JPH09222064A - 内燃機関の始動制御装置およびその制御方法 - Google Patents

内燃機関の始動制御装置およびその制御方法

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JPH09222064A JP20323996A JP20323996A JPH09222064A JP H09222064 A JPH09222064 A JP H09222064A JP 20323996 A JP20323996 A JP 20323996A JP 20323996 A JP20323996 A JP 20323996A JP H09222064 A JPH09222064 A JP H09222064A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の始動時における内燃機関からの出
力トルクの変動の防止と、エミッションの排出の低減と
を図る。 【解決手段】 エンジンの始動要求があると（S212）、
始動時における目標とするアイドル回転数Ｎｉと、Ｎｉ
を維持するのに必要な空気量Ｑｉを求める（S213）。次
いで、ＮｉとＱｉを目標回転数Ｎｅ＊と目標吸入空気量
Ｑ＊に設定する（S214）。エンジンをＮｅ＊で回転させ
るためのクランキングトルクをモータＭＧ１，ＭＧ２に
より発生させるべく、ＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔ
ｍ１，Ｔｍ２を設定して（S216, S218）、ＭＧ１，ＭＧ
２を制御する（S220, S222）。その後、ＩＳＣにより吸
入空気量をＱ＊に調整し（S224）、ＮｅおよびＱの安定
を待って、燃料噴射制御・点火時期制御を開始して（S2
30）、エンジンを始動する。ここでは、Ｎｅ＊およびＱ
＊に応じて燃料噴射量及び点火時期が求められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の始動要
求を受けて内燃機関を始動する内燃機関の始動制御装置
およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関の始動制御装置の一つと
して、特開平６−１４１４０５号公報に示されるものが
提案されている。これは、内燃機関の始動後、吸入空気
量を所定期間にわたって少流量に抑制することで、排気
系の触媒装置が十分な活性化温度に昇温していない状態
での排気総流量を少なくする技術である。この技術によ
れば、内燃機関の始動後におけるエミッションの排出を
低減することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の内
燃機関の始動制御装置は、始動後における吸入空気量を
制御するものであり、点火・燃焼を開始する始動時につ
いては次のような課題が未だに解決されていない。
【０００４】内燃機関の始動制御は、まずスタータモー
タにより内燃機関を回転させて燃料噴射および点火制御
を行ない、アイドルスピードコントロールバルブ（以
下、ＩＳＣＶという）などを全開にしてファイアリング
へと導き、その後に所定のアイドル回転速度へと移行さ
せる、一連の複雑な制御からなっている。このような内
燃機関の始動制御は、上記従来の始動制御装置において
も採用されるものであり、一般的な内燃機関の始動方法
として確立されている。
【０００５】こうした始動制御が実行されるときの内燃
機関の回転速度は、スタータモータによる２５０〜３０
０［ｒｐｍ］のモータリングからファイアリング時の約
１３００［ｒｐｍ］、そしてアイドル回転速度である約
８００［ｒｐｍ］と大きく変化し、内燃機関の吸入空気
量の変化も大きくなる。このため、内燃機関の始動前後
において、内燃機関から出力するトルクが大きく変化す
る問題が発生した。
【０００６】また、従来技術のように始動直後のエミッ
ション排出の低減を図っても、吸入空気量の変化が大き
く、このため、内燃機関制御系により吸入空気量を予測
計算してエミッションが少なくなるような制御を実行し
ても、その予測計算が不正確となり、エミッションの排
出を充分に防止することができなかった。
【０００７】この発明の内燃機関の始動制御装置および
その制御方法は、こうした問題に鑑みてなされたもの
で、内燃機関の始動時における内燃機関からの出力トル
クの変動を防止し、また、エミッションの排出を低減す
ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題を解決するためになされた第１の発明の内燃機
関の始動制御装置は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸
に連結された電動機とを備える内燃機関の始動制御装置
において、前記内燃機関の始動要求があったとき、前記
電動機を制御して前記内燃機関を所定回転数でモータリ
ングするモータリング制御手段と、前記内燃機関を制御
する物理量のうち所定の物理量について、前記内燃機関
が前記所定回転数で安定して運転可能となる値を算出す
る算出手段と、前記モータリングされた内燃機関を、前
記算出手段で算出された値に応じた制御により始動する
始動手段とを備えることを要旨とする。
【０００９】ここでいう「回転数」とは、単位時間当た
りの回転数であり、いわゆる回転速度と同じ意味で使用
している。以下、この明細書では、単位時間当たりの回
転数を、単に回転数と呼ぶ。また、始動手段による始動
とは、内燃機関を点火・燃焼開始することで、燃料供給
制御や点火制御等を実行することである。
【００１０】前記構成の内燃機関の始動制御装置は、内
燃機関の始動要求があったとき、モータリング制御手段
により電動機を制御して、内燃機関を所定回転数でモー
タリングする。そして、内燃機関を制御する物理量のう
ち所定の物理量について、内燃機関がその所定回転数で
安定して運転可能となる値を、算出手段により算出し、
モータリングされた内燃機関を、その算出された値に応
じた制御により、始動手段にて始動する。
【００１１】したがって、内燃機関の始動時（詳細に
は、点火・燃焼開始の直前から直後まで）において、算
出手段により算出された値に応じた制御がなされること
により、内燃機関が所定回転数で安定した運転状態とな
る。このため、内燃機関の始動時（以下、点火・燃焼開
始の直前、直後を含めて点火・燃焼開始の時を「始動
時」と呼ぶ）において、内燃機関から出力されるトルク
の変動を防止することができる。
【００１２】前記第１の発明の内燃機関の始動制御装置
において、前記所定回転数は、アイドル回転数とするこ
とができる。ここでいうアイドル回転数とは、内燃機関
を無負荷において低速で運転するアイドリング時におけ
る内燃機関の回転数である。この構成により、内燃機関
をアイドル回転数にて即座に始動することができる。
【００１３】また、これら内燃機関の始動制御装置にお
いて、前記電動機として、回転軸を有する第１の電動機
と、駆動の対象としての駆動軸に動力を入出力可能に結
合される第２の電動機とを備えるとともに、前記内燃機
関の出力軸と前記回転軸と前記駆動軸とに各々動力を伝
達可能に結合される３軸を有し、該３軸のうちいずれか
２軸へ入出力される動力を決定したとき、該決定された
動力に基づいて残余の１軸へ入出力される動力が決定さ
れる３軸式動力入出力手段を備え、さらに、前記モータ
リング手段は、前記第１，第２の電動機を制御すること
により、前記３軸式動力入出力手段により前記内燃機関
へモータリングのための動力が出力されるよう制御する
電動機制御手段を備える構成とすることもできる。
【００１４】この構成によれば、第１，第２の電動機を
制御することにより、３軸式動力入出力手段により内燃
機関へモータリングのための動力が出力される。こうし
て内燃機関をモータリングすることができる。
【００１５】また、この構成によれば、内燃機関から出
力される動力が、３軸式動力入出力手段および第１，第
２の電動機によりトルク変換されて駆動軸に出力される
よう第１，第２の電動機を駆動制御することで、内燃機
関から出力される動力をトルク変換して駆動軸に出力す
ることができる。しかも、２軸へ動力を独立に入出力で
きる３軸式動力入出力手段を用いるから、その２軸を内
燃機関の出力軸および駆動軸に動力を伝達可能に結合さ
れる軸とすれば、駆動軸の回転数に拘わらず、独立に内
燃機関の出力軸を回転させることができる。この結果、
内燃機関を効率の良い運転ポイントで運転することがで
き、装置全体としてのエネルギ効率を向上させることが
できる。
【００１６】さらに、上記構成の内燃機関の始動制御装
置において、前記電動機制御手段は、所定の動力を出力
するよう前記第１の電動機を制御する手段と、前記３軸
式動力入出力手段を介して前記駆動軸に入出力される動
力の偏差を打ち消すよう前記第２の電動機を制御する手
段とを備える構成とすることもできる。
【００１７】この構成によれば、３軸式動力入出力手段
を介して前記駆動軸に入出力される動力の偏差を打ち消
すよう第２の電動機が制御されることから、モータリン
グ運転時における駆動軸のトルク変動を防止することが
できる。
【００１８】前記第１の発明の内燃機関の始動制御装置
において、駆動の対象としての駆動軸を有し、前記内燃
機関は該駆動軸と機械的に結合されており、さらに、前
記所定回転数は、前記駆動軸の回転数に基づき定められ
る回転数であり、前記算出手段にて算出される前記所定
の物理量の値は、前記内燃機関が、前記所定回転数で出
力トルクが略ゼロで運転可能となる値である構成とする
こともできる。
【００１９】この構成によれば、内燃機関の始動要求が
あったとき、内燃機関を所定回転数にモータリングす
る。そして、内燃機関を制御する物理量のうち所定の物
理量について、内燃機関がその所定回転数で出力トルク
が略ゼロで運転可能となる値を、算出手段により算出
し、モータリングされた内燃機関を、その算出された値
に応じた制御により始動する。
【００２０】したがって、内燃機関の始動時において、
算出手段により算出された値に応じた制御がなされるこ
とにより、内燃機関が所定回転数で出力トルクが略ゼロ
の運転状態となる。このため、内燃機関の始動時におい
て、内燃機関から出力されるトルクの変動を防止するこ
とができる。この結果、内燃機関と機械的に結合されて
いる駆動軸についてのトルク変動も防止することができ
る。
【００２１】前記構成の内燃機関の始動制御装置におい
て、内燃機関の出力トルクの目標値を目標トルクとして
設定する目標トルク設定手段と、前記始動手段による前
記内燃機関の始動後、前記内燃機関の出力トルクを略ゼ
ロから前記設定された目標トルクに向けて、前記内燃機
関の出力トルクが漸次増大されるよう前記内燃機関を制
御する内燃機関トルク増大手段とを備える構成とするこ
ともできる。
【００２２】この構成によれば、内燃機関の始動後にお
いて、目標トルクに向けて、内燃機関の出力トルクが漸
次増大されることから、内燃機関の始動後においても、
内燃機関から出力されるトルクの急激な変動を防止する
ことができる。
【００２３】さらに、この構成の内燃機関の始動制御装
置において、前記内燃機関トルク増大手段による制御の
実行時に、前記電動機の出力トルクが漸次減少されるよ
う前記電動機を制御する電動機トルク減少手段を備える
構成とすることが好ましい。
【００２４】この構成によれば、内燃機関の出力トルク
の増大分を電動機の出力トルクの減少分で差し引くこと
ができることから、内燃機関から出力されるトルクと電
動機から出力されるトルクとの和は所定範囲内に保たれ
る。このため、内燃機関と電動機との両方から動力を受
ける駆動軸に作用するトルクは所定範囲内に保たれるこ
とから、その駆動軸のトルク変動を滑らかなものとする
ことがができる。
【００２５】また、前記内燃機関の始動制御装置におい
て、前記電動機として、回転軸を有する第１の電動機
と、前記駆動軸に動力を入出力可能に結合される第２の
電動機とを備えるとともに、前記内燃機関の出力軸と前
記回転軸と前記駆動軸とに各々動力を伝達可能に結合さ
れる３軸を有し、該３軸のうちいずれか２軸へ入出力さ
れる動力を決定したとき、該決定された動力に基づいて
残余の１軸へ入出力される動力が決定される３軸式動力
入出力手段を備え、さらに、前記モータリング手段は、
前記第１，第２の電動機を制御することにより、前記３
軸式動力入出力手段により前記内燃機関へモータリング
のための動力が出力されるよう制御する電動機制御手段
を備える構成とすることもできる。
【００２６】この構成によれば、第１，第２の電動機を
制御することにより、３軸式動力入出力手段により内燃
機関へモータリングのための動力が出力される。こうし
て内燃機関をモータリングすることができる。
【００２７】また、この構成によれば、内燃機関から出
力される動力が、３軸式動力入出力手段および第１，第
２の電動機によりトルク変換されて駆動軸に出力される
よう第１，第２の電動機を駆動制御することで、内燃機
関から出力される動力をトルク変換して駆動軸に出力す
ることができる。しかも、２軸へ動力を独立に入出力で
きる３軸式動力入出力手段を用いるから、その２軸を内
燃機関の出力軸および駆動軸に動力を伝達可能に結合さ
れる軸とすれば、駆動軸の回転数に拘わらず、独立に内
燃機関の出力軸を回転させることができる。この結果、
内燃機関を効率の良い運転ポイントで運転することがで
き、装置全体としてのエネルギ効率を向上させることが
できる。
【００２８】前記構成の内燃機関の始動制御装置におい
て、前記電動機制御手段は、所定の動力を出力するよう
前記第１の電動機を制御する手段と、前記３軸式動力入
出力手段を介して前記駆動軸に入出力される動力の偏差
を打ち消すよう前記第２の電動機を制御する手段とを備
える構成とすることもできる。
【００２９】この構成によれば、３軸式動力入出力手段
を介して前記駆動軸に入出力される動力の偏差を打ち消
すよう第２の電動機が制御されることから、モータリン
グ運転時における駆動軸のトルク変動を防止することが
できる。
【００３０】さらに、前記構成の内燃機関の始動制御装
置において、前記駆動軸に出力する目標動力を入力し
て、該目標動力から前記所定回転数および前記目標トル
クを求める目標動力設定手段と、前記始動手段による前
記内燃機関の始動後、前記内燃機関から出力される動力
が、前記３軸式動力入出力手段および前記第１，第２の
電動機により前記目標動力として前記駆動軸に出力され
るよう制御する制御手段とを備える構成とすることもで
きる。
【００３１】この構成によれば、内燃機関の始動後、内
燃機関は所定回転数で目標トルクの運転状態に制御さ
れ、この内燃機関から出力される動力は駆動軸に出力さ
れる。
【００３２】上記第１の発明の内燃機関の制御装置にお
いて、車両と、該車両に設けられ、前記電動機の出力と
前記内燃機関の出力との少なくとも一方を前記車両の車
軸に伝達する伝達手段とを備える構成とすることもでき
る。
【００３３】この構成によれば、内燃機関の始動時、停
止時に拘らず、電動機により車両の車軸を安定して回転
させることができる。
【００３４】さらに、上記第１の発明の内燃機関の制御
装置において、前記電動機の電源となる充電可能なバッ
テリと、前記内燃機関から駆動力を受けて前記バッテリ
に供給する電気を発生する発電機と、前記バッテリの充
電量に応じて前記内燃機関の運転時期を決定する手段と
を備える構成としてもよい。
【００３５】この構成によれば、バッテリの充電量が低
下する都度に内燃機関が始動されることになり、内燃機
関の始動の機会が多くなる。従って、前述したエミッシ
ョンを低減して、低公害化を図る効果やトルク変動を防
止する効果がより一層十分に発揮されることになる。
【００３６】第２の発明の内燃機関の始動時制御方法
は、内燃機関の始動要求があったとき、前記内燃機関を
所定のアイドル回転数でモータリングする工程と、該モ
ータリングされた内燃機関が、前記モータリングによら
ずに前記アイドル回転数の運転状態となるように、前記
内燃機関を制御する物理量のうちの所定の物理量を制御
する工程とを備えることを要旨としている。
【００３７】この構成によれば、内燃機関の始動要求が
あったとき、内燃機関をアイドル回転数でモータリング
する。そして、モータリングされた内燃機関が、そのモ
ータリングによらずにアイドル回転数の運転状態となる
よう運転される。
【００３８】したがって、内燃機関の始動時において、
内燃機関がアイドル回転数で安定した運転状態となる。
このため、内燃機関の始動時において、内燃機関から出
力されるトルクの変動を防止することができる。
【００３９】第３の発明の内燃機関の始動時制御方法
は、駆動軸と機械的に結合される内燃機関を始動する内
燃機関の始動時制御方法において、前記内燃機関の始動
要求があったとき、前記駆動軸の回転数に基づき前記内
燃機関の始動時の目標回転数を設定する工程と、該設定
された目標回転数で前記内燃機関をモータリングする工
程と、該モータリングされた内燃機関が、前記モータリ
ングによらずに前記目標回転数で出力トルクが略ゼロの
運転状態となるように、前記内燃機関を制御する物理量
のうちの所定の物理量を制御する工程とを備えることを
要旨としている。
【００４０】この構成によれば、内燃機関の始動要求が
あったとき、内燃機関を目標回転数にモータリングす
る。そして、モータリングされた内燃機関が、そのモー
タリングによらずに目標回転数で出力トルクが略ゼロの
運転状態となるよう運転される。
【００４１】したがって、内燃機関の始動時において、
内燃機関が目標回転数で出力トルクが略ゼロの運転状態
となる。このため、内燃機関の始動時において、内燃機
関から出力されるトルクの変動を防止することができ
る。
【００４２】
【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。
【００４３】１．第１実施例 本発明の第１の実施例としての始動制御装置は、エンジ
ンで発生した運動エネルギを、車軸を駆動する運動エネ
ルギとモータを駆動する電気エネルギとに分配する機械
式の分配機構を備えるハイリッド車に適用するものであ
るため、以下、（１）ハードウェア構成，（２）動作原
理，（３）運転制御，（４）通常運転トルク制御処理，
（５）モータ駆動トルク制御処理，（６）その他のトル
ク制御処理として、上記ハイブリッド車について説明
し、その後、（７）として、本発明の要旨に係わるエン
ジン始動制御について、説明する。
【００４４】（１）ハードウェア構成 図１は本発明の第１の実施例としての始動制御装置を構
成する動力出力装置１１０の概略構成を示す構成図、図
２は図１の動力出力装置１１０の部分拡大図、図３は図
１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。
【００４５】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はスロットルアクチュ
エータ１６８により開閉駆動される。点火プラグ１６２
は、イグナイタ１５８からディストリビュータ１６０を
介して導かれた高電圧によって電気火花を形成し、混合
気はその電気火花によって点火されて爆発燃焼する。
【００４６】また、エンジン１５０の吸気系には、スロ
ットルバルブ１６６の設けられた吸気部分を迂回するよ
うにバイパス通路１６７が形成されており、このバイパ
ス通路１６７には、アイドルスピードコントロールバル
ブ（以下、ＩＳＣＶと呼ぶ）１６７ａが設けられてい
る。ＩＳＣＶ１６７ａは、リニアソレノイドによって開
弁度が制御される高速応答性に優れた弁体を備えてお
り、この弁体の閉開の時間比に相当するデューティ比を
有するデューティ信号をリニアソレノイドに出力するこ
とにより、空気流量を高精度に制御する。このＩＳＣＶ
１６７ａを用いることで、一般的に大型のＤＣモータか
ら構成されるスロットルアクチュエータ１６８を使用す
ることなく、エンジン１５０のアイドリング時の吸入空
気量を高速制御することができる。
【００４７】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１７１、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。
【００４８】エンジン１５０のクランクシャフト１５６
は、後述するプラネタリギヤ１２０やモータＭＧ１，モ
ータＭＧ２を介して駆動軸１１２を回転軸とする動力伝
達ギヤ１１１に機械的に結合されており、この動力伝達
ギヤ１１１はディファレンシャルギヤ１１４にギヤ結合
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１８０に電気的に接続されており、この制御装置１
８０によって制御される。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
１８４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。
【００４９】図１に示すように、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にプラネタリキャリア１２４が機械
的に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ＭＧ１、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。
【００５０】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、クランクシャフト１５６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１２１と、クランクシャフト１５６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１２２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１２
６およびクランクシャフト１５６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。な
お、このプラネタリギヤ１２０の３軸への動力の入出力
についての詳細は後述する。
【００５１】リングギヤ１２２には、動力の取り出し用
の動力取出ギヤ１２８がモータＭＧ１側に結合されてい
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。
【００５２】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。なお、サンギヤ軸１２５には、その回転角度θｓを
検出するレゾルバ１３９が設けられている。
【００５３】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。なお、リングギヤ軸１２６には、その回転角度
θｒを検出するレゾルバ１４９が設けられている。
【００５４】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。
【００５５】この制御ＣＰＵ１９０には、レゾルバ１３
９からのサンギヤ軸１２５の回転角度θｓ、レゾルバ１
４９からのリングギヤ軸１２６の回転角度θｒ、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１８４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１
９５，１９６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１９７，１９
８からの電流値Ｉｕ２，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。なお、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。
【００５６】また、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Ｔ
ｒ１６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Ｔｒ６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）３
４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ＳＷ１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。
【００５７】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。
【００５８】（２）動作原理 以上の構成を説明した動力出力装置１１０の動作につい
て説明する。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１５０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。
【００５９】プラネタリギヤ１２０の３軸（サンギヤ軸
１２５，リングギヤ軸１２６およびプラネタリキャリア
１２４）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。
【００６０】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、プラネタリキャリア１２４
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。
【００６１】
【数１】
【００６２】今、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が結合されているプラネタリキャリア
１２４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１２５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１２０では、サンギヤ１２１，リングギヤ１２
２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。
【００６３】
【数２】
【００６４】次に、描かれた動作共線に、エンジン１５
０のトルクＴｅをプラネタリキャリア１２４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、向きが同じで異な
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Ｔｅｓ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）および（４）によって表わされる。
【００６５】
【数３】
【００６６】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。
【００６７】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
達される動力を、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。
【００６８】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。
【００６９】以上の動作原理では、プラネタリギヤ１２
０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（１０
０％）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Ｐｅよ
り若干小さな値とする必要がある。例えば、エンジン１
５０から出力されるエネルギＰｅを、リングギヤ軸１２
６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ＭＧ１
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ＭＧ
１，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。
【００７０】以上、動力出力装置１１０の基本的な動作
について説明したが、こうしたエンジン１５０から出力
された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、エンジン１５０から出力された
動力にバッテリ１９４に蓄えられた電気エネルギを付加
してリングギヤ軸１２６に出力する動作や、逆にエンジ
ン１５０から出力された動力の一部をバッテリ１９４に
電気エネルギとして蓄える動作などがある。これらの他
の動作については後述する。
【００７１】（３）運転制御 以下に、こうして構成された動力出力装置１１０の運転
制御について図７に例示する運転制御ルーチンに基づき
説明する。運転制御ルーチンが実行されると、制御装置
１８０の制御ＣＰＵ１９０は、まずリングギヤ軸１２６
の回転数Ｎｒを入力する処理を行なう（ステップＳ１０
０）。リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒは、レゾルバ１
４９から読み込んだリングギヤ軸１２６の回転角度θｒ
から求めることができる。次に、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Ａ
Ｐを読み込む（ステップＳ１０２）。アクセルペダル１
６４は運転者が出力トルクが足りないと感じたときに踏
み込まれるから、アクセルペダルポジションＡＰは運転
者の欲している出力トルク（すなわち、駆動輪１１６，
１１８に出力されるトルク）に対応するものとなる。
【００７２】続いて、読み込まれたアクセルペダルポジ
ションＡＰに応じてリングギヤ軸１２６に出力すべきト
ルクの目標値であるトルク指令値Ｔｒ＊を導出する処理
を行なう（ステップＳ１０４）。ここで、アクセルペダ
ルポジションＡＰに応じて駆動輪１１６，１１８に出力
すべきトルクを導出せずに、リングギヤ軸１２６に出力
すべきトルクを導出するのは、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
力すべきトルクを導出すれば、駆動輪１１６，１１８に
出力すべきトルクを導出する結果となるからである。な
お、実施例では、トルク指令値Ｔｒ＊とリングギヤ軸１
２６の回転数ＮｒとアクセルペダルポジションＡＰとの
関係を示すマップを予めＲＯＭ１９０ｂ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、
マップと読み込まれたアクセルペダルポジションＡＰお
よびリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒに基づいてトルク
指令値Ｔｒ＊の値を導出するものとした。このマップの
一例を図８に示す。
【００７３】次に、導き出されたトルク指令値Ｔｒ＊と
読み込まれたリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとから、
リングギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒを計算
（Ｐｒ＝Ｔｒ＊×Ｎｒ）により求める（ステップＳ１０
６）。続いて、残容量検出器１９９により検出されるバ
ッテリ１９４の残容量ＢRMを読み込む処理を行なって
（ステップＳ１０８）、運転モードの判定処理を行なう
（ステップＳ１１０）。この運転モードの判定処理は、
図９に例示する運転モード判定処理ルーチンにより処理
される。運転モード判定処理ルーチンでは、運転制御ル
ーチンのステップＳ１００ないしＳ１０８で読み込んだ
データや計算したデータなどを用いて、そのときの動力
出力装置１１０のより適切な運転モードを判定する。こ
こで、一旦図７の運転制御ルーチンの説明を中断し、先
に図９の運転モード判定処理ルーチンに基づき運転モー
ドの判定処理について説明する。
【００７４】運転モード判定処理ルーチンが実行される
と、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、バッテリ１
９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬと閾値ＢＨとにより表わさ
れる範囲内にあるかを判定し（ステップＳ１３０）、こ
の範囲内にないときには、バッテリ１９４の充放電が必
要であると判断して、動力出力装置１１０の運転モード
として充放電モードを設定する（ステップＳ１３２）。
ここで、閾値ＢＬと閾値ＢＨは、バッテリ１９４の残容
量ＢRMの下限値と上限値を示すものであり、実施例で
は、閾値ＢＬは、後述のモータ駆動モードによるモータ
ＭＧ２のみによる駆動やパワーアシストモードによるバ
ッテリ１９４からの放電電力による動力の付加などを所
定時間継続して行なうのに必要な電力量以上の値として
設定される。また、閾値ＢＨは、バッテリ１９４の満充
電時の残容量ＢRMから通常走行状態にある車両を停止す
る際にモータＭＧ１やモータＭＧ２により回生される電
力量を減じた値以下に設定されている。
【００７５】ステップＳ１３０でバッテリ１９４の残容
量ＢRMが閾値ＢＬと閾値ＢＨとにより表わされる範囲内
にあるときには、リングギヤ軸１２６に出力すべきエネ
ルギＰｒがエンジン１５０から出力可能な最大エネルギ
Ｐｅｍａｘを越えているか否かを判定する（ステップＳ
１３４）。最大エネルギＰｅｍａｘを越えているときに
は、エンジン１５０から出力される最大エネルギＰｅｍ
ａｘでは不足するエネルギをバッテリ１９４に蓄えられ
たエネルギで賄う必要があると判断し、動力出力装置１
１０の運転モードとしてパワーアシストモードを設定す
る（ステップＳ１３６）。
【００７６】一方、リングギヤ軸１２６に出力すべきエ
ネルギＰｒがエンジン１５０から出力可能な最大エネル
ギＰｅｍａｘ以下のときには、トルク指令値Ｔｒ＊と回
転数Ｎｒとが所定の範囲内にあるかを判定し（ステップ
Ｓ１３８）、所定の範囲内のときには、動力出力装置１
１０の運転モードとしてサンギヤ軸１２５の回転を停止
した状態のロックアップモードを設定する（ステップＳ
１４０）。ここで、所定の範囲とは、サンギヤ１２１の
回転を停止した状態でエンジン１５０を効率よく運転で
きる範囲である。具体的には、サンギヤ１２１を停止し
た状態でエンジン１５０を効率よく運転できる範囲内の
各運転ポイントでエンジン１５０を運転したときに、リ
ングギヤ軸１２６に出力されるそれぞれのトルクと回転
数とをマップとして予めＲＯＭ１９０ｂに記憶してお
き、トルク指令値Ｔｒ＊と回転数Ｎｒで表わされる運転
ポイントがこのマップの範囲内にあるかを判定するので
ある。エンジン１５０を効率よく運転できる範囲の一例
を図１０に示す。図中、領域ＰＥはエンジン１５０の運
転が可能な領域であり、領域ＰＡはエンジン１５０を効
率よく運転できる範囲である。なお、この範囲ＰＡは、
エンジン１５０の運転効率のほかエミッション等により
定められるものであり、予め実験などにより設定でき
る。
【００７７】ステップＳ１３８でトルク指令値Ｔｒ＊と
リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとが所定の範囲内にな
いときには、リングギヤ軸１２６に出力すべきエネルギ
Ｐｒが所定エネルギＰＭＬより小さく、かつ、リングギ
ヤ軸１２６の回転数Ｎｒが所定回転数ＮＭＬより小さい
か否かを判定し（ステップＳ１４２）、共に小さいとき
には、動力出力装置１１０の運転モードとしてモータＭ
Ｇ２のみによる駆動のモータ駆動モードを設定する（ス
テップＳ１４４）。所定エネルギＰＭＬや所定回転数Ｎ
ＭＬは、エンジン１５０が低回転数で低トルクでは効率
が低下することに基づきその範囲を設定するものであ
り、エンジン１５０の運転領域として所定の効率未満の
領域となるエネルギＰｒおよび回転数Ｎｒとして設定さ
れる。なお、具体的な値は、エンジン１５０の特性やプ
ラネタリギヤ１２０のギヤ比などにより定められる。ス
テップＳ１４２で、エネルギＰｒが所定エネルギＰＭＬ
以上であったり回転数Ｎｒが所定回転数ＮＭＬ以上のと
きには、通常の運転を行なうものと判断し、動力出力装
置１１０の運転モードとして通常運転モードを設定する
（ステップＳ１４６）。
【００７８】図７の運転制御ルーチンのステップＳ１１
０に戻って、運転モード判定処理ルーチンの結果に基づ
き、運転モードとして通常運転モードが設定されたとき
には通常運転トルク制御処理（ステップＳ１１２）を、
充放電モードが設定されたときには充放電トルク制御処
理（ステップＳ１１４）を、パワーアシストモードが設
定されたときにはパワーアシストトルク制御処理（ステ
ップＳ１１６）を、ロックアップモードが設定されたと
きにはロックアップトルク制御処理（ステップＳ１１
８）を、モータ駆動モードが設定されたときにはモータ
駆動トルク制御処理（ステップＳ１２０）をそれぞれ実
行する。以下、各トルク制御処理について説明する。
【００７９】（４）通常運転トルク制御処理 図７のステップＳ１１２の通常運転トルク制御処理は、
図１１に例示する通常運転トルク制御ルーチンによりな
される。本ルーチンが実行されると、制御装置１８０の
制御ＣＰＵ１９０は、まずリングギヤ軸１２６に出力す
べきエネルギＰｒと前回このルーチンが起動されたとき
に用いたエネルギＰｒと比較する（ステップＳ１５
０）。ここで、前回とは、図７の運転制御ルーチンで続
けてステップＳ１１２の通常運転トルク制御処理が実行
され、図１１の通常運転トルク制御ルーチンが起動され
たときの直前に起動されたときのことをいう。エネルギ
Ｐｒと前回のエネルギＰｒとが異なるときにはステップ
Ｓ１５２ないしＳ１５６およびステップＳ１７０ないし
Ｓ１７２の処理を行ない、同じときにはステップＳ１６
２ないしＳ１７２の処理を行なう。まず、エネルギＰｒ
と前回のエネルギＰｒとが異なるときの処理について説
明し、その後、同じときの処理について説明する。
【００８０】エネルギＰｒと前回のエネルギＰｒとが異
なるときには、まず、リングギヤ軸１２６に出力すべき
エネルギＰｒに基づいてエンジン１５０の目標トルクＴ
ｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定する処理を行なう（ス
テップＳ１５２）。ここで、エンジン１５０の供給する
エネルギはエンジン１５０のトルクＴｅと回転数Ｎｅと
の積に等しいから、出力すべきエネルギＰｒとエンジン
１５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊との
関係はＰｒ＝Ｔｅ＊×Ｎｅ＊となり、かかる関係を満足
するエンジン１５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転
数Ｎｅ＊の組合せは無数に存在する。そこで、実施例で
は、各エネルギＰｒに対してエンジン１５０ができる限
り効率の高い状態で運転され、かつエネルギＰｒの変化
に対してエンジン１５０の運転状態が滑らかに変化する
エンジン１５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎ
ｅ＊を実験等により求め、これを予めＲＯＭ１９０ｂに
マップとして記憶しておき、エネルギＰｒに対応するエ
ンジン１５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ
＊をこのマップから導出するものとした。このマップに
ついて、更に説明する。
【００８１】図１２は、エンジン１５０の運転ポイント
とエンジン１５０の効率との関係を示すグラフである。
図中曲線Ｂはエンジン１５０の運転可能な領域の境界を
示す。エンジン１５０の運転可能な領域には、その特性
に応じて効率が同一の運転ポイントを示す曲線α１ない
しα６のような等効率線を描くことができる。また、エ
ンジン１５０の運転可能な領域には、トルクＴｅと回転
数Ｎｅとの積で表わされるエネルギ一定の曲線、例えば
曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ３−Ｃ３を描くことができる。
こうして描いたエネルギ一定の曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ
３−Ｃ３に沿って各運転ポイントの効率をエンジン１５
０の回転数Ｎｅを横軸として表わすと図１３のグラフの
ようになる。
【００８２】図示するように、出力するエネルギが同じ
でも、どの運転ポイントで運転するかによってエンジン
１５０の効率は大きく異なる。例えばエネルギ一定の曲
線Ｃ１−Ｃ１上では、エンジン１５０を運転ポイントＡ
１（トルクＴｅ１，回転数Ｎｅ１）で運転することによ
り、その効率を最も高くすることができる。このような
効率が最も高い運転ポイントは、出力エネルギ一定の曲
線Ｃ２−Ｃ２およびＣ３−Ｃ３ではそれぞれ運転ポイン
トＡ２およびＡ３が相当するように、各エネルギ一定の
曲線上に存在する。図１２中の曲線Ａは、これらのこと
に基づき各エネルギＰｒに対してエンジン１５０の効率
ができる限り高くなる運転ポイントを連続する線で結ん
だものである。実施例では、この曲線Ａ上の各運転ポイ
ント（トルクＴｅ，回転数Ｎｅ）とエネルギＰｒとの関
係をマップとしたものを用いてエンジン１５０の目標ト
ルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊を設定した。
【００８３】ここで、曲線Ａを連続する曲線で結ぶの
は、エネルギＰｒの変化に対して不連続な曲線によりエ
ンジン１５０の運転ポイントを定めると、エネルギＰｒ
が不連続な運転ポイントを跨いで変化するときにエンジ
ン１５０の運転状態が急変することになり、その変化の
程度によっては、目標の運転状態にスムースに移行でき
ずノッキングを生じたり停止してしまう場合があるから
である。したがって、このように曲線Ａを連続する曲線
で結ぶと、曲線Ａ上の各運転ポイントがエネルギ一定の
曲線上で最も効率が高い運転ポイントとならない場合も
ある。
【００８４】エンジン１５０の目標トルクＴｅ＊および
目標回転数Ｎｅ＊を設定すると、制御ＣＰＵ１９０は、
モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を、設定した目標
トルクＴｅ＊とギヤ比ρとに基づいて次式（５）により
算出して設定すると共に（ステップＳ１５４）、モータ
ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を、トルク指令値Ｔｒ＊
と目標トルクＴｅ＊とギヤ比ρとに基づいて次式（６）
により算出して設定する（ステップＳ１５６）。トルク
指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を式（５）および式（６）に
よって算出できるのは、図５および図６の共線図におけ
る動作共線の釣り合いの関係として説明した。
【００８５】
【数４】
【００８６】こうして、エンジン１５０の目標トルクＴ
ｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊，モータＭＧ１およびモータＭ
Ｇ２のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定した後
は、モータＭＧ１の制御処理（ステップＳ１７０），モ
ータＭＧ２の制御処理（ステップＳ１７１）およびエン
ジン１５０の制御処理（ステップＳ１７２）を行なう。
図示の都合上、モータＭＧ１，モータＭＧ２およびエン
ジン１５０の各制御処理を別々のステップとして記載し
たが、実際には、これらの制御は総合的に行なわれる。
例えば、制御ＣＰＵ１９０が割り込み処理を利用して、
モータＭＧ１とモータＭＧ２の制御を同時に実行すると
共に、通信によりＥＦＩＥＣＵ１７０に指示を送信し
て、ＥＦＩＥＣＵ１７０によりエンジン１５０の制御も
同時に行なわせるのである。
【００８７】モータＭＧ１の制御処理（図１１のステッ
プＳ１７０）は、図１４に例示するモータＭＧ１の制御
ルーチンによりなされる。このルーチンが実行される
と、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）、続いて、電流検出器１９５，１
９６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
（７）を演算することにより行なわれる。
【００８８】
【数５】
【００８９】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。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Ｖｄ１，Ｖｑ１を求める
処理を行なう（ステップＳ１８６）。すなわち、まず以
下の式（８）の演算を行ない、次に次式（９）の演算を
行なうのである。
【００９０】
【数６】
【００９１】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。なお、電圧指令値Ｖ
ｄ１，Ｖｑ１は、電流指令値Ｉ＊との偏差△Ｉに比例す
る部分（上式（９）右辺第１項）と偏差△Ｉのｉ回分の
過去の累積分（右辺第２項）とから求められる。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，Ｖｖ１，Ｖｗ１を求める
処理を行なう。各電圧は、次式（１０）により求める。
【００９２】
【数７】
【００９３】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（１０）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Ｓ１８９）。
【００９４】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１４
のモータＭＧ１の制御処理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Ｔｍ１＊
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、このときの制御も図１４のモータＭＧ１の制
御処理により行なうことができる。
【００９５】次に、モータＭＧ２の制御処理（図１１の
ステップＳ１７１）について図１５に例示するモータＭ
Ｇ２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θ
ｒとを用いる点を除き、モータＭＧ１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を用いて検出し（ステップＳ１９
０）、続いてモータＭＧ２の各相電流を電流検出器１９
７，１９８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Ｖ
ｄ２，Ｖｑ２の演算を行ない（ステップＳ１９６）、更
に電圧指令値の逆座標変換（ステップＳ１９８）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Ｓ１９９）。
【００９６】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１５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。
【００９７】次に、エンジン１５０の制御処理（図１１
のステップＳ１７２）について説明する。エンジン１５
０は、図１１のステップＳ１５２で設定された目標トル
クＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで定常
運転状態となるようトルクＴｅおよび回転数Ｎｅが制御
される。具体的には、制御ＣＰＵ１９０から通信により
ＥＦＩＥＣＵ１７０に指示を送信し、燃料噴射弁１５１
からの燃料噴射量やスロットルバルブ１６６の開度を増
減して、エンジン１５０の出力トルクが目標トルクＴｅ
＊に、回転数が目標回転数Ｎｅ＊になるように徐々に調
整するのである。なお、図１１の通常運転トルク制御ル
ーチンのステップＳ１６２ないしＳ１７２の処理で後述
するが、エンジン１５０の回転数ＮｅはモータＭＧ１に
よるサンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓの制御によって行な
われるから、エンジン１５０の制御では、エンジン１５
０のトルクＴｅを目標トルクＴｅ＊とする制御となる。
【００９８】次に、図１１の通常運転トルク制御ルーチ
ンのステップＳ１５０でリングギヤ軸１２６に出力すべ
きエネルギＰｒと前回のエネルギＰｒとが同じであると
判断されたときの処理（ステップＳ１６２ないしＳ１７
２の処理）について説明する。このときには、制御ＣＰ
Ｕ１９０は、まず、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓを入
力する処理を行なう（ステップＳ１６２）。次に、リン
グギヤ軸１２６の目標回転数Ｎｓ＊を、エンジン１５０
の目標回転数Ｎｅ＊に基づいて上式（２）と同様な式
（１１）により算出すると共に（ステップＳ１６４）、
読み込んだリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｓと計算で求
めた目標回転数Ｎｓ＊との偏差△Ｎｓを算出する（ステ
ップＳ１６６）。そして、モータＭＧ１のトルク指令値
Ｔｍ１＊を式（１２）により求める（ステップＳ１６
８）。なお、式（１２）中のＫｍ１は制御ゲインであ
る。
【００９９】
【数８】
【０１００】こうしてトルク指令値Ｔｍ１＊を設定する
と、モータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン１５０
の各制御処理を行なう（ステップＳ１７０ないしＳ１７
２）。ここで、各制御処理に用いられる各設定値のうち
ステップＳ１６８で設定されたトルク指令値Ｔｍ１＊以
外は、前回このルーチンが実行されたときに今回のエネ
ルギＰｒと同じ値のエネルギＰｒに基づいてステップＳ
１５２およびＳ１５６で設定されたものが用いられる。
【０１０１】ステップＳ１６２ないしＳ１７２の処理
は、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓを目標回転数Ｎｓ＊
に一致させるフィードバック制御となる。実施例では、
こうしたサンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓを制御すること
により、エンジン１５０の回転数Ｎｅを制御している。
図５および図６を用いて説明したように、プラネタリギ
ヤ１２０は、サンギヤ軸１２５，リングギヤ軸１２６お
よびプラネタリキャリア１２４の回転数のうちいずれか
２つの回転数を決定すれば残余の回転数はこれらに基づ
いて定まる。駆動輪１１６，１１８に機械的に接続され
ているリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒは入力値として
与えられるから、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓかエン
ジン１５０の回転数Ｎｅのいずれかを制御すれば、プラ
ネタリギヤ１２０の３軸の回転状態が定まる。いま、エ
ンジン１５０を目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊の
効率のよい運転ポイントで運転したいから、エンジン１
５０の回転数Ｎｅを制御すればよい。この場合、エンジ
ン１５０の回転数Ｎｅを制御する手法としてスロットル
バルブ１６６の開度と燃料噴射量とを制御する手法もあ
るが、同時にエンジン１５０のトルクＴｅを目標トルク
Ｔｅ＊に制御する必要もあり、制御は困難なものとな
る。一方、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓは、モータＭ
Ｇ１の回転数制御により容易にかつ高精度に行なうこと
ができる。したがって、実施例では、エンジン１５０の
回転数Ｎｅの制御をモータＭＧ１によるサンギヤ軸１２
５の回転数Ｎｓの制御によって行なうのである。
【０１０２】以上説明した通常運転トルク制御処理によ
れば、エンジン１５０から出力された動力をプラネタリ
ギヤ１２０，モータＭＧ１およびモータＭＧ２により所
望の動力にトルク変換してリングギヤ軸１２６に、延い
ては駆動輪１１６，１１８に出力することができる。し
かも、エンジン１５０の運転ポイント（回転数Ｎｅとト
ルクＴｅ）は、出力されるエネルギＰｅがリングギヤ軸
１２６に出力すべきエネルギＰｒと同じであれば、如何
なる運転ポイントとしてもよいから、エンジン１５０を
より効率の良い運転ポイントで運転することができる。
この結果、装置全体の効率を高くすることができる。ま
た、モータＭＧ１によりリングギヤ軸１２６の回転数Ｎ
ｓを目標回転数Ｎｓ＊に制御することによりエンジン１
５０の回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊に制御することが
できる。
【０１０３】実施例の動力出力装置１１０では、リング
ギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒが前回のエネル
ギＰｒと同じときには、モータＭＧ１によりサンギヤ軸
１２５の回転数Ｎｓが目標回転数Ｎｓ＊となるようフィ
ードバック制御したが、こうしたフィードバック制御を
行なわないものとしてもよい。また、実施例の動力出力
装置１１０では、エンジン１５０の目標トルクＴｅ＊お
よび目標回転数Ｎｅ＊を、リングギヤ軸１２６に出力す
べきエネルギＰｒに対してエンジン１５０ができる限り
効率の高い状態で運転され、かつエネルギＰｒの変化に
対してエンジン１５０の運転状態が滑らかに変化するマ
ップを用いて設定したが、エンジン１５０ができる限り
効率の高い状態で運転されるがエネルギＰｒの変化に対
してエンジン１５０の運転状態が滑らかに変化しない不
連続な運転ポイントを記憶するマップを用いて設定する
ものとしてもよく、エンジン１５０ができる限りエミッ
ションが良好となる運転ポイントや、エンジン１５０が
できる限り静かになる運転ポイントなどの種々の運転ポ
イントを記憶するマップを用いて設定するものとしても
よい。
【０１０４】（５）モータ駆動トルク制御処理 次に、図７のステップＳ１２０におけるモータ駆動トル
ク制御処理について図１６のモータ駆動トルク制御ルー
チンに基づき説明する。本ルーチンは、図９のステップ
Ｓ１４２およびＳ１４４でリングギヤ軸１２６に出力す
べきエネルギＰｒが所定エネルギＰＭＬより小さく、か
つ、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒが所定回転数ＮＭ
Ｌより小さいと判断されたときに実行される。
【０１０５】本ルーチンが実行されると、まず、制御装
置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、モータＭＧ１のトルク
指令値Ｔｍ１＊に値０を設定するとともに（ステップＳ
２０００）、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Ｓ２０２）、設定
した各指令値を用いてモータＭＧ１，モータＭＧ２およ
びエンジン１５０の各制御を行なう（ステップＳ２０４
およびＳ２０６）。ここで、ステップＳ２０４のモータ
ＭＧ１の制御は、トルク指令値Ｔｍ１＊が値０であるか
ら、第１の駆動回路１９１のトランジスタＴｒ１ないし
Ｔｒ６のすべてをオフ状態とする制御となる。その後、
エンジン１５０の運転を停止する制御を行なう（ステッ
プＳ２０８）。なお、モータ駆動トルク制御処理におけ
る共線図は図１７に示すようになる。
【０１０６】以上説明したモータ駆動トルク制御処理に
よれば、エンジン１５０の運転は停止されて、モータＭ
Ｇ２から出力される動力のみをリングギヤ軸１２６に出
力することができる。即ち、車両駆動としては、電気自
動車状態となっている。
【０１０７】なお、このモータ駆動トルク制御処理は、
前述したように、図９のステップＳ１４２およびＳ１４
４でリングギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒが所
定エネルギＰＭＬより小さく、かつ、リングギヤ軸１２
６の回転数Ｎｒが所定回転数ＮＭＬより小さいと判断さ
れたときに実行されるものとしたが、こうしたリングギ
ヤ軸１２６へ出力すべきエネルギＰｒやリングギヤ軸１
２６の回転数Ｎｒに拘わらずモータ駆動トルク制御処理
を実行するものとしてもよい。例えば、運転者により操
作可能な図示しないスイッチから指令を受けたときに実
行される構成としてもよい。詳しくは、この車両にモー
タのみで走行する駆動状態を選択可能なスイッチを予め
設けるようにして、騒音規制および排ガス規制の要請の
もと運転者によりそのスイッチが操作されたときに、こ
のモータ駆動トルク制御処理が実行される構成とする。
【０１０８】（６）その他のトルク制御処理 次に、図７のステップＳ１１４における充放電トルク制
御処理、ステップＳ１１６におけるパワーアシストトル
ク制御処理およびステップＳ１１８におけるロックアッ
プトルク制御処理について説明する。これらトルク制御
処理は本発明の要旨と直接関係しないことから、ここで
は簡単な説明に留めておく。
【０１０９】ステップＳ１１４における充放電トルク制
御処理では、バッテリ１９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬ未
満でバッテリ１９４の充電が必要と判断されたときに、
モータＭＧ１またはモータＭＧ２により回生される電力
を、モータＭＧ１またはモータＭＧ２で消費する電力よ
り大きくすることにより、この余剰電力によりバッテリ
１９４を充電する処理を行なう。一方、バッテリ１９４
の残容量ＢRMが閾値ＢＨより大きく、バッテリ１９４の
放電が必要であると判断されたときには、モータＭＧ１
またはモータＭＧ２により回生される電力を、モータＭ
Ｇ１またはモータＭＧ２で消費する電力より小さくする
ことにより、この不足電力をバッテリ１９４からの放電
により賄う処理を行なう。これらの結果、バッテリ１９
４の残容量ＢRMを所望の範囲とすることができ、バッテ
リ１９４の過放電や過充電を回避することができる。も
とより、ステップＳ１１２の通常運転トルク制御と同様
に、エンジン１５０，プラネタリギヤ１２０，モータＭ
Ｇ１，モータＭＧ２およびバッテリ１９４により所望の
動力をリングギヤ軸１２６に、延いては駆動輪１１６，
１１８に出力することができる。
【０１１０】ステップＳ１１６におけるパワーアシスト
トルク制御処理では、エンジン１５０から出力された動
力にバッテリ１９４に貯えられた電気エネルギをアシス
トパワーとして付加する処理を行なう。これにより、エ
ンジンの最大エネルギ以上のエネルギをリングギヤ軸１
２６に、延いては駆動輪１１６，１１８に出力すること
ができる。この結果、リングギヤ軸１２６に出力すべき
エネルギより小さなエネルギを最大エネルギとする定格
能力の低いエンジン１５０を用いることができ、装置全
体の小型化および省エネルギ化を図ることができる。
【０１１１】ステップＳ１１８におけるロックアップト
ルク制御処理では、モータＭＧ１をロックアップするこ
とによりサンギヤ軸１２５が回転しないよう固定して、
エンジン１５０から出力される動力をギヤ比を介してダ
イレクトにリングギヤ軸１２６に出力することができ
る。
【０１１２】動力出力装置１１０によれば、上述した各
トルク制御処理を行なうことにより、効率よくリングギ
ヤ軸１２６に、延いては駆動輪１１６，１１８に動力を
出力することができる。また、リングギヤ軸１２６に出
力された動力をモータＭＧ１とモータＭＧ２の間から取
り出して駆動輪１１６，１１８に伝達することができ
る。
【０１１３】さらに、動力出力装置１１０では、各トル
ク制御処理を行なう運転制御に加えて、エンジン１５０
が停止しているときに、エンジン１５０の始動要求を受
けてエンジン１５０を始動するエンジン始動制御を実行
する。
【０１１４】（７）エンジン始動制御 以下、エンジン始動制御について図１８、図１９に示す
エンジン始動制御ルーチンに基づき説明する。なお、こ
のエンジン始動制御ルーチンは、図７に示す運転制御ル
ーチンの実行時に、割込みにて所定時間毎に繰り返し実
行される。エンジン始動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、ＥＦＩＥ
ＣＵ１７０からエンジン情報の入力を行なう（ステップ
Ｓ２１０）。具体的には、ＥＦＩＥＣＵ１７０から通信
により水温センサ１７４，回転数センサ１７６等のエン
ジン１５０周辺の各種センサおよびスイッチの検出結果
を受信する処理を行なう。次いで、モータ駆動モードの
設定がなされているか否かの判定を行なう（ステップＳ
２１１）。モータ駆動モードは、前述した運転モード判
定処理ルーチンのステップＳ１４４で設定されるもの
で、この設定がなされているか否かを判定することによ
り、運転制御ルーチンにおけるステップＳ１２０でモー
タ駆動トルク制御がなされているか否かの判定、即ち、
エンジン１５０の運転が停止された状態で、モータＭＧ
２から出力される動力で車両が走行中であるか否かの判
定を行なっている。
【０１１５】次いで、制御ＣＰＵ１９０は、エンジン１
５０を始動する要求があるか否かの判定を行なう（ステ
ップＳ２１２）。この判定は、車両の運転状況を読み取
って、その運転状況からみてエンジン１５０の運転が必
要であると判定したときに、エンジン１５０の始動要求
があるものと判断するものであってもよいし、外部から
の制御指令に従ってエンジン１５０の始動要求があるも
のと判断するものであってもよい。前者の場合には、例
えば、車両の減速時等において、リングギヤ軸１２６に
出力すべきエネルギＰｒが所定エネルギＰＭＬより小さ
く、かつ、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒが所定回転
数ＮＭＬより小さくなって、モータ駆動モードに移行し
た状態で、運転者がアクセルペダル１６４を踏み込んで
加速の要求をしたときに、制御ＣＰＵ１９０は、上記加
速の要求からエンジン１５０の始動要求があるものと判
断する。また、バッテリ１９４の残量量が不足してバッ
テリ充電の必要性が生じたときにも、制御ＣＰＵ１９０
は、上記加速の要求からエンジン１５０の始動要求があ
るものと判断する構成とすることもできる。
【０１１６】後者の場合には、例えば、モータのみで走
行する駆動状態を選択するスイッチが運転者により操作
されてモータ駆動モードへの移行がなされた場合に、こ
のスイッチが解除されたときに、制御ＣＰＵ１９０は、
この解除指令からエンジン１５０の始動要求があるもの
と判断する。
【０１１７】ステップＳ２１０およびステップＳ２１２
共に肯定判定されたときには、続くステップＳ２１３に
処理を進める。一方、ステップＳ２１１およびステップ
Ｓ２１２のいずれか一方でも否定判定されたときには、
「リターン」に抜けて、この処理をいったん終了する。
【０１１８】ステップＳ２１３に処理が進むと、ステッ
プＳ２１０にて入力したエンジン情報から、エンジン１
５０の始動時における目標とするアイドル回転数Ｎｉ
（例えば、８００［ｒｐｍ］）と、そのアイドル回転数
Ｎｉを維持するのに必要な空気量Ｑｉとを算出する。詳
細には、水温センサ１７４の検出結果に基づく暖機補正
量、ヘッドランプ等の補機のスイッチがオン状態とされ
たときに設定される電気負荷補正量などを加味し、エン
ジン１５０がおかれている現状に最適の始動時における
アイドル回転数Ｎｉを求め、さらに、そのアイドル回転
数Ｎｉから必要空気量Ｑｉを算出する。なお、必要空気
量Ｑｉを算出する際には、アイドル回転数Ｎｉに加えて
吸気温センサの検出結果を用いて求める構成としてもよ
く、この構成によれば、空気温度により変わる空気密度
を考慮してより高精度の必要空気量Ｑｉを求めることが
できる。
【０１１９】続いて、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９
０は、エンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊にステップＳ
２１３で求めたアイドル回転数Ｎｉを、目標吸入空気量
Ｑ＊にステップＳ２１３で求めた必要空気量Ｑｉをそれ
ぞれ設定する処理を行なう（ステップＳ２１４）。次い
で、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊とモータＭＧ
２のトルク指令値Ｔｍ２＊をそれぞれ設定する処理を行
なう（ステップＳ２１６，Ｓ２１８）。これらトルク指
令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊がどのような値に設定されるか
を、共線図を用いて説明する。
【０１２０】モータ駆動モード時における共線図は、前
述したように図１７に示すものである。このエンジン始
動制御においてエンジン１５０を始動するためには、図
１７に示す状態から図２０に示す状態にまず移行すれば
よい。すなわち、駆動輪１１６，１１８に機械的に接続
されているリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒはモータ駆
動モード時においては一定であることから、このリング
ギヤ軸１２６の回転数Ｎｒを固定してサンギヤ軸１２５
の回転数Ｎｓを正転側に増速することにより、エンジン
１５０の回転数ＮｅをステップＳ２１４で設定された目
標回転数Ｎｅ＊（＝アイドル回転数Ｎｉ）に移行すれば
よい。
【０１２１】エンジン１５０をアイドル回転数Ｎｉでモ
ータリングさせるには、エンジン１５０の出力軸（クラ
ンクシャフト１５６）をそのアイドル回転数Ｎｉで回転
させるためのトルク（クランキングトルク）Ｔｅｃを座
標軸Ｃ上に作用させる必要がある。しかし、エンジン１
５０は停止状態であることから、座標軸Ｃにはトルクを
直接作用させることはできない。そこで、この座標軸Ｃ
上に作用させたいトルクＴｅｃは、向きが同じで異なる
作用線への力の分離の手法により、座標軸Ｓ上のトルク
Ｔｅｃｓと座標軸Ｒ上のトルクＴｅｃｒとに分離するこ
とができることから、これらトルクＴｅｃｓ，Ｔｅｃｒ
を座標軸Ｓおよび座標軸Ｒ上にそれぞれ作用させるよう
にする。このときトルクＴｅｃｓ，Ｔｅｃｒの大きさ
は、次式（１３）および（１４）によって表わされる。
【０１２２】
【数９】
【０１２３】なお、上記クランキングトルクＴｅｃは、
エンジン１５０の構造、シリンダ容積、潤滑油の粘度等
によって定まるもので、予め計算により求められた値を
利用する。エンジン１５０の構造、シリンダ容積は、エ
ンジン１５０固有のもので一定であるが、潤滑油粘度は
温度により大きく変動することから、水温センサ１７４
により検出される水温に従い変動する値としてクランキ
ングトルクＴｅｃを求めることが好ましい。
【０１２４】こうしたことから、制御ＣＰＵ１９０は、
ステップＳ２１６で、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊を、上記作用させたいトルクＴｅｃｓに基づいて、
次式（１５）により算出して設定すると共に、ステップ
Ｓ２１８で、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を、
モータ駆動モード時において座標軸Ｒ上に作用している
トルクＴｍ２（＝Ｔｒ＊）と上記作用させたいトルクＴ
ｅｃｒとに基づいて、次式（１６）により算出して設定
する。
【０１２５】
【数１０】
【０１２６】式（１６）におけるトルク指令値Ｔｒ＊
は、図７の運転制御ルーチンのステップＳ１０４で求め
た最新の値である。こうして、エンジン１５０の目標回
転数Ｎｅ＊，目標吸入空気量Ｑ＊，モータＭＧ１および
モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定
した後は、モータＭＧ１の制御処理（ステップＳ２２
０）およびモータＭＧ２の制御処理（ステップＳ２２
２）を行なう。このモータＭＧ１の制御処理は、前述し
たように、図１４に例示するモータＭＧ１の制御ルーチ
ンによりなされ、モータＭＧ２の制御処理は、前述した
ように、図１５に例示するモータＭＧ２の制御ルーチン
によりなされる。なお、図示の都合上、モータＭＧ１お
よびモータＭＧ２の各制御処理を別々のステップとして
記載したが、実際には、これらの制御は総合的に行なわ
れる。例えば、制御ＣＰＵ１９０が割り込み処理を利用
して、モータＭＧ１とモータＭＧ２の制御を同時に実行
する
【０１２７】ステップＳ２２０およびＳ２２２の処理の
結果、エンジン１５０はアイドル回転数Ｎｉでモータリ
ングされる。なお、このとき、モータＭＧ２のトルク指
令値Ｔｍ２＊は、エンジン１５０をモータリング運転す
る際に座標軸Ｒ上に作用させるトルクＴｅｃｒ分を差し
引いた値に設定されていることから、モータリング時に
おける駆動軸のトルク変動を防止することができる。
【０１２８】その後、エンジン１５０の制御処理に移
り、まず、アイドルスピードコントロール（ＩＳＣと呼
ぶ）を行なうことにより、エンジン１５０の吸入空気量
を調整して、エンジン１５０の回転数を上記制御したア
イドル回転数Ｎｉに安定させる（ステップＳ２２４）。
詳細には、ステップＳ２１４で設定された目標吸入空気
量Ｑ＊に基づく制御量の駆動信号をＩＳＣＶ１６７ａに
出力することで、ＩＳＣＶ１６７ａの開度を調節してエ
ンジン１５０の吸入空気量を必要空気量Ｑｉに変える。
【０１２９】続くステップＳ２２６では、実際のエンジ
ン１５０の回転数ＮｅがステップＳ２１４で設定した目
標回転数Ｎｅ＊、即ち、ステップＳ２１３で求めたアイ
ドル回転数Ｎｉより大きいか否かを判定し、大きくない
と判定されれば、ステップＳ２２０に戻り、モータＭＧ
１の制御処理を続行する。また、続く、ステップＳ２２
８で、所定時間の吸入空気量の変化量△Ｑが予め定めら
れた許容変化量△Ｑｍａｘより小さいか否かを判定し、
小さくないと判定されれば、ステップＳ２２０に戻り、
モータＭＧ１の制御処理を続行する。一方、ステップＳ
２２６で、実際の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊より大
きいと判定され、ステップＳ２２８で、吸入空気量の変
化量△Ｑが許容変化量△Ｑｍａｘより小さいと判定され
ると、エンジン１５０の回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑ
が共に目標回転数Ｎｅ＊および目標吸入空気量Ｑ＊の値
に安定したと判断して、燃料噴射弁１５１やイグナイタ
１５８に対して駆動信号を出力する燃料噴射制御・点火
時期制御を実行開始してエンジン１５０の始動を開始す
る（ステップＳ２３０）。
【０１３０】この燃料噴射制御と点火時期制御は、上記
目標回転数Ｎｅ＊および目標吸入空気量Ｑ＊、即ち、ス
テップＳ２１３で算出したアイドル回転数Ｎｉと必要空
気量Ｑｉとに応じて燃料噴射量および点火時期が求めら
れて実行される。具体的には、制御ＣＰＵ１９０から通
信によりＥＦＩＥＣＵ１７０に指示を送信し、燃料噴射
弁１５１からの燃料噴射量やイグナイタ１５８による点
火時期を上記アイドル回転数Ｎｉと必要空気量Ｑｉから
求めて、エンジン１５０の燃料噴射制御・点火時期制御
が実行される。
【０１３１】エンジン１５０の始動が開始されると、そ
の後、図１９のステップＳ２３２に処理は移り、制御装
置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、エンジン１５０の始動
のために座標軸Ｓおよび座標軸Ｒ上に加えたトルクＴｅ
ｃｓ，Ｔｅｃｒをそれぞれ取り除く作業を行なう。即
ち、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊に、トルクＴ
ｅｃｓを差し引いた結果である値０を設定する（ステッ
プＳ２３２）とともに、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔ
ｍ２＊に、トルクＴｅｃｒを差し引いた結果であるトル
ク指令値Ｔｒ＊を設定し（ステップＳ２３４）、設定し
た各指令値を用いてモータＭＧ１，モータＭＧ２の各制
御を行なう（ステップＳ２３６およびＳ２３８）。この
モータＭＧ１，モータＭＧ２の各制御は、前述した制御
ルーチンに基づき行なわれる。
【０１３２】続いて、エンジン１５０の制御処理を行な
う（ステップＳ２４０）。ここでは、エンジン１５０
は、ステップＳ２１４で設定された目標回転数Ｎｅ＊お
よび目標吸入空気量Ｑ＊の運転ポイント、即ち、アイド
ル状態で定常運転されるよう、目標回転数Ｎｅ＊および
目標吸入空気量Ｑ＊が制御される。具体的には、制御Ｃ
ＰＵ１９０から通信によりＥＦＩＥＣＵ１７０に指示を
送信し、燃料噴射弁１５１からの燃料噴射量やＩＳＣＶ
１６７ａの開度を増減して、エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅがアイドル回転数Ｎｉ、吸入空気量Ｑが必要吸気量Ｑ
ｉとなるアイドル状態にエンジン１５０を安定させる。
【０１３３】ステップＳ２３６のモータＭＧ１の制御、
ステップＳ２３８のモータＭＧ２の制御およびステップ
Ｓ２４０のエンジン１５０の制御を終えたときのプラネ
タリギヤ１２０における共線図は、図２１に例示するよ
うになる。図２１に示すように、座標軸Ｒ上にはトルク
Ｔｍ２を作用させるとともに、座標軸Ｃ上に作用させる
エンジン１５０のトルクＴｅおよび座標軸Ｓ上に作用さ
せるトルクは値０となる。この結果、エンジン１５０は
アイドル回転数Ｎｉの回転数で安定して運転することに
なる。ステップＳ２３６の実行後、「リターン」に抜け
てこの処理をいったん終了する。
【０１３４】以上のように構成されたエンジン始動制御
ルーチンにより実現されるエンジン１５０の始動時の回
転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑの経時変化を図２２に示し
た。図２２において破線で示す特性曲線は、従来のスタ
ータモータによってエンジンを始動したときのものであ
る。
【０１３５】図示するように、本実施例のエンジン１５
０は、モータＭＧ１およびＭＧ２によって始動開始時か
ら回転駆動され、最終目的であるアイドル回転数Ｎｉに
短時間の内に達し（時刻ｔ１）、かつ、その状態で安定
推移する。また、エンジン１５０の回転数Ｎｅに呼応し
て、吸入空気量Ｑも同一特性曲線にて推移することは明
らかである。そして、回転数Ｎｅがアイドル回転数Ｎｉ
となり、吸入空気量の変化量△Ｑが許容変化量△Ｑｍａ
ｘとなる安定状態（この図２２で示す特性が定常状態に
達した状態）にて、燃料噴射制御および点火時期制御が
実行される。
【０１３６】一方、スタータモータによる従来の始動制
御によれば、図中、破線で示すように、微力なスタータ
モータによってエンジン１５０が不安定に低速回転で駆
動され（図中のモータリング期間）、その回転駆動を利
用して燃料噴射制御および点火時期制御を行なってファ
イアリングへと導かれる。そして、このファイアリング
によってエンジンの自力運転が完了した後に、最終目的
であるアイドル回転数Ｎｉへと復帰するのである。
【０１３７】図２２に示す両者の特性曲線から明らかな
ように、この第１実施例によればエンジン１５０の始動
時における回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑの安定性は顕
著であり、このような安定した回転数Ｎｅおよび吸入空
気量Ｑで実行される燃料噴射制御および点火時期制御
は、その制御目標である制御精度が容易に確保される。
従って、エンジン１５０の始動時におけるエミッション
の排出を低減し、ハイブリッド車両の目的の一つである
低公害化を実現することができる。また、燃料噴射制御
および点火時期制御の制御精度が優れていることから、
エンジン１５０から出力されるトルクの変動がない。こ
の結果、エンジン１５０と機械的に接続される駆動軸１
１２についてのトルク変動もないことから、車両ショッ
クを抑制することができる。
【０１３８】２．第２実施例 （１）ハードウェア構成 次に本発明の第２の実施例である動力出力装置について
説明する。この第２実施例の動力出力装置は、第１実施
例の動力出力装置１１０と比較して、制御装置１８０の
制御ＣＰＵ１９０にて実行されるエンジン始動制御の構
成が相違し、その他のソフトウェア構成やハードウェア
構成については同一の構成を備える。したがって、第１
実施例と同一の構成については同一の符号を用いて以下
の説明を行なうことにする。
【０１３９】（２）エンジン始動制御 以下、エンジン始動制御について図２３、図２４に示す
エンジン始動制御ルーチンに基づき説明する。なお、こ
のエンジン始動制御ルーチンは、第１実施例の図７に示
す運転制御ルーチンの実行時に、割込みにて所定時間毎
に繰り返し実行される。エンジン始動制御ルーチンが実
行されると、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、ま
ず、第１実施例のエンジン始動制御ルーチン（図１８）
のステップＳ２１０ないしＳ２１２と同様の処理を行な
う。即ち、ＥＦＩＥＣＵ１７０からエンジン情報の入力
を行ない（ステップＳ３１０）、次いで、モータ駆動モ
ードの設定がなされているか否かの判定（ステップＳ３
１１）と、エンジン１５０を始動する要求があるか否か
の判定を行なう（ステップＳ３１２）。
【０１４０】ステップＳ３１０およびステップＳ３１２
共に肯定判定されたときには、続くステップＳ３１３に
処理を進める。一方、ステップＳ３１１およびステップ
Ｓ３１２のいずれか一方でも否定判定されたときには、
「リターン」に抜けて、この処理をいったん終了する。
【０１４１】ステップＳ３１３では、エンジン１５０の
目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定する処理
を行なう。この目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊
は、詳しくは次のようにして求める。
【０１４２】この算出においては、運転者により操作さ
れるアクセルペダル１６４のアクセルペダルポジション
ＡＰを読み込んで、そのアクセルペダルポジションＡＰ
に応じてリングギヤ軸１２６に出力すべきトルクの目標
値であるトルク指令値Ｔｒ＊を導出して、そのトルク指
令値Ｔｒ＊と読み込まれたリングギヤ軸１２６の回転数
Ｎｒとから、リングギヤ軸１２６に出力すべきエネルギ
Ｐｒを計算（Ｐｒ＝Ｔｒ＊×Ｎｒ）により求める必要が
あるが、これは、図７に示した運転制御ルーチンのステ
ップ１０６で計算した出力エネルギＰｒをそのまま用い
ればすむ。したがって、ステップＳ３１３では、その出
力エネルギＰｒに基づいてエンジン１５０の目標トルク
Ｔｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定する。この設定は、
図１１に示した通常運転トルク制御ルーチンのステップ
Ｓ１５２と同一の方法で行なう。この結果、得られる目
標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊は、出力エネル
ギＰｒに対してエンジン１５０ができる限り効率の高い
状態で運転され、かつエネルギＰｒの変化に対してエン
ジン１５０の運転状態が滑らかに変化するようなトルク
値および回転数である。
【０１４３】なお、ステップＳ３１３では、ステップＳ
１０６で計算した出力エネルギＰｒの全部をリングギヤ
軸１２６に出力するものとして、目標トルクＴｅ＊と目
標回転数Ｎｅ＊との設定を行なっていたが、これに換え
て、ステップＳ１０６で計算した出力エネルギＰｒの一
部をバッテリ１９４の充電用に利用して、その残余分を
リングギヤ軸１２６の出力用に利用するものとして、目
標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との設定を行なう構
成としてもよい。この場合、出力すべきエネルギＰｒと
バッテリ１９４の充電エネルギＰｂとエンジン１５０の
目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊との関係は、
Ｐｒ＋Ｐｂ＝Ｔｅ＊×Ｎｅ＊となり、かかる関係を満足
するエンジン１５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転
数Ｎｅ＊を設定する。
【０１４４】また、ステップＳ１０６で計算した出力エ
ネルギＰｒと、バッテリ１９４から放電されるエネルギ
Ｐｂとの総和をリングギヤ軸１２６に出力する構成とし
てもよい。この場合、出力すべきエネルギＰｒとバッテ
リ１９４の放電エネルギＰｂとエンジン１５０の目標ト
ルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊との関係は、Ｐｒ−
Ｐｂ＝Ｔｅ＊×Ｎｅ＊となり、かかる関係を満足するエ
ンジン１５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ
＊を設定する。
【０１４５】目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊
の設定を終えると、続くステップＳ３１４以後の処理
で、エンジン１５０がその設定された目標回転数Ｎｅ＊
でトルクが０または０近傍の運転状態となるように、エ
ンジン１５０を始動させる作業を行なう。
【０１４６】詳しくは、ステップＳ３１４で、まず、ス
テップＳ３１３で設定された目標トルクＴｅ＊をいった
ん別の名前の変数、例えば、ワーキング目標トルクＷＴ
ｅ＊に退避し、その後、目標トルクＴｅ＊に値０を設定
する。続いて、エンジン１５０が、上記目標回転数Ｎｅ
＊でトルクが目標トルクＴｅ＊、即ち、０または０近傍
の運転状態となるような、スロットルバルブ開度θａ，
燃料噴射量τ，点火時期φを求める（ステップＳ３１
５）。ここでは、目標回転数Ｎｅ＊とスロットルバルブ
開度θａ，燃料噴射量τ，点火時期φとの関係を実験等
により求め、これを予めＲＯＭ１９０ｂにマップとして
記憶しておき、ステップＳ３１３で設定した目標回転数
Ｎｅ＊の値に対応するスロットルバルブ開度θａ，燃料
噴射量τ，点火時期φをこのマップから導出する構成と
することが好ましい。
【０１４７】続いて、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊をそれぞれ
設定する処理を行なう（ステップＳ３１６，Ｓ３１
８）。これらトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊がどのよ
うな値に設定されるかを、共線図を用いて説明する。
【０１４８】モータ駆動モード時における共線図は、第
１実施例で説明したように図１７に示すものである。こ
のエンジン始動制御においてエンジン１５０を始動する
ためには、図１７に示す状態から図２５に示す状態にま
ず移行すればよい。すなわち、駆動輪１１６，１１８に
機械的に接続されているリングギヤ軸１２６の回転数Ｎ
ｒはモータ駆動モード時においては一定であることか
ら、このリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒを固定してサ
ンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓを正転側に増速することに
より、エンジン１５０の回転数ＮｅをステップＳ３１３
で設定された目標回転数Ｎｅ＊に移行すればよい。
【０１４９】エンジン１５０を目標回転数Ｎｅ＊でモー
タリングさせるには、図２５に示すように、エンジン１
５０の出力軸をその目標回転数Ｎｅ＊に応じた所定の大
きさのトルクＴｅｎを座標軸Ｃ上に作用させる必要があ
る。しかし、エンジン１５０は停止状態であることか
ら、座標軸Ｃにはトルクを直接作用させることはできな
い。そこで、この座標軸Ｃ上に作用させたいトルクＴｅ
ｎは、向きが同じで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Ｔｅｎｓと座標軸Ｒ上のトル
クＴｅｎｒとに分離することができることから、これら
トルクＴｅｎｓ，Ｔｅｃｒを座標軸Ｓおよび座標軸Ｒ上
にそれぞれ作用させるようにする。このときトルクＴｅ
ｎｓ，Ｔｅｃｒの大きさは、次式（１７）および（１
８）によって表わされる。
【０１５０】
【数１１】
【０１５１】なお、上記トルクＴｅｎは、エンジン１５
０の構造、シリンダ容積、潤滑油の粘度等によって定ま
るもので、エンジン１５０の回転させたい回転数の値に
応じた値をとる。ここでは、エンジン１５０の構造、シ
リンダ容積、潤滑油粘度等から目標回転数Ｎｅ＊に応じ
たトルクＴｅｎを計算により求めて、これを予めＲＯＭ
１９０ｂにマップとして記憶しておき、ステップＳ３１
３で設定した目標回転数Ｎｅ＊の値に対応するトルクＴ
ｅｎをこのマップから導出する。なお、エンジン１５０
の構造、シリンダ容積は、エンジン１５０固有のもので
一定であるが、潤滑油粘度は温度により大きく変動する
ことから、水温センサ１７４により検出される水温に従
い変動する値としてトルクＴｅｎを求めることが好まし
い。
【０１５２】こうしたことから、制御ＣＰＵ１９０は、
ステップＳ３１６で、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊を、上記作用させたいトルクＴｅｎｓに基づいて、
次式（１９）により算出して設定すると共に、ステップ
Ｓ３１８で、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を、
モータ駆動モード時において座標軸Ｒ上に作用している
トルクＴｍ２（＝Ｔｒ＊）と上記作用させたいトルクＴ
ｅｎｒとに基づいて、次式（２０）により算出して設定
する。
【０１５３】
【数１２】
【０１５４】式（２０）におけるトルク指令値Ｔｒ＊
は、図７の運転制御ルーチンのステップＳ１０４で求め
た最新の値である。こうして、エンジン１５０の目標ト
ルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊，モータＭＧ１およびモ
ータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し
た後は、モータＭＧ１の制御処理（ステップＳ３２０）
およびモータＭＧ２の制御処理（ステップＳ３２２）を
行なう。このモータＭＧ１およびモータＭＧ２の制御処
理は、第１実施例のステップＳ２２０およびＳ２２２と
同じで、前述したように、図１４に例示するモータＭＧ
１の制御ルーチンおよび図１５に例示するモータＭＧ２
の制御ルーチンによりなされる。
【０１５５】ステップＳ３２０およびＳ３２２の処理の
結果、エンジン１５０は目標回転数Ｎｅ＊でモータリン
グされる。なお、このとき、モータＭＧ２のトルク指令
値Ｔｍ２＊は、エンジン１５０をモータリング運転する
際に座標軸Ｒ上に作用させるトルクＴｅｎｒ分を差し引
いた値に設定されていることから、モータリング時にお
ける駆動軸のトルク変動を防止することができる。
【０１５６】その後、エンジン１５０の制御処理に移
り、まず、ステップＳ３１５で算出されたスロットルバ
ルブ開度θａに基づく制御量の駆動信号をアクチュエー
タ１６８に出力することにより、エンジン１５０の吸入
空気量を調整して、エンジン１５０の回転数を上記目標
回転数Ｎｅ＊に安定させる（ステップＳ３２４）。
【０１５７】その後、エンジン１５０の回転数Ｎｅが目
標回転数Ｎｅ＊の値に安定したとして、燃料噴射弁１５
１やイグナイタ１５８に対して駆動信号を出力する燃料
噴射制御・点火時期制御を実行開始してエンジン１５０
の始動を開始する（ステップＳ３３０）。この燃料噴射
制御と点火時期制御は、ステップＳ３１５で算出した燃
料噴射量τと点火時期φとに応じて制御処理がなされる
ことになるが、具体的には、制御ＣＰＵ１９０から通信
によりＥＦＩＥＣＵ１７０に指示を送信し、燃料噴射弁
１５１からの燃料噴射量やイグナイタ１５８による点火
時期を上記τとφとから定めて、エンジン１５０の燃料
噴射制御・点火時期制御が実行される。
【０１５８】なお、この第２実施例では、ステップＳ３
２４で回転数制御がなされた後は、エンジン１５０の回
転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊の値に安定したとして、そ
の後、即座にステップＳ３３０でエンジン１５０の始動
を開始していたが、これに換えて、第１実施例のステッ
プＳ２２６およびＳ２２８と同様に、実際のエンジン１
５０の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊より大きいか否か
を判定する処理と、所定時間の吸入空気量の変化量△Ｑ
が予め定められた許容変化量△Ｑｍａｘより小さいか否
かを判定する処理とを加えることにより、回転数Ｎｅと
吸入空気量Ｑとが確実に安定した状態となったのを確認
してから、エンジン１５０の始動を開始する構成として
もよい。
【０１５９】エンジン１５０の始動が開始されると、そ
の後、図２４のステップＳ３３２に処理は移り、制御装
置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、エンジン１５０の始動
のために座標軸Ｓおよび座標軸Ｒ上に加えたトルクＴｅ
ｎｓ，Ｔｅｃｒをそれぞれ取り除く作業を行なう。即
ち、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊に、トルクＴ
ｅｎｓを差し引いた結果である値０を設定する（ステッ
プＳ３３２）とともに、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔ
ｍ２＊に、トルクＴｅｎｒを差し引いた結果であるトル
ク指令値Ｔｒ＊を設定し（ステップＳ３３４）、設定し
た各指令値を用いてモータＭＧ１，モータＭＧ２の各制
御を行なう（ステップＳ３３６およびＳ３３８）。
【０１６０】続いて、エンジン１５０の制御処理を行な
う（ステップＳ３４０）。ここでは、エンジン１５０
は、ステップＳ３１３で設定された目標回転数Ｎｅ＊お
よびステップＳ３１４で設定された目標トルクＴｅ＊
（＝０）の運転ポイントで定常運転されるようトルクＴ
ｅおよび回転数Ｎｅが制御される。具体的には、制御Ｃ
ＰＵ１９０から通信によりＥＦＩＥＣＵ１７０に指示を
送信し、燃料噴射弁１５１からの燃料噴射量やスロット
ルバルブ１６６ａの開度を増減して、トルクＴｅが値０
で回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊を保つように制御され
る。
【０１６１】ステップＳ３３６のモータＭＧ１の制御、
ステップＳ３３８のモータＭＧ２の制御およびステップ
Ｓ３４０のエンジン１５０の制御を終えたときのプラネ
タリギヤ１２０における共線図は、図２６に例示するよ
うになる。図２６に示すように、座標軸Ｒ上にはトルク
Ｔｍ２を作用させるとともに、座標軸Ｃ上に作用させる
エンジン１５０のトルクＴｅおよび座標軸Ｓ上に作用さ
せるトルクは値０となる。この結果、エンジン１５０は
目標回転数Ｎｅ＊の回転数でトルクが値０の運転状態で
安定して運転することになる。
【０１６２】ステップＳ３４０の実行を終えると、その
後のステップＳ３４２以後の処理で、エンジン１５０の
出力トルクＴｅを値０からステップＳ３１３で設定され
た目標トルクＴｅ＊に切り換える作業を行なう。
【０１６３】詳しくは、ステップＳ３４２で、まず、目
標トルクＴｅ＊を微小量△Ｔｅだけインクリメントする
処理を行なう。次いで、エンジン１５０が、上記目標回
転数Ｎｅ＊でトルクが目標トルクＴｅ＊の運転状態とな
るような、スロットルバルブ開度θｂを求める（ステッ
プＳ３４４）。ここでは、目標回転数Ｎｅ＊とスロット
ルバルブ開度θａとの関係を実験等により求め、これを
予めＲＯＭ１９０ｂにマップとして記憶しておき、ステ
ップＳ３１３で設定した目標回転数Ｎｅ＊の値に対応す
るスロットルバルブ開度θｂをこのマップから導出する
構成とすることが好ましい。
【０１６４】続いて、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊をそれぞれ
設定する処理を行なう（ステップＳ３４６，Ｓ３４
８）。これらトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊がどのよ
うな値に設定されるかを、共線図を用いて説明する。
【０１６５】ステップＳ３４６の直前における共線図
は、図２６に示すものである。エンジン１５０の出力ト
ルクＴｅを目標トルクＴｅ＊に切り換えると、この描か
れた動作共線に、目標トルクＴｅ＊がプラネタリキャリ
ア１２４の座標軸Ｃを作用線として図中下から上に作用
する。このときの共線図は図２７に例示するようにな
る。この座標軸Ｃ上に作用させた目標トルクＴｅ＊は、
向きが同じで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Ｔｅ
＊ｒとに分離することができる。このときトルクＴｅ＊
ｓおよびＴｅ＊ｒの大きさは、次式（２１）および（２
２）によって表わされる。
【０１６６】
【数１３】
【０１６７】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る必要がある。すなわ
ち、座標軸Ｓ上には、トルクＴｅ＊ｓ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Ｔｅ＊ｒ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
せればよい。このトルクＴｍ１はモータＭＧ１により、
トルクＴｍ２はモータＭＧ２により作用させることにな
るが、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。
【０１６８】こうしたことから、制御ＣＰＵ１９０は、
ステップＳ３４６で、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊を、上記作用させたいトルクＴｅ＊ｓに基づいて、
次式（２３）により算出して設定すると共に、ステップ
Ｓ３４８で、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を、
モータ駆動モード時において座標軸Ｒ上に作用している
トルクＴｍ２（＝Ｔｒ＊）と上記作用させたいトルクＴ
ｅｎｒとに基づいて、次式（２４）により算出して設定
する。
【０１６９】
【数１４】
【０１７０】その後、ステップＳ３４６およびＳ３４８
で設定した各指令値を用いてモータＭＧ１，モータＭＧ
２の各制御を行ない（ステップＳ３５０およびＳ３５
２）、さらに、エンジン１５０の制御処理を行なう（ス
テップＳ３５４）。ステップＳ３５４では、エンジン１
５０は、ステップＳ３１３で設定された目標回転数Ｎｅ
＊およびステップＳ３４２で増量された目標トルクＴｅ
＊の運転ポイントで運転されるようトルクＴｅおよび回
転数Ｎｅが制御される。具体的には、制御ＣＰＵ１９０
から通信によりＥＦＩＥＣＵ１７０に指示を送信し、燃
料噴射弁１５１からの燃料噴射量やスロットルバルブ１
６６ａの開度を増減して、トルクＴｅが目標トルクＴｅ
＊で回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊を保つように制御さ
れる。
【０１７１】ステップＳ３５４でエンジン１５０の制御
が終了すると、次いで、目標トルクＴｅ＊がステップＳ
３１４で設定したワーキング目標トルクＷＴｅ＊に達し
たか否かを判定する（ステップＳ３５６）。ここで、目
標トルクＴｅ＊がＷＴｅ＊に達していないと判定される
と、ステップＳ３４２に進み、目標トルクＴｅ＊を微小
量△Ｔｅだけ増量して、ステップＳ３４４ないしＳ３５
４の処理を繰り返し実行する。
【０１７２】一方、ステップＳ３５６でに目標トルクＴ
ｅ＊がワーキング目標トルクＷＴｅ＊に達したと判定さ
れた場合には、制御ＣＰＵ１９０は、エンジン１５０の
出力トルクＴｅの目標トルクＴｅ＊への切り換えの作業
が終了したとして、「リターン」に処理を進めて、エン
ジン始動制御の処理をいったん終了する。
【０１７３】以上のように構成されたエンジン始動制御
ルーチンにより実現されるエンジン１５０の始動時の回
転数Ｎｅ，スロットルバルブ開度θ，駆動軸回転数Ｎ
ｒ，エンジン１５０の出力トルクＴｅ，点火の有無，点
火時期（点火角）φ，燃料噴射量τ，エンジン１５０の
出力トルクＴｅ，モータＭＧ２の出力トルクＴｍ２およ
び駆動軸１１２のトルクＴｏ等の経時変化を図２８に示
した。
【０１７４】図２８に示すように、本実施例のエンジン
１５０は、モータＭＧ１およびモータＭＧ２によって始
動開始時（時刻ｔ０）から回転駆動され、目標回転数Ｎ
ｅ＊に短時間の内に達し（時刻ｔ１）、かつ、その状態
で安定推移する。また、エンジン１５０の回転数Ｎｅに
呼応して、スロットルバルブ開度θも同様に推移するこ
とは明らかである。そして、エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅが目標回転数Ｎ＊でエンジン１５０の出力トルクＴｅ
が値０の状態にて、燃料噴射制御および点火時期制御が
実行される。
【０１７５】したがって、この第２実施例によれば、エ
ンジン１５０の始動時において、エンジン１５０の出力
トルクＴｅは値０であるから、エンジン１５０と機械的
に接続される駆動軸１１２についてのトルク変動もない
ことから、車両ショックを抑制することができる。な
お、始動直後の回転数Ｎｅおよびスロットルバルブ開度
θの安定性は顕著であり、このような安定した回転数Ｎ
ｅおよびスロットルバルブ開度θで実行される燃料噴射
制御および点火時期制御は、その制御目標である制御精
度が容易に確保される。従って、エンジン１５０の始動
時におけるエミッションの排出を低減し、ハイブリッド
車両の目的の一つである低公害化を実現することができ
る。
【０１７６】また、図２８に示すように、エンジン１５
０の始動後、エンジンの出力トルクＴｅは徐々に増大し
（実際は微小量△Ｔｅずつ増大されるが、図中には直線
で増大を示した。）、それとともに、モータＭＧ２の出
力トルクＴｍ２は徐々に減少する。このとき、エンジン
の出力トルクＴｅとモータＭＧ２の出力トルクＴｍ２と
の両方が作用する駆動軸１１２のトルクは一定の値とな
る。したがって、エンジン始動後において、駆動源をモ
ータＭＧ１，ＭＧ２からエンジン１５０に切り換えるに
際し、その前後で駆動力を滑らかにつなぐことができ
る。
【０１７７】３．変形例 第１実施例および第２実施例では、リングギヤ軸１２６
に出力された動力をリングギヤ１２２に結合された動力
取出ギヤ１２８を介してモータＭＧ１とモータＭＧ２と
の間から取り出したが、図２９の変形例である動力出力
装置１１０Ａに示すように、リングギヤ軸１２６を延出
してケース１１９から取り出すものとしてもよい。ま
た、図３０の変形例である動力出力装置１１０Ｂに示す
ように、エンジン１５０側からプラネタリギヤ１２０，
モータＭＧ２，モータＭＧ１の順になるよう配置しても
よい。この場合、サンギヤ軸１２５Ｂは中空でなくても
よく、リングギヤ軸１２６Ｂは中空軸とする必要があ
る。こうすれば、リングギヤ軸１２６Ｂに出力された動
力をエンジン１５０とモータＭＧ２との間から取り出す
ことができる。
【０１７８】また、図３１の変形例である動力出力装置
１１０Ｃに示すように、モータＭＧ２のロータ１４２を
クランクシャフト１５６に取る付けるとともに、エンジ
ン１５０側からモータＭＧ２，プラネタリギヤ１２０，
モータＭＧ１の順になるようにモータＭＧ１とモータＭ
Ｇ２との配置を変更した構成としてもよい。この際の入
出力する動力、即ち上述の各トルク制御における各指令
値は、共線図から求めることができる。
【０１７９】第１実施例や第２実施例またはこれらの上
記変形例（動力出力装置１１０Ａ〜１１０Ｃ）では、プ
ラネタリギヤ１２０のプラネタリキャリア１２４にクラ
ンクシャフト１５６を結合すると共にサンギヤ軸１２５
にモータＭＧ１を結合し、リングギヤ軸１２６を駆動軸
１１２を有する動力伝達ギヤ１１１に動力取出ギヤ１２
８を介して結合したが、プラネタリギヤ１２０の３軸に
対し、クランクシャフト１５６，モータＭＧ１，動力伝
達ギヤ１１１を如何なる組み合わせで結合してもよい。
この際の入出力する動力、即ち上述の各トルク制御にお
ける各指令値は、共線図から容易に求めることができ
る。
【０１８０】なお、上述の各実施例では、モータＭＧ１
によりリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｓを目標回転数Ｎ
ｓ＊に制御することによりエンジン１５０の回転数Ｎｅ
を目標回転数Ｎｅ＊に制御するものとしたが、モータＭ
Ｇ１によりリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｓを目標回転
数Ｎｓ＊に制御することによりエンジン１５０のトルク
Ｔｅを目標トルクＴｅ＊に制御するものとみることもで
きる。エンジン１５０のトルクＴｅと回転数Ｎｅとは相
対的な関連があるからである。
【０１８１】さらに、各実施例では、モータＭＧ１およ
びモータＭＧ２にＰＭ形（永久磁石形；Permanent Magn
et 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。
【０１８２】あるいは、各実施例では、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 Gate Bipolar mod
e 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；Pulse Width Modulati
on）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。
【０１８３】また、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。
【０１８４】４．第３実施例 （１）ハードウェア構成
【０１８５】図３２は本発明の第３の実施例である始動
制御装置を搭載した車両の概略構成を例示する構成図、
図３３はその車両に搭載されるエンジンＥＧおよびその
周辺の概略構成を示す構成図、図３４は車両コントロー
ラＣＣを中心とする電気的構成を例示するブロック図で
ある。
【０１８６】この車両（ハイブリッド車両）は、図示し
ない燃料タンクから燃料の供給を受けて駆動されるエン
ジンＥＧを備えており、その出力軸は連結切換装置ＳＷ
に接続されている。連結切換装置ＳＷは、発電機Ｇと電
動機Ｍとに連結されており、エンジンＥＧの出力軸の回
転運動が、連結切換装置ＳＷにより発電機Ｇ側もしくは
電動機Ｍ側に伝達される。なお、連結切換装置ＳＷと電
動機Ｍとの間には回転速度調整器Ｖが設けられる。ま
た、電動機Ｍの出力軸には、ディファレンシャルギアＤ
Ｇが接続され、最終的な目的である車両の駆動輪ＡＨが
連結されている。
【０１８７】連結切換装置ＳＷは、車両コントローラＣ
Ｃからの制御信号に応じて回転軸の連結方向を２位置に
切り換えるものであり、連結切換装置ＳＷを切り換える
ことで、エンジンＥＧの出力を発電機Ｇ側と電動機Ｍ側
とに選択的に伝達する。回転速度調整器Ｖは、車両コン
トローラＣＣからの制御信号に応じて回転軸の回転数を
調整可能な歯車機構である。電動機Ｍとしては、例えば
６極の永久磁石からなるロータと３相巻線からなるステ
ータとにより構成される直流ブラシレスモータなどが利
用される。発電機Ｇは電動機Ｍと同様なものである。ま
た、バッテリＢＴとしては、鉛酸蓄電池、ニッケルカド
ミウム電池、ナトリウム硫黄電池、リチウム２次電池、
水素２次電池、レドックス型電池などの各種２次電池、
燃料電池、大容量のコンデンサなどが利用される。
【０１８８】かかる構成の車両では、通常、連結切換装
置ＳＷはエンジンＥＧの出力軸と発電機Ｇとを連結する
位置に切り換えられており、エンジンＥＧの出力により
発電機Ｇが駆動されバッテリＢＴに充電がなされ、この
バッテリＢＴの電力を用いて電動機Ｍが駆動される。即
ち、駆動輪ＡＨは専ら電動機Ｍにより駆動され、エンジ
ンＥＧは電動機Ｍのバッテリ充電用として用いられる。
【０１８９】なお、上記連結切換装置ＳＷによれば、エ
ンジンＥＧの出力軸と電動機Ｍとを連結する位置に切り
換えることにより、車両の走行による駆動軸１７の回転
がエンジンＥＧの出力軸に伝達されることから、回転速
度調整器Ｖを調節することでそのエンジンＥＧの出力軸
の回転数を強制的に制御することができる。即ち、連結
切換装置ＳＷによりエンジンＥＧの出力軸と電動機Ｍと
を連結する位置に切り換えて、エンジンＥＧの吸入空気
量を一定にすることによりエンジンＥＧの出力を一定に
保持しておいて、回転速度調整器Ｖを調整することでエ
ンジンＥＧの回転数を強制的に制御することができる。
【０１９０】図３３に示すように、エンジンＥＧの吸気
通路６０には、吸入空気の取り入れ口から、エアクリー
ナ６１、スロットルアクチュエータ６２ａにより開閉駆
動されるスロットルバルブ６２、吸入空気の脈動を抑え
るサージタンク６３およびエンジンＥＧに燃料を供給す
る燃料噴射弁６４が設けられている。
【０１９１】吸気通路６０を介して吸入される吸入空気
は、燃料噴射弁６４から噴射される燃料と混合されて、
エンジンＥＧの燃焼室６５内に吸入される。この燃料混
合気は、燃焼室６５内で点火プラグ６６によって火花点
火され、エンジンＥＧを駆動させる。燃焼室６５内で燃
焼したガス（排気）は、排気通路６７を介して触媒コン
バータ６８に導かれ、浄化された後、大気側に排出され
る。
【０１９２】点火プラグ６６には、ディストリビュータ
７１を介してイグナイタ７２からの高電圧が印加され、
この印加タイミングによって点火時期が決定される。な
お、ディストリビュータ７１は、イグナイタ７２で発生
した高電圧を各気筒の点火プラグ５６に分配するための
もので、このディストリビュータ７１には、１回転に２
４発のパルス信号を出力する回転数センサ７３が設けら
れている。
【０１９３】また、エンジンＥＧの吸気通路６０には、
スロットルバルブ６２の設けられた吸気通路部分を迂回
するようにバイパス通路７５が形成されており、このバ
イパス通路７５には、ＩＳＣＶ７６が設けられている。
ＩＳＣＶ７６は、リニアソレノイドによって開弁度が制
御される高速応答性に優れた弁体を備えており、この弁
体の閉開の時間比に相当するデューティ比を有するデュ
ーティ信号をリニアソレノイドに出力することにより、
空気流量を高精度に制御する。このようなＩＳＣＶ７６
を用いることで、一般的に大型のＤＣモータから構成さ
れるスロットルアクチュエータ５２ａを使用することな
く、エンジンＥＧのアイドリング時の吸入空気量を高速
制御することができる。
【０１９４】エンジンＥＧには、その運転状態を検出す
るためのセンサとして、回転数センサ７３のほか、スロ
ットルバルブ５２の開度を検出すると共にスロットルバ
ルブ６２の全閉状態を検出するアイドルスイッチ８０
（図３４）を内蔵したスロットルポジションセンサ８
１、吸気通路６０に配設されて吸入空気（吸気）の温度
を検出する吸気温センサ８２、吸気の量を検出するエア
フロメータ８３、シリンダブロックに配設されて冷却水
温を検出する水温センサ８４、排気通路６７に配設され
て排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ８５、お
よび車両の速度を検出する車速センサ８６等が備えられ
ており、これらの各種検出結果は前述した車両情報とし
て車両コントローラＣＣに入力される。
【０１９５】図３４に示すように、車両コントローラＣ
Ｃは、マイクロコンピュータを中心とする論理演算回路
として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログ
ラムに従ってエンジンＥＧを制御するための各種演算処
理を実行するＣＰＵ９０、ＣＰＵ９０で各種演算処理を
実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予
め格納されたＲＯＭ９１、同じくＣＰＵ９０で各種演算
処理を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書
きされるＲＡＭ９２、電源オフ時においてもデータを保
持可能なバックアップＲＡＭ９３，上記車両情報を入力
するＡ／Ｄコンバータ９４および入力処理回路９５、Ｃ
ＰＵ９０での演算結果に応じてスロットルアクチュエー
タ６２ａ、燃料噴射弁６４、イグナイタ７２、ＩＳＣＶ
７６等に駆動信号を出力する出力処理回路９６等を備え
ている。なお、出力処理回路９６には、上記エンジンＥ
Ｇに備えられるアクチュエータ以外にも、連結切換装置
ＳＷ、回転速度調整器Ｖ、発電機Ｇおよび電動機Ｍにも
駆動信号を出力する。
【０１９６】この第３実施例においては、こうして構成
された車両コントローラＣＣによって燃料噴射弁６４や
イグナイタ７２等が最適タイミングで最適駆動量にて駆
動される、いわゆる燃料噴射制御や点火時期制御により
エンジンＥＧが運転される。なお、この燃料噴射制御や
点火時期制御については従来と同様であり、ここでは詳
細な説明を省略する。本実施例の車両では、始動後、車
両コントローラＣＣによって、予め定められた運転条件
に合致したか否かが判定され、合致したときに、エンジ
ンの始動を開始し、その後、上記燃料噴射制御や点火時
期制御の実行を開始する。
【０１９７】（２）エンジン始動制御 エンジン始動制御について、次に説明する。図３５は、
車両コントローラＣＣのＣＰＵ９０により実行されるエ
ンジン始動制御ルーチンを示すフローチャートである。
このエンジン始動制御ルーチンは、割り込みにて所定時
間毎に繰り返し実行される。
【０１９８】ＣＰＵ９０が処理を開始すると、まず現在
の車両情報の入力を行ない（ステップＳ４００）、車両
の運転状況を把握する。そして、その情報から、エンジ
ンＥＧの回転数ＮＥが「０」であり停止しているか否か
（ステップＳ４０２）、エンジンＥＧの始動条件が成立
しているか否か（ステップＳ４０４）を判断する。この
実施例では、エンジンＥＧは専ら電動機Ｍの電源充電用
として用いられるだけで、バッテリ充電量が低下したと
きに駆動されるだけであることから、上記エンジンＥＧ
の始動条件とは、バッテリ充電量の低下時、即ち、バッ
テリＢＴの電圧が図示しない電圧計で所定電圧以下であ
ることを判定する条件である。これ以外にも、アイドル
スイッチ８０がオン状態であるかなども条件とする。こ
れらの条件が満足されなければ、本ルーチンを終了す
る。
【０１９９】一方、これらの条件が成立してエンジンの
始動要求あると判定されたときには、エンジンＥＧの始
動準備を実行する（ステップＳ４０６）。エンジンＥＧ
の始動準備とは、連結切換装置ＳＷをエンジンＥＧの出
力軸と電動機Ｍとを連結する位置に切り換えることであ
る。連結切換装置ＳＷにおいては、エンジンＥＧの出力
軸と電動機Ｍとを連結する位置に切り換えることで、車
両の走行による駆動軸１７の回転をエンジンＥＧに伝え
る状態に切り換えることができる。この結果、エンジン
ＥＧの始動に必要な駆動系が確立される。なお、この駆
動系においては、前述したように、回転速度調整器Ｖを
調整することで、エンジンＥＧの回転数を強制的に調節
することが可能である。
【０２００】ステップＳ４０６の実行を終えると次い
で、ステップＳ４００にて入力した車両情報から、エン
ジンＥＧの始動時における目標とするアイドル回転数Ｔ
ＮＥと、その目標アイドル回転数ＴＮＥを維持するのに
必要な目標吸入空気量ＴＱとを算出する（ステップＳ４
０８）。詳細には、水温センサ８４の検出結果に基づく
暖機補正量、ヘッドランプのスイッチがオン状態とされ
たときに設定される電気負荷補正量などを加味し、エン
ジンＥＧがおかれている現状に最適の始動時におけるア
イドル回転数ＴＮＥを求め、さらに、そのアイドル回転
数ＴＮＥから目標吸入空気量ＴＱを算出する。なお、目
標吸入空気量ＴＱを算出する際には、アイドル回転数Ｔ
ＮＥに加えて吸気温センサ８２の検出結果を用いて吸入
空気量を求める構成としてもよく、この構成によれば、
空気温度により変わる空気密度を考慮してより高精度の
目標吸入空気量ＴＱを求めることができる。
【０２０１】続いて、回転速度調整器ＶおよびＩＳＣＶ
７６に上記目標アイドル回転数ＴＮＥおよび目標吸入空
気量ＴＱに基づいた駆動信号を出力する（ステップＳ４
１０）。詳細には、目標アイドル回転数ＴＮＥから定ま
る制御量の駆動信号を回転速度調整器Ｖに出力すること
で、エンジンＥＧを目標アイドル回転数ＴＮＥに強制的
に回転駆動する。また、目標吸入空気量ＴＱに基づく制
御量の駆動信号をＩＳＣＶ７６に出力することで、ＩＳ
ＣＶ７６の開度を調節してエンジンＥＧの吸入空気量を
目標吸入空気量ＴＱに変える。
【０２０２】続くステップＳ４１２では、実際のエンジ
ンＥＧの回転数ＮＥがステップＳ４０８で求めた目標ア
イドル回転数ＴＮＥより大きいか否かを判定し、大きく
ないと判定されれば、ステップＳ４１０に戻る。また、
続く、ステップＳ４１４で、所定時間の吸入空気量の変
化量△Ｑが予め定められた許容変化量△Ｑｍａｘより小
さいか否かを判定し、小さくないと判定されれば、ステ
ップＳ４１０に戻る。一方、ステップＳ４１２で、実際
の回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＴＮＥより大きいと
判定され、ステップＳ４１４で、吸入空気量の変化量△
Ｑが許容変化量△Ｑｍａｘより小さいと判定されると、
エンジンＥＧの回転数ＮＥおよび吸入空気量Ｑが共に安
定したと判断して、燃料噴射弁６４やイグナイタ７２に
対して駆動信号を出力する噴射制御・点火時期制御を実
行してエンジンＥＧの始動を開始し（ステップＳ４１
６）、この条件下でのエンジンＥＧの始動が所定時間継
続されるように運転条件の変化を所定時間禁止する処理
（ステップＳ４１８）を行なう。その後、「リターン」
に抜けてこの処理を一旦終了する。
【０２０３】以上のように構成されたエンジン始動制御
ルーチンにより実現されるエンジンＥＧの始動時の回転
数ＮＥおよび吸入空気量Ｑの経時変化は、図２２に示し
た第１実施例のタイミングチャートとほぼ同様に推移す
る。
【０２０４】図示するように、本実施例のエンジンＥＧ
は、電動機Ｍによって始動開始時から回転駆動され、最
終目的であるアイドル回転数ＴＮＥに短時間の内に達し
（時刻ｔ１）、かつ、その状態で安定推移する。また、
エンジンＥＧの回転数ＮＥに呼応して、吸入空気量Ｑも
同一特性曲線にて推移することは明らかである。そし
て、回転数ＮＥがアイドル回転数ＴＮＥとなり、吸入空
気量の変化量△Ｑが許容変化量△Ｑｍａｘとなる安定状
態（図２２の特性が定常状態に達した状態）にて、燃料
噴射制御および点火時期制御が実行される。
【０２０５】したがって、この第３実施例によればエン
ジンＥＧの始動時における回転数ＮＥおよび吸入空気量
Ｑの安定性は顕著であり、このような安定した回転数Ｎ
Ｅおよび吸入空気量Ｑで実行される燃料噴射制御および
点火時期制御は、その制御目標である制御精度が容易に
確保される。従って、エンジンＥＧの始動時におけるエ
ミッションの排出を低減し、ハイブリッド車両の目的の
一つである低公害化を実現することができる。また、燃
料噴射制御および点火時期制御の制御精度が優れている
ことから、エンジンＥＧから出力されるトルクの変動が
ない。この結果、エンジンＥＧと機械的に接続される駆
動軸１７についてのトルク変動もないことから、車両シ
ョックを抑制することができる。
【０２０６】しかも、この第３実施例は、エンジン始動
プログラムのステップＳ４１８により、エンジンＥＧの
始動後も所定時間にわたってエンジンＥＧの運転条件が
変更されることを禁止している。従って、エンジンＥＧ
の触媒コンバータ６８が活性化されるまで上記の安定し
たアイドル運転が継続され、より一層の低公害化が図ら
れる。
【０２０７】また、この第３実施例では、エンジンＥＧ
を専ら電動機Ｍの電源充電用として用いるタイプのもの
であることから、バッテリ充電量が低下したときに、エ
ンジンＥＧは断続的に運転されることになる。このた
め、このタイプのハイブリッド車両では、エンジンＥＧ
の始動の機会が多い。この結果、上記低公害化の効果は
より十分に発揮されることになる。
【０２０８】５．変形例
【０２０９】上記第３実施例ではエンジンＥＧの吸気通
路部分を迂回するようにバイパス通路７５を形成し、Ｉ
ＳＣＶ７６によりアイドル時の吸入空気量を制御してい
るが、スロットルアクチュエータ６２ａによりスロット
ルバルブ６２を直接回転駆動してもよい。このような構
成であれば、バイパス通路７５等が不要となりエンジン
ＥＧの構造を簡略化できる。
【０２１０】上記第３実施例では、水温センサ８４の検
出結果に基づく暖機補正量と、ヘッドランプ等の負荷補
正量から目標アイドル回転数ＴＮＥを求めていたが、こ
れ以外にも、バッテリ端子電圧値、車両の運転状態、大
気状態、エンジンの各部温度条件などにより増減補正を
行なってもよい。例えば、自動変速機がＤレンジに投入
されたときにＤレンジ補正量を設定したり、エアコンデ
ィショナのスイッチがオン状態とされたときにエアコン
補正量を設定したりすることができる。
【０２１１】上記第３実施例では、エンジンＥＧをモー
タリングする回転数を、アイドル回転数ＴＮＥとしてい
たが、これに換えて、駆動軸１７の回転数（車速に相当
する）としてもよい。この場合、回転速度調整器Ｖは回
転速度をそのまま伝えるだけとなり、この構成によって
も、エミッションの排出の低減と駆動軸１７のトルク変
動の防止とを両立することができる。
【０２１２】上記第３実施例は、エンジンから発生され
るエネルギから電動機駆動用の発電に要するエネルギ
を、プラネタリギア装置により機械的に分配し、残った
エネルギにより車軸を駆動するタイプのハイブリッド車
両に適用した構成であったが、この発明の内燃機関の始
動制御装置は、必ずしもこのタイプのハイブリッド車両
に適用するものに限るものではなく、他のタイプのハイ
ブリッド車両においても適用することができる。例え
ば、内燃機関から発生されるエネルギから電動機駆動用
の発電に要するエネルギを電気的に分配するタイプのハ
イブリッド車両に適用する構成としてもよい。この構成
は、本願出願人が既に提案した特願平７−１４５５７５
号、特願平７−２２５８６９号に示すものであり、内燃
機関の出力軸にクラッチモータおよびアシストモータを
設け、クラッチモータにより電力を回生し、この回生し
た電力を用いてアシストモータを駆動するものである。
【０２１３】さらには、この発明の内燃機関の始動制御
装置は、必ずしもハイブリッド車両に適用するものに限
るものではない。内燃機関だけで車軸を駆動する車両に
おいてモータリング専用のモータを備える構成に適用す
ることもできる。
【０２１４】６．その他
【０２１５】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、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り、さら
に次のような変形も可能である。例えば、エンジンとし
てガソリンエンジンを用いたが、その他に、ディーゼル
エンジンや、タービンエンジンなど各種の内燃機関を用
いることもできる。また、以上の各実施例では、本発明
の内燃機関の始動制御装置を車両に搭載する場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、船舶，航空機などの交通手段や、その他各種産業機
械などに搭載することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例としての始動制御装置を
構成する動力出力装置１１０の概略構成を示す構成図で
ある。
【図２】図１の動力出力装置１１０の部分拡大図であ
る。
【図３】図１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】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】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】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】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実行
される運転制御ルーチンを例示するフローチャートであ
る。
【図８】トルク指令値Ｔｒ＊と回転数Ｎｒとアクセルペ
ダルポジションＡＰとの関係を示すマップを例示する説
明図である。
【図９】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実行
される運転モード判定処理ルーチンを例示するフローチ
ャートである。
【図１０】エンジン１５０を効率よく運転できる範囲の
一例を示す説明図である。
【図１１】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実
行される通常運転トルク制御ルーチンを例示するフロー
チャートである。
【図１２】エンジン１５０の運転ポイントと効率の関係
を例示するグラフである。
【図１３】エネルギ一定の曲線に沿ったエンジン１５０
の運転ポイントの効率とエンジン１５０の回転数Ｎｅと
の関係を例示するグラフである。
【図１４】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実
行されるモータＭＧ１の制御の基本的な処理を例示する
フローチャートである。
【図１５】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実
行されるモータＭＧ２の制御の基本的な処理を例示する
フローチャートである。
【図１６】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実
行されるモータ駆動トルク制御ルーチンを例示するフロ
ーチャートである。
【図１７】モータ駆動トルク制御処理におけるプラネタ
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１８】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実
行されるエンジン始動制御ルーチンの前半部分を例示す
るフローチャートである。
【図１９】そのエンジン始動制御ルーチンの後半部分を
例示するフローチャートである。
【図２０】エンジン始動制御処理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２１】エンジン始動制御処理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２２】エンジン始動制御処理により始動されるエン
ジンの運転状況を示すタイミングチャートである。
【図２３】第２実施例におけるエンジン始動制御ルーチ
ンの前半部分を例示するフローチャートである。
【図２４】そのエンジン始動制御ルーチンの後半部分を
例示するフローチャートである。
【図２５】エンジン始動制御処理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２６】エンジン始動制御処理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２７】エンジン始動制御処理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２８】エンジン始動制御処理により始動されるエン
ジンの運転状況を示すタイミングチャートである。
【図２９】第１実施例の動力出力装置１１０の変形例で
ある動力出力装置１１０Ａの構成の概略を例示する構成
図である。
【図３０】第１実施例の動力出力装置１１０の変形例で
ある動力出力装置１１０Ｂの構成の概略を例示する構成
図である。
【図３１】第１実施例の動力出力装置１１０の変形例で
ある動力出力装置１１０Ｃの構成の概略を例示する構成
図である。
【図３２】この発明の第３の実施例である始動制御装置
を搭載した車両の概略構成を例示する構成図である。
【図３３】その車両に搭載されるエンジンＥＧおよびそ
の周辺の概略構成を例示する構成図である。
【図３４】車両コントローラＣＣを中心とする電気的構
成を例示するブロック図である。
【図３５】車両コントローラＣＣのＣＰＵ９０により実
行されるエンジン始動制御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 １１０Ａ…動力出力装置 １１０Ｂ…動力出力装置 １１０Ｃ…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 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 １２５Ｂ…サンギヤ軸 １２６…リングギヤ軸 １２６Ｂ…リングギヤ軸 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 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 １５４…ピストン １５６…クランクシャフト １５８…イグナイタ 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 １６６ａ…スロットルバルブ １６７…バイパス通路 １６７ａ…ＩＳＣＶ １６８…アクチュエータ １６８…スロットルアクチュエータ １７０…ＥＦＩＥＣＵ １７１…スロットルバルブポジションセンサ 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 ＭＧ１…モータ ＭＧ２…モータ １７…駆動軸 ５２…スロットルバルブ ５２ａ…スロットルアクチュエータ ５６…点火プラグ ６０…吸気通路 ６１…エアクリーナ ６２…スロットルバルブ ６２ａ…スロットルアクチュエータ ６３…サージタンク ６４…燃料噴射弁 ６５…燃焼室 ６６…点火プラグ ６７…排気通路 ６８…触媒コンバータ ７１…ディストリビュータ ７２…イグナイタ ７３…回転数センサ ７５…バイパス通路 ７６…ＩＳＣＶ ８０…アイドルスイッチ ８１…スロットルポジションセンサ ８２…吸気温センサ ８３…エアフロメータ ８４…水温センサ ８５…酸素濃度センサ ８６…車速センサ ９０…ＣＰＵ ９１…ＲＯＭ ９２…ＲＡＭ ９３…バックアップＲＡＭ ９４…Ａ／Ｄコンバータ ９５…入力処理回路 ９６…出力処理回路 ＡＨ…駆動輪 ＢＴ…バッテリ ＣＣ…車両コントローラ ＤＧ…ディファレンシャルギア ＥＧ…エンジン Ｇ…発電機 Ｍ…電動機 ＳＷ…連結切換装置 Ｖ…回転速度調整器
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｆ０２Ｎ 11/04 Ａ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ (72)発明者 中江 公一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 広瀬 清夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関と、 該内燃機関の出力軸に連結された電動機とを備える内燃
    機関の始動制御装置において、 前記内燃機関の始動要求があったとき、前記電動機を制
    御して前記内燃機関を所定回転数でモータリングするモ
    ータリング制御手段と、 前記内燃機関を制御する物理量のうち所定の物理量につ
    いて、前記内燃機関が前記所定回転数で安定して運転可
    能となる値を算出する算出手段と、 前記モータリングされた内燃機関を、前記算出手段で算
    出された値に応じた制御により始動する始動手段とを備
    えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
  2. 【請求項２】 前記所定回転数は、アイドル回転数であ
    る請求項１記載の内燃機関の始動制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載の内燃機関の始動
    制御装置であって、 前記電動機として、 回転軸を有する第１の電動機と、 駆動の対象としての駆動軸に動力を入出力可能に結合さ
    れる第２の電動機とを備えるとともに、 前記内燃機関の出力軸と前記回転軸と前記駆動軸とに各
    々動力を伝達可能に結合される３軸を有し、該３軸のう
    ちいずれか２軸へ入出力される動力を決定したとき、該
    決定された動力に基づいて残余の１軸へ入出力される動
    力が決定される３軸式動力入出力手段を備え、さらに、 前記モータリング手段は、 前記第１，第２の電動機を制御することにより、前記３
    軸式動力入出力手段により前記内燃機関へモータリング
    のための動力が出力されるよう制御する電動機制御手段
    を備える内燃機関の始動制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の内燃機関の始動制御装置
    であって、 前記電動機制御手段は、 所定の動力を出力するよう前記第１の電動機を制御する
    手段と、 前記３軸式動力入出力手段を介して前記駆動軸に入出力
    される動力の偏差を打ち消すよう前記第２の電動機を制
    御する手段とを備える内燃機関の始動制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の内燃機関の始動制御装置
    であって、 駆動の対象としての駆動軸を有し、前記内燃機関は該駆
    動軸と機械的に結合されており、 さらに、 前記所定回転数は、 前記駆動軸の回転数に基づき定められる回転数であり、 前記算出手段にて算出される前記所定の物理量の値は、 前記内燃機関が、前記所定回転数で出力トルクが略ゼロ
    で運転可能となる値である内燃機関の始動制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の内燃機関の始動制御装置
    であって、 内燃機関の出力トルクの目標値を目標トルクとして設定
    する目標トルク設定手段と、 前記始動手段による前記内燃機関の始動後、前記内燃機
    関の出力トルクを略ゼロから前記設定された目標トルク
    に向けて、前記内燃機関の出力トルクが漸次増大される
    よう前記内燃機関を制御する内燃機関トルク増大手段と
    を備える内燃機関の始動制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の内燃機関の始動制御装置
    であって、 前記内燃機関トルク増大手段による制御の実行時に、前
    記電動機の出力トルクが漸次減少されるよう前記電動機
    を制御する電動機トルク減少手段を備える内燃機関の始
    動制御装置。
  8. 【請求項８】 請求項５ないし７のうちのいずれか記載
    の内燃機関の始動制御装置であって、 前記電動機として、 回転軸を有する第１の電動機と、 前記駆動軸に動力を入出力可能に結合される第２の電動
    機とを備えるとともに、 前記内燃機関の出力軸と前記回転軸と前記駆動軸とに各
    々動力を伝達可能に結合される３軸を有し、該３軸のう
    ちいずれか２軸へ入出力される動力を決定したとき、該
    決定された動力に基づいて残余の１軸へ入出力される動
    力が決定される３軸式動力入出力手段を備え、さらに、 前記モータリング手段は、 前記第１，第２の電動機を制御することにより、前記３
    軸式動力入出力手段により前記内燃機関へモータリング
    のための動力が出力されるよう制御する電動機制御手段
    を備える内燃機関の始動制御装置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の内燃機関の始動制御装置
    であって、 前記電動機制御手段は、 所定の動力を出力するよう前記第１の電動機を制御する
    手段と、 前記３軸式動力入出力手段を介して前記駆動軸に入出力
    される動力の偏差を打ち消すよう前記第２の電動機を制
    御する手段とを備える内燃機関の始動制御装置。
  10. 【請求項１０】 請求項８または９記載の内燃機関の始
    動制御装置であって、 前記駆動軸に出力する目標動力を入力して、該目標動力
    から前記所定回転数および前記目標トルクを求める目標
    動力設定手段と、 前記始動手段による前記内燃機関の始動後、前記内燃機
    関から出力される動力が、前記３軸式動力入出力手段お
    よび前記第１，第２の電動機により前記目標動力として
    前記駆動軸に出力されるよう制御する制御手段とを備え
    る内燃機関の始動制御装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の内燃機関の始動制御装
    置であって、 車両と、 該車両に設けられ、前記電動機の出力と前記内燃機関の
    出力との少なくとも一方を前記車両の車軸に伝達する伝
    達手段とを備える内燃機関の始動制御装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１または１１記載の内燃機関の
    始動制御装置であって、 前記電動機の電源となる充電可能なバッテリと、 前記内燃機関の回転力を受けて前記バッテリに供給する
    電気を発生する発電機と、 前記バッテリの充電量に応じて前記内燃機関の運転時期
    を決定する運転時期決定手段とを備える内燃機関の始動
    制御装置。
  13. 【請求項１３】 内燃機関の始動要求があったとき、前
    記内燃機関を所定のアイドル回転数でモータリングする
    工程と、 該モータリングされた内燃機関が、前記モータリングに
    よらずに前記アイドル回転数の運転状態となるように、
    前記内燃機関を制御する物理量のうちの所定の物理量を
    制御する工程とを備える内燃機関の始動時制御方法。
  14. 【請求項１４】 駆動軸と機械的に結合される内燃機関
    を始動する内燃機関の始動時制御方法において、 前記内燃機関の始動要求があったとき、前記駆動軸の回
    転数に基づき前記内燃機関の始動時の目標回転数を設定
    する工程と、 該設定された目標回転数で前記内燃機関をモータリング
    する工程と、 該モータリングされた内燃機関が、前記モータリングに
    よらずに前記目標回転数で出力トルクが略ゼロの運転状
    態となるように、前記内燃機関を制御する物理量のうち
    の所定の物理量を制御する工程とを備える内燃機関の始
    動時制御方法。
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