JP2011189766A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトポジションが制動用ポジションにある状態で燃費優先指示スイッチがオンされたときに、車両のエネルギ効率の向上を図る。
【解決手段】アクセルペダル８３がオフされた状態でシフトポジションＳＰがＢポジションであるとき、エコスイッチ信号ＥＳＷがオフであるときには入力制限ＷｉｎとＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂとのうち大きいほうを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定し（ステップＳ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１６０）、エコスイッチ信号ＥＳＷがオンであるときには入力制限Ｗｉｎを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定し（ステップＳ１３０〜Ｓ１５０）、実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。これにより、エコスイッチ信号ＥＳＷがオンであるときには、車両全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。
【選択図】図４

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、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに接続された第１モータと、遊星歯車機構のリングギヤに接続された第２モータと、第１モータおよび第２モータと電力をやりとりするバッテリと、を備え、エンジンの運転を停止して第２モータからの動力により走行している最中のアクセルオフ時にシフトポジションが通常の走行用ポジションであるドライブポジションよりも大きな制動力が要求されるブレーキポジションに変更されたときには、ドライブポジションのときのバッテリの入力制限より厳しい制限を課したＢポジション用入力制限の範囲内でエンジンを第１モータによりクランキングす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、上述した制御により、積極的にエンジンの回転抵抗を用いて車両に制動力を付与している。

特開２００９−１６６６５７号公報

上述の車両では、シフトポジションがブレーキポジションであるときには、積極的にエンジンの回転抵抗を用いて車両に制動力を付与しているため第２モータによる回生電力が少なくなり車両のエネルギ効率が低下するが、シフトポジションがブレーキポジションであるときにエンジンの回転抵抗による制動力の付与より車両のエネルギ効率の向上を優先させることが望まれる場合がある。例えば、燃費優先を指示する燃費優先スイッチがオンされたときには、シフトポジションがブレーキポジションであってもエンジンの回転抵抗による制動力の付与より車両のエネルギ効率を優先させることが望まれる。

本発明の車両およびその制御方法は、シフトポジションが通常の走行用ポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される制動用ポジションにある状態で燃費優先指示スイッチがオンされたときに、車両のエネルギ効率の向上を図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、
動力を入出力可能な発電機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機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、
燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、
前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
アクセルオフ時であると共にシフトポジションが通常の走行用ポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される制動用ポジションにあるとき、前記燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されていないときには予め定められた所定電力を前記設定された入力制限で制限した電力で前記蓄電手段を充電しながら前記内燃機関における燃料噴射制御を停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているときには前記設定された入力制限で前記蓄電手段を充電しながら前記燃料噴射制御を停止した状態で前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機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、アクセルオフ時であると共にシフトポジションが通常の走行用ポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される制動用ポジションにあるとき、燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されていないときには予め定められた所定電力を設定された入力制限で制限した電力で蓄電手段を充電しながら内燃機関における燃料噴射制御を停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。これにより、常に設定された入力制限で蓄電手段を充電するものに比して電動機の回生制御による蓄電手段の充電を抑制して内燃機関の回転抵抗による制動力が車両に作用するのを促進させることができ、アクセルオフ時に運転者に良好なフィーリングを与えることができる。そして、燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているときには設定された入力制限で蓄電手段を充電しながら燃料噴射制御を停止した状態で要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。これにより、燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているときには、燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されていないときに比して電動機の回生制御による蓄電手段の充電を促進することができ、車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。

こうした本発明の車両において、前記制動用ポジションは、アクセルオフ時に要求される要求制動力の大きさが異なる複数の走行ポジションから運転者によって選択されるポジションであるものとすることもできる。

また、本発明の車両において、前記制御手段は、アクセルオフ時に前記シフトポジションが前記通常の走行用ポジションであるときには、前記燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているか否かに拘わらず前記燃料噴射制御を停止した状態で前記設定された入力制限で前記蓄電手段を充電しながら前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機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。こうすれば、通常の走行用ポジションであるときに、電動機の回生制御による蓄電手段の充電を促進することができ、車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、を備える車両の制御方法であって、
前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定し、
アクセルオフ時であると共にシフトポジションが通常の走行用ポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される制動用ポジションにあるとき、前記燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されていないときには予め定められた所定電力を前記設定された入力制限で制限した電力で前記蓄電手段を充電しながら前記内燃機関における燃料噴射制御を停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているときには前記設定された入力制限で前記蓄電手段を充電しながら前記燃料噴射制御を停止した状態で前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。

この本発明の車両の制御方法では、アクセルオフ時であると共にシフトポジションが通常の走行用ポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される制動用ポジションにあるとき、燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されていないときには予め定められた所定電力を設定された入力制限で制限した電力で蓄電手段を充電しながら内燃機関における燃料噴射制御を停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。これにより、常に入力制限で蓄電手段を充電するものに比して電動機の回生制御による蓄電手段の充電を抑制して内燃機関の回転抵抗による制動力が車両に作用するのを促進させることができ、アクセルオフ時に運転者に良好なフィーリングを与えることができる。そして、燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているときには入力制限で蓄電手段を充電しながら燃料噴射制御を停止した状態で要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。これにより、燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているときには、燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されていないときに比して電動機の回生制御による蓄電手段の充電を促進することができ、車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。

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。 バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオフ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。 アクセルオフ時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における燃料噴射制御を停止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。 トルク指令Ｔｍ１＊、Ｔｍ２＊を設定する様子を説明する説明図である。 変形例のアクセルオフ時要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 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。

次に、本発明を実施するため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に接続された駆動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。

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。

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を介して減速ギヤ３５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。

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。

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。図２に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。入力制限Ｗｉｎは、図２において、バッテリ温度Ｔｂが０℃からＴ１℃（例えば、４０℃，４１℃，４２℃など）の通常の温度範囲にあるときには最小値Ｗｉｍｉｎ（例えば。−２１ｋｗ，−２０ｋｗ，−１９ｋｗなど）となり、バッテリ温度Ｔｂが０℃以下であるときやＴ１℃以上であるときには最小値Ｗｉｍｉｎから徐々に大きくなるよう設定するものとした。

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，運転席近傍に取り付けられて車両の燃費を優先する旨が指示されたときにオンされるエコスイッチ８９からのエコスイッチ信号ＥＳＷ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。なお、シフトポジションＳＰとしては、通常の前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）、アクセルオフ時の制動力が大きな前進走行用のブレーキポジション（Ｂ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）、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐ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。

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、アクセルペダル８３がオフ（アクセル開度Ａｃｃが０％）された状態で前進走行している際の動作について説明する。図４はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオフ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、アクセルペダル８３がオフされるとともにシフトポジションＳＰが前進走行用のシフトポジションであるＤポジションまたはＢポジションである状態で、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求されるトルクである後述する要求トルクＴｒ＊が負の値に設定される車速の下限、つまり、駆動時に制動トルクが要求される車速の下限として予め設定された所定車速Ｖｍｉｎ（シフトポジションがＤポジションのときには値Ｖ１（例えば、１０ｋｍ／ｈ，１１ｋｍ／ｈ，１２ｋｍ／ｈなど），シフトポジションＳＰがＢポジションのときには値Ｖ２（例えば、８ｋｍ／ｈ，９ｋｍ／ｈ，１０ｋｍ／ｈなど））を車速Ｖが超えているときに、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

アクセルオフ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、車速センサ８８からの車速Ｖ，エコスイッチ８９からのエコスイッチ信号ＥＳＷ，シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ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の入力制限Ｗｉｎ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。

こうしてデータを入力すると、エンジン２２の燃料噴射を停止するための燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１１０）。燃料カット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、燃料噴射制御や点火制御を停止する処理を実行する。

続いて、シフトポジションＳＰと車速Ｖ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＊を設定する（ステップＳ１２０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃが０％であるときの車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とシフトポジションＳＰとの関係を予め定めてアクセルオフ時要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速ＶとシフトポジションＳＰ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５にアクセルオフ時要求トルク設定用マップの一例を示す。要求トルクＴｒ＊は、図示するように、車速Ｖが下限車速Ｖｍｉｎ（シフトポジションＳＰがＤポジションのときには値Ｖ１，シフトポジションＳＰがＢポジションのときには値Ｖ２）以上であるときに負の値、すなわち、制動トルクとして設定されるシフトポジションＳＰがＢポジションであるときの要求トルクＴｒ＊は、シフトポジションＳＰがＤポジションであるときに比して小さくなるよう（絶対値としては大きくなるよう）設定することができる。

続いて、シフトポジションＳＰを調べて（ステップＳ１３０）、シフトポジションＳＰがＤポジションであるときには、ステップＳ１００の処理で入力された入力制限Ｗｉｎを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して（ステップＳ１５０）、次式（１）および次式（２）を共に満たすようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１７０）。式（１）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要求トルクＴｒ＊となる関係式であり、式（２）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実行用充電電力Ｗｉｎｆとなる関係式である。図６はエンジン２２からパワーを出力していない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である。図６では、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。式（２）において、入力制限Ｗｉｎを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して、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実行用充電電力Ｗｉｎｆになるようトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するのは、モータＭＧ２の回生制御によりバッテリ５０を充電する電力をなるべく大きくして車両全体のエネルギ効率の向上を図るためである。こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ２の回生制御によりバッテリ５０を充電する電力をなるべく大きくする電力で充電することができ、車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。

−Tm1*/ρ＋Tm2*・Gr=Tr* (1)
Tm1*・Nm1＋Tm2*・Nm2=Winf (2)

こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１８０）、アクセルオフ時駆動制御ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊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、アクセルペダル８３がオフされていると共にシフトポジションがＤポジションであるときには、エンジン２２における燃料噴射制御を停止した状態で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに制動トルクとしての要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。このとき、入力制限Ｗｉｎに設定された実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０を充電することができるから、車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。

シフトポジションＳＰがＢポジションであるときには（ステップＳ１３０）、続いて、エコスイッチ信号ＥＳＷを調べる（ステップＳ１４０）。エコスイッチ信号ＥＳＷがオフであるとき、すなわち、燃費優先走行が指示されていないときには、ステップＳ１００の処理で入力された入力制限Ｗｉｎと予め定められたＢポジション時充電電力Ｗｉｎｂとのうち大きいほうの電力を実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定し（ステップＳ１６０）、上述した式（１）および式（２）を共に満たすようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊,Ｔｍ２＊を設定すると共に設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）、アクセルオフ時駆動制御ルーチンを終了する。ステップＳ１６０の処理で、Ｂポジション時充電電力Ｗｉｎｂは、バッテリ温度Ｔｂが通常の温度範囲である０℃からＴ１℃であるときの入力制限Ｗｉｎの最小値Ｗｉｍｉｎより大きく（絶対値としては小さく）比較的値０に近い電力として、例えば、−３ｋＷ，−５ｋＷ，−７ｋＷなどに設定されるものとした。ここで、入力制限ＷｉｎとＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂとのうち大きいほうを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定する理由について説明する。図７は、上述した式（１）および式（２）を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する様子の一例を示す説明図である。図中、実線は式（２）中の実行用充電電力ＷｉｎｆにＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂを設定した場合の関係を示しており、破線は式（２）中の実行用充電電力Ｗｉｎｆに最小値Ｗｉｍｉｎを設定した場合の関係を示している。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は、図示するように、式（２）の関係上で式（１）を満たすトルクとして設定されるから、実行用充電電力ＷｉｎｆにＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂを設定すると、実行用充電電力Ｗｉｎｆに最小値Ｗｉｍｉｎを設定した場合に比して負の値であるトルク指令Ｔｍ２＊が大きくなるためモータＭＧ２の回生制御によりバッテリ５０に充電される電力が小さくなり、正の値であるトルク指令Ｔｍ１＊が大きくなるためエンジン２２の回転数Ｎｅがより高くなってエンジン２２の回転抵抗で車両に作用する制動力が大きくなる。このように、負の値である実行用充電電力Ｗｉｎｆを値０に近くなるよう大きくすることにより、モータＭＧ２の回生制御によりバッテリ５０に充電される電力を小さくすると共にエンジン２２の回転抵抗で車両に作用する制動力を大きくすることができ、アクセルオフ時に運転者に良好なフィーリングを与えることができる。こうした理由により、入力制限ＷｉｎとＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂとのうち大きいほうを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定するのである。このように、シフトポジションＳＰがＢポジションであると共にエコスイッチ信号ＥＳＷがオフであるときには、入力制限ＷｉｎとＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂとのうち大きいほうを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、シフトポジションＳＰがＤポジションである場合に比してモータＭＧ２の回生制御によるバッテリ５０の充電を抑制しながらエンジン２２の回転抵抗による制動力がリングギヤ軸３２ａに作用するのを促進させることができ、アクセルオフ時に運転者に良好なフィーリングを与えることができる。

エコスイッチ信号ＥＳＷがオンであるとき、すなわち、燃費優先走行が指示されているときには（ステップＳ１４０）、実行用充電電力ＷｉｎｆにステップＳ１００の処理で入力された入力制限Ｗｉｎを設定して（ステップＳ１５０）、上述した式（１）および式（２）を共に満たすようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると共に設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）、アクセルオフ時駆動制御ルーチンを終了する。このように、シフトポジションＳＰがＢポジションであると共にエコスイッチ信号ＥＳＷがオンであるときには、入力制限Ｗｉｎを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、シフトポジションＳＰがＢポジションであると共にエコスイッチ信号ＥＳＷがオフであるときに比して、モータＭＧ２の回生制御によりバッテリ５０に充電される電力を大きくすることができ、車両全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセルペダル８３がオフされた状態でシフトポジションＳＰがＢポジションであるとき、エコスイッチ信号ＥＳＷがオフであるときには、入力制限ＷｉｎとＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂとのうち大きいほうを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、シフトポジションＳＰがＤポジションである場合に比してモータＭＧ２の回生制御によるバッテリ５０の充電を抑制しながらエンジン２２の回転抵抗による制動力をリングギヤ軸３２ａに作用するのを促進させることができ、アクセルオフ時に運転者に良好なフィーリングを与えることができる。そして、エコスイッチ信号ＥＳＷがオンであるときには、入力制限Ｗｉｎを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、シフトポジションＳＰがＢポジションであると共にエコスイッチ信号ＥＳＷがオフであるときに比して、モータＭＧ２の回生制御によりバッテリ５０に充電される電力を大きくすることができ、車両全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。さらに、シフトポジションＳＰがＤポジションであるときには、エコスイッチ信号ＥＳＷに拘わらず、入力制限Ｗｉｎを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、モータＭＧ２の回生制御によりバッテリ５０に充電される電力を大きくすることができ、車両全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、前進走行用のシフトポジションとして、通常の前進走行用のＤポジションとアクセルオフ時の制動力が大きな前進走行用のＢポジションとを備えるものとしたが、Ｂポジションに代えて車速Ｖに対するエンジン２２の回転数の比を例えば６段階（Ｓ１〜Ｓ６）に変更することが可能となるシーケンシャルシフトポジション（Ｓポジション）を備えるものとしてもよい。この場合、ステップＳ１２０の処理では、図８に示す変形例のアクセルオフ時要求トルク設定用マップを用いてシフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものとして、要求トルクＴｒ＊を車速Ｖが大きいほど小さくなる（制動力として大きくなる）傾向に、且つシフトポジションＳＰがＳ６からＳ１へ小さくなるほど小さくなる（制動力として大きくなる）傾向に定められるものにすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５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９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９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。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。

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、エンジン２２が「内燃機関」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、エコスイッチ８９が「燃費優先指示スイッチ」に相当し、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を充電してもよい最大許容電力である入力制限Ｗｉｎを演算するバッテリＥＣＵ５２が「入力制限設定手段」に相当し、アクセルペダル８３がオフされた状態でシフトポジションＳＰがＢポジションであるとき、燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する図４のアクセルオフ時駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理やエコスイッチ信号ＥＳＷがオフであるときには入力制限ＷｉｎとＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂとのうち大きいほうを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１６０〜Ｓ１８０の処理，エコスイッチ信号ＥＳＷがオンであるときには入力制限Ｗｉｎを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信するステップＳ１３０〜Ｓ１５０，Ｓ１７０，Ｓ１８０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と燃料カット指令を受信してエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御を停止する処理を実行するエンジン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。

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。「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電動機であっても構わない。「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た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差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の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、発電機および電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「燃費優先指示スイッチ」としては、エコスイッチ８９に限定されるものではなく、燃費優先を指示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、アクセルペダル８３がオフされた状態でシフトポジションＳＰがＢポジションであるとき、エンジン２２における燃料噴射制御や点火制御を停止すると共に、エコスイッチ信号ＥＳＷがオフであるときには入力制限ＷｉｎとＢポジション用入力制限Ｗｉｎｂとのうち大きいほうを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、エコスイッチ信号ＥＳＷがオンであるときには入力制限Ｗｉｎを実行用充電電力Ｗｉｎｆとして設定して実行用充電電力Ｗｉｎｆでバッテリ５０が充電されると共に要求トルクＴｒ＊で走行するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、アクセルオフ時であると共にシフトポジションが通常の走行用ポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される制動用ポジションにあるとき、燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されていないときには蓄電手段が通常の状態であるときに予め定められた所定電力を設定された入力制限で制限した電力で蓄電手段を充電しながら内燃機関における燃料噴射制御を停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているときには設定された入力制限で蓄電手段を充電しながら燃料噴射制御を停止した状態で要求制動力により走行するよう内燃機関と発電機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。

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。

２０，１２０ 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、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 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、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、８９ エコスイッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

1. 内燃機関と、
   動力を入出力可能な発電機と、
   車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の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、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記発電機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、
   燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、
   前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
   アクセルオフ時であると共にシフトポジションが通常の走行用ポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される制動用ポジションにあるとき、前記燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されていないときには予め定められた所定電力を前記設定された入力制限で制限した電力で前記蓄電手段を充電しながら前記内燃機関における燃料噴射制御を停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているときには前記設定された入力制限で前記蓄電手段を充電しながら前記燃料噴射制御を停止した状態で前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 請求項１記載の車両であって、
   前記制動用ポジションは、アクセルオフ時に要求される要求制動力の大きさが異なる複数の走行ポジションから運転者によって選択されるポジションである
   車両。
3. 請求項１または２記載の車両であって、
   前記制御手段は、アクセルオフ時に前記シフトポジションが前記通常の走行用ポジションであるときには、前記燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているか否かに拘わらず前記燃料噴射制御を停止した状態で前記設定された入力制限で前記蓄電手段を充電しながら前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する手段である
   車両。
4. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機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、燃費優先を指示する燃費優先指示スイッチと、を備える車両の制御方法であって、
   前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充電する際の最大許容電力としての入力制限を設定し、
   アクセルオフ時であると共にシフトポジションが通常の走行用ポジションよりもアクセルオフ時に大きな制動力が要求される制動用ポジションにあるとき、前記燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されていないときには予め定められた所定電力を前記設定された入力制限で制限した電力で前記蓄電手段を充電しながら前記内燃機関における燃料噴射制御を停止した状態で走行に要求される要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記燃費優先指示スイッチにより燃費優先が指示されているときには前記設定された入力制限で前記蓄電手段を充電しながら前記燃料噴射制御を停止した状態で前記要求制動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する
   車両の制御方法。

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