JPH1193727A - 動力出力装置およびこの装置における原動機の停止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッド車輌に用いられる動力出力装置
において、エンジンの回転数を所定の減速度で０まで低
減する停止時制御の実行条件の成立を判断する。 【解決手段】 動力出力装置１１０は、プラネタリギヤ
１２０と、そのプラネタリキャリアにクランクシャフト
１５６が結合されたエンジン１５０と、サンギヤに取り
付けられたモータＭＧ１と、リングギヤに取り付けられ
たモータＭＧ２とを備える。バッテリ１９４のＳＯＣ等
からエンジン１５０の運転をもはや継続する必要がなく
なった場合でも、直ちにエンジン１５０を停止するので
はなく、例えばＤレンジでは、ＡＢＳ装置１４０が動作
しておらず、反力キャンセルが可能で、かつ車速が所定
範囲の時にのみ、エンジン１５０の回転を所定の減速度
で停止する処理を実行する。この結果、エンジンの停止
に伴う反力ショックを感じることなくエンジンを停止す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およ
びその動力出力装置における原動機の停止方法に関し、
詳しくは、原動機の停止を制御する動力出力装置および
その方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車輌や船舶などでは、燃料の燃焼
により動力を出力する原動機を搭載し、この原動機から
の動力をトルク変換して駆動軸に出力する動力出力装置
が用いられている。こうした動力出力装置としては、流
体を利用したトルクコンバータと変速機とを組み合わせ
てなるものが実用化されている。この装置におけるトル
クコンバータは、原動機の出力軸と変速機に結合された
回転軸との間に配置され、封入された流体の流動を介し
て両軸間の動力の伝達を行なう。このようなトルクコン
バータでは、流体の流動により動力を伝達するため、両
軸間に滑りが生じ、この滑りに応じたエネルギ損失が発
生する。このエネルギ損失は、正確には、両軸の回転数
差とその時に動力の出力軸に伝達されるトルクとの積で
表わされ、熱として消費される。

【０００３】したがって、こうした動力出力装置を搭載
する車両では、両軸間の滑りが大きくなるとき、例えば
発進時や登り勾配を低速で走行するときなどのように大
パワーが要求されるときには、トルクコンバータでのエ
ネルギ損失が大きくなり、エネルギ効率が低いものとな
るという問題があった。また、定常走行時であっても、
トルクコンバータにおける動力の伝達効率は１００パー
セントにならないから、例えば、手動式のトランスミッ
ションと較べて、その燃費は低くならざるを得ない。

【０００４】そこで、こうした流体を用いたトルクコン
バータに代わる動力出力装置が、既にいくつか提案され
ている。例えば、出願人は、原動機と３軸式動力入出力
手段としてのプラネタリギヤと２つの電動機とバッテリ
とを備え、原動機から出力される動力やバッテリに蓄え
られた電力をプラネタリギヤと２つの電動機によりエネ
ルギ変換して所望の動力とし、これを駆動軸に出力する
ものを提案している（特開昭第５０−３０２２３号公
報）。また、こうした原動機とプラネタリギヤと２つの
電動機とバッテリ（二次電池）とを備える動力出力装置
において、所望の動力を駆動軸に安定して出力するため
に、プラネタリギヤのサンギヤやリングギヤ，プラネタ
リキャリアの３軸の回転数が所望の回転数となるようこ
れらの回転数に基づいて２つの電動機を駆動制御するも
のも提案している（特願平８−２７４１１２号）。

【０００５】これらの動力出力装置では、原動機の出力
したエネルギをバッテリに蓄えておき、いつでも動力し
て出力することができるため、駆動軸に出力する動力と
原動機の出力とを必ずしもバランスさせておく必要はな
い。むしろ、原動機は最も効率の良い定常的な運転状態
で運転し、駆動軸に要求されている動力に対して余剰の
エネルギが存在すれば、これを電力の形態で蓄え、蓄電
池が十分に充電されれば、原動機を停止して、電動機の
動力のみで車輌を走行させるよう構成することが、シス
テム全体を高効率なものとする点からは望ましいものと
考えられる。この場合、原動機は間欠運転されることに
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際にこうし
た原動機と駆動軸との間にトルク変換装置を結合した動
力出力装置を製作してみると、原動機を間欠的に運転す
る場合、様々な問題が存在することが分かった。まず一
つは、原動機の出力軸にかなり大きな質量を有するトル
ク変換装置が結合されているため、ねじり共振を起こす
ことがあるという問題が見いだされた。しかも、ねじり
共振の発生条件は、原動機の暖気状態などによっても影
響を受けることが見いだされた。更に、原動機には、触
媒などの周辺機器が種々接続されており、これらの状態
とは無関係に原動機を運転・停止すると、不具合が生じ
る場合があることが見いだされた。例えば、暖気の完了
前に原動機を停止すると、いつまでたっても触媒が活性
温度に達せず、排気浄化が不十分なまま車輌を運転し続
けることが考えられた。

【０００７】更に次の問題も見いだされた。プラネタリ
ギヤを用いた構成では、原動機から出力される動力の一
部はプラネタリギヤを介して駆動軸に直接出力されるた
め、原動機への燃料をカットすると、原動機から出力さ
れる動力の急変に伴って原動機の出力軸の回転数も変化
する。こうした出力軸の回転数の変化は、プラネタリギ
ヤを介して２つの電動機の回転軸にも反映される。２つ
の電動機は、こうした回転数の変化を打ち消すようにフ
ィードバック制御されるが、この電動機の制御に対して
原動機から出力される動力の変化の方が早いため、駆動
軸にトルクショックが生じてしまう。駆動軸に生じたト
ルクショックは、乗り心地の観点から望ましくない。

【０００８】また、車輌の駆動軸には、車輪の過剰なス
リップを防止するアンチロックブレーキシステム（ＡＢ
Ｓ）やトラクションコントロールなどの他の動力制御装
置が結合されている場合も存在する。こうした制御は、
基本的には車輪の駆動力の制御であり、駆動軸のトルク
制御を行なっていることに等しいから、かかる制御の最
中に原動機を停止して、駆動軸に伝達されるトルクが変
動することは、他の動力制御装置の制御から見ると好ま
しいことではなく、制御が複雑化するという問題があっ
た。

【０００９】このほかにも、原動機を停止する制御に伴
う種々の問題が見いだされており、本発明は、こうした
様々な問題を解決し、動力出力装置における原動機の運
転停止制御を適正に行なうことを目的とし、原動機の停
止に伴って駆動軸に生じ得るトルクショックを低減する
ことを目的の一つとする。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の動力出力装置およびその原動機を停止する方法
は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下
の手段を採った。即ち、本発明の動力出力装置は、燃料
の燃焼により動力を出力する原動機と、該原動機の出力
軸と駆動軸との間に介装され、該駆動軸に出力されるト
ルクの制御を行なうトルク制御手段と、該トルク制御手
段に対して動力の入出力が可能な電動機とを備えた動力
出力装置であって、動力出力装置に対する要求に基づい
て、前記原動機の運転状態を決定し、該原動機の運転を
継続する必要がないと判断した場合には、該原動機の運
転を停止する運転停止要求を出力する原動機運転状態決
定手段と、動力出力装置またはこれに関連する機器から
見て、該原動機を停止可能な条件が成立しているかを判
定する停止条件判定手段と、前記原動機運転状態決定手
段により、運転中の原動機の運転停止要求が出力され、
かつ前記停止条件判定手段により、該原動機を停止可能
な条件とが成立していると判定された場合には、原動機
への燃料供給を停止すると共に、前記出力軸にトルクを
付加し、該出力軸の回転減速度を所定範囲に制御して前
記原動機を停止する停止時制御を実行する停止時制御実
行手段とを備えたことを要旨とする。

【００１１】この動力出力装置によれば、原動機の運転
状態について運転を継続する必要がないと判断された場
合、単純に原動機の運転を停止するのではなく、停止条
件判定手段により、原動機の運転を停止可能な条件が成
立しているか否かの判定を行ない、原動機の運転を停止
可能な条件が成立している場合にのみ、原動機の停止時
制御を実行している。原動機の停止時制御とは、単に原
動機への燃料供給を停止するのみならず、原動機の出力
軸の回転減速度（マイナスの加速度）を所定範囲に制御
して原動機を停止する制御である。

【００１２】この結果、原動機は、動力出力装置とこれ
に関連する機器に影響を与えることのない場合に、その
出力軸にねじり共振を生じる運転状態の領域を素早く通
り抜けて停止される。

【００１３】こうした原動機の停止可能な条件として
は、原動機の暖気状態を考えることができる。暖気が完
了していない場合には、原動機の停止可能な条件が成立
していないと判定するのである。動力出力装置に対する
要求からは原動機の運転を継続する必要がなくなって
も、原動機の暖気が完了していない場合には原動機の運
転を継続するから、例えば触媒装置の暖気を十分に行な
うことができ、排気浄化性を損なうことがない。また、
暖気完了前であれば、原動機の潤滑性が不十分であるこ
とから、原動機のフリクションが大きく、原動機の出力
軸の回転減速度を所定範囲に制御することが困難な場合
があり得るが、かかる構成では、暖気を完了した後、原
動機を停止するから、回転減速度を所定範囲に制御しつ
つ原動機を停止することができ、ねじり共振の問題を回
避することができる。

【００１４】また、上記構成において、停止条件判定手
段を、駆動軸に結合された他の動力制御装置が動作中の
場合には、原動機の停止可能条件が成立していないと判
定する手段とすることも可能である。この場合には、他
の動力制御装置が動作中には、原動機を停止しないの
で、駆動軸に出力される動力が変動することがなく、他
の動力装置の動作に影響を与えるといったことがない。

【００１５】例えば、こうした他の動力制御装置として
は、車輪の過剰なスリップを防止するスリップ防止装置
を考えることができる。この場合、停止条件判定手段
は、スリップ防止装置が動作中の場合には、前記原動機
の停止可能条件が成立していないと判定する。したがっ
て、スリップ防止装置が動作し、車輪のトルクを制御し
ている間は、原動機を停止することがなく、原動機の停
止に伴うトルク変動が駆動軸に生じて、スリップ防止装
置の制御との間で競合を生じると言ったことがない。

【００１６】他方、停止条件判定手段が原動機を停止で
きる条件が成立していると積極的に判断し得る場合も存
在する。原動機の停止に伴い駆動軸に生じる反力を低減
することが可能な条件が成立している場合には、原動機
を停止し得ると判定すれば良い。例えば、駆動軸に、車
輪と車輪を制動する制動装置とが結合されている構成に
おいて、制動装置が動作中である場合に、反力を低減可
能な条件が満たされていると判定することができる。駆
動軸に制動力が加わっているため、この制動力により反
力の影響を低減することができる。

【００１７】また、駆動軸に加わる反力を積極的に低減
する構成も可能である。例えば、トルク制御手段に結合
された上記の電動機とは異なる第２の電動機を駆動軸に
結合し、原動機を停止した際に駆動軸に生じる反力をこ
の第２の電動機により低減する構成を取ることが可能で
ある。この場合、停止条件判定手段は、第２の電動機が
反力を低減するトルクを駆動軸に出力可能な状態にある
場合に、反力を低減可能な条件が満たされていると判定
すればよい。第２の電動機は、原動機の停止に伴う反力
の低減を目的として設けてもよいが、駆動軸に対して動
力を入出力する目的で設けたものを流用しても良い。こ
うした場合には、第２の電動機の本来的な役割から見
て、反力の低減という動作を取り得ない場合も存在する
から、第２の電動機の動作状態を判別して、原動機を停
止し得る条件が成立しているかを判定するものとするこ
とも好適である。

【００１８】また、駆動軸に、第２の電動機が結合され
ており、第２の電動機により駆動軸を原動機の出力軸と
は逆方向に回転する場合（例えば、この動力出力装置が
車輌に搭載されており、車輌を後退する場合）、原動機
の停止可能な条件が成立していると判定することも可能
である。

【００１９】上記の各構成において、トルク制御手段
を、駆動軸と出力軸と電動機の回転軸とがそれぞれ結合
される３軸を有し、これら３軸のうちいずれか２軸へ動
力が入出力されたとき、入出力された動力に基づいて定
まる動力を残余の１軸へ入出力する３軸式動力入出力手
段とすることができる。こうした３軸式動力入出力手段
としては、プラネタリギヤ装置や傘歯歯車装置などが知
られている。かかる構成によれば、原動機と電動機と駆
動軸とを無理なく結合することができ、原動機のみを動
力源として駆動軸を駆動する状態、原動機と電動機とを
動力源として駆動軸を駆動する状態、電動機から電力を
回生する状態、原動機を制動装置として利用する状態、
等、３軸式動力入出力手段の上記特性の下で、各軸に対
する動力の入出力を自由に制御することができる。

【００２０】本願発明の原動機を停止する方法は、燃料
の燃焼により動力を出力する原動機と、該原動機の出力
軸と駆動軸との間に介装されて該駆動軸に出力されるト
ルクの制御を行なうトルク制御手段と、該トルク制御手
段に対して動力の入出力が可能な電動機とを備えた動力
出力装置において、前記原動機を停止する方法であっ
て、動力出力装置に対する要求に基づいて、前記原動機
の運転状態を決定し、該原動機の運転を継続する必要の
有無を判断し、該原動機を停止可能な条件が成立してい
るか否かを判定し、前記運転中の原動機の運転を継続す
る必要がないと判断され、かつ該原動機を停止可能な条
件が成立していると判定された場合には、原動機への燃
料供給を停止すると共に、前記出力軸にトルクを付加
し、該出力軸の回転減速度を所定範囲に制御して前記原
動機を停止する停止時制御を実行することを要旨とす
る。

【００２１】かかる動力出力装置における原動機の停止
方法によれば、原動機の運転状態について運転を継続す
る必要がないと判断された場合、単純に原動機の運転を
停止するのではなく、原動機の運転を停止可能な条件が
成立しているか否かの判定を行ない、原動機の運転を停
止可能な条件が成立している場合にのみ、原動機の停止
時制御を実行している。

【００２２】

【発明の他の態様】本発明の他の形態として、トルク制
御手段と電動機とを一体に構成し、該電動機として、前
記原動機の出力軸に結合された第１のロータと、該第１
のロータに対して相対的に回転可能であり、前記駆動軸
に結合された第２のロータと、該第１および第２のロー
タの相対的な回転に応じた電力をやり取りする巻線とを
備えたモータを用いた動力出力装置の態様を考えること
ができる。かかる構成を採用した場合にも、原動機の出
力軸には質量の大きなロータが結合されており、ねじり
共振などの問題を生じることは同様なので、本願の構成
を採用する利点は大きい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例として
の動力出力装置１１０の概略構成を示す構成図、図２は
実施例の動力出力装置１１０の部分拡大図、図３は実施
例の動力出力装置１１０を組み込んだ車両の概略構成を
示す構成図である。説明の都合上、まず図３を用いて、
車両全体の構成から説明する。

【００２４】図３に示すように、この車両は、ガソリン
を燃料として動力を出力するエンジン１５０を備える。
このエンジン１５０は、吸気系からスロットルバルブ１
６６を介して吸入した空気と燃料噴射弁１５１から噴射
されたガソリンとの混合気を燃焼室１５２に吸入し、こ
の混合気の爆発により押し下げられるピストン１５４の
運動をクランクシャフト１５６の回転運動に変換する。
ここで、スロットルバルブ１６６はアクチュエータ１６
８により開閉駆動される。点火プラグ１６２には、イグ
ナイタ１５８からの高電圧が、ディストリビュータ１６
０を介して導かれており、この高電圧によって、点火プ
ラグ１６２には、所定のタイミングで電気火花が形成さ
れる。燃焼室１５２に吸入された混合気は、この電気火
花によって点火されて爆発燃焼する。爆発燃焼によりピ
ストン１５４を押し下げクランクシャフト１５６を回転
した燃焼後のガスは、排気弁から排気管１５３へと排出
され、触媒コンバータ１５５を通過して浄化された後、
大気に排出される。

【００２５】このエンジン１５０の運転は、電子制御ユ
ニット（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）１７０により制御
されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０には、エンジン１５０
の運転状態を示す種々のセンサが接続されている。例え
ば、スロットルバルブ１６６の開度（ポジション）を検
出するスロットルバルブポジションセンサ１６７、エン
ジン１５０の負荷を検出する吸気管負圧センサ１７２、
エンジン１５０の水温を検出する水温センサ１７４、デ
ィストリビュータ１６０に設けられクランクシャフト１
５６の回転数と回転角度を検出する回転数センサ１７６
及び回転角度センサ１７８などである。なお、ＥＦＩＥ
ＣＵ１７０には、この他、例えばイグニッションキーの
状態ＳＴを検出するスタータスイッチ１７９なども接続
されているが、その他のセンサ，スイッチなどの図示は
省略した。

【００２６】エンジン１５０のクランクシャフト１５６
は、クランクシャフト１５６に生じるねじり振動の振幅
を抑制するダンパ１５７を介して後述するプラネタリギ
ヤ１２０やモータＭＧ１，モータＭＧ２に結合されてお
り、更に駆動軸１１２を回転軸とする動力伝達ギヤ１１
１を介してディファレンシャルギヤ１１４に結合されて
いる。したがって、動力出力装置１１０から出力された
動力は、最終的に左右の駆動輪１１６，１１８に伝達さ
れる。モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、制御装置１
８０に電気的に接続されており、この制御装置１８０に
よって駆動制御される。制御装置１８０の構成は後で詳
述するが、内部には制御ＣＰＵが備えられており、シフ
トレバー１８２に設けられたシフトポジションセンサ１
８４やアクセルペダル１６４に設けられたアクセルペダ
ルポジションセンサ１６４ａ，ブレーキペダル１６５に
設けられたブレーキペダルポジションセンサ１６５ａな
ども接続されている。また、制御装置１８０は、上述し
たＥＦＩＥＣＵ１７０と通信により、種々の情報をやり
取りしている。これらの情報のやり取りを含む制御につ
いては、後述する。

【００２７】駆動輪１１６，１１８には、その制動力を
行なうホイールシリンダ１１６ａ，１１８ａが設けられ
おり、このホイールシリンダ１１６ａ，１１８ａに、ブ
レーキペダル１６５に連動したマスタホイールシリンダ
（図示せず）から供給される油圧の大きさを、車輪がロ
ックした場合に低減するＡＢＳ（アンチロックブレー
キ）装置１４０が設けられている。このＡＢＳ装置１４
０は、車輪がロックしてスリップ率が過剰になったと
き、これを判断してホイールシリンダ１１６ａ，１１８
ａのブレーキ油圧を低減し、車輪がロックするのを回避
して、車輌の操縦性を確保するものである。このＡＢＳ
装置１４０からは、制御装置１８０に対してＡＢＳ制御
の実行中であるか否かを示す信号が出力されている。

【００２８】図１に示すように、実施例の動力出力装置
１１０は、大きくは、エンジン１５０、エンジン１５０
のクランクシャフト１５６とキャリア軸１２７とを接続
しクランクシャフト１５６のねじり振動の振幅を抑制す
るダンパ１５７、キャリア軸１２７にプラネタリキャリ
ア１２４が結合されたプラネタリギヤ１２０、プラネタ
リギヤ１２０のサンギヤ１２１に結合されたモータＭＧ
１、プラネタリギヤ１２０のリングギヤ１２２に結合さ
れたモータＭＧ２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制
御する制御装置１８０から構成されている。

【００２９】プラネタリギヤ１２０およびモータＭＧ
１，ＭＧ２の構成について、図２により説明する。プラ
ネタリギヤ１２０は、キャリア軸１２７に軸中心を貫通
された中空のサンギヤ軸１２５に結合されたサンギヤ１
２１と、キャリア軸１２７と同軸のリングギヤ軸１２６
に結合されたリングギヤ１２２と、サンギヤ１２１とリ
ングギヤ１２２との間に配置されサンギヤ１２１の外周
を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギヤ
１２３と、クランクシャフト１５６の端部に結合され各
プラネタリピニオンギヤ１２３の回転軸を軸支するプラ
ネタリキャリア１２４とから構成されている。このプラ
ネタリギヤ１２０では、サンギヤ１２１，リングギヤ１
２２およびプラネタリキャリア１２４にそれぞれ結合さ
れたサンギヤ軸１２５，リングギヤ軸１２６およびキャ
リア軸１２７の３軸が動力の入出力軸とされ、３軸のう
ちいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残
余の１軸に入出力される動力は決定された２軸へ入出力
される動力に基づいて定まる。このプラネタリギヤ１２
０の３軸への動力の入出力についての詳細は後述する。
なお、サンギヤ軸１２５，リングギヤ軸１２６およびキ
ャリア軸１２７には、それぞれその回転角度θｓ，θ
ｒ，θｃを検出するレゾルバ１３９，１４９，１５９が
設けられている。

【００３０】リングギヤ１２２には、動力の取り出し用
の動力取出ギヤ１２８が結合されている。この動力取出
ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９により動力伝達ギ
ヤ１１１に接続されており、動力取出ギヤ１２８と動力
伝達ギヤ１１１との間で動力の伝達がなされる。

【００３１】モータＭＧ１は、同期電動発電機として構
成され、外周面に複数個の永久磁石１３５を有するロー
タ１３２と、回転磁界を形成する三相コイル１３４が巻
回されたステータ１３３とを備える。ロータ１３２は、
プラネタリギヤ１２０のサンギヤ１２１に結合されたサ
ンギヤ軸１２５に結合されている。ステータ１３３は、
無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケ
ース１１９に固定されている。このモータＭＧ１は、永
久磁石１３５による磁界と三相コイル１３４によって形
成される磁界との相互作用によりロータ１３２を回転駆
動する電動機として動作し、永久磁石１３５による磁界
とロータ１３２の回転との相互作用により三相コイル１
３４の両端に起電力を生じさせる発電機として動作す
る。

【００３２】モータＭＧ２も、モータＭＧ１と同様に同
期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁
石１４５を有するロータ１４２と、回転磁界を形成する
三相コイル１４４が巻回されたステータ１４３とを備え
る。ロータ１４２は、プラネタリギヤ１２０のリングギ
ヤ１２２に結合されたリングギヤ軸１２６に結合されて
おり、ステータ１４３はケース１１９に固定されてい
る。モータＭＧ２のステータ１４３も無方向性電磁鋼板
の薄板を積層して形成されている。このモータＭＧ２も
モータＭＧ１と同様に、電動機あるいは発電機として動
作する。

【００３３】次に、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御す
る制御装置１８０について説明する。図１に示すよう
に、制御装置１８０は、モータＭＧ１を駆動する第１の
駆動回路１９１、モータＭＧ２を駆動する第２の駆動回
路１９２、両駆動回路１９１，１９２を制御する制御Ｃ
ＰＵ１９０、二次電池であるバッテリ１９４から構成さ
れている。制御ＣＰＵ１９０は、１チップマイクロプロ
セッサであり、内部に、ワーク用のＲＡＭ１９０ａ、処
理プログラムを記憶したＲＯＭ１９０ｂ、入出力ポート
（図示せず）およびＥＦＩＥＣＵ１７０と通信を行なう
シリアル通信ポート（図示せず）を備える。この制御Ｃ
ＰＵ１９０には、レゾルバ１３９からのサンギヤ軸１２
５の回転角度θｓ、レゾルバ１４９からのリングギヤ軸
１２６の回転角度θｒ、レゾルバ１５９からのキャリア
軸１２７の回転角度θｃ、アクセルペダルポジションセ
ンサ１６４ａからのアクセルペダルポジション（アクセ
ルペダルの踏込量）ＡＰ、ブレーキペダルポジションセ
ンサ１６５ａからのブレーキペダルポジション（ブレー
キペダルの踏込量）ＢＰ、シフトポジションセンサ１８
４からのシフトポジションＳＰ、第１の駆動回路１９１
に設けられた２つの電流検出器１９５，１９６からの電
流値Ｉｕ１，Ｉｖ２、第２の駆動回路１９２に設けられ
た２つの電流検出器１９７，１９８からの電流値Ｉｕ
２，Ｉｖ２、バッテリ１９４の残容量を検出する残容量
検出器１９９からの残容量ＢRMなどが、入力ポートを介
して入力されている。

【００３４】シフトポジションセンサ１８４は、現在の
シフトレバー１８２のポジション（レンジ）ＳＰを検出
するものであるが、本実施例の車輌では、パーキングレ
ンジ（Ｐ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、後退レンジ
（Ｒ）、ドライビングレンジ（Ｄ）、ブレーキレンジ
（Ｂ）が設けられている。このうち、Ｐ，Ｎ，Ｒ，Ｄレ
ンジは、通常の車輌と特に変わるところはないが、Ｂレ
ンジは、本実施例の車輌に独自のレンジである。Ｂレン
ジは、Ｄレンジと比べて、車輌減速時の回生ブレーキの
利きを強くしたレンジであり、車輌が下り坂を降りて行
くような場合に、モータＭＧ１，ＭＧ２による回生を積
極的に行なって、その回生ブレーキにより、通常の車輌
におけるエンジンブレーキのような特性を得るレンジで
ある。このＢレンジは、車輌加速側についてはＤレンジ
と同じで特性が得られる。

【００３５】残容量検出器１９９は、バッテリ１９４の
電解液の比重またはバッテリ１９４の全体の重量を測定
して残容量を検出するものや、充電・放電の電流値と時
間を演算して残容量を検出するものや、バッテリの端子
間を瞬間的にショートさせて電流を流し内部抵抗を測る
ことにより残容量を検出するものなどが知られている。

【００３６】制御ＣＰＵ１９０からは、第１の駆動回路
１９１に設けられたスイッチング素子である６個のトラ
ンジスタＴｒ１ないしＴｒ６を駆動する制御信号ＳＷ１
と、第２の駆動回路１９２に設けられたスイッチング素
子としての６個のトランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６
を駆動する制御信号ＳＷ２とが出力されている。第１の
駆動回路１９１内の６個のトランジスタＴｒ１ないしＴ
ｒ６は、トランジスタインバータを構成しており、それ
ぞれ、一対の電源ラインＬ１，Ｌ２に対してソース側と
シンク側となるよう２個ずつペアで配置され、その接続
点に、モータＭＧ１の三相コイル（ＵＶＷ）３４の各々
が接続されている。電源ラインＬ１，Ｌ２は、バッテリ
１９４のプラス側とマイナス側に、それぞれ接続されて
いるから、制御ＣＰＵ１９０により対をなすトランジス
タＴｒ１ないしＴｒ６のオン時間の割合を制御信号ＳＷ
１により順次制御し、三相コイル１３４の各コイルに流
れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的な正弦波にする
と、三相コイル１３４により、回転磁界が形成される。

【００３７】他方、第２の駆動回路１９２の６個のトラ
ンジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６も、トランジスタイン
バータを構成しており、それぞれ、第１の駆動回路１９
１と同様に配置されていて、対をなすトランジスタの接
続点は、モータＭＧ２の三相コイル１４４の各々に接続
されている。したがって、制御ＣＰＵ１９０により対を
なすトランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオン時間を
制御信号ＳＷ２により順次制御し、各コイル１４４に流
れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的な正弦波にする
と、三相コイル１４４により、回転磁界が形成される。

【００３８】以上構成を説明した実施例の動力出力装置
１１０の動作について説明する。実施例の動力出力装置
１１０の動作原理、特にトルク変換の原理は以下の通り
である。エンジン１５０を回転数Ｎｅ，トルクＴｅの運
転ポイントＰ１で運転し、このエンジン１５０から出力
されるエネルギＰｅと同一のエネルギであるが異なる回
転数Ｎｒ，トルクＴｒの運転ポイントＰ２でリングギヤ
軸１２６を運転する場合、すなわち、エンジン１５０か
ら出力される動力をトルク変換してリングギヤ軸１２６
に作用させる場合について考える。この時のエンジン１
５０とリングギヤ軸１２６の回転数およびトルクの関係
を図４に示す。

【００３９】プラネタリギヤ１２０の３軸（サンギヤ軸
１２５，リングギヤ軸１２６およびキャリア軸１２７に
おける回転数やトルクの関係は、機構学の教えるところ
によれば、図５および図６に例示する共線図と呼ばれる
図として表わすことができ、幾何学的に解くことができ
る。なお、プラネタリギヤ１２０における３軸の回転数
やトルクの関係は、上述の共線図を用いなくても各軸の
エネルギを計算することなどにより数式的に解析するこ
ともできる。本実施例では説明の容易のため共線図を用
いて説明する。

【００４０】図５における縦軸は３軸の回転数軸であ
り、横軸は３軸の座標軸の位置の比を表わす。すなわ
ち、サンギヤ軸１２５とリングギヤ軸１２６の座標軸
Ｓ，Ｒを両端にとったとき、キャリア軸１２７の座標軸
Ｃは、軸Ｓと軸Ｒを１：ρに内分する軸として定められ
る。ここで、ρは、リングギヤ１２２の歯数に対するサ
ンギヤ１２１の歯数の比であり、次式（１）で表わされ
る。

【００４１】

【数１】

【００４２】いま、エンジン１５０が回転数Ｎｅで運転
されており、リングギヤ軸１２６が回転数Ｎｒで運転さ
れている場合を考えているから、エンジン１５０のクラ
ンクシャフト１５６が結合されているキャリア軸１２７
の座標軸Ｃにエンジン１５０の回転数Ｎｅを、リングギ
ヤ軸１２６の座標軸Ｒに回転数Ｎｒをプロットすること
ができる。この両点を通る直線を描けば、この直線と座
標軸Ｓとの交点で表わされる回転数としてサンギヤ軸１
２５の回転数Ｎｓを求めることができる。以下、この直
線を動作共線と呼ぶ。なお、回転数Ｎｓは、回転数Ｎｅ
と回転数Ｎｒとを用いて比例計算式（次式（２））によ
り求めることができる。このようにプラネタリギヤ１２
０では、サンギヤ１２１，リングギヤ１２２およびプラ
ネタリキャリア１２４のうちいずれか２つの回転を決定
すると、残余の１つの回転は、決定した２つの回転に基
づいて決定される。

【００４３】

【数２】

【００４４】次に、描かれた動作共線に、エンジン１５
０のトルクＴｅをキャリア軸１２７の座標軸Ｃを作用線
として図中下から上に作用させる。このとき動作共線
は、トルクに対してはベクトルとしての力を作用させた
ときの剛体として取り扱うことができるから、座標軸Ｃ
上に作用させたトルクＴｅは、平行な２つの異なる作用
線への力の分離の手法により、座標軸Ｓ上のトルクＴｅ
ｓと座標軸Ｒ上のトルクＴｅｒとに分離することができ
る。このときトルクＴｅｓおよびＴｅｒの大きさは、次
式（３）によって表わされる。なお、共線図を用いた以
下の説明においては、各トルクＴｅｓ，Ｔｅ，Ｔｅｒ，
Ｔｒは総てその作用する方向に関係なく正の符号を持つ
ものとして絶対値で扱うが、差し引き必要になるトルク
Ｔｍ１，Ｔｍ２は、符号付きで扱うものとする。したが
って、トルクＴｍ１は下向きが正の符号、Ｔｍ２は上向
きが正の符号となる。この結果、Ｔｒ−Ｔｅｒ＞０な
ら、トルクＴｍ２は、共線図において上向きのトルクと
なり、Ｔｒ−Ｔｅｒ＜０なら、トルクＴｍ２は、下向き
のトルクとなる。トルクＴｍ１，Ｔｍ２の方向と、モー
タＭＧ１，ＭＧ２が電力を回生しているか、電力を消費
（力行）しているかは、関係がない。後述するように、
モータＭＧ１，ＭＧ２の状態（回生か力行か）は、トル
クＴｍ１，Ｔｍ２が、そのトルクが作用している軸の回
転数を増速する側に作用しているか、減速する側に作用
しているかにより定まる。

【００４５】

【数３】

【００４６】動作共線がこの状態で安定であるために
は、動作共線の力の釣り合いをとればよい。すなわち、
座標軸Ｓ上には、トルクＴｅｓと大きさが同じで向きが
反対のトルクＴｍ１を作用させ、座標軸Ｒ上には、リン
グギヤ軸１２６に出力するトルクＴｒと同じ大きさで向
きが反対のトルクとトルクＴｅｒとの合力に対し大きさ
が同じで向きが反対のトルクＴｍ２を作用させるのであ
る。このトルクＴｍ１はモータＭＧ１により、トルクＴ
ｍ２はモータＭＧ２により作用させることができる。こ
のとき、モータＭＧ１では回転の方向と逆向きにトルク
を作用させるから、モータＭＧ１は発電機として動作す
ることになり、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わ
される電気エネルギＰｍ１をサンギヤ軸１２５から回生
する。モータＭＧ２では、回転の方向とトルクの方向と
が同じであるから、モータＭＧ２は電動機として動作
し、トルクＴｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気
エネルギＰｍ２を動力としてリングギヤ軸１２６に出力
する。

【００４７】ここで、電気エネルギＰｍ１と電気エネル
ギＰｍ２とを等しくすれば、モータＭＧ２で消費する電
力のすべてをモータＭＧ１により回生して賄うことがで
きる。このためには、入力されたエネルギのすべてを出
力するものとすればよいから、エンジン１５０から出力
されるエネルギＰｅとリングギヤ軸１２６に出力される
エネルギＰｒとを等しくすればよい。すなわち、トルク
Ｔｅと回転数Ｎｅとの積で表わされるエネルギＰｅと、
トルクＴｒと回転数Ｎｒとの積で表わされるエネルギＰ
ｒとを等しくするのである。図４に照らせば、運転ポイ
ントＰ１で運転されているエンジン１５０から出力され
るトルクＴｅと回転数Ｎｅとで表わされる動力を、トル
ク変換して、同一のエネルギでトルクＴｒと回転数Ｎｒ
とで表わされる動力としてリングギヤ軸１２６に出力す
るのである。前述したように、リングギヤ軸１２６に出
力された動力は、動力取出ギヤ１２８および動力伝達ギ
ヤ１１１により駆動軸１１２に伝達され、ディファレン
シャルギヤ１１４を介して駆動輪１１６，１１８に伝達
される。したがって、リングギヤ軸１２６に出力される
動力と駆動輪１１６，１１８に伝達される動力とにはリ
ニアな関係が成立するから、駆動輪１１６，１１８に伝
達される動力は、リングギヤ軸１２６に出力される動力
を制御することにより制御することができる。

【００４８】図５に示す共線図ではサンギヤ軸１２５の
回転数Ｎｓは正であったが、エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとによっては、図
６に示す共線図のように負となる場合もある。このとき
には、モータＭＧ１では、回転の方向とトルクの作用す
る方向とが同じになるから、モータＭＧ１は電動機とし
て動作し、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わされ
る電気エネルギＰｍ１を消費する。一方、モータＭＧ２
では、回転の方向とトルクの作用する方向とが逆になる
から、モータＭＧ２は発電機として動作し、トルクＴｍ
２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギＰｍ２
をリングギヤ軸１２６から回生することになる。この場
合、モータＭＧ１で消費する電気エネルギＰｍ１とモー
タＭＧ２で回生する電気エネルギＰｍ２とを等しくすれ
ば、モータＭＧ１で消費する電気エネルギＰｍ１をモー
タＭＧ２で丁度賄うことができる。

【００４９】以上、実施例の動力出力装置１１０におけ
る基本的なトルク変換について説明したが、実施例の動
力出力装置１１０は、こうしたエンジン１５０から出力
される動力のすべてをトルク変換してリングギヤ軸１２
６に出力する動作の他に、エンジン１５０から出力され
る動力（トルクＴｅと回転数Ｎｅとの積）と、モータＭ
Ｇ１により回生または消費される電気エネルギＰｍ１
と、モータＭＧ２により消費または回生される電気エネ
ルギＰｍ２とを調節することにより、余剰の電気エネル
ギを見い出してバッテリ１９４を放電する動作とした
り、不足する電気エネルギをバッテリ１９４に蓄えられ
た電力により補う動作など種々の動作とすることもでき
る。

【００５０】なお、以上の動作原理では、プラネタリギ
ヤ１２０やモータＭＧ１，モータＭＧ２，トランジスタ
Ｔｒ１ないしＴｒ１６などによる動力の変換効率を値１
（１００％）として説明した。実際には、値１未満であ
るから、エンジン１５０から出力されるエネルギＰｅを
リングギヤ軸１２６に出力するエネルギＰｒより若干大
きな値とするか、逆にリングギヤ軸１２６に出力するエ
ネルギＰｒをエンジン１５０から出力されるエネルギＰ
ｅより若干小さな値とする必要がある。例えば、エンジ
ン１５０から出力されるエネルギＰｅを、リングギヤ軸
１２６に出力されるエネルギＰｒに変換効率の逆数を乗
じて算出される値とすればよい。また、モータＭＧ２の
トルクＴｍ２を、図５の共線図の状態ではモータＭＧ１
により回生される電力に両モータの効率を乗じたものか
ら算出される値とし、図６の共線図の状態ではモータＭ
Ｇ１により消費される電力を両モータの効率で割ったも
のから算出すればよい。なお、プラネタリギヤ１２０で
は機械摩擦などにより熱としてエネルギを損失するが、
その損失量は全体量からみれば極めて少なく、モータＭ
Ｇ１，ＭＧ２に用いた同期電動機の効率は値１に極めて
近い。また、トランジスタＴｒ１ないしＴｒ１６のオン
抵抗もＧＴＯなど極めて小さいものが知られている。し
たがって、動力の変換効率は値１に近いものとなるか
ら、以下の説明でも、説明の容易のため、明示しない限
り値１（１００％）として取り扱う。

【００５１】次に、こうしたトルク制御により走行状態
にある車両において、走行状態のまま、エンジン１５０
の運転を停止する際の判断ルーチンを図７に基づき説明
する。本ルーチンが開始されると、最初にエンジン停止
可能フラグＳＸＥＧの値をチェックする処理が行なわれ
る（ステップＳ１０）。このフラグＳＸＥＧは、エンジ
ン１５０に対する要求から見てエンジン１５０を停止し
ても良いか否かを示すフラグである。このフラグは、制
御装置１８０により、図示しない他のルーチンにおいて
設定される。車輌の走行上必要となるエネルギＰｄとバ
ッテリ１９４の充放電のために要求されるエネルギＰｂ
との総和Ｐｅが、予め定めた判定値より小さくなれば、
エンジン１５０を運転してエネルギをその出力軸に出力
する必要は当面ないとして、制御装置１８０は、エンジ
ン停止可能フラグＳＸＥＧに値１を設定する。他方、走
行上必要なエネルギＰｄとバッテリ１９４の充放電に必
要なエネルギＰｂとの総和が、所定値以上となれば、エ
ンジン１５０を起動し、運転を継続すべく、このフラグ
ＳＸＥＧは、値０に設定されるのである。

【００５２】フラグＳＸＥＧが値１でなければ、エンジ
ン１５０を停止する必要はないから、処理は、「ＥＮ
Ｄ」に抜けて、本ルーチンを一旦終了する。このフラグ
ＳＸＥＧが値１であれば、エネルギ収支上の条件から
は、エンジン１５０を停止できると判断し、ステップＳ
２０以下の停止条件の判断を実行する。ステップＳ２０
以下では、エネルギ収支上からは、エンジン１５０を停
止できるとしても、車輌全体ではエンジン１５０を停止
できない場合もあることから、動力出力装置１１０およ
びこれに関連する機器から見て、エンジン１５０を停止
可能な条件が成立しているかを判定する。これら一連の
処理が、停止条件判定手段に相当する。

【００５３】フラグＳＸＥＧが値１の場合には、次に現
在のシフトレンジについて判定する処理を行なう（ステ
ップＳ２０）。車輌のシフトレンジは、シフトレバー１
８２に設けられたシフトポジションセンサ１８４からの
信号により判断することができる。シフトポジションＳ
Ｐがパーキング（Ｐ）レンジであることを示していれ
ば、次に、レゾルバ１４９から信号を読み込んで、車輌
が移動しているか否かを判断する処理を行なう（ステッ
プＳ２５）。Ｐレンジでは、基本的に車輌は走行しては
ならないから、Ｐレンジでかつ駆動軸１１２が回転して
いる場合には、Ｐレンジロックの不良など、何らかの不
具合が発生していることが考えられる。こうした場合に
は、車輌に前進方向の力を発生するエンジン１５０は直
ちに停止することが望まれる。そこで、この場合には、
エンジン停止時処理（後述するステップＳ９０）を実行
し、エンジン１５０を停止する。もとより、この場合
は、何らかの不具合の発生の可能性があるので、ステッ
プＳ９０のエンジン停止時処理を行なうことなく、直ち
にエンジン１５０を停止するものとしても差し支えな
い。なお、こうした場合には、エンジン１５０を停止し
た後、異常表示などを行なうことも好適である。

【００５４】シフトレバー１８２のシフトレンジが後退
（Ｒ）レンジである場合には、次にバッテリ１９４の充
電量を示すＳＯＣが所定値Ｓ１（本実施例では、約４５
［％］）を越えているか否かの判断を行なう（ステップ
Ｓ３０）。更に、スロットルバルブ１６６の開度ＴＡを
スロットルバルブポジションセンサ１６７から読み込
み、これが５０［％］を越えているか否かの判断を行な
う（ステップＳ３５）。ＳＯＣが所定値Ｓ１を越えてお
りかつスロットルバルブ開度ＴＡが５０［％］を越えて
いる場合には、エンジン１５０を停止すると判断し、ス
テップＳ９０に移行して、エンジン停止時制御を実行す
る。これらの判断のうち、いずれか一つでも成立してい
なければ、エンジン１５０は停止しないと判断し、「Ｅ
ＮＤ」に抜けて本ルーチンを一旦終了する。かかる判断
により、エンジン１５０は、バッテリ１９４がある程度
充電されており、かつ坂道の後退のように大きな駆動力
が要求された場合に停止されることになる。大きな駆動
力が要求された場合に、エンジン１５０が運転されてい
ると、本実施例の動力出力装置１１０では、エンジン１
５０から前進側のトルクが生じているため、必要な後退
トルクを駆動軸１１２に出力することができなくなる可
能性がある。したがって、こうした場合には、エンジン
１５０を速やかに停止する。他方、ＳＯＣが小さい場合
には、充電を優先し、エンジン１５０を停止しない。

【００５５】次に、シフトポジションがドライブレンジ
（Ｄ）レンジまたはブレーキ（Ｂ）レンジにあると判断
された場合には、車輌が停車しているか否かの判断（ス
テップＳ４０）および停車している場合には停車してか
ら４秒が経過しているか否かの判断（ステップＳ４５）
を行なう。Ｄ，Ｂレンジで、フラグＳＸＥＧが値１であ
り、しかも車輌が停止していれば、本来はエンジン１５
０を停止して良い。しかし、例えば渋滞走行のように、
発進−停車を繰り返しているような場合、発進時にはエ
ンジン１５０を起動する可能性が高いから、車輌が停車
したからと言って直ちにエンジン１５０を停止すると、
発進−停車の度にエンジン１５０をオン・オフすること
になり、運転者からすると、エンジン１５０のオン・オ
フが頻繁過ぎると感じられることがある。本実施例で
は、車輌停止から４秒が経過した場合に初めてエンジン
１５０を停止可能と判断することにより、こうしたエン
ジンのオン・オフの頻発感を免れている。停車から４秒
が経過していれば、エンジン１５０を停止すると判断
し、ステップＳ９０に移行する。

【００５６】他方、車輌が停止していない場合には、次
にＡＢＳ装置１４０が非動作状態であるか否かの判断を
行なう（ステップＳ５０）。ＡＢＳ装置１４０は、ブレ
ーキペダル１６５を踏み込んで車輌を制動した場合、過
剰な制動油圧により駆動輪１１６，１１８がロック状態
となることがないように、ブレーキ油圧の制御を行なう
ものであり、その動作中には、動作中であることを示す
信号を制御装置１８０に出力している。したがって、制
御装置１８０は、この信号を読み取ることにより、ＡＢ
Ｓ装置が動作中であるか否かを判断することができる。
ＡＢＳ装置１４０が動作中であれば、駆動軸１１２に加
わる制動力が制御されており、エンジン１５０を停止し
て駆動軸１１２に出力されるトルクの大きさを変動させ
ることは好ましくないと判断し、エンジン１５０を停止
しない。この場合には、「ＥＮＤ」に抜けて本ルーチン
を一旦終了する。

【００５７】他方、ＡＢＳ装置１４０が非動作中と判断
されれば、次に反力のキャンセルが可能な状況であるか
否かの判断を行なう（ステップＳ５５）。反力のキャン
セルとは、エンジン１５０を停止した際に駆動軸１１２
に生じるトルクの変動（急減）をモータＭＧ２が出力す
るトルクによりキャンセルすることを言う。エンジン１
５０を停止した場合に、駆動軸１１２生じるトルク変動
をキャンセルできないと、エンジン１５０の停止時に、
運転者がトルクショックを体感することがあるからであ
る。したがって、エンジン１５０の停止は、トルク変動
をキャンセル可能な状態であることが必要条件となる。
モータＭＧ２が電力を回生しており、回生ブレーキとし
て機能している場合には、モータＭＧ２のトルク指令値
に、電圧および回生電流等からの要求により所定の制限
が存在する場合がある。こうした場合には、モータＭＧ
２のトルク指令値を変更して反力をキャンセルすること
ができない。したがって、モータＭＧ２の下限ガード値
に、反力をキャンセルするための余裕を見込んだ所定値
ＴＳＴＰを求めておき、モータＭＧ２のトルク指令値
が、この所定値ＴＳＴＰ以上となっていれば、反力をキ
ャンセルすることができると判断することができる。こ
こで、所定値ＴＳＴＰは、 ＴＳＴＰ＝ＴＬＧ−１．２×ρ×ＴＳＤ ＴＬＧ：パワー制限から求まるモータＭＧ２の下限ガー
ド値 ρ：プラネタリギヤ１２０のギヤ比 ＴＳＤ：反力キャンセルのための引き下げトルク （本実施例では−１４Ｎｍ） として求めた。なお、係数１．２は、制御上の安全を見
込むための係数である。

【００５８】反力キャンセルが可能と判断した場合に
は、次に車速をチェックする処理を行なう（ステップＳ
６０）。車速が１５Ｋｍ／ｈから４５Ｋｍ／ｈの間に入
っていれば、エンジン１５０を停止しても、上述した反
力キャンセルの制御などによりトルク変動はさほど気に
ならないと見なし、先にエンジン１５０を停止してから
３秒以上たっている場合には（ステップＳ７０）、エン
ジン１５０の停止時制御（ステップＳ９０）に移行す
る。ここで、３秒経過を条件としているのは、エンジン
１５０の停止制御があまりに頻繁に行なわれることがな
いようにするためである。他方、車速が１５Ｋｍ／ｈ以
下であれば、ブレーキがオン状態となっているか否かの
判断を行なう（ステップＳ６５）。車速が低い場合に
は、エンジン１５０の停止による駆動軸１１２のトルク
変動は、反力のキャンセル制御によっても体感される場
合があり得るが、駆動軸１１２に対してブレーキによる
制動力が作用している場合には、ブレーキが反力キャン
セルの役目を果たすから、エンジン１５０を停止できる
と判断し、エンジン停止時制御を実行する（ステップＳ
９０）。

【００５９】なお、ステップＳ４０およびＳ５０の判断
が「ＮＯ」の場合、およびステップＳ６０で車速が４５
Ｋｍ／ｈ以上であると判断された場合には、いずれもエ
ンジン１５０を停止する条件は整っていないと判断し、
「ＥＮＤ」に抜けて本ルーチンを一旦終了する。また、
図７には示さなかったが、本実施例では、シフトポジシ
ョンＳＰがＮレンジ以外である場合には、差速制限を守
ることができない場合にも、エンジン１５０を停止して
いる。差速制限とは、エンジン１５０と二つのモータＭ
Ｇ１，ＭＧ２が結合されているプラネタリギヤ１２０の
各軸の回転数の制限から生じる制限である。プラネタリ
ギヤ１２０の動作は共線図を用いて示すことができるこ
とは既に説明したが（図５，図６参照）、プラネタリギ
ヤ１２０の一つの軸の回転数は、他の２軸の回転数が決
まると自動的に決まってしまう。サンギヤ１２１やリン
グギヤ１２２にはそれぞれ上限回転数が存在するから、
車速から駆動軸１１２、延いてはリングギヤ１２２の回
転数が決まっていると、モータＭＧ１、延いてはサンギ
ヤ１２１の回転数が上限回転数を越えない範囲でしか、
エンジン１５０は回転させることができない。したがっ
て、この差速制限から、例えばエンジン１５０の回転数
が、その自立回転数（実施例では約８００ｒｐｍ）以下
となる場合には、エンジン１５０を停止するのである。
Ｎレンジでは、モータＭＧ１は、シャットダウンしてい
るので、こうした条件は存在しない。図８に、差速制限
の領域を示した。

【００６０】以上説明した実施例によれば、次の条件で
エンジン１５０の停止時制御が実行される。なお、前提
として、バッテリ１９４の充電状態などから、エンジン
１５０を停止する一般的な条件は整っているものとする
（ＳＸＥＧ＝１）。 （１）シフトポジションＳＰがＰレンジの場合には、車
輌が動いたとき、エンジン１５０の停止時制御を実行
し、エンジン１５０を停止する。Ｐレンジでは本来車輌
は走行しないから、車輌が動いた場合には、何らかの不
具合が存在するとして、車輌を前進させる動力の源であ
るエンジン１５０を停止するのである。

【００６１】（２）Ｒレンジの場合には、ＳＯＣが所定
値以下であり、かつスロットル開度ＴＡが５０［％］以
上の場合に、エンジン１５０を停止する制御を実行す
る。車輌が後退しておりかつ後退による登坂時のように
強いトルクが要求された場合には、エンジン１５０を停
止する。後退時には、エンジン１５０は車輌の走行方向
とは逆向きのトルクを発生しており、後退での登坂のよ
うに、駆動軸１１２に所定値以上のトルクが要求された
場合には、エンジン１５０が運転されていると、必要な
トルクを駆動軸１１２に取り出すことができない場合が
考えられるからである。エンジン１５０を停止すること
により、バッテリ１９４からの電力により駆動されるモ
ータＭＧ２の動力をそのまま用いて車輌を後退させるこ
とができる。なお、ＳＯＣの値を監視しているので、バ
ッテリ１９４の充電量が低ければ、車輌を後退させるこ
とよりもバッテリ１９４の過放電の回避を優先するため
エンジン１５０の停止は行なわない。

【００６２】（３）ＤまたはＢレンジの場合には、車輌
が停車中の場合には、停車してから４秒以上が経過した
場合には、エンジン１５０の停止時制御を実行する。車
輌が停止している場合には、エンジン１５０を止めても
差し支えないからである。 （４）ＤまたはＢレンジの場合、 ｉ）ＡＢＳ装置１４０が動作しておらず、 ｉｉ）モータＭＧ２による反力キャンセルが可能であ
り、かつ ｉｉｉ）車速が１５Ｋｍ／ｈから４５Ｋｍ／ｈの範囲に
ある 場合には、エンジン１５０を停止する制御を行なう。こ
れらの条件ｉ）〜ｉｉｉ）が全て成立している場合に
は、ＡＢＳ装置１４０によりスリップ率の制御に影響を
与えたり、エンジン１５０の停止のトルクショックを運
転者が感じたりすることがないからである。

【００６３】なお、上記の条件のうち、車速について
は、１５Ｋｍ／ｈ以下の場合、ブレーキがオンになって
いれば、エンジン１５０を停止する。この場合には、ブ
レーキによる制動力によりエンジン１５０停止時のトル
クショックが解消できるからである。

【００６４】以上の処理により、エンジン１５０を停止
可能か否かの判断が行なわれるが、停止可能と判断され
た場合に実行されるエンジン停止時処理（ステップＳ９
０）について、図９以下に例示するエンジン停止制御ル
ーチンを用いて説明する。なお、エンジン停止制御ルー
チンについては、駆動軸の回転数の減速度を所定の範囲
に制御しながら原動機を停止状態まで運転するものであ
れば、いかなる制御であっても差し支えない。駆動軸の
回転数の減速度を所定の範囲にするのは、ねじり共振領
域を素早く通り抜けるためである。

【００６５】図９に示したエンジン停止制御ルーチンが
実行されると、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、
まず、通信によりＥＦＩＥＣＵ１７０にエンジンの運転
停止の信号を出力する（ステップＳ１００）。エンジン
１５０の運転停止信号を受信したＥＦＩＥＣＵ１７０
は、燃料噴射弁１５１からの燃料噴射を停止すると共に
点火プラグ１６２への電圧の印加を停止し、さらにスロ
ットルバルブ１６６を全閉にする。こうした処理により
エンジン１５０の自立的な運転は停止される。運転が停
止されても、慣性によりエンジン１５０のクランクシャ
フト１５６は直ちには停止せず、そのまま放置すれば、
エンジン１５０の回転数は、クランクシャフト１５６に
結合された負荷の大きさ、ピストン１５４の摩擦係数な
どにより定まる所定の減速度で徐々に小さくなり、やが
て回転数は０となる。ここでは、エンジン１５０の回転
数が自然に低下するのではなく、所定の減速度で低下す
るよう、以下に説明する処理を行なっている。

【００６６】制御ＣＰＵ１９０は、まずエンジン１５０
の回転数Ｎｅを入力する（ステップＳ１０２）。エンジ
ン１５０の回転数Ｎｅは、クランクシャフト１５６とダ
ンパ１５７を介して結合されたキャリア軸１２７に設け
られたレゾルバ１５９により検出されるキャリア軸１２
７の回転角度θｃから求めることができる。なお、エン
ジン１５０の回転数Ｎｅは、ディストリビュータ１６０
に設けられた回転数センサ１７６によっても直接検出す
ることもできる。この場合、制御ＣＰＵ１９０は、回転
数センサ１７６に接続されたＥＦＩＥＣＵ１７０から通
信により回転数Ｎｅの情報を受け取ることになる。

【００６７】エンジン１５０の回転数Ｎｅを入力する
と、入力した回転数Ｎｅに基づいてタイムカウンタＴＣ
の初期値を設定する（ステップＳ１０４）。ここで、タ
イムカウンタＴＣは、後述するステップＳ１０８でエン
ジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊を設定するときに用いら
れる引数であり、ステップＳ１０６に示すように、繰り
返しステップＳ１０６ないしＳ１２６の処理が実行され
る際にインクリメントされるものである。このタイムカ
ウンタＴＣの初期値の設定は、タイムカウンタＴＣを引
数としてエンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊を設定する
際のマップ、例えば、図１０に示すマップを用いて行な
われる。図１０に示すように、タイムカウンタＴＣの設
定は、縦軸（目標回転数Ｎｅ＊の軸）上に回転数Ｎｅを
取り、これに対応するタイムカウンタＴＣの値を求める
ことにより行なわれる。

【００６８】タイムカウンタＴＣを設定すると、設定し
たタイムカウンタＴＣをインクリメントし（ステップＳ
１０６）、このインクリメントしたタイムカウンタＴＣ
と図８に示すマップとを用いてエンジン１５０の目標回
転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１０８）。目標回転
数Ｎｅ＊の設定では、横軸（タイムカウンタＴＣの軸）
上にタイムカウンタＴＣを取り、これに対応する目標回
転数Ｎｅ＊を求めることにより行なわれる。なお、図１
０には、タイムカウンタＴＣの初期値に値１を加えた
「ＴＣ＋１」として目標回転数Ｎｅ＊を求める様子を表
示した。続いて、エンジン１５０の回転数Ｎｅを入力し
（ステップＳ１１０）、入力した回転数Ｎｅと設定した
目標回転数Ｎｅ＊とを用いて次式（４）によりモータＭ
Ｇ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１
１２）。ここで、式（５）中の右辺第１項は回転数Ｎｅ
の目標回転数Ｎｅ＊からの偏差を打ち消す比例項であ
り、右辺第２項は定常偏差をなくす積分項である。な
お、Ｋ１およびＫ２は比例定数である。

【００６９】

【数４】

【００７０】続いて、リングギヤ軸１２６に出力すべき
トルクの指令値Ｔｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令値Ｔ
ｍ１＊とを用い、次式（５）に基づいて、モータＭＧ２
のトルク指令値Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１２
０）。式（５）中の右辺第２項は、エンジン１５０の運
転を停止した状態でモータＭＧ１からトルク指令値Ｔｍ
１＊のトルクを出力した際にプラネタリギヤ１２０を介
してリングギヤ軸１２６に作用するトルクであり、Ｋ３
は比例定数である。Ｋ３は、共線図における動作共線の
釣り合いの状態であれば値１であるが、エンジン１５０
の運転停止の際の過渡時には値１より小さな値となる。
過渡時には、モータＭＧ１から出力されるトルクのうち
の一部が、エンジン１５０とモータＭＧ１とからなる慣
性系の運動の変化に用いられるためである。このトルク
を正確に求めるには、上述の慣性系のモータＭＧ１から
みた慣性モーメントにサンギヤ軸１２５の角加速度を乗
じて慣性系の運動の変化に用いられるトルク（慣性トル
ク）を求め、これをトルク指令値Ｔｍ１＊から減じたも
のをギヤ比ρで割ればよい。実施例では、本ルーチンに
より設定されるトルク指令値Ｔｍ１＊が比較的小さな値
であることから、比例定数Ｋ３を用いて計算を簡略化し
た。なお、リングギヤ軸１２６に出力すべきトルクの指
令値Ｔｒ＊は、運転者によるアクセルペダル１６４の踏
込量に基づいて図１１に例示する要求トルク設定ルーチ
ンに基づいて設定される。以下、このトルク指令値Ｔｒ
＊を設定する処理について簡単に説明する。

【００７１】

【数５】

【００７２】図１１の要求トルク設定ルーチンは、所定
時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ）に繰り返し実行される。
本ルーチンが実行されると、制御装置１８０の制御ＣＰ
Ｕ１９０は、まず、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒを
読み込む処理を行なう（ステップＳ１３０）。リングギ
ヤ軸１２６の回転数Ｎｒは、レゾルバ１４９により検出
されるリングギヤ軸１２６の回転角度θｒから求めるこ
とができる。続いて、アクセルペダルポジションセンサ
１６４ａによって検出されるアクセルペダルポジション
ＡＰを入力する処理を行なう（ステップＳ１３２）。ア
クセルペダル１６４は運転者が出力トルクが足りないと
感じたときに踏み込まれるものであるから、アクセルペ
ダルポジションＡＰは、リングギヤ軸１２６延いては駆
動輪１１６，１１８に出力すべきトルクに対応するもの
となる。アクセルペダルポジションＡＰを読み込むと、
読み込んだアクセルペダルポジションＡＰとリングギヤ
軸１２６の回転数Ｎｒとに基づいてリングギヤ軸１２６
に出力すべきトルクの目標値であるトルク指令値Ｔｒ＊
を算出する処理を行なう（ステップＳ１３４）。ここ
で、駆動輪１１６，１１８に出力すべきトルクを算出せ
ずに、リングギヤ軸１２６に出力すべきトルクを算出す
るのは、リングギヤ軸１２６は動力取出ギヤ１２８，動
力伝達ギヤ１１１およびディファレンシャルギヤ１１４
を介して駆動輪１１６，１１８に機械的に結合されてい
るから、リングギヤ軸１２６に出力すべきトルクを求め
れば、駆動輪１１６，１１８に出力すべきトルクを求め
たことになるからである。なお、実施例では、リングギ
ヤ軸１２６の回転数ＮｒとアクセルペダルポジションＡ
Ｐとトルク指令値Ｔｒ＊との関係を示すマップを予めＲ
ＯＭ１９０ｂに記憶しておき、アクセルペダルポジショ
ンＡＰが読み込まれると、読み込まれたアクセルペダル
ポジションＡＰとリングギヤ軸１２６の回転数ＮｒとＲ
ＯＭ１９０ｂに記憶したマップとに基づいてトルク指令
値Ｔｒ＊の値を求めるものとした。このマップの一例を
図１２に示す。

【００７３】こうしてステップＳ１１２でモータＭＧ１
のトルク指令値Ｔｍ１＊を設定し、ステップＳ１１４で
モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を設定すると、割
込処理を利用して所定時間毎（例えば、４ｍｓｅｃ毎）
に繰り返し実行されるモータＭＧ１の制御ルーチン（図
１３）やモータＭＧ２の制御ルーチン（図１４）によ
り、設定された指令値のトルクがモータＭＧ１やモータ
ＭＧ２から出力されるようモータＭＧ１やモータＭＧ２
が制御される。こうしたモータＭＧ１の制御とモータＭ
Ｇ２の制御については後述する。

【００７４】図９に戻って、制御装置１８０の制御ＣＰ
Ｕ１９０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ
１＊，Ｔｍ２＊を求めた後、エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅと閾値Ｎｒｅｆとを比較する処理を行なう（ステップ
Ｓ１１６）。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、モータＭＧ２の
みによる運転モードの処理においてエンジン１５０の目
標回転数Ｎｅ＊として設定される値の近傍の値として設
定されるものである。実施例では、モータＭＧ２のみに
よる運転モードの処理におけるエンジン１５０の目標回
転数Ｎｅ＊が値０に設定されているから、閾値Ｎｒｅｆ
は、値０の近傍の値として設定されている。なお、この
値は、ダンパ１５７により結合されたクランクシャフト
１５６とキャリア軸１２７とに結合されている系が共振
現象を生じる回転数領域の下限値より小さな値である。
したがって、エンジン１５０の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅ
ｆより大きいときには、まだエンジン１５０の運転停止
の過渡時にあり、共振現象を生じる回転数領域の下限値
未満になっていないと判断して、ステップＳ１０６に戻
り、ステップＳ１０６ないしＳ１１６の処理を繰り返し
実行する。ステップＳ１０６ないしＳ１１６の処理を繰
り返し実行すると、その都度、タイムカウンタＴＣがイ
ンクリメントされ、エンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊
が、図１０に示すマップに基づいてより小さな値として
設定されるから、エンジン１５０の回転数Ｎｅは、図１
０に示すマップの目標回転数Ｎｅ＊の勾配と同様な勾配
で小さくなっていく。したがって、目標回転数Ｎｅ＊の
勾配を、エンジン１５０への燃料噴射の停止したときの
回転数Ｎｅの自然な変化の勾配以上とすれば、エンジン
１５０の回転数Ｎｅを速やかに小さくすることができ、
回転数Ｎｅの自然な変化の勾配未満とすれば、エンジン
１５０の回転数Ｎｅを緩やかに小さくすることができ
る。実施例では、上述の共振現象を生じる回転数領域を
通過することを想定しているから、目標回転数Ｎｅ＊の
勾配は、回転数Ｎｅの自然な変化の勾配以上に設定され
ている。

【００７５】一方、エンジン１５０の回転数Ｎｅが閾値
Ｎｒｅｆ以下になると、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔ
ｍ１＊にキャンセルトルクＴｃを設定すると共に（ステ
ップＳ１１８）、上式（５）によりモータＭＧ２のトル
ク指令値Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１２０）、所定
時間経過するのを待つ（ステップＳ１２２）。ここで、
キャンセルトルクＴｃは、エンジン１５０の回転数Ｎｅ
が負の値となるいわゆるアンダーシュートするのを防止
するためのトルクである。なお、ＰＩ制御を受けるモー
タＭＧ１により積極的にエンジン１５０の運転を停止す
る際にエンジン１５０の回転数Ｎｅがアンダーシュート
する理由については上述した。

【００７６】モータＭＧ１からキャンセルトルクＴｃを
出力した状態で所定時間経過すると、モータＭＧ１のト
ルク指令値Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップ
Ｓ１２４）、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊にト
ルク指令値Ｔｒ＊を設定し（ステップＳ１２６）、本ル
ーチンを終了して、図示しないモータＭＧ２のみによる
運転モードの処理を実行する。

【００７７】次に、モータＭＧ１の制御について図１３
に例示するモータＭＧ１の制御ルーチンに基づいて説明
する。本ルーチンが実行されると、制御装置１８０の制
御ＣＰＵ１９０は、まず、サンギヤ軸１２５の回転角度
θｓをレゾルバ１３９から入力する処理を行ない（ステ
ップＳ１８０）、モータＭＧ１の電気角θ１をサンギヤ
軸１２５の回転角度θｓから求める処理を行なう（ステ
ップＳ１８１）。実施例では、モータＭＧ１として４極
対の同期電動機を用いているから、θ１＝４θｓを演算
することになる。続いて、電流検出器１９５，１９６に
より、モータＭＧ１の三相コイル１３４のＵ相とＶ相に
流れている電流Ｉｕ１，Ｉｖ１を検出する処理を行なう
（ステップＳ１８２）。電流はＵ，Ｖ，Ｗの三相に流れ
ているが、その総和はゼロなので、二つの相に流れる電
流を測定すれば足りる。こうして得られた三相の電流を
用いて座標変換（三相−二相変換）を行なう（ステップ
Ｓ１８４）。座標変換は、永久磁石型の同期電動機のｄ
軸，ｑ軸の電流値に変換することであり、次式（６）を
演算することにより行なわれる。ここで座標変換を行な
うのは、永久磁石型の同期電動機においては、ｄ軸およ
びｑ軸の電流が、トルクを制御する上で本質的な量だか
らである。もとより、三相のまま制御することも可能で
ある。

【００７８】

【数６】

【００７９】次に、２軸の電流値に変換した後、モータ
ＭＧ１におけるトルク指令値Ｔｍ１＊から求められる各
軸の電流指令値Ｉｄ１＊，Ｉｑ１＊と実際各軸に流れた
電流Ｉｄ１，Ｉｑ１と偏差を求め、各軸の電圧指令値Ｖ
ｄ１，Ｖｑ１を求める処理を行なう（ステップＳ１８
６）。すなわち、まず以下の式（７）の演算を行なうの
である。ここで、Ｋｐ１，Ｋｐ２，Ｋｉ１，Ｋｉ２は、
各々係数である。これらの係数は、適用するモータの特
性に適合するよう調整されるている。なお、電圧指令値
Ｖｄ１，Ｖｑ１は、電流指令値Ｉ＊との偏差△Ｉに比例
する部分（式（７）第１式右辺第１項）と偏差△Ｉのｉ
回分の過去の累積分（同右辺第２項）とから求められ
る。

【００８０】

【数７】

【００８１】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップＳ１８４で行なった変換の逆変換に相当する座標変
換（二相−三相変換）を行ない（ステップＳ１８８）、
実際に三相コイル１３４に印加する電圧Ｖｕ１，Ｖｖ
１，Ｖｗ１を求める処理を行なう。各電圧は、次式
（８）により求める。

【００８２】

【数８】

【００８３】実際の電圧制御は、第１の駆動回路１９１
のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオンオフ時間によ
りなされるから、式（８）によって求めた各電圧指令値
となるよう各トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオン時
間をＰＷＭ制御する（ステップＳ１９９）。

【００８４】ここで、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊の符号を図５や図６の共線図におけるトルクＴｍ１
の向きを正とすれば、同じ正の値のトルク指令値Ｔｍ１
＊が設定されても、図５の共線図の状態のようにトルク
指令値Ｔｍ１＊の作用する向きとサンギヤ軸１２５の回
転の向きとが異なるときには回生制御がなされ、図６の
共線図の状態のように同じ向きのときには力行制御がな
される。しかし、モータＭＧ１の力行制御と回生制御
は、トルク指令値Ｔｍ１＊が正であれば、ロータ１３２
の外周面に取り付けられた永久磁石１３５と三相コイル
１３４に流れる電流により生じる回転磁界とにより正の
トルクがサンギヤ軸１２５に作用するよう第１の駆動回
路１９１のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６を制御する
ものであるから、同一のスイッチング制御となる。すな
わち、トルク指令値Ｔｍ１＊の符号が同じであれば、モ
ータＭＧ１の制御が回生制御であっても力行制御であっ
ても同じスイッチング制御となる。したがって、図１３
のモータＭＧ１の制御ルーチンで回生制御と力行制御の
いずれも行なうことができる。また、トルク指令値Ｔｍ
１＊が負のときには、ステップＳ１８０で読み込むサン
ギヤ軸１２５の回転角度θｓの変化の方向が逆になるだ
けであるから、このときも、図１３に例示したモータＭ
Ｇ１の制御ルーチンをそのまま用いることができる。

【００８５】次に、モータＭＧ２の制御について図１４
に例示するモータＭＧ２の制御ルーチンに基づき説明す
る。モータＭＧ２の制御処理は、モータＭＧ１の制御処
理うちトルク指令値Ｔｍ１＊とサンギヤ軸１２５の回転
角度θｓに代えてトルク指令値Ｔｍ２＊とリングギヤ軸
１２６の回転角度θｒとを用いる点を除き、モータＭＧ
１の制御処理と全く同一である。すなわち、リングギヤ
軸１２６の回転角度θｒをレゾルバ１４９を用いて検出
すると共に（ステップＳ１９０）、検出した回転角度θ
ｒからモータＭＧ２の電気角θ２を算出し（ステップＳ
１９１）、続いてモータＭＧ２の各相電流を電流検出器
１９７，１９８を用いて検出し（ステップＳ１９２）、
その後、座標変換（ステップＳ１９４）および電圧指令
値Ｖｄ２，Ｖｑ２の演算を行ない（ステップＳ１９
６）、更に電圧指令値の逆座標変換（ステップＳ１９
８）を行なって、モータＭＧ２の第２の駆動回路１９２
のトランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオンオフ制御
時間を求め、ＰＷＭ制御を行なう（ステップＳ１９
９）。

【００８６】ここで、モータＭＧ２もトルク指令値Ｔｍ
２＊の向きとリングギヤ軸１２６の回転の向きとにより
力行制御されたり回生制御されたりするが、モータＭＧ
１と同様に、力行制御も回生制御も共に図１２のモータ
ＭＧ２の制御処理で行なうことができる。なお、実施例
では、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊の符号は、
図５の共線図の状態のときのトルクＴｍ２の向きを正と
した。

【００８７】次に、こうしたエンジン１５０の停止制御
の際のエンジン１５０の回転数ＮｅやモータＭＧ１のト
ルクＴｍ１などの変化の様子を図１５ないし図１７に例
示する共線図と図１８に例示する説明図とを用いて説明
する。図１５は図９のエンジン停止制御ルーチンが始め
て実行されたときの共線図であり、図１６はエンジン停
止制御ルーチンのステップＳ１０６ないしＳ１１６の処
理が何回か繰り返し実行されたときの共線図であり、図
１７はエンジン１５０の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以下
になったときの共線図である。実施例では、図１０のマ
ップにおける目標回転数Ｎｅ＊の勾配が回転数Ｎｅの自
然な変化の勾配以上に設定されているから、図１５およ
び図１６に示すように、モータＭＧ１から出力されるト
ルクＴｍ１は、エンジン１５０の回転数Ｎｅを強制的に
小さくする方向に作用する。したがって、モータＭＧ１
は、エンジン停止制御ルーチンが始めて実行されたとき
には、トルクＴｍ１はサンギヤ軸１２５の回転方向と逆
向きとなるから、発電機として動作し、その後、図１６
に示すように、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓが負の値
となるから、電動機として動作することになる。このと
き、モータＭＧ１はエンジン１５０の回転数Ｎｅと目標
回転数Ｎｅ＊とに基づいてＰＩ制御されるから、図１８
に示すように、エンジン１５０の回転数Ｎｅは、目標回
転数Ｎｅ＊に若干遅れて変化する。なお、エンジン１５
０の運転停止の指示が出力される前の状態におけるエン
ジン１５０の回転数Ｎｅとリングギヤ軸１２６の回転数
Ｎｒによっては、図６を用いて説明したようにサンギヤ
軸１２５の回転数Ｎｓが負の値となることもあるから、
図１６の共線図が、エンジン停止制御ルーチンが初めて
実行されたときの共線図となる場合もある。この場合、
モータＭＧ１は、はじめから電動機として動作すること
になる。

【００８８】こうした図１５および図１６の共線図の状
態では、エンジン１５０への燃料供給は停止されている
ため、エンジン１５０からのトルクの出力はない。しか
し、モータＭＧ１からエンジン１５０の回転数Ｎｅを強
制的に小さくする方向にトルクＴｍ１が出力されるた
め、その抗力としてのトルクＴｓｃがキャリア軸１２７
に作用することになる。一方、リングギヤ軸１２６に
は、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２と、モー
タＭＧ１から出力されるトルクＴｍ１に伴ってプラネタ
リギヤ１２０を介してリングギヤ軸１２６に出力される
トルクＴｓｒが作用する。このリングギヤ軸１２６に作
用するトルクＴｓｒは、前述したように、エンジン１５
０とモータＭＧ１とからなる慣性系の運動の変化と動作
共線の釣り合いから求めることができるが、式（５）の
右辺第２項と同程度である。したがって、リングギヤ軸
１２６には、トルク指令値Ｔｒ＊と概ね等しいトルクが
出力されることになる。

【００８９】図９のエンジン停止制御ルーチンが繰り返
し実行された結果、エンジン１５０の回転数Ｎｅが閾値
Ｎｒｅｆ以下になると（ステップＳ１１６）、モータＭ
Ｇ１からキャンセルトルクＴｃが出力されるから、エン
ジン１５０の回転数Ｎｅは図１８に破線で示したアンダ
ーシュートを生じることなく停止し、モータＭＧ２のみ
による運転モードの処理へ滑らかに移行する。実施例で
は、このモータＭＧ２のみによる運転モードのときに
は、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を値０として
いる。このため、動作共線は、エンジン１５０を空回り
させるのに必要なエネルギとモータＭＧ１を空回りさせ
るのに必要なエネルギの和の最も小さい状態に落ち着
く。実施例では、エンジン１５０はガソリンエンジンを
用いているから、エンジン１５０を空回りさせるのに必
要なエネルギ、すなわち、エンジン１５０のピストンの
摩擦や圧縮等に要するエネルギは、モータＭＧ１のロー
タ１３２を空回りさせるのに必要なエネルギよりも大き
くなる。したがって、動作共線は、図１７の共線図に示
すように、エンジン１５０が停止し、モータＭＧ１が空
回りする状態となる。なお、図１７の共線図には、モー
タＭＧ１から出力されるキャンセルトルクＴｃも記載し
た。

【００９０】以上説明した実施例の動力出力装置１１０
によれば、既述した条件でエンジン１５０を停止可能か
否かを的確に判断することができ、しかもエンジン１５
０の運転停止の指示があってから、エンジン１５０の回
転数Ｎｅを素早く値０にすることができる。したがっ
て、エンジン１５０とモータＭＧ１とを慣性マスとした
ねじり振動の共振現象を生じる領域の回転数をすばやく
通過することができる。この結果、ねじり振動の振幅を
抑制するダンパ１５７を簡易な構成のものとすることが
できる。

【００９１】また、実施例の動力出力装置１１０によれ
ば、エンジン１５０の回転数Ｎｅが値０になる直前に、
エンジン１５０の回転数Ｎｅが増加する方向のキャンセ
ルトルクＴｃをモータＭＧ１から出力するから、エンジ
ン１５０の回転数Ｎｅのアンダーシュートを抑制するこ
とができる。この結果、アンダーシュートによって生じ
得る振動や異音などの発生を防止することができる。

【００９２】次に本発明の第２実施例について説明す
る。第２実施例の動力出力装置は、第１実施例と同じ構
成を備え、エンジン１５０を停止可能か否かの判断とし
て、図１９に示す処理を実行する点のみがことなる。即
ち、第２実施例においては、制御装置１８０は、バッテ
リ１９４のＳＯＣ等の条件から、エンジン１５０の運転
を継続する要請がなくなった場合、まずそのこと、フラ
グＳＸＥＧが値１であることにより確認し（ステップＳ
２００）、次にエンジン１５０の冷却水温Ｔｗを水温セ
ンサ１７４から読み込む処理を行なう（ステップＳ２１
０）。エンジン１５０の冷却水温Ｔｗを、エンジン１５
０の暖気状態と強い相関を有するパラメータなので、エ
ンジン１５０の暖気状態を知るための冷却水温Ｔｗを読
み込むのである。

【００９３】その後、冷却水温Ｔｗが、所定値Ｔ０（本
実施例では、７０度Ｃ）より大きいか否かを判断し（ス
テップＳ２２０）、冷却水温Ｔｗが所定値Ｔ０より大き
ければ暖気完了と判断し、エンジン停止時制御を実行す
る（ステップＳ２９０）。エンジン停止時制御は、第１
実施例の制御（図７ステップＳ９０）と同一であり、そ
の詳細は、図９ないし図１８を用いて既に説明したの
で、ここではその説明は繰り返さない。なお、冷却水温
Ｔｗが所定値Ｔ０以下であれば、暖気は未だ完了してい
ないとして、何も行なわず、「ＥＮＤ」に抜けて本ルー
チンを一旦終了する。

【００９４】上記の処理を行なう第２実施例の動力出力
装置では、エンジン１５０の運転を継続する要請がなく
なっても、その暖気が完了するまではエンジン１５０を
停止する制御（ステップＳ２９０）を行なうことがな
い。したがって、例えば触媒コンバータ１５５の暖気を
十分に行なうことができ、排気浄化性を損なうことがな
い。また、暖気完了前であれば、エンジン１５０の潤滑
性が不十分であることから、原動機のフリクションが大
きく、エンジン１５０の出力軸の回転減速度を所定範囲
に制御することが困難な場合があり得るが、本実施例で
は、暖気を完了した後、エンジン１５０を停止するか
ら、回転減速度を所定範囲に制御しつつエンジン１５０
を停止することができ、ねじり共振の問題を回避するこ
とができることは、第１実施例と同様である。

【００９５】以上説明したいくつかの実施例の動力出力
装置１１０では、モータＭＧ１およびモータＭＧ２にＰ
Ｍ形（永久磁石形；Permanent Magnet type）同期電動
機を用いたが、回生動作および力行動作の双方が可能な
ものであれば、その他にも、ＶＲ形（可変リラクタンス
形；Variable Reluctance type）同期電動機や、バーニ
アモータや、直流電動機や、誘導電動機や、超電導モー
タや、ステップモータなどを用いることもできる。

【００９６】また、実施例の動力出力装置１１０では、
第１および第２の駆動回路１９１，１９２としてトラン
ジスタインバータを用いたが、その他に、ＩＧＢＴ（絶
縁ゲートバイポーラモードトランジスタ；Insulated Ga
te Bipolar mode Transistor）インバータや、サイリス
タインバータや、電圧ＰＷＭ（パルス幅変調；PulseWid
th Modulation）インバータや、方形波インバータ（電
圧形インバータ，電流形インバータ）や、共振インバー
タなどを用いることもできる。

【００９７】さらに、バッテリ１９４としては、Ｐｂバ
ッテリ，ＮｉＭＨバッテリ，Ｌｉバッテリなどを用いる
ことができるが、バッテリ１９４に代えてキャパシタを
用いることもできる。

【００９８】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるも
のではなく、例えば、実施例の動力出力装置を船舶，航
空機などの交通手段やその他各種産業機械などに搭載す
る態様など、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての動力出力装置１１０
の概略構成を示す構成図である。

【図２】実施例の動力出力装置１１０の部分拡大図であ
る。

【図３】実施例の動力出力装置１１０を組み込んだ車両
の概略の構成を例示する構成図である。

【図４】実施例の動力出力装置１１０の動作原理を説明
するためのグラフである。

【図５】実施例におけるプラネタリギヤ１２０に結合さ
れた３軸の回転数とトルクの関係を示す共線図である。

【図６】実施例におけるプラネタリギヤ１２０に結合さ
れた３軸の回転数とトルクの関係を示す共線図である。

【図７】実施例におけるエンジン停止判断処理ルーチン
を示すフローチャートである。

【図８】実施例のシステムにおける差速制限について説
明する説明図である。

【図９】実施例の制御装置１８０により実行されるエン
ジン停止制御ルーチンを例示するフローチャートであ
る。

【図１０】タイムカウンタＴＣとエンジン１５０の目標
回転数Ｎｅ＊との関係を例示するマップである。

【図１１】実施例の制御装置１８０により実行される要
求トルク設定ルーチンを例示するフローチャートであ
る。

【図１２】リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとアクセル
ペダルポジションＡＰとトルク指令値Ｔｒ＊との関係を
例示する説明図である。

【図１３】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実
行されるモータＭＧ１の制御ルーチンを例示するフロー
チャートである。

【図１４】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実
行されるモータＭＧ２の制御ルーチンを例示するフロー
チャートである。

【図１５】図７のエンジン停止制御ルーチンが始めて実
行されたときの共線図である。

【図１６】エンジン停止制御ルーチンのステップＳ１０
６ないしＳ１１６の処理が何回か繰り返し実行されたと
きの共線図である。

【図１７】エンジン１５０の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ
以下になったときの共線図である。

【図１８】エンジン１５０の回転数ＮｅとモータＭＧ１
のトルクＴｍ１の変化の様子を例示する説明図である。

【図１９】第２実施例におけるエンジン停止判断処理ル
ーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１１０…動力出力装置 １１１…動力伝達ギヤ １１２…駆動軸 １１４…ディファレンシャルギヤ １１６，１１８…駆動輪 １１７，１１９…駆動輪 １１９…ケース １２０…プラネタリギヤ １２１…サンギヤ １２２…リングギヤ １２３…プラネタリピニオンギヤ １２４…プラネタリキャリア １２５…サンギヤ軸 １２６…リングギヤ軸 １２７…キャリア軸 １２８…動力取出ギヤ １２９…チェーンベルト １３２…ロータ １３３…ステータ １３４…三相コイル １３５…永久磁石 １３９…レゾルバ １４０…ＡＢＳ装置 １４２…ロータ １４３…ステータ １４４…三相コイル １４５…永久磁石 １４９…レゾルバ １５０…エンジン １５１…燃料噴射弁 １５２…燃焼室 １５３…排気管 １５４…ピストン １５５…触媒コンバータ １５６…クランクシャフト １５７…ダンパ １５８…イグナイタ １５９…レゾルバ １６０…ディストリビュータ １６２…点火プラグ １６４…アクセルペダル １６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ １６５…ブレーキペダル １６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ １６６…スロットルバルブ １６７…スロットルバルブポジションセンサ １６８…アクチュエータ １７０…ＥＦＩＥＣＵ １７２…吸気管負圧センサ １７４…水温センサ １７６…回転数センサ １７８…回転角度センサ １７９…スタータスイッチ １８０…制御装置 １８２…シフトレバー １８４…シフトポジションセンサ １９０…制御ＣＰＵ １９０ａ…ＲＡＭ １９０ｂ…ＲＯＭ １９１…第１の駆動回路 １９２…第２の駆動回路 １９４…バッテリ １９５，１９６…電流検出器 １９７，１９８…電流検出器 １９９…残容量検出器 ３１０…動力出力装置 ＣＳ…クランクシャフト ＤＮＰ…ダンパ ＥＧ…エンジン ＭＧ１…モータ ＭＧ２…モータ Ｔｒ１〜Ｔｒ６…トランジスタ Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６…トランジスタ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料の燃焼により動力を出力する原動機
   と、該原動機の出力軸と駆動軸との間に介装され、該駆
   動軸に出力されるトルクの制御を行なうトルク制御手段
   と、該トルク制御手段に対して動力の入出力が可能な電
   動機とを備えた動力出力装置であって、 動力出力装置に対する要求に基づいて、前記原動機の運
   転状態を決定し、該原動機の運転を継続する必要がない
   と判断した場合には、該原動機の運転を停止する運転停
   止要求を出力する原動機運転状態決定手段と、 動力出力装置またはこれに関連する機器から見て、前記
   原動機を停止可能な条件が成立しているかを判定する停
   止条件判定手段と、 前記原動機運転状態決定手段により、運転中の原動機の
   運転停止要求が出力され、かつ前記停止条件判定手段に
   より、該原動機を停止可能な条件とが成立していると判
   定された場合には、原動機への燃料供給を停止すると共
   に、前記出力軸にトルクを付加し、該出力軸の回転減速
   度を所定範囲に制御して前記原動機を停止する停止時制
   御を実行する停止時制御実行手段とを備えた動力出力装
   置。
2. 【請求項２】 前記停止条件判定手段は、前記原動機の
   暖気状態が完了していない場合には、前記原動機の停止
   可能な条件が成立していないと判定する手段である請求
   項１記載の動力出力装置。
3. 【請求項３】 前記停止条件判定手段は、前記駆動軸に
   結合された他の動力制御装置が動作中の場合には、前記
   原動機の停止可能条件が成立していないと判定する手段
   である請求項１記載の動力出力装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の動力出力装置であって、 前記駆動軸には、車輪が結合されており、 該駆動軸には、前記他の動力制御装置として、該車輪の
   過剰なスリップを防止するスリップ防止装置が結合さ
   れ、 前記停止条件判定手段は、該スリップ防止装置が動作中
   の場合には、前記原動機の停止可能条件が成立していな
   いと判定する手段である動力出力装置。
5. 【請求項５】 前記停止条件判定手段は、原動機が停止
   する際に、前記駆動軸に生じる得る反力を低減可能な条
   件が満たされていると判定された場合に前記原動機の停
   止可能な条件が成立していると判定する手段である請求
   項１記載の動力出力装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の動力出力装置であって、 前記駆動軸には、車輪が結合されており、 該駆動軸には、該車輪を制動する制動装置が結合されて
   おり、 前記停止条件判定手段は、前記制動装置が動作中である
   場合に、前記反力を低減可能な条件が満たされていると
   判定する手段である動力出力装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載の動力出力装置であって、 前記駆動軸には、前記電動機とは異なる第２の電動機が
   結合されており、 前記停止条件判定手段は、該第２の電動機が前記反力を
   低減するトルクを前記駆動軸に出力可能な状態にある場
   合に、前記反力を低減可能な条件が満たされていると判
   定する手段である動力出力装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記駆動軸には、前記電動機とは異なる第２の電動機が
   結合されており、 前記停止条件判定手段は、該第２の電動機により前記駆
   動軸を前記原動機の出力軸とは逆方向に回転する場合に
   前記原動機の停止可能な条件が成立していると判定する
   手段である動力出力装置。
9. 【請求項９】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記トルク制御手段は、前記駆動軸と前記出力軸と前記
   電動機の回転軸とがそれぞれ結合される３軸を有し、該
   ３軸のうちいずれか２軸へ動力が入出力されたとき、該
   入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸へ
   入出力する３軸式動力入出力手段を備える動力出力装
   置。
10. 【請求項１０】 燃料の燃焼により動力を出力する原動
    機と、該原動機の出力軸と駆動軸との間に介装されて該
    駆動軸に出力されるトルクの制御を行なうトルク制御手
    段と、該トルク制御手段に対して動力の入出力が可能な
    電動機とを備えた動力出力装置において、前記原動機を
    停止する方法であって、 動力出力装置に対する要求に基づいて、前記原動機の運
    転状態を決定し、該原動機の運転を継続する必要の有無
    を判断し、 動力出力装置またはこれに関連する機器から見て、前記
    原動機を停止可能な条件が成立しているか否かを判定
    し、 前記運転中の原動機の運転を継続する必要がないと判断
    され、かつ該原動機を停止可能な条件が成立していると
    判定された場合には、原動機への燃料供給を停止すると
    共に、前記出力軸にトルクを付加し、該出力軸の回転減
    速度を所定範囲に制御して前記原動機を停止する停止時
    制御を実行する動力出力装置における原動機の停止方
    法。