JP2004140982A

JP2004140982A - ハイブリッド自動車およびその制御方法

Info

Publication number: JP2004140982A
Application number: JP2002305993A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sukai; 須貝　信一
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-21
Also published as: JP4234973B2

Abstract

【課題】ハイブリッド自動車が備える二次電池の充放電の効率を向上させると共にその寿命を長くする。
【解決手段】前輪用モータ４０を発電機として駆動して二次電池４４を充電している最中にアクセルペダル８２が踏み込まれて要求動力が増加したときには、要求動力の増加が二次電池４４の充電に用いられる充電用動力の範囲内であるときには、要求動力の増加分を前輪用モータ４０からの電力を用いて後輪用モータ９０から出力する。二次電池４４は充電電力は小さくなるものの充電は継続されるから、充放電の頻繁な切り替えを少なくして二次電池４４の温度上昇を抑制することができる。この結果、二次電池４４の充放電の効率を向上させることができると共にその寿命を長くすることができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関し、詳しくは、第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、この第１の車軸と動力の入出力が可能な第１電動機と、第２の車軸に動力の出力が可能な第２電動機と、第１電動機および第２電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、内燃機関からの動力の一部を前輪用の駆動軸に伝達しながら残部を電力に変換したり内燃機関の動力のすべてを前輪用の駆動軸に伝達しながらこの駆動軸に動力を出力する第１電動機と、後輪用の駆動軸に動力を出力する第２電動機と、第１電動機および第２電動機と電力のやり取りを行なう二次電池とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、任意な運転ポイント（回転数とトルク）で運転された内燃機関からの動力を変換して前輪用の駆動軸に出力できると共に二次電池の充放電による電力により両駆動軸に任意の動力を入出力することができることから、アクセル操作に基づいて設定される要求動力を、効率のよい運転ポイントで運転された内燃機関からの動力と二次電池の充放電によって得られる二つの電動機からの動力とによって両駆動軸に出力している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１７５２０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の特許文献１記載のハイブリッド自動車に限らず、あらゆる装置や機器において、その耐久性の向上やエネルギ効率の向上は重大な課題として考えるべきものであることは言うまでもない。こうした課題は、装置や機器だけでなく、装置や機器を構成する部品についても同様である。特に、ハイブリッド自動車における二次電池の耐久性（劣化の抑制による寿命の程度）や充放電の効率は、自動車全体の動特性やエネルギ効率に影響を与えるため、ハイブリッド自動車にとっては重要な課題となる。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、ハイブリッド自動車が備える蓄電手段の寿命を長くすることを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、蓄電手段における充放電の効率を向上させることを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、該第１の車軸と動力の入出力が可能な第１電動機と、第２の車軸に動力の出力が可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
アクセル操作に基づいて要求動力を設定する要求動力設定手段と、
該設定された要求動力が前記第１の車軸および第２の車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記蓄電手段の充電の最中における前記要求動力の増加に対する充電中動力増加制御として、該蓄電手段を少なくとも充電した状態で該増加した要求動力を前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力可能なときには該蓄電手段を充電した状態を維持しながら該要求動力が前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する充電継続制御を実行し、該蓄電手段を充電した状態では該増加した要求動力を前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力不能なときには該蓄電手段の充電を中止して該要求動力が前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する充電中止制御を実行する手段である
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、蓄電手段の充電の最中における要求動力の増加に対する充電中動力増加制御として、蓄電手段を少なくとも充電した状態で要求動力を第１の車軸および第２の車軸に出力可能か否かを判断し、出力可能なときには蓄電手段を充電した状態を維持しながら要求動力が第１の車軸および第２の車軸に出力されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを制御し、出力不能なときには蓄電手段の充電を中止して要求動力が第１の車軸および第２の車軸に出力されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを制御する。したがって、蓄電手段を充電した状態で要求動力を第１の車軸および第２の車軸に出力可能か否かを判断しないものに比して、蓄電手段の充放電の回数を低減することができる。この結果、蓄電手段の充放電が頻繁に繰り返されることによる蓄電手段の劣化を抑制することができ、蓄電手段の寿命を長くすることができる。また、蓄電手段の充放電の繰り返しによる発熱を抑制することができるから、蓄電手段の発熱によるエネルギ損失を低減することができる。即ち、蓄電手段の充放電の効率を向上させることができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記蓄電手段の充電の最中における前記要求動力の増加は、前記第１電動機によって発電された電力を用いて前記蓄電手段を充電している最中の前記要求動力の増加であるものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記充電継続制御は、前記第１電動機によって発電された電力の一部を用いて前記第２電動機を駆動する制御であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された蓄電手段の温度が所定温度以上のときに前記充電中動力増加制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の温度が所定温度以上のときに充電中動力増加制御を実行するから、蓄電手段の充放電の切り替え頻度を低くして蓄電手段の温度の上昇を抑制することができる。
【００１１】
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記内燃機関からの動力および前記第１電動機からの動力を変速して前記第１の車軸に伝達可能な変速機を備え、前記制御手段は前記設定された要求動力が前記第１の車軸および第２の車軸に出力されるよう前記変速機も制御する手段であるものとすることもできる。ここで、変速機は無段変速機であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明のハイブリッド自動車の制御方法は、
第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、該第１の車軸と動力の入出力が可能な第１電動機と、第２の車軸に動力の出力が可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
前記蓄電手段の充電の最中にアクセル操作に基づいて設定される要求動力が増加したとき、前記蓄電手段を少なくとも充電した状態で前記増加した要求動力を前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力可能か否かを判定し、出力可能と判定されたときには前記蓄電手段を充電した状態を維持しながら前記要求動力が前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御し、出力不能と判定されたときには前記蓄電手段の充電を中止して前記要求動力が前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００１３】
この本発明のハイブリッド自動車の制御方法によれば、蓄電手段の充電の最中にアクセル操作に基づいて設定される要求動力が増加したときには蓄電手段を少なくとも充電した状態で前記増加した要求動力を第１の車軸および第２の車軸に出力可能か否かを判定し、出力可能と判定されたときには蓄電手段を充電した状態を維持しながら要求動力が第１の車軸および第２の車軸に出力されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを制御し、出力不能と判定されたときには蓄電手段の充電を中止して要求動力が第１の車軸および第２の車軸に出力されるよう内燃機関と第１電動機と第２電動機とを制御するから、蓄電手段を充電した状態で要求動力を第１の車軸および第２の車軸に出力可能か否かを判断しないものに比して、蓄電手段の充放電の回数を低減することができる。この結果、蓄電手段の充放電が頻繁に繰り返されることによる蓄電手段の劣化を抑制することができ、蓄電手段の寿命を長くすることができる。また、蓄電手段の充放電の繰り返しによる発熱を抑制することができるから、蓄電手段の発熱によるエネルギ損失を低減することができる。即ち、蓄電手段の充放電の効率を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２４に接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０に接続された発電可能な前輪用モータ４０と、プラネタリギヤ３０に接続されると共にディファレンシャルギヤ６４などのギヤを介して前輪６６ａ，６６ｂに接続された無段変速機としてのＣＶＴ５０と、デファレンシャルギヤ９４などのギヤを介して後輪９６ａ，９６ｂに接続された後輪用モータ９０と、装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１５】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２のクランクシャフト２４には、図示しない補機に供給する電力を発電すると共にエンジン２２を始動するスタータモータ２６がベルト２８により取り付けられている。エンジン２２の運転制御、例えば燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などは、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２９により行なわれている。エンジンＥＣＵ２９は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１６】
プラネタリギヤ３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合する第１ピニオンギヤ３３と、この第１ピニオンギヤ３３とリングギヤ３２と噛合する第２ピニオンギヤ３４と、第１ピニオンギヤ３３と第２ピニオンギヤ３４とを自転かつ公転自在に保持するキャリア３５と備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５とを回転要素として差動作用を行なう。プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１にはエンジン２２のクランクシャフト２４が、キャリア３５には前輪用モータ４０の回転軸４１がそれぞれ連結されており、エンジン２２の出力をサンギヤ３１から入力すると共にキャリア３５を介して前輪用モータ４０と出力のやりとりを行なうことができる。キャリア３５はクラッチＣ１により、リングギヤ３２はクラッチＣ２によりＣＶＴ５０のインプットシャフト５１に接続できるようになっており、クラッチＣ１およびクラッチＣ２を接続状態とすることにより、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５の３つの回転要素による差動を禁止して一体の回転体、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４と前輪用モータ４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフト５１とを一体の回転体とする。なお、プラネタリギヤ３０には、リングギヤ３２をケース３９に固定してその回転を禁止するブレーキＢ１も設けられている。
【００１７】
前輪用モータ４０は、例えば発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４３を介して二次電池４４と電力のやりとりを行なう。また、後輪用モータ９０も例えば発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ９１を介して二次電池４４と電力のやりとりを行なう。前輪用モータ４０および後輪用モータ９０は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４９により駆動制御されており、モータＥＣＵ４９には、前輪用モータ４０や後輪用モータ９０を駆動制御するために必要な信号や二次電池４４を管理するのに必要な信号、例えば前輪用モータ４０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４５からの信号や後輪用モータ９０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ９３からの信号，図示しない電流センサにより検出される前輪用モータ４０や後輪用モータ９０に印加される相電流，二次電池４４の端子間に設置された電圧センサ４６からの端子間電圧，二次電池４４からの電力ラインに取り付けられた電流センサ４７からの充放電電流，二次電池４４に取り付けられた温度センサ４８からの電池温度などが入力されており、モータＥＣＵ４９からはインバータ４３やインバータ９１へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４９では、二次電池４４を管理するために電流センサ４７により検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算している。なお、モータＥＣＵ４９は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によって前輪用モータ４０を駆動制御すると共に必要に応じて前輪用モータ４０の運転状態や二次電池４４の状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１８】
ＣＶＴ５０は、溝幅が変更可能でインプットシャフト５１に接続されたプライマリープーリー５３と、同じく溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプットシャフト５２に接続されたセカンダリープーリー５４と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝に架けられベルト５５と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更する第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７とを備え、第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７によりプライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更することによりインプットシャフト５１の動力を無段階に変速してアウトプットシャフト５２に出力する。ＣＶＴ５０の変速比の制御は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下、ＣＶＴＥＣＵという）５９により行なわれている。このＣＶＴＥＣＵ５９には、インプットシャフト５１に取り付けられた回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数やアウトプットシャフト５２に取り付けられた回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数が入力されており、ＣＶＴＥＣＵ５９からは第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７への駆動信号が出力されている。また、ＣＶＴＥＣＵ５９は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってＣＶＴ５０の変速比を制御すると共に必要に応じてＣＶＴ５０の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１９】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉや回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏ，シフトレバー８０の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８１からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８２の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８３からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８４の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８５からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８６からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、クラッチＣ１やクラッチＣ２への駆動信号やブレーキＢ１への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２０】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキＢ１をオフ，クラッチＣ１をオン，クラッチＣ２をオフの状態でエンジン２２を運転せずに二次電池４４からの電力を用いて前輪用モータ４０や後輪用モータ９０からの動力によって走行するモータ走行モードや、ブレーキＢ１をオフ，クラッチＣ１およびクラッチＣ２をオンの状態でエンジン２２からの動力と二次電池４４の従放電を伴って入出力される前輪用モータ４０，後輪用モータ９０からの動力によって走行する通常走行モードなどにより走行する。実施例では、モータ走行モードは主として発進時に用いられ、通常走行モードは発進してから所定車速（例えば、１０ｋｍ／ｈなど）に至った以降に用いられる。なお、実施例では、通常走行モードで二次電池４４を充電する際には、エンジン２２からの動力の一部を用いて前輪用モータ４０を発電機として駆動させて行なう。
【００２１】
次に、通常走行モードで走行している実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、前輪用モータ４０を発電機として駆動制御して得られる電力によって二次電池４４を充電している最中の動作について説明する。図２は、通常走行モードで走行している最中にハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２２】
この駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８３からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８６からの車速Ｖ，回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉ，回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２からの回転数Ｎｏなど制御に必要な情報を読み込み（ステップＳ１００）、読み込んだアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて運転者が要求する要求動力Ｐ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求動力Ｐ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクとの関係を予め設定して要求トルク設定マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられるとＲＯＭ７４に記憶された要求トルク設定マップから対応する要求トルクを導出し、これに車速Ｖと換算係数ｋｐを乗じて求めるものとした。要求トルク設定マップの一例を図３に示す。
【００２３】
続いて、現在、二次電池４４の充電中か否かを判定する（ステップＳ１２０）。充電中か否かは電流センサ４７により検出される電流ｉによっても判定できる。二次電池４４が充電中でないときや充電中であっても後述する処理によりステップＳ１２５の処理が実行されるときには、二次電池４４の充電要求の有無や要求動力Ｐ＊に基づいて二次電池４４を充電するのに用いる目標充電用動力Ｐｂ＊を設定する（ステップＳ１２５）。ここで、目標充電用動力Ｐｂ＊には、要求動力Ｐ＊が比較的小さくエンジン２２からの動力で十分な充電用の動力を得ることができるときには二次電池４４を充電するのに最適な電力を得ることができる動力が設定され、要求動力Ｐ＊が大きくエンジン２２からの動力では十分な充電用の動力を得ることができないときには二次電池４４を充電するのに最適な電力を得ることができる動力より小さな動力や値０が設定される。即ち、要求動力Ｐ＊の出力を優先し、要求動力Ｐ＊の出力に余裕のあるときに余裕の動力の範囲内で目標充電用動力Ｐｂ＊を設定するのである。
【００２４】
目標充電用動力Ｐｂ＊を設定すると、要求動力Ｐ＊と回転数Ｎｉとに基づいて定まる値に設定した目標充電用動力Ｐｂ＊を加えてエンジン要求動力Ｐｅ＊を設定すると共に要求動力Ｐ＊から設定したエンジン要求動力Ｐｅ＊を減じてアシスト動力Ｐａｓ＊を設定する（ステップＳ１３０）。いま、二次電池４４の充電要求がないとき、即ち目標充電用動力Ｐｂ＊が値０のときを考える。この場合、実施例では、エンジン２２を回転数Ｎｉで効率よく運転できる範囲内に要求動力Ｐ＊があるときには、要求動力Ｐ＊をエンジン２２からの動力が走行に用いられる際の効率で割った値をエンジン要求動力Ｐｅ＊に設定し、エンジン２２を回転数Ｎｉで効率よく運転できる範囲内に要求動力Ｐ＊がないときには、エンジン２２を回転数Ｎｉで効率よく運転できる範囲内で要求動力Ｐ＊に近い値をエンジン要求動力Ｐｅ＊に設定する。二次電池４４の充電要求があるときには、こうして設定されるエンジン要求動力Ｐｅ＊に目標充電用動力Ｐｂ＊を加えることによりエンジン要求動力Ｐｅ＊を設定する。二次電池４４の充電要求がなく、エンジン２２を回転数Ｎｉで効率よく運転できる範囲内に要求動力Ｐ＊があるときには、アシスト動力Ｐａｓ＊には要求動力Ｐ＊とエンジン要求動力Ｐｅ＊との偏差か値０が設定されることになり、二次電池４４の充電要求があり、エンジン２２を回転数Ｎｉで効率よく運転できる範囲内に要求動力Ｐ＊があるときには、アシスト動力Ｐａｓ＊には負の値の目標充電用動力Ｐｂ＊が設定されることになる。
【００２５】
こうしてエンジン要求動力Ｐｅ＊が設定されると、エンジン２２からエンジン要求動力Ｐｅ＊を出力できる運転ポイントのうち最も効率のよい運転ポイントのトルクと回転数とを目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊として設定し（ステップＳ１４０）、アシスト動力Ｐａｓ＊を前輪用モータ４０から出力すべき要求パワーＰｍ１＊と後輪用モータ９０から出力すべき要求パワーＰｍ２＊とに分配する（ステップＳ１５０）。ここで、目標充電用動力Ｐｂ＊が値０でないときには後輪用モータ９０から出力すべき要求パワーＰｍ１＊には負の値の目標充電用動力Ｐｂ＊が分配される。こうした分配により、二次電池４４の充電電力を前輪用モータ４０によって得ることができる。なお、目標充電用動力Ｐｂ＊が値０のときでアシスト動力Ｐａｓ＊に値が設定されているときには、効率よく動力が出力されるようにアシスト動力Ｐａｓ＊を要求パワーＰｍ１＊と要求パワーＰｍ２＊とに分配する。続いて、配分した要求パワーＰｍ１＊，Ｐｍ２＊を各軸の回転数（目標回転数Ｎｉ＊，車速Ｖに換算係数ｋｖを乗じた値）で割って前輪用モータ４０および後輪用モータ９０のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１６０）。なお、二次電池４４の充電要求がなくて要求動力Ｐ＊がエンジン要求動力Ｐｅ＊で賄われるときには、アシスト動力Ｐａｓ＊には値０が設定されるから、このときにはトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊には共に値０が設定される。
【００２６】
そして、設定した目標トルクＴｅ＊や目標回転数Ｎｉ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でエンジン２２やＣＶＴ５０，前輪用モータ４０，後輪用モータ９０が運転されるように目標トルクＴｅ＊と回転数ＮｉとをエンジンＥＣＵ２９に、目標回転数Ｎｉ＊をＣＶＴＥＣＵ５９に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４９に出力して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。なお、目標回転数Ｎｉ＊を受信したＣＶＴＥＣＵ５９は、インプットシャフト５１の回転数Ｎｉが受信した目標回転数Ｎｉ＊となるように第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７を駆動制御し、目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２９はエンジン２２が目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊とによる運転ポイントで運転されるよう燃料噴射制御や点火制御などを行ない、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４９は前輪用モータ４０からトルク指令Ｔｍ１＊のトルクが出力されると共に後輪用モータ９０からトルク指令Ｔｍ２＊のトルクが出力されるよう前輪用モータ４０および後輪用モータ９０を駆動制御する。
【００２７】
一方、ステップＳ１２０で二次電池４４が充電中でないと判定されたときには、要求動力Ｐ＊から前回の要求動力Ｐ＊を減じて要求動力偏差ΔＰを計算し（ステップＳ１７０）、要求動力偏差ΔＰが値０以上で充電用動力Ｐｂ以下の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。ここで、充電用動力Ｐｂは、現在、二次電池４４を充電するために用いている動力であり、充電電力から換算して求めることができる。要求動力偏差ΔＰが値０以上で充電用動力Ｐｂ以下の範囲内にあるときには、目標トルクＴｅ＊や目標回転数Ｎｉ＊，トルク指令Ｔｍ１＊に対しては今までの値をそのまま用い、後輪用モータ９０のトルク指令Ｔｍ２＊に対しては今までの値に要求動力偏差ΔＰをその回転数（車速Ｖに換算係数ｋｖを乗じたもの）で割ったものを加える（ステップＳ１９０）。そして、求めたトルク指令Ｔｍ２＊が定格最大値Ｔｍａｘ以下であることを確認して（ステップＳ２００）、設定した目標トルクＴｅ＊や目標回転数Ｎｉ＊，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２９やＣＶＴＥＣＵ５９，モータＥＣＵ４９に出力して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。この処理では、要求動力偏差ΔＰは充電用動力Ｐｂを用いて後輪用モータ９０から出力されるから、充電電力は小さくなるものの二次電池４４の充電は継続されることになる。このとき、後輪用モータ９０に供給される電力は、前輪用モータ４０を発電機として駆動して得られる電力により賄われる。即ち、前輪用モータ４０からの電力により後輪用モータ９０を駆動すると共に二次電池４４の充電を継続するのである。
【００２８】
ステップＳ１８０で要求動力偏差ΔＰが値０より小さいときには、二次電池４４を過大電力により充電する可能性があると判断してエンジン２２の運転ポイントやＣＶＴ５０の変速比γなどを変更するステップＳ１３０以降の処理を実行し、要求動力偏差ΔＰが充電用動力Ｐｂより大きいときには、エンジン２２やＣＶＴ５０，前輪用モータ４０の運転の変更なしに二次電池４４の充電を継続できないと判断してエンジン２２の運転ポイントやＣＶＴ５０の変速比γなどを変更するステップＳ１３０以降の処理を実行する。また、ステップＳ２００で後輪用モータ９０のトルク指令Ｔｍ２＊が定格最大値Ｔｍａｘより大きいときには、エンジン２２やＣＶＴ５０，前輪用モータ４０の運転の変更なしに要求動力Ｐ＊を出力することができないと判断し、同様にエンジン２２の運転ポイントやＣＶＴ５０の変速比γなどを変更するステップＳ１３０以降の処理を実行する。
【００２９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、充電中にアクセルペダル８２が踏み込まれて要求動力Ｐ＊が増加しても、二次電池４４の充電に用いられている充電用動力Ｐｂを用いて増加した要求動力を賄うことができるときには、エンジン２２やＣＶＴ５０，前輪用モータ４０の運転を変更せずに増加した要求動力を後輪用モータ９０から出力するから、充電電力が小さくなるものの二次電池４４の充電を継続することができる。したがって、要求動力Ｐ＊の増加に際に二次電池４４の充電を中止して二次電池４４からの放電により増加分を賄うものに比して二次電池４４の充放電の切り替えの頻度を少なくすることができる。この結果、二次電池４４の温度上昇を抑制することができると共に二次電池４４の充放電の効率を向上させることができ、二次電池４４の寿命を長くすることができる。しかも、要求動力偏差ΔＰが値０より小さいときや要求動力偏差ΔＰが充電用動力Ｐｂより大きいとき、あるいは、後輪用モータ９０のトルク指令Ｔｍ２＊が定格最大値Ｔｍａｘより大きいときには、エンジン２２の運転ポイントやＣＶＴ５０の変速比γ，前輪用モータ４０や後輪用モータ９０のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を変更するから、要求動力Ｐ＊をより確実に出力することができると共に二次電池４４の充電を継続することもできる。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求動力Ｐ＊から前回の要求動力Ｐ＊を減じた要求動力偏差ΔＰが値０以上で充電用動力Ｐｂ以下の範囲内にあるときにエンジン２２やＣＶＴ５０，前輪用モータ４０の運転を変更せずに要求動力偏差ΔＰを後輪用モータ９０から出力することにより、二次電池４４の充電を継続するものとしたが、設定された要求動力Ｐ＊が二次電池４４の充電を継続した状態で出力可能であるか否かを判定し、肯定的な判定であるときには二次電池４４の充電が継続できるようにエンジン２２の運転ポイントを変更やＣＶＴ５０の変速比γの変更，前輪用モータ４０および後輪用モータ９０の運転の変更を伴ってして要求動力Ｐ＊を出力するものとしてもよい。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、二次電池４４の充電中の要求動力Ｐ＊の増加に対して、エンジン２２やＣＶＴ５０，前輪用モータ４０の運転を変更せずに二次電池４４の充電に用いられている充電用動力Ｐｂを用いて増加した要求動力を後輪用モータ９０から出力するものとしたが、二次電池４４の温度を検出し、二次電池４４の温度が所定温度以上のときには、実施例と同様な制御を行ない、二次電池４４の温度が所定温度未満のときには、増加した要求動力に基づいてエンジン２２やＣＶＴ５０，前輪用モータ４０の運転を変更して要求動力を出力するものとしてもよい。こうすれば、二次電池４４の温度が所定温度未満のときには二次電池４４の充放電の切り替えを考慮することなく対応することができ、二次電池４４の温度が所定温度以上のときには、二次電池４４の充放電の切り替え頻度を少なくして、その温度の上昇を抑制することができる。
【００３２】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２や前輪用モータ４０は、プラネタリギヤ３０を介してＣＶＴ５０のインプットシャフト５１に接続されているものとしたが、エンジン２２や前輪用モータ４０はプラネタリギヤ３０を介さずにＣＶＴ５０のインプットシャフト５１に接続されているものとしてもよい。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、無段変速機としてベルト式のＣＶＴ５０を用いたが、トロイダル式の無段変速機としてもよい。また、変速機は、無段変速機に限られるものではなく、有段変速機であっても構わない。また、二次電池４４に代えてキャパシタなどの他の蓄電手段を用いるものとしてもよい。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と前輪用モータ４０とをＣＶＴ５０を介して前輪６６ａ，６６ｂの車軸に接続すると共に後輪用モータ９０を後輪９６ａ，９６ｂの車軸に接続した構成としたが、エンジンとモータとをＣＶＴを介して後輪の車軸に接続すると共にモータ９０を前輪の車軸に接続するものとしてもよい。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例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る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定マップの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０　ハイブリッド自動車、２２　エンジン、２４　クランクシャフト、２６スタータモータ、２８　ベルト、２９　エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、３０　プラネタリギヤ、３１　サンギヤ、３２　リングギヤ、３３第１ピニオンギヤ、３４　第２ピニオンギヤ、３５　キャリア、３９　ケース、４０　前輪用モータ、４１　回転軸、４３　インバータ、４４　二次電池、４５　回転位置検出センサ、４６　電圧センサ、４７　電流センサ、４８　温度センサ、４９　モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５０　ＣＶＴ、５１インプットシャフト、５２　アウトプットシャフト、５３　プライマリープーリー、５４　セカンダリープーリー、５５　ベルト、５６　第１アクチュエータ、５７　第２アクチュエータ、５９　ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、６１　回転数センサ、６２　回転数センサ、６４　ディファレンシャルギヤ、６６ａ，６６ｂ　前輪、７０　ハイブリッド用電子制御ユニット、７２　ＣＰＵ、７４　ＲＯＭ、７６　ＲＡＭ、８０　シフトレバー、８１　シフトポジションセンサ、８２　アクセルペダル、８３　アクセルペダルポジションセンサ、８４　ブレーキペダル、８５　ブレーキペダルポジションセンサ、８６　車速センサ、９０　後輪用モータ、９１　インバータ、９３　回転位置検出センサ、９４デファレンシャルギヤ、９６ａ，９６ｂ　後輪、Ｂ１　ブレーキ、Ｃ１，Ｃ２クラッチ。

Claims

第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、該第１の車軸と動力の入出力が可能な第１電動機と、第２の車軸に動力の出力が可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
アクセル操作に基づいて要求動力を設定する要求動力設定手段と、
該設定された要求動力が前記第１の車軸および第２の車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記蓄電手段の充電の最中における前記要求動力の増加に対する充電中動力増加制御として、該蓄電手段を少なくとも充電した状態で該増加した要求動力を前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力可能なときには該蓄電手段を充電した状態を維持しながら該要求動力が前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する充電継続制御を実行し、該蓄電手段を充電した状態では該増加した要求動力を前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力不能なときには該蓄電手段の充電を中止して該要求動力が前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する充電中止制御を実行する手段である
ハイブリッド自動車。
前記蓄電手段の充電の最中における前記要求動力の増加は、前記第１電動機によって発電された電力を用いて前記蓄電手段を充電している最中の前記要求動力の増加である請求項１記載のハイブリッド自動車。
前記充電継続制御は、前記第１電動機によって発電された電力の一部を用いて前記第２電動機を駆動する制御である請求項２記載のハイブリッド自動車。
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された蓄電手段の温度が所定温度以上のときに前記充電中動力増加制御を実行する手段である
ハイブリッド自動車。
請求項１ないし４いずれか記載のハイブリッド自動車であって、
前記内燃機関からの動力および前記第１電動機からの動力を変速して前記第１の車軸に伝達可能な変速機を備え、
前記制御手段は、前記設定された要求動力が前記第１の車軸および第２の車軸に出力されるよう前記変速機も制御する手段である
ハイブリッド自動車。
前記変速機は無段変速機である請求項５記載のハイブリッド自動車。
第１の車軸に動力を出力可能な内燃機関と、該第１の車軸と動力の入出力が可能な第１電動機と、第２の車軸に動力の出力が可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
前記蓄電手段の充電の最中にアクセル操作に基づいて設定される要求動力が増加したとき、前記蓄電手段を少なくとも充電した状態で前記増加した要求動力を前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力可能か否かを判定し、出力可能と判定されたときには前記蓄電手段を充電した状態を維持しながら前記要求動力が前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御し、出力不能と判定されたときには前記蓄電手段の充電を中止して前記要求動力が前記第１の車軸および前記第２の車軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機とを制御する
ハイブリッド自動車の制御方法。