JP2009280012A - 車両およびその制御方法並びに駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面勾配の推定値である推定路面勾配をより適正に設定する。
【解決手段】二つのモータのトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と、モータにおける効率ηｍ２と変速機における効率ηｃｈとの積としてのモータ駆動軸間効率ηｔｍと、エンジンから遊星歯車機構を介して駆動軸にトルクを出力する際の直達効率ηｔｅと、駆動軸駆動輪間効率ηａｘと、を用いて推定加速度αｅｓｔを演算し（Ｓ３１０〜Ｓ３４０）、演算した加速度αｅｓｔと加速度α（車速の単位時間あたりの変化量）とを用いて推定路面勾配θｅｓｔを演算する（Ｓ３５０）。これにより、推定路面勾配θｅｓｔをより適正に演算することができる。そして、推定路面勾配θｅｓｔを用いてバッテリの入出力制限の範囲内で駆動軸に要求される要求トルクにより走行するようエンジンと二つのモータと変速機とを制御する。これにより、推定路面勾配θｅｓｔを用いた制御をより適正に行なうことができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、車両およびその制御方法並びに駆動装置に関する。

従来、この種の車両としては、エンジンと、ジェネレータと、エンジンとジェネレータと駆動輪とに接続された動力分割機構と、動力分割機構の駆動輪側に接続されたモータと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、Ｇセンサからの車両の加速度と車輪速センサからの駆動輪の回転数の微分値との差に基づいて推定勾配を算出すると共に算出した推定勾配に応じてクリープトルクを増加させることにより、車両の後方側へのずり下がりを抑制している。
特開２００７−１８５０７０号公報

こうしたハイブリッド車では、推定勾配を用いてエンジンやジェネレータ，モータを制御する際に、これらの制御に用いる推定勾配をより適正に算出することが課題の一つとされている。このため、上述の手法とは異なる手法により推定勾配を算出することも望まれている。

本発明の車両およびその制御方法並びに駆動装置は、路面勾配の推定値である推定路面勾配をより適正に設定することを主目的とする。

本発明の車両およびその制御方法並びに駆動装置は、上述の主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、
内燃機関と、駆動輪に連結された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、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両であって、
車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態と前記内燃機関および／または前記電動機から前記駆動輪に駆動力を出力する際における効率である出力効率とに基づいて演算される車両の加速度の推定値である推定加速度と、前記検出された加速度と、に基づいて路面勾配の推定値である推定路面勾配を設定する推定路面勾配設定手段と、
前記設定された推定路面勾配を用いて前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、電力動力入出力手段や電動機の駆動状態と内燃機関や電動機から駆動輪に駆動力を出力する際における効率である出力効率とに基づいて演算される車両の加速度の推定値である推定加速度と、車両の加速度と、に基づいて路面勾配の推定値である推定路面勾配を設定する。これにより、出力効率を考慮せずに推定路面勾配を設定するものに比して推定路面勾配をより適正に設定することができる。そして、設定した推定路面勾配を用いて、蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、より適正に設定した推定路面勾配を用いて入出力制限の範囲内で要求駆動力により走行することできる。

こうした本発明の車両において、前記推定路面勾配設定手段は、前記出力効率として、前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に駆動力を出力する際における効率と、前記電動機から前記駆動軸に駆動力を出力する際における効率と、前記駆動軸から前記駆動輪に動力を伝達する際における効率と、を考慮して前記推定加速度を演算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車両において、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速段の変更を伴って変速して動力を伝達する変速手段を備え、前記推定路面勾配設定手段は、前記電動機から前記駆動軸に駆動力を出力する際における効率として前記電動機の効率および前記変速手段の効率を考慮して前記推定加速度を演算する手段であり、前記制御手段は、前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速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、変速手段を備えるものにおいて、推定路面勾配をより適正に設定することができる。

また、本発明の車両において、前記推定路面勾配設定手段は、前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態と前記出力効率とに基づいて前記駆動輪に出力される駆動力である出力駆動力を演算し、該演算した出力駆動力に基づいて前記推定加速度を演算する手段であるものとすることもできる。

さらに、本発明の車両において、前記推定路面勾配設定手段は、前記電力動力入出力手段および前記電動機の回転数変化を考慮して前記推定加速度を演算する手段であるものとすることもできる。こうすれば、推定路面勾配をより適正に設定することができる。

あるいは、本発明の車両において、前記制御手段は、走行環境に関する走行環境条件が成立しているときに、前記設定された推定路面勾配を用いて前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。

加えて、本発明の車両において、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ものとすることもできる。

本発明の駆動装置は、
内燃機関および蓄電手段と共に車両に搭載され、駆動輪に連結された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前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で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、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える駆動装置であって、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態と前記内燃機関および／または前記電動機から前記駆動輪に駆動力を出力する際における効率である出力効率とに基づいて演算される車両の加速度の推定値である推定加速度と、車両の加速度と、に基づいて路面勾配の推定値である推定路面勾配を設定する推定路面勾配設定手段と、
前記設定された推定路面勾配を用いて前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、電力動力入出力手段や電動機の駆動状態と内燃機関や電動機から駆動輪に駆動力を出力する際における効率である出力効率とに基づいて演算される車両の加速度の推定値である推定加速度と、車両の加速度と、に基づいて路面勾配の推定値である推定路面勾配を設定する。これにより、出力効率を考慮せずに推定路面勾配を設定するものに比して推定路面勾配をより適正に設定することができる。そして、設定した推定路面勾配を用いて、蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、より適正に設定した推定路面勾配を用いて入出力制限の範囲内で要求駆動力により走行することできる。

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、駆動輪に連結された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、前記電力動力入出力手段および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、
（ａ）前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態と前記内燃機関および／または前記電動機から前記駆動輪に駆動力を出力する際における効率である出力効率とに基づいて演算される車両の加速度の推定値である推定加速度と、車両の加速度と、に基づいて路面勾配の推定値である推定路面勾配を設定し、
（ｂ）前記設定した推定路面勾配を用いて前記蓄電手段の状態に基づく該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の車両の制御方法では、電力動力入出力手段や電動機の駆動状態と内燃機関や電動機から駆動輪に駆動力を出力する際における効率である出力効率とに基づいて演算される車両の加速度の推定値である推定加速度と、車両の加速度と、に基づいて路面勾配の推定値である推定路面勾配を設定する。これにより、出力効率を考慮せずに推定路面勾配を設定するものに比して推定路面勾配をより適正に設定することができる。そして、設定した推定路面勾配を用いて、蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、より適正に設定した推定路面勾配を用いて入出力制限の範囲内で要求駆動力により走行することできる。

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、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、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両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、例えば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には、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、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

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。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には変速機６０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に出力する。リングギヤ３２は、ギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。

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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達するよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図３に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２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６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフ状態としてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。

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。また、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）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。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。

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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。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。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。

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。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、坂路（登坂路または降坂路）やカーブ路を走行するときなど走行環境に関する走行環境条件が成立しているときには、トルク変換運転モードや充放電運転モード，モータ運転モード（以下、まとめて通常運転モードという）に比してより走行環境を考慮した走行環境反映運転モードで走行する。例えば、アクセルオフの状態で降坂路を走行するときに、燃料噴射を停止したエンジン２２を路面勾配などに基づく回転数でモータＭＧ１によりモータリングすることによるリングギヤ軸３２ａへの制動トルク（以下、エンジンブレーキと称することがある）とモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａへの制動トルクとにより通常運転モードに比して大きな制動力が車両に作用するようにエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを運転制御したり、登坂路やカーブ路を走行するときに、路面勾配などに基づく下限回転数以上の回転数でのエンジン２２の運転を伴ってアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクに対応する要求動力が駆動軸としてのリングギヤ軸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とを運転制御したりする。

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、特に路面勾配を用いて走行環境反映運転モードで走行する際の動作について説明する。図３はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、走行環境条件が成立しているときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，路面勾配の推定値である推定路面勾配θｅｓｔ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、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５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、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。さらに、推定路面勾配θｅｓｔは、後述の推定路面勾配設定処理ルーチンにより設定されてＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むこと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、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３９ａ，３９ｂ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４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（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変速機６０のギヤ比Ｇｒ（Ｌｏギヤの状態のときにはギヤ比Ｇｌｏ，Ｈｉギヤの状態のときにはギヤ比Ｇｈｉ）で割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）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を運転すべき仮の運転ポイントとしての仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐ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仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する様子を図５に示す。図示するように、仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅｔｍｐ×Ｔｅｔｍｐ）が一定の曲線との交点により求めることができる。

そして、車速Ｖと推定路面勾配θｅｓｔとに基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定し（ステップＳ１３０）、エンジン２２の仮回転数Ｎｅｔｍｐと下限回転数Ｎｅｍｉｎとのうち大きい方をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１４０）。ここで、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎは、実施例では、車速Ｖと推定路面勾配θｅｓｔとエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎとの関係を予め定めて下限回転数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖと推定路面勾配θｅｓｔとが与えられると記憶したマップから対応する下限回転数Ｎｅｍｉｎを導出して設定するものとした。下限回転数設定用マップの一例を図６に示す。図６の例では、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎは、車速Ｖが大きいほど且つ推定路面勾配θｅｓｔの絶対値が大きいほど大きくなる傾向に設定するものとした。これは、アクセルオフの状態で降坂路を走行する際に勾配が大きいほど大きくなる傾向のエンジンブレーキを車両に作用させるためなどの理由による。

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと変速機６０のギヤ比Ｇｒ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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１５０）。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。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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の一例を図７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を変速機６０のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。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（エンジン２２から出力されて動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸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が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。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)
Tm1tmp=−ρ・Te*/(1＋ρ)＋k1・(Nm1*−Nm1)＋k2・∫(Nm1*−Nm1)dt (2)

続いて、式（３）および式（４）を共に満たすモータＭＧ１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Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ１６０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐを式（５）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１７０）。ここで、式（３）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内となる関係であり、式（４）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図８に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。

0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr* (3)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)

そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に変速機６０のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（６）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２００）。ここで、式（６）は、図７の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr (6)
Tm2min=(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、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（ステップＳ２１０）、駆動制御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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，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。こうした制御により、走行環境条件が成立しているときに、推定路面勾配θｅｓｔに基づく下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上の回転数でエンジン２２を効率よく運転してバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。

以上、駆動制御について説明した。次に、この駆動制御で用いられる推定路面勾配θｅｓｔの設定について説明する。図９は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される推定路面勾配設定処理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、図３の駆動制御ルーチンと並行して、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

推定路面勾配設定処理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、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊やモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角加速度ｄωｍ１，ｄωｍ２，車両の加速度α，変速機６０がＬｏギヤの状態のときに値０が設定されＨｉギヤの状態のときに値１が設定される変速機状態フラグＦなどのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は、図３の駆動制御ルーチンにより設定されてＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転角加速度ｄωｍ１，ｄωｍ２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。さらに、加速度αは、車速センサ８８からの車速Ｖに基づいて演算されてＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれた車速Ｖの単位時間あたりの変化量を読み込むことにより入力するものとした。したがって、この加速度αには、路面勾配が反映されている。変速機状態フラグＦは、状態判定ルーチンにより判定されてＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むこと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、入力した変速機状態フラグＦに基づいて変速機６０における効率ηｃｈを設定すると共に設定した変速機６０における効率ηｃｈをモータＭＧ２における効率ηｍ２に乗じることにより、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａにトルクを出力する際における効率（以下、モータ駆動軸間効率という）ηｔｍを設定する（ステップＳ３１０）。ここで、変速機６０における効率ηｃｈは、変速機状態フラグＦ（変速機６０のギヤの状態）や、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ，動力分配統合機構３０や変速機６０の機械部分を潤滑すると共に冷却する潤滑オイルの温度などに基づいて予め実験などにより定められた値を用いることができる。また、モータＭＧ２における効率ηｍ２は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や、モータＭＧ２の潤滑オイルの温度などに基づいて予め実験などにより定められた値を用いることができる。

続いて、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と変速機６０のギヤ比ＧｒとモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角加速度ｄωｍ１，ｄωｍ２とエンジン２２から動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａにトルクを出力する際における効率（モータＭＧ１から出力されたトルクがリングギヤ軸３２ａに作用する際の効率、以下、直達効率という）ηｔｅとモータ駆動軸間効率ηｔｍとモータＭＧ１側の慣性モーメントＩｇとモータＭＧ２側の慣性モーメントＩｍとに基づいて次式（１０）によりリングギヤ軸３２ａに出力される出力トルクＴｒを演算し（ステップ３２０）、出力トルクＴｒを走行用の駆動力に換算するための換算係数ｋｄとリングギヤ軸３２ａより駆動輪３９ａ，３９ｂ側における効率（以下、駆動軸駆動輪間効率という）ηａｘとを出力トルクＴｒに乗じることにより走行用駆動力Ｆｄを演算する（ステップＳ３３０）。ここで、直達効率ηｔｅは、エンジン２２の潤滑オイルの温度や動力分配統合機構３０の潤滑オイルの温度などに基づいて予め実験などにより定められた値を用いることができる。また、式（１０）中、「Ｉｍ・ｄωｍ２・Ｇｒ」は、モータＭＧ２の回転数変化に基づいてリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを示し、「Ｉｇ・ｄωｍ１」は、モータＭＧ１の回転数変化に基づいてサンギヤ３１に作用するトルクを示す。さらに、駆動軸駆動輪間効率ηａｘは、車両の仕様に基づいて予め実験などにより定められた値を用いることができる。このように走行用駆動力Ｆｄを演算することにより、走行用駆動力Ｆｄをより適正に演算することができる。

Tr=(Tm2*・Gr−Im・dωm2・Gr)・ηtm −(Tm1*−Ig・dωm1)・ηte/ρ (10)

そして、演算した走行用駆動力Ｆｄに走行抵抗Ｒｄを加えたものを車両の質量ｍで除することにより平坦路を走行すると仮定した際における車両の加速度の推定値である推定加速度αｅｓｔを演算し（ステップＳ３４０）、演算した推定加速度αｅｓｔと加速度αと重力加速度ｇとに基づいて次式（１１）により推定路面勾配θｅｓｔを演算して（ステップＳ３５０）、推定路面勾配設定処理ルーチンを終了する。ここで、走行抵抗Ｒｄは、車速Ｖなどに基づいて予め実験などにより定められた値を用いることができる。また、車両の質量ｍは、１名乗車時の総質量や、予め定められた軽積載時の総質量などを用いることができる。前述したように、加速度α（車速Ｖの単位時間あたりの変化量）には、路面勾配が反映されているから、式（１１）により、推定路面勾配θｅｓｔを演算することができる。このようにモータ駆動軸間効率ηｔｍや直達効率ηｔｅ，駆動軸駆動輪間効率ηａｘを考慮して推定路面勾配θｅｓｔを演算することにより、推定路面勾配θｅｓｔをより適正に演算することができ、この推定路面勾配θｅｓｔを用いた制御をより適正に行なうことができる。

θest=arcsin((α-αest)/g) (11)

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，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と、モータＭＧ２における効率ηｍ２と変速機６０における効率ηｃｈとの積としてのモータ駆動軸間効率ηｔｍと、直達効率ηｔｅと、駆動軸駆動輪間効率ηａｘと、を用いて推定加速度αｅｓｔを演算すると共に演算した推定加速度αｅｓｔと加速度α（車速Ｖの単位時間あたりの変化量）とを用いて路面勾配の推定値である推定路面勾配θｅｓｔを演算するから、推定路面勾配θｅｓｔをより適正に演算することができる。そして、走行環境条件が成立しているときには、推定路面勾配θｅｓｔに基づく下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上の回転数でエンジン２２が運転されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、推定路面勾配θｅｓｔを用いた制御をより適正に行ないながら走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、モータＭＧ２における効率ηｍ２と変速機６０における効率ηｃｈとの積としてのモータ駆動軸間効率ηｔｍを用いるものとしたが、変速機６０のギヤの状態（Ｌｏギヤの状態、Ｈｉギヤの状態）毎に予め実験などにより定められたモータ駆動軸間効率ηｔｍ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、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とモータ駆動軸間効率ηｔｍと直達効率ηｔｅと駆動軸駆動輪間効率ηａｘとを用いてを用いて推定加速度αｅｓｔを演算するものとしたが、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と、エンジン２２から動力分配統合機構３０，リングギヤ軸３２ａを介して駆動輪３９ａ，３９ｂに駆動力を出力する際における効率やモータＭＧ２から変速機６０，リングギヤ軸３２ａを介して駆動輪３９ａ，３９ｂに駆動力を出力する際における効率と、を用いて推定加速度αｅｓｔを演算するものであればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数変化に基づいてサンギヤ３１やリングギヤ軸３２ａに作用するトルク（イナーシャトルク）を考慮して推定加速度αｅｓｔを演算するものとしたが、こうしたイナーシャトルクを考慮せずに推定加速度αｅｓｔを演算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、車速Ｖと推定路面勾配θｅｓｔとに基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを設定するものとしたが、推定路面勾配θｅｓｔだけに基づいてエンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎ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、走行環境条件が成立しているときに、推定路面勾配θｅｓｔを用いてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとして説明したが、走行環境条件の成立の有無に拘わらず推定路面勾配θｅｓｔを用いてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとしてもよく、例えば、発進時などに推定路面勾配θｅｓｔを用いてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御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、上述した式（３），（４）を満たす範囲内でモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを制限するトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを求めてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定したが、式（３），（４）を満たす範囲内によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの制限を受けることなくモータトルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共にこのトルク指令Ｔｍ１＊を用いて式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしても構わない。この他、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や予想モータ回転数Ｎｍ２ｅｓｔを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、２段の変速段をもって変速可能な変速機６０を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、３段以上の変速段をもって変速可能な変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤを介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしてもよいし、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付け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、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸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３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に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、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２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動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２３０を備えるものとしてもよい。

また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、列車など自動車以外の車両の形態としても構わない。また、エンジン２２やバッテリ５０と共に車両に搭載される駆動装置の形態としてもよいし、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。

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、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものが「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、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、車速センサ８８からの車速Ｖに基づいて加速度α（車速Ｖの単位時間あたりの変化量）を演算するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「加速度検出手段」に相当し、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くバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するバッテリＥＣＵ５２が「入出力制限設定手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と、モータＭＧ２における効率ηｍ２と変速機６０における効率ηｃｈとの積としてのモータ駆動軸間効率ηｔｍと、直達効率ηｔｅと、駆動軸駆動輪間効率ηａｘと、を用いて推定加速度αｅｓｔを演算すると共に演算した推定加速度αｅｓｔと加速度α（車速Ｖの単位時間あたりの変化量）とを用いて路面勾配の推定値である推定路面勾配θｅｓｔを演算する図９の推定路面勾配設定処理ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「推定路面勾配設定手段」に相当し、走行環境条件が成立しているときに、推定路面勾配θｅｓｔに基づく下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上の回転数でエンジン２２が運転されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２に送信する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０〜Ｓ２１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。また、変速機６０が「変速手段」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。さらに、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」に相当する。

ここで、「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、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるされるものではなく、駆動輪に連結された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。「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、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段や電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「加速度検出手段」としては、車速センサ８８からの車速Ｖに基づいて加速度α（車速Ｖの単位時間あたりの変化量）を演算するものに限定されるものではなく、車両の加速度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。「入出力制限設定手段」としては、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算するものに限定されるものではなく、残容量（ＳＯＣ）や電池温度Ｔｂの他に例えばバッテリ５０の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段の充放電を許容する最大許容電力としての入出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「推定路面勾配設定手段」としては、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と、モータＭＧ２における効率ηｍ２と変速機６０における効率ηｃｈとの積としてのモータ駆動軸間効率ηｔｍと、直達効率ηｔｅと、駆動軸駆動輪間効率ηａｘと、を用いて推定加速度αｅｓｔを演算すると共に演算した推定加速度αｅｓｔと加速度α（車速Ｖの単位時間あたりの変化量）とを用いて路面勾配の推定値である推定路面勾配θｅｓｔを演算するものに限定されるものではなく、電力動力入出力手段および電動機の駆動状態と内燃機関や電動機から駆動輪に駆動力を出力する際における効率である出力効率とに基づいて演算される加速度の推定値である推定加速度と、加速度検出手段により検出された加速度と、に基づいて路面勾配の推定値である推定路面勾配を設定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、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、走行環境条件が成立しているときに、推定路面勾配θｅｓｔに基づく下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上の回転数でエンジン２２が運転されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、走行環境条件の成立の有無に拘わらず推定路面勾配θｅｓｔを用いてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとするなど、推定路面勾配を用いて入出力制限の範囲内で要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「変速手段」としては変速機６０に限定されるものではなく、電動機の回転軸と駆動軸との間で変速段の変更を伴って変速して動力を伝達する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、車両や駆動装置の製造産業などに利用可能である。

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。 変速機６０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仮回転数Ｎｅｔｍｐと仮トルクＴｅｔｍｐとを設定する様子を示す説明図である。 下限回転数設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。 トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する様子を説明する説明図である。 推定路面勾配設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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。 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、３１ａ サンギヤ軸、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、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、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 変速機、６０ａ ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂ シングルピニオンの遊星歯車機構、６１，６５ サンギヤ、６２，６６ リングギヤ、６３ａ 第１ピニオンギヤ、６３ｂ 第２ピニオンギヤ、６４，６８ キャリア、６７ ピニオンギヤ、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ。

Claims (9)

1. 内燃機関と、駆動輪に連結された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、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両であって、
   車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
   前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
   走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態と前記内燃機関および／または前記電動機から前記駆動輪に駆動力を出力する際における効率である出力効率とに基づいて演算される車両の加速度の推定値である推定加速度と、前記検出された加速度と、に基づいて路面勾配の推定値である推定路面勾配を設定する推定路面勾配設定手段と、
   前記設定された推定路面勾配を用いて前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 前記推定路面勾配設定手段は、前記出力効率として、前記内燃機関から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に駆動力を出力する際における効率と、前記電動機から前記駆動軸に駆動力を出力する際における効率と、前記駆動軸から前記駆動輪に動力を伝達する際における効率と、を考慮して前記推定加速度を演算する手段である請求項１記載の車両。
3. 請求項２記載の車両であって、
   前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速段の変更を伴って変速して動力を伝達する変速手段を備え、
   前記推定路面勾配設定手段は、前記電動機から前記駆動軸に駆動力を出力する際における効率として前記電動機の効率および前記変速手段の効率を考慮して前記推定加速度を演算する手段であり、
   前記制御手段は、前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速手段とを制御する手段である、
   車両。
4. 前記推定路面勾配設定手段は、前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態と前記出力効率とに基づいて前記駆動輪に出力される駆動力である出力駆動力を演算し、該演算した出力駆動力に基づいて前記推定加速度を演算する手段である請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両。
5. 前記推定路面勾配設定手段は、前記電力動力入出力手段および前記電動機の回転数変化を考慮して前記推定加速度を演算する手段である請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の車両。
6. 前記制御手段は、走行環境に関する走行環境条件が成立しているときに、前記設定された推定路面勾配を用いて前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の車両。
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１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の車両。
8. 内燃機関および蓄電手段と共に車両に搭載され、駆動輪に連結された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前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で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、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える駆動装置であって、
   前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
   走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態と前記内燃機関および／または前記電動機から前記駆動輪に駆動力を出力する際における効率である出力効率とに基づいて演算される車両の加速度の推定値である推定加速度と、車両の加速度と、に基づいて路面勾配の推定値である推定路面勾配を設定する推定路面勾配設定手段と、
   前記設定された推定路面勾配を用いて前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備える駆動装置。
9. 内燃機関と、駆動輪に連結された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、前記電力動力入出力手段および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、
   （ａ）前記電力動力入出力手段および前記電動機の駆動状態と前記内燃機関および／または前記電動機から前記駆動輪に駆動力を出力する際における効率である出力効率とに基づいて演算される車両の加速度の推定値である推定加速度と、車両の加速度と、に基づいて路面勾配の推定値である推定路面勾配を設定し、
   （ｂ）前記設定した推定路面勾配を用いて前記蓄電手段の状態に基づく該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する、
   ことを特徴とする車両の制御方法。

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