JP2008296806A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】進行方向とは逆方向に進んでいる場合に、駆動用電動機にかかる負荷を低減させつつ運転者の意図するように車両を進行させる。
【解決手段】車速Ｖがハイブリッド自動車２０の進行方向とは逆方向に進んでいることを表す負の値のとき、検出されたアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定されたリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊のうちモータＭＧ２から出力すべき駆動力（仮モータトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐ）に相当する制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ）が駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に作用するようブレーキユニット９０を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関する。

従来、車両としては、上り坂においてスリップが発生しモータから出力するトルクが制限されており車両が逆進走行している場合には、車速から定まる反映率や制限されたトルクでは車両の重量により路面勾配に沿う方向に作用する力に対してつり合うトルクに不足する分のトルクなどにより設定されるトルクを油圧ブレーキにより発生させることにより、車両のずり下がりの速度を所定車速付近に収束させるものが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００５−５１８３４号公報

しかしながら、特許文献１の車両では、スリップが発生し、モータから出力するトルクが制限されているときにずり下がりを収束させることはできるが、スリップが発生していない場合については考慮されておらず、例えば運転者の意図するようにずり下がるなど、運転者の意図するように車両を進行させることができない場合があった。また、このように、運転者が意図するようにずり下がる際に、駆動用電動機にかかる負荷を低減することが望まれていた。

本発明の車両およびその制御方法は、進行方向とは逆方向に進んでいる場合に、駆動用電動機にかかる負荷を低減させつつ運転者の意図するように車両を進行させることを目的とする。

本発明の車両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。

本発明の車両は、駆動用電動機からの動力を駆動軸に出力可能な動力出力装置を備える車両であって、
前記車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
運転者の操作によるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記検出された車速が前記車両の進行方向とは逆方向に進んでいることを表す車速であるとき、前記検出されたアクセル開度に基づいて設定された前記車両に要求される要求駆動力のうち前記駆動用電動機から出力すべき電動機要求駆動力に相当する制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動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、検出された車速が車両の進行方向とは逆方向に進んでいることを表す車速であるとき、検出されたアクセル開度に基づいて設定された車両に要求される要求駆動力のうち駆動用電動機から出力すべき電動機要求駆動力に相当する制動力が車両に作用するよう機械的制動手段を制御する。このように、進行方向とは逆方向に進んでいる場合に、車両に駆動用電動機から出力すべき駆動力を駆動用電動機によって作用させるのではなく、機械的制動手段によってその駆動力に相当する制動力を作用させるため、駆動用電動機にかかる負荷を低減させることが可能である。また、その駆動用電動機から出力すべき駆動力は運転者のアクセル操作に基づいて設定されるから、運転者の意図するように進行させることが可能である。したがって、進行方向とは逆方向に進んでいる場合に、駆動用電動機にかかる負荷を低減させつつ運転者の意図するように車両を進行させることができる。

本発明の車両は、路面勾配を検出する勾配検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出された車速が前記車両の停止を表す車速であるとき、前記要求駆動力が前記車両の質量と前記検出された路面勾配とから算出される前記車両を前記路面に沿った方向につり合わせることの可能な釣合駆動力以下のときは、前記電動機要求駆動力に相当する制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御し、前記要求駆動力が前記釣合駆動力より大きいときは、前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御するものとすることもできる。こうすれば、検出された車速が車両の停止を表す車速となったときに、より適確な処理を実行することができる。このとき、前記制御手段は、前記釣合駆動力を算出するにあたり、前記車両の質量として、駆動力と前記車両の加速度と重力加速度と前記路面勾配とに基づいて設定した値を用いるものとすることもできる。こうすれば、積載時や牽引時など質量が大きく変化したときでもより正確な釣合駆動力を算出することができ、より運転者の意図するように車両を進行させることができる。

あるいは、前記アクセル開度に関するパラメータを記憶可能な記憶手段と、運転者のブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段とを備え、前記制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段によりブレーキ操作が検出されておらず前記検出された車速が前記車両の停止を表す車速の状態で所定時間経過したとき、前記検出されたアクセル開度に関するパラメータを前記記憶手段に記憶すると共に、前記電動機要求駆動力に相当する制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御したあと、前記検出されたアクセル開度に関するパラメータが前記記憶手段に記憶されたアクセル開度に関するパラメータより大きいときは、前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御するものとすることもできる。こうすれば、検出されたアクセル開度によって動力出力装置を制御することを判断するため、比較的簡単な構成で運転者の意図するように車両を進行させることができる。ここで、「所定時間」は、例えば、車両の動く方向が変化するときに車速が車両の停止を表す車速となるような場合は含まれない、車両が停止していると言える時間に経験的に設定されるものとしてもよい。また、「アクセル開度に関するパラメータ」には、アクセル開度やアクセル開度に基づいて設定された電動機要求駆動力などが含まれる。

本発明の車両は、運転者のブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段を備え、前記制御手段は、前記電動機要求駆動力に相当する制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御するにあたり、前記検出されたアクセル開度が運転車のアクセル操作のあることを表す値であり、且つ前記検出されたブレーキ操作量が運転者のブレーキ操作のあることを表す値であるとき、前記電動機要求駆動力に相当する制動力に前記検出されたブレーキ操作量に基づく制動力を加えた制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御するものとすることもできる。こうすれば、運転者がブレーキとアクセルの操作を同時に行なった場合であっても、運転者に違和感のない制動力を車両に作用させることができる。

本発明の車両において、前記動力出力装置は、内燃機関と、前記車両の駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備え、前記駆動用電動機は、前記駆動軸に動力を入出力可能であるものとすることもできる。このとき、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段とを備えるものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、駆動用電動機からの動力を駆動軸に出力可能な動力出力装置と、前記車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段と、車速を検出する車速検出手段と、運転者の操作によるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段とを備える車両の制御方法であって、
前記検出された車速が前記車両の進行方向とは逆方向に進んでいることを表す車速であるとき、前記検出されたアクセル開度に基づいて設定された前記車両に要求される要求駆動力のうち前記駆動用電動機から出力すべき電動機要求駆動力に相当する制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御することを含むものである。

この車両の制御方法では、検出された車速が車両の進行方向とは逆方向に進んでいることを表す車速であるとき、検出されたアクセル開度に基づいて設定された車両に要求される要求駆動力のうち前記駆動用電動機から出力すべき電動機要求駆動力に相当する制動力が車両に作用するよう機械的制動手段を制御する。このように、進行方向とは逆方向に進んでいる場合に、車両に駆動用電動機から出力すべき駆動力を駆動用電動機によって作用させるのではなく、機械的制動手段によってその駆動力に相当する制動力を作用させるため、駆動用電動機にかかる負荷を低減させることが可能である。また、その駆動用電動機から出力すべき駆動力は運転者のアクセル操作に基づいて設定されるから、運転者の意図するように進行させることが可能である。したがって、進行方向とは逆方向に進んでいる場合に、駆動用電動機にかかる負荷を低減させつつ運転者の意図するように車両を進行させることができる。なお、本発明の車両の制御方法において、上述した車両が備える各種構成の作用・機能を実現するようなステップを追加してもよい。

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、本発明の実施例に係る車両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に機械的に接続されたモータＭＧ２と、液圧式の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なう遊星歯車機構として構成されている。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や液圧（油圧）式のブレーキアクチュエータ９２、駆動輪３９ａ，３９ｂや車輪３９ｃ、３９ｄに対して設けられたホイールシリンダ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ポジションＢＰ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力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用のトルクが駆動輪３９ａ，３９ｂや車輪３９ｃ，３９ｄ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、各種信号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。

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、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。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取りを行なっている。

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。

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、特に前進方向に走行する通常のドライブポジション（Ｄポジション）で上り坂を走行中の動作について説明する。図２はハイブリッド自動車２０がＤポジションのときにハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２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８ｍｓ毎）に繰り返し実行される。このルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ７０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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、勾配センサ８９からの路面勾配θなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計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。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された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Ｔｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊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Ｔｒ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。

続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン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Ｓ１２０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊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４に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１３０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図５に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ１４０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ１５０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１６０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図５の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)

そして、車速Ｖの値を判定する（ステップＳ１７０）。車速Ｖが正の値であるとき、すなわちＤポジションにおける進行方向に進んでいるとき、これまでに設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。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＊とによって示される運転ポイント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、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ステップＳ１７０で車速Ｖが負の値であると判定されたとき、例えば路面が前上がりに傾斜しているなどしてＤポジションにおける進行方向とは逆方向に進んでいるとき、既述のステップＳ１５０の処理で算出した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに係数ｋ３を乗じたトルクをブレーキトルク指令Ｔｂとして設定すると共に、モータトルク指令Ｔｍ２＊として値０を設定する（ステップＳ１９０）。ここで、係数ｋ３は減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒやギヤ機構３７のギヤ比、デファレンシャルギヤ３８のギヤ比等から設定される係数であり、モータＭＧ２の出力軸に働くトルクと駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に働くトルクとを換算するための係数である。つまり、モータＭＧ２から出力すべきトルクとして設定された仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに相当する制動トルクＴｂを駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に作用するようにブレーキユニット９０から発生させ、モータＭＧ２からはトルクを発生させないように、ブレーキトルク指令Ｔｂおよびモータトルク指令Ｔｍ２＊を設定するのである。こうすることによりモータＭＧ２に負荷がかからないようにすることができる。そして、ブレーキトルク指令ＴｂをブレーキＥＣＵ９５に送信し（ステップＳ２００）、既述のステップＳ１８０の処理を実行して本ルーチンを終了する。ブレーキトルク指令Ｔｂを受信したブレーキＥＣＵ９５は、ブレーキトルク指令Ｔｂのトルクが駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に作用するようブレーキアクチュエータ９２を制御する。つまり、ハイブリッド自動車２０が進行方向と逆方向に進んでいるときは、運転者のアクセル操作に応じた駆動トルクが作用しているかのような制動トルクをブレーキアクチュエータ９２を制御して発生させる。なお、ここでは、駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸にブレーキトルクＴｂが作用するようブレーキユニット９０を制御するものとしたが、駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸と車輪３９ｃ、３９ｄの車軸とに作用させるトルクが合計してブレーキトルクＴｂとなるようにブレーキユニット９０を制御するものとしてもよい。

車速Ｖが値０のときは、釣合トルクＴｔを算出する（ステップＳ２１０）。ここで、釣合トルクＴｔとは、ハイブリッド自動車２０に働く重力の路面勾配に沿った方向の分力（以下、車重分力という）と同じ大きさで向きが反対の力がハイブリッド自動車２０に作用するようリングギヤ軸３２ａに作用させるトルクをいうものとする。つまり、リングギヤ軸３２ａに釣合トルクＴｔが働いているときは、この釣合トルクによりハイブリッド自動車２０に及ぼされる力と車重分力とが釣り合う。この釣合トルクＴｔは、式（６）に示すように、路面勾配θとハイブリッド自動車２０の質量Ｍとから求められる車重分力をリングギヤ軸３２ａに働くトルクに換算して求めるものとする。ここで係数ｋ４は駆動輪３９ａ，３９ｂなどの半径やギヤ機構３７のギヤ比などによって定まる換算係数である。Ｍはハイブリッド自動車２０の質量、ｇは重力加速度である。なお、ハイブリッド自動車２０の質量Ｍや係数ｋ４、重力加速度ｇなどは予めＲＯＭ７４に記憶しておき、釣合トルクＴｔの算出の際にＲＯＭ７４から読み出して用いるものとする。続いて、ステップＳ１１０で設定した要求トルクＴｒ＊がステップＳ２１０で算出した釣合トルクＴｔより大きいか否かを判定する（ステップＳ２２０）。要求トルクＴｒ＊が釣合トルクＴｔより大きいときは、運転者のアクセルペダル８３の操作により傾斜した路面を上る方向に進行可能な大きさのトルクが要求されているため、モータＭＧ２からトルクを出力すべく、既述のステップＳ１８０の処理を実行し本ルーチンを終了する。要求トルクＴｒ＊が釣合トルクＴｔ以下のときは、運転者のアクセルペダル８３の操作により傾斜した路面を上る方向に進行可能な大きさのトルクが要求されていないため、ブレーキユニット９０により制動力を作用させるべく既述のステップＳ１９０、Ｓ２００、Ｓ１８０の処理を実行し本ルーチンを終了する。つまり、車速Ｖが値０のときは、要求トルクＴｒ＊と釣合トルクＴｔとを比較してその結果によって異なる処理を実行するようにしている。

Tt=-k4・(M・g・sinθ) (6)

このように、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２から出力すべきトルクを求めた後、車速Ｖがハイブリッド自動車２０が進行方向とは逆方向に進んでいることを表す負の値の時は、モータＭＧ２からトルクを出力するのではなくブレーキユニット９０から制動力を出力し、進行方向に進んでいることを表す正の値の時は、モータＭＧ２からトルクを出力するのである。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車速Ｖがハイブリッド自動車２０の進行方向とは逆方向に進んでいることを表す負の値のとき、検出されたアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定されたリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊のうちモータＭＧ２から出力すべき駆動力（仮モータトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐ）に相当する制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ）が駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に作用するようブレーキユニット９０を制御する。このように、Ｄポジションにおいて、進行方向に進んでいる場合に、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに相当する制動トルクをブレーキユニット９０から発生させ、モータＭＧ２からはトルクを発生させないようにするため、モータＭＧ２にかかる負荷を低減させることが可能である。また、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐは運転者のアクセル操作に基づいて設定されるから、運転者の意図するようにハイブリッド自動車２０を進行させることが可能である。したがって、Ｄポジションにおいて、進行方向とは逆方向に進んでいる場合に、モータＭＧ２にかかる負荷を低減させつつ運転者の意図するようにハイブリッド自動車２０を進行させることができる。

また、車速Ｖがハイブリッド自動車２０の停止状態を表す値０であるとき、要求トルクＴｒ＊が釣合トルクＴｔ以下のときは、モータＭＧ２から出力すべき駆動力（仮モータトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐ）に相当する制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ）がハイブリッド自動車２０に作用するようブレーキユニット９０を制御し、要求トルクＴｒ＊が釣合トルクＴｔより大きいときは、要求トルクＴｒ＊に基づくトルク（モータトルク指令Ｔｍ１＊をギヤ比ρで割ってマイナスを付けたものに、モータトルク指令Ｔｍ２＊に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたものを足したトルク）がリングギヤ軸３２ａに作用するようエンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、車速Ｖが値０となったときに、より適確な処理を実行することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖが値０となったときに釣合トルクＴｔと要求トルクＴｒ＊との大小関係によって異なる処理を行なうものとしたが、車速Ｖが値０となったときに、モータＭＧ２からトルクを出力すべくステップＳ１８０の処理を実行するものとしてもよい。このようにしても、Ｄポジションにおいて、進行方向とは逆方向に進んでいる場合に、モータＭＧ２にかかる負荷を低減させつつ運転者の意図するようにハイブリッド自動車２０を進行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、Ｄポジションで上り坂を走行中に図２に示す駆動制御ルーチンを実行するものとしたが、上り坂を上る方向へ走行可能な状態で図２に示す駆動制御ルーチンを実行するものであれば如何なるシフトポジションで上り坂を走行中に図２に示す駆動制御ルーチンを実行するものとしてもよい。例えば、アクセルオフ時にＤポジションより大きな制動力を発生させるブレーキポジション（Ｂポジション）で上り坂を走行中に図２に示す駆動制御ルーチンを実行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、Ｄポジションで上り坂を走行中に図２に示す駆動制御ルーチンを実行することによって車速Ｖが負の値であって進行方向とは逆方向に進んでいるときに、モータＭＧ２から出力すべきトルクをブレーキユニット９０から制動力として出力するものとしたが、後進する際のシフトポジション（例えば、リバースポジション（Ｒポジション））で下り坂を走行中に図示しない下り坂時の駆動制御ルーチンを実行することによって車速Ｖが正の値であって進行方向（後ろ）とは逆の方向に進んでいるときに、モータＭＧ２から出力すべきトルクをブレーキユニット９０から制動力として出力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、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は図２に示す駆動制御ルーチンを実行するものとしたが、図６に示す駆動制御ルーチンを実行するものとしてもよい。この図６に示す駆動制御ルーチンにおいて、ハイブリッドＥＣＵ７０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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、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など制御に必要なデータを入力する（ステップＳ３００）。次に、ブレーキペダルポジションＢＰが運転者によるブレーキペダル８５の操作のないことを表す値（例えば値０）であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ブレーキペダルポジションＢＰが運転者によるブレーキペダル８５の操作のあることを表す値（例えば値０以外の値）であったときは、ブレーキペダルポジションＢＰの値に応じた目標制動トルクを設定し、設定した目標制動トルクが出力されるようブレーキユニット９０を制御する通常の制動制御を実行し（ステップＳ３２０）、本ルーチンを終了する。一方、ブレーキペダルポジションＢＰが運転者によるブレーキペダル８５の操作のないことを表す値（例えば値０）であるときは、既述のステップＳ１１０〜Ｓ１６０の処理を実行する。続いて、アクセル開度閾値ＡｃｃｒｅｆがＲＡＭ７６に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ３３０）。アクセル開度閾値Ａｃｃｒｅｆについては後述する。アクセル開度閾値ＡｃｃｒｅｆがＲＡＭ７６に記憶されていないときは、車速Ｖの値を判定する（ステップＳ３４０）。車速Ｖが正の値のときは、車両に要求されるトルクをモータＭＧ２から出力すべく、既述のステップＳ１８０の処理を実行して本ルーチンを終了する。車速Ｖが負の値のときは、ブレーキユニット９０から制動力を作用させるべく既述のステップＳ１９０、Ｓ２００、Ｓ１８０の処理を実行し、本ルーチンを終了する。車速Ｖが値０のときは、所定の停止継続時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３５０）。ここで、所定の停止継続時間が経過したか否かは、アクセル開度閾値ＡｃｃｒｅｆがＲＡＭ７６に記憶されていない状態で最初に車速Ｖが値０と判定されてからの経過時間が所定の停止継続時間に至ったか否かによって判定するものとする。この、「所定の停止継続時間」は、アクセル開度に応じてモータＭＧ２からトルクを出力させた状態でハイブリッド自動車２０に働く力が釣り合っていると見なせる時間に経験的に定められているものとする。所定の停止継続時間が経過していないときは、既述のステップＳ１８０の処理を実行する一方、所定の停止継続時間が経過したときは、運転者によりアクセルペダルが操作されてモータＭＧ２から出力されるトルクにより傾斜した路面に停止した状態となっているため、このときのアクセル開度Ａｃｃをアクセル開度閾値ＡｃｃｒｅｆとしてＲＡＭ７６に記憶する（ステップＳ３６０）。このようにして記憶されたアクセル開度閾値Ａｃｃｒｅｆは、この路面の傾斜においてモータＭＧ２からのトルク出力によりハイブリッド自動車２０を停止した状態とすることの可能なアクセル開度Ａｃｃを表すものである。そして、ハイブリッド自動車２０の停止状態をブレーキユニット９０から出力する制動トルクにより維持すべくステップＳ１９０、Ｓ２００、Ｓ１８０の処理を実行し、本ルーチンを終了する。ステップＳ３３０でアクセル開度閾値ＡｃｃｒｅｆがＲＡＭ７６に記憶されていると判定したときは、アクセル開度Ａｃｃがそのアクセル開度閾値Ａｃｃｒｅｆより大きいか否かを判定する（ステップＳ３７０）。アクセル開度Ａｃｃがアクセル開度閾値Ａｃｃｒｅｆ以下のときは、ハイブリッド自動車２０を前進させられるアクセル開度Ａｃｃではないから、ブレーキユニットにより制動力を作用させるべくステップＳ１９０，Ｓ２００，Ｓ１８０の処理を実行し、本ルーチンを終了する。またアクセル開度Ａｃｃがアクセル開度閾値Ａｃｃｒｅｆより大きい時は車速Ｖが値０より大きいか否かを判定する（ステップＳ３８０）。車速Ｖが値０以下のときは、モータＭＧ２からトルクを出力すべくステップＳ１８０の処理を実行し本ルーチンを終了する。車速Ｖが値０より大きいときは、モータＭＧ２のかわりにブレーキユニット９０により制動力を作用させる必要がないためＲＡＭ７６に記憶されているアクセル開度閾値Ａｃｃｒｅｆをクリアし、モータＭＧ２からトルクを出力すべくステップＳ１８０の処理を実行し本ルーチンを終了する。

ここで、図６に示す駆動制御ルーチンを繰り返し実行しながらＤポジションで上り坂を走行中の様子を図７を用いて説明する。図７は、車速Ｖが正の値から値０になり車速Ｖが負の値になったあと再び正の値になるまでの、車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃ、アクセル開度閾値ＡｃｃｒｅｆがＲＡＭ７６に記憶されているか否か、モータＭＧ２によりトルクを出力する状態か否か、ブレーキユニット９０により制動力を出力している状態か否か、の変化の様子を表すタイミングチャートである。モータＭＧ２からトルクを出力して前進方向に進行していた状態から運転者がアクセルペダル８３を戻すと、車速Ｖも徐々に小さくなっていく（時刻ｔ１〜ｔ２）。そして、運転者がアクセルペダル８３を一定の踏み込み量で維持しハイブリッド自動車２０に働く力が釣り合って車速Ｖが値０の状態で所定の継続時間が経過したとき、そのときのアクセル開度Ａｃｃをアクセル開度閾値ＡｃｃｒｅｆとしてＲＡＭ７６に記憶すると共に、モータＭＧからのトルクの出力を停止し、ブレーキユニットから制動力を出力する（時刻ｔ３）。そして運転者が更にアクセルペダルを戻すと、アクセル開度Ａｃｃに応じた制動力がブレーキユニットによって作用するから、ハイブリッド自動車２０はずり下がり、車速Ｖは進行方向と逆向きの速度は徐々に大きく（より大きな負の値に）なり（時刻ｔ４〜ｔ５）、運転者が再びアクセルペダルを踏み込むと車速Ｖは徐々に値０に近づく（時刻ｔ５〜ｔ６）。そして、アクセル開度Ａｃｃがアクセル開度閾値Ａｃｃｒｅｆより大きいとき、ブレーキユニット９０からの制動力の出力を停止し、モータＭＧ２によるトルクの出力を開始し、車速Ｖが正の値となると、ＲＡＭ７６に記憶されたアクセル開度閾値Ａｃｃｒｅｆをクリアする。このように、釣合トルクＴｔをモータＭＧ２から出力するアクセル開度Ａｃｃを超えたときに、ハイブリッド自動車２０を前進させることが入力されたものとしてブレーキユニット９０からの制動力の出力を停止し、ハイブリッド自動車２０を前進させるのである。こうすれば、検出されたアクセル開度ＡｃｃによってモータＭＧ２およびブレーキユニット９０のいずれを制御するかを判断するため、比較的簡単な構成で運転者の意図するようにハイブリッド自動車２０を進行させることができる。

このとき、運転者のブレーキペダル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を備え、検出したブレーキペダルポジションＢＰが運転者のブレーキペダル８５の踏み込みのないことを表す値（例えば値０）の状態で所定の停止継続時間が経過したときに、そのときのアクセル開度Ａｃｃをアクセル開度閾値ＡｃｃｒｅｆとしてＲＡＭ７６に記憶するものとしたが、運転者のブレーキ操作を検出可能なものであればブレーキペダルポジションセンサ８６を用いるものに限られない。例えば、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ状態のときにオンとなる図示しないブレーキスイッチを備えるものとしてもよい。このとき、ブレーキスイッチがオフの状態で所定の停止継続時間が経過したときに、そのときのアクセル開度Ａｃｃをアクセル開度閾値ＡｃｃｒｅｆとしてＲＡＭ７６に記憶するものとする。また、ブレーキペダルポジションＢＰが運転者によるブレーキペダル８５の操作のないことを表す値であって、車速Ｖが値０の状態で所定の停止継続時間が経過したときそのときのアクセル開度Ａｃｃをアクセル開度閾値ＡｃｃとしてＲＡＭ７６に記憶するものとしたが、アクセル開度Ａｃｃに関するパラメータであれば如何なるものをＲＡＭ７６に記憶するものとしてもよい。例えば、アクセル開度Ａｃｃに基づいて設定されるモータトルク指令Ｔｒ２ｔｍｐを記憶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、運転者のアクセル操作によるアクセル開度Ａｃｃのみに基づいて駆動制御を行なうものとしたが、運転者のアクセル操作に加えて運転者のブレーキ操作をも考慮して駆動制御を行なうものとしてもよい。このとき、運転者のアクセル操作によるアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定されるブレーキトルクＴｂに、運転者のブレーキペダル８５の踏み込み量であるブレーキペダルポジションＢＰに基づいて設定されたブレーキユニット９０によって作用させるべき制動力を加えて、新たにブレーキトルクＴｂとするものとする。こうすれば、例えば、運転者の操作によりブレーキペダル８５とアクセルペダル８３が同時に踏み込まれた状態となった場合であっても、運転者に違和感のない制動力をハイブリッド自動車２０に作用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、Ｄポジションのときに図２に示す駆動制御ルーチンを実行するものとしたが、モータＭＧ２の温度Ｖｍを検出する図示しない温度センサを備え、検出された温度Ｖｍが所定の高温域に入り検出された車速Ｖがハイブリッド自動車２０の進行方向とは逆の向きに進んでいることを表す車速であるとき、検出されたアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定された要求トルクＴｒ＊のうちモータＭＧ２から出力すべき駆動力（仮モータトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐ）に相当する制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ）がハイブリッド自動車２０に作用するようブレーキユニット９０を制御するものとしてもよい。こうすれば、モータＭＧ２にかかる負荷を低減することができる。あるいは、車速Ｖがハイブリッド自動車２０の進行方向とは逆の向きに進んでいることを表す車速でり、検出された温度Ｖｍが所定の高温域に入り検出されたときのみ、検出されたアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定された要求トルクＴｒ＊のうちモータＭＧ２から出力すべき駆動力（仮モータトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐ）に相当する制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ）がハイブリッド自動車２０に作用するようブレーキユニット９０を制御するものとしてもよい。こうすれば、モータＭＧ２からトルクを発生させる制御とブレーキユニット９０から制動トルクを作用させる制御とを切り替える頻度を少なくすることができるため、その際のショックの発生頻度も少なくすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｄポジションのときに図２に示す駆動制御ルーチンを実行するものとしたが、モータＭＧ２は発電可能であり、バッテリ５０が充電不可能な状態であり検出された車速Ｖがハイブリッド自動車２０の進行方向とは逆の向きに進んでいることを表す車速であるとき、検出されたアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定された要求トルクＴｒ＊のうちモータＭＧ２から出力すべき駆動力（仮モータトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐ）に相当する制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ）がハイブリッド自動車２０に作用するようブレーキユニット９０を制御するものとしてもよい。こうすれば、バッテリ５０の保護を図ることができる。あるいは、モータＭＧ２は発電可能であり、検出された車速Ｖがハイブリッド自動車２０の進行方向とは逆の向きに進んでいることを表す車速でありバッテリ５０が充電不可能な状態であるときのみ、検出されたアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定された要求トルクＴｒ＊のうちモータＭＧ２から出力すべき駆動力（仮モータトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐ）に相当する制動力（ブレーキトルク指令Ｔｂ）がハイブリッド自動車２０に作用するようブレーキユニット９０を制御するものとしてもよい。こうすれば、モータＭＧ２からトルクを発生させる制御とブレーキユニット９０から制動トルクを作用させる制御とを切り替える頻度を少なくすることができるため、その際のショックの発生頻度も少なくすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド自動車２０の質量ＭはＲＯＭ７４に予め記憶しておいたものを読み出して用いるものとしたが、如何なる方法で得られた質量Ｍを用いるものとしてもよい。例えば、駆動力と前記車両の加速度と重力加速度と前記路面勾配とに基づいて設定した値を用いるものとしてもよい。具体的には、要求トルクＴｒ＊に係数ｋ５を乗じて得られる値を、重力加速度（ｇ）と路面勾配の正弦（ｓｉｎθ）の積とハイブリッド自動車２０の加速度（α）との和で除した値を用いるものとしてもよい。こうすれば、積載時や牽引時など質量Ｍが大きく変化したときでもより正確な釣合トルクＴｔを算出することができ、より運転者の意図するようにハイブリッド自動車２０を進行させることができる。ここで、係数ｋ５はリングギヤ軸３２ａに働くトルクをハイブリッド自動車２０に働く力に換算するための係数であり、ギヤ機構３７やデファレンシャルギヤ３８のギヤ比、駆動輪３９ａ，３９ｂの半径などにより求められる。また、ハイブリッド自動車２０の加速度αは、例えば車速Ｖの時間変化により求めることができる。あるいは、図示しないサスペンションのストローク量を検出して、そのストローク量から求めた質量Ｍを用い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、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とを備えるものとしたが、単一の電子制御ユニットを備えるもの、即ち、実施例のハイブリッドＥＣＵ７０の機能とエンジンＥＣＵ２４の機能とを兼ね備えた単一の電子制御ユニットを備えるものとしてもよい。

実施例では、ハイブリッド自動車２０を主としてエンジン２２とエンジンＥＣＵ２４と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とインバータ４１，４２とバッテリ５０とハイブリッドＥＣＵ７０とによって構成したシリーズ−パラレルハイブリッド自動車としたが、こうした構成以外のもの、例えばシリーズハイブリッド自動車やパラレルハイブリッド自動車など如何なる構成のハイブリッド自動車としてもよい。

実施例では、本発明の最良の形態としてハイブリッド自動車２０として説明したが、駆動用電動機（モータ）を備えるものであればハイブリッド自動車２０以外の車両としてもよいし、車両の制御方法の形態としても構わない。

ここで、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について説明する。実施例では、モータＭＧ２が「駆動用電動機」に相当し、リングギヤ軸３２ａが「駆動軸」に相当し、エンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２および動力分配統合機構３０が「動力出力装置」に相当し、ブレーキユニット９０が「機械的制動手段」に相当し、車速センサ８８が「車速検出手段」に相当し、アクセルペダルポジションセンサ８４が「アクセル開度検出手段」に相当し、検出されたアクセル開度Ａｃｃに基づいて設定された要求トルクＴｒ＊が「要求駆動力」に相当し、モータＭＧ２から出力すべき駆動力（仮モータトルク指令Ｔｍ２ｔｍｐ）が「電動機要求駆動力」に相当し、勾配センサ８９が「勾配検出手段」に相当し、釣合トルクＴｔが「釣合駆動力」に相当し、ＲＡＭ７６が「記憶手段」に相当し、ブレーキペダルポジションセンサ８６が「ブレーキ操作検出手段」および「ブレーキ操作量検出手段」に相当し、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、図２に示す駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」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。ここで、「駆動用電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機としても構わない。「動力出力装置」としては、エンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２および動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、駆動用電動機からの動力を駆動軸に出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「機械的制動手段」としては、ブレーキユニット９０に限定されるものではなく、油圧駆動でないブレーキなど、車両に機械的な制動力を作用可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「車速検出手段」としては、車速センサ８８に限定されるものではなく、車速を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「勾配検出手段」としては、勾配センサ８９に限定されるものではなく、路面勾配を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「記憶手段」としては、ＲＡＭ７６に限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃを記憶可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「ブレーキ操作検出手段」としては、ブレーキペダルポジションセンサ８６に限定されるものではなく、ブレーキスイッチなど、運転者のブレーキ操作を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「ブレーキ操作量検出手段」としては、ブレーキペダルポジションセンサ８６に限定されるものではなく、運転者のブレーキ操作量を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、図２の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０に限定されるものではなく、例えば、図６に示す駆動制御ルーチンを実行するものなど、検出された車速が車両の進行方向とは逆方向に進んでいることを表す車速であるとき、検出されたアクセル開度に基づいて設定された駆動軸に出力すべき要求駆動力のうち駆動用電動機から出力すべき電動機要求駆動力に相当する制動力が車両に作用するよう機械的制動手段を制御するものであれば如何なるものとしてもよい。「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものに限定されるされるものではなく、車両の駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、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。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は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ないものである。

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。 ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２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。 要求トルク設定用マップの一例を示す図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す図である。 動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。 ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２により実行される他の駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 車速Ｖが正の値から値０になり車速Ｖが負の値になったあと再び正の値になるまでの、車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃ、アクセル開度閾値ＡｃｃｒｅｆがＲＡＭ７６に記憶されているか否か、モータＭＧ２によりトルクを出力する状態か否か、ブレーキユニット９０により制動力を出力している状態か否か、の変化の様子を表すタイミングチャートである。

符号の説明

２０ 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 減速ギヤ、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、３９ｃ，３９ｄ 車輪、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、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 ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、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，９３ｂ，９３ｃ，９３ｄ ホイールシリンダ、９５ ブレーキＥＣＵ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (8)

1. 駆動用電動機からの動力を駆動軸に出力可能な動力出力装置を備える車両であって、
   前記車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   運転者の操作によるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
   前記検出された車速が前記車両の進行方向とは逆方向に進んでいることを表す車速であるとき、前記検出されたアクセル開度に基づいて設定された前記車両に要求される要求駆動力のうち前記駆動用電動機から出力すべき電動機要求駆動力に相当する制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 請求項１に記載の車両であって、
   路面勾配を検出する勾配検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出された車速が前記車両の停止を表す車速であるとき、前記要求駆動力が前記車両の質量と前記検出された路面勾配とから算出される前記車両を前記路面に沿った方向につり合わせることの可能な釣合駆動力以下のときは、前記電動機要求駆動力に相当する制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御し、前記要求駆動力が前記釣合駆動力より大きいときは、前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御する、
   車両。
3. 前記制御手段は、前記釣合駆動力を算出するにあたり、前記車両の質量として、駆動力と前記車両の加速度と重力加速度と前記路面勾配とに基づいて設定した値を用いる、
   請求項２に記載の車両。
4. 請求項１に記載の車両であって、
   前記アクセル開度に関するパラメータを記憶可能な記憶手段と、
   運転者のブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段によりブレーキ操作が検出されておらず前記検出された車速が前記車両の停止を表す車速の状態で所定時間経過したとき、前記検出されたアクセル開度に関するパラメータを前記記憶手段に記憶すると共に、前記電動機要求駆動力に相当する制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御したあと、前記検出されたアクセル開度に関するパラメータが前記記憶手段に記憶されたアクセル開度に関するパラメータより大きいときは、前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御する、
   車両。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の車両であって、
   運転者のブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記電動機要求駆動力に相当する制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御するにあたり、前記検出されたアクセル開度が運転車のアクセル操作のあることを表す値であり、且つ前記検出されたブレーキ操作量が運転者のブレーキ操作のあることを表す値であるとき、前記電動機要求駆動力に相当する制動力に前記検出されたブレーキ操作量に基づく制動力を加えた制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御する、
   車両。
6. 前記動力出力装置は、内燃機関と、前記車両の駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段とを備え、
   前記駆動用電動機は、前記駆動軸に動力を入出力可能である、
   請求項１〜５のいずれかに記載の車両。
7. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段とを備える手段である、
   請求項６に記載の車両。
8. 駆動用電動機からの動力を駆動軸に出力可能な動力出力装置と、前記車両に機械的な制動力を作用可能な機械的制動手段と、車速を検出する車速検出手段と、運転者の操作によるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段とを備える車両の制御方法であって、
   前記検出された車速が前記車両の進行方向とは逆方向に進んでいることを表す車速であるとき、前記検出されたアクセル開度に基づいて設定された前記車両に要求される要求駆動力のうち前記駆動用電動機から出力すべき電動機要求駆動力に相当する制動力が前記車両に作用するよう前記機械的制動手段を制御する、
   車両の制御方法。

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