の出力軸１４とは
機械的に結合されてはおらず、互いに滑りをもった状態
で回転可能である。両者の末端には、それぞれ複数のブ
レードを有するタービンが備えられており、モータ２０
の出力軸１３のタービンとトルクコンバータ３０の出力
軸１４のタービンとが互いに対向する状態でトルクコン
バータ内部に組み付けられている。トルクコンバータ３
０は密閉構造をなしており、中にはトランスミッション
・オイルが封入されている。このオイルが前述のタービ
ンにそれぞれ作用することで、一方の回転軸から他方の
回転軸に動力を伝達することができる。しかも、両者は
すべりをもった状態で回転可能であるから、一方の回転
軸から入力された動力を、回転数およびトルクの異なる
回転状態に変換して他方の回転軸に伝達することができ
る。トルクコンバータ３０には、両回転軸の滑りが生じ
ないよう、所定の条件下で両者を結合するロックアップ
クラッチも設けられている。ロックアップクラッチのオ
ン・オフは制御ユニット７０により制御される。

【００３６】変速機１００は、内部に複数のギヤ、クラ
ッチ、ワンウェイクラッチ、ブレーキ等を備え、変速比
を切り替えることによってトルクコンバータ３０の出力
軸１４のトルクおよび回転数を変換して出力軸１５に伝
達可能な機構である。図４は変速機１００の内部構造を
示す説明図である。本実施例の変速機１００は、大きく
は副変速部１１０（図中の破線より左側の部分）と主変
速部１２０（図中の破線より右側の部分）とから構成さ
れており、図示する構造により前進５段、後進１段の変
速段を実現することができる。

【００３７】変速機１００の構成についてトルクコンバ
ータ３０の出力軸１４側から順に説明する。図示する通
り、出力軸１４から入力された動力は、オーバードライ
ブ部として構成された副変速部１１０によって所定の変
速比で変速されて回転軸１１９に伝達される。副変速部
１１０は、シングルピニオン型の第１のプラネタリギヤ
１１２を中心に、クラッチＣ０と、ワンウェイクラッチ
Ｆ０と、ブレーキＢ０により構成される。第１のプラネ
タリギヤ１１２は、遊星歯車とも呼ばれるギヤであり、
中心で回転するサンギヤ１１４、サンギヤの周りで自転
しながら公転するプラネタリピニオンギヤ１１５、更に
プラネタリピニオンギヤの外周で回転するリングギヤ１
１８の３種類のギヤから構成されている。プラネタリピ
ニオンギヤ１１５は、プラネタリキャリア１１６と呼ば
れる回転部に軸支されている。

【００３８】一般にプラネタリギヤは、上述の３つのギ
ヤのうち２つのギヤの回転状態が決定されると残余の一
つのギヤの回転状態が決定される性質を有している。プ
ラネタリギヤの各ギヤの回転状態は、機構学上周知の計
算式（１）によって与えられる。Ｎｓ＝（１＋ρ）／ρ×Ｎｃ−Ｎｒ／ρ；Ｎｃ＝ρ／（１＋ρ）×Ｎｓ＋Ｎｒ／（１＋ρ）；Ｎｒ＝（１＋ρ）Ｎｃ−ρＮｓ；Ｔｓ＝Ｔｃ×ρ／（１＋ρ）＝ρＴｒ；Ｔｒ＝Ｔｃ／（１＋ρ）； ρ＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数 …（１）；

【００３９】ここで、Ｎｓはサンギヤの回転数；Ｔｓは
サンギヤのトルク；Ｎｃはプラネタリキャリアの回転
数；Ｔｃはプラネタリキャリアのトルク；Ｎｒはリング
ギヤの回転数；Ｔｒはリングギヤのトルク；である。

【００４０】副変速部１１０では、変速機１００の入力
軸に相当する出力軸１４がプラネタリキャリア１１６に
結合されている。またこのプラネタリキャリア１１６と
サンギヤ１１４との間にワンウェイクラッチＦ０とクラ
ッチＣ０とが並列に配置されている。ワンウェイクラッ
チＦ０はサンギヤ１１４がプラネタリキャリア１１６に
対して相対的に正回転、即ち出力軸１４と同方向に回転
する場合に係合する方向に設けられている。サンギヤ１
１４には、その回転を制止可能な多板ブレーキＢ０が設
けられている。副変速部１１０の出力に相当するリング
ギヤ１１８は回転軸１１９に結合されている。回転軸１
１９は、主変速部１２０の入力軸に相当する。

【００４１】かかる構成を有する副変速部１１０は、ク
ラッチＣ０又はワンウェイクラッチＦ０が係合した状態
ではプラネタリキャリア１１６とサンギヤ１１４とが一
体的に回転する。先に示した式（１）に照らせば、サン
ギヤ１１４とプラネタリキャリア１１６の回転数が等し
い場合には、リングギヤ１１８の回転数もこれらと等し
くなるからである。このとき、回転軸１１９は出力軸１
４と同じ回転数となる。またブレーキＢ０を係合させて
サンギヤ１１４の回転を止めた場合、先に示した式
（１）においてサンギヤ１１４の回転数Ｎｓに値０を代
入すれば明らかな通り、リングギヤ１１８の回転数Ｎｒ
はプラネタリキャリア１１６の回転数Ｎｃよりも高くな
る。即ち、出力軸１４の回転は増速されて回転軸１１９
に伝達される。このように副変速部１１０は、出力軸１
４から入力された動力を、そのままの状態で回転軸１１
９に伝える役割と、増速して伝える役割とを選択的に果
たすことができる。

【００４２】次に、主変速部１２０の構成を説明する。
主変速部１２０は三組のプラネタリギヤ１３０，１４
０，１５０を備えている。また、クラッチＣ１，Ｃ２、
ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２およびブレーキＢ１〜Ｂ
４を備えている。各プラネタリギヤは、副変速部１１０
に備えられた第１のプラネタリギヤ１１２と同様、サン
ギヤ、プラネタリキャリアおよびプラネタリピニオンギ
ヤ、並びにリングギヤから構成されている。三組のプラ
ネタリギヤ１３０，１４０，１５０は次の通り結合され
ている。

【００４３】第２のプラネタリギヤ１３０のサンギヤ１
３２と第３のプラネタリギヤ１４０のサンギヤ１４２と
は互いに一体的に結合されており、これらはクラッチＣ
２を介して入力軸１１９に結合可能となっている。これ
らのサンギヤ１３２，１４２が結合された回転軸には、
その回転を制止するためのブレーキＢ１が設けられてい
る。また、該回転軸が逆転する際に係合する方向にワン
ウェイクラッチＦ１が設けられている。さらにこのワン
ウェイクラッチＦ１の回転を制止するためのブレーキＢ
２が設けられている。

【００４４】第２のプラネタリギヤ１３０のプラネタリ
キャリア１３４には、その回転を制止可能なブレーキＢ
３が設けられている。第２のプラネタリギヤ１３０のリ
ングギヤ１３６は、第３のプラネタリギヤ１４０のプラ
ネタリキャリア１４４および第４のプラネタリギヤ１５
０のプラネタリキャリア１５４と一体的に結合されてい
る。更に、これら三者は変速機１００の出力軸１５に結
合されている。

【００４５】第３のプラネタリギヤ１４０のリングギヤ
１４６は、第４のプラネタリギヤ１５０のサンギヤ１５
２に結合されるとともに、回転軸１２２に結合されてい
る。回転軸１２２はクラッチＣ１を介して主変速部１２
０の入力軸１１９に結合可能となっている。第４のプラ
ネタリギヤ１５０のリングギヤ１５６には、その回転を
制止するためのブレーキＢ４と、リングギヤ１５６が逆
転する際に係合する方向にワンウェイクラッチＦ２とが
設けられている。

【００４６】変速機１００に設けられた上述のクラッチ
Ｃ０〜Ｃ２およびブレーキＢ０〜Ｂ４は、それぞれ油圧
によって係合および解放する。図２中に示す通り、変速
機１１００には電動式の油圧ポンプ１０２から、これら
のクラッチおよびブレーキを作動させるための作動油が
供給されている。詳細な図示は省略したが、変速機１０
０には作動を可能とする油圧配管および油圧を制御する
ためのソレノイドバルブ等が設けられた油圧制御部１０
４により、油圧を制御することができる。本実施例のハ
イブリッド車両では、制御ユニット７０が油圧制御部１
０４内のソレノイドバルブ等に制御信号を出力すること
によって、各クラッチおよびブレーキの作動を制御す
る。

【００４７】本実施例の変速機１００は、クラッチＣ０
〜Ｃ２およびブレーキＢ０〜Ｂ４の係合および解放の組
み合わせによって、前進５段・後進１段の変速段を設定
することができる。また、いわゆるパーキングおよびニ
ュートラルの状態も実現することができる。図５は各ク
ラッチ、ブレーキ、およびワンウェイクラッチの係合状
態と変速段との関係を示す説明図である。この図におい
て、○印はクラッチ等が係合した状態であることを意味
し、◎は動力源ブレーキ時に係合することを意味し、△
印は係合するものの動力伝達に閑係しないことを意味し
ている。動力源ブレーキとは、エンジン１０およびモー
タ２０による制動をいう。なお、ワンウェイクラッチＦ
０〜Ｆ２の係合状態は、制御ユニット７０の制御信号に
基づくものではなく、各ギヤの回転方向に基づくもので
ある。

【００４８】図５に示す通り、パーキング（Ｐ）および
ニュートラル（Ｎ）の場合には、クラッチＣ０およびワ
ンウェイクラッチＦ０が係合する。クラッチＣ２および
クラッチＣ１の双方が解放状態であるから、主変速部１
２０の入力軸１１９から下流には動力の伝達がなされな
い。

【００４９】第１速（１ｓｔ）の場合には、クラッチＣ
０，Ｃ１およびワンウェイクラッチＦ０，Ｆ２が係合す
る。また、エンジンブレーキをかける場合には、さらに
ブレーキＢ４が係合する。この状態では、変速機１００
の入力軸に相当する出力軸１４は、第４のプラネタリギ
ヤ１５０のサンギヤ１５２に直結された状態に等しくな
り、動力は第４のプラネタリギヤ１５０の変速比に応じ
た変速比で出力軸１５に伝達される。リングギヤ１５６
は、ワンウェイクラッチＦ２の作用により逆転しないよ
うに拘束され、事実上回転数は値０となる。

【００５０】第２速（２ｎｄ）の場合には、クラッチＣ
１、ブレーキＢ３、ワンウェイクラッチＦ０が係合す
る。また、エンジンブレーキをかける場合には、さらに
クラッチＣ０が係合する。この状態では、変速機１００
の入力軸に相当する出力軸１４は、第４のプラネタリギ
ヤ１５０のサンギヤ１５２および第３のプラネタリギヤ
１４０のリングギヤ１４６に直結された状態に等しい。
一方、第２のプラネタリギヤ１３０のプラネタリキャリ
ア１３４は固定された状態となる。第２のプラネタリギ
ヤ１３０および第３のプラネタリギヤ１４０について見
れば、両者のサンギヤ１３２、１４２の回転数は等し
い。また、リングギヤ１３６とプラネタリキャリア１４
４の回転数は等しい。これらの条件下で、先に説明した
式（１）に照らせば、プラネタリギヤ１３０、１４０の
回転状態は一義的に決定される。出力軸１５の回転数Ｎ
ｏｕｔは第１速（１ｓｔ）の回転数よりも高くなり、ト
ルクＴｏｕｔは第１速（１ｓｔ）のトルクよりも低くな
る。

【００５１】第３速（３ｒｄ）の場合には、クラッチＣ
０，Ｃ１、ブレーキＢ２、ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ
１が係合する。また、エンジンブレーキをかける場合に
は、さらにブレーキＢ１が係合する。この状態では、変
速機１００の入力軸に相当する出力軸１４は、第４のプ
ラネタリギヤ１５０のサンギヤ１５２および第３のプラ
ネタリギヤ１４０のリングギヤ１４６に直結された状態
に等しい。一方、第２および第３のプラネタリギヤ１３
０、１４０のサンギヤ１３２、１４２はブレーキＢ２お
よびワンウェイクラッチＦ１の作用により逆転が禁止さ
れた状態となり、事実上回転数は値０となる。かかる条
件下で、第２速（２ｎｄ）の場合と同様、先に説明した
式（１）に照らせば、プラネタリギヤ１３０、１４０の
回転状態は一義的に決定され、出力軸１５の回転数も一
義的に決定される。出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔは第２
速（２ｎｄ）の回転数よりも高くなり、トルクＴｏｕｔ
は第２速（２ｎｄ）のトルクよりも低くなる。

【００５２】第４速（４ｔｈ）の場合には、クラッチＣ
０〜Ｃ２およびワンウェイクラッチＦ０が係合する。ブ
レーキＢ２も同時に係合するが、動力の伝達には無関係
である。この状態では、クラッチＣ１，Ｃ２が同時に係
合するため、変速機１００の入力軸に相当する出力軸１
４は、第２のプラネタリギヤ１３０のサンギヤ１３２、
第３のプラネタリギヤ１４０のサンギヤ１４２およびリ
ングギヤ１４６、第４のプラネタリギヤ１５０のサンギ
ヤ１５２に直結された状態となる。この結果、第３のプ
ラネタリギヤ１４０は出力軸１４と同じ回転数で一体的
に回転する。従って、出力軸１５も出力軸１４と同じ回
転数で一体的に回転する。従って第４速（４ｔｈ）で
は、出力軸１５は第３速（３ｒｄ）よりも高い回転数で
回転する。出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔは第３速（３ｒ
ｄ）の回転数よりも高くなり、トルクＴｏｕｔは第３速
（３ｒｄ）のトルクよりも低くなる。

【００５３】第５速（５ｔｈ）の場合には、クラッチＣ
１、Ｃ２、ブレーキＢ０が係合する。ブレーキＢ２も係
合するが、動力の伝達には無関係である。この状態で
は、クラッチＣ０が解放されるため、副変速部１１０で
回転数が増速される。つまり、変速機１００の入力軸１
４の回転数は、増速されて主変速部１２０の入力軸１１
９に伝達される。一方、クラッチＣ１，Ｃ２が同時に係
合するため、第４速（４ｔｈ）の場合と同様、入力軸１
１９と出力軸１５とは同じ回転数で回転する。先に説明
した式（１）に照らせば、副変速部１１０の出力軸１４
と出力軸１１９の回転数、トルクの関係を求めることが
でき、出力軸１５の回転数、トルクを求めることができ
る。出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔは第４速（４ｔｈ）の
回転数よりも高くなり、トルクＴｏｕｔは第４速（４ｔ
ｈ）のトルクよりも低くなる。

【００５４】リバース（Ｒ）の場合には、クラッチＣ
２、ブレーキＢ０、Ｂ４が係合する。このとき、出力軸
１４の回転数は副変速部１１０で増速された上で、第２
のプラネタリギヤ１３０のサンギヤ１３２、第３のプラ
ネタリギヤ１４０のサンギヤ１４２に直結された状態と
なる。既に説明した通り、リングギヤ１３６、プラネタ
リキャリア１４４、１５４の回転数は等しくなる。リン
グギヤ１４６とサンギヤ１５２の回転数も等しくなる。
また、第４のプラネタリギヤ１５０のリングギヤ１５６
の回転数はブレーキＢ４の作用により値０となる。これ
らの条件下で先に説明した式（１）に照らせば、プラネ
タリギヤ１３０、１４０、１５０の回転状態は一義的に
決定される。このとき出力軸１５は負の方向に回転し、
後進が可能となる。

【００５５】以上で説明した通り、本実施例の変速機１
００は、前進５段、後進１段の変速を実現することがで
きる。出力軸１４から入力された動力は、回転数および
トルクの異なる動力として出力軸１５から出力される。
出力される動力は、第１速（１ｓｔ）から第５速（５ｔ
ｈ）の順に回転数が上昇し、トルクが低減する。これは
出力軸１４に負のトルク、即ち制動力が付加されている
場合も同様である。出力軸１４にエンジン１０およびモ
ータ２０により、一定の制動力が付加された場合、第１
速（１ｓｔ）から第５速（５ｔｈ）の順に出力軸１５に
付加される制動力は低減する。なお、変速機１００とし
ては、本実施例で適用した構成の他、周知の種々の構成
を適用可能である。変速段が前進５速よりも少ないもの
および多いもののいずれも適用可能である。

【００５６】変速機１００の変速段は、制御ユニット７
０が車速等に応じて設定する。運転者は、車内に備えら
れたシフトレバーを手動で操作し、シフトポジションを
選択することによって、使用される変速段の範囲を変更
することが可能である。図６は本実施例のハイブリッド
車両におけるシフトポジションの操作部１６０を示す説
明図である。この操作部１６０は車内の運転席横のフロ
アに車両の前後方向に沿って備えられている。

【００５７】図示する通り、操作部としてシフトレバー
１６２が備えられている。運転者はシフトレバー１６２
を前後方向にスライドすることにより種々のシフトポジ
ションを選択することができる。シフトポジションは、
前方からパーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュート
ラル（Ｎ）、ドライブポジション（Ｄ）、４ポジション
（４）、３ポジション（３）、２ポジション（２）およ
びローポジション（Ｌ）の順に配列されている。

【００５８】パーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュ
ートラル（Ｎ）は、それぞれ図５で示した係合状態に対
応する。ドライブポジション（Ｄ）は、図５に示した第
１速（１ｓｔ）から第５速（５ｔｈ）までを使用して走
行するモードの選択を意味する。以下、４ポジション
（４）は第４速（４ｔｈ）まで、３ポジション（３）は
第３速（３ｒｄ）まで、２ポジション（２）は第２速
（２ｎｄ）までおよびローポジション（Ｌ）は第１速
（１ｓｔ）のみを使用して走行するモードの選択を意味
する。

【００５９】操作部１６０には、この他、スポーツモー
ドスイッチ１６３が設けられている。スポーツモードス
イッチ１６３は、頻繁に加減速を行なう場合などに運転
者により操作される。通常、変速機１００の変速段は車
速とアクセル開度に応じて設定されたマップに従って切
り替えられる。スポーツモードスイッチ１６３がオンに
なっている場合は、全体に低速段側の変速段が使用され
るようにマップが変更される。

【００６０】なお、シフトポジションの選択および目標
減速度の設定を行なうための操作部は、本実施例で示し
た構成（図６）以外にも種々の構成を適用することが可
能である。また、スポーツモードスイッチ１６３に代え
て、またはスポーツモードスイッチ１６３とともに運転
者が変速段をマニュアルで切り替えられるモードを設け
るものとしてもよい。変速段をマニュアルで切り替える
モードを設けた場合、シフトレバー１６２で変速段を切
り替えるものとしてもよいし、これとは別の操作部を設
けるものとしてもよい。後者としては、例えば、ステア
リング部に変速段をアップ・ダウンするためのスイッチ
を設ける構成が挙げられる。スポーツモードが選択され
た場合には、車内の計器板に表示される。

【００６１】本実施例のハイブリッド車両では、エンジ
ン１０などの動力源から出力される動力は、補機の駆動
にも用いられる。図２に示す通り、エンジン１０には補
機駆動装置８２が結合されている。補機には、エアコン
のコンプレッサやヘッドライト、ワイパー、パワーステ
アリング用のポンプ、ナビゲーションシステム等が含ま
れる。ここでは、エンジン１０の動力を利用して駆動さ
れる補機類をまとめて補機駆動装置８２として示した。
補機駆動装置８２は、具体的にはエンジン１０のクラン
クシャフトにプーリやベルトを介して結合されており、
クランクシャフトの回転動力によって駆動される。

【００６２】補機駆動装置８２には、また、補機駆動用
モータ８０も結合されている。補機駆動用モータ８０
は、切替スイッチ８３を介して燃料電池６０およびバッ
テリ５０に接続されており、この切替スイッチ８３の動
作は、制御ユニット７０により制御される。補機駆動用
モータ８０は、モータ２０と同様の構成を有しており、
エンジン１０の動力によって運転され、発電を行なうこ
とができる。補機駆動用モータ８０で発電された電力は
バッテリ５０に充電することができる。また、補機駆動
用モータ８０は、バッテリ５０および燃料電池６０から
電力の供給を受けて力行することもできる。

【００６３】本実施例のハイブリッド車両は、後述する
通り、所定の条件下では、エンジン１０の運転が停止さ
れる。補機駆動用モータ８０を力行すれば、エンジン１
０が停止している時でも補機駆動装置８２を駆動するこ
とができる。もちろん、エンジン１０が停止している場
合に、入力クラッチ１８をオンにして、モータ２０の動
力で補機駆動装置８２を駆動するものとしてもよい。

【００６４】本実施例のハイブリッド車両では、エンジ
ン１０、モータ２０、トルクコンバータ３０、変速機１
００、補機駆動用モータ８０等の運転を制御ユニット７
０が制御している（図２参照）。制御ユニット７０によ
る制御は、ＲＯＭに記録されたプログラムをＣＰＵが実
行することにより実現される。このような各種の制御を
実現するために、制御ユニット７０には種々の入出力信
号が接続されている。図７は制御ユニット７０に対する
入出力信号の結線を示す説明図である。図中の左側に制
御ユニット７０に入力される信号を示し、右側に制御ユ
ニット７０から出力される信号を示す。

【００６５】制御ユニット７０に入力される信号は、種
々のスイッチおよびセンサからの信号である。かかる信
号には、例えば、燃料電池用の燃料残量、燃料電池６０
の温度、モータ２０の回転数、エンジン１０の回転数、
エンジン１０の水温や気筒の温度、イグニッションスイ
ッチ、バッテリ残容量ＳＯＣ、バッテリ温度、車速、ト
ルクコンバータ３０の油温、シフトポジション、サイド
ブレーキのオン・オフ、フットブレーキの踏み込み量、
エンジン１０の排気を浄化する触媒の温度、アクセル開
度、スポーツモードスイッチ１６３のオン・オフ、ヘッ
ドライトのオン・オフ、エアコンのオン・オフや設定温
度等、デフォッガのオン・オフ、車両の加速度センサ、
車内温度センサ、外気温センサ、ジャイロや時刻，気
象，渋滞状況等に関する各種のナビゲーション情報など
がある。制御ユニット７０には、その他にも多くの信号
が入力されているが、ここでは図示を省略した。

【００６６】制御ユニット７０から出力される信号は、
エンジン１０，モータ２０，トルクコバータ３０，変速
機１００等を制御するための信号である。かかる信号に
は、例えば、エンジン１０の第一バンク１０ａへの点火
時期を制御する点火信号Ａ、第二バンク１０ｂへの点火
時期を制御する点火信号Ｂ、第一バンク１０ａへの燃料
噴射を制御する燃料噴射信号Ａ、第二バンク１０ｂへの
燃料噴射を制御する燃料噴射信号Ｂ、補機駆動用モータ
８０の運転を制御する補機駆動用モータ制御信号、モー
タ２０の運転を制御するモータ制御信号、変速機１００
の変速段を切り替える変速機制御信号、変速機１００の
油圧を制御するためのＡＴソレノイド信号およびＡＴラ
イン圧コントロールソレノイド信号、エンジン１０から
モータ２０側への動力の伝達をオン・オフする入力クラ
ッチを制御する入力クラッチコントロールソレノイド、
トルクコンバータ３０のロックアップを行なうためのＡ
Ｔロックアップコントロールソレノイド、モータ２０の
電源の切替スイッチ８４の制御信号、補機駆動用モータ
８０の電源の切替スイッチ８３の制御信号、燃料電池シ
ステム６０の制御信号、バッテリ５０の制御信号、スポ
ーツモードインジケータ２２２の表示の制御信号などが
ある。制御ユニット７０からは、その他にも多くの信号
が出力されているが、ここでは図示を省略した。

【００６７】（２）一般的動作：次に、本実施例のハイ
ブリッド車両の一般的動作について説明する。先に図１
および図２で説明した通り、本実施例のハイブリッド車
両は動力源としてエンジン１０とモータ２０とを備え
る。制御ユニット７０は、車両の走行状態、即ち車速お
よびトルクに応じて両者を使い分けて走行する。両者の
使い分けは予めマップとして設定され、制御ユニット７
０内のＲＯＭに記憶されている。

【００６８】図９は車両の走行状態と動力源との関係を
示す説明図である。図中の領域ＭＧはモータ２０を動力
源として走行する領域である。領域ＭＧの外側の領域
は、エンジン１０を主動力源として走行する領域であ
る。以下、前者をＥＶ走行と呼び、後者をエンジン走行
と呼ぶものとする。エンジン走行には、エンジン１０の
うちの第一バンクまたは第二バンクのいずれか一方（以
下、片バンクという）を動力源として走行する片バンク
走行、片バンクとモータ２０の双方を動力源として走行
するモータアシスト走行、第一バンクおよび第二バンク
の双方（以下、両バンクという）を動力源として走行す
る両バンク走行がある。なお、図１および図２の構成に
よれば、両バンクとモータ２０の双方を動力源として走
行することも可能である。

【００６９】図示する通り、本実施例のハイブリッド車
両は、まずＥＶ走行で発進する。かかる領域では、入力
クラッチ１８をオフにして走行する。ＥＶ走行により発
進した車両が図９のマップにおける領域ＭＧと領域ＥＧ
の境界近傍の走行状態に達した時点で、制御ユニット７
０は、入力クラッチ１８をオンにするとともに、エンジ
ン１０を始動する。入力クラッチ１８をオンにすると、
エンジン１０はモータ２０により回転させられる。制御
ユニット７０は、エンジン１０の回転数が所定値まで増
加したタイミングで燃料を噴射し点火する。また、ＶＶ
Ｔ機構を制御して、吸気バルブおよび排気バルブの開閉
タイミングをエンジン１０の運転に適したタイミングに
変更する。

【００７０】こうしてエンジン１０が始動して以後、領
域ＥＧ内ではエンジン１０のみを動力源として走行す
る。かかる領域での走行が開始されると、制御ユニット
７０は駆動回路５１，５２のトランジスタを全てシャッ
トダウンする。この結果、モータ２０は単に空回りした
状態となる。

【００７１】制御ユニット７０は、このように車両の走
行状態に応じて動力源を切り替える制御を行なうととも
に、変速機１００の変速段を切り替える処理も行なう。
変速段の切り替えは動力源の切り替えと同様、車両の走
行状態に予め設定されたマップに基づいてなされる。マ
ップは、シフトポジションによっても相違する。図９に
はＤポジション、４ポジション、３ポジションに相当す
るマップを示した。このマップに示す通り、制御ユニッ
ト７０は、車速が増すにつれて変速比が小さくなるよう
に変速段の切り替えを実行する。

【００７２】ドライブポジション（Ｄ）では、図９に示
す通り、第５速（５ｔｈ）までの変速段を用いて走行す
る。４ポジションでは、このマップにおいて、第４速
（４ｔｈ）までの変速段を用いて走行する。４ポジショ
ンでは、図９における５ｔｈの領域であっても第４速
（４ｔｈ）が使用される。同様に３ポジションの場合に
は、図９のマップにおいて、第３速（３ｒｄ）までの変
速段を用いて走行する。２ポジション、Ｌポジションで
は、マップを各シフトポジションに固有のものに変更し
て変速段の制御を行なうが、その説明は省略する。

【００７３】なお、制御ユニット７０は、バッテリ５０
および燃料電池システム６０から電力を確保できる場合
には、とエンジン走行とＥＶ走行を使い分けて運転を行
なう。十分な電力を確保できない場合には、エンジン走
行で運転する。ＥＶ走行で発進を開始した場合でも、発
進後に電力が十分確保できない状況に至った場合には、
車両の走行状態が領域ＭＧ内にあってもエンジン走行に
切り替えられる。また、システム全体の効率を考えて、
いずれの走行モードを採用するかを決定している。これ
らの制御については後述する。

【００７４】次に、本実施例のハイブリッド車両の制動
について説明する。本実施例のハイブリッド車両は、ブ
レーキペダルを踏み込むことによって付加されるホイー
ルブレーキと、エンジン１０およびモータ２０からの負
荷トルクによる動力源ブレーキの２種類のブレーキによ
る制動が可能である。エンジン１０を用いた制動は、い
わゆるエンジンブレーキである。モータ２０の負荷トル
クによるブレーキは、いわゆる回生制動であり、ハイブ
リッド車両の運動エネルギをモータ２０で電力として回
収することで制動力を得る方法である。回収された電力
はバッテリ５０に充電される。動力源ブレーキによる制
動は、アクセルペダルの踏み込みを緩めた場合に行なわ
れる。ブレーキペダルを踏み込めば、車両には動力源ブ
レーキとホイールブレーキの総和からなる制動力が付加
される。

【００７５】本実施例のハイブリッド車両は、制御ユニ
ット７０が、エンジン１０、モータ２０等を制御するこ
とによって、上述したＥＶ走行とエンジン走行の切り換
えを可能としている。このようにＥＶ走行とエンジン走
行とを切り換えるために行なわれる制御処理の内容を、
以下に説明する。

【００７６】（３）ＥＶ走行制御処理：図９はＥＶ走行
制御処理ルーチンのフローチャートである。このＥＶ走
行制御処理は、制御ユニット７０内のＣＰＵが所定の時
間間隔で周期的に実行する処理である。この処理が開始
されると、ＣＰＵは車両の運転状態を入力する（ステッ
プＳ１００）。ここでは、図７で示した種々のセンサか
らのデータの入力がなされるが、特に、シフトポジショ
ン、車速、アクセル開度、モータ２０の回転数、バッテ
リ残容量ＳＯＣ、燃料電池用の残燃料量ＦＣＬ、燃料電
池６０の温度等のデータが以後の処理に関与する。

【００７７】次に、ＣＰＵは車両の運転状態がＭＧ領域
に該当するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。Ｍ
Ｇ領域は、図８に例示した通り、シフトポジションに応
じて車速およびアクセル開度との関係で特定されてい
る。ステップＳ１００で入力された諸量に基づいて、運
転状態がＭＧ領域に該当するか否かを判定するのであ
る。

【００７８】ステップＳ１１０において、運転状態がＭ
Ｇ領域に該当すると判断した場合には、ＣＰＵはバッテ
リ５０と燃料電池６０とを使い分けるための処理を行な
う。これら２つの電源の使い分けを行なうために、ＣＰ
Ｕは、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが基準値ＬＯ１以上
であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。

【００７９】残容量ＳＯＣが基準値ＬＯ１以上である場
合には、バッテリ５０の充電状態が高い（即ち、残容量
が大きい）ため、バッテリ５０を電源として、モータ２
０を駆動する処理を行なう（ステップＳ１３０）。具体
的には、電源の切替スイッチ８４を制御して、バッテリ
５０とモータ２０とを接続するとともに、モータ２０の
運転の可否を示すフラグをオンにする。これにより、モ
ータ２０が駆動可能な状態となり、バッテリ５０を電源
としたＥＶ走行が実行される。

【００８０】なお、モータ２０が駆動される態様は、別
途定められたモータ２０の目標運転状態に応じて決定さ
れる。この目標運転状態は、目標回転数の値と目標トル
クの値に基づいて定められている。目標回転数は、ステ
ップＳ１００で入力された車速の値に変速機１００の変
速比およびディファレンシャルギヤの変速比などを乗じ
ることで特定される。目標トルクは、車速とアクセル開
度とに応じて予め設定されたマップによって特定され
る。こうして特定された目標回転数および目標トルクの
値が本ルーチンに渡される。これにより、モータ２０は
目標運転状態で運転される。

【００８１】バッテリ５０の残容量ＳＯＣが基準値ＬＯ
１よりも小さい場合には、更に燃料電池用の残燃料量Ｆ
ＣＬが燃料基準値Ｆ１以上であるか否かを判断する（ス
テップＳ１４０）。残燃料量ＦＣＬが値Ｆ１以上である
場合には、燃料電池６０が電源として使用可能であると
判断し、ＣＰＵは燃料電池６０を電源としてモータ２０
を駆動する処理を行なう（ステップＳ１５０）。具体的
には、電源の切替スイッチ８４を制御して、燃料電池６
０とモータ２０とを接続するとともに、モータ２０の運
転の可否を示すフラグをオンにする。これにより、モー
タ２０が駆動可能な状態となり、燃料電池６０を電源と
したＥＶ走行が実行される。なお、モータ２０が駆動さ
れる態様は、ステップＳ１３０の説明において既述した
ように、目標回転数の値と目標トルクの値に基づいて定
められたモータ２０の目標運転状態に応じて決定され
る。

【００８２】ステップＳ１３０やステップＳ１５０の処
理においてモータ２０が駆動された場合には、モータ２
０のみを動力源としたＥＶ走行を行なうため、エンジン
の運転を停止する処理を行ない（ステップＳ１６０）、
本ルーチンを終了する。

【００８３】他方、ステップＳ１４０の処理において燃
料電池の残燃料量ＦＣＬが燃料基準値Ｆ１よりも低いと
判断された場合、あるいは、ステップＳ１１０の処理に
おいて運転状態がＭＧ領域に該当しないと判断された場
合には、動力源決定処理を行ない（ステップＳ１７
０）、本ルーチンを終了する。上記動力源決定処理の内
容を説明する前に、まず、動力源決定処理において用い
られるトルクマップについて説明する。

【００８４】（４）トルクマップトルクマップは、現在のモータ２０の回転数が所定の値
である場合に、アクセル開度とモータ２０の出力軸１３
に伝達することが必要なトルク（以下、必要トルクとい
う）との関係を規定したマップである。このマップは、
モータ２０の回転数ごとに予め準備され、制御ユニット
７０内のＲＯＭにデータとして格納されている。モータ
２０の回転数が所定値である場合におけるトルクマップ
の例を、図１０に示した。

【００８５】図１０に示すように、トルクマップは、ア
クセル開度をＸ軸に、必要トルクをＹ軸に取った座標に
おいて、右上がりの線グラフＪＭとして表されている。
この右上がりの線グラフＪＭは、モータ２０の回転数が
所定値である場合に、アクセル開度の値が大きくなる
（つまり、アクセルの踏み込み量が多くなる）につれ
て、必要トルクの値が大きくなることを示している。

【００８６】このトルクマップを用いれば、図９のステ
ップＳ１００の処理において入力されたアクセル開度の
値から、現在の必要トルクを求めることができる。例え
ば、図１０に示すように、アクセル開度が値ｘ１である
場合には、線グラフＪＭ上のＸ座標の値がｘ１である点
ＰにおけるＹ座標の値を求めることにより、現在の必要
トルクは値ｙ１と求められる。

【００８７】図１０において、点Ｐ以降には、二点鎖線
の線グラフＫＭが表わされている。この線グラフＫＭ
は、片バンクのみを駆動した状態でアクセル開度を値ｘ
１以上としたときに、出力軸１３に出力されるトルク量
を示している。図示するように、アクセル開度が値ｘ１
を越えると、線グラフＪＭのように必要トルクの値が大
きくなり、エンジンの片バンクのみを運転しただけで
は、線グラフＪＭで示された必要トルク分のトルクを出
力することができなくなる。この必要トルクと片バンク
のみの運転による出力トルクとの差分を、以下、差分ト
ルクという。図１０では、この差分トルクの量を、矢印
ＡＴ１〜ＡＴ３を用いて示している。

【００８８】このため、本実施例では、アクセル開度が
値ｘ１以下（つまり必要トルクがｙ１以下）の場合に
は、エンジンの片バンクのみを運転して必要トルク分の
トルクを出力する一方、アクセル開度が値ｘ１を越えた
（つまり必要トルクがｙ１を越えた）場合には、第一バ
ンク１０ａの運転とともに、燃料電池６０を電源とした
モータ２０の駆動や第二バンク１０ｂの運転を行なって
差分トルクを補い、必要トルク分のトルクを出力するこ
ととしている。このように差分トルクを補うことを、以
下、トルクアシストという。つまり、図１０において、
点Ｐは、片バンクのみの運転によるトルク出力の限界点
となる。

【００８９】図１０に矢印ＡＴ１〜ＡＴ３を用いて示す
ように、トルクアシストによって補うべき差分トルクの
量は、アクセル開度が大きくなるほど増加する。このう
ち、矢印ＡＴ２で示す差分トルクの量は、燃料電池６０
を用いたトルクアシストによって効率的に補填可能な最
大トルク量を表わす。即ち、矢印ＡＴ２を越える量の差
分トルクを燃料電池６０によって出力しようとすると、
通常は、同量の差分トルクを第二バンク１０ｂによって
補った場合よりも燃料効率（燃費）が低下し、効率的な
トルクアシストを実現できなくなる。このような燃料効
率を考慮し、トルクマップでは、差分トルクが矢印ＡＴ
２で示す量となる線グラフＪＭ上の点を点Ｑとし、この
点ＱにおけるＸ座標（アクセル開度），Ｙ座標（必要ト
ルク）の値を、それぞれ値ｘ２，値ｙ２としている。つ
まり、図１０において、点Ｑは、燃料電池６０を用いた
トルクアシストの効率的な運転という観点からの上限と
なっている。

【００９０】（５）動力源決定処理：図１１は、動力源
決定処理ルーチンのフローチャートである。この動力源
決定処理は、車両の主動力源としてエンジン１０の片バ
ンクを使用することを前提として、片バンクに対する補
助動力源として他のバンク若しくはモータ２０のいずれ
を使用するか、および、いずれのバンク１０ａ，１０ｂ
を主動力源として使用するかを決定する処理である。こ
の処理は、制御ユニット７０内のＣＰＵが所定の時間間
隔で周期的に実行する。この処理が開始されると、ＣＰ
Ｕは、現在のモータ２０の回転数を特定する処理を行な
う（ステップＳ２００）。このモータ２０の回転数は、
図９のステップＳ１００の処理において入力されたモー
タ２０の回転数のデータに基づいて特定される。

【００９１】次に、特定されたモータ２０の回転数に対
応するトルクマップを参照し、必要トルクの値を求める
処理を行なう（ステップＳ２１０）。本実施例では、こ
うして求められた必要トルクの値の大きさに応じて、車
両の動力源を決定している。この動力源を決定する過程
を、ステップＳ２２０以下の処理に表わす。

【００９２】まず、求められた必要トルクが「値ｙ１以
下」、「値ｙ１から値ｙ１までの間」、「値ｙ２以上」
のいずれに該当するかを判断する処理を行なう（ステッ
プＳ２２０）。必要トルクが値ｙ１以下であると判断し
た場合には、トルクマップの参照により、車両の状態が
トルクアシストの不要な状態であると判定し、エンジン
の片バンクを動力源として走行する処理を行なう（ステ
ップＳ２３０）。この後、バンク切り換えの要否を判断
しつつ、第一バンク１０ａ若しくは第二バンク１０ｂの
いずれかを主動力源として決定する処理（バンク決定処
理）を行ない（ステップＳ２９０）、本ルーチンを終了
する。

【００９３】ステップＳ２２０の処理において、必要ト
ルクが値ｙ１から値ｙ２までの間であると判断した場合
には、トルクマップの参照により、車両の状態がトルク
アシストの必要な状態であり、燃料効率（燃費）を考慮
すると燃料電池６０を用いたトルクアシストが望ましい
状態であると判定される。

【００９４】続いて、残燃料量ＦＣＬや電池温度等の燃
料電池６０の状態を入力し（ステップＳ２４０）、入力
された残燃料量ＦＣＬの値が燃料基準値Ｆ２以上である
か否かを判断する処理を行なう（ステップＳ２５０）。
本実施例では、この燃料基準値Ｆ２の値を、前述したモ
ータ２０のみを動力源としたＥＶ走行を許容するための
条件値である燃料基準値Ｆ１の値よりも小さな値で設定
している。モータ２０がエンジンの補助駆動源となる場
合には、モータ２０が主駆動源となる場合よりも、燃料
電池６０の燃料消費量が少なくて済むからである。勿
論、上記のような燃料基準値Ｆ２を設定することなく、
燃料基準値Ｆ１を基準として残燃料量ＦＣＬの値を判断
することとすることも可能である。

【００９５】残燃料量ＦＣＬの値が燃料基準値Ｆ２以上
であると判断した場合には、燃料電池６０を用いたトル
クアシストが可能な状態であると判定し、続いて、入力
された燃料電池６０の電池温度の値が値Ｃ１以下である
か否かを判断する処理を行なう（ステップＳ２６０）。
電池温度の値が値Ｃ１以下であると判断した場合には、
燃料電池６０の状態が、十分な発電能力を備えており、
トルクマップ通りのトルクアシストを実現可能な状態で
あると判定し、燃料電池６０を電源としてモータ２０を
駆動し、片バンクを主動力源，モータ２０を補助動力源
として走行する処理を行なう（ステップＳ２７０）。こ
の後、前述したバンク決定処理を行ない（ステップＳ２
９０）、本ルーチンを終了する。

【００９６】一方、ステップＳ２５０の処理において残
燃料量ＦＣＬの値が燃料基準値Ｆ２未満であると判断さ
れた場合には、残燃料量ＦＣＬから見て、燃料電池６０
を用いたトルクアシストが不可能な状態であると判定さ
れる。また、ステップＳ２６０の処理において、電池温
度の値が値Ｃ１を越えると判断された場合には、燃料電
池６０の状態が、十分な発電能力を備えず、トルクマッ
プ通りのトルクアシストを実現することが不可能な状態
であると判定される。こうした場合には、燃料電池６０
を用いたトルクアシストを断念し、片バンクを用いたト
ルクアシストを行なう。よって、エンジンの第一バンク
１０ａおよび第二バンク１０ｂを運転し、両バンクを動
力源として走行する処理を行ない（ステップＳ２８
０）、本ルーチンを終了する。

【００９７】ステップＳ２２０の処理において、必要ト
ルクが値ｙ２以上であると判断した場合には、トルクマ
ップの参照により、車両の状態がトルクアシストの必要
な状態であり、燃料効率（燃費）を考慮すると他のバン
クを用いたトルクアシストが望ましい状態であると判定
される。よって、エンジンの第一バンクおよび第二バン
クを運転し、両バンクを動力源として走行する処理を行
ない（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。

【００９８】以上説明した動力源決定処理によれば、エ
ンジン走行時において、車両の動力源は、必要トルク量
の変動に応じて変化する。このように動力源が変化する
様子を、図１２および図１３のトルクマップ上に示し
た。図１２は、燃料電池６０の残燃料量ＦＣＬや電池温
度が良好な状態（残燃料量ＦＣＬ≧燃料基準値Ｆ２、か
つ、電池温度≦値Ｃ１）である場合における動力源の変
化を示している。

【００９９】図１２に示すように、必要トルクが値ｙ１
の点Ｐに至るまでは、片バンクのみが運転され、この運
転により、必要トルク分のトルクが出力軸１３に出力さ
れる。必要トルクが値ｙ１を越えると、燃料電池６０を
電源としたモータ２０の駆動によるトルクアシストが開
始される。この燃料電池６０を用いたトルクアシスト
は、必要トルクが値ｙ２の点Ｑに至るまで行なわれる。
燃料電池６０によるモータ２０の駆動によって補われる
差分トルク量を、図１２にクロスハッチングを用いて示
した。

【０１００】必要トルクが値ｙ２を越えると、他のバン
クの運転によるトルクアシストが開始される。これによ
り、車両は、両バンクが運転された状態となる。他のバ
ンクの運転によって補われる差分トルク量を、図１２に
左下がりの斜線を用いて示した。なお、他のバンクの運
転によるトルクアシストの開始に伴い、燃料電池６０を
電源としたモータ２０の駆動は停止される。

【０１０１】これに対し、図１３は、燃料電池６０の残
燃料量ＦＣＬや電池温度が不十分な状態（残燃料量ＦＣ
Ｌ≧燃料基準値Ｆ２、かつ、電池温度≦値Ｃ１）である
場合における動力源の変化を示す。この場合には、図１
３に示すように、燃料電池６０を用いたトルクアシスト
は行なわれない。必要トルクが値ｙ１を越えると、他の
バンクの運転が開始され、車両は両バンクが運転された
状態となる。この他のバンクの運転によりトルクアシス
トが行なわれる。他のバンクの運転によって補われる差
分トルク量を、図１３に左下がりの斜線を用いて示し
た。

【０１０２】ＥＶ走行制御処理における各動力源および
電源の出力の変化を図１４に示す。停車している状態か
らＥＶ走行が開始された場合を例にとって、モータ出
力、バッテリ出力、燃料電池出力、第一バンク出力、第
二バンク出力の経時的な変化を示した。なお、この図１
４においては、時刻ａ０において車両の運転が開始され
るものとし、この時点では、バッテリ５０の残容量ＳＯ
Ｃが基準値ＬＯ１以上、燃料電池用の残燃料量ＦＣＬが
燃料基準値Ｆ１以上残っているものとする。また、車両
の運転状態は、時刻ａ０から時刻ａ４までの間において
ＭＧ領域に該当し、時刻ａ４の経過時以降はＭＧ領域か
ら外れるものとする。さらに、エンジン走行時における
主動力源として、第一バンク１０ａを用いるものとして
説明する。

【０１０３】時刻ａ０において、車両の運転状態はＭＧ
領域に該当し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣは基準値Ｌ
Ｏ１以上残っている。かかる状態では、バッテリ５０を
電源としてＥＶ走行が開始されるから、時刻ａ０以降
で、モータ出力およびバッテリ出力が所定の状態まで上
昇する。燃料電池６０およびエンジン１０は使用されな
いため、出力は値０のままである。

【０１０４】時刻ａ１において、モータ出力は要求値に
達したものとする。この時点に達して以降もバッテリ５
０の残容量が十分に残っている場合を図中に実線で示し
た。モータ出力は要求値で一定となり、バッテリ出力も
一定値となる。燃料電池６０およびエンジン１０は使用
されないため、値０を維持する。

【０１０５】一方、時刻ａ２に達した時点で、バッテリ
５０の残容量が基準値ＬＯ１よりも低くなった場合を図
中に二点鎖線で示した。この場合には、バッテリ５０か
ら燃料電池６０に電源を切り替えてモータ２０が駆動さ
れる。燃料電池６０は時刻ａ２から運転が開始される
が、電力の立ち上がりは比較的遅く、十分な電力を出力
するのは時刻ａ３に至ってからである。このため、燃料
電池６０が十分に電力を出力するようになるまでの時刻
ａ２から時刻ａ３までの間において、バッテリ５０の電
力は、燃料電池６０による電力の不足を補償するように
使用される。従って、図示する通り、バッテリ５０から
出力される電力は時刻ａ２において直ちに値０とされる
のではなく、時刻ａ３までかけて漸減される。時刻ａ３
に至った後は、燃料電池６０のみを電源としてモータ２
０が駆動されるので、バッテリ５０からの出力電力は、
値０とされる。

【０１０６】時刻ａ４において、車両の運転状態はＭＧ
領域から外れた状態となる。かかる状態では、モータ２
０の駆動を停止し、第一バンク１０ａを主動力源とする
片バンク走行に切り替える。図示する通り、時刻ａ４か
ら時刻ａ５にかけて第一バンク１０ａの出力が増加する
とともに、モータ２０の出力が低下する。

【０１０７】片バンク走行への切り換え後、更にアクセ
ルが踏み込まれると、必要トルクの値が大きくなり、時
刻ａ６においては、片バンクのみの運転では必要トルク
を出力し得ない状態となる。かかる状態では、燃料電池
６０を用いたモータ２０の駆動によるトルクアシストが
行なわれる。図１４では、時刻ａ６においてトルクアシ
ストを開始しており、このため、時刻ａ６から時刻ａ７
にかけて燃料電池６０およびモータ２０の出力が増加し
ている。

【０１０８】モータ２０駆動によるトルクアシストの開
始後、更にアクセルが踏み込まれると、必要トルクの値
が更に大きくなる。かかる状態では、モータ２０の駆動
を停止し、第二バンク１０ｂの運転によるトルクアシス
トに切り換える。この切り換えは、図１４では時刻ａ８
において行なわれている。このため、時刻ａ８から時刻
ａ９にかけて、第二バンク１０ｂの出力が増加するとと
もに、燃料電池６０およびモータ２０の出力が低下して
いる。

【０１０９】なお、図１４においては、第一バンク１０
ａ，第二バンク１０ｂからの出力状態が安定する時刻ａ
５，時刻ａ９において、モータ２０の出力を値０まで低
下させているが、このようにモータ２０の出力を値０ま
で低下させることなく、値０に近い値にまで低下させ、
この値を維持し続ける構成としてもよい。こうすれば、
燃料電池６０の電源は、時刻ａ５，時刻ａ９以降もオン
状態のままとなる。従って、時刻ａ５，時刻ａ９以降に
おいてモータ２０駆動によるトルクアシストを行なう
際、再び燃料電池６０の電源をオンにする必要がなく、
燃料電池６０の電源のオン・オフの回数を減らすことが
できる。

【０１１０】以上説明した本実施例のハイブリッド車両
によれば、エンジン走行時における車両の動力源を、燃
料効率を考慮した上で、片バンク，片バンクおよびモー
タ２０，両バンクのいずれかに決定する。従って、エン
ジン走行時においても、車両の燃費を向上させることが
できる。

【０１１１】具体的には、片バンクの運転状態でトルク
不足となったとき、不足分のトルクを、まず、燃料電池
６０を電源としたモータ２０の駆動によって補う。この
後、片バンクおよびモータ２０を駆動した場合の燃料効
率が、両バンクを駆動した場合の燃料効率を下回ったと
き（図１２における点Ｑを越えたとき）に、不足分のト
ルクを両バンクの運転により補う。従って、少ない気筒
数で走行可能な領域が広がるとともに、両バンクの運転
は可能な限り回避される。この結果、片バンクの運転に
よるトルク不足を即座に両バンクの運転によって補う場
合と比べて、より燃費を向上させることができる。

【０１１２】また、上記実施例では、残燃料量ＦＣＬの
値が少ない，電池温度が高い等のように燃料電池に十分
な発電能力がない場合には、燃料電池６０を用いたトル
クアシストを行なわず、片バンクのみの運転によるトル
ク不足を、即座に両バンクを運転させることによって補
う。このように、燃料電池６０の発電能力を勘案した上
でトルクアシストが行なわれるので、要求されるトルク
量を確実に出力することができる。

【０１１３】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々な
る態様で実施できることは勿論である。

【０１１４】例えば、上記実施例では、六気筒からなる
エンジン１０を、三つの気筒からなる第一バンク１０ａ
と、残りの三つの気筒からなる第二バンク１０ｂとに分
割したが、上記以外の気筒数（例えば、四気筒や八気
筒）や分割形態（例えば、三以上のバンクに分割）を採
ることも可能である。また、気筒をバンク単位に分割す
ることなく、個々の気筒の運転を各気筒ごとに制御する
構成としてもよい。

【０１１５】また、上記実施例で用いられたトルクマッ
プにおいては、モータ２０の回転数およびアクセル開度
の値から必要トルクの値を特定したが、この必要トルク
の値を、モータ２０の回転数およびアクセル開度以外の
車両運転状態から特定することも可能である。例えば、
車速とアクセル開度の値から必要トルクの値を特定する
こと等を考えることができる。

【０１１６】トルクアシストにより補われる差分トルク
量を、補機の駆動状態に応じて変動させることも、より
現実的で望ましい。また、上記実施例では、燃料電池６
０を電源としたモータ２０の駆動によりトルクアシスト
を実施したが、このトルクアシストを、バッテリを電源
としたモータ２０の駆動により実施することも可能であ
る。このようなトルクアシスト用のバッテリを、補機の
駆動に用いられるバッテリ５０とは別に設けることも、
エアコンやライト等の走行中の車両環境を確実に快適な
ものに確保可能となる点で望ましい。また、バッテリを
電源としたトルクアシストを、燃料電池６０を電源とし
たトルクアシストの前段階（差分トルク量が少ない段
階）で実施することも、燃料電池６０の燃料の消費を抑
制することができる点で好適である。

【０１１７】上記実施例では、エンジン走行時における
車両の動力源を、片バンク，片バンクおよびモータ２
０，両バンクのいずれかに決定したが、この３つの選択
肢に、両バンクおよびモータ２０を動力源とする場合を
付加してもよい。

【０１１８】図１１に示したステップＳ２９０では、い
ずれのバンクを使用するかを決定するとして説明した
が、いずれのパンクを用いて運転するかは、種々の手法
で決定することができる。例えば、図１５に示したよう
に、片バンクによるエンジンの運転を行なっている場合
（ステップＳ３００）に、エンジンの温度Ｔｅを検出し
（ステップＳ３１０）、この温度が所定温度Ｔ１以上に
なっている場合には（ステップＳ３２０）、運転するバ
ンクを切り換える処理を行なうことができる（ステップ
Ｓ３３０）。かかる制御を行なえば、片バンク走行で運
転されている側の気筒が過熱するという現象を回避する
ことができる。また、温度Ｔｅを検出する代わりに、片
バンクの運転を継続している時間ＴＴを計時し、この時
間が所定時間ＴＴ１を超えたら、運転するバンクを切り
換えるものとしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるハイブリッド車両が備え
る特徴的な構成を示す説明図である。

【図２】実施例としてのハイブリッド車両の概略構成図
である。

【図３】燃料電池システムの概略構成を示す説明図であ
る。

【図４】変速機１００の内部構造を示す説明図である。

【図５】各クラッチ、ブレーキ、およびワンウェイクラ
ッチの係合状態と変速段との関係を示す説明図である。

【図６】本実施例のハイブリッド車両におけるシフトポ
ジションの操作部１６０を示す説明図である。

【図７】制御ユニット７０に対する入出力信号の結線を
示す説明図である。

【図８】車両の走行状態と動力源との関係を示す説明図
である。

【図９】ＥＶ走行制御処理ルーチンを示すフローチャー
トである。

【図１０】トルクマップの一例を示す説明図である。

【図１１】動力源決定処理ルーチンを示すフローチャー
トである。

【図１２】燃料電池６０の発電能力が十分な状態におい
て、必要トルク量の変動に応じて車両の動力源が変化す
る様子を示す説明図である。

【図１３】燃料電池６０の発電能力が不十分な状態にお
いて、必要トルク量の変動に応じて車両の動力源が変化
する様子を示す説明図である。

【図１４】ＥＶ走行制御処理における各動力源および電
源の出力の変化を示す説明図である。

【図１５】片バンク走行の切り換え制御の一例を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０…エンジン１０ａ…第一バンク１０ｂ…第二バンク１２…クランクシャフト１３，１４，１５…出力軸１６，１６Ａ…ディファレンシャルギヤ１７，１７Ａ…車軸１８…入力クラッチ２０、２０Ａ…モータ２２…ロータ２４…ステータ３０…トルクコンバータ５０…バッテリ５１，５１Ａ，５２，５２Ａ…駆動回路６０…燃料電池システム６０Ａ…燃料電池６１…メタノールタンク６２…水タンク６１ａ，６２ａ…容量センサ６３…バーナ６４…圧縮機６５…蒸発器６６…改質器６８…ブロワ７０…制御ユニット８０…補機駆動用モータ８２…補機駆動装置８３，８４，８５，８６…切替スイッチ１００…変速機１０２…電動オイルポンプ１０４…油圧制御部１１０…副変速部１１２…第１のプラネタリギヤ１１４…サンギヤ１１５…プラネタリピニオンギヤ１１６…プラネタリキャリア１１８…リングギヤ１１９…出力軸１２０…主変速部１２２…回転軸１３０，１４０，１５０…プラネタリギヤ１３２、１４２，１５２…サンギヤ１３４、１４４，１５４…プラネタリキャリア１３６、１４６，１５６…リングギヤ１６０…操作部１６１…スポーツモードスイッチ１６２…シフトレバー１６３…スポーツモードスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０１Ｍ 8/00 ＺＨＶＨ０１Ｍ 8/00 ＺＨＶ // Ｂ６０Ｋ 6/02 Ｂ６０Ｋ 9/00 ＥＦターム(参考） 3G092 AA01 AA05 AA11 AA14 AA15 AA20 AB02 AC02 BA01 BA08 BB01 BB10 CA04 CA07 CA08 DA01 DA02 DA03 DC03 DE01S DG08 DG09 EA02 EA03 EA04 EA11 EA12 EA16 EA21 EA26 EA27 EA28 EA29 EB08 EC03 EC09 FA25 GA00 GB00 HA04Z HA06X HA06Z HB01X HB04Z HB09Z HC08X HD02Z HE01Z HE05X HE05Z HE08Z HF02Z HF08Z HF12X HF12Z HF15X HF19X HF21Z HF26Z 3G093 AA07 BA19 CA00 CA01 CA05 CB00 DA01 DA04 DA05 DA06 DA12 DB01 DB05 DB09 DB11 DB15 EA05 EA06 EA08 EA09 EA12 EB03 EB09 EC02 EC04 FA01 FA05 FA07 FA11 FA12 FB01 FB02 5H115 PA12 PG04 PI18 PU10 PU25 PV09 QN02 SE05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関と燃料電池とを備え、該内燃機
関と電動機との動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可
能なハイブリッド車両であって、前記内燃機関は、複数の気筒を備え、該複数の気筒のう
ちの一部の気筒のみを用いる可変気筒運転可能な内燃機
関であり、前記駆動軸に要求される動力を、前記燃料電池が発電し
た電力を用いて運転される前記電動機の出力と、前記可
変気筒運転される前記内燃機関の出力とにより賄うハイ
ブリッド車両。
【請求項２】請求項１記載のハイブリッド車両であっ
て、前記駆動軸に要求される動力を検出する要求動力検出手
段と、該検出された要求動力に基づいて、前記内燃機関の運転
される気筒数を決定する気筒数決定手段と、該決定された気筒数に従って、前記内燃機関を運転する
内燃機関運転手段とを備えたハイブリッド車両。
【請求項３】請求項１記載のハイブリッド車両であっ
て、前記燃料電池が発電可能な電力を検出する発電可能電力
検出手段と、該検出された発電可能電力に基づいて、前記内燃機関の
運転される気筒数を決定する気筒数決定手段と、該決定された気筒数に従って、前記内燃機関を運転する
内燃機関運転手段とを備えたハイブリッド車両。
【請求項４】請求項１記載のハイブリッド車両であっ
て、当該車両の燃費を決定する運転効率を検出する運転効率
検出手段と、該検出された運転効率に基づいて、前記内燃機関の運転
される気筒数を決定する気筒数決定手段と、該決定された気筒数に従って、前記内燃機関を運転する
内燃機関運転手段とを備えたハイブリッド車両。
【請求項５】請求項２または請求項３のいずれか記載
のハイブリッド車両であって、前記内燃機関の複数の気筒を複数の組に予め分け、前記気筒数決定手段は、前記要求動力または前記発電可
能電力に基づいて、該分けられた組の一部または全部を
選択することにより、前記運転される気筒数を決定する
手段であり、前記内燃機関運転手段は、該選択された一部または全部
の組の気筒を運転する手段であるハイブリッド車両。
【請求項６】請求項５記載のハイブリッド車両であっ
て、前記分けられた組に属する気筒の温度を検出する温度検
出手段と、前記一部の組が選択されている場合において、該選択さ
れた組に属する気筒の温度が所定以上になった場合に
は、前記運転される気筒の属する組を切り換える気筒切
換手段とを備えたハイブリッド車両。
【請求項７】複数気筒の一部を独立に運転可能な内燃
機関と燃料電池とを備え、該内燃機関と電動機との動力
の少なくとも一部を駆動軸に出力可能なハイブリッド車
両の運転方法であって、前記駆動軸に要求される動力を、前記燃料電池が発電し
た電力を用いて運転される前記電動機の出力と、運転さ
れる気筒数が可変される前記内燃機関の出力とにより賄
うハイブリッド車両の運転方法。