JP2008154394A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クリープトルクが出力される際に車両のエネルギ効率の向上を優先するか否かを運転者等が任意に選択できるようにする。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０では、クリープトルク出力条件が成立したときにＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合、運転者によるペダル踏力Ｆｐｄと通常時クリープトルク設定用マップに比べて目標クリープトルクＴｃｒ＊を小さくする傾向を有するＥＣＯモード時クリープトルク設定用マップとを用いて目標クリープトルクＴｃｒ＊が設定され（ステップＳ１６０）、設定された目標クリープトルクＴｃｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ２が制御される（ステップＳ１７０〜Ｓ１８０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関し、特に、走行用のトルクとクリープトルクとを出力可能な動力出力手段を備えた車両およびその制御方法に関する。

従来から、電気自動車の駆動力制御システムとして、ブレーキ装置の作動量を計測する計測部を有し、ブレーキ装置の作動量が大きい時にクリープトルクを小さくし、ブレーキ装置の作動量が小さい時にクリープトルクを大きくするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この駆動力制御システムによれば、停車中にクリープトルクを発生させるための余分な電力を節減することが可能となる。
特開２００１−８３０５号公報（図１４、図１５）

上記駆動力制御システムを備えた電気自動車においては、運転者によるブレーキペダルの踏込量が大きくなれば停車中のクリープトルクを減少させて電力消費量の低減化すなわちエネルギ効率の向上を図ることができる。ただし、ブレーキペダルの踏込量は、あくまで運転者が要求する制動力の大きさに応じて決まるものであるから、上記駆動力制御システムでは、クリープトルクが出力される際のエネルギ効率を運転者の意志により向上させることは実質的に困難である。従って、上記従来技術には、クリープトルクが出力される際のエネルギ効率を向上させるという点になお改善の余地がある。ただし、エネルギ効率の向上を図ることに起因したドライバビリティの低下は、運転に支障のない範囲内に抑える必要がある。

そこで、本発明による車両および車両の制御方法は、クリープトルクが出力される際に車両のエネルギ効率の向上を優先するか否かを運転者等が任意に選択できるようにすることを目的の一つとする。また、本発明による車両および車両の制御方法は、ドライバビリティの低下を抑制しつつクリープトルクが出力される際のエネルギ効率を向上させることを目的の一つとする。

本発明による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ている。

本発明による車両は、
走行用のトルクとクリープトルクとを出力可能な動力出力手段と、
運転者による制動操作量に応じた制動力を発生可能な制動手段と、
エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチと、
所定のクリープトルク出力条件が成立したときに前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、前記制動操作量と第１のクリープトルク設定制約とを用いて前記動力出力手段に出力させるクリープトルクの目標値である目標クリープトルクを設定すると共に、前記クリープトルク出力条件が成立したときに前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、前記制動操作量と前記第１のクリープトルク設定制約に比べてエネルギ効率を優先する第２のクリープトルク設定制約とを用いて前記目標クリープトルクを設定する目標クリープトルク設定手段と、
前記設定された前記目標クリープトルクに基づくトルクを出力するように前記動力出力手段を制御する制御手段と、
を備えるものである。

この車両では、所定のクリープトルク出力条件が成立したときに効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、運転者による制動操作量と第１のクリープトルク設定制約とを用いて動力出力手段に出力させるクリープトルクの目標値である目標クリープトルクが設定され、設定された目標クリープトルクに基づくトルクを出力するように動力出力手段が制御される。また、クリープトルク出力条件が成立したときに効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、運転者による制動操作量と第１のクリープトルク設定制約に比べてエネルギ効率を優先する第２のクリープトルク設定制約とを用いて目標クリープトルクが設定され、設定された目標クリープトルクに基づくトルクを出力するように動力出力手段が制御される。これにより、この車両では、効率優先モード選択スイッチを操作するだけで、クリープトルクが出力される際に車両のエネルギ効率の向上を優先するか否かを任意に選択することが可能となる。そして、効率優先スイッチがオンされていれば、クリープトルクが出力される際に運転者による制動操作量とエネルギ効率を優先した第２のクリープトルク設定制約とを用いて目標クリープトルクが設定されることになるので、その際の車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。

また、前記第２のクリープトルク設定制約は、前記目標クリープトルクを前記第１のクリープトルク設定制約に比べて小さくする傾向を有していてもよい。

更に、前記第１および第２のクリープトルク設定制約は、前記制動操作量と前記目標クリープトルクとの関係をそれぞれ規定しており、前記第２のクリープトルク設定制約は、前記制動操作量が所定値以上であるときの前記目標クリープトルクを前記第１のクリープトルク設定制約に比べて小さく規定するものであってもよい。これにより、効率優先モード選択スイッチがオンされていても、運転者による制動操作量が比較的小さいときには、クリープトルクが充分に確保されることになるので、発進性能の低下といったドライバビリティの低下を抑制しつつクリープトルクが出力される際のエネルギ効率を向上させることが可能となる。

また、前記動力出力手段は、動力を出力可能な電動機であってもよい。この場合、上記車両は、内燃機関と、所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを更に備えてもよく、前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であってもよい。すなわち、本発明による車両を動力を出力可能な電動機を備えた電気自動車やハイブリッド自動車として構成すれば、クリープトルクを容易に任意の値に設定可能となり、効率優先モード選択スイッチをオンすれば、クリープトルクが出力される際の電動機による電力消費量を低減して車両のエネルギ効率を向上させることができる。

更に、前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段であってもよい。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含むものであってもよい。そして、前記動力伝達手段は、無段変速機であってもよい。

また、前記動力出力手段は、内燃機関と、前記内燃機関と車軸側との結合状態の変更を伴って前記内燃機関からのトルクを前記車軸側に伝達可能なトルク伝達手段とを含むものであってもよい。すなわち、このようなトルク伝達手段により内燃機関と車軸側との結合状態を変更することにより、内燃機関から車軸にクリープトルクを出力させると共に当該クリープトルクを任意の値に容易に設定することが可能となる。そして、このような車両では、トルク伝達手段により内燃機関の負荷が減少するように内燃機関と車軸側との結合状態を設定すれば、クリープトルクを減少させると共にクリープトルクが出力される際の内燃機関による燃料消費量を低減することができる。

本発明による車両の制御方法は、走行用のトルクとクリープトルクとを出力可能な動力出力手段と、運転者による制動操作量に応じた制動力を発生可能な制動手段と、エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチとを備えた車両の制御方法であって、
（ａ）所定のクリープトルク出力条件が成立したときに前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、前記制動操作量と第１のクリープトルク設定制約とを用いて前記動力出力手段に出力させるクリープトルクの目標値である目標クリープトルクを設定すると共に、前記クリープトルク出力条件が成立したときに前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、前記制動操作量と前記第１のクリープトルク設定制約に比べてエネルギ効率を優先する第２のクリープトルク設定制約とを用いて前記目標クリープトルクを設定するステップと、
（ｂ）前記設定された前記目標クリープトルクに基づくトルクを出力するように前記動力出力手段を制御するステップと、
を含むものである。

この方法によれば、効率優先モード選択スイッチを操作するだけで、クリープトルクが出力される際に車両のエネルギ効率の向上を優先するか否かを任意に選択することが可能となる。そして、効率優先スイッチがオンされていれば、クリープトルクが出力される際に、運転者による制動操作量とエネルギ効率を優先した第２のクリープトルク設定制約とを用いて目標クリープトルクが設定されることになるので、その際の車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。

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、本発明の一実施例に係る自動車としてのハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト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に接続された車軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、制動力を出力可能な制動手段である電子制御式油圧ブレーキユニット（以下、単に「ブレーキユニット」という）９０と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。

エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ＥＣＵ７０に出力する。

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う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア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、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、動力分配統合機構３０は、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側と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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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り、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は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。

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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２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に基づいて残容量ＳＯＣも算出している。

ブレーキユニット９０は、マスタシリンダ９１や流体圧式（油圧式）のブレーキアクチュエータ９２、駆動輪たる車輪３９ａ，３９ｂや他の車輪に対して設けられ、各車輪に取り付けられたブレーキディスクを挟持して対応する車輪に摩擦制動力を付与可能なブレーキパッドを駆動するホイールシリンダ９３ａ〜９３ｄ、ホイールシリンダ９３ａ〜９３ｄごとに設けられて対応するホイールシリンダの油圧（ホイールシリンダ圧）を検出するホイールシリンダ圧センサ９４ａ〜９４ｄ、ブレーキアクチュエータ９２を制御するブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）９５等を含む。ブレーキアクチュエータ９２は、図示しない油圧発生源としてのポンプやアキュムレータ、マスタシリンダ９１とホイールシリンダ９３ａ〜９３ｄとの連通状態を制御するマスタシリンダカットソレノイドバルブ、ブレーキペダル８５の踏み込み量に応じてペダル踏力に対する反力を創出するストロークシミュレータ等を有する。また、ブレーキＥＣＵ９５は、図示しない信号ラインを介して、マスタシリンダ圧を検出する図示しないマスタシリンダ圧センサからのマスタシリンダ圧や、ホイールシリンダ圧センサ９４ａ〜９４ｄからのホイールシリンダ圧、図示しない車輪速センサからの車輪速、図示しない操舵角センサからの操舵角等を入力すると共に、ハイブリッドＥＣＵ７０等との間で通信により各種信号のやり取りを行う。そして、ブレーキＥＣＵ９５は、ブレーキペダル８５の踏み込み量を示すブレーキペダルストロークＢＳや車速Ｖ等に基づいてハイブリッド自動車２０に作用させるべき制動トルクのうちのブレーキユニット９０による分担分に応じた制動トルクが車輪３９ａ，３９ｂや他の車輪に作用するようにブレーキアクチュエータ９２を制御する。また、ブレーキＥＣＵ９５は、図示しないセンサにより検出される車輪速、車両前後および横方向の加速度、ヨーレート、操舵角といった各種パラメータに基づいていわゆるＡＢＳ制御やトラクションコントロール（ＴＲＣ）、車両安定化制御（ＶＳＣ）等をも実行可能である。更に、ブレーキＥＣＵ９５は、所定条件が成立した場合、運転者によるブレーキペダル８５の踏み込み操作とは無関係に、車輪３９ａ，３９ｂや他の車輪に制動トルクが作用するようにブレーキアクチュエータ９２を制御することができる。

ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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ストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ、車両の前後方向の路面勾配を検出する勾配センサ８９からの路面勾配θ等が入力ポートを介して入力される。また、実施例のハイブリッド自動車２０の運転席近傍には、走行時の制御モードとして、ドライバビリティよりも燃費等のエネルギ効率を優先するＥＣＯモード（効率優先モード）を選択するためのＥＣＯスイッチ（効率優先モード選択スイッチ）８８が設けられており、このＥＣＯスイッチ８８もハイブリッドＥＣＵ７０に接続されている。ＥＣＯスイッチ８８が運転者等によりオンされると、通常時（スイッチオフ時）には値０に設定される所定のＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１に設定されると共に、予め定められた効率優先時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車２０が制御されることになる。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２、ブレーキＥＣＵ９５等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、ブレーキＥＣＵ９５等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。

上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、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とに基づいて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに対応する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の運転制御モードとしては、要求トルク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に出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用の通常のドライブポジション（Ｄポジション）、および主として例えば下り坂を比較的高速で走行しているような場合に選択されるブレーキポジション（Ｂポジション）が用意されている。そして、実施例のハイブリッド自動車２０では、例えば、運転者がシフトポジションＳＰを走行用のＤポジション、ＢポジションあるいはＲポジションに設定しており、かつ停車時等の車速Ｖがごく小さい所定値以下であることをクリープトルク出力条件として、モータＭＧ２から車軸としてのリングギヤ軸３２ａにクリープトルクを出力することにより、いわゆるクリープ現象を創出している。

次に、上記ハイブリッド自動車２０の動作、特に停車時等の車速Ｖがごく小さく車軸としてのリングギヤ軸３２ａにクリープトルクが出力される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ＥＣＵ７０により実行されるクリープトルク設定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、その実行条件が成立している際に、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、その停車時等に基本的にエンジン２２が停止されることから、ここでは、エンジン２２が停止しているときの動作を例にとって説明する。

図２のクリープトルク設定ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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、ブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２、勾配センサ８９からの路面勾配θ、ＥＣＯフラグＦｅｃｏの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。なお、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、ステップＳ１００にて入力したシフトポジションＳＰが走行用のＤポジション、ＢポジションあるいはＲポジションの何れかであるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。シフトポジションＳＰがＰポジションまたはＮポジションである場合には、クリープ現象を創出する必要がないことから、以降の処理を実行することなく本ルーチンを終了させる。一方、シフトポジションＳＰがＤポジション、ＢポジションあるいはＲポジションの何れかである場合には、更にステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃに基づいて運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれていないアクセルオフ状態にあるか否か（アクセル開度Ａｃｃが値０であるか否か）を判定する（ステップＳ１２０）。運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれておりアクセル開度Ａｃｃが値０を上回っている場合には、クリープ現象を創出する必要がないことから、以降の処理を実行することなく本ルーチンを終了させる。一方、運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれていないアクセルオフ状態にある場合には、ステップＳ１００にて入力したブレーキペダルストロークＢＳに基づいて運転者によりブレーキペダル８５に加えられたペダル踏力Ｆｐｄを計算する（ステップＳ１３０）。実施例では、ブレーキペダルストロークＢＳとペダル踏力Ｆｐｄとの関係が予め定められて図示しないペダル踏力設定用マップとしてハイブリッドＥＣＵ７０のＲＯＭ７４に記憶されており、ペダル踏力Ｆｐｄとしては、与えられたブレーキペダルストロークＢＳに対応するものが当該マップから導出・設定される。

続いて、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０であるか否か、すなわち運転者等によりＥＣＯスイッチ８８がオフされているか否かを判定し（ステップＳ１４０）、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値０である場合には、ステップＳ１００にて入力した路面勾配θとステップＳ１３０にて設定したペダル踏力Ｆｐｄと第１のクリープトルク設定制約としての通常時クリープトルク設定用マップとを用いてモータＭＧ２に出力させるクリープトルクの目標値である目標クリープトルクＴｃｒ＊を設定する（ステップＳ１５０）。また、運転者等によりＥＣＯスイッチ８８がオンされており、ＥＣＯフラグＦｅｃｏが値１に設定されている場合には、ステップＳ１００にて入力した勾配θとステップＳ１３０にて設定したペダル踏力Ｆｐｄと第２のクリープトルク設定制約としてのＥＣＯモード時クリープトルク設定用マップとを用いて目標クリープトルクＴｃｒ＊を設定する（ステップＳ１６０）。

図３に例示するように、通常時クリープトルク設定用マップ（図中実線参照）とＥＣＯモード時クリープトルク設定用マップ（図中破線参照）とは、運転者による制動操作量を示すペダル踏力Ｆｐｄと目標クリープトルクＴｃｒ＊との関係をそれぞれ規定するものであり、予め実験、解析を経て路面勾配θごとに作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。従って、ステップＳ１５０またはＳ１６０では、与えられたペダル踏力Ｆｐｄに対応する目標クリープトルクＴｃｒ＊が路面勾配θに対応した通常時クリープトルク設定用マップまたはＥＣＯモード時クリープトルク設定用マップから導出・設定される。ここで、実施例では、ＥＣＯスイッチ８８がオフされている場合、エネルギ効率よりもブレーキペダル８５の踏み込みが解除された際の発進性能といったドライバビリティの良好な確保を優先すると共に、運転者により大きな制動力が要求されている際に過剰なクリープトルクの出力を抑制してモータＭＧ２の電力消費を抑えることとしている。このため、ＥＣＯスイッチ８８がオフされている場合、ペダル踏力Ｆｐｄが値０から第１移行値Ｆ１までの範囲内にあるときにはモータＭＧ２に比較的大きな値Ｔｃｒ１のクリープトルクを出力させ、ペダル踏力Ｆｐｄが第１移行値Ｆ１から第２移行値Ｆ２（ただし、Ｆ２＞Ｆ１）までの範囲内にあるときにはモータＭＧ２にクリープトルクをペダル踏力Ｆｐｄに例えば比例するように出力させ、ペダル踏力Ｆｐｄが第２移行値Ｆ２以上であればペダル踏力Ｆｐｄの大きさに拘わらずモータＭＧ２に値Ｔｃｒ１よりも小さい所定値Ｔｃｒ２のクリープトルクを出力させる。そして、通常時クリープトルク設定用マップは、このようなエネルギ効率よりもドライバビリティを優先した通常時用の制約を満たすように作成される（図３の実線参照）。また、実施例では、ＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合、ペダル踏力Ｆｐｄが値０から第１移行値Ｆ１までの範囲内にあるときには、ＥＣＯスイッチ８８がオフされている場合と同様にドライバビリティを良好に確保すべくモータＭＧ２に上述の値Ｔｃｒ１のクリープトルクを出力させる。ただし、ＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、ドライバビリティよりも燃費等のエネルギ効率をより優先することとし、ペダル踏力Ｆｐｄが第１移行値Ｆ１から上記第２移行値Ｆ２よりも大きい第２移行値Ｆ２′までの範囲内にあるときにはモータＭＧ２にクリープトルクをペダル踏力Ｆｐｄに例えば比例するように出力させ、ペダル踏力Ｆｐｄが第２移行値Ｆ２′以上であればペダル踏力Ｆｐｄの大きさに拘わらずモータＭＧ２に上記値Ｔｃｒ２よりも小さい所定値Ｔｃｒ２′のクリープトルクを出力させる。そして、ＥＣＯモード時クリープトルク設定用マップは、このようなドライバビリティよりもエネルギ効率を優先したＥＣＯモード時用の制約を満たすように作成される（図４の破線参照）。すなわち、ＥＣＯモード時クリープトルク設定用マップは、制動操作量としてのペダル踏力Ｆｐｄが値Ｆ２以上であるときの目標クリープトルクＴｃｒ＊を通常時クリープトルク設定用マップに比べて小さく規定しており、目標クリープトルクＴｃｒ＊を通常時クリープトルク設定用マップに比べて小さくする傾向を有している。

ステップＳ１５０またはＳ１６０にて目標クリープトルクＴｃｒ＊を設定したならば、モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定すると共に目標クリープトルクＴｃｒ＊をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ１７０）。そして、トルク指令Ｔｍ１＊およびＴｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１８０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動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う。なお、実施例では、ブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳがブレーキＥＣＵ９５に与えられており、上述のクリープトルク設定ルーチンが実行される間、ブレーキＥＣＵ９５は、ブレーキペダルストロークＢＳに基づいて運転者により要求されている要求制動力を求めた上で、当該要求制動力に応じた制動トルクが駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂや他の車輪に付与されるようにブレーキアクチュエータ９２を制御する。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、クリープトルク出力条件が成立したときにＥＣＯスイッチ８８がオフされている場合には、運転者による制動操作量としてのペダル踏力Ｆｐｄと通常時クリープトルク設定用マップとを用いてモータＭＧ２に出力させるクリープトルクの目標値である目標クリープトルクＴｃｒ＊が設定され（ステップＳ１５０）、設定された目標クリープトルクＴｃｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ２が制御される（ステップＳ１７０〜Ｓ１８０）。また、クリープトルク出力条件が成立したときにＥＣＯスイッチ８８がオンされている場合には、運転者によるペダル踏力Ｆｐｄと通常時クリープトルク設定用マップに比べてエネルギ効率を優先するＥＣＯモード時クリープトルク設定用マップとを用いて目標クリープトルクＴｃｒ＊が設定され（ステップＳ１６０）、設定された目標クリープトルクＴｃｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ２が制御される（ステップＳ１７０〜Ｓ１８０）。これにより、ハイブリッド自動車２０では、ＥＣＯスイッチ８８を操作するだけで、リングギヤ軸３２ａにクリープトルクが出力される際にエネルギ効率の向上を優先するか否かを任意に選択することが可能となる。そして、ＥＣＯスイッチ８８がオンされていれば、リングギヤ軸３２ａにクリープトルクが出力される際に、目標クリープトルクＴｃｒ＊を通常時クリープトルク設定用マップに比べて小さくする傾向を有したＥＣＯモード時クリープトルク設定用マップを用いて目標クリープトルクＴｃｒ＊が設定されることになるので、モータＭＧ２による消費電力を低減してその際のエネルギ効率を向上させることが可能となる。また、上記実施例では、制動操作量としてのペダル踏力Ｆｐｄが所定値Ｆ２以上であるときの目標クリープトルクＴｃｒ＊を通常時クリープトルク設定用マップに比べて小さく規定するＥＣＯモード時クリープトルク設定用マップが採用されているので、ＥＣＯスイッチ８８がオンされていても、運転者によるペダル踏力Ｆｐｄが比較的小さいときには、リングギヤ軸３２ａに充分なクリープトルクが出力されることになるので、発進性能の低下といったドライバビリティの低下を抑制しつつリングギヤ軸３２ａにクリープトルクが出力される際のエネルギ効率を向上させることが可能となる。なお、目標クリープトルクＴｃｒ＊を設定する際には、ペダル踏力Ｆｐｄ以外に、運転者によるペダルストロークＢＳやマスタシリンダ圧といった運転者による制動操作量を示す他のパラメータを用いてもよい。

なお、上記実施例は、エンジン２２と、モータＭＧ１およびＭＧ２と、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２および機関側回転要素としてのキャリア３４を有する動力分配統合機構３０とを有するハイブリッド自動車２０についてのものであるが、本発明による車両は、所定の車軸に動力を出力可能な電動機を備えた電気自動車（図示省略）として構成されてもよいことはいうまでもない。このような電気自動車においても、電動機によるクリープトルクを任意の値に容易に設定可能であり、効率優先モード選択スイッチとしてのＥＣＯスイッチをオンすれば、クリープトルクが出力される際の電力消費量を低減して車両のエネルギ効率を向上させることができる。

また、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸に出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図４に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ａのように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図４における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。また、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して車輪３９ａ，３９ｂに接続される車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図５に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ｂのように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と車輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を車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２３０を備えたものに適用されてもよい。

更に、本発明は、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２と機関側回転要素としてのキャリア３４とを有する動力分配統合機構３０の代わりに、エンジン２２の動力を車軸側に伝達する動力伝達手段として無段変速機（以下「ＣＶＴ」という）を備えた車両に適用されてもよい。このような車両の一例であるハイブリッド自動車２０Ｃを図６に示す。同図に示す変形例のハイブリッド自動車２０Ｃは、エンジン２２からの動力をトルクコンバータ１３０や前後進切換機構１３５、ベルト式のＣＶＴ１４０、ギヤ機構３７、デファレンシャルギヤ３８等を介して例えば前輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力する前輪駆動系と、同期発電電動機であるモータＭＧからの動力をギヤ機構３７′、デファレンシャルギヤ３８′等を介して例えば後輪である車輪３９ｃ，３９ｄに出力する後輪駆動系と、車輪３９ａ〜３９ｄに制動力を付与可能なブレーキユニット９０と、車両全体を制御するハイブリッドＥＣＵ７０とを備える。この場合、トルクコンバータ１３０は、ロックアップ機構を有する流体式トルクコンバータとして構成される。また、前後進切換機構１３５は、例えば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とを含み、前後進の切り換えやトルクコンバータ１３０とＣＶＴ１４０との接続・切離を実行する。ＣＶＴ１４０は、機関側回転要素としてのインプットシャフト１４１に接続された溝幅を変更可能なプライマリプーリ１４３と、同様に溝幅を変更可能であって車軸側回転要素としてのアウトプットシャフト１４２に接続されたセカンダリプーリ１４４と、プライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝に巻き掛けられたベルト１４５とを有する。そして、ＣＶＴ１４０は、ＣＶＴ用電子制御ユニット１４６により駆動制御される油圧回路１４７からの作動油によりプライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝幅を変更することにより、インプットシャフト１４１に入力した動力を無段階に変速してアウトプットシャフト１４２に出力する。なお、ＣＶＴ１４０は、トロイダル式のＣＶＴとして構成されてもよい。そして、モータＭＧは、インバータ４５を介してエンジン２２により駆動されるオルタネータ２９や、当該オルタネータ２９からの電力ラインに出力端子が接続されたバッテリ（高圧バッテリ）５０に接続されている。これにより、モータＭＧは、オルタネータ２９やバッテリ５０からの電力により駆動されたり、回生を行って発電した電力によりバッテリ５０を充電したりする。このように構成されたハイブリッド自動車２０Ｃ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からの動力を前輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力して走行し、必要に応じて車輪３９ａ，３９ｂへの動力の出力に加えてモータＭＧからの動力を後輪である車輪３９ｃ，３９ｄに出力して４輪駆動により走行する。そして、図６のハイブリッド自動車２０Ｃでは、例えば、運転者がシフトポジションＳＰを走行用のＤポジション等に設定しており、かつ停車時等の車速Ｖがごく小さい所定値以下であることをクリープトルク出力条件として、モータＭＧから車輪３９ｃ，３９ｄが取り付けられた車軸にクリープトルクを出力することによりクリープ現象を創出する。

ところで、図６のハイブリッド自動車２０Ｃでは、エンジン２２がトルクコンバータ１３０とクラッチＣ１を含む前後進切換機構１３５とを介してＣＶＴ１４０に接続されていることから、エンジン２２から車輪３９ａ，３９ｂが取り付けられている車軸にクリープトルクを出力させてもよい。この場合、トルク伝達手段としてのクラッチＣ１によるエンジン２２とＣＶＴ１４０（車軸側）との結合状態（係合状態）を変更することにより、クリープトルクを任意の値に容易に設定することが可能であり、いわゆるニュートラル制御を実行してクラッチＣ１によりエンジン２２の負荷が減少するようにエンジン２２とＣＶＴ１４０（車軸側）との結合状態を設定すれば、クリープトルクが出力される際のエンジン２２による燃料消費量を低減することができる。従って、本発明は、図７に例示するようなトルクコンバータ１３０と例えば多板クラッチ機構として構成されるトルク伝達手段としてのクラッチＣ０と変速機構ＧＢとを含むオートマチックトランスミッションＡＴＭとエンジン２２とを備えた一般的な自動車２０Ｄにも適用され得る。

ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、走行用のトルクとクリープトルクとを出力可能なモータＭＧ，ＭＧ２あるいは対ロータ電動機２３０、更には、エンジン２２とクラッチＣ１またはＣ０が「動力出力手段」に相当し、制動力を出力可能なブレーキユニット９０が「制動手段」に相当する。また、ドライバビリティよりも燃費等のエネルギ効率を優先するＥＣＯモードを選択するためのＥＣＯスイッチ８８が「効率優先モード選択スイッチ」に相当し、図２のクリープトルク設定ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「目標クリープトルク設定手段」およびに「制御手段」に相当する。更に、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２と機関軸側回転要素としてのキャリア３４とを有する動力分配統合機構３０や車軸側回転要素としてのインプットシャフト１４１と機関軸側回転要素としてのアウトプットシャフト１４２とを有するＣＶＴ１４０が「動力伝達手段」に相当する。また、モータＭＧ１および動力分配統合機構３０や対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、モータＭＧ１、オルタネータ２９あるいは対ロータ電動機２３０が「発電用電動機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。なお、これら実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行われるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、自動車の製造産業等において利用可能である。

本発明の一実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるクリープトルク設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 通常時クリープトルク設定用マップとＥＣＯモード時クリープトルク設定用マップとを例示する説明図である。 変形例に係るハイブリッド自動車２０Ａの概略構成図である。 他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。 更に他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｃの概略構成図である。 他の変形例に係る自動車２０Ｄの概略構成図である。

符号の説明

２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ ハイブリッド自動車、２０Ｄ 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、２９ オルタネータ、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 減速ギヤ、３７，３７′ ギヤ機構、３８，３８′ デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４５ 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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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 ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、８８ ＥＣＯスイッチ、８９ 勾配センサ、９０ ブレーキユニット、９１ マスタシリンダ、９２ ブレーキアクチュエータ、９３ａ〜９３ｄ ホイールシリンダ、９４ａ〜９４ｄ ホイールシリンダ圧センサ、９５ ブレーキＥＣＵ、１３０ トルクコンバータ、１３５ 前後進切換機構、１４０ ＣＶＴ、１４１ インプットシャフト、１４２ アウトプットシャフト、１４３ プライマリプーリ、１４４ セカンダリプーリ、１４５ ベルト、１４６ ＣＶＴ用電子制御ユニット、１４７ 油圧回路、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、Ｂ１ ブレーキ、Ｃ０，Ｃ１、 ＧＢ 変速機構、クラッチ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (10)

1. 走行用のトルクとクリープトルクとを出力可能な動力出力手段と、
   運転者による制動操作量に応じた制動力を発生可能な制動手段と、
   エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチと、
   所定のクリープトルク出力条件が成立したときに前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、前記制動操作量と第１のクリープトルク設定制約とを用いて前記動力出力手段に出力させるクリープトルクの目標値である目標クリープトルクを設定すると共に、前記クリープトルク出力条件が成立したときに前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、前記制動操作量と前記第１のクリープトルク設定制約に比べてエネルギ効率を優先する第２のクリープトルク設定制約とを用いて前記目標クリープトルクを設定する目標クリープトルク設定手段と、
   前記設定された前記目標クリープトルクに基づくトルクを出力するように前記動力出力手段を制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 前記第２のクリープトルク設定制約は、前記目標クリープトルクを前記第１のクリープトルク設定制約に比べて小さくする傾向を有している請求項１に記載の車両。
3. 請求項１または２に記載の車両において、
   前記第１および第２のクリープトルク設定制約は、前記制動操作量と前記目標クリープトルクとの関係をそれぞれ規定しており、
   前記第２のクリープトルク設定制約は、前記制動操作量が所定値以上であるときの前記目標クリープトルクを前記第１のクリープトルク設定制約に比べて小さく規定している車両。
4. 前記動力出力手段は、動力を出力可能な電動機である請求項１から３の何れかに記載の車両。
5. 請求項４に記載の車両において、
   内燃機関と、
   所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段と、
   前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを更に備え、
   前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能である車両。
6. 前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段である請求項５に記載の車両。
7. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含む請求項６に記載の車両。
8. 前記動力伝達手段は、無段変速機である請求項５に記載の車両。
9. 前記動力出力手段は、内燃機関と、前記内燃機関と車軸側との結合状態の変更を伴って前記内燃機関からのトルクを前記車軸側に伝達可能なトルク伝達手段とを含む請求項１から３の何れかに記載の車両。
10. 走行用のトルクとクリープトルクとを出力可能な動力出力手段と、運転者による制動操作量に応じた制動力を発生可能な制動手段と、エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチとを備えた車両の制御方法であって、
    （ａ）所定のクリープトルク出力条件が成立したときに前記効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、前記制動操作量と第１のクリープトルク設定制約とを用いて前記動力出力手段に出力させるクリープトルクの目標値である目標クリープトルクを設定すると共に、前記クリープトルク出力条件が成立したときに前記効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、前記制動操作量と前記第１のクリープトルク設定制約に比べてエネルギ効率を優先する第２のクリープトルク設定制約とを用いて前記目標クリープトルクを設定するステップと、
    （ｂ）前記設定された前記目標クリープトルクに基づくトルクを出力するように前記動力出力手段を制御するステップと、
    を含む車両の制御方法。

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