JP2005051887A - ハイブリッド自動車およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スリップ発生時にバッテリの制限を超える電力の入力を防止する。
【解決手段】エンジンと第１モータと駆動軸に接続された第２モータとが各々遊星歯車機構に接続された自動車において、スリップが発生したとき、スリップを抑制するために設定されるパワー上限値Ｐｍａｘをもって運転者からの要求パワーＰｄ＊を制限すると共に（Ｓ１００〜Ｓ１１０）、第１モータから出力される出力パワーＰｍ１（発電電力）を推定し（Ｓ１１６）、出力パワーＰｍ１からバッテリ入力制限Ｗｉｎに基づいて設定されるマージン値βｍａｒｇとロスとを減じてモータＭＧ２で消費すべき必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定する（Ｓ１２２）。そして、モータＭＧ２が必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを消費できる範囲でパワー上限値Ｐｍａｘで制限された要求パワーＰｄ＊が駆動軸に出力されるようエンジンや第１，第２モータを制御する。
【選択図】 図２
【解決手段】エンジンと第１モータと駆動軸に接続された第２モータとが各々遊星歯車機構に接続された自動車において、スリップが発生したとき、スリップを抑制するために設定されるパワー上限値Ｐｍａｘをもって運転者からの要求パワーＰｄ＊を制限すると共に（Ｓ１００〜Ｓ１１０）、第１モータから出力される出力パワーＰｍ１（発電電力）を推定し（Ｓ１１６）、出力パワーＰｍ１からバッテリ入力制限Ｗｉｎに基づいて設定されるマージン値βｍａｒｇとロスとを減じてモータＭＧ２で消費すべき必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定する（Ｓ１２２）。そして、モータＭＧ２が必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを消費できる範囲でパワー上限値Ｐｍａｘで制限された要求パワーＰｄ＊が駆動軸に出力されるようエンジンや第１，第２モータを制御する。
【選択図】 図２
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、駆動輪に接続された駆動軸への動力を出力により走行するハイブリッド自動車および内燃機関と該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と該電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と前記電力変換動力伝達手段および前記蓄電手段を含む電力系統からの電力により前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車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、エンジンと、エンジンの出力軸に接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤに接続されたジェネレータと、プラネタリギヤに接続されると共に駆動軸に接続されたモータと、ジェネレータとモータとの間で電力のやり取りが可能なバッテリとを備え、駆動輪にスリップが発生したときにスリップを抑制するよう駆動軸に接続されたモータを駆動制御す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、駆動軸の回転角加速度が所定のしきい値を超えたときにスリップが発生したと判定して、駆動軸に接続されたモータから出力するトルクに制限を加えている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２９５６７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたハイブリッド自動車では、スリップを抑制させるためにモータから出力するトルクを制限すると、エンジンやジェネレータの運転状態によってはバッテリに入力される電力が過大となる場合がある。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、こうした問題を解決し、発生したスリップを抑制する際に蓄電装置に過大な電力が入力されるのを防止することを目的とする。
【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、
駆動輪に接続された駆動軸への動力の出力により走行するハイブリッド自動車であって、
内燃機関と、
該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、
該電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と、
前記電力変換動力伝達手段および前記蓄電手段を含む電力系統からの電力により前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
該スリップ検出手段によりスリップが検出されたとき、前記蓄電手段の入力制限の範囲内でスリップを抑制する動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動制御する制御手段と
を備え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、内燃機関と、この内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を駆動軸に伝達する電力変換動力伝達手段と、この電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と、電力変換動力伝達手段や蓄電手段を含む電力系統からの電力により駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、駆動輪の空転によるスリップが検出されたときに、蓄電手段の入力制限の範囲内でスリップを抑制する動力が駆動軸に出力されるように内燃機関と電力変換動力伝達手段と電動機と駆動制御する。したがって、スリップを抑制させる際に入力制限を超えて蓄電手段に電力が入力されるのを防止することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記電力変換動力伝達手段により変換される電力を検出または推定する変換電力検出推定手段を備え、前記制御手段は、前記検出または推定された前記電力変換動力伝達手段により変換される電力を用いて前記電動機が消費すべき電力を設定し、少なくとも該設定した電力が該電動機により消費されるよう該電動機を駆動制御する手段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、前記制御手段は、前記検出または推定された前記電力変換動力伝達手段により変換される電力と前記蓄電手段の入力制限とに基づいて前記電動機が消費すべき電力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段に入力制限を超える電力の入力を防止しながらスリップを抑制するための動力をより確実に確保できる。これら態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記変換電力検出推定手段は、スリップを抑制するために前記駆動軸に要求される要求動力に対して制限を施した制限動力を前記駆動軸に出力するために設定される内燃機関の運転ポイントに基づいて前記電力変換動力伝達手段により変換される電力を推定する手段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、前記制御手段は、前記制限動力を前記駆動軸に出力するために前記内燃機関を駆動制御する際の応答遅れに伴う前記電力変換動力伝達手段の応答遅れを見込んで前記電動機が消費すべき電力を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、要求動力に対して制限を施した制限動力を駆動軸に出力させる態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記駆動軸の回転角加速度を検出する回転角加速度検出手段を備え、前記制限動力は、前記検出された回転角加速度に基づいて設定される動力上限値と前記要求動力とを用いて設定される動力であるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記電力変換動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の回転軸とに各々接続される３軸を有し、該３軸のうちのいずれか２軸に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が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に接続された発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、或いは、本発明のハイブリッド自動車において、前記電力変換動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの電磁的な作用により相対的に回転する発電可能な対ロータ電動機を備える手段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、
内燃機関と、該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、該電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と、前記電力変換動力伝達手段および前記蓄電手段を含む電力系統からの電力により前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）前記駆動輪の空転によるスリップを検出するステップと、
（ｂ）該ステップ（ａ）によりスリップが検出されたとき、前記蓄電手段の入力制限の範囲内でスリップを抑制する動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動制御するステップと
を備え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では、内燃機関と、この内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を駆動軸に伝達する電力変換動力伝達手段と、この電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と、電力変換動力伝達手段や蓄電手段を含む電力系統からの電力により駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車において、駆動輪の空転によるスリップが検出されたときに、蓄電手段の入力制限の範囲内でスリップを抑制する動力が駆動軸に出力されるように内燃機関と電力変換動力伝達手段と電動機と駆動制御する。したがって、スリップを抑制させる際に入力制限を超えて蓄電手段に電力が入力されるのを防止することができる。
【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２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続されると共に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、動力出力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の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４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】
動力分配統合機構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に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１７】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも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４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０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モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２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。
【００１８】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値や端子間電圧などに基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【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、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３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８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５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８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８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。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ＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２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は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２１】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に駆動輪６３ａ，６３ｂが空転してスリップが発生したときの動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるスリップ発生時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、駆動輪６３ａ，６３ｂが空転してスリップが発生したと判定されたときに、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。ここで、スリップが発生したか否かの判定は、例えば、回転位置検出センサ４４により検出されたリングギヤ軸３２ａの回転位置に基づいて演算されたリングギヤ軸３２ａの現回転数と前回の回転数とをモータＥＣＵ４０から通信により入力すると共に入力した現回転数と前回の回転数とに基づいて回転数の時間変化としてのリングギヤ軸３２ａの回転角加速度αを演算し、演算したリングギヤ軸３２ａの回転角加速度αがスリップが発生したとみなすことのできる所定の閾値αｓｌｉｐを超えたか否かを判定することにより行なわれる。
【００２２】
スリップ発生時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８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ入力制限Ｗｉｎ、バッテリＥＣＵ５２により演算された残容量ＳＯＣなどの制御に必要なデータを入力する処理を行なう（ステップＳ１００）。ここで、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ入力制限Ｗｉｎは、温度センサ５１からのバッテリ５０の温度や演算された残容量ＳＯＣなどに基づいて設定されたバッテリ入力制限ＷｉｎをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２３】
そして、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｄ＊と要求パワーＰｄ＊とを設定する（ステップＳ１０２）。ここで、要求トルクＴｄ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられたときにマップから対応する要求トルクＴｄ＊を導出して行なうものとした。また、要求パワーＰｄ＊は、実施例では、この導出した要求トルクＴｄ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数としてのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じたものを要求パワーＰｄ＊として設定するものとした。
【００２４】
要求トルクＴｄ＊と要求パワーＰｄ＊を設定すると、次に、スリップの発生に伴ってリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクを制限するためのリングギヤ軸３２ａへのトルク上限値Ｔｍａｘを設定する処理を行なう（ステップＳ１０４）。トルク上限値Ｔｍａｘの設定は、図４のトルク上限値設定処理ルーチンの実行により行なわれる。トルク上限値設定処理ルーチンが実行されると、まず、モータＭＧ２の現回転数Ｎｍ２と前回の回転数Ｎｍ２との偏差をとってリングギヤ軸３２ａの回転角加速度αを計算し（ステップＳ２００）、計算した回転角加速度αがピーク値αｐｅａｋを超えているか否かを判定して（ステップＳ２０２）、回転角加速度αがピーク値αｐｅａｋを超えているときにはピーク値αｐｅａｋをその回転角加速度αに更新する処理を行なう（ステップＳ２０４）。ここで、ピーク値αｐｅａｋは、基本的には、スリップの発生により回転角加速度αが上昇してピークを示すときの値であり、初期値としては値０が設定されている。したがって、回転角加速度αが上昇してピークに達するまでの間はピーク値αｐｅａｋを回転角加速度αの値に順次更新していき、回転角加速度αがピークに達した時点でその回転角加速度αがピーク値αｐｅａｋとして固定されることになる。こうしてピーク値αｐｅａｋが設定されると、このピーク値αｐｅａｋに基づいて発生したスリップを抑制するためにリングギヤ軸３２ａに出力してもよいトルクの上限値であるトルク上限値Ｔｍａｘを設定する処理を行なって（ステップＳ２０６）、本ルーチンを終了する。この処理は、実施例では、図５に例示するマップを用いて行なわれる。図５は、回転角加速度αとトルク上限値Ｔｍａｘとの関係を示すマップである。このマップでは、図示するように、回転角加速度αが大きくなるほどトルク上限値Ｔｍａｘが小さくなる特性を有している。したがって、回転角加速度αが上昇してピーク値αｐｅａｋが大きくなるほど、即ちスリップの程度が大きいほど、トルク上限値Ｔｍａｘとして小さな値が設定され、その分リングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが制限されることになる。
【００２５】
図２のスリップ発生時駆動制御ルーチンに戻って、図４のトルク上限値設定処理ルーチンの実行によりトルク上限値Ｔｍａｘが設定されると、設定したトルク上限値Ｔｍａｘにリングギヤ軸３２ａの回転数（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じてリングギヤ軸３２ａに出力できるパワーの上限としてのパワー上限値Ｐｍａｘを設定し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２で設定したリングギヤ軸３２ａに要求される要求パワーＰｄ＊が設定したパワー上限値Ｐｍａｘよりも大きいとき（要求トルクＴｄ＊がトルク上限値Ｔｍａｘよりも大きいとき）には（ステップＳ１０８）、要求パワーＰｄ＊をパワー上限値Ｐｍａｘで制限すると共に要求トルクＴｄ＊をトルク上限値Ｔｍａｘで制限する処理を行なう（ステップＳ１１０）。
【００２６】
そして、ステップＳ１０２で設定した要求パワーＰｄ＊またはステップＳ１１０で制限した要求パワーＰｄ＊に、バッテリ５０に要求される要求充放電量Ｐｂを加算してエンジン２２が出力すべき目標パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１２）。目標パワーＰｅ＊は、エンジン２２の出力応答性がモータＭＧ１，ＭＧ２などの出力応答性に比して遅いことから、なまし処理やレート処理を施した上で目標パワーＰｅ＊を設定するものとしてもよい。また、要求充放電量Ｐｂは、バッテリ５０の残容量ＳＯＣやアクセル開度Ａｃｃなどに基づいて設定される。
【００２７】
エンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定すると、設定した目標パワーＰｅ＊を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１１４）。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の設定は、実施例では、目標パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、目標パワーＰｅ＊が与えられるとマップから対応する目標回転数Ｎｅ＊を導出するものとした。また、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊の設定は、実施例では、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊を、導出したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊で割ったものとして設定するものとした。なお、目標パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係を示すマップを図６に示す。なお、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の設定は、上述の手法による設定に限られず、目標パワーＰｅ＊を出力可能なエンジン２２の運転ポイント（回転数とトルクとにより定まるポイント）であれば、他の運転ポイントにおける回転数とトルクとを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定するものとしても構わない。
【００２８】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、設定した目標トルクＴｅ＊に基づいて次式（１）によりモータＭＧ１から出力すべき目標トルクＴｍ１＊を設定すると共に設定した目標トルクＴｍ１＊にモータＭＧ１の現回転数Ｎｍ１を乗じてモータＭＧ１から出力されるパワー（発電電力）としての出力パワーＰｍ１を計算する（ステップＳ１１６）。続いて、設定したモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊に基づいて次式（２）によりモータＭＧ２から出力すべき目標トルクＴｍ２＊を設定する（ステップＳ１１８）。ここで、「ρ」は、動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）である。図７は、動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図である。図中Ｒ上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで定常運転しているときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。図７に示すように、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊は、エンジン２２からリングギヤ軸３２ａに伝達するトルクとモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとの和のトルクが要求トルクＴｄ＊となるように設定すればよい。
【００２９】
Ｔｍ１＊＝−Ｔｅ＊・ρ／（１＋ρ） ・・・（１）
Ｔｍ２＊＝Ｔｄ＊＋Ｔｍ１＊／ρ ・・・（２）
【００３０】
モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊や出力パワーＰｍ１，モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊を設定すると、ステップＳ１００で入力したバッテリ入力制限Ｗｉｎに基づいてマージン値βｍａｒｇを設定すると共に（ステップＳ１２０）、設定した出力パワーＰｍ１からロスとマージン値βｍａｒｇとを減算して（次式（３）参照）、モータＭＧ２が消費すべきパワー（消費電力）としての必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定する処理を行なう（ステップＳ１２２）。ここで、マージン値βｍａｒｇは、モータＭＧ１から出力されるパワー（発電電力）をモータＭＧ２による電力消費によらずにバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内でバッテリ５０を含む電力系統で吸収可能な電力値として設定されるものであり、実施例では、バッテリ入力制限Ｗｉｎとマージン値βｍａｒｇとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、バッテリ入力制限Ｗｉｎが与えられると、マップから対応するマージン値βｍａｒｇが導出されるものとした。このマップの一例を図８に示す。実施例では、マージン値βｍａｒｇは、リングギヤ軸３２ａへの要求パワーＰｄ＊の制限（パワー上限値Ｐｍａｘによる制限）によるエンジン２２の出力応答遅れに伴うモータＭＧ１の出力応答遅れによって、ステップＳ１１６により計算されるモータＭＧ１の出力パワーＰｍ１（発電電力）が実際にモータＭＧ１から出力されるパワー（発電電力）よりも小さくなる場合を考慮してスリップの抑制に影響がない範囲内で若干低めに設定されている。
【００３１】
Ｐｍ２ｍｉｎ＝Ｐｍ１−Ｌｏｓｓ−βｍａｒｇ ・・・（３）
【００３２】
モータＭＧ２の必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定すると、設定した必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎとステップＳ１００で入力したモータＭＧ２の現回転数Ｎｍ２とに基づいてモータＭＧ２が出力すべきトルクの下限としてのトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎを設定し（ステップＳ１２４）、ステップＳ１１８で設定したモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊がこの設定したトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎよりも小さいときには（ステップＳ１２６）、目標トルクＴｍ２＊をトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎとなるよう制限する（ステップＳ１２８）。ここで、トルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎの設定は、実施例では、必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎとモータＭＧ２の現回転数Ｎｍ２とトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎと現回転数Ｎｍ２とが与えられると、マップから対応するトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎが導出されるものとした。このマップの一例を図９に示す。
【００３３】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊が設定されると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する処理を行なって（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。これにより、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受け取ったエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊で運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、目標トルクＴｍ１＊と目標トルクＴｍ２＊とを受け取ったモータＥＣＵ４０は、目標トルクＴｍ１＊でモータＭＧ１が運転されると共に目標トルクＴｍ２＊でモータＭＧ２が運転されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ１から出力される出力パワーＰｍ１（発電電力）とバッテリ入力制限Ｗｉｎとを用いてモータＭＧ２により消費すべきパワーとして必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎ（消費電力）を設定して、この必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎがモータＭＧ２により消費できる範囲内でスリップを抑制させるためのトルク（トルク上限値Ｔｍａｘ）がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２から出力されるトルクを調整するから、スリップを抑制しながらバッテリ入力制限Ｗｉｎを超えてバッテリ５０に過剰な電力が入力されるのを防止することができる。しかも、モータＭＧ２の必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎの設定は、エンジン２２の出力応答遅れに伴うモータＭＧ１の出力応答遅れを考慮して行なうから、バッテリ入力制限Ｗｉｎを超えてバッテリ５０に過剰な電力が入力されるのをより確実に防止することができる。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１１６でモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊と現回転数Ｎｍ２とを乗じて計算されたモータＭＧ１の出力パワーＰｍ１（発電電力）を用いてモータＭＧ２により消費すべきパワーとしての必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎ（消費電力）を設定するものとしたが、実際にモータＭＧ１から出力されているパワーを測定（例えば、モータＭＧ２に印加されている相電流を測定してモータＭＧ２から出力されているトルクを計算すると共に計算したトルクに現回転数Ｎｍ２を乗じて算出）し、測定したパワーを用いて必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定するものとしてもよい。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の出力応答遅れに伴うモータＭＧ１の出力応答遅れを考慮したマージン値βｍａｒｇを用いてモータＭＧ２が消費すべき必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定するものとしたが、バッテリ５０を含む電力系統に対する電力の入力に対して余裕があるシステムであれば、モータＭＧ１の出力応答遅れを考慮しないものとしてスリップの抑制を重視する方向に大きな値として設定されたマージン値βｍａｒｇを用いて必要消費パワーＰｍ２を設定するものとしてもよい。また、こうしたマージン値βｍａｒｇを用いることなくモータＭＧ２が消費すべき必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定、即ち、モータＭＧ１で発電した電力のすべてをモータＭＧ２により消費するよう必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定するものとしてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２２４ａと駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２２４ｂとを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２２４を備えるものとしてもよい。
【００３９】
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】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるスリップ発生時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】アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊との関係を示すマップである。
【図４】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるトルク上限値設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】回転角加速度のピーク値αｐｅａｋとトルク上限値Ｔｍａｘとの関係を示すマップである。
【図６】エンジン２２の目標パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係を示すマップである。
【図７】動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図である。
【図８】バッテリ入力制限Ｗｉｎとマージン値βｍａｒｇとの関係を示すマップである。
【図９】必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎとトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎとの関係を示すマップである。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５，１３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２２４ 対ロータ電動機、２２４ａ インナーロータ ２２４ｂ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【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、駆動輪に接続された駆動軸への動力を出力により走行するハイブリッド自動車および内燃機関と該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と該電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と前記電力変換動力伝達手段および前記蓄電手段を含む電力系統からの電力により前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車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、エンジンと、エンジンの出力軸に接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤに接続されたジェネレータと、プラネタリギヤに接続されると共に駆動軸に接続されたモータと、ジェネレータとモータとの間で電力のやり取りが可能なバッテリとを備え、駆動輪にスリップが発生したときにスリップを抑制するよう駆動軸に接続されたモータを駆動制御す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、駆動軸の回転角加速度が所定のしきい値を超えたときにスリップが発生したと判定して、駆動軸に接続されたモータから出力するトルクに制限を加えている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２９５６７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたハイブリッド自動車では、スリップを抑制させるためにモータから出力するトルクを制限すると、エンジンやジェネレータの運転状態によってはバッテリに入力される電力が過大となる場合がある。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、こうした問題を解決し、発生したスリップを抑制する際に蓄電装置に過大な電力が入力されるのを防止することを目的とする。
【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、
駆動輪に接続された駆動軸への動力の出力により走行するハイブリッド自動車であって、
内燃機関と、
該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、
該電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と、
前記電力変換動力伝達手段および前記蓄電手段を含む電力系統からの電力により前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
該スリップ検出手段によりスリップが検出されたとき、前記蓄電手段の入力制限の範囲内でスリップを抑制する動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動制御する制御手段と
を備え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、内燃機関と、この内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を駆動軸に伝達する電力変換動力伝達手段と、この電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と、電力変換動力伝達手段や蓄電手段を含む電力系統からの電力により駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、駆動輪の空転によるスリップが検出されたときに、蓄電手段の入力制限の範囲内でスリップを抑制する動力が駆動軸に出力されるように内燃機関と電力変換動力伝達手段と電動機と駆動制御する。したがって、スリップを抑制させる際に入力制限を超えて蓄電手段に電力が入力されるのを防止することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記電力変換動力伝達手段により変換される電力を検出または推定する変換電力検出推定手段を備え、前記制御手段は、前記検出または推定された前記電力変換動力伝達手段により変換される電力を用いて前記電動機が消費すべき電力を設定し、少なくとも該設定した電力が該電動機により消費されるよう該電動機を駆動制御する手段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、前記制御手段は、前記検出または推定された前記電力変換動力伝達手段により変換される電力と前記蓄電手段の入力制限とに基づいて前記電動機が消費すべき電力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段に入力制限を超える電力の入力を防止しながらスリップを抑制するための動力をより確実に確保できる。これら態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記変換電力検出推定手段は、スリップを抑制するために前記駆動軸に要求される要求動力に対して制限を施した制限動力を前記駆動軸に出力するために設定される内燃機関の運転ポイントに基づいて前記電力変換動力伝達手段により変換される電力を推定する手段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、前記制御手段は、前記制限動力を前記駆動軸に出力するために前記内燃機関を駆動制御する際の応答遅れに伴う前記電力変換動力伝達手段の応答遅れを見込んで前記電動機が消費すべき電力を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、要求動力に対して制限を施した制限動力を駆動軸に出力させる態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記駆動軸の回転角加速度を検出する回転角加速度検出手段を備え、前記制限動力は、前記検出された回転角加速度に基づいて設定される動力上限値と前記要求動力とを用いて設定される動力であるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記電力変換動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の回転軸とに各々接続される３軸を有し、該３軸のうちのいずれか２軸に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が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に接続された発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、或いは、本発明のハイブリッド自動車において、前記電力変換動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの電磁的な作用により相対的に回転する発電可能な対ロータ電動機を備える手段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、
内燃機関と、該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、該電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と、前記電力変換動力伝達手段および前記蓄電手段を含む電力系統からの電力により前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）前記駆動輪の空転によるスリップを検出するステップと、
（ｂ）該ステップ（ａ）によりスリップが検出されたとき、前記蓄電手段の入力制限の範囲内でスリップを抑制する動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動制御するステップと
を備え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では、内燃機関と、この内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を駆動軸に伝達する電力変換動力伝達手段と、この電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と、電力変換動力伝達手段や蓄電手段を含む電力系統からの電力により駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車において、駆動輪の空転によるスリップが検出されたときに、蓄電手段の入力制限の範囲内でスリップを抑制する動力が駆動軸に出力されるように内燃機関と電力変換動力伝達手段と電動機と駆動制御する。したがって、スリップを抑制させる際に入力制限を超えて蓄電手段に電力が入力されるのを防止することができる。
【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２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続されると共に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、動力出力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の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４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】
動力分配統合機構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に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１７】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも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４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０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モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２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。
【００１８】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値や端子間電圧などに基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【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、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３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８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５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８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８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。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ＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２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は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２１】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に駆動輪６３ａ，６３ｂが空転してスリップが発生したときの動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるスリップ発生時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、駆動輪６３ａ，６３ｂが空転してスリップが発生したと判定されたときに、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。ここで、スリップが発生したか否かの判定は、例えば、回転位置検出センサ４４により検出されたリングギヤ軸３２ａの回転位置に基づいて演算されたリングギヤ軸３２ａの現回転数と前回の回転数とをモータＥＣＵ４０から通信により入力すると共に入力した現回転数と前回の回転数とに基づいて回転数の時間変化としてのリングギヤ軸３２ａの回転角加速度αを演算し、演算したリングギヤ軸３２ａの回転角加速度αがスリップが発生したとみなすことのできる所定の閾値αｓｌｉｐを超えたか否かを判定することにより行なわれる。
【００２２】
スリップ発生時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８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ入力制限Ｗｉｎ、バッテリＥＣＵ５２により演算された残容量ＳＯＣなどの制御に必要なデータを入力する処理を行なう（ステップＳ１００）。ここで、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ入力制限Ｗｉｎは、温度センサ５１からのバッテリ５０の温度や演算された残容量ＳＯＣなどに基づいて設定されたバッテリ入力制限ＷｉｎをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２３】
そして、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｄ＊と要求パワーＰｄ＊とを設定する（ステップＳ１０２）。ここで、要求トルクＴｄ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられたときにマップから対応する要求トルクＴｄ＊を導出して行なうものとした。また、要求パワーＰｄ＊は、実施例では、この導出した要求トルクＴｄ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数としてのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じたものを要求パワーＰｄ＊として設定するものとした。
【００２４】
要求トルクＴｄ＊と要求パワーＰｄ＊を設定すると、次に、スリップの発生に伴ってリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクを制限するためのリングギヤ軸３２ａへのトルク上限値Ｔｍａｘを設定する処理を行なう（ステップＳ１０４）。トルク上限値Ｔｍａｘの設定は、図４のトルク上限値設定処理ルーチンの実行により行なわれる。トルク上限値設定処理ルーチンが実行されると、まず、モータＭＧ２の現回転数Ｎｍ２と前回の回転数Ｎｍ２との偏差をとってリングギヤ軸３２ａの回転角加速度αを計算し（ステップＳ２００）、計算した回転角加速度αがピーク値αｐｅａｋを超えているか否かを判定して（ステップＳ２０２）、回転角加速度αがピーク値αｐｅａｋを超えているときにはピーク値αｐｅａｋをその回転角加速度αに更新する処理を行なう（ステップＳ２０４）。ここで、ピーク値αｐｅａｋは、基本的には、スリップの発生により回転角加速度αが上昇してピークを示すときの値であり、初期値としては値０が設定されている。したがって、回転角加速度αが上昇してピークに達するまでの間はピーク値αｐｅａｋを回転角加速度αの値に順次更新していき、回転角加速度αがピークに達した時点でその回転角加速度αがピーク値αｐｅａｋとして固定されることになる。こうしてピーク値αｐｅａｋが設定されると、このピーク値αｐｅａｋに基づいて発生したスリップを抑制するためにリングギヤ軸３２ａに出力してもよいトルクの上限値であるトルク上限値Ｔｍａｘを設定する処理を行なって（ステップＳ２０６）、本ルーチンを終了する。この処理は、実施例では、図５に例示するマップを用いて行なわれる。図５は、回転角加速度αとトルク上限値Ｔｍａｘとの関係を示すマップである。このマップでは、図示するように、回転角加速度αが大きくなるほどトルク上限値Ｔｍａｘが小さくなる特性を有している。したがって、回転角加速度αが上昇してピーク値αｐｅａｋが大きくなるほど、即ちスリップの程度が大きいほど、トルク上限値Ｔｍａｘとして小さな値が設定され、その分リングギヤ軸３２ａに出力されるトルクが制限されることになる。
【００２５】
図２のスリップ発生時駆動制御ルーチンに戻って、図４のトルク上限値設定処理ルーチンの実行によりトルク上限値Ｔｍａｘが設定されると、設定したトルク上限値Ｔｍａｘにリングギヤ軸３２ａの回転数（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じてリングギヤ軸３２ａに出力できるパワーの上限としてのパワー上限値Ｐｍａｘを設定し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２で設定したリングギヤ軸３２ａに要求される要求パワーＰｄ＊が設定したパワー上限値Ｐｍａｘよりも大きいとき（要求トルクＴｄ＊がトルク上限値Ｔｍａｘよりも大きいとき）には（ステップＳ１０８）、要求パワーＰｄ＊をパワー上限値Ｐｍａｘで制限すると共に要求トルクＴｄ＊をトルク上限値Ｔｍａｘで制限する処理を行なう（ステップＳ１１０）。
【００２６】
そして、ステップＳ１０２で設定した要求パワーＰｄ＊またはステップＳ１１０で制限した要求パワーＰｄ＊に、バッテリ５０に要求される要求充放電量Ｐｂを加算してエンジン２２が出力すべき目標パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１２）。目標パワーＰｅ＊は、エンジン２２の出力応答性がモータＭＧ１，ＭＧ２などの出力応答性に比して遅いことから、なまし処理やレート処理を施した上で目標パワーＰｅ＊を設定するものとしてもよい。また、要求充放電量Ｐｂは、バッテリ５０の残容量ＳＯＣやアクセル開度Ａｃｃなどに基づいて設定される。
【００２７】
エンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定すると、設定した目標パワーＰｅ＊を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１１４）。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の設定は、実施例では、目標パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、目標パワーＰｅ＊が与えられるとマップから対応する目標回転数Ｎｅ＊を導出するものとした。また、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊の設定は、実施例では、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊を、導出したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊で割ったものとして設定するものとした。なお、目標パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係を示すマップを図６に示す。なお、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊の設定は、上述の手法による設定に限られず、目標パワーＰｅ＊を出力可能なエンジン２２の運転ポイント（回転数とトルクとにより定まるポイント）であれば、他の運転ポイントにおける回転数とトルクとを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊として設定するものとしても構わない。
【００２８】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、設定した目標トルクＴｅ＊に基づいて次式（１）によりモータＭＧ１から出力すべき目標トルクＴｍ１＊を設定すると共に設定した目標トルクＴｍ１＊にモータＭＧ１の現回転数Ｎｍ１を乗じてモータＭＧ１から出力されるパワー（発電電力）としての出力パワーＰｍ１を計算する（ステップＳ１１６）。続いて、設定したモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊に基づいて次式（２）によりモータＭＧ２から出力すべき目標トルクＴｍ２＊を設定する（ステップＳ１１８）。ここで、「ρ」は、動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）である。図７は、動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図である。図中Ｒ上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで定常運転しているときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクがリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。図７に示すように、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊は、エンジン２２からリングギヤ軸３２ａに伝達するトルクとモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとの和のトルクが要求トルクＴｄ＊となるように設定すればよい。
【００２９】
Ｔｍ１＊＝−Ｔｅ＊・ρ／（１＋ρ） ・・・（１）
Ｔｍ２＊＝Ｔｄ＊＋Ｔｍ１＊／ρ ・・・（２）
【００３０】
モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊や出力パワーＰｍ１，モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊を設定すると、ステップＳ１００で入力したバッテリ入力制限Ｗｉｎに基づいてマージン値βｍａｒｇを設定すると共に（ステップＳ１２０）、設定した出力パワーＰｍ１からロスとマージン値βｍａｒｇとを減算して（次式（３）参照）、モータＭＧ２が消費すべきパワー（消費電力）としての必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定する処理を行なう（ステップＳ１２２）。ここで、マージン値βｍａｒｇは、モータＭＧ１から出力されるパワー（発電電力）をモータＭＧ２による電力消費によらずにバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内でバッテリ５０を含む電力系統で吸収可能な電力値として設定されるものであり、実施例では、バッテリ入力制限Ｗｉｎとマージン値βｍａｒｇとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、バッテリ入力制限Ｗｉｎが与えられると、マップから対応するマージン値βｍａｒｇが導出されるものとした。このマップの一例を図８に示す。実施例では、マージン値βｍａｒｇは、リングギヤ軸３２ａへの要求パワーＰｄ＊の制限（パワー上限値Ｐｍａｘによる制限）によるエンジン２２の出力応答遅れに伴うモータＭＧ１の出力応答遅れによって、ステップＳ１１６により計算されるモータＭＧ１の出力パワーＰｍ１（発電電力）が実際にモータＭＧ１から出力されるパワー（発電電力）よりも小さくなる場合を考慮してスリップの抑制に影響がない範囲内で若干低めに設定されている。
【００３１】
Ｐｍ２ｍｉｎ＝Ｐｍ１−Ｌｏｓｓ−βｍａｒｇ ・・・（３）
【００３２】
モータＭＧ２の必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定すると、設定した必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎとステップＳ１００で入力したモータＭＧ２の現回転数Ｎｍ２とに基づいてモータＭＧ２が出力すべきトルクの下限としてのトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎを設定し（ステップＳ１２４）、ステップＳ１１８で設定したモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊がこの設定したトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎよりも小さいときには（ステップＳ１２６）、目標トルクＴｍ２＊をトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎとなるよう制限する（ステップＳ１２８）。ここで、トルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎの設定は、実施例では、必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎとモータＭＧ２の現回転数Ｎｍ２とトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎと現回転数Ｎｍ２とが与えられると、マップから対応するトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎが導出されるものとした。このマップの一例を図９に示す。
【００３３】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊が設定されると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する処理を行なって（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。これにより、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受け取ったエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊で運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、目標トルクＴｍ１＊と目標トルクＴｍ２＊とを受け取ったモータＥＣＵ４０は、目標トルクＴｍ１＊でモータＭＧ１が運転されると共に目標トルクＴｍ２＊でモータＭＧ２が運転されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ１から出力される出力パワーＰｍ１（発電電力）とバッテリ入力制限Ｗｉｎとを用いてモータＭＧ２により消費すべきパワーとして必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎ（消費電力）を設定して、この必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎがモータＭＧ２により消費できる範囲内でスリップを抑制させるためのトルク（トルク上限値Ｔｍａｘ）がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２から出力されるトルクを調整するから、スリップを抑制しながらバッテリ入力制限Ｗｉｎを超えてバッテリ５０に過剰な電力が入力されるのを防止することができる。しかも、モータＭＧ２の必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎの設定は、エンジン２２の出力応答遅れに伴うモータＭＧ１の出力応答遅れを考慮して行なうから、バッテリ入力制限Ｗｉｎを超えてバッテリ５０に過剰な電力が入力されるのをより確実に防止することができる。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１１６でモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊と現回転数Ｎｍ２とを乗じて計算されたモータＭＧ１の出力パワーＰｍ１（発電電力）を用いてモータＭＧ２により消費すべきパワーとしての必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎ（消費電力）を設定するものとしたが、実際にモータＭＧ１から出力されているパワーを測定（例えば、モータＭＧ２に印加されている相電流を測定してモータＭＧ２から出力されているトルクを計算すると共に計算したトルクに現回転数Ｎｍ２を乗じて算出）し、測定したパワーを用いて必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定するものとしてもよい。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の出力応答遅れに伴うモータＭＧ１の出力応答遅れを考慮したマージン値βｍａｒｇを用いてモータＭＧ２が消費すべき必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定するものとしたが、バッテリ５０を含む電力系統に対する電力の入力に対して余裕があるシステムであれば、モータＭＧ１の出力応答遅れを考慮しないものとしてスリップの抑制を重視する方向に大きな値として設定されたマージン値βｍａｒｇを用いて必要消費パワーＰｍ２を設定するものとしてもよい。また、こうしたマージン値βｍａｒｇを用いることなくモータＭＧ２が消費すべき必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定、即ち、モータＭＧ１で発電した電力のすべてをモータＭＧ２により消費するよう必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎを設定するものとしてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２２４ａと駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２２４ｂとを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２２４を備えるものとしてもよい。
【００３９】
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】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるスリップ発生時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】アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊との関係を示すマップである。
【図４】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるトルク上限値設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】回転角加速度のピーク値αｐｅａｋとトルク上限値Ｔｍａｘとの関係を示すマップである。
【図６】エンジン２２の目標パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係を示すマップである。
【図７】動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図である。
【図８】バッテリ入力制限Ｗｉｎとマージン値βｍａｒｇとの関係を示すマップである。
【図９】必要消費パワーＰｍ２ｍｉｎとトルク下限値Ｔｍ２ｍｉｎとの関係を示すマップである。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５，１３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２２４ 対ロータ電動機、２２４ａ インナーロータ ２２４ｂ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
Claims (9)
- 駆動輪に接続された駆動軸への動力の出力により走行するハイブリッド自動車であって、
内燃機関と、
該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、
該電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と、
前記電力変換動力伝達手段および前記蓄電手段を含む電力系統からの電力により前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記駆動輪の空転によるスリップを検出するスリップ検出手段と、
該スリップ検出手段によりスリップが検出されたとき、前記蓄電手段の入力制限の範囲内でスリップを抑制する動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動制御する制御手段と
を備える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、
前記電力変換動力伝達手段により変換される電力を検出または推定する変換電力検出推定手段を備え、
前記制御手段は、前記検出または推定された前記電力変換動力伝達手段により変換される電力を用いて前記電動機が消費すべき電力を設定し、少なくとも該設定した電力が該電動機により消費されるよう該電動機を駆動制御する手段である
ハイブリッド自動車。 - 前記制御手段は、前記検出または推定された前記電力変換動力伝達手段により変換される電力と前記蓄電手段の入力制限とに基づいて前記電動機が消費すべき電力を設定する手段である請求項２記載のハイブリッド自動車。
- 前記変換電力検出推定手段は、スリップを抑制するために前記駆動軸に要求される要求動力に対して制限を施した制限動力を前記駆動軸に出力するために設定される内燃機関の運転ポイントに基づいて前記電力変換動力伝達手段により変換される電力を推定する手段である請求項２または３記載のハイブリッド自動車。
- 前記制御手段は、前記制限動力を前記駆動軸に出力するために前記内燃機関を駆動制御する際の応答遅れに伴う前記電力変換動力伝達手段の応答遅れを見込んで前記電動機が消費すべき電力を設定する手段である請求項４記載のハイブリッド自動車。
- 請求項４または５記載のハイブリッド自動車であって、
前記駆動軸の回転角加速度を検出する回転角加速度検出手段を備え、
前記制限動力は、前記検出された回転角加速度に基づいて設定される動力上限値と前記要求動力とを用いて設定される動力である
ハイブリッド自動車。 - 前記電力変換動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の回転軸とに各々接続される３軸を有し、該３軸のうちのいずれか２軸に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が決定される３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に接続された発電機とを備える手段である請求項１ないし６いずれか記載のハイブリッド自動車。
- 前記電力変換動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの電磁的な作用により相対的に回転する発電可能な対ロータ電動機を備える手段である請求項１ないし６いずれか記載のハイブリッド自動車。
- 内燃機関と、該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、該電力変換動力伝達手段により変換された電力を入力可能な蓄電手段と、前記電力変換動力伝達手段および前記蓄電手段を含む電力系統からの電力により前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）前記駆動輪の空転によるスリップを検出するステップと、
（ｂ）該ステップ（ａ）によりスリップが検出されたとき、前記蓄電手段の入力制限の範囲内でスリップを抑制する動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力変換動力伝達手段と前記電動機とを駆動制御するステップと
を備えるハイブリッド自動車の制御方法。
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| JP2003204533A JP2005051887A (ja) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | ハイブリッド自動車およびその制御方法 |
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