JP2007176419A

JP2007176419A - 車両およびその制御方法

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Publication number: JP2007176419A
Application number: JP2005379214A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sato; 宏佐藤; Michihiro Tabata; 満弘田畑
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: JP4321519B2

Abstract

【課題】坂路や車速に応じて走行用の電動機を制御する。
【解決手段】下り勾配θや車速Ｖが大きいほどモータから出力するトルクの値０点であるニュートラルポジションＮＰが加速要求側となるように（モータから回生トルクを出力する領域が多くなるように）駆動マップを設定し、この設定した駆動マップを用いてモータを駆動制御する。これにより、下り坂路を走行しているときや車速Ｖが大きいときにモータ５７により回生される電力を多くすることができ、車両のエネルギ効率を向上させることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、発電用のエンジンと走行用の動力を出力する電動機とを備えるハイブリッド車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、車両の運転状態が水平路面における走行抵抗曲線よりも低下した場合には、アクセル開度を０％にしなくてもエンジンブレーキと同様の電気制動が発生するよう電動機を制御している。
特開２０００−１３９１１号公報

上述の車両では、車両の運転状態を水平路面における走行抵抗曲線と比較して電動機を制御しているから、坂路や車速に対してより適切に電動機を制御することができない場合が生じる。また、運転者がブレーキを踏み込んだときに走行抵抗曲線と比較して電動機を制御することは困難となる。さらに、走行用の動力を出力するエンジンと走行用の動力を出力する電動機とを搭載する車両では、エンジンブレーキと同様の電気制動を作用させると予期しない制動力により運転者に違和感を生じさせる場合も生じる。

本発明の車両およびその制御方法は、坂路に応じて走行用の電動機を制御することを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法は、車速に応じて走行用の電動機を制御することを目的の一つとする。さらに、本発明の車両およびその制御方法は、走行用の動力を出力する内燃機関と走行用の動力を入出力する電動機とを備える車両において、走行要求に応じてより適正に内燃機関や電動機を制御することを目的の一つとする。あるいは、本発明の車両およびその制御方法は、車両のエネルギ効率を向上させることを目的の一つとする。加えて、本発明の車両およびその制御方法は、運転者のブレーキ操作頻度を低減して操作性を向上させることを目的の一つとする。

本発明の車両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。

本発明の第１の車両は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
走行用の動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
走行している路面の勾配を検出する勾配検出手段と、
走行要求を検出する走行要求検出手段と、
走行要求と前記電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を前記検出された勾配に基づいて設定する要求トルク関係設定手段と、
前記検出された走行要求と前記設定された要求トルク関係とに基づいて前記電動機を駆動制御すると共に前記検出された走行要求に基づいて前記内燃機関を運転制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の車両では、走行要求と走行用の動力を入出力する電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を路面の勾配に基づいて設定し、この設定した要求トルク関係と走行要求とに基づいて電動機を駆動制御すると共に走行要求に基づいて内燃機関を運転制御する。これにより、走行要求と路面の勾配とに応じて電動機を制御することができると共に走行要求に応じて内燃機関を運転することができる。この結果、走行要求に応じてより適正に内燃機関や電動機を制御することができる。また、運転者のブレーキ操作頻度を低減して操作性を向上させることを目的の一つとする。

こうした本発明の第１の車両において、前記要求トルク関係設定手段は前記検出された勾配が下り勾配として大きいほど前記電動機から出力するトルクの値０点が加速要求側となる傾向に要求トルク関係を設定する手段であるものとすることもできるし、前記要求トルク関係設定手段は前記検出された勾配が下り勾配として大きいほど前記電動機から回生トルクを出力する領域が多くなる傾向に要求トルク関係を設定する手段であるものとすることもできる。これらのようにすれば、下り勾配が大きいほど電動機を回生制御する頻度が多くなり、より多くの運動エネルギを電力として回生することができる。この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。

また、本発明の第１の車両において、車速を検出する車速検出手段を備え、前記要求トルク関係設定手段は前記検出された勾配と前記検出された車速とに基づいて要求トルク関係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、走行要求と路面の勾配と車速とに応じて電動機を制御することができ、走行要求に応じてより適正に内燃機関や電動機を制御することができる。

この車速に基づいて要求トルク関係を設定する態様の本発明の第１の車両において、前記要求トルク関係設定手段は、前記検出された車速が大きいほど前記電動機からのトルク出力を停止して前記内燃機関を始動する走行要求の程度を小さくする傾向に要求トルク関係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、より適正に内燃機関を指導することができる。

また、車速に基づいて要求トルク関係を設定する態様の本発明の第１の車両において、前記要求トルク関係設定手段は前記検出された車速が大きいほど前記電動機から出力するトルクの値０点が加速要求側となる傾向に要求トルク関係を設定する手段であるものとすることもできるし、前記要求トルク関係設定手段は前記検出された車速が大きいほど前記電動機から回生トルクを出力する領域が多くなる傾向に要求トルク関係を設定する手段であるものとすることもできる。これらのようにすれば、車速が大きいほど電動機を回生制御する頻度が多くなり、より多くの運動エネルギを電力として回生することができる。この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。

本発明の第２の車両は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
走行用の動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
走行要求を検出する走行要求検出手段と、
走行要求と前記電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を前記検出された車速に基づいて設定する要求トルク関係設定手段と、
前記検出された走行要求と前記設定された要求トルク関係とに基づいて前記電動機を駆動制御すると共に前記検出された走行要求に基づいて前記内燃機関を運転制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の車両では、走行要求と走行用の動力を入出力する電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を車速に基づいて設定し、この設定した要求トルク関係と走行要求とに基づいて電動機を駆動制御すると共に走行要求に基づいて内燃機関を運転制御する。これにより、走行要求と車速とに応じて電動機を制御することができると共に走行要求に応じて内燃機関を運転することができる。この結果、走行要求に応じてより適正に内燃機関や電動機を制御することができる。また、運転者のブレーキ操作頻度を低減して操作性を向上させることを目的の一つとする。

こうした本発明の第２の車両において、前記要求トルク関係設定手段は前記検出された車速が大きいほど前記電動機から出力するトルクの値０点が加速要求側となる傾向に要求トルク関係を設定する手段であるものとすることもできるし、前記要求トルク関係設定手段は前記検出された車速が大きいほど前記電動機から回生トルクを出力する領域が多くなる傾向に要求トルク関係を設定する手段であるものとすることもできる。これらのようにすれば、車速が大きいほど電動機を回生制御する頻度が多くなり、より多くの運動エネルギを電力として回生することができる。この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。

本発明の第１または第２の車両において、前記内燃機関から動力が出力される動力軸側に接続される入力軸と車軸側に接続される出力軸とを有し変速比の変更を伴って該入力軸と該出力軸との間で動力を伝達する変速手段と、前記動力軸と前記入力軸とを接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、を備え、前記制御手段は、前記検出された走行要求が減速要求である際に所定の停止条件が成立したときには、前記動力軸と前記入力軸との接続が解除されて前記内燃機関の運転が停止されるよう前記内燃機関と前記接続解除手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、いわゆるエンジンブレーキにより消失するエネルギの一部を電動機によって回生することができる。この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。

本発明の第１の車両の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
走行要求と前記電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を走行している路面の勾配に基づいて設定し、該設定した要求トルク関係と走行要求とに基づいて前記電動機を駆動制御すると共に走行要求に基づいて前記内燃機関を運転制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の第１の車両の制御方法では、走行要求と走行用の動力を入出力する電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を路面の勾配に基づいて設定し、この設定した要求トルク関係と走行要求とに基づいて電動機を駆動制御すると共に走行要求に基づいて内燃機関を運転制御する。これにより、走行要求と路面の勾配とに応じて電動機を制御することができると共に走行要求に応じて内燃機関を運転することができる。この結果、走行要求に応じてより適正に内燃機関や電動機を制御することができる。また、運転者のブレーキ操作頻度を低減して操作性を向上させることを目的の一つとする。

本発明の第２の車両の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
走行要求と前記電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を車速に基づいて設定し、該設定した要求トルク関係と走行要求とに基づいて前記電動機を駆動制御すると共に走行要求に基づいて前記内燃機関を運転制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の第２の車両の制御方法では、走行要求と走行用の動力を入出力する電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を車速に基づいて設定し、この設定した要求トルク関係と走行要求とに基づいて電動機を駆動制御すると共に走行要求に基づいて内燃機関を運転制御する。これにより、走行要求と車速とに応じて電動機を制御することができると共に走行要求に応じて内燃機関を運転することができる。この結果、走行要求に応じてより適正に内燃機関や電動機を制御することができる。また、運転者のブレーキ操作頻度を低減して操作性を向上させることを目的の一つとする。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての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、エンジン２２からの動力をトルクコンバータ３０や前後進切換機構３５，ベルト式の無断変速機としてのＣＶＴ４０，ギヤ機構６５，デファレンシャルギヤ６６を介して前輪６９ａ，６９ｂに出力する前輪駆動系２１と、モータ５７からの動力をギヤ機構６７，デファレンシャルギヤ６８を介して後輪６９ｃ，６９ｄに出力する後輪駆動系５６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。

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として構成されており、その出力軸であるクランクシャフト２３はトルクコンバータ３０に取り付けられている。エンジン２２は、クランクシャフト２３に取り付けられたクランクポジションセンサ２３ａからのクランクポジション信号などのエンジン２２の状態を検出する各種センサからの信号に基づいて燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などがエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により行なわれる。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。

トルクコンバータ３０は、周知のロックアップクラッチ付きの流体式トルクコンバータとして構成されており、必要に応じてエンジン２２のクランクシャフト２３に接続されたタービンランナー３１と前後進切換機構３５を介してＣＶＴ４０のインプットシャフト４１に接続されたポンプインペラ３２とをロックアップクラッチ３３によりロックアップする。トルクコンバータ３０のロックアップクラッチ３３は、後述するＣＶＴ用電子制御ユニット（以下、ＣＶＴＥＣＵという）４６により駆動制御される油圧回路４７により作動する。

前後進切換機構３５は、ダブルピニオンの遊星歯車機構とブレーキＢ１とクラッチＣ１とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構は、外歯歯車のサンギヤ３６と、このサンギヤ３６と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３７と、サンギヤ３６に噛合する複数の第１ピニオンギヤ３８ａと、この第１ピニオンギヤ３８ａに噛合すると共にリングギヤ３７に噛合する複数の第２ピニオンギヤ３８ｂと、複数の第１ピニオンギヤ３８ａおよび複数の第２ピニオンギヤ３８ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア３９とを備え、サンギヤ３６にはトルクコンバータ３０の出力軸３４が、キャリア３９にはＣＶＴ４０のインプットシャフト４１が、各々連結されている。遊星歯車機構のリングギヤ３７は、ブレーキＢ１によりケースに接続されており、ブレーキＢ１をオンオフすることにより、リングギヤ３７を自由に回転するものとしたり、その回転を禁止したりする。遊星歯車機構のサンギヤ３６とキャリア３９は、クラッチＣ１により接続されており、クラッチＣ１をオンオフすることにより、サンギヤ３６とキャリア３９とを連結したり切り離したりする。前後進切換機構３５は、ブレーキＢ１をオフすると共にクラッチＣ１をオンすることによりトルクコンバータ３０の出力軸３４の回転をそのままＣＶＴ４０のインプットシャフト４１に伝達して車両を前進させたり、ブレーキＢ１をオンすると共にクラッチＣ１をオフすることによりトルクコンバータ３０の出力軸３４の回転を逆方向に変換してＣＶＴ４０のインプットシャフト４１に伝達して車両を後進させたりする。また、ブレーキＢ１をオフすると共にクラッチＣ１をオフすることによりトルクコンバータ３０の出力軸３４とＣＶＴ４０のインプットシャフト４１とを切り離すこともできる。

ＣＶＴ４０は、溝幅が変更可能でインプットシャフト４１に接続されたプライマリープーリー４３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４２に接続されたセカンダリープーリー４４と、プライマリープーリー４３およびセカンダリープーリー４４の溝に架けられたベルト４５と、を備え、ＣＶＴＥＣＵ４６により駆動制御される油圧回路４７によりプライマリープーリー４３およびセカンダリープーリー４４の溝幅を変更することにより、インプットシャフト４１の動力を無段階に変速してアウトプットシャフト４２に出力する。なお、プライマリープーリー４３およびセカンダリープーリー４４の溝幅の変更は、こうした変速比の変更だけでなく、ＣＶＴ４０の伝達トルク容量を調節するためのベルト４５の狭圧力の制御としても行なわれる。ＣＶＴＥＣＵ４６には、インプットシャフト４１に取り付けられた回転数センサ４８からのインプットシャフト４１の回転数Ｎｉｎやアウトプットシャフト４２に取り付けられた回転数センサ４９からのアウトプットシャフト４２の回転数Ｎｏｕｔが入力されており、ＣＶＴＥＣＵ４６からは油圧回路４７への駆動信号が出力されている。また、ＣＶＴＥＣＵ４６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ＣＶＴ４０の変速比を制御すると共に必要に応じて回転数センサ４８からのインプットシャフト４１の回転数Ｎｉｎや回転数センサ４９のアウトプットシャフト４２の回転数ＮｏｕｔなどＣＶＴ４０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。

モータ５７は、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５８を介してエンジン２２のクランクシャフト２３に掛けられたベルト２７を介して駆動するオルタネータ２８やこのオルタネータ２８への電力ラインに出力端子が接続された高圧バッテリ（例えば定格電圧として４２Ｖの二次電池）５０に接続されてオルタネータ２８や高圧バッテリ５０からの電力の供給を受けて駆動したり、回生制御により発電した電力により高圧バッテリ５０を充電したりする。モータ５７は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）５９によって駆動制御されている。このモータＥＣＵ５９には、モータ５７を駆動制御するために必要な信号、例えばモータ５７の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ５７ａ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５７に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ５９からはインバータ５８のスイッチング素子へのスイッチング信号が出力されている。また、モータＥＣＵ５９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インバータ５８へのスイッチング制御信号を出力することによりモータ５７を駆動制御すると共に必要に応じてモータ５７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。なお、高圧バッテリ５０と低圧バッテリ５１は、電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ５２を介して接続されており、高圧バッテリ５０側からの電力が電圧変換されて低圧バッテリ５１側へ供給されるようになっている。また、高圧バッテリ５０と低圧バッテリ５１はバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５３により図示しない両バッテリ５０，５１の出力端子に取り付けられた図示しない電圧センサからの端子間電圧や電流センサからの充放電電流，温度センサからの電池温度などに基づいて残容量（ＳＯＣ）や入出力制限などが計算されて管理されている。

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や，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８７からの車速Ｖ，勾配センサ８８からの勾配θ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からは、クランクシャフト２３にギヤ２５を介して取り付けられたスタータモータ２６への駆動信号やオルタネータ２８への駆動信号，電動オイルポンプ５５のモータ５４への制御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、エンジンＥＣＵ２４やＣＶＴＥＣＵ４６，バッテリＥＣＵ５３，モータＥＣＵ５９と通信しており、各種制御信号やデータのやり取りを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者のアクセルペダル８３の操作に応じて、主としてエンジン２２からの動力を前輪６９ａ，６９ｂに出力して走行し、必要に応じてモータ５７からの動力を後輪６９ｃ，６９ｄに出力して４輪駆動により走行する。４輪駆動により走行する場合の例としては、例えばアクセルペダル８３が大きく踏み込まれた急加速時や車輪がスリップしたときなどが挙げられる。また、走行中にブレーキペダル８５が踏み込まれたときなどの減速時には、クラッチＣ１の接続を解除しエンジン２２をＣＶＴ４０から切り離した状態でエンジン２２を停止すると共にモータ５７を回生制御し、モータ５７による回生制動を利用して後輪６９ｃ，６９ｄに制動力を付与すると共にモータ５７によって回生される電力により高圧バッテリ５０を充電することにより、システム全体のエネルギ効率を向上させている。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される前輪駆動系駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図３は実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される後輪駆動系駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。両ルーチンとも所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。説明の容易のために、まず、前輪駆動系駆動制御について説明し、その後、後輪駆動系駆動制御について説明する。

前輪駆動系駆動制御が実行されると、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８７からの車速Ｖ，アウトプットシャフト４２の回転数Ｎｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、アウトプットシャフト４２の回転数Ｎｏｕｔについては、回転数センサ４９によって検出されたものをＣＶＴＥＣＵ４６から通信により入力するものとした。こうしてデータを入力すると、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてアウトプットシャフト４２に出力すべき要求トルクＴｆ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｆ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｆ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｆ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。

こうして要求トルクＴｆ＊を設定すると、設定した要求トルクＴｆ＊に回転数Ｎｏｕｔを乗じて得られるパワーを効率よく出力するエンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると共に（ステップＳ１２０）、設定した目標回転数Ｎｅ＊を回転数Ｎｏｕｔで除してＣＶＴ４０の目標変速比γ＊を設定し（ステップＳ１３０）、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、目標変速比γ＊についてはＣＶＴＥＣＵ４６に送信して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ここで、エンジン２２の運転ポイントの設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求トルクＴｆ＊に回転数Ｎｏｕｔを乗じて得られるパワーとに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとパワー一定の曲線との交点により求めることができる。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊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，吸入空気量制御などの各種制御を実行する。また、目標変速比γ＊を受信したＣＶＴＥＣＵ４６は、ＣＶＴ４０の変速比γが目標変速比γ＊となるよう油圧回路４７を駆動制御する。このように制御することにより、運転者のアクセルペダル８３の踏み込みに応じたトルクをエンジン２２を効率よく運転して前輪駆動系２１から前輪６９ａ，６９ｂに出力することができる。

図３の後輪駆動系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８７からの車速Ｖ，勾配センサ８８からの勾配θなどの制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。

こうしてデータを入力すると、入力した車速Ｖと勾配θとに基づいてモータ５７を駆動するための駆動マップを設定する（ステップＳ２１０）。駆動マップは、図６に一例を示すように、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰとに対してモータ５７から出力するトルクを設定するためのものであり、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰに対して値０のトルクのポジションとなるニュートラルポジションＮＰと、このニュートラルポジションＮＰとエンジン２２を始動するエンジン始動ポジションＳＰとの差であるエンジン始動ポジション差ΔＳＰとを設定することにより行なわれる。ニュートラルポジションＮＰについては、車速Ｖと勾配θとに基づいて設定され、実施例では、車速Ｖが大きいほどニュートラルポジションＮＰが大きなアクセル開度Ａｃｃとなるように、下り勾配θが大きいほどニュートラルポジションＮＰが大きなアクセル開度Ａｃｃとなるように、設定される。車速Ｖと下り勾配θとニュートラルポジションＮＰとの関係の傾向を図７に示す。エンジン始動ポジション差ΔＳＰは、車速Ｖに基づいて設定され、実施例では、車速Ｖが大きいほど小さくなるように設定される。車速Ｖとエンジン始動ポジション差ΔＳＰとの関係の一例を図８に示す。図６には、平坦路で停車しているときの駆動マップと、ある車速Ｖである下り勾配θの道路を走行しているときの駆動マップとを示した。図６のマップから考えると、ニュートラルポジションＮＰは車速Ｖが大きいほど下り勾配θが大きいほど右側に移動することになる。実施例では、平坦路で停車しているときの駆動マップを車速Ｖや下り勾配θによって右方向あるいは左方向にスライドさせることにより車速Ｖや下り勾配θに応じた駆動マップを設定するものとした。したがって、車速ＶとニュートラルポジションＮＰとの関係では、車速Ｖが大きいほどモータ５７から出力するトルクの値０点であるニュートラルポジションＮＰが加速要求側となるよう駆動マップを設定するもの、あるいは、車速Ｖが大きいほどモータ５７から回生トルクを出力する領域が多くなるよう駆動マップを設定するものということができる。また、下り勾配θとニュートラルポジションＮＰとの関係では、下り勾配θが大きいほどモータ５７から出力するトルクの値０点であるニュートラルポジションＮＰが加速要求側となるよう駆動マップを設定するもの、あるいは、下り勾配θが大きいほどモータ５７から回生トルクを出力する領域が多くなるよう駆動マップを設定するものということができる。

こうして駆動マップを設定すると、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰに対して設定した駆動マップからモータトルクを導出してモータ５７のモータトルク指令Ｔｍ＊として設定し（ステップＳ２２０）、設定したモータトルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ５９に送信して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。モータトルク指令Ｔｍ＊を受信したモータＥＣＵ５９は、モータ５７からトルク指令Ｔｍ＊に相当するトルクが出力されるようインバータ５８のスイッチング素子をスイッチング制御する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、下り勾配θが大きいほどモータ５７から出力するトルクの値０点であるニュートラルポジションＮＰが加速要求側となるように（モータ５７から回生トルクを出力する領域が多くなるように）駆動マップを設定するから、下り坂路を走行しているときにモータ５７により回生される電力を多くすることができる。したがって、坂路に応じてモータ５７を制御することができ、この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車速Ｖが大きいほどモータ５７から出力するトルクの値０点であるニュートラルポジションＮＰが加速要求側となるように（モータ５７から回生トルクを出力する領域が多くなるように）駆動マップを設定するから、車速Ｖが大きいときにモータ５７により回生される電力を多くすることができる。したがって、車速Ｖに応じてモータ５７を制御することができ、この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。もとより、アクセルペダル８３の踏み込み量に応じてエンジン２２やＣＶＴ４０を制御するから、走行要求に応じてより適正にエンジン２２やＣＶＴ４０，モータ５７を制御することができ、車両のエネルギ効率を向上させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、下り勾配θが大きいほどニュートラルポジションＮＰを加速要求側となるように且つ車速Ｖが大きいほどニュートラルポジションＮＰが加速要求側となるように、即ち、下り勾配θと車速Ｖとに基づいて駆動マップを設定するものとしたが、車速ＶによってはニュートラルポジションＮＰは変化せずに下り勾配θだけに基づいて駆動マップを設定するものとしてもよいし、逆に、下り勾配θによってはニュートラルポジションＮＰは変化せずに車速Ｖだけに基づいて駆動マップを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、クラッチＣ１を有する前後進切換機構３５を備えるものとしたが、エンジン２２をＣＶＴ４０側から切り離すことができればよいから、トルクコンバータ３０とエンジン２２との間にクラッチを設けたり、前後進切換機構３５とＣＶＴ４０との間にクラッチを設けるものとしても構わない。また、トルクコンバータ３０を備えないものとしても構わない。さらに、クラッチＣ１を備えないものとしてもかまわない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機としてベルト式の無段変速機であるＣＶＴ４０を搭載するものとしたが、他の方式の無段変速機を搭載するものとしてよいし、有段変速機を搭載するものとしてもかまわない。

以上、本発明を実施するための最良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。

本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての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用電子制御ユニット７０により実行される前輪駆動系駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される後輪駆動系駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。駆動マップの一例を示す説明図である。車速Ｖと下り勾配θとニュートラルポジションＮＰとの関係の傾向を示す説明図である。車速Ｖとエンジン始動ポジション差ΔＳＰとの関係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、２１前輪駆動系、２２エンジン、２３クランクシャフト、２３ａクランクポジションセンサ、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ギヤ、２６スタータモータ、２７ベルト、２８オルタネータ、２９機械式オイルポンプ、３０トルクコンバータ、３１タービンランナー、３２ポンプインペラ、３３ロックアップクラッチ、３４出力軸、３５前後進切換機構、３６サンギヤ、３７リングギヤ、３８ａ複数の第１ピニオンギヤ、３８ｂ複数の第２ピニオンギヤ、３９キャリア、４０ＣＶＴ、４１インプットシャフト、４２アウトプットシャフト、４３プライマリープーリー、４４セカンダリープーリー、４５ベルト、４６ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、４７油圧回路、４８，４９回転数センサ、５０高圧バッテリ、５１低圧バッテリ、５２ＤＣ／ＤＣコンバータ、５３バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４モータ、５５電動オイルポンプ、５６後輪駆動系、５７モータ、５７ａ回転位置検出センサ、５８インバータ、５９モータＥＣＵ、６５ギヤ機構、６６デファレンシャルギヤ、６７ギヤ機構、６８デファレンシャルギヤ、６９ａ，６９ｂ前輪、６９ｃ，６９ｄ後輪、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、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、８７車速センサ、８８勾配センサ、Ｂ１ブレーキ、Ｃ１クラッチ。

Claims

走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
走行用の動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
走行している路面の勾配を検出する勾配検出手段と、
走行要求を検出する走行要求検出手段と、
走行要求と前記電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を前記検出された勾配に基づいて設定する要求トルク関係設定手段と、
前記検出された走行要求と前記設定された要求トルク関係とに基づいて前記電動機を駆動制御すると共に前記検出された走行要求に基づいて前記内燃機関を運転制御する制御手段と、
を備える車両。
前記要求トルク関係設定手段は、前記検出された勾配が下り勾配として大きいほど前記電動機から出力するトルクの値０点が加速要求側となる傾向に要求トルク関係を設定する手段である請求項１記載の車両。
前記要求トルク関係設定手段は、前記検出された勾配が下り勾配として大きいほど前記電動機から回生トルクを出力する領域が多くなる傾向に要求トルク関係を設定する手段である請求項１記載の車両。
請求項１ないし３いずれか記載の車両であって、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記要求トルク関係設定手段は、前記検出された勾配と前記検出された車速とに基づいて要求トルク関係を設定する手段である、
車両。
前記要求トルク関係設定手段は、前記検出された車速が大きいほど前記電動機からのトルク出力を停止して前記内燃機関を始動する走行要求の程度を小さくする傾向に要求トルク関係を設定する手段である請求項４記載の車両。
前記要求トルク関係設定手段は、前記検出された車速が大きいほど前記電動機から出力するトルクの値０点が加速要求側となる傾向に要求トルク関係を設定する手段である請求項４または５記載の車両。
前記要求トルク関係設定手段は、前記検出された車速が大きいほど前記電動機から回生トルクを出力する領域が多くなる傾向に要求トルク関係を設定する手段である請求項４または５記載の車両。
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
走行用の動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
走行要求を検出する走行要求検出手段と、
走行要求と前記電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を前記検出された車速に基づいて設定する要求トルク関係設定手段と、
前記検出された走行要求と前記設定された要求トルク関係とに基づいて前記電動機を駆動制御すると共に前記検出された走行要求に基づいて前記内燃機関を運転制御する制御手段と、
を備える車両。
前記要求トルク関係設定手段は、前記検出された車速が大きいほど前記電動機から出力するトルクの値０点が加速要求側となる傾向に要求トルク関係を設定する手段である請求項８記載の車両。
前記要求トルク関係設定手段は、前記検出された車速が大きいほど前記電動機から回生トルクを出力する領域が多くなる傾向に要求トルク関係を設定する手段である請求項８記載の車両。
請求項１ないし１０いずれか記載の車両であって、
前記内燃機関から動力が出力される動力軸側に接続される入力軸と車軸側に接続される出力軸とを有し、変速比の変更を伴って該入力軸と該出力軸との間で動力を伝達する変速手段と、
前記動力軸と前記入力軸とを接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検出された走行要求が減速要求である際に所定の停止条件が成立したときには、前記動力軸と前記入力軸との接続が解除されて前記内燃機関の運転が停止されるよう前記内燃機関と前記接続解除手段とを制御する手段である
車両。
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
走行要求と前記電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を走行している路面の勾配に基づいて設定し、該設定した要求トルク関係と走行要求とに基づいて前記電動機を駆動制御すると共に走行要求に基づいて前記内燃機関を運転制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
走行要求と前記電動機から出力するトルクとの関係である要求トルク関係を車速に基づいて設定し、該設定した要求トルク関係と走行要求とに基づいて前記電動機を駆動制御すると共に走行要求に基づいて前記内燃機関を運転制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。