(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源として設けたエンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータを有し、少なくとも前記エンジンと第１モータジェネレータとが遊星歯車機構を介して駆動軸に動力伝達可能に連結されたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジンの出力トルクと前記第１モータジェネレータの出力トルクとに基づいて、前記駆動軸に接続された第２モータジェネレータの出力トルクを制御するトルク制御手段を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記トルク制御手段は、前記第１モータジェネレータの回転速度と前記第２モータジェネレータの回転速度との差に基づいて設定される補正係数に応じて前記遊星歯車機構の損失トルクを算出し、前記損失トルクに応じて前記第２モータジェネレータの出力トルクを補正するものであり、
前記遊星歯車機構の損失トルクは、前記補正係数と前記第１モータジェネレータまたは前記第２モータジェネレータの出力トルクを乗算することで算出され、前記補正係数の正負は、前記第１モータジェネレータの回転速度と前記第２モータジェネレータの回転速度との差の正負に対応している
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は複数の動力源の動力を遊星歯車機構により合成して駆動軸に入出力するハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、駆動軸トルクを精度良く制御することが可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の動力源としてエンジンと２つの第１及び第２モータジェネレータを設け、第１モータジェネレータを主に発電用とし、第２モータジェネレータを主に駆動用として使い、エンジンと第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータとの駆動力を遊星歯車機構を介して駆動軸に伝達するハイブリッド車両の制御装置としては、特許文献１に開示されるものがある。
特許文献１は、遊星歯車機構と第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータとを用いた動力出力装置において、エンジンのトルクが変動しても運転者の要求する駆動軸トルクを出力できるようにするために、第１モータジェネレータのトルクに基づいて、第１モータジェネレータのトルクにより駆動軸に現れる反力トルクを算出し、運転者が要求する駆動軸トルクに対する過不足分のトルクを第２モータジェネレータにより出力するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０５０１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１では、エンジンと第１モータジェネレータによる反力トルクが遊星歯車機構を介して駆動軸に伝達されるため、遊星歯車機構による損失トルクの影響を受け、第１モータジェネレータのトルクと遊星歯車機構のギア比から算出した反力トルクは実際に現れる反力トルクとは異なるものとなる。さらに、この遊星歯車機構による損失トルクは、遊星歯車機構の差動回転方向に応じてトルクの向きが変化する。
そのため、差動回転速度が０となる状態を境にして実際に発生する反力トルクに段差が生じ、駆動軸トルクに段差が発生するという問題がある。
【０００５】
この現象を具体的に説明すると、次のようになる。具体例においては、特許文献１のように、遊星歯車機構のサンギアに第１モータジェネレータを接続し、遊星歯車機構のキャリアにエンジンの出力軸を接続し、遊星歯車機構のリングギアに駆動軸と第２モータジェネレータとを接続した構成とした場合を例に説明する。
【０００６】
第１モータジェネレータの回転速度が駆動軸の回転速度よりも高い場合、遊星歯車機構の損失トルクは差動回転を０にする向きに作用するため、エンジンのトルクとバランスするために必要な第１モータジェネレータの発電トルクは小さくなり、駆動軸に現れるトルクは大きくなる。一方、第１モータジェネレータのトルクが小さくなることによって、計算により算出する見かけ上の反力トルクは小さくなるため、運転者の要求する駆動軸トルクを出力するために必要な第２モータジェネレータのトルク指令値は大きくなるように計算される。
これらの要因により、第１モータジェネレータの回転速度が駆動軸の回転速度よりも高い場合、駆動軸に出力されるトルクは、運転者の要求より大きくなる。
【０００７】
逆に、第１モータジェネレータの回転速度が駆動軸の回転速度よりも低い場合、遊星歯車機構の損失トルクは差動回転を０にする向きに作用するため、エンジンのトルクとバランスするために必要な第１モータジェネレータの発電トルクは大きくなり、駆動軸に現れるトルクは小さくなる。一方、第１モータジェネレータのトルクが大きくなることによって、計算により算出する見かけ上の反力トルクは大きくなるため、運転者の要求する駆動軸トルクを出力するために必要な第２モータジェネレータのトルク指令値は小さくなるように計算される。
これらの要因により、第１モータジェネレータの回転速度が駆動軸の回転速度よりも低い場合、駆動軸に出力されるトルクは、運転者の要求より小さくなる。
【０００８】
したがって、第１モータジェネレータと駆動軸とが差動回転している場合、遊星歯車機構の損失トルクにより駆動軸トルクが運転者の要求するトルクに対して誤差を生じる。特に、遊星歯車機構の差動回転が０となる状態を境として駆動軸トルクに段差が生じることで、ドライブフィーリングに悪影響を及ぼす問題がある。
【０００９】
この発明は、駆動軸トルクを運転者の要求するトルクに近づけ、遊星歯車機構の差動回転速度が０をまたいだ場合でも駆動軸トルクに段差が生じないように制御し、違和感の無いドライブフィーリングとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、車両の動力源として設けたエンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータを有し、少なくとも前記エンジンと第１モータジェネレータとが遊星歯車機構を介して駆動軸に動力伝達可能に連結されたハイブリッド車両の制御装置であって、前記エンジンの出力トルクと前記第１モータジェネレータの出力トルクとに基づいて、前記駆動軸に接続された第２モータジェネレータの出力トルクを制御するトルク制御手段を備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記トルク制御手段は、前記第１モータジェネレータの回転速度と前記第２モータジェネレータの回転速度との差に基づいて設定される補正係数に応じて前記遊星歯車機構の損失トルクを算出し、前記損失トルクに応じて前記第２モータジェネレータの出力トルクを補正するものであり、前記遊星歯車機構の損失トルクは、前記補正係数と前記第１モータジェネレータまたは前記第２モータジェネレータの出力トルクを乗算することで算出され、前記補正係数の正負は、前記第１モータジェネレータの回転速度と前記第２モータジェネレータの回転速度との差の正負に対応していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、遊星歯車機構の損失トルクを考慮して、第２モータジェネレータによる出力トルク（アシストトルク）を制御することにより、駆動軸トルクを運転者の要求するトルクに近づけることができる。このため、この発明は、違和感の無いドライブフィーリングとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１はハイブリッド車両の制御装置のシステム構成図である。（実施例１）
【図２】図２は第２モータジェネレータのトルク指令値演算の制御ブロック図である。（実施例１）
【図３】図３は第２モータジェネレータのトルク指令値演算の制御フローチャートである。（実施例１）
【図４】図４は遊星歯車機構の損失トルク割合検索テーブルである。（実施例１）
【図５】図５（Ａ）は制御装置により制御を行った場合の回転速度のタイムチャート、図５（Ｂ）は制御装置により制御を行った場合のトルクのタイムチャートである。（実施例１）
【図６】図６は制御装置により制御を行った場合の共線図である。（実施例１）
【図７】図７はハイブリッド車両の制御装置のシステム構成図である。（実施例２）
【図８】図８は第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータのトルク指令値演算の制御ブロック図である。（実施例２）
【図９】図９は第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータのトルク指令値演算の制御フローチャートである。（実施例２）
【図１０】図１０は第１遊星歯車機構の損失トルク割合検索テーブルである。（実施例２）
【図１１】図１１は第２遊星歯車機構の損失トルク割合検索テーブルである。（実施例２）
【図１２】図１２（Ａ）は制御装置により制御を行った場合の回転速度のタイムチャート、図１２（Ｂ）は制御装置により制御を行った場合のトルクのタイムチャートである。（実施例２）
【図１３】図１３は制御装置により制御を行った場合の共線図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１〜図６は、この発明の実施例１を示すものである。図１において、ハイブリッド車両１は、駆動源として、燃料の燃焼により駆動力を発生させるエンジン２と、電気により駆動力を発生するとともに駆動により電気エネルギを発生する第１モータジェネレータ３及び第２モータジェネレータ４とを設けている。エンジン２と、第１モータジェネレータ３及び第２モータジェネレータ４とは、遊星歯車機構５を介して駆動軸６に動力伝達可能に連結される。
エンジン２は、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）に対応して吸入する空気量を調整するスロットルバルブ等の空気量調整手段７と、吸入する空気量に対応する燃料を供給する燃料噴射弁等の燃料供給手段８と、燃料に着火する点火装置等の着火手段９とを備えている。空気量調整手段７と燃料供給手段８と着火手段９とは、エンジン制御部１０に接続される。エンジン制御部１０は、空気量調整手段７と燃料供給手段８と着火手段９とにより燃料の燃焼状態を制御し、燃料の燃焼によりエンジン２に駆動力を発生させて出力軸１１に出力する。
第１モータジェネレータ３は、第１モータロータ軸１２と第１モータロータ１３と第１モータステータ１４とを備える。第２モータジェネレータ４は、第２モータロータ軸１５と第２モータロータ１６と第２モータステータ１７とを備える。第１モータジェネレータ３の第１モータステータ１４は、第１インバータ１８に接続される。第２モータジェネレータ４の第２モータステータ１７は、第２インバータ１９に接続される。
第１インバータ１８と第２インバータ１９との電源端子は、バッテリ２０に接続される。バッテリ２０は、第１モータジェネレータ３と第２モータジェネレータ４との間で電力のやり取りが可能な蓄電手段である。バッテリ２０は、バッテリ電圧やバッテリ電流などのバッテリ状態を検出するバッテリ検出部２１に接続される。第１モータジェネレータ３と第２モータジェネレータ４とは、それぞれ第１インバータ１８と第２インバータ１９とによりバッテリ２０から供給される電気量を制御され、供給される電気により駆動力を発生するとともに、回生時の駆動輪による駆動で電気エネルギを発生し、発生した電気エネルギをバッテリ２０に充電する。
【００１５】
遊星歯車機構５は、サンギア２２と、このサンギア２２に噛み合うプラネタリギア２３を支持するプラネタリキャリア２４と、プラネタリギア２３に噛み合うリングギア２５とを備えている。遊星歯車機構５は、サンギア２２とプラネタリキャリア２４とリングギア２５との３つの回転要素の回転中心線を同一軸上に配置している。エンジン２と遊星歯車機構５との間には、第１モータジェネレータ３を配置している。遊星歯車機構５のエンジン２から離れる側には、第２モータジェネレータ４を配置している。
遊星歯車機構５のサンギア２２には、第１モータジェネレータ３の第１モータロータ軸１２を接続している。遊星歯車機構５のプラネタリキャリア２４は、エンジン２の出力軸１１に接続している。遊星歯車機構５のリングギア２５は、駆動軸６に接続するとともに、第２モータジェネレータ４の第２モータロータ軸１５を接続している。
遊星歯車機構５は、図６に示すように、３つの回転要素を設定している。なお、図６の記載において、「ＭＧ１」は第１モータジェネレータ３、「ＭＧ２」は第２モータジェネレータ４、「ＰＧ」は遊星歯車機構５、「Ｚｓ」はサンギア２２の歯数、「Ｚｒ」はリングギア２５の歯数、をそれぞれ示している。
遊星歯車機構５は、３つの回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図上において、３つの回転要素を一端（図６の左側）から他端（図６の右側）に向かって順番に、第１の回転要素（第１モータロータ軸１２に接続されたサンギア２２）、第２の回転要素（エンジン２の出力軸１１に接続されたプラネタリキャリア２４）、第３の回転要素（駆動軸６及び第２モータロータ軸１５に接続されたリングギア２５）、として設定している。
これにより、遊星歯車機構５は、エンジン２の出力軸１１、第１モータジェネレータ３、第２モータジェネレータ４、及び駆動軸６にそれぞれ連結された３つの回転要素（サンギア２２、プラネタリキャリア２４、リングギア２５）を有し、エンジン２の出力軸１１、第１モータジェネレータ３、第２モータジェネレータ４、及び駆動軸６との間で動力の授受を行う。
【００１６】
ハイブリッド車両１は、制御装置２６によりエンジン２と第１モータジェネレータ３と第２モータジェネレータ４とを制御する。制御装置２６は、トルク制御手段２７を備えている。トルク制御手段２７には、エンジン制御部１０と第１インバータ１８と第２インバータ１９とバッテリ検出部２１とを接続する。トルク制御手段２７は、エンジン制御部１０とバッテリ検出部２１とから情報を取得し、エンジン２と第１モータジェネレータ３と第２モータジェネレータ４とのトルク指令値を演算し、エンジン制御部１０と第１インバータ１８と第２インバータ１９とに送信する。
エンジン制御部１０と第１インバータ１８と第２インバータ１９とは、受信したトルク指令値に従って、エンジン２と第１モータジェネレータ３と第２モータジェネレータ４とを制御する。このとき、トルク制御手段２７は、エンジン２と第１モータジェネレータ３との合成トルクに基づいて、駆動軸６に直結した第２モータジェネレータ４の出力トルクを制御する。
これにより、ハイブリッド車両１の制御装置２６は、エンジン２と第１モータジェネレータ３と第２モータジェネレータ４とが発生する動力を、遊星歯車機構５を介して駆動軸６に出力し、駆動輪を駆動する。また、ハイブリッド車両１の制御装置２６は、駆動輪からの駆動力を、遊星歯車機構５を介して第１モータジェネレータ３と第２モータジェネレータ４とに伝達し、電気エネルギを発生してバッテリ２０を充電する。
ハイブリッド車両１の制御装置２６は、遊星歯車機構５の損失トルク割合を算出する算出手段２８をトルク制御手段２７に備える。トルク制御手段２７は、算出手段２８により算出された遊星歯車機構５の損失トルク割合に応じて第２モータジェネレータ４の出力トルクを補正する。
【００１７】
次に、図２〜図６に従い作用を説明する。
なお、図２〜図６の記載において、「ＭＧ１」は第１モータジェネレータ３、「ＭＧ２」は第２モータジェネレータ４、「ＰＧ」は遊星歯車機構５、「Ｚｓ」はサンギア２２の歯数、「Ｚｒ」はリングギア２５の歯数、をそれぞれ示している。
【００１８】
図２に示すように、ハイブリッド車両１の制御装置２６は、算出手段２８によって、第１モータジェネレータ３の回転速度と第２モータジェネレータ４の回転速度との差動回転速度を算出し（Ｐ１００）、（Ｐ１００）で算出した差動回転速度に基づき遊星歯車機構５の損失トルク割合を算出する（Ｐ１０１）。
制御装置２６は、トルク制御手段２７によって、（Ｐ１０１）で算出した損失トルク割合と第１モータジェネレータ２の出力トルクとに基づき駆動軸６の反力トルクを算出し（Ｐ１０２）、アクセル開度から求めた運転者要求駆動力トルクから（Ｐ１０２）で算出した反力トルクを減算して第２モータジェネレータ４のトルク指令値を算出し（Ｐ１０３）、算出したトルク指令値を第２インバータ１９に送信し、第２モータジェネレータ４の出力トルクを制御する。
これにより、制御装置２６は、遊星歯車機構５の損失トルク割合に応じて第２モータジェネレータ４の出力トルクを補正する。
【００１９】
図３に示すように、ハイブリッド車両１の制御装置２６は、制御がスタートすると（Ｓ１００）、第１モータジェネレータ３の回転速度、第２モータジェネレータ４の回転速度などの制御に用いる各種信号の取り込みを行う（Ｓ１０１）、制御手段２６は、取り込んだ各種信号から、第１モータジェネレータ３の回転速度と第２モータジェネレータ４の回転速度との差として、差動回転速度を算出し（Ｓ１０２）、算出した差動回転速度に基づき遊星歯車機構５の損失トルク割合を図４に示す検索テーブルから検索により算出する（Ｓ１０３）。
検索テーブルによる検索において、第１モータジェネレータ３の回転速度が第２モータジェネレータ３の回転速度よりも高い場合には、遊星歯車機構５の損失トルクにより駆動軸６に現れる反力トルクが大きくなるので、検索テーブルの値は正の値とする。反対に、検索において、第２モータジェネレータ４の回転速度が第１モータジェネレータ３の回転速度よりも高い場合には、駆動軸６の反力トルクが小さくなるので、検索テーブルの値は負の値と定義する。
制御装置２６は、第１モータジェネレータ３のトルクと遊星歯車機構５のギア比（リングギア２５の歯数／サンギア２２の歯数）とを乗算して得たトルク（損失トルクが無い場合の反力トルク）に、（Ｓ１０３）で算出した遊星歯車機構５の損失トルク割合に第１モータジェネレータ３のトルクの絶対値と遊星歯車機構５のギア比（リングギア２５の歯数／サンギア２２の歯数）から駆動軸６に現れる損失トルクとを乗算して得たトルクを加算し、反力トルクを算出する（Ｓ１０４）。
制御装置２６は、運転者要求駆動軸トルクから（Ｓ１０４）で算出した反力トルクを減算して第２モータジェネレータ４のトルク指令値を算出し（Ｓ１０５）、各種信号の取り込み（Ｓ１０１）にリターンする（Ｓ１０６）。制御装置２６は、算出したトルク指令値を第２インバータ１９に送信し、第２モータジェネレータ４の出力トルクを制御する。これにより、制御装置２６は、遊星歯車機構５の損失トルク割合に応じて第２モータジェネレータ４の出力トルクを補正する。
【００２０】
図５は、ハイブリッド車両１の制御装置２６により制御を行った場合のタイムチャートである。図５のタイムチャートは、エンジン回転速度及びエンジントルクが一定の状態で、駆動軸トルクが一定となるようにして、車速が増加した場合の挙動を示したものである。また、図６は、制御装置２６による制御と従来の制御とを比較して示す共線図である。図６の共線図は、エンジン回転速度及びエンジントルクを一定として、車速が低い場合と高い場合とを示したものである。
これら図５・図６を用いて、遊星歯車機構５の損失トルクにより駆動軸６のトルクが変動する理由を説明する。
【００２１】
図６の（１）に示すように、第１モータジェネレータ３の回転速度が第２モータジェネレータ４の回転速度よりも高い場合（ＭＧ１＞ＭＧ２）、遊星歯車機構５の損失トルクにより第１モータジェネレータ３は損失トルクが無い場合よりも小さな発電トルクでエンジントルクと釣り合う。従って、第１モータジェネレータ３のトルクから計算した反力トルク（図６の（１ａ））は、遊星歯車機構５の損失トルクが無い場合の反力トルク（図６の（１ｂ））よりも小さな値として計算される。その結果、従来では、図５の線Ｘよりも左側のＭＧ１＞ＭＧ２の領域において、第２モータジェネレータ４のトルク指令値が大きく計算される（図５の（１ｃ））。
一方、実際の反力トルクは、遊星歯車機構５の損失トルクにより損失トルクが無い場合よりも大きな値となる。その結果、従来では、駆動軸トルクが大きくなってしまう（図５の（１ｄ））。本案では、この場合、遊星歯車機構５の損失トルク割合により反力トルクが大きくなるように補正されるので（図６の（１ｅ））、第２モータジェネレータ４のトルク指令値は小さくなる（図５の（１ｆ））。その結果、駆動軸トルクは、遊星歯車機構６の損失トルクが無い場合のトルク、すなわち運転者の要求する駆動軸トルクに近づけることができる（図５の（１ｇ））。
【００２２】
また、図６の（２）に示すように、第１モータジェネレータ３の回転速度が第２モータジェネレータ４の回転速度よりも低い場合（ＭＧ１＜ＭＧ２）、遊星歯車機構５の損失トルクにより第１モータジェネレータ３は損失トルクが無い場合よりも大きな発電トルクでエンジン２のトルクと釣り合う。従って、第１モータジェネレータ３のトルクから計算した反力トルク（図６の（２ａ））は、遊星歯車機構５の損失トルクが無い場合の反力トルク（図６の（２ｂ））よりも大きな値として計算される。その結果、従来では、図５の線Ｘよりも右側のＭＧ１＜ＭＧ２の領域において、第２モータジェネレータ４のトルク指令値が小さく計算される（図５の（２ｃ））。
一方、実際の反力トルクは、遊星歯車機構５の損失トルクにより損失トルクが無い場合よりも小さな値となる。その結果、従来では、駆動軸トルクが小さくなってしまう（図５の（２ｄ））。本案では、この場合、遊星歯車機構５の損失トルク割合により反力トルクが小さくなるように補正されるので（図６の（２ｅ））、第２モータジェネレータ４のトルク指令値は大きくなる（図５の（２ｆ））。その結果、駆動軸トルクは、遊星歯車機構５の損失トルクが無い場合のトルク、すなわち運転者の要求する駆動軸トルクに近づけることができる（図５の（２ｇ））。
【００２３】
以上のように、ハイブリッド車両１の制御装置２６は、遊星歯車機構５の損失トルクを考慮して、第２モータジェネレータ４による出力トルク（アシストトルク）を制御することにより、駆動軸トルクを運転者の要求するトルクに近づけることができる。このため、ハイブリッド車両１の制御装置２６は、違和感の無いドライブフィーリングとすることができる。
【実施例２】
【００２４】
図７〜図１３は、この発明の実施例２を示すものである。図７において、ハイブリッド車両１０１は、駆動源として、燃料の燃焼により駆動力を発生させるエンジン１０２と、電気により駆動力を発生するとともに駆動により電気エネルギを発生する第１モータジェネレータ１０３及び第２モータジェネレータ１０４とを設けている。エンジン１０２と、第１モータジェネレータ１０３及び第２モータジェネレータ１０４とは、少なくとも１つの遊星歯車機構、この実施例では第１遊星歯車機構１０５及第２遊星歯車機構１０６を介して駆動軸１０７に動力伝達可能に連結される。
エンジン１０２は、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）に対応して吸入する空気量を調整するスロットルバルブ等の空気量調整手段１０８と、吸入する空気量に対応する燃料を供給する燃料噴射弁等の燃料供給手段１０９と、燃料に着火する点火装置等の着火手段１１０とを備えている。空気量調整手段１０８と燃料供給手段１０９と着火手段１１０とは、エンジン制御部１１１に接続される。エンジン制御部１１１は、空気量調整手段１０８と燃料供給手段１０９と着火手段１１０とにより燃料の燃焼状態を制御し、燃料の燃焼によりエンジン１０２に駆動力を発生させて出力軸１１２に出力する。
第１モータジェネレータ１０３は、第１モータロータ軸１１３と第１モータロータ１１４と第１モータステータ１１５とを備える。第２モータジェネレータ１０４は、第２モータロータ軸１１６と第２モータロータ１１７と第２モータステータ１１８とを備える。第１モータジェネレータ１０４の第１モータステータ１１５は、第１インバータ１１９に接続される。第２モータジェネレータ１０４の第２モータステータ１１８は、第２インバータ１２０に接続される。
第１インバータ１１９と第２インバータ１２０との電源端子は、バッテリ１２１に接続される。バッテリ１２１は、第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４との間で電力のやり取りが可能な蓄電手段である。バッテリ１２１は、バッテリ電圧やバッテリ電流などのバッテリ状態を検出するバッテリ検出部１２２に接続される。第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４とは、それぞれ第１インバータ１１９と第２インバータ１２０とによりバッテリ１２１から供給される電気量を制御され、供給される電気により駆動力を発生するとともに、回生時の駆動輪による駆動で電気エネルギを発生し、発生した電気エネルギをバッテリ１２１に充電する。
【００２５】
第１遊星歯車機構１０５は、第１サンギア１２３と、この第１サンギア１２３に噛み合う第１プラネタリギア１２４を支持する第１プラネタリキャリア１２５と、第１プラネタリギア１２４に噛み合う第１リングギア１２６とを備えている。第２遊星歯車機構１０６は、第２サンギア１２７と、この第２サンギア１２７に噛み合う第２プラネタリギア１２８を支持する第２プラネタリキャリア１２９と、第２プラネタリギア１２８に噛み合う第２リングギア１３０とを備えている。
第１遊星歯車機構１０５は、エンジン１０２に近い側に配置される。第２遊星歯車機構１０６は、第１遊星歯車機構１０５のエンジン１０２から離れる側に配置される。第１遊星歯車機構１０５と第２遊星歯車機構１０６とは、各回転要素の回転中心線を同一軸上に配置している。エンジン１０２と第１遊星歯車機構１０５との間には、第１モータジェネレータ１０３を配置している。第２遊星歯車機構１０６のエンジン１０２から離れる側には、第２モータジェネレータ１０４を配置している。
第１遊星歯車機構１０５の第１サンギア１２３には、第１モータジェネレータ１０３の第１モータロータ軸１１３を接続している。第１遊星歯車機構１０５の第１プラネタリキャリア１２５と第２遊星歯車機構１０６の第２サンギア１２７とは、結合してエンジン２の出力軸１１２に接続している。第１遊星歯車機構１０５の第１リングギア１２６と第２遊星歯車機構１０６の第２プラネタリキャリア１２９とは、結合して駆動軸１０７に接続している。第２遊星歯車機構１０６の第２リングギア１３０には、第２モータジェネレータ１０４の第２モータロータ軸１１６を接続している。
第１遊星歯車機構１０５と第２遊星歯車機構１０６とは、図１３に示すように、４つの回転要素を設定している。なお、図１３の記載において、「ＭＧ１」は第１モータジェネレータ１０３、「ＭＧ２」は第２モータジェネレータ１０４、「ＰＧ」は第１遊星歯車機構１０５及び第２遊星歯車機構１０６を合わせたもの、をそれぞれ示している。
第１遊星歯車機構１０５と第２遊星歯車機構１０６とは、４つの回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図上において、４つの回転要素を一端（図１３の左側）から他端（図１３の右側）に向かって順番に、第１の回転要素（第１モータロータ軸１１３に接続された第１サンギア１２３）、第２の回転要素（エンジン２の出力軸１１２に接続された第１プラネタリキャリア１２５及び第２サンギア１２７）、第３の回転要素（駆動軸１０７に接続された第１リングギア１２６及び第２プラネタリキャリア１２９）、第４の回転要素（第２モータロータ軸１１６に接続された第２リングギア１３０）、として設定している。
これにより、第１遊星歯車機構１０５と第２遊星歯車機構１０６とは、エンジン１０２の出力軸１１２、第１モータジェネレータ１０３、第２モータジェネレータ１０４、及び駆動軸１０７にそれぞれ連結された４つの回転要素を有し、エンジン１０２の出力軸１１２、第１モータジェネレータ１０３、第２モータジェネレータ１０４、及び駆動軸１０７との間で動力の授受を行う。
【００２６】
ハイブリッド車両１は、制御装置１３１によりエンジン１０２と第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４とを制御する。制御装置１３１は、トルク制御手段１３２を備えている。トルク制御手段１３２には、エンジン制御部１１１と第１インバータ１１９と第２インバータ１２０とバッテリ検出部１２２とを接続する。トルク制御手段１３２は、エンジン制御部１１１とバッテリ検出部１２２とから情報を取得し、エンジン１０２と第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４とのトルク指令値を演算し、エンジン制御部１１１と第１インバータ１１９と第２インバータ１２０とに送信する。
エンジン制御部１１１と第１インバータ１１９と第２インバータ１２０とは、受信したトルク指令値に従って、エンジン１０２と第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４とを制御する。このとき、トルク制御手段１３２は、エンジン１０２のトルクに基づいて第１モータジェネレータ１０３及び第２モータジェネレータ１０４の出力トルクを制御する。
これにより、ハイブリッド車両１０１の制御装置１３１は、エンジン１０２と第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４とが発生する動力を、第１遊星歯車機構１０５及び第２遊星歯車機構１０６を介して駆動軸１０７に出力し、駆動輪を駆動する。また、ハイブリッド車両１０１の制御装置１３１は、駆動輪からの駆動力を、第１遊星歯車機構１０５及び第２遊星歯車機構１０６を介して第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４とに伝達し、電気エネルギを発生してバッテリ１２１を充電する。
ハイブリッド車両１０１の制御装置１３１は、第１遊星歯車機構１０５及び第２遊星歯車機構１０６の損失トルクを算出する算出手段１３３をトルク制御手段１３２に備える。トルク制御手段１３２は、算出手段１３３により算出された第１遊星歯車機構１０５及び第２遊星歯車機構１０６の損失トルクに応じて第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４との出力トルクを補正する。
【００２７】
次に、図８〜図１３に従い作用を説明する。
なお、図８〜図１３の記載において、「ＭＧ１」は第１モータジェネレータ１０３、「ＭＧ２」は第２モータジェネレータ１０４、「ＰＧ１」は第１遊星歯車機構１０５、「ＰＧ２」は第２遊星歯車機構１０６、「ＰＧ」は第１遊星歯車機構１０５及び第２遊星歯車機構１０６を合わせたもの、「Ｚｓ１」は第１サンギア１２３の歯数、「Ｚｒ１」は第１リングギア１２６の歯数、「Ｚｓ２」は第２サンギア１２７の歯数、「Ｚｒ２」は第２リングギア１３０の歯数、「ＦＢ」はフィードバック、をそれぞれ示している。
【００２８】
図８に示すように、ハイブリッド車両１０１の制御装置１３１は、トルク制御手段１３２によって、エンジン１０２の目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度とから回転速度偏差を算出し（Ｐ２００）、算出した回転速度偏差から第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバック補正トルクを算出し（Ｐ２０１）、算出した回転速度偏差から第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバック補正トルクを算出する（Ｐ２０２）。
制御装置１３１は、トルク制御手段１３２によって、第１モータジェネレータ１０３の基本トルクに（Ｐ２０１）で算出した第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバック補正トルクを加算して第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバック補正後トルクを算出し（Ｐ２０３）、第２モータジェネレータ１０４の基本トルクに（Ｐ２０２）で算出した第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバック補正トルクを加算して第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバック補正後トルクを算出する（Ｐ２０４）。
また、制御装置１３１は、算出手段１３３によって、第１モータジェネレータ１０３の回転速度と第２モータジェネレータ１０４の回転速度との差動回転速度を算出し（Ｐ２０５）、算出した差動回転速度に基づき第１遊星歯車機構１０５の損失トルク割合を算出し（Ｐ２０６）、算出した差動回転速度に基づき第２遊星歯車機構１０６の損失トルク割合を算出する（Ｐ２０７）。
制御装置１３１は、算出手段１３３によって、（Ｐ２０６）で算出した第１遊星歯車機構１０５の損失トルク割合と（Ｐ２０３）で算出した第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバック補正後トルクとに基づいて第１遊星歯車機構１０５の損失トルクを算出し（Ｐ２０８）、（Ｐ２０７）で算出した第２遊星歯車機構１０６の損失トルク割合と（Ｐ２０４）で算出した第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバック補正後トルクとに基づいて第２遊星歯車機構１０６の損失トルクを算出し（Ｐ２０９）、（Ｐ２０８）で算出した第１遊星歯車機構１０５の損失トルクと（Ｐ２０９）で算出した第２遊星歯車機構１０６の損失トルクとを合算して遊星歯車機構損失トルクを算出する（Ｐ２１０）。
【００２９】
また、制御装置１３１は、トルク制御手段１３２によって、（Ｐ２１０）で算出した遊星歯車機構損失トルクに基づいて第１モータジェネレータ１０３の遊星歯車機構損失補正トルクを算出し（Ｐ２１１）、（Ｐ２１０）で算出した遊星歯車機構損失トルクに基づいて第２モータジェネレータ１０４の遊星歯車機構損失補正トルクを算出する（Ｐ２１２）。
制御装置１３１は、トルク制御手段１３２によって、（Ｐ２０３）で算出した第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバック補正後トルクに（Ｐ２１１）で算出した第１モータジェネレータ１０３の遊星歯車機構損失補正トルクを加算して第１モータジェネレータ１０３のトルク指令値を算出し（Ｐ２１３）、算出したトルク指令値を第１インバータ１１９に送信し、第１モータジェネレータ１０３の出力トルクを制御する。
制御装置１３１は、トルク制御手段１３２によって、（Ｐ２０４）で算出した第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバック補正後トルクに（Ｐ２１２）で算出した第２モータジェネレータ１０４の遊星歯車機構損失補正トルクを加算して第２モータジェネレータ１０４のトルク指令値を算出し（Ｐ２１４）、算出したトルク指令値を第２インバータ１２０に送信し、第２モータジェネレータ１０４の出力トルクを制御する。
これにより、制御装置１３１は、算出手段１３３により算出された第１遊星歯車機構１０５及び第２遊星歯車機構１０６の損失トルクに応じて第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４との出力トルクを補正する。
【００３０】
図９に示すように、ハイブリッド車両１０１の制御装置１３１は、制御がスタートすると（Ｓ２００）、第１モータジェネレータ１０３の回転速度、第２モータジェネレータ１０４の回転速度などの制御に用いる各種信号の取り込みを行う（Ｓ２０１）。
制御装置１３１は、取り込んだ各種信号から、エンジントルク指令値、運転者要求駆動軸トルク等に基づき第１モータジェネレータ１０３の基本トルク、第２モータジェネレータ１０４の基本トルクを算出する（Ｓ２０２）。ここで、基本トルクとは、エンジントルク指令値どおりにエンジン１０２がトルクを出力した場合に第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４とが釣り合うことができるトルクである。
実際には、実エンジントルクがエンジントルク指令値と一致することはほとんど無く、その場合にはトルクが釣り合わないのでエンジン回転速度が変化し続けてしまう。また、実エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に追従させる必要があるので、回転速度フィードバツクによる補正が必要になる。また、実エンジントルクがエンジントルク指令値と異なる場合には、駆動軸トルクが運転者の要求する駆動軸トルクからずれてしまう。
そのため、制御装置１３１は、（Ｓ２０３）、（Ｓ２０４）において、実エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に近づけるとともに、駆動軸１０７のトルクを運転者要求駆動軸トルクに近づけるように、第１モータジェネレータ１０３、第２モータジェネレータ１０４の各回転速度フィードバック補正トルクを算出し、算出した各回転速度フィードバック補正トルクにより第１モータジェネレータ１０３、第２モータジェネレータ１０４の各基本トルクを補正する。
具体的には、エンジン１０２の出力軸１１２に作用させたい第１モータジェネレータ１０３、第２モータジェネレータ１０４の各回転速度フィードバック補正トルクを、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の各ギア比に応じた以下の式１で示す割合で第１モータジェネレータ１０３、第２モータジェネレータ１０４に分担させて算出する。
＊ＭＧ１回転速度ＦＢ補正トルク：ＭＧ２回転速度ＦＢ補正トルク＝１＋Ｚｓ２／Ｚｒ２：Ｚｒ１／Ｚｓ１・・・・・・式１
これより、制御装置１３１は、実エンジン回転速度と目標エンジン回転速度との差から、第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバック補正トルクを算出し、第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバック補正トルクとを算出し（Ｓ２０３）、第１モータジェネレータ１０３の基本トルクに第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバック補正トルクを加算して第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバック補正後トルクを算出し、第２モータジェネレータ１０４の基本トルクに第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバック補正トルクを加算して第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバック補正後トルクを算出する（Ｓ２０４）。
【００３１】
次に、制御装置１３１は、（Ｓ２０１）で取り込んだ各種信号から、第１モータジェネレータ１０３の回転速度と第２モータジェネレータ１０４の回転速度との差として、差動回転速度を算出し（Ｓ２０５）、算出した差動回転速度に基づき第１遊星歯車機構１０５の損失トルク割合を図１０に示す検索テーブルから検索により算出し、算出した差動回転速度に基づき第２遊星歯車機構１０６の損失トルク割合を図１１に示す検索テーブルから検索により算出する（Ｓ２０６）。
図１０に示す検索テーブルの値は、第１モータジェネレータ１０３が接続された第１遊星歯車機構１０５の回転要素（第１サンギア２３）に現れる損失トルクの割合として定義された値であり、差動回転速度の正負によりその符号が反転する。本案では、第１モータジェネレータ１０３の回転速度から第２モータジェネレータ１０４の回転速度を減算した値を差動回転速度と定義している。
第１モータジェネレータ１０３の回転速度が第２モータジェネレータ１０４の回転速度よりも高い場合には、第１モータジェネレータ１０３の回転速度を引き下げる向きに損失トルクが発生し、駆動軸１０７には回転速度を引き上げる向きに損失トルクが発生する。従って、この場合は、駆動軸１０７のトルクを増加させる損失トルクなので、トルク損失割合は正の値とする。反対に、第１モータジェネレータ１０３の回転速度が第２モータジェネレータ１０４の回転速度よりも低い場合には、駆動軸１０７のトルクを減少させる損失トルクなので、損失トルク割合は負の値とする。
また、第２モータジェネレータ１０４の損失トルク割合を示す図１１においても、図１０と同様に差動回転速度を定義している。第１モータジェネレータ１０３の回転速度が第２モータジェネレータ１０４の回転速度よりも高い場合には、第２モータジェネレータ１０４の回転速度を引き上げる向きにトルク損失が発生し、駆動軸１０７には回転速度を引き上げる向きに損失トルクが発生する。従って、この場合は、駆動軸１０７のトルクを増加させる損失トルクなので、損失トルク割合は第１モータジェネレータ１０３と同様に正の値とする。反対に、第１モータジェネレータ１０３の回転速度が第２モータジェネレータ１０４よりも低い場合には、駆動軸１０７のトルクを減少させる損失トルクなので、損失トルク割合は第１モータジェネレータ１０３と同様に負の植とする。
【００３２】
制御装置１３１は、（Ｓ２０７）において、第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバック補正後トルクの絶対値に（Ｓ２０６）で算出した第１モータジェネレータ１０３の損失トルク割合と第１遊星歯車機構１０５のギア比（第１リングギア１２５の歯数／第１サンギア１２２の歯数）とを乗算して第１モータジェネレータ１０３のトルクにより駆動軸１０７に現れる損失トルクを算出し、また、第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバック補正後トルクの絶対値に（Ｓ２０６）で算出した第２モータジェネレータ１０４の損失トルク割合と第２遊星歯車機構１０６のギア比（第２リングギア１３０の歯数／第２サンギア１２７の歯数）とを乗算して第２モータジェネレータ１０４のトルクにより駆動軸１０７に現れる損失トルクを算出し、算出した両損失トルクを加算して、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクにより駆動軸１０７に現れるトルクである遊星歯車機構損失トルクを算出する。
制御装置１３１は、（Ｓ２０８）において、（Ｓ２０７）で算出した遊星歯車機構損失トルクをエンジン１０２の出力軸１１２にトルクが影響しないように第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４とに分担させて補正できるように、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の各ギア比で定まる比を用いて計算を行い、第１モータジェネレータ１０３の遊星歯車機構損失補正トルクと第２モータジェネレータ１０４の遊星歯車機構損失補正とを算出する。
そして、制御装置１３１は、（Ｓ２０９）において、第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバック補正後トルクに遊星歯車機構損失補正トルクを加算して、最終的な第１モータジェネレータ１０３のトルク指令値を算出し、また、第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバック補正後トルクに遊星歯車機構損失補正トルクを加算して、最終的な第２モータジェネレータ１０４のトルク指令値を算出する。制御装置１３１は、第１モータジェネレータ１０３、第モータジェネレータ１０４の各トルク指令値を算出（Ｓ２０９）した後、各種信号の取り込み（Ｓ２０１）にリターンする（Ｓ２１０）。
制御装置１３１は、算出したトルク指令値を第１インバータ１１９、第２インバータ１２０に送信し、第１モータジェネレータ１０３、第２モータジェネレータ１０４の出力トルクを制御する。これにより、制御装置１３１は、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクに応じて第１モータジェネレータ１０３、第２モータジェネレータ４の出力トルクを補正する。
【００３３】
図１２は、ハイブリッド車両１０１の制御装置１３１により制御を行った場合のタイムチャートである。図１２のタイムチャートは、エンジン回転速度及びエンジントルクが一定の状態で、駆動軸トルクが一定となるようにして、車速が増加した場合の挙動を示したものである。また、図１３は、制御装置１３１による制御と従来の制御とを比較して示す共線図である。図１３の共線図は、エンジン回転速度及びエンジントルクを一定として、車速が低い場合と高い場合を示したものである。
これら図１２、図１３を用いて、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクにより駆動軸１０７のトルクが変動する理由を説明する。
【００３４】
図１３の（１）に示すように、第１モータジェネレータ１０３の回転速度が第２モータジェネレータ１０４の回転速度よりも高い場合（ＭＧ１＞ＭＧ２）、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクにより第１モータジェネレータ１０３は損失トルクが無い場合よりも小さな発電トルクでエンジントルクと釣り合う。言い換えれば、第１モータロータ軸１１３に現れる損失トルクを相殺する回転速度フィードバックトルクの補正が行われる。この場合、第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバックトルクの補正は正の値となり、第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバックトルクも正の値となる。
一方、第１モータジェネレータ１０３、第２モータジェネレータ１０４により駆動軸１０７に現れるトルクは、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクにより損失トルクが無い場合より大きな値となる。図１３の共線図では、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の回転要素を正転方向又は前進方向に回転速度を上昇させるトルクを上向きの矢印で現しているため、前進駆動方向の駆動軸トルクは下向きの矢印となる。その結果、従来では、駆動軸トルクが大きくなってしまう（図１２の線Ｘよりも左側のＭＧ１＞ＭＧ２の領域の（１ａ）、図１３の（１ａ））。
本案では、この場合、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクにより駆動軸１０７に現れるトルクを正の値（車両を加速する側）として算出し、このトルクを相殺するように第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４のトルクを負方向に補正するので、第１モータジェネレータ１０３のトルク指令値（図１２の（１ｂ））及び第２モータジェネレータ１０４のトルク指令値（図１２の（１ｃ））は小さくなる。その結果、駆動軸トルクは、遊星歯車機構損失トルクが無い場合のトルク、すなわち運転者の要求する駆動軸トルクに近づけることができる（図１２の（１ｄ））。
【００３５】
また、図１３の（２）に示すように、第１モータジェネレータ１０３の回転速度が第２モータジェネレータ１０４の回転速度よりも低い場合（ＭＧ１＜ＭＧ２）、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクにより第１モータジェネレータ１０３は損失トルクが無い場合より大きな発電トルクでエンジントルクと釣り合う。言い換えれば、第１モータロータ軸１１３に現れる損失トルクを相殺する回転速度フィードバックトルクの補正が行われる。この場合、第１モータジェネレータ１０３の回転速度フィードバックトルクの補正は負の値となり、第２モータジェネレータ１０４の回転速度フィードバックトルクも負の値となる。
一方、第１モータジェネレータ１０３、第２モータジェネレータ１０４により駆動軸１０７に現れるトルクは、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクにより損失トルクが無い場合より小さな値となる。図１３の共線図では、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の回転要素を正転方向又は前進方向に回転速度を上昇させるトルクを上向きの矢印で現しているため、前進駆動方向の駆動軸トルクは下向きの矢印となる。その結果、従来では、駆動軸トルクが小さくなってしまう（図１２の線Ｘよりも右側のＭＧ１＜ＭＧ２の領域の（２ａ）、図１３の（２ａ））。
本案では、この場合、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクにより駆動軸１０７に現れるトルクを負の値（車両を減速する側）として算出し、このトルクを相殺するように第１モータジェネレータ１０３と第２モータジェネレータ１０４のトルクを正方向に補正するので、第１モータジェネレータ１０３のトルク指令値（図１２の（２ｂ））及び第２モータジェネレータ１０４のトルク指令値（図１２の（２ｃ））は大きくなる。その結果、駆動軸トルクは、遊星歯車機構損失トルクが無い場合のトルク、すなわち運転者の要求する駆動軸トルクに近づけることができる（図１２の（２ｄ））。
【００３６】
このように、ハイブリッド車両１０１の制御装置１３１は、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクを考慮して、第１モータジェネレータ１０３及び第２モータジェネレータ１０４の出力トルクを制御することにより、第１遊星歯車機構１０５、第２遊星歯車機構１０６の損失トルクに伴う駆動軸トルクの変動を抑制することができる。このため、ハイブリッド車両１０１の制御装置１３１は、違和感の無いドライブフィーリングとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明は、駆動軸トルクを運転者の要求するトルクに近づけ、遊星歯車機構の差動回転速度が０をまたいだ場合でも駆動軸トルクに段差が生じないように制御し、違和感の無いドライブフィーリングとすることができるものであり、ハイブリッド車両の動力伝達系の制御に適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ハイブリッド車両
２  エンジン
３  第１モータジェネレータ
４  第２モータジェネレータ
５  遊星歯車機構
６  駆動軸
７  空気量調整手段
８  燃料供給手段
９  着火手段
１０  エンジン制御部
１１  出力軸
１８  第１インバータ
１９  第２インバータ
２０  バッテリ
２１  バッテリ検出部
２６  制御装置
２７  トルク制御手段
２８  算出手段
【図１】
0006492932.tif 000002
【図２】
0006492932.tif 000003
【図３】
0006492932.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006492932.tif 000007
【図７】
0006492932.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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