(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(51)Int. Cl.6
B60K 6/00
(45) 공고일자 2000년04월15일
(11) 등록번호 10-0253856
(24) 등록일자 2000년01월27일
(21) 출원번호 10-1997-0057063 (65) 공개번호 특1998-0033387
(22) 출원일자 1997년10월28일 (43) 공개일자 1998년07월25일
(30) 우선권주장 96-303950 1996년10월29일 일본(JP)
97-70800 1997년03월07일 일본(JP)
(73) 특허권자 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 와다 아끼히로
일본 아이찌껭 도요다시 도요다쪼 1반지
(72) 발명자 야마오카 마사키
일본 아이치켄 도요다시 도요다죠 1번지 도요타 지도샤 가부시키가이샤 내
다카오카 도시후미
일본 아이치켄 도요다시 도요다죠 1번지 도요타 지도샤 가부시키가이샤 내
가나이 히로시
일본 아이치켄 도요다시 도요다죠 1번지 도요타 지도샤 가부시키가이샤 내
야마구치 가츠히코
일본 아이치켄 도요다시 도요다죠 1번지 도요타 지도샤 가부시키가이샤 내
고타니 다케시
일본 아이치켄 도요다시 도요다죠 1번지 도요타 지도샤 가부시키가이샤 내
사사키 쇼이치
일본 아이치켄 도요다시 도요다죠 1번지 도요타 지도샤 가부시키가이샤 내
(74) 대리인 이병호
심사관 : 설삼민
(54) 동력 출력장치, 원동기 제어장치 및 이들의 제조방법
요약
원동기와 3축식 동력 입출력수단과 2개의 전동기로 구성되는 동력 출력장치에 있어서 원동기의 운전정지
시에 원동기의 회전수를 민첩하게 값 0으로 한다.
동력 출력장치(110)는 유성 기어(120)와, 그 유성 캐리어에 크랭크 샤프트(156)가 결합된 엔진(150)과,
태양 기어에 설치된 모터(MG1)와, 링 기어에 설치된 모터(MG2)를 구비한다. 엔진(150)의 정지 지시가 이
루어지면, 엔진(150)에의 연료 분사를 정지함과 동시에, 엔진(150)의 회전수가 값 0의 부근이 될 때까지,
유성 기어(120), 캐리어축(127)을 통해 크랭크 샤프트(156)에 그 회전방향과는 역방향의 토크가 작용하도
록 모터(MG1)를 제어한다. 이 결과 엔진(150)의 회전수를 민첩하게 값 0으로 할 수 있다.
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대표도
명세서
[발명의 명칭]
동력 출력장치, 원동기 제어장치 및 이들의 제어방법
[도면의 간단한 설명]
도1은 본 발명의 일실시예로서의 동력 출력장치(110)의 개략적인 구성을 나타내는 구성도.
도2는 실시예의 동력 출력장치(110)의 상세한 구성을 도시하는 설명도.
도3은 실시예의 동력 출력장치(110)를 조립한 차량의 개략적인 구성을 예시하는 구성도.
도4는 실시예의 동력 출력장치(110)의 동작 원리를 설명하기 위한 그래프.
도5는 실시예에 있어서의 유성 기어(120)에 결합된 3축의 회전수와 토크의 관계를 나타내는 공선도(共線
圖).
도6은 실시예에 있어서의 유성 기어(120)에 결합된 3축의 회전수와 토크의 관계를 나타내는 공선도.
도7은 실시예의 제어장치(1801)에 의해 실행되는 엔진 정지 제어 루틴을 예시하는 플로우 챠트.
도8은 타임 카운터(TC)와 엔진(150)의 목표 회전수(Ne*)와의 관계를 예시하는 맵.
도9는 실시예의 제어장치(180)에 의해 실행되는 요구 토크 설정 루틴을 예시하는 플루오 챠트.
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도10은 링 기어축(126)의 회전수(Nr)와 가속 페달 위치(AP)와 토크 지령치(Tr*)와의 관계를 예시하는 설
명도.
도11은 제어장치(180)의 제어 CPU(190)에 의해 실행되는 모터(MG1)의 제어 루틴을 예시하는 플로우 챠트.
도12는 제어장치(180)의 제어 CPU(190)에 의해 실행되는 모터(MG2)의 제어 루틴을 예시하는 플로우 챠트.
도13은 도7의 엔진 정지 제어 루틴이 처음 실행되었을 때의 공선도.
도14는 엔진 정지 제어 루틴의 스텝(S106 내지 S116)의 처리가 몇 회 반복 실행되었을 때의 공선도.
도15는 엔진(150)의 회전수(Ne)가 임계값(Nref) 이하로 되었을 때의 공선도.
도16은 엔진(150)의 회전수(N3)와 모터(MG1)의 토크(Tm1)의 변화의 모양을 예시하는 설명도.
도17은 변형예의 엔진 정지 제어 루틴을 예시하는 플로우 챠트.
도18은 변형예의 동력 출력장치(110A)의 개략 구성을 나타내는 구성도.
도19는 변형예의 동력 출력장치(110B)의 개략 구성을 나타내는 구성도.
도20은 제2실시예의 동력 출력장치의 개략 구성을 나타내는 설명도.
도21은 개폐 타이밍 변경 기구(153)의 구성예를 예시하는 설명도.
도22는 제2실시예의 엔진 정지시 제어 처리 루틴을 나타내는 플로우 챠트.
도23은 인하 토크(STGmn)를 차속에 근거하여 설정하기 위한 그래프.
도24는 서냉 처리의 처리 시간(mntg)을 차속에 근거하여 설정하기 위한 그래프.
도25는 개방 루프 제어 처리 루틴의 일례를 도시하는 플로우 챠트.
도26은 언더 슈트 방지 처리 루틴을 나타내는 플로우 챠트.
도27은 제2실시예에서의 제어예를 도시하는 그래프.
도28은 실시예의 동력 출력장치(110)를 4륜 구동차에 적용하였을 때의 구체예인 동력 출력장치(110C)를
조립한 차량의 개략 구성을 나타내는 구성도.
도29는 변형예의 동력 출력장치(310)의 개략 구성을 나타내는 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 동력 출력장치 110A, 110C : 동력 출력장치
111 : 동력 전달기어 112 : 구동축
114 : 차동기어장치 116,118 : 구동륜
117,119 : 구동륜 120 : 유성기어
121 : 태양 기어 122 : 링 기어
123 : 유성 피니언 기어 124 : 유성 캐리어
125 ; 태양 기어축 126 : 링 기어축
127 : 캐리어축 128 : 동력 취출기어
129 : 체인 벨트 132 : 로터
133 : 스테이터 134 : 3상 코일
135 : 영구자석 139 : 리졸버
142 : 로터 143 : 스테이터
144 : 3상 코일 145 : 영구자석
149 : 리졸버 150 : 엔진
151 : 연료분사밸브 152 : 연소실
154 : 피스톤 156 : 크랭크 샤프트
157 : 댐퍼 158 : 점화기
159 : 리졸버 160 : 디스트리뷰티
162 : 점화 플러그 164 : 가속 페달
164a : 가속 페달 위치 센서 165 : 브레이크 페달
165a : 브레이크 페달 위치센서 166 : 스로틀 밸브
167 : 스로틀 밸브 위치센서 168 : 액추에이터
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170 : EFIECU 172 : 흡입기관 부압센서
174 : 수온센서 176 : 회전수센서
178 : 회전각도센서 179 : 스타터 스위치
180 : 제어장치 182 : 변속레버
184 : 변속위치센서 190 : 제어 CPU
190a : RAM 190b : ROM
191 : 제1구동회로 192 : 제2구동회로
194 : 배터리 195,196 : 전류검출기
197,198 : 전류검출기 199 : 잔용량검출기
310 : 동력 출력장치 CS : 크랭크 샤프트
DNP : 댐퍼 EG : 엔진
L1,L2 : 전원라인 MG : 모터
MG1 : 모터 MG2 : 모터
RS : 회전축 Tr1 내지 Tr6 : 트랜지스터
Tr11 내지 Tr16 : 트랜지스터
[발명의 상세한 설명]
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 원동기 제어장치, 동력 출력장치 및 이것들의 제어 방법에 관한 것이며, 상세하게는 연료의 연
소에 의해 동력을 출력하는 원동기와 이 원동기의 출력축에 댐퍼를 통해 접속된 전동기로부터 이루어지는
시스템에 있어서 원동기를 정지하는 기술 및 구동축에 동력을 출력하는 동력 출력장치에 있어서 원동기를
정지하는 기술 및 이것들의 제어 방법에 관한 것이다.
종래, 원동기로부터 출력되는 동력을 토크 변환하여 구동축에 출력하는 동력 출력장치로서는, 유체를 이
용한 토크 컨버터와 변속기를 조합하여 이루어진 것이 사용되고 있다. 이 장치에서의 토크 컨버터는, 원
동기의 출력축과 변속기에 결합된 회전축 사이에 배치되어, 봉입된 유체의 유동을 통해 양축간의 동력 전
달을 한다. 이와 같이 토크 컨버터로서는, 유체의 유동에 의해 동력을 전달하기 때문에, 양축간에 미끄러
짐이 생기고, 이 미끄러짐에 따른 에너지 손실이 발생한다. 이 에너지 손실은 정확히는 양축의 회전수차
와 그 때에 동력의 출력축에 전달되는 토크와의 곱으로 나타내여지고 열로서 소비된다.
따라서, 이러한 동력 출력장치를 동력원으로서 탑재하는 차량에서는, 양축간의 미끄러짐이 켜질 때, 예를
들면 발진시라든지 오르막 구배를 저속으로 주행할 때 등과 같이 큰 파워가 요구될 때에는, 토크 컨버터
에서의 에너지 손실이 커지고, 에너지 효율이 낮아진다고 하는 문제가 있었다. 또한, 정상 주행시라도,
토크 컨버터에 있어서의 동력의 전달 효율은 100%가 되지 않기 때문에, 예를들면, 수동식의 전달과 비교
하여 그 연료비용은 낮아지지 않을 수가 없다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
본 발명의 동력 출력장치 및 그 제어방법은, 상술한 문제를 해결하고, 원동기로부터 출력되는 동력을 고
효율로 구동축에 출력하는 장치 및 그 장치의 제어방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
출원인은, 상술한 문제를 감안하여 유체를 이용한 토크 컨버터를 사용하는 것은 아니고, 원동기와 3축식
동력 입출력 수단으로서의 유성 기어 장치와 발전기와 전동기와 배터리를 구비하고, 원동기로부터 출력되
는 동력이라든지 배터리에 저장된 동력을 사용하여 전동기로부터 출력되는 동력을 구동축에 출력하는 것
을 제안하고 있다(특개소 제50-30223호 공보). 그러나, 이 제안에서는 원동기의 운전을 정지할 때의 제어
에 관하여는 명시되어 있지 않다.
그래서, 본 발명의 동력 출력장치 및 그 제어 방법은, 원동기와 3축식 동력 입출력 수단과 2개의 전동기
로 이루어지는 동력 출력장치에 있어서의 원동기의 운전을 정지할 때의 제어의 수법을 제공하는 것을 목
적의 하나로 한다.
또한, 이 동력 출력장치는, 원동기의 출력축과 전동기의 회전축이 3축식 동력 입출력 수단에 의해 기계적
으로 결합되어 있기 때문에, 기계적으로 하나의 진동계를 구성한다. 따라서, 예를들면, 원동기가 내연 기
관의 경우에는 내연 기관에 있어서의 가스 폭발이나 피스톤의 왕복 운동에 의한 토크 변동이 가해지면 내
연 기관의 출력축이나 전동기의 회전축에 비틀림 진동이 발생하고, 축의 고유 진동수와 강제 진동수가 일
치하면 공진 현상을 일으키어 3축식 동력 입출력 수단에서 소음을 발생시키기도 하고, 경우에 따라서는
축의 피로 파괴를 일으키기도 한다. 이러한 공진 현상은, 원동기의 종류나 3축식 동력 입출력 수단의 구
조 등에 의해서도 다르지만 원동기의 운전 가능한 최저 회전수 미만의 상태에서 생기는 것이 많다.
그래서, 본 발명의 동력 출력장치 및 그 제어 방법은, 원동기의 운전을 정지할 때에 계열에 발생할 수 있
는 비틀림 진동의 공진 현상을 방지하는 것을 목적의 하나로 한다.
또한, 원동기의 출력축에 전동기로부터 토크를 출력하여 원동기를 적극적으로 정지시키면, 전동기의 제어
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에 의해서는, 원동기의 출력축의 회전수가, 언더 슈트하여 값 0이하로 되어버리는 것이 있고, 이 때에 장
치 전체에 진동이 생기는 것이 있다. 따라서, 이 구동장치를 예를들면, 차량에 탑재하였을 때에는 언더
슈트시의 진동이 차체에 전달되어 운전자에게 위화감을 준다.
그래서 본 발명의 구동장치 및 그 제어 방법은 원동기의 운전을 정지할 때에 발생되는 진동을 감소하는
것을 목적의 하나로 한다.
이러한 원동기의 운전을 정지할 때에 계열에 발생되는 비틀림 진동의 공진 현상의 문제는, 상술한 동력
출력장치에 한정되지 않고, 원동기의 출력축과 전동기의 회전축이 기계적으로 결합되어 있는 구동장치라
면 이와 같이 발생된다. 이 문제에 대하여 원동기의 출력축과 전동기의 회전축을 댐퍼를 통해 기계적으로
결합하는 장치가 많다. 그러나 비틀림 진동의 진폭을 억제하는 효과가 큰 댐퍼를 사용하면 이러한 댐퍼는
특별한 감쇠기능을 갖기 때문에 부품수가 많아지는 동시에 대형화된다. 한편, 소형으로 간이한 댐퍼를 사
용하면 비틀림 진동의 진폭을 억제하는 효과가 작아진다.
이러한 문제를 갖는 구성은 동력을 직접적으로 출력하는 구성에 한정되지 않고, 예를들면 원동기와 발전
기를 직결하여 해당 발전기에 의해 발전한 전력에 의해 구동되는 전동기에 의해 주행용의 토크를 얻는 이
른바 시리즈하이브리드(series hybrid) 등도 해당된다. 따라서, 상기의 동력 출력장치와 주요부가 동일한
발명으로서 원동기 제어장치와 그 제어방법의 발명이 이루어졌다. 이 원동기 제어장치 및 그 제어 방법은
댐퍼의 종류에 상관없이 원동기의 운전을 정지할 때에 계열에 발생되는 비틀림 진동의 공진 현상을 방지
하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 동력 출력장치, 원동기 제어장치 및 이들의 제어 방법은 상술한 목적의 적어도 일부를 달성하
기 위해서 다음의 수단을 채용하였다.
본 발명의 동력 출력장치는, 구동축에 동력을 출력하는 동력 출력장치로서, 출력축을 갖는 원동기와, 회
전축을 가지며 상기 회전축에 동력을 입출력하는 제1전동기와, 상기 구동축에 동력을 입출력하는 제2전동
기와, 상기 구동축과 상기 출력축 및 상기 회전축에 각각 결합되는 3축을 가지며, 상기 3축중 어느 하나
가 2축에 동력이 입출력되었을 때 상기 입출력된 동력에 근거하여 정해지는 동력을 나머지 1축에 입출력
하는 3축식 동력 입출력 수단과, 상기 원동기의 운전을 정지하여야 할 조건이 갖추어졌을 때 상기 원동기
로의 연료 공급을 정지하도록 지시하는 연료 정지 지시 수단과, 상기 원동기로의 연료 공급 정지의 지시
에 따라 상기 출력축에 토크를 부가하고 상기 출력축의 회전 감속도를 소정 범위로 제어하여 상기 원동기
를 정지하는 정지시 제어를 실행하는 정지시 제어 실행 수단을 구비하는 것을 요지로 한다.
또한, 이 동력 출력장치에 대응한 동력 출력장치의 제어 방법은, 출력축을 갖는 원동기와 회전축을 가지
며 상기 회전축에 동력을 입출력하는 제1전동기와 상기 구동축에 동력을 입출력하는 제2전동기와, 상기
구동축과 상기 출력축과 상기 회전축에 각각 결합되는 3축을 가지며, 상기 3축중 어느 하나가 2축에 동력
이 입출력되었을 때 상기 입출력된 동력을 근거하여 정해지는 동력을 나머지의 1축에 입출력하는 3축식
동력 입출력 수단을 구비한 동력 출력장치를 제어하는 방법으로서, 상기 원동기의 운전을 정지하여야 할
조건이 갖추어졌을 때 상기 원동기에의 연료 공급을 정지하도록 지시하며, 상기 원동기에의 연료 공급 정
지의 지시에 따라 상기 출력축에 토크를 부가하고 상기 출력축의 회전 감속도를 소정 범위로 제어하여 상
기 원동기를 정지하는 정지시 제어를 실행하는 것을 요지로 하고 있다.
이러한 동력 출력장치 및 그 제어 방법에 의하면 원동기의 운전을 정지하여야 할 조건이 갖추어지면 동력
출력장치는 원동기에의 연료 공급을 정지하도록 지시함과 동시에 정지시 제어를 실행한다. 이 정지시 제
어는 원동기의 출력시에 토크를 부가하고 이 출력축의 감속도를 소정의 범위로 제한하여 원동기를 정지하
는 것이다. 출력축에의 토크의 부가는 제1전동기에 의하여도 좋고, 제2전동기에 의하여도 좋다.
이 결과, 출력축의 감속도는 소정의 범위로 제한되어 예를들면 비틀림 공진 영역을 민첩하게 빠져나가는
제어가 가능하다. 동시에, 전동기에 있어서의 필요없는 전력 소비를 피할 수 있다.
이러한 정지시 제어로서는 여러 가지의 다양화를 고려할 수 있다. 하나는, 출력축에 부가하는 토크를 이
른바 개방 루프 제어하는 구성이다. 이러한 동력 출력장치는, 상기 원동기의 정지시에 상기 전동기가 상
기 출력축에 부가하는 토크의 경과 시간에 따른 목표치를, 상기 원동기의 정지시의 동태에 근거하여 미리
정하는 목표 토크 기억수단을 구비함과 동시에, 상기 정지시 제어 실행 수단은 상기 정지시 제어로서 상
기 3축식 동력 입출력수단을 통해 상기 목표치에 따른 토크를 상기 원동기의 정지 후의 경과 시간에 따라
서 상기 출력축에 부가하도록 상기 제1전동기를 구동하는 제어를 행하는 수단을 구비한다.
상기의 경우에는 출력축의 회전수를 사용한 피드백 제어를 하지 않기 때문에 토크 지령치가 동력 출력장
치의 상태나 외란에 의해 변동하지 않고, 구동축에 있어서의 토크 변동을 감소할 수 있다. 또한, 출력축
의 회전수가 목표 회전수(정지의 경우는 통상 0 값)로부터 크게 벌어지고 있는 경우에도, 회전수차에 근
거하여 피드백 제어를 하지 않기 때문에, 과대한 토크 지령치를 출력하여 필요없는 전력을 소비하는 일이
없다.
이러한 개방 루프 제어에서는 피드백 제어를 작용하고 있지 않은 것에서 최적의 제어를 실현하기 위해서
는 갖출 필요가 있지만 예를 들면, 상기 정지시 제어의 실행 중에 있어서의 상기 출력축의 회전수의 감속
도를 구하는 감속도 연산 수단과, 상기 구해진 감속도의 대소에 의해 학습치를 증감하고 기억하는 학습
수단과, 상기 정지시 제어 실행 수단의 상기 정지시 제어에 있어서의 상기 소정의 범위를 상기 기억된 학
습치에 근거하여 결정하는 감속도 범위 결정 수단을 설치하면 감속도의 범위를 학습할 수 있기 때문에 양
호한 제어를 실현할 수 있다.
또한, 정지시 제어의 다른 구성 예로서는 회전수 검출 수단에 의해 검출되는 상기 출력축의 회전수가 소
정의 경로로 소정치가 되도록 상기 제1전동기를 구동하는 제어를 고려할 수 있다. 여기에서, 소정의 경로
란 원동기에의 연료공급을 정지하였을 때부터의 시간에 대한 원동기의 출력축의 회전수의 추이를 말한다.
이러한 동력 출력장치에 의하면 원동기의 운전정지의 지시가 이루어졌을 때에 원동기의 출력축의 회전수
를 원하는 경로에서 소정치로 할 수 있다. 따라서, 소정의 경로를 단시간에 원동기의 출력축의 회전수가
소정치로 되면 민첩하게 원동기의 회전축의 회전수를 소정치로 할 수 있고, 소정의 경로를 비교적 시간을
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두고 소정치로 하면 원동기의 회전축의 회전수를 느리게 소정치로 할 수 있다. 또한, 소정치를 값 0로 하
면 원동기의 출력축의 회전을 민첩하게 혹은 느리게 정지할 수 있다.
이 동력 출력장치에 있어서, 정지시 제어로서 상기 회전수 검출 수단에 의해 검출되는 상기 출력축의 회
전수가 소정치로 될 때까지 상기 3축식 동력 입출력수단을 통해 상기 출력축의 회전 방향과는 역방향의
토크를 상기 출력축에 부가하도록 상기 제1전동기를 구동하는 제어를 행하는 것으로 할 수도 있다. 이렇
게하면 보다 민첩하게 원동기의 출력축의 회전수를 소정치로 할 수 있다. 따라서, 원동기의 운전정지의
지시가 이루어질 때의 원동기의 출력축의 회전수와 소정치와의 사이에 비틀림 진동의 공진영역이 있는 경
우, 이 영역을 민첩하게 통과할 수 있고 공진 현상을 방지할 수 있다.
또한, 이 동력 출력장치에 있어서 정지시 제어의 일부로서 상기 회전수 검출수단에 의해 검출되는 상기
출력축의 회전수가 상기 소정치 이하의 값으로서 설정된 판정치 이하로 되었을 때, 상기 3축식 동력 입출
력 수단을 통해 상기 출력축의 회전 방향으로 작용하는 소정 토크를 상기 출력축에 부가하도록 상기 제1
전동기를 구동하는 제어를 행하는 것으로 할 수도 있다. 이렇게하면, 출력축의 회전을 정지할 때에 발생
되는 언더 슈트를 억제하고 그 때에 발생되는 진동을 감소할 수 있다.
여기에서, 판정치를 구하는 방법으로서는 여러가지의 방법을 취할 수 있지만 예를들면, 정지시 제어의 실
행중에 있어서의 상기 출력축의 회전수의 감속도를 구하고, 감속도의 절대값이 큰만큼 판정치를 큰 값으
로 설정하여도 좋다. 감속도가 큰 만큼 판정치를 크게 해두는 것으로, 출력축의 회전수가 언더 슈트하는
것을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 정지시 제어의 실행 중에 있어서 상기 구동축에 가해지는 제동력의
대소를 판정하고, 이 제동력이 크다고 판정된 경우에는 판정치를 큰 값으로 설정할 수 있다. 제동력이 가
해지고 있는 경우에는 원동기를 정지시키는 힘도 크다고 간주할 수 있기 때문에, 판정치를 크게 함으로써
회전수의 언더 슈트를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 동력 출력장치에 있어서 상기 정지시 제어 수단은 상기 회전축에 입출력되는 동력이 값
0이 되도록 상기 제1전동기를 구동제어하는 수단으로 할 수도 있다. 이렇게하면, 제1전동기에 의한 전력
의 소비가 없기 때문에, 장치 전체의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1전동기에 의해 강제적으
로 원동기의 출력축의 운전 상태를 변경하지 않기 때문에, 원동기의 운전 정지에 따르는 토크 쇼크를 감
소할 수 있다. 또한, 원동기와 제1전동기는 각가 소비되는 에너지(예를들면, 마찰일등)의 합이 최소로 되
는 운전 상태에서 안정된다.
혹은, 본 발명의 동력 출력장치에 있어서, 상기 소정치를 출력축과 3축식 동력 입출력 수단을 포함하는
계열의 비틀림 진동의 공진 영역을 하회하는 회전수로 해 두면, 비틀림 공진의 방지를 확실하게 할 수 있
다.
또한, 원동기의 운전 정지의 지시가 상기 구동축에의 동력의 입출력을 계속한 상태로 이루어졌을 때, 상
기 제2전동기를 구동하여 상기 구동축에의 동력의 입출력을 계속할 수도 있다. 이렇게하면, 구동축에의
동력을 입출력을 한참 계속하고 있을 때에 원동기의 운전을 정지할 수 있다. 더우기, 구동축으로의 동력
의 입출력은 제2전동기에 의해 행할 수 있다.
다음에, 본원 발명의 원동기 제어장치의 개요에 대하여 설명한다. 본원 발명의 원동기 제어장치는, 원료
의 연소에 의해 동력을 출력하는 원동기와 상기 원동기의 출력축에 댐퍼를 통해 접속된 전동기를 구비하
고, 상기 원동기의 운전·정지를 제어 가능한 원동기 제어장치로서, 상기 원동기의 운전을 정지하여야 할
조건이 갖추어졌을 때, 상기 원동기로의 연료 공급을 정지하는 연료 정지 수단과, 상기 원동기로의 연료
공급의 정지에 따라 상기 출력축에 토크를 부가하여 상기 출력축의 회전 감속도를 소정 범위로 제어하여
상기 원동기를 정지하는 정지시 제어를 실행하는 정지시 제어 실행 수단을 구비하는 것을 요지로 하고 있
다.
또한, 이 원동기 제어장치에 대응한 원동기의 제어방법은, 원료의 연소에 의해 동력을 출력하는 원동기이
고, 상기 원동기의 출력축에 댐퍼를 통해 접속된 전동기를 구비한 원동기의 정지를 제어하는 방법으로서,
상기 원동기의 운전을 정지하여야 할 조건이 갖추어졌을 때, 상기 원동기로의 연료 공급을 정지하고, 상
기 원동기로의 연료 공급의 정지에 따라 상기 출력축에 토크를 부가하고, 상기 출력축의 회전 감속도를
소정 범위로 제어하여 상기 원동기를 정지하는 정지시 제어를 실행하는 것을 요지로 하고 있다.
이 원동기 제어장치 및 원동기의 제어 방법은 출력축에 댐퍼를 통해 전동기가 접속된 원동기의 정지를 제
어하는 것이며, 전동기가 댐퍼를 통해 접속된 원동기의 출력축에 발생되는 비틀림 공진을 감소할 수
있다. 즉, 이 원동기 제어장치 및 원동기의 제어 방법에서는 원동기의 운전을 정지하여야 할 조건이 갖추
어졌을 때, 원동기로의 연료의 공급을 정지하고 이것에 따라 원동기의 출력축에 토크를 부가하여 출력축
의 회전 감속도를 소정의 범위로 제한하여 원동기를 정지한다. 출력축의 비틀림 공진은 소정의 감속도에
서 발생하기 쉽기 때문에 출력축의 회전 감속도를 소정의 범위로 제한함으로써 비틀림 공진은 감소된다.
이러한 구성에 있어서 출력축의 회전 감속도를 소정의 범위로 제한하는 정지시 제어에는 여러가지의 다양
성이 고려된다. 예를들면, 원동기의 정지시에 전동기가 출력축에 부가하는 토크의 경과시간에 따른 목표
치를 원동기의 정지시의 동태에 근거하여 미리 정하는 목표 토크 기억 수단을 구비함과 동시에, 정지시
제어 실행 수단이 정지시 제어측으로서 원동기의 정지 후의 경과 시간에 따라서 상기 목표치에 따른 토크
를 출력축에 부가하도록 전동기를 구동하는 제어를 행하는 수단을 구비할 수 있다. 이 제어는, 이른바 개
방 루프 제어로 원동기의 정지시에 전동기가 출력축에 부가하는 토크의 목표치를 시간축에 따라서 미리
설정해두는 것이다.
상기의 경우에는 출력축의 회전수를 사용한 피드백 제어를 하지 않기 때문에, 출력축에 부가하는 토크가
외란에 의해 변동하지 않는다. 또한, 출력축의 회전수가 목표 회전수(정지인 경우는 통상 0값)에서 크게
벌어지고 있는 경우에도 회전수차에 근거하여 피드백 제어를 하지 않기 때문에 과대한 토크를 출력축에
부가하여 필요없는 전력을 소비하는 일이 없다.
이러한 개방 루프 제어에서는 피드백 제어를 작용하고 있지 않은 것에서 최적의 제어를 실현하기 위해서
는 갖출 필요가 있지만, 예를들면, 상기 정지시 제어의 실행 중에 있어서의 상기 출력축의 회전수의 감속
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도를 구하는 감속도 연산 수단과, 상기 구해진 감속도의 대소에 의해 학습치를 증감하고 기억하는 학습
수단과, 상기 정지시 제어 실행 수단의 상기 정지시 제어에 있어서의 상기 소정의 범위를 상기 기억된 학
습치에 근거하여 결정하는 감속도 범위 결정 수단을 구비한 구성으로 하면 감속도의 범위를 학습할 수 있
기 때문에 양호한 제어를 실현할 수 있다.
또한, 정지시 제어의 다른 구성 예로서는 회전수 검출 수단에 의해 검출되는 출력축의 회전수가 소정의
경로로 소정치로 되도록 전동기를 구동하는 제어를 고려할 수 있다. 여기에서, 소정의 경로란 원동기로의
연료 공급을 정지하였을 때부터의 시간에 대한 원동기의 출력축의 회전수의 추이를 말한다.
이러한 원동기 제어장치에 의하면 원동기의 운전 정지의 지시가 이루어졌을 때에, 원동기의 출력축의 회
전수를 원하는 경로에서 소정치로 할 수 있다. 따라서, 소정의 경로를 단시간에 원동기의 출력축의 회전
수가 소정치로 되면 민첩하게 원동기의 회전축의 회전수를 소정치로 할 수 있고, 소정의 경로를 비교적
시간을 두고 소정치로 하면 원동기의 회전축의 회전수를 느리게 소정치로 할 수 있다. 어느쪽의 경우도
출력축의 비틀림 공진 영역을 피하도록 감속도의 범위를 제한하면, 출력축에 비틀림 공진이 생기는 일도
없다.
또한, 정지시 제어로서 검출된 출력축의 회전수가 소정치로 될 때까지, 출력축의 회전 방향과는 역방향의
토크를 출력축에 부가하도록 전동기를 구동하는 제어를 행할 수도 있다. 상기의 경우에는 보다 민첩하게
원동기의 출력축의 회전수를 소정치로 할 수 있다. 따라서, 원동기의 운전 정지의 지시가 이루어졌을 때
의 원동기의 출력축의 회전수와 소정치와의 사이에 비틀림 진동의 공진 영역이 있는 경우 이 영역을 민첩
하게 할 수 있고 공진 현상을 방지할 수 있다.
또한, 이 원동기 제어장치에 있어서 정지시 제어의 일부로서 출력축의 회전수가 소정치 이하의 값으로서
설정된 판정치 이하로 되었을 때, 출력축의 회전 방향으로 작용하는 소정의 토크를 출력축에 부가하도록
전동기를 구동하는 제어를 행하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 출력축의 회전을 정지할 때에 발생되는 언
더 슈트를 억제하여 그 때에 발생되는 진동을 감소할 수 있다.
여기에서, 판정치를 구하는 방법으로서는 여러가지의 방법을 취할 수 있지만 예를들면, 정지시 제어의 실
행 중에 있어서의 출력축의 회전수의 감속도의 절대값이 큰 만큼, 판정치를 큰 값으로 설정하여도 좋다.
감속도가 큰만큼 판정치를 크게 해 두는 것으로 출력축의 회전수가 언더 슈트하는 것을 미연에 방지할 수
있다.
또한, 소정치를 출력축과 전동기의 회전자를 포함하는 계열의 비틀림 진동의 공진 영역을 하회하는 회전
수로 해 놓으면, 비틀림 공진의 발생을 확실하게 억제할 수 있다.
[발명의 구성 및 작용]
이하, 본 발명의 실시예를 실시예에 근거하여 설명하기로 한다. 도1은 본 발명의 일실시예로서의 엔진제
어장치를 포함하는 동력 출력장치(110)의 개략 구성을 나타내는 구성도, 도2는 실시예의 동력 출력장치
(110)의 부분 확대도, 도3은 실시예의 동력 출력장치(110)를 조립한 차량의 개략 구성을 나타내는 구성도
이다. 설명의 형편상 우선 도3을 사용하여 차량 전체의 구성으로부터 설명한다.
도3에 도시된 바와 같이 이 차량은 가솔린을 연료로서 동력을 출력하는 엔진(150)을 구비한다. 이 엔진
(150)은 흡기계로부터 스로틀 밸브(166)를 통해 흡입한 공기와 연료 분사 밸브(151)로부터 분사된 가솔린
과의 혼합기를 연소실(152)에 흡입하여 이 혼합기의 폭발에 의해 밀려나는 피스톤(154)의 운동을 크랭크
샤프트(156)의 회전운동으로 변환한다. 여기에서 스로틀 밸브(166)는 액추에이터(168)에 의해 개폐 구동
된다. 점화 플러그(162)는 점화기(158)로부터 디스트리뷰티(160)를 통해 인도된 고전압에 의해서 전기 스
파크를 형성하고 혼합기는 그 전기 스파크에 의해서 점화되어 폭발 연소한다.
이 엔진(150)의 운전은 전자제어유닛(이하, EFIECU라고 칭한다)(170)에 의해 제어되고 있다. EFIECU(17
0)에는 엔진(150)의 운전 상태를 나타내는 여러가지의 센서가 접속되어 있다. 예를들면, 스로틀 밸브
(166)의 개방도(위치)를 검출하는 스로틀 밸브 위치센서(167), 엔진(150)의 부하를 검출하는 흡입기관 부
압센서(172), 엔진(150)의 수온을 검출하는 수온센서(174), 디스트리뷰티(160)에 설치되고 크랭크 샤프트
(156)의 회전수와 회전 각도를 검출하는 회전수센서(176) 및 회전 각도센서(178) 등이다. 또,
EFIECU(170)에는 이밖에, 예를들면 이그니션키의 상태(ST)를 검출하는 스타터 스위치(179)등도 접속되어
있지만, 그 밖의 센서, 스위치 등의 도시는 생략하였다.
엔진(150)의 크랭크 샤프트(156)는 크랭크 샤프트(156)에 생기는 비틀림 진동의 진폭을 억제하는 댐퍼
(157)를 통해 후술하는 유성 기어(120)라든지 모터(MG1), 모터(MG2)에 결합되어 있고 또한 구동축(112)을
회전축으로 하는 동력 전달 기어(111)를 통해 차동기어장치(114)에 결합되어 있다. 따라서, 동력 출력장
치(110)로부터 출력된 동력은 최종적으로 좌우의 구동륜(116, 118)에 전달된다. 모터(MG1) 및 모터(MG2)
는 제어장치(180)에 전기적으로 접속되어 있고, 이 제어장치(180)에 의해서 구동 제어된다. 제어장치
(180)의 구성은 나중에 상술하지만 내부에는 제어CPU가 구비되어 있고 변속 레버(182)에 설치된 변속 위
치센서(184)라든지 가속 페달(164)에 설치된 가속 페달 위치센서(164a), 브레이크 페달(165) 에 설치된
브레이크 페달 위치센서(165a) 등도 접속되어 있다. 또한, 제어장치(180)는 상술한 EFIECU(170)와 통신에
의해 여러가지의 정보를 교환하고 있다. 이것들의 정보의 교환을 포함하는 제어에 관하여는 후술한다.
도1에 도시하는 바와 같이, 실시예의 동력 출력장치(110)는 크게는 엔진(150), 엔진(150)의 크랭크 샤프
트(156)와 캐리어축(127)을 접속하여 크랭크 샤프트(156)의 비틀림 진동의 진폭을 억제하는 댐퍼(157),
캐리어축(127)에 유성캐리어(124)가 결합된 유성 기어(120), 유성 기어(120)의 태양 기어(121)에 결합된
모터(MG1), 유성 기어(120)의 링 기어(122)에 결합된 모터(MG2) 및 모터(MG1, MG2)를 구동 제어하는 제어
장치(180)로 구성되어 있다.
유성 기어(120) 및 모터(MG1, MG2)의 구성에 대하여, 도2에 의해 설명한다. 유성 기어(120)는 캐리어축
(127)에 축중심을 관통된 중공의 태양 기어축(125)에 결합된 태양 기어(121)와, 캐리어축(127)과 동축의
링 기어축(126)에 결합된 링 기어(122)와, 태양 기어(121)와 링 기어(122)의 사이에 배치되어 태양 기어
(121)의 외주를 자전하면서 공전하는 복수의 유성 피니언 기어(123)와, 캐리어기어(12a)의 단부에 결합되
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어 각 유성 피니언 기어(123)의 회전축을 축지하는 유성 캐리어(124)로써 구성되어 있다. 이 유성 기어
(120)에서는 태양 기어(121), 링 기어(122) 및 유성캐리어(124)에 각각 결합된 태양 기어축(125), 링 기
어축(126) 및 캐리어축(127)의 3축이 동력의 입출력축으로 되어, 3축중 어느 하나가 2축에 입출력되는 동
력이 결정되면, 나머지 1축에 입출력되는 동력은 결정된 2축에 입출력되는 동력에 근거하여 정해진다. 이
유성 기어(120)의 3축으로의 동력의 입출력에 대한 상세한 내용은 후술한다. 또한, 태양 기어축(125), 링
기어축(126) 및 캐리어축(127)에는 각각 그 회전각도(θs, θr, θc)를 검출하는 리졸버(resolver : 139,
149, 159)가 설치되어 있다.
링 기어(122)에는 동력 취출용 동력 취출기어(128)가 결합되어 있다. 이 동력 취출기어(128)는 체인 벨트
(129)에 의해 동력 전달 기어(111)에 접속되어 있고, 동력 취출기어(128)와 동력 전달 기어(111)의 사이
로 동력의 전달이 이루어진다.
모터(MG1)는 동기 전동발진기로서 구성되어 외주면에 복수개의 영구자석(135)을 갖는 로터(132)와 회전자
계를 형성하는 3상코일(134)이 감겨진 스테이터(133)를 구비한다. 로터(132)는 유성 기어(120)의 태양 기
어(121)에 결합된 태양 기어축(125)에 결합되어 있다. 스테이터(133)는 무방향성 전자강판의 박판을 적층
하여 형성되어 있고 케이스(119)에 고정되어 있다. 이 모터(MG1)는 영구자석(135)에 의한 자계와 3상코일
(134)에 의해 형성되는 자계와의 상호 작용에 의해 로터(132)를 회전 구동하는 전동기로서 동작하고 영구
자석(135)에 의한 자계와 로터(132)의 회전과의 상호 작용에 의해 3상코일(134)의 양단에 기전력을 발생
시키는 발전기로서 동작한다.
모터(MG2)도 모터(MG1)와 같이 동기 전동발전기로서 구성되어 외주면에 복수개의 영구자석(145)을 갖는
로터(142)와 회전자계를 형성하는 3상코일(144)이 감겨진 스테이터(143)를 구비한다. 로터(142)는 유성
기어(120)의 링 기어(122)에 결합된 링 기어축(126)에 결합되어 있고 스테이터(143)는 케이스(119)에 고
정되어 있다. 모터(MG2)의 스테이터(143)도 무방향성 전자강판의 박판을 적층하여 형성되어 있다. 이 모
터(MG2)도 모터(MG1)와 같이 전동기 혹은 발전기로서 동작한다.
다음에 모터(MG1, MG2)를 구동 제어하는 제어장치(180)에 대하여 설명한다. 도1에 도시하는 바와 같이 제
어장치(180)는 모터(MG1)를 구동하는 제1구동 회로(191), 모터(MG2)를 구동하는 제2구동 회로(192), 양구
동회로(191, 192)를 제어하는 제어 CPU(190), 이차 전지인 배터리(194)로써 구성되어 있다. 제어
CPU(190)는, 1칩 마이크로 프로세서이고 내부에 워크용의 RAM(190a), 처리 프로그램을 기억한 ROM(190b),
입출력 포트(도시하지 않음) 및 EFIECU(170)와 통신을 하는 시리얼 통신 포트(도시하지 않음)를
구비한다. 이 제어 CPU(190)에는 리졸버(139)로부터의 태양 기어축(125)의 회전각도(θs), 리졸버(149)로
부터의 링 기어축(126)의 회전각동(θr), 리졸버(159)로부터의 캐리어축(127)의 회전각도(θc), 가속 페
달 위치센서(164a)에서의 가속 페달 위치(가속 페달의 밟는 양)(AP), 브레이크 페달 위치센서(165a)에서
의 브레이크 페달 위치(브레이크 페달의 밟는 양)(BP), 변석 위치 센서(184)로부터의 변속 위치(SP), 제1
구동회로(191)에 설치된 2개의 전류검출기(195, 196)로부터의 전류치(Iu1, Iv2), 제2구동회로(192)에 설
치된 2개의 전류 검출기(197, 198)로부터의 전류치(Iu2, Iv2), 배터리(194)의 잔용량을 검출하는 잔용량
검출기(199)로부터의 잔용량(BRM) 등이 입력 포트를 통해 입력되어 있다. 또, 잔용량 검출기(199)는 배터
리(194)의 전기분해 액의 비중 또는 배터리(194)의 전체의 중량을 측정하여 잔용량을 검출하는 것이라든
지, 충전·방전의 전류치와 시간을 연산하여 잔용량을 검출하는 것이라든지, 배터리의 단자간을 순간적으
로 쇼트시켜 전류를 흐르게 하여 내부저항을 측정함으로써 잔용량을 검출하는 것등이 알려져 있다.
또한, 제어 CPU(190)로부터는 제1구동회로(191)에 설치된 스윗칭 소자인 6개의 트랜지스터(Tr1 내지 Tr
6)를 구동하는 제어 신호(SW1)와 제2구동 회로(192)에 설치된 스윗칭 소자로서의 6개의 트랜지스터(Tr11
내지 Tr16)를 구동하는 제어신호(SW2)가 출력되어 있다. 제1구동 회로(191) 내의 6개의 트랜지스터(Tr1
내지 Tr6)는 트랜지스터 인버터를 구성하고 있고, 각각 한 쌍의 전원 라인(L1, L2)에 대하여 소스측과 싱
크측이 되도록 2개씩 쌍으로 배치되고 그 접속점에 모터(MG1)의 3상코일(UVW)(34)의 각각이 접속되어 있
다. 전원 라인(L1, L2)은 배터리(194)의 플러스측과 마이너스측에 각각 접속되어 있기 때문에 제어
CPU(190)에 의해 쌍을 이루는 트랜지스터(Tr1 내지 Tr6)의 본 시간의 비율을 제어 신호(SW1)에 의해 순차
제어하고, 3상코일(134)의 각 코일에 흐르는 전류를 PWM 제어에 의해서 의사적인 정현파로 하면 3상코일
(134)에 의해 회전자계가 형성된다.
다른쪽, 제2구동회로(192)의 6개의 트랜지스터(Tr1 내지 Tr6)도 트랜지스터 인버터를 구성하고 있고 각각
1구동회로(191)와 같이 배치되어 있고, 쌍을 이루는 트랜지스터의 접속점은 모터(MG2)의 3상코일(144)의
각각에 접속되어 있다. 따라서, 제어 CPU(190)에 의해 쌍을 이루는 트랜지스터(Tr1 내지 Tr6)의 온 시간
을 제어 신호(SW2)에 의해 순차 제어하여 각 코일(144)에 흐르는 전류를 PWM 제어에 의해서 의사적인 정
현파로 하면 3상코일(144)에 의해 회전자계가 형성된다.
이상의 구성을 설명한 실시예의 동력 출력장치(110)의 동작에 관하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서
「동력」이란, 축에 작용하는 토크와 그 축의 회전수와의 곱의 형태로 나타내고, 단위 시간당에 출력되는
에너지의 크기를 말한다. 이것에 대하여, 「동력상태」란 어떤 동력을 주는 토크 및 회전수의 조합에 의
해서 정해지는 운전 포인트를 나타내는 것으로 한다. 따라서, 어떤 「동력」을 주는 「운전 포인트」는
토크 및 회전수의조합에 의하여 무수히 존재한다. 또, 동력 출력장치는 각 순간마다에 있어서의 에너지
교환, 환언하면 단위 시간당의 에너지 수지를 기준으로서 제어되기 때문에 이하, 「에너지」라는 용어는
단위 시간당의 에너지, 즉 「동력」과 동의의 용어로서 사용한다. 이와 같이 단위 시간당의 전기 에너지
를 의미하는 「전력」과 「전기 에너지」도 동의의 용어로서 사용한다.
실시예의 동력 출력장치(110)의 동작 원리, 특히 토크 변환의 원리는 이하와 같다. 엔진(150)을 회전수
(Ne), 토크(Te)의 운전 포인트(P1)로 운전하고, 이 엔진(150)으로부터 출력되는 에너지(Pe)와 동일한 에
너지이지만 다른 회전수(Nr), 토크(Tr)의 운전 포인트(P2)로 링 기어축(126)을 운전하는 경우 즉, 엔진
(150)으로부터 출력되는 동력을 토크 변환하여 링 기어축(126)을 작용시키는 경우에 대하여 고려한다. 이
때의 엔진(150)과 링 기어축(126)의 회전수 및 토크의 관계를 도4에 도시한다.
유성 기어(120)의 3축(태양 기어축(125), 링 기어축(126) 및 캐리어축(127)에 있어서의 호전수라든지 토
크의 관계는, 기구학이 가르치는 바에 의하면, 도5 및 도6에 예시하는 공선도라고 불리는 도면으로서 나
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타낼 수 있고, 기하학적으로 풀 수 있다. 또한, 유성 기어(120)에 있어서의 3축의 회전수라든지 토크의
관계는, 상술한 공선도를 사용하지 않아도 각 축의 에너지를 계산하는 것 등에 의해 수식적으로 해석할
수도 있다. 본 실싱예에서는 설명을 쉽게 하기 위해 공선도를 이용하여 설명한다.
도5에 있어서의 세로축은 3축의 회전수축이고, 가로축은 3축의 좌표 축의 위치의 비를 나타낸다. 즉, 태
양 기어축(125)과 링 기어축(126)의 좌표 축(S, R)을 양단으로 취했을 때 캐리어축(127)의 좌표 축(C)은
축(S)과 축(R)을 1 : ρ로 내분하는 축으로서 정해진다. 여기서 ρ는 기어(122)의 톱니수에 대한 태양 기
어(121)의 톱니수의 비이고 다음 식(1)에서 나타낸다.
[수 1]
지금, 엔진(150)이 회전수(Ne)에서 운전되고 있고, 링 기어축(126)이 회전수(Nr)에서 운전되고 있는 경우
를 고려하고 있기 때문에 엔진(150)의 크랭크 샤프트(156)가 결합되어 있는 캐리어축(127)의 좌표 축(C)
에 엔진(150)의 회전수(Ne)를 링 기어축(126)의 좌표 축(R)에 회전수(Nr)를 플롯할 수 있다. 이 양쪽의
점을 지나는 직선을 그리면 이 직선과 좌표 축(S)과의 교점을 나타내는 회전수로서 태양 기어축(125)의
회전수(Ns)를 구할 수 있다. 이하, 이 직선을 동작 공선이라고 부른다. 또한, 회전수(Ns)는 회전수(Ne)와
회전수(Nr)를 사용하여 비례 계산식(다음식(2))에 의해 구할 수 있다. 이와 같이 유성 기어(120)에서는
태양 기어(121), 링 기어(122) 및 유성캐리어(124) 중 어느 하나가 2개의 회전을 결정하면 나머지 1개의
회전은 결정한 2개의 회전에 근거하여 결정된다.
[수 2]
다음에, 그려진 동작 공선에 엔진(150)의 토크(Te)를 캐리어축(127)의 좌표축(C)을 작용선으로서 도면중
아래에서 위로 작용시킨다. 이때 동작 공선은 토크에 대하여는 벡터로서의 힘을 작용시켰을 때의 강체로
서 취급할 수 있기 때문에 좌표 축(C) 상에 작용시킨 토크(Te)는 평행한 2개의 다른 작용선에의 힘의 분
리의 수법에 의해 좌표 축(S) 상의 토크(Tes)와 좌표 축(R) 상의 토크(Ter)로 분리할 수 있다. 이 때 토
크(Tes 및 Ter)의 크기는 다음 식 (3) 및 (4)에 의해서 나타난다.
[수 3]
동작공선이 이 상태로 안정하기 위해서는 동작 공선의 힘의 균형이 잡히면 좋다. 즉, 좌표 축(S) 상에는
토크(Tes)와 크기가 같고 방향이 반대의 토크(Tm1)를 작용시켜 좌표 축(R) 상에는 링 기어축(126)에 출력
하는 토크(Tr)와 같은 크기로 방향이 반대의 토크와 토크(Ter)와의 합력에 대하여 크기가 같고 방향이 반
대의 토크(Tm2)를 작용시키는 것이다. 이 토크(Tm1)는 모터(MG1)에 의해, 토크(Tm2)는 모터(MG2)에 의해
작용시킬 수 있다. 이때, 모터(MG1)에서는 회전의 방향과 역방향으로 토크를 작용시키기 때문에, 모터
(MG1)는 발전기로서 동작하게 되어, 토크(Tm1)와 회전수(Ns)와의 곱으로 나타내는 전기 에너지(Pm1)를 태
양 기어축(125)으로부터 회생한다. 모터(MG2)에서는 회전 방향과 토크의 방향이 동일하기 때문에, 모터
(MG2)는 전동기로서 동작하여, 토크(Tm2)와 회전수(Nr)와의 곱으로 나타내는 전기 에너지(Pm2)를 동력으
로서 링 기어축(126)에 출력한다.
여기에서, 전기 에너지(Pm1)와 전기 에너지(Pm2)를 같게 하면, 모터(MG2)에서 소비하는 전력의 일부를 모
터(MG1)에 의해 회생하여 조달할 수 있다. 이 때문에는, 입력된 에너지의 전부를 출력하는 것으로 하면
좋기 때문에, 엔진(150)으로부터 출력되는 에너지(Pe)와 링 기어축(126)에 출력되는 에너지(Pr)를 같게
하면 좋다. 즉, 토크(Te)와 회전수(Ne)와의 곱으로 나타내는 에너지(Pe)와 토크(Tr)와 회전수(Nr)와의 곱
으로 나타내는 에너지(Pr)를 같게 하는 것이다. 도4에 대조하면 운전 포인트(p1)로 운전되고 있는 엔진
(150)으로부터 출력되는 토크(Te)와 회전수(Ne)에서 나타내는 동력을 토크 변환하여 동일한 에너지로 토
크(Tr)와 회전수(Nr)로 나타내는 동력으로서 링 기어축(126)에 출력하는 것이다. 상술한 바와 같이, 링
기어축(126)에 출력된 동력은 동력 취출기어(128) 및 동력전달기어(111)에 의해 구동축(112)에 전달되어,
차동기어장치(114)를 통해 구동륜(116, 118)에 전달된다. 따라서, 링 기어축(126)에 출력되는 동력과 구
동륜(116, 118)에 전달되는 동력에는 리니어인 관계가 성립하기 때문에 구동륜(116, 118)에 전달되는 동
력은 링 기어축(126)에 출력되는 동력을 제어함으로써 제어할 수 있다.
도5에 도시하는 공선도에서는 태양 기어축(125)의 회전수(Ns)는 플러스이지만, 엔진(150)의 회전수(Ne)와
링 기어축(126)의 회전수(Nr)에 의해서는, 도6에 도시하는 공선도와 같이 마이너스가 되는 경우도 있다.
이때에는, 모터(MG1)에서는 회전의 방향과 토크의 작용하는 방향이 같아지기 때문에, 모터(MG1)는 전동기
로서 동작하여 토크(Tm1)와 회전수(Ns)와의 곱으로 나타내는 전기 에너지(Pm1)를 소비한다. 한편, 모터
(MG2)에서는 회전의 방향과 토크의 작용하는 방향이 반대로 되기 때문에, 모터(MG2)는 발전기로서 동작하
여 토크(Tm2)와 회전수(Nr)와의 곱으로 나타내는 전기 에너지(Pm2)를 링 기어축(126)으로부터 회생한다.
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상기의 경우 모터(MG1)로 소비하는 전기 에너지(Pm1)와 모터(MG2)로 회생하는 전기 에너지(Pm2)를 같게
하면, 모터(MG1)로 소비하는 전기 에너지(Pm1)를 모터(MG2)에서 알맞게 조달할 수 있다.
이상, 실시예의 동력 출력장치(110)에 있어서의 기본적인 토크 변환에 관하여 설명하였지만, 실시예의 동
력 출력장치(110)는 이러한 엔진(150)으로부터 출력되는 동력의 전부를 토크 변환하여 링 기어축(126)에
출력하는 동작의 그 외에, 엔진(150)으로부터 출력되는 동력(토크(Te)와 회전수(Ne)와의 곱)과, 모터
(MG1)에 의해 회생 또는 소비되는 전기 에너지(Pm1)와, 모터(MG2)에 의해 소비 또는 회생되는 전기 에너
지(Pm2)를 조절함으로써, 잉여의 전기 에너지를 발견하여 배터리(194)를 충전하는 동작으로 하기도 하고,
부족하는 전기 에너지를 배터리(194)에 저장된 전력에 의해 보충하는 동작 등 여러가지의 동작으로 할 수
도 있다.
또한, 이상 동작 원리로서는 유성 기어(120)라든지 모터(MG1), 모터(MG2), 트랜지스터(Tr1 내지 Tr16) 등
에 의한 동력의 변환 효율을 값1(100%)으로서 설명하였다. 실제로는, 값 1미만이기 때문에, 엔진(150)으
로부터 출력되는 에너지(Pe)를 링 기어축(126)에 출력하는 에너지(Pr)보다 약간 큰 값으로 하든가, 반대
로 링 기어축(126)에 출력하는 에너지(Pr)를 엔진(150)으로부터 출력되는 에너지(Pe)보다 약간 작은 값으
로 할 필요가 있다. 예를들면, 엔진(150)으로부터 출력되는 에너지(Pe)를 링 기어축(126)에 출력되는 에
너지(Pr)로 변환 효율의 역수를 곱하여 산출되는 값으로 하면 좋다. 또한, 모터(MG2)의 토크(Tm2)를 도5
의 공선도의 상태에서는 모터(MG1)에 의해 회생되는 전력에 양모터의 효율을 곱한 것으로부터 산출되는
값으로 하고, 도6의 공선도의 상태에서는 모터(MG1)에 의해 소비되는 전력을 양모터의 효율로 나눈 것으
로부터 산출하면 좋다. 또, 유성 기어(120)에서는 기계 마찰등에 의해 열로서 에너지를 손실하지만, 그
손실량은 전체양에서 보면 매우 적고, 모터(MG1, MG2)에 사용한 동기 전동기의 효율은 값 1에 아주 가깝
다. 또, 트랜지스터(Tr1 내지 Tr16)의 온 저항도 GTO 등 아주 작은 것이 알려지고 있다. 따라서, 동력의
변환 효율은 값 1에 가까와지기 때문에, 이하의 설명에서도, 설명을 쉽게 하기 위해 명시하지 않는 한 값
1(100%)로서 취급한다.
다음에, 이러한 토크제어에 의해 주행 상태에 있는 차량에 있어서, 주행 상태대로 엔진(150)의 운전을 정
지할 때의 이행 제어에 대하여 도7에 예시하는 엔진 정지 제어 루틴에 근거하여 설명한다. 본 루틴은 운
전자에 의해서 모터(MG2)에만 의한 운전 모드의 전환의 지시가 있을 때, 혹은 제어장치(180)의 제어
CPU(190)에 의해 실행되는 도시하지 않은 운전 모드 판정 처리에 의해 모터(MG2)에만 의한 운전 모드가
선택되었을 때 등에 실행된다.
엔진 정지 제어 루틴이 실행되면, 제어장치(180)의 제어 CPU(190)는 우선 통신에 의해 EFIECU(170)에 엔
진의 운전 정지의 신호를 출력한다(스텝 S100). 엔진(150)의 운전 정지신호를 수신한 EFIECU(170)는 연료
분사 밸브(151)로부터의 연료 분사를 정지함과 동시에 점화 플러그(162)에의 전압의 인가를 정지하여, 접
시에 스로틀 밸브(166)를 전면 폐쇄한다. 이러한 처리에 의해 엔진(150)의 운전은 정지된다.
계속해서, 제어 CPU(190)는 엔진(150)의 회전수(Ne)를 입력하는 처리를 한다(스텝 S102). 엔진(150)의 회
전수(Ne)는 크랭크 샤프트(156)와 댐퍼(157)를 통해 결합된 캐리어축(127)에 설치된 리졸버(159)에 의해
검출되는 캐리어축(127)의 회전각도(θc)에서 구할 수 있다. 또, 엔진(150)의 회전수(Ne)는 디스트리뷰터
(160)에 설치된 회전수센서(176)에 의해서도 직접 검출할 수도 있다. 상기의 경우, 제어 CPU(190)는 회전
수센서(176)에 접속된 EFIECU(170)로부터 통신에 의해 회전수(Ne)의 정보를 받아들인다.
엔진(150)의 회전수(Ne)를 입력하면 입력한 회전수(Ne)에 근거하여 타임카운터(TC)의 초기값을 설정한다
(스텝 S104). 여기에서, 타임카운터(TC)는 후술하는 스텝(S106)에 나타낸 바와 같이 반복 스텝(S106 내지
S126)의 처리가 실행될 때에 잉크 리멘트되는 것이다. 이 타임카운터(TC)의 초기값의 설정은 타임 카운터
(TC)를 인수로서 엔진(150)의 목표 회전수(Ne*)를 설정할 때의 맵, 예를들면 도8에 도시하는 맵을 사용하
여 행하여진다. 도8에 도시하는 바와 같이 타임카운터(TC)의 설정은 세로축(목표 회전수(Ne*)의 축) 상에
회전수(Ne)를 취하고, 이것에 대응하는 타임카운터(TC)의 값을 구함으로써 행하여진다.
타임카운터(TC)를 설정하면 설정한 타임카운터(TC)를 잉크 리멘트하여(스텝(S106)), 이 잉크 리멘트한 타
임카운터(TC)와 도8에 도시하는 맵을 사용하여 엔진(150)의 목표 회전수(Ne*)를 설정한다(스텝(S108)).
목표 회전수(Ne*)의 설정에서는 가로축(타임카운터(TC)의 축) 상에 타임 카운터(TC)를 취하고, 이것에 대
응하는 목표 회전수(Ne*)를 구함으로써 행하여진다. 또, 도8에는 타임카운터(TC)의 초기값을 값 1을 첨가
한 「TC 1」로서 목표 회전수(Ne*)를 구하는 모양을 표시하였다. 계속해서, 엔진(150)의 회전수(Ne)를 입
력하여(스텝(S110)), 입력한 회전수(Ne)와 설정한 목표 회전수(Ne*)를 사용하여 다음 식(4)에 의해 모터
(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)를 설정한다(스텝(S112)). 여기에서, 식 (5) 중의 오른쪽 부근 제1항은 회전수
(Ne)의 목표 회전수(Ne*)로부터의 편차를 제거하는 비례항이고, 오른쪽 부근 제2항은 정상편차를 없애는
적분항이다. 또한, K1 및 K2는 비례정수이다.
[수 4]
Tm1* ←K1(Ne*-Ne) K2∫(Ne*-Ne)dt …(4)
계속해서, 링 기어축(126)에 출력하여야 할 토크의 지령치(Tr*)와 모터(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)를 사용
하여 다음 식 (6)에 의해 모터(MG2)의 토크 지령치(Tm2*)를 설정한다(스텝S120). 식(6) 중의 오른쪽 부근
제2항은 엔진(150)의 운전을 정지한 상태로 모터(MG1)로부터 토크 지령치(Tm1*)의 토크를 출력하였을 때
에 유성 기어(120)를 통해 링 기어축(126)에 작용하는 토크이고, K3은 비례정수이다. K3은, 공선도에 있
어서의 동작 공선의 균형이 잡힌 상태라면 값 1이지만, 엔진(150)의 운전 정지시의 과도시이기 때문에,
모터(MG1)로부터 출력되는 토크중의 일부가 엔진(150)의 모터(MG1)로써 이루어지는 관성계의 운동에 변화
에 사용되기 때문에, 값 1보다 작은 값이 된다. 이 토크를 정확하게 구하기 위해서는, 상술한 관성계의
모터(MG1)로부터 본 관성 모멘트에 태양 기어축(125)의 각도 가속도를 곱하여 관성계의 운동의 변화에 사
용되는 토크(관성토크)를 구하여, 이것을 토크 지령치(Tm1*)로부터 감소된 것을 기어비(ρ)에서 나누면
좋다. 실시예에서는, 본 루틴에 의해 설정되는 토크 지령치(Tm1*)가 비교적 작은 값인 것부터, 비례정수
(K3)을 사용하여 계산을 간략화하였다. 또, 링 기어축(126)에 출력할 토크 지령치(Tr*)는 운전자에 의한
가속 페달(164)의 밟는 양에 근거하여 도9에 예시하는 요구 토크 설정 루틴에 근거하여 설정된다. 이하,
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이의 토크 지령치(Tr*)를 설정하는 처리에 대하여 간단히 설명한다.
[수 5]
도9의 요구 토크 설정 루틴은, 소정시간마다(예를들면, 8msec)에 반복 실행된다. 본 루틴이 실행되면 제
어장치(180)의 제어 CPU(190)는 우선, 링 기어축(126)의 회전수(Nr)를 기입하는 처리를 한다(스텝S130).
링 기어축(126)의 회전수(Nr)는 리졸버(149)에 의해 검출되는 링 기어축(126)의 회전각도(θr)에서 구할
수 있다. 계속해서, 가속 페달 위치센서(164a)에 의해서 검출되는 가속 페달 위치(AP)을 입력하는 처리를
한다(스텝 S132). 가속 페달(164)은 운전자가 출력토크가 모자란다고 느꼈을 때에 밟아지는 것이기 때문
에, 가속 페달 위치(AP)는, 링 기어축(126) 나아가서는 구동륜(116, 118)에 출력하어야 할 토크에 대응하
는 것으로 이루어진다. 가속 페달 위치(AP)를 기입하면 기입한 가속 페달 위치(AP)와 링 기어축(126)의
회전수(Nr)와에 근거하여 링 기어축(126)에 출력하여야 할 토크의 목표치인 토크 지령치(Tr*)를 도출하는
처리를 한다(스텝 S134). 여기에서, 구동륜(116, 118)에 출력하여야 할 토크를 도출하지 않고서, 링 기어
축(126)에 출력하여야 할 토크를 도출하는 것은, 링 기어축(126)은 동력 취출기어(128), 동력 전달기어
(111) 및 자동 기어 장치(114)를 통해 구동륜(116, 118)에 기계적으로 결합되어 있기 때문에, 링 기어축
(126)에 출력하여야 할 토크를 도출하면, 구동륜(116, 118)에 출력하여야 할 토크를 도출하는 결과가 되
기 때문이다. 또한, 실시예에서는 링 기어축(126)의 회전수(Nr)와 가속 페달 위치(AP)와 토크 지령치
(Tr*)와의 관계를 나타내는 맵을 미리 ROM(190b)에 기억해 두고, 가속 페달 위치(AP)가 기입되면, 기입된
가속 페달 위치(AP)와 링 기어축(126)의 회전수(Nr)와 ROM(190b)에 기억한 맴에 근거하여 토크 지령치
(Tr*)의 값을 도출하는 것을 하였다. 이 맵의 일례를 도10에 도시한다.
이렇게 해서 스텝(S112)에서 모터(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)를 설정하여, 스텝(S114)에서 모터(MG2)의 토
크 지령치(Tm2*)를 설정하면, 개입 처리를 이용하여 소정 시간마다(예를들면, 4msec마다)에 반복 실행되
는 도11에 예시하는 모터(MG1)의 제어 루틴이라든지 도12에 예시하는 모터(MG2)의 제어 루틴에 의해, 설
정된 지령치의 토크가 모터(MG1)라든지 모터(MG2)로부터 출력되도록 모터(MG1)라든지 모터(MG2)가 제어된
다. 이러한 모터(MG1)의 제어와 모터(MG2)의 제어에 관하여는 후술한다.
다음에, 제어장치(180)의 제어 CPU(190)는 엔진(150)의 회전수(Ne)와 임계값(Nref)을 비교한다(스텝
S116). 여기에서, 임계값(Nref)은 모터(MG2)에만 의하는 운전 모드의 처리에 있어서 엔진(150)의 목표 회
전수(Ne*)로서 설정되는 값의 부근의 값으로서 설정되는 것이다. 실시예에서는 모터(MG2)에만 의한 운전
모드의 처리에 있어서의 엔진(150)의 목표 회전수(Ne*)가 값 0으로 설정되어 있기 때문에, 임계값(Nref)
은 값 0 부근의 값으로서 설정되어 있다. 또한, 이 값은 댐퍼(157)에 의해 결합된 크랭크 샤프트(156)와
캐리어축(127)에 결합되어 있는 계열이 공진 현상을 발생하는 회전수 영역의 하한치보다 작은 값이다. 따
라서, 엔진(150)의 회전수(Ne)가 임계값(Nref) 보다 클 때에는 아직 엔진(150)의 운전 정지의 과도시에
있어, 공진 현상을 발생하는 회전수 영역의 하한치 미만으로 되어 있지 않다고 판단하여, 스텝(S106)으로
되돌아가, 스텝(S106 내지 S116)의 처리를 반복 실행한다. 스텝(S106 내지 S116)의 처리를 반복
실행하면, 그 때마다 타임카운터(TC)가 잉크 리멘트되어, 엔진(150)의 목표 회전수(Ne*)가 도8에 도시하
는 맵에 근거하여 보다 작은 값으로서 설정되기 때문에 엔진(150)의 회전수(Ne)는 도8에 도시하는 맵의
목표 회전수(Ne*)의 구배와 같은 구배에서 작아진다. 따라서, 목표 회전수(Ne*)의 구배를, 엔진(150)에의
연료 분사의 정지하였을 때의 회전수(Ne)가 자연스러운 변화의 구배 이상으로 하면 엔진(150)의 회전수
(Ne)를 재빨리 작게 할 수 있고, 회전수(Ne)가 자연스러운 변화의 구배미만으로 하면 엔진(150)의 회전수
(Ne)를 완만히 작게 할 수 있다. 실시예에서는, 상술한 공진 현상을 발생하는 회전수 영역을 통과하는 것
을 상정하고 있기 때문에, 목표 회전수(Ne*)의 구배는 회전수(Ne)가 자연스러운 변화의 구배이상으로 설
정되어 있다.
한편, 엔진(150)의 회전수(Ne)가 임계값(Nref) 이하로 되면 모터(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)에 캔슬 토크
(Tc)를 설정함과 동시에(스텝 S118), 상기 식(6)에 의해 모터(MG2)의 토크 지령치(Tm2*)를 설정하여(스텝
S120) 소정시간 경과하는 것을 기다린다(스텝 S122). 여기에서, 캔슬 토크(TC)는 엔진(150)의 회전수(N
e)가 마이너스의 값이 되는 이른바 언더 슈트하는 것을 방지하기 위한 토크이다. 또, PI 제어를 받는 모
터(MG1)에 의해 적극적으로 엔진(150)의 운전을 정지할 때에 엔진(150)의 회전수(Ne)가 언더 슈트하는 이
유에 관하여는 상술하였다.
모터(MG1)로부터 캔슬 토크(Tc)를 출력한 상태에서 소정시간 경과하면 모터(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)에
값 0을 설정함과 동시에(스텝 S124), 모터(MG2)의 토크 지령치(Tm2*)에 토크 지령치(Tr)를 설정하여(스텝
S126) 본 루틴을 종료하고, 도시하지 않은 모터(MG2)에만 의한 운전 모드의 처리를 실행한다.
다음에, 모터(MG1)의 제어에 대하여 도11에 예시하는 모터(MG1)의 제어 루틴에 근거하여 설명한다. 본 루
틴이 실행되면 제어장치(180)의 제어 CPU(190)는 우선, 태양 기어축(125)의 회전각도(θs)를 리졸버(13
9)로부터 입력하는 처리를 행하고(스텝 S180), 모터(MG1)의 전기 각도(1)를 태양 기어축(125)의 회전각도
(θs)에서 구하는 처리를 한다(스텝 S181). 실시예에서는, 모터(MG1)로서 4극쌍의 동기 전동기를 사용하
고 있기 때문에, θ1=4θs를 연산한다. 계속해서, 전류검출기(195, 196)에 의해, 모터(MG1)의 3상코일
(134)의 U상과 V상에 흐르고 있는 전류(Iu1, Iv1)를 검출하는 처리를 한다(스텝 S182). 전류는 U, V, W의
3상으로 흐르고 있지만, 그 총합은 제로이기 때문에, 두개의 상에 흐르는 전류를 측정하면 족하다. 이렇
게 해서 얻어진 3상의 전류를 사용하여 좌표 변환(3상-2상 변환)을 한다(스텝 S184). 좌표 변환은 영구자
석형의 동기 전동기의 d축, q축의 전류치로 변환하는 것이며, 다음 식 (7)을 연산함으로써 행하여진다.
여기에서 좌표 변환을 하는 것은, 영구자석형의 동기 전동기에 있어서는 d축 및 q축의 전류가 토크를 제
어하는 데에 있어서 본질적인 양이기 때문이다. 원래부터 3상대로 제어하는 것도 가능하다.
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[수 6]
다음에, 2축의 전류치로 변환한 후, 모터(MG1)에 있어서의 토크 지령치(Tm1*)로부터 구해지는 각 축의 전
류지령치(Id1*, Iq1*)와 실제 각 축에 흐른 전류(Id1, Iq1)와 편차를 구하여, 각 축의 전압지령치(Vd1,
Vq1)를 구하는 처리를 한다(스텝 S186). 즉, 먼저 이하의 식 (8)의 연산을 행하는 다음으로 다음식 (9)의
연산을 행하는 것이다. 여기에서, Kp1, Kp2, Ki1, Ki2는 각각 계수이다. 이것들의 계수는 적용하는 모터
의 특성에 적합하도록 조정된다. 또한, 전압지령치(Vd1, Vq1)는 전류지령치(1*)와의 편차(△I)에 비례하
는 부분(식 (9) 오른쪽 부근 제1항)과 편차(△1)의 i회분의 과거의 누적분(오른쪽 부근 제2항)으로써 구
해진다.
[수 7]
그 후, 이렇게 해서 전압 지령치를 스텝(S184)으로 한 변환의 역변환에 상당하는 좌표변환(2상-3상 변
환)을 행하여(스텝 S188), 실제로 3상코일(134)에 인가하는 전압(Vu1, Vv1, Vw1)을 구하는 처리를
행한다. 각 전압은 다음 식(10)에 의해 구한다.
[수 8]
실제의 전압 제어는 제1구동 회로(191)의 트랜지스터(Tr1 내지 Tr6)의 온 오프시간에 의해 이루어지기 때
문에, 식 (10)에 의해서 구한 각 전압 지령치가 되도록 각 트랜지스터(Tr1 내지 Tr6)의 온 시간을 PWM 제
어한다(스텝 S187).
여기에서, 모터(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)의 부호를 도5라든지 도6의 공선도에 있어서의 토크(Tm1)의 방
향을 플러스로 하면, 같은 플러스의 값의 토크 지령치(Tm1*)가 설정되었어도, 도5의 공선도의 상태와 같
이 토크 지령치(Tm1*)의 작용하는 방향과 태양 기어축(125)의 회전의 방향이 다를 때에는 회생 제어가 이
루어지며, 도6의 공선도의 상태와 같이 같은 방향일 때에는 역행 제어가 이루어진다. 그러나, 모터(MG1)
의 역행 제어와 회생 제어는, 토크 지령치(Tm1*)가 플러스이면, 로터(132)의 외주면에 설치된 영구자석
(135)과 3상코일(134)에 흐르는 전류에 의해 생기는 회전자계에 의해서 플러스의 토크가 태양 기어축
(125)에 작용하도록 제1구동회로(191)의 트랜지스터(Tr1 내지 Tr6)를 제어하는 것이기 때문에, 동일한 스
윗칭 제어가 된다. 즉, 토크 지령치(Tm1*)의 부호가 동일하면 모터(MG1)의 제어가 회생제어라도 역행제어
라도 같은 스윗칭 제어가 된다. 따라서, 도11의 모터(MG1)의 제어 루틴으로 회생제어와 역행제어의 어느
것이나 행할 수 있다. 또한, 토크 지령치(Tm1*)가 마이너스일 때에는, 스텝(S180)으로 기입하는 태양 기
어축(125)의 회전각도(θs)의 변화의 방향이 반대로 될 뿐이기 때문에, 이때의 제어도 도11의 모터(MG1)
의 제어 루틴에 의해 행할 수 있다.
다음에, 모터(MG2)의 제어에 관하여 도12에 예시하는 모터(MG2)의 제어 루틴에 근거하여 설명한다. 모터
(MG2)의 제어 처리는 모터(MG1)의 제어처리중 토크 지령치(Tm1*)와 태양 기어축(125)의 회전각도(θs)를
대신하여 토크 지령치(Tm2*)와 링 기어축(126)의 회전각도(θr)를 사용하는 점을 제외하며, 모터(MG1)의
제어처리와 완전히 동일하다. 즉, 링 기어축(126)의 회전각도(θr)를 리졸버(149)를 사용하여 검출함과
동시에 (스텝 S190) 검출한 회전각도(θr)에서 모터(MG2)의 전기 각도(θ2)를 산출하고(스텝 S191) 계속
해서 모터(MG2)의 각 상전류를 전류검출기(197, 198)를 사용하여 검출하고(스텝 S192), 그 후, 좌표변환
(스텝 S194) 및 전압 지령치(Vd2, Vq2)의 연산을 행하고(스텝 S196), 또한 전압 지령치의 역좌표변환(스
텝 S198)을 하여, 모터(MG2)의 제2구동회로(192)의 트랜지스터(Tr11 내지 Tr16)의 온 오프제어시간을 구
하여 PWM 제어를 한다(스텝 S199).
여기에서, 모터(MG2)도 토크 지령치(Tm2*)의 방향과 링 기어축(126)의 회전의 방향에 의해서 역행 제어되
거나 회생제어되기도 하지만, 모터(MG1)와 같이 역행제어도 회생제어도 함께 도12의 모터(MG2)의 제어처
리로 할 수 있다. 또한, 실시예에서는 모터(MG2)의 토크 지령치(Tm2*)의 부호는, 도5의 공선도의 상태일
때의 토크(Tm2)의 방향을 플러스로 하였다.
다음에, 이러한 엔진(150)의 정지 제어 시의 엔진(150)의 회전수(Ne)라든지 모터(MG1)의 토크(Tm1) 등의
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변화의 모양을 도13 내지 도15에 예시하는 공선도와 도16에 예시하는 설명도를 이용하여 설명한다. 도13
은 도7의 엔진 정지제어 루틴이 처음으로 실행되었을 때의 공선도이고, 도14는 엔진 정지제어 루틴의 스
텝(S106 내지 S116)의 처리가 몇회인가 반복 실행되었을 때의 공선도이고, 도15는 엔진(150)의 회전수
(Ne)가 임계값(Nref) 이하로 되었을 때의 공선도이다. 실시예에서는, 도8의 맵에 있어서의 목표 회전수
(Ne*)의 구배가 회전수(Ne)가 자연스러운 변화의 구배 이상으로 설정되어 있기 때문에, 도13 및 도14에
도시하는 바와 같이, 모터(MG1)로부터 출력되는 토크(Tm1)는 엔진(150)의 회전수(Ne)를 강제적으로 작게
하는 방향으로 작용한다. 따라서, 모터(MG1)는 엔진 정지제어 루틴이 비로소 실행되었을 때에는, 토크
(Tm1)는 태양 기어축(125)의 회전방향과 역방향으로 되기 때문에, 발전기로서 동작하여 그 후, 도14에 도
시하는 바와 같이 태양 기어축(125)의 회전수(Ns)가 마이너스의 값이 되기 때문에 전동기로서 동작한다.
이때, 모터(MG1)는 엔진(150)의 회전수(Ne)와 목표 회전수(Ne*)와에 근거하여 PI 제어되기 때문에, 도16
에 도시하는 바와 같이 엔진(150)의 회전수(Ne)는 목표 회전수(Ne*)에서 약간 지연되어 변화한다. 또한,
엔진(150)의 운전 정지의 지시가 출력되기 전의 상태에 있어서의 엔진(150)의 회전수(Ne)와 링 기어축
(126)의 회전수(Nr)에 의해서도 도6을 이용하여 설명한 바와 같이 태양 기어축(125)의 회전수(Ns)가 마이
너스의 값이 될 때도 있기 때문에, 도14의 공선도가 엔진 정지제어 루틴이 비로소 실행되었을 때의 공선
도가 되는 경우도 있다. 이 경우, 모터(MG1)는 처음부터 전동기로서 동작한다.
이러한 도13 및 도14의 공선도의 상태에서는 엔진(150)에의 연료 공급은 정지되어 있기 때문에 엔진(15
0)으로부터의 토크의 출력은 없다. 그러나, 모터(MG1)로부터 엔진(150)의 회전수(Ne)를 강제적으로 작게
하는 토크(Tm1)가 출력되기 때문에, 그 항력으로서의 토크(Tsc)가 캐리어축(127)에 작용한다. 한편, 링
기어축(126)에는 모터(MG2)로부터 출력되는 토크(Tm2)와 모터(MG1)로부터 출력되는 토크(Tm1)에 따라서
유성 기어(120)를 통해 링 기어축(126)에 출력되는 토크(Tsr)가 작용한다. 이 링 기어축(126)에 작용하는
토크(Tsr)는 상술한 바와 같이 엔진(150)과 모터(MG1)로써 이루어지는 관성계의 운동의 변화와 동작 공선
이 균형이 작힘으로 구할 수 있지만, 식 (6)의 오른쪽 부근 제2항과 같은 정도이다. 따라서, 링 기어축
(126)에는 거의 토크 지령치(Tr*)의 토크가 출력된다.
도7의 엔진 정지 제어 루틴의 스텝(S116)에서 엔진(150)의 회전수(Ne)가 임계값(Nref) 이하로 되면, 모터
(MG1)로부터 캔슬 토크(Tc)가 출력되기 때문에, 엔진(150)의 회전수(Ne)는 도16의 절선으로 나타내는 언
더 슈트를 하지 않고 정지하여, 모터(MG2)에만 의한 운전 모드의 처리에 순조롭게 이행한다. 실시예에서
는 이 모터(MG2)에만 의한 운전 모드일 때에는 모터(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)를 값 0으로 하고 있다. 이
때문에, 공작공선은 엔진(150)을 헛돌게 하는데 필요한 에너지와 모터(MG1)를 헛돌게 하는데 필요한 에너
지 합의 가장 작은 상태에 안정된다. 실시예에서는 엔진(150)은 가솔린을 사용하고 있기 때문에 엔진
(150)을 헛돌게 하는데 필요한 에너지, 즉, 엔진(150)의 피스톤의 마찰이나 압축등에 요하는 에너지는,
모터(MG1)의 로터(132)를 헛돌게 하는데 필요한 에너지보다도 커진다. 따라서, 공작공선은 도15의 공선도
에 나타내는 것 같이, 엔진(150)이 정지하여 모터(MG1)가 헛도는 상태가 된다. 또, 도15의 공선도에는 모
터(MG1)로부터 출력되는 캔슬 토크(Tc)도 기재하였다.
이상 설명한 실시예의 동력 출력장치(110)에 의하면, 엔진(150)의 운전 정지의 지시가 있었기 때문에, 엔
진(150)의 회전수(Ne)를 민첩하게 값 0으로 할 수 있다. 따라서, 엔진(150)과 모터(MG1)를 관성매스로 한
비틀림 진동의 공진 현상을 발생하는 영역의 회전수를 재빠르게 통과할 수 있다. 이 결과, 비틀림 진동의
진폭을 억제하는 댐퍼(157)를 간이한 구성의 것으로 할 수 있다.
또한, 실시예의 동력 출력장치(110)에 의하면 엔진(150)의 회전수(Ne)가 값 0으로 되기 직전에 엔진(15
0)의 회전수(Ne)가 증가하는 방향의 캔슬 토크(Tc)를 모터(MG1)로부터 출력하기 때문에 엔진(150) 회전수
(Ne)의 언더 슈트를 억제할 수 있다. 이 결과 언더 슈트에 의해서 발생할 수 있는 진동이나 이음등의 발
생을 방지할 수 있다.
실시예의 동력 출력장치(110)에서는 목표 회전수(Ne*)의 구배가 엔진(150)의 회전수(Ne)가 자연스러운 변
화보다 큰 맵(도8의 맵)을 사용하여, 엔진(150)의 회전수(Ne)를 강제적으로 작게 하는 토크(Tm1)를 모터
(MG1)로부터 출력하도록 하였지만, 도8의 맵을 대신하여 목표 회전수(Ne*)의 구배가 엔진(150)의 회전수
(Ne)의 자연스러운 변화보다 작은 맵을 사용하여, 엔진(150)의 회전수(Ne)가 완만하게 변화하도록 하여도
좋다. 이렇게하면, 엔진(150)의 회전수(Ne)를 완만하게 변화시킬 수 있다.
또한, 도8의 맵을 대신하여 목표 회전수(Ne*)의 구배가 엔진(150)의 회전수(Ne)의 자연스러운 변화와 같
아지는 맵을 사용하여 엔진(150)의 회전수(Ne)가 자연스럽게 변화하도록 하여도 좋다. 이 경우, 엔진
(150)의 운전을 정지함과 동시에 모터(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)에 값 0을 설정하면 좋다. 이 경우의 엔
진 정지제어 루틴을 도17에 예시한다. 이 루틴에서는 모터(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)에 값 0을 설정함과
동시에 (스텝 S202) 모터(MG2)의 토크 지령치(Tm2*)에는 토크 지령치(Tr*)를 설정한다(스텝 S210). 이때
문에, 모터(MG1)로부터는 어느 토크는 출력되지 않는 것으로 되기 때문에, 엔진(150)이나 모터(MG1)의 운
동에너지를 엔진(150)의 피스톤의 마찰이나 압축 등으로 소비하면서 엔진(150)을 헛돌게 하는데 필요한
에너지와 모터(MG1)를 헛돌게 하는데 필요한 에너지 합의 가장 작은 상태(도15의 공선도의 상태)를 향하
여 변화해 간다. 이와 같이, 모터(MG1)로부터 어느 토크를 출력하지 않는 것으로 하면, 모터(MG1)에 의해
전력을 소비하지 않기 때문에 장치 전체의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 도17의 엔진 정지 제
어 루틴은 이대로 모터(MG2)에 의해서만 운전 모드의 처리가 될 수 있다.
실시예의 동력 출력장치(110)에서는 모터(MG2)에만 의한 운전 모드에 있어서의 엔진(150)의 목표 회전수
(Ne*)를 값 0으로 하여 이 값이 되도록 임계값(Nref)을 값 0 또는 그 부근의 값으로 하였지만 모터(MG2)
에만 의한 운전모드에 있어서의 엔진(150)의 목표 회전수(Ne*)를 값 0 이외의 값으로 하고, 임계값(Nre
f)을 그 값 또는 그 부근의 값으로서도 좋다. 예를 들면, 엔진(150)의 목표 회전수(Ne*)를 아이들 회전수
의 값으로 하여 임계값(Nref)을 아이들 회전수 또는 아이들 회전수 부근의 값으로 하는 경우 등이다.
실시예의 동력 출력장치(110)에서는 차량이 주행하고 있을 때, 즉 링 기어축(126)이 회전하고 있는 상태
일 때에 엔진(150)의 운전을 정지할 때의 엔진(150)의 회전수(Ne)의 제어에 대하여 설명하였지만, 차량이
정지하고 있을 때 즉 링 기어축(126)이 회전하고 있지 않은 상태일 때에, 엔진(150)의 운전을 정지할 때
의 엔진(150)의 회전수(Ne)의 제어에 적용하여도 좋다.
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실시예의 동력 출력장치(110)에서는 모터(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)의 설정처리와 모터(MG2)의 토크 지령
치(Tm2*)의 설정 처리를 엔진 정지 제어 루틴의 처리로서 하였지만, 모터(MG1)의 토크 지령치(Tm1*)의 설
정 처리를 모터(MG1)의 제어의 처리의 하나로서 행하고, 모터(MG2)의 토크 지령치(Tm2*)의 설정 처리를
모터(MG2)의 제어 처리의 하나로서 행하여도 좋다.
실시예의 동력 출력장치(110)에서는 링 기어축(126)에 출력된 동력을 링 기어(122)에 결합된 동력 취출기
어(128)를 통해 모터(MG1)와 모터(MG2)와의 사이로부터 취출하였지만, 도18의 변형예의 동력 출력장치
(110A)에 나타낸 바와 같이, 링 기어축(126)을 연장하여 케이스(119)로부터 취출하여도 좋다. 또한, 도19
의 변형예의 동력 출력장치(110B)에 나타낸 바와 같이 엔진(150)측에서 유성기어(120), 모터(MG2), 모터
(MG1)의 순서로 되도록 배치하여도 좋다. 이 경우, 태양 기어축(125B)은 중공이 아니더라도 좋다. 링 기
어축(126B)은 중공축으로 할 필요가 있다. 이렇게하면, 링 기어축(126B)에 출력된 동력을 엔진(150)과 모
터(MG2)와의 사이에서 취출할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다. 제2실시는 제1실시예와 거의 동일한 하드웨어 구성을
구비하지만 도20에 도시하는 바와 같이, 제1실시예와 비교하여 엔진(150)에 개폐 타이밍 변경 기구(153)
를 구비하는 점에서 다르다. 또한, 제어장치(180)가 실행하는 처리의 내용도 다르다. 우선, 하드웨어 구
성의 상위에 대하여 도20을 참조하여 설명한다.
개폐 타이밍 변경 기구(153)는 엔진(150)의 흡입기 밸브(150a)의 개폐 타이밍을 조정하는 것이며, 그 상
세한 구성을 도21에 도시한다. 통상, 흡기 밸브(150a)는 흡기 캠 샤프트(240)에 설치된 캠에 의해 개폐하
여, 배기 밸브(150b)는 배기 캠 샤프트(244)에 부착된 캠에 의해 개폐하는 기구로 되어 있다. 흡기 밸브
(150a) 및 배기 밸브(150b)가 엔진(150)의 회전수에 따른 타이밍으로 개폐할 수 있도록, 흡기 캠 샤프트
(240)에 결합된 흡기 캠 샤프트·타이밍·기어(242)와 배기 캠 샤프트(244)에 결합된 배기 캠 샤프트·타
이밍·기어(246)는 타이밍 벨트(248)에 의해 크랭크 샤프트(156)와 연결되어 있다. 이러한 통상의 구성에
첨가하여 개폐 타이밍 변경기구(153)에는 흡기 캠 샤프트·타이밍·기어(242)와 흡기 캠 샤프트(240)와는
유압으로 작동하는 VVT 풀리(250)를 통해 결합되어 있고, VVT 풀리(250)에는 입력 유압의 제어 밸브인
OCV(254)가 설치되어 있다. VVT 풀리(250)의 내부는 이 유압에 의해 축방향으로 이동 가능한 가동 피스톤
(252)의 조합으로 구성되어 있다. 또한, VVT 풀리(250)에 입력되는 유압은 엔진 오일 펌프(256)에 의해
공급된다.
이러한 개폐 타이밍 변경 기구(153)의 작동 원리는 다음과 같다. EFIECU(170)는 엔진(150)의 운전 상황에
따라서 밸브의 개폐 타이밍을 결정하여, OCV(254)의 개폐를 제어하는 제어 신호를 출력한다. 이 결과,
VVT 풀리(250)에 입력되는 유압이 변화하여 가변 피스톤(252)이 축방향으로 이동한다. 가변 피스톤(252)
에는 축에 대하여 경사 방향으로 홈이 파져 있기 때문에, 상기 축방향에의 이동에 따라 가변 피스톤(25
2)의 회전도 발생하고, 가변 피스톤(252)에 결합되어 있는 흡기 캠 샤프트(240)와 흡기 캠 샤프트·타이
밍·기어(242)의 설치 각도를 변화시킨다. 이렇게 해서, 흡기 밸브(150a)의 개폐 타이밍을 변화시킬 수
있고, 밸브 오버랩을 변화시킬 수 있다. 또한, 이 예에서는 상기 VVT 풀리(250)는 흡기 캠 샤프트(240)측
으로만 설치되어 있고, 배기 캠 샤프트(244)에는 설치되어 있지 않기 때문에, 밸브 오버랩은 흡기 밸브의
개폐 타이밍을 제어함으로써 제어된다.
다음에, 제2실시예에서의 제어장치(180)의 제어에 관하여 설명한다. 도22는 제2실시예에 있어서의 엔진
정지시 제어 처리 루틴을 나타내는 플로우 챠트이다. 이 엔진 정지시 제어 처리 루틴은 차량의 주행 상태
나 배터리(194)의 잔용량(SOC) 등으로부터 엔진(150)에 구해지는 동력으로부터 보아 엔진(150)을 정지한
다는 판단이 이루어지며, EFIECU(170)에 그 취지의 지령을 이송, 엔진(150)에의 연료 분사가 정지한 후,
8msec마다 개입 처리에 의해 실행된다. 이 루틴이 기동되면 우선 모터(MG1)의 현재의 목표 토크(STG)를
변수(STGold)에 설정하는 처리(스텝 S300), 인하 토크(STGmn)를 설정하는 처리(스텝 S305) 및 서냉 처리
의 처리시간(mntg)을 설정하는 처리(스텝 S310)를 행한다. 여기에서 인하 토크(STGmn)는 도23에 예시하는
바와 같이 링 기어축(126)의 회전수(Nr) 즉 차속에 대응하여 미리 설정된 값이다. 실시예에서는 도23에
나타낸 관계를 미리 ROM(190b) 내에 기억해 두고, 링 기어축(126)의 회전수(Nr)에 따라서 인하 토크
(STGmn)를 설정하는 것이다. 인하 토크(STGmn)란 연료 분사가 정지된 엔진(150)의 회전수를 인하하기 위
해서 모터(MG1)가 적극적으로 캐리어축(127) 나아가서는 크랭크 샤프트(156)에 부가하는 토크이다. 또한,
서냉 처리의 처리 시간(mntg)이란 후술하는 개방 루프제어에 있어서의 회전수 감소 처리에 있어서 회전수
를 감소하는 비율을 연산상 구해진 값으로부터 토크 쇼크의 발생을 방지하기 위해서 완화하는 처리에 있
어서의 완화의 비율을 설정하는 시간이다. 이것은 도24에 예시하는 바와 같이 링 기어축(126)의 회전수
(Nr)에 따라서 작은 값으로 설정된다. 링 기어축(126)의 회전수(Nr)는 차속에 대응하고 있는 것부터 차속
이 작을수록 서냉 처리의 처리시간(mntg)을 큰 값으로 하여, 토크 지령치를 감소하는 비율을 완화한
쪽이, 토크 쇼크의 발생을 방지할 수 있기 때문이다. 처리시간(mntg)의 취급에 관하여는 개방 루프제어
(스텝S350)에 있어서 설명한다.
이것들의 여러가지 변수의 설정을 한 후, 다음에 조건 1이 성립하고 있는 가의 여부를 판단한다(스텝
S320). 조건 1이란, 엔진 정지시 제어에 이행가능한 조건이 갖추어졌는지 안갖추어졌는지의 판단이며, 실
시예에서는 엔진(150)에 대한 연료 분사의 정지가 지시되고 나서 300msec가 경과하였는가 하는 조건의 판
단이다. 연료 분사의 정지가 지시되었어도, 엔진(150)의 출력토크가 즉시 저하한다고는 한정할 수 없기
때문에, 300msec의 경과를 대기 엔진(150)측의 출력 토크가 확실하게 없어질 때까지 기다리는 것이다. 또
한, 엔진(150)은 이 사이에 EFIECU(170)의 지시를 받아 연료 커트에 계속해서 개폐 타이밍 변경 기구
(153)를 제어하여 밸브의 개폐 타이밍을 최고 늦은 각측으로 설정한다. 또, 개폐 타이밍 변경 기구(153)
를 최고 늦은 각 측으로 설정하는 것은 다음에 엔진(150)을 기동할 때의 부하를 감소하여 엔진(150)을 모
터링할 때의 쇼크를 될 수 있는 한 작게 하기 때문이다. 조건 1이 갖추어져 있지 않으면, 그것까지대로
엔진(150)의 실회전수와 목표 회전수와의 편차에 근거하여 PID 제어를 계속하여 엔진(150)의 회전수를 유
지한다(스텝 S330).
다른 쪽, 조건 1이 성립하고 있고 엔진의 정지시 제어에 들어가도 좋다고 판단한 경우에는 다음에, 엔진
(150)의 회전수(Ne)가 소정치(Nkn) 이상인 가의 여부의 판단을 한다(스텝 S340). 이 판단에 사용되는 소
정치(Nkn)는 엔진의 정지시 제어가 실행된 것에 의해 엔진(150)의 회전수(Ne)가 저하하여 온 경우, 후술
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하는 개방 루프 제어를 정지하는 조건이며, 본 실시예에서는 정차 중에서는 200(rpm), 주행중에서 브레이
크 오프라면 250(rpm) 주행 중에서 브레이크 온이면 350rpm이라는 것 같이 정하고 있다. 이것들의 회전수
는 실제의 제어에 있어서 엔진(150)의 회전수에 언더 슈트가 발생하지 않도록 제어 가능한 회전수로서 실
험적으로 정하였다.
엔진 회전수(Ne)가 소정치(Nkn)보다 크다고 판단된 경우에는 다음에 개방 루프 제어에 의해 엔진 회전수
를 감소하는 처리를 실행한다(스텝 S350). 이 처리에 관하여는 나중에 도25를 사용하여 자세히 설명한다.
여기에서는 엔진 정지시 제어 전체의 이해를 우선으로 하여, 도22의 엔진 정지시 제어 처리 루틴의 설명
을 계속한다. 개방 루프 제어에 의한 엔진 회전수의 감소 처리를 실행하는 것으로, 엔진(150)의 회전수
(Ne)는 점차로 저하한다. 엔진(150)의 회전수(Ne)가 저하하여 소정치(Nkn)를 하회하면 다음에 현재의 목
표 토크(STG)가 거의 0으로 되어 있는 가의 여부의 판단을 행한다(스텝 S360). 목표 토크(STG)가 거의 값
0으로 되어 있지 않으면, 엔진(150)의 회전수가 언더 슈트하는 것을 방지하기 위한 처리(스텝 S370)를 행
한다.
이것들의 어느 쪽의 처리(스텝 S330, S350 내지 S370)의 후도, 상하한의 가드처리(스텝 S380)를 행하고,
그 후, 상기의 처리로 계산하여 가드 처리를 행한 제어상의 목표 토크(ttg)를 새로운 목표 토크(STG)로서
설정하는 처리(스텝 S390)를 행하고, 본 루틴을 종료한다. 상하한의 가드 처리란, 연산한 목표 토크(tt
g)가 모터(MG1)의 정격에서 벗어나기도 하고, 배터리(194)의 잔용량에서 보아 가능한 토크를 상회하기도
하는 경우에, 이것을 정격이내 혹은 가능한 토크의 범위에 제한하는 처리이다.
이상 설명한 처리를 반복 실행함으로써 대략적으로 다음과 같이 엔진(150)의 회전수는 제어된다. 우선,
엔진(150)에의 연료 공급이 정지되고 나서 300msec가 경과할 때까지는 통상의 PID 제어에 의해 엔진 회전
수를 목표 회전수에 유지하는 제어가 행하여지어(스텝 S320, S330), 300msec가 경과하면 개방 루프제어로
전환되어 모터(MG1)로부터 엔진(150)의 출력축인 크랭크 샤프트(156)등에 회전 방향과는 역방향으로 토크
를 부가하여 엔진(150)의 회전수를 소정의 감속도의 범위에서 감소한다. 이 모양을 도27의 구간(A)에 나
타내었다. 엔진(150)의 회전수(Ne)가 소정치(Nkn)까지 저하하면, 개방 루프제어를 종료하여 다음에 언더
슈트 방지처리를 실행한다(스텝 S320, S340, S360, S370). 여기에서는 목표 토크의 크기는 감소되고 점차
로 값 0에 가깝다. 이 모양을 도27 구간(B)에 나타내었다.
다음에, 스텝(S350)의 개방 루프제어의 상세에 관하여, 도25를 이용하여 설명한다. 개방 루프 제어처리
루틴이 기동되면, 우선 차량이 정차 중인가 주행 중인가를 판단한다(스텝 S351). 차량이 주행 중이라고
판단되면 엔진 정지시 제어로 설정한 제어개시 시점에서의 목표 토크(STGold)와 인하 토크(STGmn)를 사용
하여 서냉 처리를 행하여, 임시 목표 토크(ttg)를 구하는 처리를 한다(스텝 S352). 이 경우의 서냉시간은
미리 차속에 따라서 설정한 처리시간(nmtg)을 사용한다(도22 스텝 S310 및 도24참조). 서냉처리란 수학적
으로는 적분 처리이지만 본 실시예와 같이 소정의 간격으로 실행되는 처리에 의해 실현하는 경우에는, 현
재의 값과 목표치와에 가중 평균을 취하는 것으로 실현되는 것이 많다. 본 실시예에서는 처리 시간(nmt
g)마다 가중 평균 처리를 행하고, 그 경우의 현재치에 부여하는 가중 계수를, 목표치에 관한 가중 계수의
1/16정도로 하고 있다. 엔진(150)을 개방 루프 제어에 의해 정지하는 처리로 들어간 시점에서, 목표 토크
(STG)는, 거기까지의 PID제어(도22 스텝 S330)에 의해 소정치로 유지되므로, 서냉 처리를 한다는 것은 엔
진 정지시 제어에 들어간 직후의 목표 토크를 갑자기 인하 토크(STGmn)로 하는 것이 아니라, 도23에 근거
하여 설정한 인하 토크(STGmn)를 향하여 임시 목표 토크(ttg)의 값을 서서히 설정해 간다. 서냉처리의 처
리시간(nmtg)은 차속이 낮을수록 큰 값으로 설정되기 때문에 차속이 낮을수록 느리게, 임시 목표 토크
(ttg)는 인하 토크(STGmn)에 가까워진다.
다른 쪽, 차량이 정차 중이라고 판단된 경우에는 (스텝 S351), 차속에 의해 서냉 처리의 시간을 설정할
필요는 없기 때문에 처리 시간을 고정치(본 실시예에서는 128msec)로 하여 같은 서냉처리를 한다(스텝
S353). 단지, 정차 중의 이 처리에서는 차속에 따라서 정하는 인하 토크(STGmn)를 대신하여 고정적인 인
하 토크에 목표 토크의 학습치(stgkg)를 첨가한 값을 사용하는 점에서 주행중 서냉 처리(스텝 S352)와 상
위하고 있다. 스텝(S353)에서는 현재의 목표 토크(STGold)와 (-14 stgkg)-STGold와의 사이에서 서냉 처리
를 하고 있다. 주행중인 경우에는 엔진(150) 정지시의 토크 쇼크는 그다지 염려되지 않은데 대하여 정차
중의 엔진(150)정지에 기인하는 토크 쇼크는 체감되기 쉽다. 그래서, 정차중의 목표 토크의 감소의 거동
은 학습에 두고, 할 수 있는 한 언더 슈트없이 엔진(150)을 정지할 수 있도록 하는 것이다. 학습치
(stgkg)의 학습의 방법에 관하여는 후술한다.
이러한 처리가 소정의 간격으로 반복 행하여지면, 임시 목표 토크(ttg)는 서냉 처리의 처리 시간에 의해
정해지는 완만함으로써 인하 토크(STGmn)에 가까워진다. 임시 목표 토크(ttg)가 인하 토크(STGmn)에 일치
하면 그 후는, 모터(MG1)가 출력하는 토크는 거의 일정하다.
이상의 주행중 서냉 처리 혹은 정차중 서냉 처리를 한 후, 다음에 조건 2가 성립하고 있는 가의 여부의
판단을 한다(스텝 S354). 조건 2의 판단이란 이하의 조건이 모두 성립하고 있는 가의 여부의 판단을 말한
다.
① 엔진(150)의 회전수(Ne)가 (400rpm)이하이고,
② 정차 중이며,
③ 학습치(stgkg)를 아직 갱신하고 있지 않다(Xstg≠1)
이상의 3조건중 어느 하나가 하나라도 성립하고 있지 않으면 아무것도 행하지 않고 「NEXT」로 빠져서 본
루틴을 일단 종료한다. 다른 쪽, 즉 이 3조건이 모두 성립하는 상태로 되면 회전 감속도(△N)를 연산하는
처리를 행한다(스텝 S355).
회전 감속도(△N)는 전회 회전수를 검출하였을 때의 회전수로부터 현재의 회전수의 편차로서 정의되어 있
다. 본 실시예에서는 회전수(Ne)의 검출자체는 16msec마다 행하고 있다. 이 회전 감속도(△N)가 값 -54로
부터 값 -44의 범위로 들어가고 있는 가의 여부를 다음에 판단한다(스텝 S356). 회전 감속도(△N)가 이
범위내로 들어가고 있으면 아무것도 하지 않고, 넥스트에 빠져 본 루틴을 일단 종료한다. 다른 쪽, 회전
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감속도(△N)가 값 -44보다 크다고 판단된 경우는 임시 학습치(tstg)를 값 1만 감소하는 처리를 행하고(스
텝 S357), 회전 감속도(△N)가 값 -54보다 작은 경우에는 임시 학습치(tstg)를 값 1만 증가하는 처리를
한다(스텝 S358). 즉, 도27 구간(A)에 있어서의 엔진 회전수(Ne)의 감속의 정도를 체크하여 다음회의 엔
진 정지시에 제어에 있어서의 정차중의 인하 토크를 결정할 때의 학습치(stgkg)에 반영시키기 위해서 임
시 학습치(tstg)를 증감하는 것이다. 감속의 비율이 작으면 인하 토크의 목표치에 맞는 수치(스텝 S353에
있어서의 {(-14 stgkg)-STGold})의 절대값을 크게 하여(부호는 -), 감속의 비율이 크면 절대치를 작게 하
고 있다. 이 결과, 엔진 정지시에 있어서의 엔진(150)의 회전수(Ne)의 저하의 비율은 학습 제어에 의해
적정한 범위(-54Nm/16msec에서 -44Nm/16msec)에 조정된다.
또한, 임시 학습치(tstg)는 미리 정한 상하한치이내로 들어가도록 가드 처리를 행하고, 또한, 학습을 행
한 것을 나타내는 플러그(Xstg)에 값 1을 세트하는 처리를 행한다(스텝 S359). 또한, 여기에서 학습치
(stgkg)를 직접 설정하지 않고 임시 학습치(tstg)를 설정하고 있는 것은 이 루틴이 반복 실행되는
것부터, 실행중 서냉 처리에 있어서의 학습치(스텝 S353)를 매회 변경하지 않도록 하기 위해서이다. 학습
된 학습치(stgkg)는 다음회의 엔진 정지시 제어의 실행시에 처음으로 이용되는 것이다.
이상 설명한 개방 루프 제어 처리 루틴은 엔진(150)에의 연료 공급이 정지되고 나서 300msec가 경과한 후
실행되어, 정차 중인가 주행 중인 가로 정해지는 최종적인 토크치를 향하여 엔진(150)의 출력축에 모터
(MG1)로부터 부가되는 토크(토크의 부호는 마이너스, 즉 출력축의 회전 방향과는 역방향에 가해지는
토크)의 크기를 점차 증가해간다. 엔진(150)의 회전수(Ne)가 점점 감소하여(도27 구간(A)) 회전수가
400rpm 이하로 된 경우, 차량이 정차하고 있으면 그 동안의 회전 감속도(△N)의 크기에 근거하여 학습치
(tstg)를 학습해 간다.
엔진(150)의 회전수(Ne)가 점점 감소하여 결국 소정치(Nkn)보다 작아지면 상술한 개방 루프 제어처리를
대신하여 언더 슈트 방지처리(도22 스텝 S370)가 실행된다. 이 언더 슈트 방지 처리에 대하여 도26을 참
조하면서 설명한다. 언더 슈트 방지 처리 루틴이 개시되면 우선, 다음 식
ttg=STGold 2 [Nm]
에 따라서, 임시 목표 토크(ttg)를 구하는 처리를 행한다(스텝 S371). 다음에, 구한 임시 목표 토크(tt
g)가 값 -2 이하인가 아닌가의 판단을 행하고(스텝 S372), ttg＞-2이면, 임시 목표 토크(ttg)를 값 -2로
설정하는 처리를 행한다(스텝 S373). 즉, 스텝(S372, S373)의 처리에 의해 임시 목표 토크(ttg)를 값 -2
를 상한으로서 가드하고 있는 것이다.
이러한 처리를 실행함으로써 그것까지 엔진(150)의 출력축의 회전수(Ne)를 감소하도록 작용하고 있는 토
크의 크기는 -2 [Nm]를 초과하지 않은 범위에서 순차 작아진다. 임시 목표 토크(ttg)를 상기 식에 따라서
변경해 가는 이 처리에 의해 엔진(150)의 출력축을 감소하는 방향으로 작용하고 있는 토크의 크기는 개입
처리의 간격인 8msec 마다 2 [Nm]씩 감소되어 점차로 값 0에 가까와진다(도27 구간(B) 참조).
상기의 스텝(S372) 혹은 스텝(S373)의 처리의 후 엔진(150)의 회전수(Ne)가 40rpm 미만으로 되어 있는 가
의 여부의 판단을 한다(스텝 S374). 엔진(150)의 회전수(Ne)가 40rpm 미만으로 되어 있으면, 이미 엔진
(150)의 출력축에 제동 방향의 토크를 작동케 할 필요는 없다고 판단하여 임시 목표 토크(ttg)에 값 0을
설정하는 처리를 행한다(스텝 S375).
그 후, 조건(3)이 성립하고 있는 가의 여부의 판단을 한다(스텝 S376). 조건(3)이 성립하고 있는 상태란,
① 차량이 정차 중이며, 또한
② 학습치의 학습이 이루어지고 있다(Xstg=1)
경우를 말한다. 상기의 조건(3)이 성립하고 있지 않으면, 「NEXT」에 빠져, 본 루틴을 일단 종료한다. 다
른 쪽, 상기 조건(3)이 성립하고 있으면 임시 학습치(tstg)를 학습치(STGkg)로서 설정하는 처리(스텝
S377)와 학습 종료 플러그(Xstg)를 값 0에 리세트하는 처리(스텝 S378)를 행한다. 이것들의 처리의 후 본
루틴을 종료한다.
이 결과, 이 언더 슈트 방지처리를 실행하면 엔진(150)의 출력축에 부가되는 토크의 크기는 도27 구간
(B)에 나타낸 바와 같이 값 -2를 향하여 감소되며, 회전수(Ne)가 40rpm 미만으로 하면 값 0이 된다. 이
결과, 엔진(150)의 회전수(Ne)가 값 0을 하회하는 현상(언더 슈트)을 일으키는 일이 없다.
이상 설명한 제2실시예에 의하면,
(1) 엔진(150)의 운전을 계속하여야 할 요구가 존재하는 동안은 PID 제어에 의해 엔진(150)의 회전수(N
e)를 목표 회전수로 유지할 수 있다.
(2) 엔진(150)의 운전을 계속하여야 할 요구가 없어질 때는 EFIECU(170)에 의해 엔진(150)에의 연교 공급
을 정지하여, 300msec가 경과한 후 개방 루프 제어에 의하여, 엔진(150)의 출력축인 크랭크 샤프트(156)
에 결합된 캐리어축(127)에 모터(MG1)에 의해 회전 방향과는 역방향의 토크를 첨가한다. 이때, 엔진(15
0)의 회의 목표 회전수(0)와의 편차에 근거하여 모터(MG1)의 목표 토크를 피드백 제어하는 것은 아니고,
미리 정한 알고리즘으로 목표 토크를 결정한다. 상기 실시예에서는 도27에 도시한 바와 같이 소정의 비율
로 목표 토크의 크기가 점점 증가해 가도록 정하고 있다. 이러한 제어를 함으로써 엔진(150)의 정지시에
그 회전 방향과는 역방향으로 급격히 큰 토크가 걸리어 토크 쇼크가 발생하고, 드라이버 비리티를 악화시
키는 일이 없다. 또, 도27에 도시한 바와 같이 회전 방향과 반대 방향의 토크는 서냉 처리의 종료 후는
소정의 크기의 토크가 계속 부가되기 때문에 반력 토크도 일정하게 되어 드라이버 비리티는 한층 더 향상
한다.
(3) 모터(MG1)에 의해 회전수와 반대의 방향으로 토크를 부가함으로써, 엔진(150)의 출력축의 회전수는
소정의 감속도(본 실시예에서는 대략 -50rpm/16msec)로 저하해 간다. 이 감속도는 출력축에 비틀림 공진
이 발생하지 않는 범위로 설정되어 있기 때문에 댐퍼(157)를 통해 결합된 크랭크 샤프트(156)와 캐리어축
(127)에 비틀림 공진을 일으키는 일이 없다.
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(4) 엔진(150)의 회전수가 소정 회전수(본 실시예에서는 (400rpm))를 하회하였을 때에는 차량이 정차중이
면 다음회의 엔진 정지시 제어에 있어서의 감속도가 소정 범위로 들어가도록 감속도의 상태로부터 학습을
행한다.
(5) 또한 엔진(150)의 회전수(Ne)가 저하하여 소정치(Nkn) (실시예에서는 200rpm 내지 350rpm) 이하로 되
면, 이번은 모터(MG1)에 의해 부가하고 있는 토크의 크기를 소정의 비율로 값 0을 향하여 점점 감소하여
엔진(150)의 출력축의 회전수(Ne)가 값 0 이하, 즉, 크랭크 샤프트(156)가 역회전하지 않도록 제어한다.
크랭크 샤프트(156)는 역회전하지 않는다는 전제로 설계되어 있는 것이 많고, 예를들면 개폐 타이밍 변경
기구(153)에서는 크랭크 샤프트(156)가 역회전하면 진각로크라는 현상이 일어나는 경우가 있을 수 있다.
본 실시예에서는 엔진(150)의 회전수가 저하해 가면 엔진의 출력축에 부가하는 토크의 크기를 작게 하고,
또한 40rpm을 하회하면 부가 토크를 값 0으로 하여 크랭크 샤프트(156)의 역회전을 확실하게 방지하고 있
다.
(6) 이 제어를 실행할 때의 판단기준으로 되어 있는 소정치(Nkn)는 차량이 정차중이면 200rpm, 주행 중에
서 브레이크가 오프이면 250rpm, 주행 중이면서 브레이크가 온이면 350rpm로 설정되어 있다. 따라서, 엔
진(150)의 출력축에 회전수를 감소하는 방향으로 가해지는 힘을, 차량의 주행 상태에 상관없이 대략 일정
하게 할 수 있고, 개방 루프 제어임에도 불구하고 엔진(150)의 회전수를 순조롭게 값 0을 향하여 제어할
수 있다.
제1, 제2실시예의 동력 출력장치(110) 및 그 변형예에서는 FR형 혹은 FF형의 2륜 구동의 차량에 적용하는
것으로 하였지만, 도20의 변형예의 동력 출력장치(110C)에 도시하는 바와 같이 4륜 구동의 차량에 적용하
는 것으로 하여도 좋다. 이 구성에서는 링 기어축(126)에 결합하고 있는 모터(MG2)를 링 기어축(126)에서
분리하여 차량의 후륜부에 독립하여 배치하고, 이 모터(MG2)에 의해서 후륜부의 구동륜(117, 119)을 구동
한다. 한편, 링 기어축(126)은 동력 취출기어(128) 및 동력 전달기어(111)를 통해 차동기어장치(114)에
결합되어 전륜부의 구동륜(116, 118)을 구동한다. 이러한 구성하에 있어서도 상술한 도7의 엔진 정지제어
루틴을 실행하는 것은 가능하다.
실시예의 동력 출력장치(110)에서는 모터(MG1) 및 모터(MG2)에 PM형(영구자석형 ; Permanent Magnet
type) 동기 전동기를 사용하였지만, 회생동작 및 역행 동작의 쌍방이 가능한 것이라면 그밖에도, VR형(가
변 릴럭턴스형; Variable Reluctance type) 동기 전동기라든지, 바니어 모터라든지, 직류 전동기나, 유도
전동기라든지, 초전도 모터라든지, 스텝 모터 등을 사용할 수도 있다.
또한, 실시예의 동력 출력장치(110)에서는 제1 및 제2구동회로(191, 192)로서 트랜지스터 인버터를 사용
하였지만, 그밖에 IGBT (절연 게이트 바이폴러 모드 트랜지스터 ; Insulated Gate Bipolar mode
Transistor) 인버터라든지, 사이리스터 인버터라든지, 전압(PWM)(펄스폭 변조 ; Pulse Width Modulation)
인버터라든지, 방형파 인버터(전압형 인버터, 전류형 인버터)라든지, 공진 인버터 등을 사용할 수도
있다.
또한, 배터리(194)에서는, pb 배터리, NiMH 배터리, Li 배터리 등을 사용할 수 있지만, 배터리(194)를 대
신하여 캐패시터를 사용할 수도 있다.
실시예의 동력 출력장치(110)에서는, 엔진(150)의 크랭크 샤프트(156)를 댐퍼(157) 및 유성 기어(120)를
통해 모터(MG1)에 접속하여 엔진(150)의 운전을 정지하였을 때에 엔진(150)의 회전수(Ne)의 변화를 모터
(MG1)로부터 유성 기어(120)를 통해 토크를 출력함으로써 조정하였지만 도21에 예시하는 변형예의 동력
출력장치(310)와 같이 엔진(EG)의 크랭크 샤프트(CS)를 댐퍼(DNP)를 통해 모터(MG)의 회전축(RS)에 직접
접속하여, 엔진(150)의 운전 정지시의 엔진(150)의 회전수(Ne)의 변화를 모터(MG)에 의해 조정하여도 좋
다. 이러한 구성에서도 실시예의 동력 출력장치(110)가 발휘하는 효과와 동일한 효과가 있을 수 있다. 또
한, 상기의 실시예에서는 모터(MG1, MG2)는 어느 것이나 동력 교환을 하는 축에 대하여 동축이 되도록 배
치하였지만, 기어를 통해 결합하는 것은 용이하고, 동력 교환을 하는 축에 대한 배치는 설계상의 요구에
근거하여 정하면 좋다.
이상, 본 발명의 실시의 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시의 형태에 하등 한정되지 않
고, 예를들면 실시예의 동력 출력장치를 선박, 항공기 등의 교통 수단이라든지 기타 각종 산업기계등에
탑재하는 형태등, 본 발명의 요지를 일탈하지 않은 범위 내에 있어서 여러가지 형태로 실시할 수 있는 것
은 물론이다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
구동축에 동력을 출력하는 동력 출력장치에 있어서, 출력축을 갖는 원동기와, 회전축을 가지며 상기 회전
축에 동력을 입출력하는 제1전동기와, 상기 구동축에 동력을 입출력하는 제2전동기와, 상기 구동축과 상
기 출력축과 상기 회전축에 각각 결합되는 3축을 가지며, 상기 3축중 어느 2축에 동력이 입출력되었을
때, 상기 입출력된 동력에 근거하여 정해진 동력을 나머지 1축에 입출력하는 3축식 동력 입출력 수단과,
상기 원동기의 운전을 정지하기 위한 조건이 갖추어졌을 때, 상기 원동기로의 연료 공급을 정지하도록 지
시하는 연료 정지 지시 수단과, 상기 원동기로의 연료 공급의 정지 지시에 따라, 상기 출력축에 토크를
부가하여, 상기 출력축의 회전 감속도를 소정 범위로 제어하여 상기 원동기를 정지하는 정지시 제어를 실
행하는 정지시 제어 실행 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 출력장치.
청구항 2
제1항에 있어서, 상기 원동기의 정지시에 상기 전동기가 상기 출력축에 부가하는 토크의 경과 시간에 따
른 목표치를 상기 원동기의 정지시의 동태에 의거하여 미리 정하는 목표 토크 기억 수단을 구비함과 동시
에, 상기 정지시 제어 실행 수단은 상기 정지시 제어로서, 상기 3축식 동력 입출력 수단을 통해, 상기 목
표치에 따른 토크를 상기 원동기의 정지 후의 경과 시간에 따라서 상기 출력축에 부가하도록 상기 제1전
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동기를 구동하는 제어를 행하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 출력장치.
청구항 3
제1항에 있어서, 상기 정지시 제어의 실행 중에 있어서의 상기 출력축의 회전수의 감속도를 구하는 감속
도 연산 수단과, 상기 구해진 감속도의 대소에 따라 학습치를 증감하여 기억하는 학습 수단과, 상기 정지
시 제어 실행 수단의 상기 정지시 제어에 있어서의 상기 소정 범위를 상기 기억된 학습치에 근거하여 결
정하는 감속도 범위 결정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 동력 출력장치.
청구항 4
제1항에 있어서, 상기 출력축의 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단을 구비함과 동시에, 상기 정지시 제
어 실행 수단은 상기 정지시 제어로서, 상기 회전수 검출 수단에 의해 검출되는 상기 출력축의 회전수가
소정의 경로로 소정치가 되도록 상기 제1전동기를 구동하는 제어를 행하는 수단을 구비하는 것을 특징으
로 하는 동력 출력장치.
청구항 5
제1항에 있어서, 상기 출력축의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단을 구비함과 동시에, 상기 정지시 제
어 수단은 상기 정지시 제어로서, 상기 회전수 검출 수단에 의해 검출되는 상기 출력축의 회전수가 소정
치로 될 때까지, 상기 3축식 동력 입출력 수단을 통해 상기 출력축의 회전 방향과 역방향의 토크를 상기
출력축에 부가하도록 상기 제1전동기를 구동하는 제어를 행하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 동
력 출력장치.
청구항 6
제5항에 있어서, 상기 정지시 제어 수단은 상기 정지시 제어의 일부로서, 상기 회전수 검출 수단에 의해
검출되는 상기 출력축의 회전수가 상기 소정치 이하의 값과 지정 설정된 판정치 이하로 되었을 때, 상기
3축식 동력 입출력 수단을 통해 상기 출력축의 회전 방향으로 작용하는 소정의 토크를 상기 출력축에 부
가하도록 상기 제1전동기를 구동하는 제어를 행하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 출력장치.
청구항 7
제5항에 있어서, 상기 정지시 제어의 실행중에 있어서의 상기 출력축의 회전수의 감속도를 구하는 감속도
연산 수단과, 상기 감속도의 절대값이 클수록, 상기 판정치를 큰 값으로 설정하는 판정치 설정 수단을 구
비한 것을 특징으로 하는 동력 출력장치.
청구항 8
제5항에 있어서, 상기 정지시 제어의 실행중에 있어서의 상기 구동축에 가해지는 제동력의 대소를 판정하
는 제동력 판정 수단과, 상기 제동력이 크다고 판정된 경우에는 상기 판정치를 큰 값으로 설정하는 판정
치 설정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 동력 출력장치.
청구항 9
제5항에 있어서, 상기 소정치는 상기 출력축과 상기 3축식 동력 입출력 수단을 포함하는 시스템의 비틀림
진동의 공진 영역을 하회하는 회전수인 것을 특징으로 하는 동력 출력장치.
청구항 10
제1항에 있어서, 상기 원동기의 운전 정지 지시가 상기 구동축으로의 동력의 입출력이 계속된 상태로 되
었을 때, 상기 제2전동기를 구동하여 상기 구동축으로의 동력의 입출력을 계속하는 제2전동기 제어 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 출력장치.
청구항 11
연료의 연소에 의해 동력을 출력하는 원동기와, 상기 원동기의 출력축에 댐퍼를 통해 접속된 전동기를 구
비하며, 상기 원동기의 운전·정지를 제어 가능한 원동기 제어 장치에 있어서, 상기 원동기의 운전을 정
지하기 위한 조건이 갖추어졌을 때, 상기 원동기로의 연료 공급을 정지하는 연료 정지 수단과, 상기 원동
기로의 연료 공급의 정지에 따라서, 상기 출력축에 토크를 부가하고, 상기 출력축의 회전 감속도를 소정
범위로 제어하여 상기 원동기를 정지하는 정지시 제어를 실행하는 정지시 제어 실행 수단을 구비한 것을
특징으로 하는 원동기 제어장치.
청구항 12
제11항에 있어서, 상기 원동기의 정지시에 상기 전동기가 상기 출력축에 부가하는 토크의 경과 시간에 따
른 목표치를 상기 원동기의 정지시의 동태에 근거하여 미리 정해지는 목표 토크 기억 수단을 구비함과 동
시에, 상기 정지시 제어 실행 수단은 상기 정지시 제어로서, 상기 원동기의 정지후의 경과 시간을 따라서
상기 목표치에 대응하는 토크를 상기 출력축에 부가하도록 상기 전동기를 구동하는 제어를 행하는 수단을
구비하는 것을 특징으로 하는 원동기 제어장치.
청구항 13
제12항에 있어서, 상기 정지시 제어의 실행중에 있어서의 상기 출력축의 회전수의 감속도를 구하는 감속
도 연산 수단과, 상기 구해진 감속도의 대소에 의해 학습치를 증감하고 기억하는 학습 수단과, 상기 정지
시 제어 실행 수단의 상기 정지시 제어에 있어서의 상기 소정 범위를 상기 기억된 학습치에 근거하여 결
정하는 감속도 범위 결정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 원동기 제어장치.
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청구항 14
제11항에 있어서, 상기 출력축의 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단을 구비함과 동시에, 상기 정지시
제어 실행 수단은 상기 정지시 제어로서, 상기 출력축의 회전수가 소정의 경로로 소정치가 되도록 상기
전동기를 구동하는 제어를 행하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 원동기 제어장치.
청구항 15
제11항에 있어서, 상기 출력축의 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단을 구비함과 동시에, 상기 정지시
제어 실행 수단은 상기 정지시 제어로서, 상기 검출된 출력축의 회전수가 소정치로 될 때까지 상기 출력
축의 회전 방향과 역방향의 토크를 상기 출력축에 부가하도록 상기 전동기를 구동하는 제어를 행하는 수
단을 구비하는 것을 특징으로 하는 원동기 제어장치.
청구항 16
제11항에 있어서, 상기 출력축의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단을 구비함과 동시에, 상기 정지시 제
어 수단은 상기 정지시 제어의 일부로서, 상기 회전수 검출수단에 의해 검출되는 상기 출력축의 회전수가
상기 소정치 이하의 값으로서 설정된 판정치 이하로 되었을 때, 상기 출력축의 회전 방향으로 작용하는
소정의 토크를, 상기 출력축에 부가하도록 상기 전동기를 구동하는 제어를 행하는 수단을 구비한 것을 특
징으로 하는 원동기 제어장치.
청구항 17
제15항에 있어서, 상기 정지시 제어의 실행중에 있어서의 상기 출력축의 회전수의 감속도를 구하는 감속
도 연산 수단과, 상기 감속도의 절대값이 클수록 상기 판정치를 큰 값으로 설정하는 판정치 설정 수단을
구비한 것을 특징으로 하는 원동기 제어장치.
청구항 18
제15항에 있어서, 상기 소정치는 상기 출력축과 상기 전동기의 회전자를 포함한 시스템의 비틀림 진동의
공진 영역을 하회하는 회전수인 것을 특징으로 하는 원동기 제어장치.
청구항 19
출력축을 갖는 원동기와 회전축을 갖고, 상기 회전축에 동력을 입출력하는 제1전동기와, 상기 구동축에
동력을 입출력하는 제2전동기와, 상기 구동축과 상기 출력축과 상기 회전축에 각각 결합되는 3축을 구비
하며, 상기 3축 중 어느 2축으로 동력이 입출력되었을 때 상기 입출력된 동력에 근거하여 정해진 동력을
나머지 1축으로 입출력하는 3축식 동력 입출력 수단을 구비한 동력 출력장치를 제어하는 동력 출력장치의
제어방법에 있어서, 상기 원동기의 운전을 정지하기 위한 조건이 갖추어졌을 때, 상기 원동기로의 연료
공급을 정지하도록 지시하며, 상기 원동기로의 연료 공급의 정지 지시에 따라 상기 출력축에 토크를 부가
하여 상기 출력축의 회전 감속도를 소정 범위로 제어하여 상기 원동기를 정지하는 정지시 제어를 실행하
는 것을 특징으로 하는 동력 출력장치의 제어방법.
청구항 20
연료의 연소에 의해 동력을 출력하는 원동기이며, 상기 원동기의 출력축에 댐퍼를 통해 접속된 전동기를
구비한 원동기의 정지를 제어하는 원동기의 제어방법에 있어서, 상기 원동기의 운전을 정지하기 위한 조
건이 갖추어졌을 때, 상기 원동기에의 연료 공급을 정지하며, 상기 원동기로의 연료 공급의 정지에 따라
상기 출력축에 토크를 부가하여 상기 출력축의 회전 감속도를 소정 범위로 제어하여 상기 원동기를 정지
하는 정지시 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 원동기 제어방법.
도면
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도면1
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도면5
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도면6
도면7
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도면12
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도면24
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