JP3812212B2 - ハイブリッド車の車両走行制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ハイブリッド車の車両走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、通常の自動車にはトラクションコントロールシステムが搭載されている。このトラクションコントロールシステムは、加速時に車輪のスリップ率から車輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジンの出力トルクを低下させ、或いは車輪のブレーキ液圧を上昇させて制動力を強めることで車輪のスリップを抑制するものである（特開平７−１２５５５６号公報）。また、ハイブリッド自動車においてトルク制御を行なうものがある（特開平７−３３６８１０号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現状では、ハイブリッド自動車にトラクションコントロールシステムを搭載し、応答性の良いモータとトルクダウン量の大きいエンジンとを制御することにより出力トルクを低下させることを着眼点とした先行技術は提案されておらず、今後車両の走行安定性を向上させる上で重要になってくると思われる。
【０００４】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされ、その目的は、応答性の良いモータとトルクダウンの大きいエンジンとを効率良く制御して車輪のスリップを抑制できるハイブリッド車の車両走行制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明のハイブリッド車の車両走行制御装置は、以下の構成を備える。即ち、
バッテリの電力により駆動力を発生するモータと内燃機関により駆動力を発生するエンジンを併用して走行するハイブリッド車において、車輪のスリップ値を演算し、該スリップ値に基づいて車輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、前記スリップ値が所定閾値を超えると、該スリップ値を目標値に収束させるよう前記モータとエンジンの出力トルクを制御する制御手段と、車両の走行状況を検出する走行状況検出手段と、前記走行状況に応じて、前記モータと前記エンジンの各出力トルクのダウン度合の割合を変更する変更手段とを具備する。
【０００６】
また、好ましくは、前記走行状況検出手段は車両走行路面の摩擦係数を検出し、前記変更手段は該摩擦係数が高い時には低い時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくする。
【０００７】
また、好ましくは、前記走行状況検出手段は車速を検出し、前記変更手段は高速時には低速時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくする。
【０００８】
また、好ましくは、前記変更手段はバッテリの蓄電量が少ない時には多い時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくする。
【０００９】
また、好ましくは、前記変更手段は車両重量が大きい時には小さい時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくする。
【００１０】
また、好ましくは、前記車両走行路面の摩擦係数が高い時、高速時或いは車両重量が大きい時の前記エンジンによる出力トルクのダウン制御は、少なくとも前記スリップ値が所定閾値を超えた初期段階に該スリップ値が急増しその後該スリップ値が目標値に近づくまでの期間に実行される。
【００１１】
また、好ましくは、前記バッテリの電力により駆動される電動手段を更に備え、前記制御手段は、前記モータの出力トルクのダウン制御時に電力を回生すると共に、該回生した電力を前記電動手段に供給する。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、走行状況に応じて、モータとエンジンの各出力トルクのダウン度合の割合を変更することにより、応答性の良いモータとトルクダウンの大きいエンジンとを効率良く制御して車輪のスリップを抑制できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、車両走行路面の摩擦係数が高い時には低い時に比べてモータの出力トルクのダウン度合に対するエンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることにより、エンジンの出力トルクを大きくダウンさせ、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、高速時には低速時に比べてモータの出力トルクのダウン度合に対するエンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることにより、エンジンの出力トルクを大きくダウンさせ、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、バッテリの蓄電量が少ない時には多い時に比べてモータの出力トルクのダウン度合に対するエンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることにより、エンジンの出力トルクを大きくダウンさせ、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、車両重量が大きい時には小さい時に比べてモータの出力トルクのダウン度合に対するエンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることにより、エンジンの出力トルクを大きくダウンさせ、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、車両走行路面の摩擦係数が高い時、高速時或いは車両重量が大きい時のエンジンによる出力トルクのダウン制御は、少なくともスリップ値が所定閾値を超えた初期段階に該スリップ値が急増しその後該スリップ値が目標値に近づくまでの期間に実行されることにより、
請求項７の発明によれば、モータの出力トルクのダウン制御時に電力を回生すると共に、該回生した電力を電動手段に供給することにより、トルクダウン時のエネルギ効率を高めることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
［ハイブリッド自動車の機械的構成］
図１は、本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド自動車は、駆動力を発生するためのパワーユニットとして、バッテリ３から供給される電力により駆動される走行用モータ２とガソリン等の液体燃料の爆発力により駆動されるエンジン１とを併用して走行し、後述する車両の走行状態に応じて、走行用モータ２のみによる走行、エンジンのみによる走行、或いは走行用モータ２とエンジン１の双方による走行とが実現される。
【００２０】
エンジン１はトルクコンバータ５を介してクラッチ６の締結により自動変速機７に駆動力を伝達する。自動変速機７は、エンジン１から入力された駆動力を走行状態に応じて（或いは運転者の操作により）所定のトルク及び回転数に変換して、ギヤトレイン９及び差動機構８を介して駆動輪１１、１２に伝達する。また、エンジン１はバッテリ３を充電するために発電機４を駆動する。
【００２１】
走行用モータ２はバッテリ３から供給される電力により駆動され、ギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力を伝達する。
【００２２】
エンジン１は直噴型ガソリンエンジン或いは吸気バルブの閉弁タイミングを遅延させる高燃費タイプのものが搭載され、走行用モータ２は例えば最大出力２０KWのＩＰＭ同期式モータが使用され、発電機４は例えば最大出力１０KWのものが使用され、バッテリ３は例えば最大出力３０KWのニッケル水素電池が搭載される。
【００２３】
統括制御ＥＣＵ１００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路等からなり、エンジン１の点火時期や燃料噴射量等をコントロールすると共に、走行用モータ２の出力トルクや回転数等をエンジン１のトルク変動や自動変速機７の変速ショックを吸収するようにコントロールする。また、統括制御ＥＣＵ１００は、エンジン１の作動時に発電機４にて発電された電力を、走行用モータ２に供給したり、バッテリ３に充電させるように制御する。更に、統括制御ＥＣＵ１００は、空調制御ＥＣＵ２００から空調装置５０の作動信号及び停止信号を受け取り、後述するようにバッテリ３の電力や走行用モータ２から回収した電力をインバータ１５で所定電圧（例えば、１００Ｖ）に整えた後にコンプレッサ用モータ５１や補機類用モータ６１に供給する。
【００２４】
空調制御ＥＣＵ２００は、乗員により空調スイッチ５２がオンされると空調装置５０の作動信号を統括制御ＥＣＵ１００に出力すると共に、設定温度を維持するように空調装置５０及びコンプレッサ用モータ５１を制御する。また、空調制御ＥＣＵ２００は、乗員により空調スイッチ５２がオフされると空調装置５０の停止信号を統括制御ＥＣＵ１００に出力すると共に、空調装置５０及びコンプレッサ用モータ５１の制御を停止する。
【００２５】
発電機４は、通常の場合はエンジン始動時にバッテリ３から電力が供給されてエンジンをクランキングさせる。
【００２６】
図２に示すように、直噴型ガソリンエンジン１において、１２１はエンジン本体、１２２はシリンダブロック、１２３はシリンダヘッド、１２４はピストン、１２５は燃焼室、１２６は吸気ポート、１２７は排気ポート、１２８は吸気バルブ、１２９は排気バルブである。シリンダヘッド１２３に、燃焼室１２５の中央部に臨む点火プラグ１３０が設けられているとともに、シリンダヘッド１２３の燃焼室側壁に燃焼室１２５の上記点火プラグ１３０の下側に向かって燃料を側方から噴射する燃料噴射弁１３１が設けられている。ピストン１２４の頂部にはキャビティ１３２が形成されていて、このキャビティ１３２は燃料噴射弁１３１から噴射された燃料を点火プラグ１３０の近傍に反射させる。排気ポート１２７より延びる排気通路１３３には排気浄化触媒１３４が設けられている。
【００２７】
上記燃料噴射弁１３１は、統括制御ＥＣＵ１００によって作動が制御され、所定のエンジン運転状態のときに、燃料の分割噴射によって排気中のＣＯ量を増大させて上記排気浄化触媒１３４に供給する。そのため、統括制御ＥＣＵ１００には、エンジン回転数、アクセル開度、吸入空気量、エンジン水温等の各センサからの信号が入力される。
【００２８】
本実施形態のハイブリッド自動車にはトラクションコントロールシステムが搭載されている。トラクションコントロールシステムは、各車輪１１〜１４に配設されたブレーキ装置２１〜２４と、各ブレーキ装置２１〜２４へのブレーキ液圧を制御するブレーキ制御ＥＣＵ３００を備える。ブレーキ制御ＥＣＵ３００は、統括制御ＥＣＵ１００が駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量（率）から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン若しくは走行用モータの出力トルクを低下させ、或いは車輪のブレーキ液圧を上昇させてブレーキ力を強めることで駆動輪の加速時のスリップを抑制する。
【００２９】
次に、下記表１を参照して主要な状態下におけるエンジン、発電機、走行用モータ及びバッテリの制御について説明する。尚、表１において「力行」とは駆動トルクを出力している状態を意味する。
【００３０】
【表１】
［停車時］
表１に示すように、停車時では、エンジン１、発電機４、走行用モータ２は停止される。但し、エンジンは冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［緩発進時］
表１に示すように、緩発進時では、エンジン１、発電機４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。
［急発進時］
表１に示すように、急発進時では、発電機４と走行用モータ２が駆動トルクを出力し、エンジン１は始動後高出力で運転される。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２とに放電する。
［エンジン始動時］
表１に示すように、エンジン始動時では、発電機４がエンジン１をクランキングするために駆動トルクを出力してエンジン１が起動される。バッテリ３は発電機４に放電する。
［定常低負荷走行時］
表１に示すように、定常低負荷走行時では、エンジン１、発電機４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は走行用モータ２に放電する。但し、エンジン１は冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［定常中負荷走行時］
表１に示すように、定常中負荷走行時では、走行用モータ２は無出力とされ、エンジン１は高効率領域で運転され、バッテリ３は走行用モータ２には放電せず、発電機４はバッテリ３を充電する。
［定常高負荷走行時］
表１に示すように、定常高負荷走行時では、エンジン１は高出力運転され、発電機４と走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２に放電する。但し、発電機４はバッテリ蓄電量低下時はバッテリ３を充電する。
［急加速時］
表１に示すように、急加速時では、エンジン１は高出力運転され、発電機４と走行用モータ２が走行のために駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２に放電する。
［減速時（回生制動時）］
表１に示すように、減速時では、エンジン１及び発電機４は停止され、走行用モータ２は発電機として電力を回生してバッテリ３を充電する。
【００３１】
次に、図３乃至図８を参照して本実施形態のハイブリッド自動車の走行状態に応じた駆動力の伝達形態について説明する。
［発進＆低速走行時］
図３に示すように、発進及び低速走行時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００は走行用モータ２のみを駆動させ、この走行用モータ２による駆動力をギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に伝達する。また、発進後の低速走行時も走行用モータ２による走行となる。
［加速時］
図４に示すように、加速時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００はエンジン１と走行用モータ２の双方を駆動させ、エンジン１と走行用モータ２による駆動力を併せて駆動輪１１、１２に伝達する。
［定常走行時］
図５に示すように、定常走行時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００は、エンジン１のみを駆動させ、エンジン１からギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力を伝達する。定常走行時とは、エンジン回転数が２０００〜３０００ｒｐｍ程度の最も高燃費となる領域での走行である。
［減速時（回生制動時）］
図６に示すように、減速時には、クラッチ６を解放して、駆動輪１１、１２の駆動力がギアトレイン９を介して走行用モータ２に回生され、走行用モータ２が駆動源となってバッテリ３が充電される。
［定常走行時＆充電時］
図７に示すように、定常走行＆充電時には、クラッチ６を締結して、エンジン１からギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力が伝達されると共に、エンジン１は発電機４を駆動してバッテリ３を充電する。
［充電時］
図８に示すように、充電時には、クラッチ６を解放してエンジン１から自動変速機７に駆動力が伝達されないようにし、エンジン１は発電機４を駆動してバッテリ３を充電する。
［ハイブリッド自動車の電気的構成］
図９は、本実施形態のハイブリッド自動車の電気的構成を示すブロック図である。
【００３２】
図９に示すように、統括制御ＥＣＵ１００には、車速を検出する車速センサ１０１からの信号、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１０２からの信号、エンジン１に供給される電圧センサ１０３からの信号、エンジン１のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ１０４からの信号、ガソリン残量センサ１０５からの信号、バッテリ３の蓄電残量を検出する蓄電残量センサ１０６からの信号、セレクトレバーによるシフトレンジを検出するシフトレンジセンサ１０７からの信号、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出するためのアクセルストロークセンサ１０８からの信号、スタートスイッチ１０９からの信号、車両重量センサ１１０からの信号、その他のセンサとして、自動変速機４の作動油温度を検出する油温センサからの信号等を入力してエンジン１に対して点火時期や燃料噴射量の制御等を行うと共に、走行用モータ２への電力供給量の制御等を行う。また、統括制御ＥＣＵ１００は、上記各種センサ信号から車両の運転状態に関するデータ、車速、エンジン回転数、電圧、ガソリン残量、バッテリの蓄電残量、シフトレンジ、電力供給系統等をＬＣＤ等の表示部１６を介して表示させる。
【００３３】
ブレーキ制御ＥＣＵ３００は統括制御ＥＣＵ１００と双方向で通信可能に接続され、車輪速センサからの車輪速信号を入力して、各車輪速から推定演算される車体速と現在の車輪速から各車輪のスリップ量（率）を演算し、駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量（率）から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン若しくは走行用モータの出力トルクを低下させるか、或いは目標スリップ率に収束するように各チャンネル毎に並行して制動圧を上昇させて駆動輪の加速時のスリップを抑制する。尚、後述する姿勢制御装置が搭載される場合には、ヨーレートセンサ、横方向加速度センサ、ステアリング舵角センサから各信号が出力される。
［ハイブリッド自動車のトラクション制御］
次に、本実施形態のハイブリッド自動車のトラクション制御ついて説明する。
【００３４】
図１０は、本実施形態の統括制御ＥＣＵ１００によるトラクション制御を示すフローチャートである。
【００３５】
図１０に示すように、ステップＳ２では、括制御ＥＣＵ１００は乗員によりスタートスイッチ１０９がオンされるのを待ち、スタートスイッチがオンされたならば（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ４で図９に示す各センサからデータを入力する。ステップＳ６では、表１に示す基本運転モードに設定する。ステップＳ８では、図１３に示すマップから走行用モータ２の基本制御量ＭＢを演算する。ステップＳ１０では、図１３に示すマップからエンジン１の基本制御量ＥＢを演算する。図１３のマップに示すように、要求トルクが低い領域Ａ１ではモータ２の駆動力だけで走行させ、要求トルクが中程度の領域Ａ２ではエンジン１とモータ２の駆動力で走行させ、要求トルクが高い領域Ａ３ではエンジン１の駆動力だけで走行させる。また、エンジン１の基本制御量ＥＢは燃料噴射量やスロットル開度で表され、走行用モータ２の基本制御量ＭＢは電力量で表される。
【００３６】
ステップＳ１２では、上記ステップＳ８、１０で設定された基本制御量ＭＢ、ＥＢからクラッチ６のオン／オフを設定する。ステップＳ１４では、各車輪速から推定演算される車体速と駆動輪の現在の車輪速から各車輪のスリップ率（量）ＳＬを演算すると共に（スリップ率ＳＬ＝車輪速／車体速）、スリップ率ＳＬを微分したスリップ率の変化率ΔＳＬを演算する。ステップＳ１６では、スリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０以上か否かを判定する（図１９参照）。ステップＳ１６でスリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０以上ならば（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ステップＳ１８でフラグＦを１にセットする。フラグＦはトラクションコントロールシステムが作動中のときにセットされる。即ち、Ｆがセット中ならば駆動輪のスリップ抑制制御中であることを表している。一方、ステップＳ１６でスリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０以上でないならば（ステップＳ１６でＮＯ）、後述する図１１のステップＳ３８に進む。
【００３７】
ステップＳ２０では、スリップ率ＳＬの変化率ΔＳＬが所定閾値ΔＳＬ０以上か否かを判定する（図１９参照）。ステップＳ２０で変化率ΔＳＬが所定閾値ΔＳＬ０以上ならば（ステップＳ２０でＹＥＳ）、ステップＳ２２に進む。スリップ率ＳＬの変化率ΔＳＬは、図１９に示すように、スリップ率が所定閾値ＳＬ０を超えた初期段階におけるスリップ率ＳＬの増加度合（傾き）を表わし、変化率ΔＳＬが所定閾値ΔＳＬ０以上ならばスリップ率ＳＬが急増していると判定される。ステップＳ２０で変化率ΔＳＬが所定閾値ΔＳＬ０以上でないならば（ステップＳ２０でＮＯ）、ステップＳ３２に進む。
【００３８】
ステップＳ２２では、クラッチ６のオン／オフを判定する。ステップＳ２２でクラッチ６がオン（駆動輪とエンジン１とが連結）されているならば（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３に進み、ステップＳ２２でクラッチ６がオフ（駆動輪とエンジン１とが非連結）されているならば（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ２６に進む。
【００３９】
ステップＳ２３では、走行路面の摩擦係数μ、車両重量ｍ、車速Ｖ、バッテリ蓄電残量ＰＢに応じて図１４のマップを補正する。図１４のマップは、摩擦係数μ及び車速Ｖが高く、車両重量ｍが大きく、バッテリ蓄電残量ＰＢが小さい時に要求トルクのうちエンジン制御量ＥＳの占める割合が零となりエンジンブレーキとしてのトルクダウンが作用する要求トルク域をＴｒ１からＴｒ１’（Ｔｒ０＜Ｔｒ１＜Ｔｒ１’）とし、またＥＳ１の大きさをＥＳ１ａからＥＳ１ｂにして（ＥＳ１ａ＞ＥＳ１ｂ）、エンジン１のトルク配分を少なくしている。つまり、走行用モータ２の出力トルクのダウン度合に対するエンジン１の出力トルクのダウン度合の割合を大きくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせている。尚、摩擦係数μは車輪のスリップ率ＳＬから推定演算される。
【００４０】
ステップＳ２４では、トルクダウンするための要求トルク、即ちトルクダウン量ではなくトルクダウン後のトータルの要求トルクに応じて、図１４のマップから走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ１、エンジン１の制御量ＥＳをＥＳ１に夫々設定する。一方、ステップＳ２６では、クラッチ６がオフされて、走行用モータ２だけの駆動なので走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ１’に設定する。
【００４１】
ステップＳ２８では、トルクダウン時の走行用モータ２の制御量ＭＴをＭＳ、エンジン１の制御量ＥＴをＥＳに夫々設定する。ステップＳ３０では、ステップＳ２８で決定された制御量ＥＴ、ＭＴに応じてエンジン１、走行用モータ２、クラッチ６の制御して、トルクダウンを行ないスリップを抑制する。
【００４２】
ステップＳ３２では、クラッチ６のオン／オフを判定する。ステップＳ３２でクラッチ６がオンされているならば（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ステップＳ３３に進み、ステップＳ３２でクラッチ６がオフされているならば（ステップＳ３２でＮＯ）、ステップＳ３６に進む。
【００４３】
ステップＳ３３では、走行路面の摩擦係数μ、車両重量ｍ、車速Ｖ、バッテリ蓄電残量ＰＢに応じて図１５のマップを補正する。図１５のマップは、摩擦係数μ及び車速Ｖが高く、車両重量ｍが大きく、バッテリ蓄電残量ＰＢが小さい時に要求トルクのうちエンジン制御量ＥＳの占める割合が零となりエンジンブレーキとしてのトルクダウンが作用する要求トルク域をＴｒ２からＴｒ２’（Ｔｒ０≒Ｔｒ２＜Ｔｒ２’）とし、またＥＳ２の大きさをＥＳ２ａからＥＳ２ｂにして（ＥＳ２ａ＞ＥＳ２ｂ）、、エンジン１のトルク配分を少なくしている。つまり、走行用モータ２の出力トルクのダウン度合に対するエンジン１の出力トルクのダウン度合の割合を大きくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせている。
【００４４】
ステップＳ３４では、トルクダウンするための要求トルクに応じて、図１５のマップから走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ２、エンジン１の制御量ＥＳをＥＳ２に夫々設定してステップＳ２８に進む。一方、ステップＳ３６では、クラッチ６がオフされて、走行用モータ２だけの駆動なので走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ２’に設定してステップＳ２８に進む。
【００４５】
上記ステップＳ２４では、図１９に示すように、ステップＳ１６でスリップ率ＳＬが急増している領域Ａ４の時には、フィードフォワードで早急にトルクダウンする必要があるため図１４のマップのようにエンジン１よりも走行用モータ２のトルク配分を多くしてフィードフォワードによりトルクダウンの応答性の向上を図っている。そして、ステップＳ３４では、ステップＳ１６でスリップ率ＳＬが急増した後の変化率ΔＳＬが減少方向に移行して目標値ＳＬＡに近づく領域Ａ５の時には、エンジン１のトルク配分を多くして、つまり領域Ａ４で早急にトルクダウンを実行した後に図１４のマップに対して図１５のマップのようにエンジン１のトルク配分を多くしてトルクダウンを抑制して加速性の悪化を防止している。
【００４６】
上記ステップＳ２６では走行用モータ２のトルクダウンなので、図１４のマップの要求トルクを走行用モータ２だけでまかない、同様に上記ステップＳ３６では走行用モータ２のトルクダウンなので、図１５のマップの要求トルクを走行用モータ２だけでまかなうことになる。
【００４７】
また、ステップＳ２４、Ｓ３４でエンジン１のトルク配分を零として逆トルクを発生させ、大きなトルクダウンを得るようにしてもよい。
【００４８】
説明を続けると、ステップＳ１６でスリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０以上でないならば（ステップＳ１６でＮＯ）、図１１に示すステップＳ３８でフラグＦがセットされいるか否かを判定する。ステップＳ３８でフラグがセット中ならば（ステップＳ３８でＹＥＳ）、トラクションコントロールシステムが作動中なのでステップＳ４０に進む。また、ステップＳ３８でフラグがリセットされているならば（ステップＳ３８でＮＯ）、スリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡに収束してトラクションコントロールが終了したので、ステップＳ４２で走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ２とエンジン１の制御量ＥＳをリセットし、ステップＳ４４で走行用モータ２の制御量ＭＴとエンジン１の制御量ＥＴをステップＳ８、１０での基本制御量ＭＢ、ＥＢに夫々設定してステップＳ３０に進む。
【００４９】
ステップＳ４０では、スリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡを下回ったか否かを判定する（図１９の領域Ａ６参照）。ステップＳ４０でスリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡを下回ったならば（ステップＳ４０でＹＥＳ）、ステップＳ４６でカウンタＴをスタート又はインクリメントする。一方、ステップＳ４０でスリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡ以上ならば（ステップＳ４０でＮＯ）、ステップＳ４８でカウンタＴがスタートしているか否かを判定する（Ｔ＞０？）。ステップＳ４８でカウンタＴがスタートしているならばステップＳ４６に進み、未スタートならばステップＳ２０に進む。
【００５０】
ステップＳ５０では、クラッチ６のオン／オフを判定する。ステップＳ５０でクラッチ６がオンされているならば（ステップＳ５０でＹＥＳ）、ステップＳ５１に進み、ステップＳ５０でクラッチ６がオフされているならば（ステップＳ５０でＮＯ）、ステップＳ６８に進む。
【００５１】
ステップＳ５１では、走行路面の摩擦係数μ、車両重量ｍ、車速Ｖ、バッテリ蓄電残量ＰＢに応じて図１５のマップを補正する。図１５のマップは、摩擦係数μ及び車速Ｖが高く、車両重量ｍが大きく、バッテリ蓄電残量ＰＢが小さい時に、エンジン１のトルク配分を少なくしている。つまり、走行用モータ２の出力トルクのダウン度合に対するエンジン１の出力トルクのダウン度合の割合を大きくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせている。
【００５２】
ステップＳ５２では、図１５のマップから走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ２、エンジン１の制御量ＥＳをＥＳ２に夫々設定する。ステップＳ５４ではスリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ΔＳＬＡを演算する（ΔＳＬＡ＝ＳＬ−ＳＬＡ）。
【００５３】
ステップＳ５６では、スリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ΔＳＬＡに応じてスリップ率ＳＬを目標値ＳＬＡに収束させるためのフィードバック制御に用いる走行用モータ２のフィードバック制御量ＭＦＢを演算する。ステップＳ５８では、ステップＳ５２の制御量ＭＳ２とステップＳ５６のフィードバック制御量ＭＦＢとを加算して走行用モータ２の制御量ＭＳに設定する（ＭＳ←ＭＳ２＋ＭＦＢ）。
【００５４】
ステップＳ６８では、図１５のマップから走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ２に設定する。ステップＳ７０では、クラッチ６がオフされた走行用モータ２のみの駆動であり、スリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ΔＳＬＡを演算する（ΔＳＬＡ＝ＳＬ−ＳＬＡ）。ステップＳ７２では、スリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ΔＳＬＡに応じてスリップ率ＳＬを目標値ＳＬＡに収束させるためのフィードバック制御に用いる走行用モータ２のフィードバック制御量ＭＦＢ’を演算する。ステップＳ７４では、ステップＳ６８の制御量ＭＳ２とステップＳ７２のフィードバック制御量ＭＦＢ’とを加算して走行用モータ２の制御量ＭＳに設定する（ＭＳ←ＭＳ２＋ＭＦＢ’）。
【００５５】
ステップＳ６０では、スリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ΔＳＬＡが所定閾値ΔＳＬＡ１以上か否かを判定し、ステップＳ６６で差ΔＳＬＡが所定閾値ΔＳＬＡ１以上ならば（ステップＳ６０でＹＥＳ）、ステップＳ６２に進み、差ΔＳＬＡが所定閾値ΔＳＬＡ１以上でないならば（ステップＳ６０でＮＯ）、ステップＳ６６に進む。ステップＳ６６ではフラグＦ及びカウンタＴをリセットして、図１０のステップＳ２８に進みフィードバック制御が実行される。
【００５６】
ステップＳ６２では、カウンタＴが所定期間Ｔ１経過したか否か判定する。
ステップＳ６２で所定期間Ｔ１経過したならば（ステップＳ６２でＹＥＳ）、ステップＳ６４で、要求トルクに占めるエンジン制御量ＥＳがトルクが大きくなる程大きく設定した図１６のマップから走行用モータ２の制御量ＭＳとエンジン１の制御量ＥＳを夫々設定する。また、ステップＳ６２で所定期間Ｔ１未経過ならば（ステップＳ６２でＮＯ）、図１０のステップＳ２８に進みフィードバック制御が実行される。
【００５７】
上記ステップＳ６２では、スリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０を下回った状態が所定期間経過Ｔ１したならば、トラクションコントロールが終了しそうな状態と判断できるので、ステップＳ６４でエンジン１のトルク配分を増大させて再加速時の応答性を向上させている。
【００５８】
尚、ステップＳ３２、Ｓ５０でクラッチオン（ステップＳ３２、Ｓ５０でＹＥＳ）の時に、スリップ率ＳＬが急増した後の変化率ΔＳＬが減少方向に移行して目標値ＳＬＡに近づく領域Ａ５の時には、その後所定期間経過してからクラッチ６をオフして走行用モータ２によりスリップ率ＳＬをフィードバック制御してもよく、この場合にはスリップ率ＳＬが急増する初期段階ではエンジン１と走行用モータ２で大きくトルクダウンさせて初期スリップを回避し、その後は走行用モータ２のフィードバック制御によりスリップ率ＳＬを目標値ＳＬＡへ早急に収束させることができる。
【００５９】
また、所定期間Ｔ１は、スリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０を超えた初期段階にスリップ率ＳＬが急増し（図１９の領域Ａ４）、その後スリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡに近づくまでの期間（図１９の領域Ａ５）に設定される。
【００６０】
また、上記ステップＳ５２では、ステップＳ２０でスリップ率ＳＬが急増した後の変化率ΔＳＬが減少方向に移行して目標値ＳＬＡに近づく領域Ａ５の後に、走行用モータ２によりフィードバック制御を実行するので応答性を高めることができる。尚、ステップＳ５２では、エンジン１の制御量ＥＳを固定としたり、徐々に大きくしたり、差ΔＳＬＡに基づいて走行用モータ２と同様にフィードバック制御量としてもよい。
【００６１】
上記ステップＳ２３では、図１４に示すように、走行路面の摩擦係数μが高い時や車速Ｖが高い時には低い時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６２】
同様に、上記ステップＳ２３では、図１４に示すようにバッテリの蓄電残量ＰＢが少ない時には多い時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６３】
更に、車両重量ｍが大きい時には小さい時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６４】
また、上記ステップＳ３３及びＳ５１では、図１５に示すように走行路面の摩擦係数μが高い時や車速Ｖが高い時には低い時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６５】
同様に、上記ステップＳ３３、Ｓ５１では、図１５に示すようにバッテリの蓄電残量ＰＢが少ない時には多い時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６６】
更に、車両重量ｍが小さい時には大きい時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６７】
また、図１７と図１８を比較して明らかなように、走行路面の摩擦係数μが高い時（高速時或いは車両重量が大きい時も同様）のエンジン１によるトルクダウンは、少なくとも図１９でスリップ率ＳＬが急増している領域Ａ４の時からスリップ率ＳＬが急増した後の変化率ΔＳＬが減少方向に移行して目標値ＳＬＡに近づく領域Ａ５の時（つまり、図１０のステップＳ２０でＹＥＳとなり、その後にＮＯとなった時）に実行しているので、フィードフォワードによりスリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡから大幅にかけ離れるのを抑制し、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６８】
また、走行路面の摩擦係数μが高い時は車輪のグリップ力が大きいので、走行用モータ２を用いてより大きくトルクダウンする方がスリップを早急に回避できる。
【００６９】
尚、バッテリ３の蓄電残量が少ない時には走行用モータ２のトルクダウン度合を大きく（トルク配分を小さく）すると共に、トルクダウン時に電力を回生させ、回生した電力を発電機４、コンプレッサ用モータ５１、補機類用モータ６１に供給することによりエネルギ効率を高めることができる。特に、空調装置５０の作動時にトルクダウンを実行した場合にコンプレッサ用モータ５１を駆動するための電力が確保できる。
［ハイブリッド自動車のエンジン制御］
次に、本実施形態のハイブリッド自動車のエンジン制御ついて説明する。
【００７０】
図１２は、本実施形態の統括制御ＥＣＵ１００によるエンジン制御を示すフローチャートである。
【００７１】
図１２に示すように、ステップＳ８０では、括制御ＥＣＵ１００は図９に示す各センサからデータを入力する。ステップＳ８２では、図１０のステップＳ２８又は図１１のステップＳ４４で設定されたエンジン１の制御量ＥＴを読み込む。ステップＳ８４では表１に示す基本運転モードに応じてエンジン始動条件が成立したか否か判定する。ステップＳ８４でエンジン始動条件が成立したならば（ステップＳ８４でＹＥＳ）、ステップＳ８６に進み、エンジン始動条件が不成立ならば（ステップＳ８４でＮＯ）、リターンする。
【００７２】
ステップＳ８６では、ブレーキがオンか、車速が零か、制御量ＥＴが零以外の条件若しくはフラグＦがセットされてスリップ制御中である条件が成立している時に図２０の変速マップに基づいてエンジン１の制御量ＥＴと車速Ｖから変速段を演算する。ステップＳ８８では、ステップＳ８６で変速段が決まると車速Ｖからエンジン回転数Ｎｅが決まるので、図２１のマップに基づいてエンジン回転数Ｎｅに対するエンジン１の制御量ＥＴからエンジンの要求トルクを満たすよう基本燃料噴射量ＴＢを演算する。尚、ステップＳ８８では、基本燃料噴射量ＴＢに基づいて理論空燃比燃焼が実行されるよう基本スロットル開度αＢと基本点火時期θＢも設定する。
【００７３】
ステップＳ９０では、スロットル弁及び自動変速機のバルブアクチュエータを駆動してステップＳ８６、Ｓ８８で演算されたスロットル開度θＢと変速段をセットする。ステップＳ９２では、基本燃料噴射量ＴＢをエンジン水温や排気ガス中の酸素濃度等により補正するための補正量ＴＣを演算する。
【００７４】
ステップＳ９４では、ステップＳ８８の制御量ＴＢとステップＳ９２の補正量ＴＣとを加算してエンジン１の制御量ＴＴに設定する（ＴＴ＝ＴＢ＋ＴＣ）。
【００７５】
ステップＳ９６では、エンジン１の制御量ＥＴが所定値ＥＴ０より小さく、或いはエンジン回転数が所定値Ｎｅ０より低くい時に燃料カットによるトルクダウンが行われるので、現在の気筒が燃料カットをする気筒に相当するか否かを判定する。ステップＳ９６で燃料カット気筒でないならば（ステップＳ９６でＮＯ）、ステップＳ９８で燃料噴射時期か否かを判定する。また、ステップＳ９６で燃料カット気筒ならば（ステップＳ９６でＹＥＳ）、リターンする。
【００７６】
ステップＳ９８では燃料噴射時期になったときに（ステップＳ９８でＹＥＳ）、ステップＳ１００で燃料を噴射する。この後、ステップＳ８８で設定された基本点火時期θＢに基づいて点火時期制御も実行する。
【００７７】
尚、上記燃料カットによるトルクダウンは、例えば４気筒の場合にはエンジン１の制御量ＥＴが小さくなる程、燃料カットする気筒数を増加させる。
［他の実施形態］
他の実施形態として、本実施形態のハイブリッド自動車に姿勢制御装置を搭載してもよい。姿勢制御装置は、各車輪をトルクダウン又は制動制御することで車体に旋回モーメントと減速力を加えて前輪或いは後輪の横滑りを抑制するものである。例えば、車両が旋回走行中に後輪が横滑りしそうな時（スピン）には主に前外輪にブレーキを付加し外向きモーメントを加えて旋回内側への巻き込み挙動を抑制する。また、前輪が横滑りして旋回外側に横滑りしそうな時（ドリフトアウト）には各車輪に適量のブレーキを付加し内向きモーメントを加えると共に、エンジン出力を抑制し減速力を付加することにより旋回半径の増大を抑制する。
【００７８】
姿勢制御について概説すると、ブレーキ制御ＥＣＵ３００は、車速センサ、ヨーレートセンサ、横方向加速度センサの検出信号から車両に発生している実際の横滑り角（以下、実横滑り角という）及び実際のヨーレート（以下、実ヨーレートという）を演算すると共に、実横滑り角から姿勢制御に実際に利用される推定横滑り角の演算において参照される参照値を演算する。また、ブレーキ制御ＥＣＵ３００は、ステアリング舵角センサ等の検出信号から車両の目標とすべき姿勢として目標横滑り角及び目標ヨーレートを演算し、推定横滑り角と目標横滑り角の差或いは実ヨーレートと目標ヨーレートの差が所定閾値を越えた時に姿勢制御を開始し、推定実横滑り角或いは実ヨーレートが目標横滑り角或いは目標ヨーレートに収束するよう制御する。
【００７９】
上記姿勢制御は、図１０のステップＳ１６の前段で実行させればよい。
【００８０】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【図２】ハイブリッド自動車に搭載されるエンジンを示す図である。
【図３】本実施形態のハイブリッド自動車の発進＆低速走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図４】本実施形態のハイブリッド自動車の加速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図５】本実施形態のハイブリッド自動車の定常走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図６】本実施形態のハイブリッド自動車の減速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図７】本実施形態のハイブリッド自動車の定常走行＆充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図８】本実施形態のハイブリッド自動車の充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図９】本実施形態のハイブリッド自動車の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態のハイブリッド自動車のトラクション制御を説明するフローチャートである。
【図１１】本実施形態のハイブリッド自動車のトラクション制御を説明するフローチャートである。
【図１２】本実施形態のハイブリッド自動車のエンジン制御を説明するフローチャートである。
【図１３】基本運転時の要求トルクに対するエンジン負荷とモータ負荷の関係を示す図である。
【図１４】トラクション制御時の要求トルクに対するエンジン負荷とモータ負荷の関係を示す図である。
【図１５】トラクション制御時の要求トルクに対するエンジン負荷とモータ負荷の関係を示す図である。
【図１６】トラクション制御終了時の要求トルクに対するエンジン負荷とモータ負荷の関係を示す図である。
【図１７】路面の摩擦係数が高い場合のトルクダウン制御を説明する図である。
【図１８】路面の摩擦係数が低い場合のトルクダウン制御を説明する図である。
【図１９】本実施形態のトラクション制御を説明する図である。
【図２０】本実施形態の自動変速機の変速マップを示す図である。
【図２１】エンジン回転数に対する要求トルクと基本燃料噴射量の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 走行用モータ
３ バッテリ
４ 発電機
【発明の属する技術分野】
本発明は，ハイブリッド車の車両走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、通常の自動車にはトラクションコントロールシステムが搭載されている。このトラクションコントロールシステムは、加速時に車輪のスリップ率から車輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジンの出力トルクを低下させ、或いは車輪のブレーキ液圧を上昇させて制動力を強めることで車輪のスリップを抑制するものである（特開平７−１２５５５６号公報）。また、ハイブリッド自動車においてトルク制御を行なうものがある（特開平７−３３６８１０号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現状では、ハイブリッド自動車にトラクションコントロールシステムを搭載し、応答性の良いモータとトルクダウン量の大きいエンジンとを制御することにより出力トルクを低下させることを着眼点とした先行技術は提案されておらず、今後車両の走行安定性を向上させる上で重要になってくると思われる。
【０００４】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされ、その目的は、応答性の良いモータとトルクダウンの大きいエンジンとを効率良く制御して車輪のスリップを抑制できるハイブリッド車の車両走行制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明のハイブリッド車の車両走行制御装置は、以下の構成を備える。即ち、
バッテリの電力により駆動力を発生するモータと内燃機関により駆動力を発生するエンジンを併用して走行するハイブリッド車において、車輪のスリップ値を演算し、該スリップ値に基づいて車輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、前記スリップ値が所定閾値を超えると、該スリップ値を目標値に収束させるよう前記モータとエンジンの出力トルクを制御する制御手段と、車両の走行状況を検出する走行状況検出手段と、前記走行状況に応じて、前記モータと前記エンジンの各出力トルクのダウン度合の割合を変更する変更手段とを具備する。
【０００６】
また、好ましくは、前記走行状況検出手段は車両走行路面の摩擦係数を検出し、前記変更手段は該摩擦係数が高い時には低い時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくする。
【０００７】
また、好ましくは、前記走行状況検出手段は車速を検出し、前記変更手段は高速時には低速時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくする。
【０００８】
また、好ましくは、前記変更手段はバッテリの蓄電量が少ない時には多い時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくする。
【０００９】
また、好ましくは、前記変更手段は車両重量が大きい時には小さい時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくする。
【００１０】
また、好ましくは、前記車両走行路面の摩擦係数が高い時、高速時或いは車両重量が大きい時の前記エンジンによる出力トルクのダウン制御は、少なくとも前記スリップ値が所定閾値を超えた初期段階に該スリップ値が急増しその後該スリップ値が目標値に近づくまでの期間に実行される。
【００１１】
また、好ましくは、前記バッテリの電力により駆動される電動手段を更に備え、前記制御手段は、前記モータの出力トルクのダウン制御時に電力を回生すると共に、該回生した電力を前記電動手段に供給する。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、走行状況に応じて、モータとエンジンの各出力トルクのダウン度合の割合を変更することにより、応答性の良いモータとトルクダウンの大きいエンジンとを効率良く制御して車輪のスリップを抑制できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、車両走行路面の摩擦係数が高い時には低い時に比べてモータの出力トルクのダウン度合に対するエンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることにより、エンジンの出力トルクを大きくダウンさせ、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、高速時には低速時に比べてモータの出力トルクのダウン度合に対するエンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることにより、エンジンの出力トルクを大きくダウンさせ、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、バッテリの蓄電量が少ない時には多い時に比べてモータの出力トルクのダウン度合に対するエンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることにより、エンジンの出力トルクを大きくダウンさせ、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、車両重量が大きい時には小さい時に比べてモータの出力トルクのダウン度合に対するエンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることにより、エンジンの出力トルクを大きくダウンさせ、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、車両走行路面の摩擦係数が高い時、高速時或いは車両重量が大きい時のエンジンによる出力トルクのダウン制御は、少なくともスリップ値が所定閾値を超えた初期段階に該スリップ値が急増しその後該スリップ値が目標値に近づくまでの期間に実行されることにより、
請求項７の発明によれば、モータの出力トルクのダウン制御時に電力を回生すると共に、該回生した電力を電動手段に供給することにより、トルクダウン時のエネルギ効率を高めることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
［ハイブリッド自動車の機械的構成］
図１は、本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド自動車は、駆動力を発生するためのパワーユニットとして、バッテリ３から供給される電力により駆動される走行用モータ２とガソリン等の液体燃料の爆発力により駆動されるエンジン１とを併用して走行し、後述する車両の走行状態に応じて、走行用モータ２のみによる走行、エンジンのみによる走行、或いは走行用モータ２とエンジン１の双方による走行とが実現される。
【００２０】
エンジン１はトルクコンバータ５を介してクラッチ６の締結により自動変速機７に駆動力を伝達する。自動変速機７は、エンジン１から入力された駆動力を走行状態に応じて（或いは運転者の操作により）所定のトルク及び回転数に変換して、ギヤトレイン９及び差動機構８を介して駆動輪１１、１２に伝達する。また、エンジン１はバッテリ３を充電するために発電機４を駆動する。
【００２１】
走行用モータ２はバッテリ３から供給される電力により駆動され、ギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力を伝達する。
【００２２】
エンジン１は直噴型ガソリンエンジン或いは吸気バルブの閉弁タイミングを遅延させる高燃費タイプのものが搭載され、走行用モータ２は例えば最大出力２０KWのＩＰＭ同期式モータが使用され、発電機４は例えば最大出力１０KWのものが使用され、バッテリ３は例えば最大出力３０KWのニッケル水素電池が搭載される。
【００２３】
統括制御ＥＣＵ１００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路等からなり、エンジン１の点火時期や燃料噴射量等をコントロールすると共に、走行用モータ２の出力トルクや回転数等をエンジン１のトルク変動や自動変速機７の変速ショックを吸収するようにコントロールする。また、統括制御ＥＣＵ１００は、エンジン１の作動時に発電機４にて発電された電力を、走行用モータ２に供給したり、バッテリ３に充電させるように制御する。更に、統括制御ＥＣＵ１００は、空調制御ＥＣＵ２００から空調装置５０の作動信号及び停止信号を受け取り、後述するようにバッテリ３の電力や走行用モータ２から回収した電力をインバータ１５で所定電圧（例えば、１００Ｖ）に整えた後にコンプレッサ用モータ５１や補機類用モータ６１に供給する。
【００２４】
空調制御ＥＣＵ２００は、乗員により空調スイッチ５２がオンされると空調装置５０の作動信号を統括制御ＥＣＵ１００に出力すると共に、設定温度を維持するように空調装置５０及びコンプレッサ用モータ５１を制御する。また、空調制御ＥＣＵ２００は、乗員により空調スイッチ５２がオフされると空調装置５０の停止信号を統括制御ＥＣＵ１００に出力すると共に、空調装置５０及びコンプレッサ用モータ５１の制御を停止する。
【００２５】
発電機４は、通常の場合はエンジン始動時にバッテリ３から電力が供給されてエンジンをクランキングさせる。
【００２６】
図２に示すように、直噴型ガソリンエンジン１において、１２１はエンジン本体、１２２はシリンダブロック、１２３はシリンダヘッド、１２４はピストン、１２５は燃焼室、１２６は吸気ポート、１２７は排気ポート、１２８は吸気バルブ、１２９は排気バルブである。シリンダヘッド１２３に、燃焼室１２５の中央部に臨む点火プラグ１３０が設けられているとともに、シリンダヘッド１２３の燃焼室側壁に燃焼室１２５の上記点火プラグ１３０の下側に向かって燃料を側方から噴射する燃料噴射弁１３１が設けられている。ピストン１２４の頂部にはキャビティ１３２が形成されていて、このキャビティ１３２は燃料噴射弁１３１から噴射された燃料を点火プラグ１３０の近傍に反射させる。排気ポート１２７より延びる排気通路１３３には排気浄化触媒１３４が設けられている。
【００２７】
上記燃料噴射弁１３１は、統括制御ＥＣＵ１００によって作動が制御され、所定のエンジン運転状態のときに、燃料の分割噴射によって排気中のＣＯ量を増大させて上記排気浄化触媒１３４に供給する。そのため、統括制御ＥＣＵ１００には、エンジン回転数、アクセル開度、吸入空気量、エンジン水温等の各センサからの信号が入力される。
【００２８】
本実施形態のハイブリッド自動車にはトラクションコントロールシステムが搭載されている。トラクションコントロールシステムは、各車輪１１〜１４に配設されたブレーキ装置２１〜２４と、各ブレーキ装置２１〜２４へのブレーキ液圧を制御するブレーキ制御ＥＣＵ３００を備える。ブレーキ制御ＥＣＵ３００は、統括制御ＥＣＵ１００が駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量（率）から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン若しくは走行用モータの出力トルクを低下させ、或いは車輪のブレーキ液圧を上昇させてブレーキ力を強めることで駆動輪の加速時のスリップを抑制する。
【００２９】
次に、下記表１を参照して主要な状態下におけるエンジン、発電機、走行用モータ及びバッテリの制御について説明する。尚、表１において「力行」とは駆動トルクを出力している状態を意味する。
【００３０】
【表１】
表１に示すように、停車時では、エンジン１、発電機４、走行用モータ２は停止される。但し、エンジンは冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［緩発進時］
表１に示すように、緩発進時では、エンジン１、発電機４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。
［急発進時］
表１に示すように、急発進時では、発電機４と走行用モータ２が駆動トルクを出力し、エンジン１は始動後高出力で運転される。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２とに放電する。
［エンジン始動時］
表１に示すように、エンジン始動時では、発電機４がエンジン１をクランキングするために駆動トルクを出力してエンジン１が起動される。バッテリ３は発電機４に放電する。
［定常低負荷走行時］
表１に示すように、定常低負荷走行時では、エンジン１、発電機４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は走行用モータ２に放電する。但し、エンジン１は冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［定常中負荷走行時］
表１に示すように、定常中負荷走行時では、走行用モータ２は無出力とされ、エンジン１は高効率領域で運転され、バッテリ３は走行用モータ２には放電せず、発電機４はバッテリ３を充電する。
［定常高負荷走行時］
表１に示すように、定常高負荷走行時では、エンジン１は高出力運転され、発電機４と走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２に放電する。但し、発電機４はバッテリ蓄電量低下時はバッテリ３を充電する。
［急加速時］
表１に示すように、急加速時では、エンジン１は高出力運転され、発電機４と走行用モータ２が走行のために駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２に放電する。
［減速時（回生制動時）］
表１に示すように、減速時では、エンジン１及び発電機４は停止され、走行用モータ２は発電機として電力を回生してバッテリ３を充電する。
【００３１】
次に、図３乃至図８を参照して本実施形態のハイブリッド自動車の走行状態に応じた駆動力の伝達形態について説明する。
［発進＆低速走行時］
図３に示すように、発進及び低速走行時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００は走行用モータ２のみを駆動させ、この走行用モータ２による駆動力をギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に伝達する。また、発進後の低速走行時も走行用モータ２による走行となる。
［加速時］
図４に示すように、加速時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００はエンジン１と走行用モータ２の双方を駆動させ、エンジン１と走行用モータ２による駆動力を併せて駆動輪１１、１２に伝達する。
［定常走行時］
図５に示すように、定常走行時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００は、エンジン１のみを駆動させ、エンジン１からギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力を伝達する。定常走行時とは、エンジン回転数が２０００〜３０００ｒｐｍ程度の最も高燃費となる領域での走行である。
［減速時（回生制動時）］
図６に示すように、減速時には、クラッチ６を解放して、駆動輪１１、１２の駆動力がギアトレイン９を介して走行用モータ２に回生され、走行用モータ２が駆動源となってバッテリ３が充電される。
［定常走行時＆充電時］
図７に示すように、定常走行＆充電時には、クラッチ６を締結して、エンジン１からギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力が伝達されると共に、エンジン１は発電機４を駆動してバッテリ３を充電する。
［充電時］
図８に示すように、充電時には、クラッチ６を解放してエンジン１から自動変速機７に駆動力が伝達されないようにし、エンジン１は発電機４を駆動してバッテリ３を充電する。
［ハイブリッド自動車の電気的構成］
図９は、本実施形態のハイブリッド自動車の電気的構成を示すブロック図である。
【００３２】
図９に示すように、統括制御ＥＣＵ１００には、車速を検出する車速センサ１０１からの信号、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１０２からの信号、エンジン１に供給される電圧センサ１０３からの信号、エンジン１のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ１０４からの信号、ガソリン残量センサ１０５からの信号、バッテリ３の蓄電残量を検出する蓄電残量センサ１０６からの信号、セレクトレバーによるシフトレンジを検出するシフトレンジセンサ１０７からの信号、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出するためのアクセルストロークセンサ１０８からの信号、スタートスイッチ１０９からの信号、車両重量センサ１１０からの信号、その他のセンサとして、自動変速機４の作動油温度を検出する油温センサからの信号等を入力してエンジン１に対して点火時期や燃料噴射量の制御等を行うと共に、走行用モータ２への電力供給量の制御等を行う。また、統括制御ＥＣＵ１００は、上記各種センサ信号から車両の運転状態に関するデータ、車速、エンジン回転数、電圧、ガソリン残量、バッテリの蓄電残量、シフトレンジ、電力供給系統等をＬＣＤ等の表示部１６を介して表示させる。
【００３３】
ブレーキ制御ＥＣＵ３００は統括制御ＥＣＵ１００と双方向で通信可能に接続され、車輪速センサからの車輪速信号を入力して、各車輪速から推定演算される車体速と現在の車輪速から各車輪のスリップ量（率）を演算し、駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量（率）から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン若しくは走行用モータの出力トルクを低下させるか、或いは目標スリップ率に収束するように各チャンネル毎に並行して制動圧を上昇させて駆動輪の加速時のスリップを抑制する。尚、後述する姿勢制御装置が搭載される場合には、ヨーレートセンサ、横方向加速度センサ、ステアリング舵角センサから各信号が出力される。
［ハイブリッド自動車のトラクション制御］
次に、本実施形態のハイブリッド自動車のトラクション制御ついて説明する。
【００３４】
図１０は、本実施形態の統括制御ＥＣＵ１００によるトラクション制御を示すフローチャートである。
【００３５】
図１０に示すように、ステップＳ２では、括制御ＥＣＵ１００は乗員によりスタートスイッチ１０９がオンされるのを待ち、スタートスイッチがオンされたならば（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ４で図９に示す各センサからデータを入力する。ステップＳ６では、表１に示す基本運転モードに設定する。ステップＳ８では、図１３に示すマップから走行用モータ２の基本制御量ＭＢを演算する。ステップＳ１０では、図１３に示すマップからエンジン１の基本制御量ＥＢを演算する。図１３のマップに示すように、要求トルクが低い領域Ａ１ではモータ２の駆動力だけで走行させ、要求トルクが中程度の領域Ａ２ではエンジン１とモータ２の駆動力で走行させ、要求トルクが高い領域Ａ３ではエンジン１の駆動力だけで走行させる。また、エンジン１の基本制御量ＥＢは燃料噴射量やスロットル開度で表され、走行用モータ２の基本制御量ＭＢは電力量で表される。
【００３６】
ステップＳ１２では、上記ステップＳ８、１０で設定された基本制御量ＭＢ、ＥＢからクラッチ６のオン／オフを設定する。ステップＳ１４では、各車輪速から推定演算される車体速と駆動輪の現在の車輪速から各車輪のスリップ率（量）ＳＬを演算すると共に（スリップ率ＳＬ＝車輪速／車体速）、スリップ率ＳＬを微分したスリップ率の変化率ΔＳＬを演算する。ステップＳ１６では、スリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０以上か否かを判定する（図１９参照）。ステップＳ１６でスリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０以上ならば（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ステップＳ１８でフラグＦを１にセットする。フラグＦはトラクションコントロールシステムが作動中のときにセットされる。即ち、Ｆがセット中ならば駆動輪のスリップ抑制制御中であることを表している。一方、ステップＳ１６でスリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０以上でないならば（ステップＳ１６でＮＯ）、後述する図１１のステップＳ３８に進む。
【００３７】
ステップＳ２０では、スリップ率ＳＬの変化率ΔＳＬが所定閾値ΔＳＬ０以上か否かを判定する（図１９参照）。ステップＳ２０で変化率ΔＳＬが所定閾値ΔＳＬ０以上ならば（ステップＳ２０でＹＥＳ）、ステップＳ２２に進む。スリップ率ＳＬの変化率ΔＳＬは、図１９に示すように、スリップ率が所定閾値ＳＬ０を超えた初期段階におけるスリップ率ＳＬの増加度合（傾き）を表わし、変化率ΔＳＬが所定閾値ΔＳＬ０以上ならばスリップ率ＳＬが急増していると判定される。ステップＳ２０で変化率ΔＳＬが所定閾値ΔＳＬ０以上でないならば（ステップＳ２０でＮＯ）、ステップＳ３２に進む。
【００３８】
ステップＳ２２では、クラッチ６のオン／オフを判定する。ステップＳ２２でクラッチ６がオン（駆動輪とエンジン１とが連結）されているならば（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３に進み、ステップＳ２２でクラッチ６がオフ（駆動輪とエンジン１とが非連結）されているならば（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ２６に進む。
【００３９】
ステップＳ２３では、走行路面の摩擦係数μ、車両重量ｍ、車速Ｖ、バッテリ蓄電残量ＰＢに応じて図１４のマップを補正する。図１４のマップは、摩擦係数μ及び車速Ｖが高く、車両重量ｍが大きく、バッテリ蓄電残量ＰＢが小さい時に要求トルクのうちエンジン制御量ＥＳの占める割合が零となりエンジンブレーキとしてのトルクダウンが作用する要求トルク域をＴｒ１からＴｒ１’（Ｔｒ０＜Ｔｒ１＜Ｔｒ１’）とし、またＥＳ１の大きさをＥＳ１ａからＥＳ１ｂにして（ＥＳ１ａ＞ＥＳ１ｂ）、エンジン１のトルク配分を少なくしている。つまり、走行用モータ２の出力トルクのダウン度合に対するエンジン１の出力トルクのダウン度合の割合を大きくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせている。尚、摩擦係数μは車輪のスリップ率ＳＬから推定演算される。
【００４０】
ステップＳ２４では、トルクダウンするための要求トルク、即ちトルクダウン量ではなくトルクダウン後のトータルの要求トルクに応じて、図１４のマップから走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ１、エンジン１の制御量ＥＳをＥＳ１に夫々設定する。一方、ステップＳ２６では、クラッチ６がオフされて、走行用モータ２だけの駆動なので走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ１’に設定する。
【００４１】
ステップＳ２８では、トルクダウン時の走行用モータ２の制御量ＭＴをＭＳ、エンジン１の制御量ＥＴをＥＳに夫々設定する。ステップＳ３０では、ステップＳ２８で決定された制御量ＥＴ、ＭＴに応じてエンジン１、走行用モータ２、クラッチ６の制御して、トルクダウンを行ないスリップを抑制する。
【００４２】
ステップＳ３２では、クラッチ６のオン／オフを判定する。ステップＳ３２でクラッチ６がオンされているならば（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ステップＳ３３に進み、ステップＳ３２でクラッチ６がオフされているならば（ステップＳ３２でＮＯ）、ステップＳ３６に進む。
【００４３】
ステップＳ３３では、走行路面の摩擦係数μ、車両重量ｍ、車速Ｖ、バッテリ蓄電残量ＰＢに応じて図１５のマップを補正する。図１５のマップは、摩擦係数μ及び車速Ｖが高く、車両重量ｍが大きく、バッテリ蓄電残量ＰＢが小さい時に要求トルクのうちエンジン制御量ＥＳの占める割合が零となりエンジンブレーキとしてのトルクダウンが作用する要求トルク域をＴｒ２からＴｒ２’（Ｔｒ０≒Ｔｒ２＜Ｔｒ２’）とし、またＥＳ２の大きさをＥＳ２ａからＥＳ２ｂにして（ＥＳ２ａ＞ＥＳ２ｂ）、、エンジン１のトルク配分を少なくしている。つまり、走行用モータ２の出力トルクのダウン度合に対するエンジン１の出力トルクのダウン度合の割合を大きくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせている。
【００４４】
ステップＳ３４では、トルクダウンするための要求トルクに応じて、図１５のマップから走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ２、エンジン１の制御量ＥＳをＥＳ２に夫々設定してステップＳ２８に進む。一方、ステップＳ３６では、クラッチ６がオフされて、走行用モータ２だけの駆動なので走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ２’に設定してステップＳ２８に進む。
【００４５】
上記ステップＳ２４では、図１９に示すように、ステップＳ１６でスリップ率ＳＬが急増している領域Ａ４の時には、フィードフォワードで早急にトルクダウンする必要があるため図１４のマップのようにエンジン１よりも走行用モータ２のトルク配分を多くしてフィードフォワードによりトルクダウンの応答性の向上を図っている。そして、ステップＳ３４では、ステップＳ１６でスリップ率ＳＬが急増した後の変化率ΔＳＬが減少方向に移行して目標値ＳＬＡに近づく領域Ａ５の時には、エンジン１のトルク配分を多くして、つまり領域Ａ４で早急にトルクダウンを実行した後に図１４のマップに対して図１５のマップのようにエンジン１のトルク配分を多くしてトルクダウンを抑制して加速性の悪化を防止している。
【００４６】
上記ステップＳ２６では走行用モータ２のトルクダウンなので、図１４のマップの要求トルクを走行用モータ２だけでまかない、同様に上記ステップＳ３６では走行用モータ２のトルクダウンなので、図１５のマップの要求トルクを走行用モータ２だけでまかなうことになる。
【００４７】
また、ステップＳ２４、Ｓ３４でエンジン１のトルク配分を零として逆トルクを発生させ、大きなトルクダウンを得るようにしてもよい。
【００４８】
説明を続けると、ステップＳ１６でスリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０以上でないならば（ステップＳ１６でＮＯ）、図１１に示すステップＳ３８でフラグＦがセットされいるか否かを判定する。ステップＳ３８でフラグがセット中ならば（ステップＳ３８でＹＥＳ）、トラクションコントロールシステムが作動中なのでステップＳ４０に進む。また、ステップＳ３８でフラグがリセットされているならば（ステップＳ３８でＮＯ）、スリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡに収束してトラクションコントロールが終了したので、ステップＳ４２で走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ２とエンジン１の制御量ＥＳをリセットし、ステップＳ４４で走行用モータ２の制御量ＭＴとエンジン１の制御量ＥＴをステップＳ８、１０での基本制御量ＭＢ、ＥＢに夫々設定してステップＳ３０に進む。
【００４９】
ステップＳ４０では、スリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡを下回ったか否かを判定する（図１９の領域Ａ６参照）。ステップＳ４０でスリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡを下回ったならば（ステップＳ４０でＹＥＳ）、ステップＳ４６でカウンタＴをスタート又はインクリメントする。一方、ステップＳ４０でスリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡ以上ならば（ステップＳ４０でＮＯ）、ステップＳ４８でカウンタＴがスタートしているか否かを判定する（Ｔ＞０？）。ステップＳ４８でカウンタＴがスタートしているならばステップＳ４６に進み、未スタートならばステップＳ２０に進む。
【００５０】
ステップＳ５０では、クラッチ６のオン／オフを判定する。ステップＳ５０でクラッチ６がオンされているならば（ステップＳ５０でＹＥＳ）、ステップＳ５１に進み、ステップＳ５０でクラッチ６がオフされているならば（ステップＳ５０でＮＯ）、ステップＳ６８に進む。
【００５１】
ステップＳ５１では、走行路面の摩擦係数μ、車両重量ｍ、車速Ｖ、バッテリ蓄電残量ＰＢに応じて図１５のマップを補正する。図１５のマップは、摩擦係数μ及び車速Ｖが高く、車両重量ｍが大きく、バッテリ蓄電残量ＰＢが小さい時に、エンジン１のトルク配分を少なくしている。つまり、走行用モータ２の出力トルクのダウン度合に対するエンジン１の出力トルクのダウン度合の割合を大きくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせている。
【００５２】
ステップＳ５２では、図１５のマップから走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ２、エンジン１の制御量ＥＳをＥＳ２に夫々設定する。ステップＳ５４ではスリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ΔＳＬＡを演算する（ΔＳＬＡ＝ＳＬ−ＳＬＡ）。
【００５３】
ステップＳ５６では、スリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ΔＳＬＡに応じてスリップ率ＳＬを目標値ＳＬＡに収束させるためのフィードバック制御に用いる走行用モータ２のフィードバック制御量ＭＦＢを演算する。ステップＳ５８では、ステップＳ５２の制御量ＭＳ２とステップＳ５６のフィードバック制御量ＭＦＢとを加算して走行用モータ２の制御量ＭＳに設定する（ＭＳ←ＭＳ２＋ＭＦＢ）。
【００５４】
ステップＳ６８では、図１５のマップから走行用モータ２の制御量ＭＳをＭＳ２に設定する。ステップＳ７０では、クラッチ６がオフされた走行用モータ２のみの駆動であり、スリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ΔＳＬＡを演算する（ΔＳＬＡ＝ＳＬ−ＳＬＡ）。ステップＳ７２では、スリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ΔＳＬＡに応じてスリップ率ＳＬを目標値ＳＬＡに収束させるためのフィードバック制御に用いる走行用モータ２のフィードバック制御量ＭＦＢ’を演算する。ステップＳ７４では、ステップＳ６８の制御量ＭＳ２とステップＳ７２のフィードバック制御量ＭＦＢ’とを加算して走行用モータ２の制御量ＭＳに設定する（ＭＳ←ＭＳ２＋ＭＦＢ’）。
【００５５】
ステップＳ６０では、スリップ率ＳＬと目標値ＳＬＡとの差ΔＳＬＡが所定閾値ΔＳＬＡ１以上か否かを判定し、ステップＳ６６で差ΔＳＬＡが所定閾値ΔＳＬＡ１以上ならば（ステップＳ６０でＹＥＳ）、ステップＳ６２に進み、差ΔＳＬＡが所定閾値ΔＳＬＡ１以上でないならば（ステップＳ６０でＮＯ）、ステップＳ６６に進む。ステップＳ６６ではフラグＦ及びカウンタＴをリセットして、図１０のステップＳ２８に進みフィードバック制御が実行される。
【００５６】
ステップＳ６２では、カウンタＴが所定期間Ｔ１経過したか否か判定する。
ステップＳ６２で所定期間Ｔ１経過したならば（ステップＳ６２でＹＥＳ）、ステップＳ６４で、要求トルクに占めるエンジン制御量ＥＳがトルクが大きくなる程大きく設定した図１６のマップから走行用モータ２の制御量ＭＳとエンジン１の制御量ＥＳを夫々設定する。また、ステップＳ６２で所定期間Ｔ１未経過ならば（ステップＳ６２でＮＯ）、図１０のステップＳ２８に進みフィードバック制御が実行される。
【００５７】
上記ステップＳ６２では、スリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０を下回った状態が所定期間経過Ｔ１したならば、トラクションコントロールが終了しそうな状態と判断できるので、ステップＳ６４でエンジン１のトルク配分を増大させて再加速時の応答性を向上させている。
【００５８】
尚、ステップＳ３２、Ｓ５０でクラッチオン（ステップＳ３２、Ｓ５０でＹＥＳ）の時に、スリップ率ＳＬが急増した後の変化率ΔＳＬが減少方向に移行して目標値ＳＬＡに近づく領域Ａ５の時には、その後所定期間経過してからクラッチ６をオフして走行用モータ２によりスリップ率ＳＬをフィードバック制御してもよく、この場合にはスリップ率ＳＬが急増する初期段階ではエンジン１と走行用モータ２で大きくトルクダウンさせて初期スリップを回避し、その後は走行用モータ２のフィードバック制御によりスリップ率ＳＬを目標値ＳＬＡへ早急に収束させることができる。
【００５９】
また、所定期間Ｔ１は、スリップ率ＳＬが所定閾値ＳＬ０を超えた初期段階にスリップ率ＳＬが急増し（図１９の領域Ａ４）、その後スリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡに近づくまでの期間（図１９の領域Ａ５）に設定される。
【００６０】
また、上記ステップＳ５２では、ステップＳ２０でスリップ率ＳＬが急増した後の変化率ΔＳＬが減少方向に移行して目標値ＳＬＡに近づく領域Ａ５の後に、走行用モータ２によりフィードバック制御を実行するので応答性を高めることができる。尚、ステップＳ５２では、エンジン１の制御量ＥＳを固定としたり、徐々に大きくしたり、差ΔＳＬＡに基づいて走行用モータ２と同様にフィードバック制御量としてもよい。
【００６１】
上記ステップＳ２３では、図１４に示すように、走行路面の摩擦係数μが高い時や車速Ｖが高い時には低い時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６２】
同様に、上記ステップＳ２３では、図１４に示すようにバッテリの蓄電残量ＰＢが少ない時には多い時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６３】
更に、車両重量ｍが大きい時には小さい時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６４】
また、上記ステップＳ３３及びＳ５１では、図１５に示すように走行路面の摩擦係数μが高い時や車速Ｖが高い時には低い時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６５】
同様に、上記ステップＳ３３、Ｓ５１では、図１５に示すようにバッテリの蓄電残量ＰＢが少ない時には多い時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６６】
更に、車両重量ｍが小さい時には大きい時に比べて走行用モータ２のトルクダウン度合に対するエンジン１のトルクダウン度合の割合を大きくする、つまりエンジン１のトルク配分を小さくしてエンジン１の出力トルクを大きくダウンさせることによって、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６７】
また、図１７と図１８を比較して明らかなように、走行路面の摩擦係数μが高い時（高速時或いは車両重量が大きい時も同様）のエンジン１によるトルクダウンは、少なくとも図１９でスリップ率ＳＬが急増している領域Ａ４の時からスリップ率ＳＬが急増した後の変化率ΔＳＬが減少方向に移行して目標値ＳＬＡに近づく領域Ａ５の時（つまり、図１０のステップＳ２０でＹＥＳとなり、その後にＮＯとなった時）に実行しているので、フィードフォワードによりスリップ率ＳＬが目標値ＳＬＡから大幅にかけ離れるのを抑制し、トルクダウンの追従性が良い走行状況でスリップの抑制度合を高めることができる。
【００６８】
また、走行路面の摩擦係数μが高い時は車輪のグリップ力が大きいので、走行用モータ２を用いてより大きくトルクダウンする方がスリップを早急に回避できる。
【００６９】
尚、バッテリ３の蓄電残量が少ない時には走行用モータ２のトルクダウン度合を大きく（トルク配分を小さく）すると共に、トルクダウン時に電力を回生させ、回生した電力を発電機４、コンプレッサ用モータ５１、補機類用モータ６１に供給することによりエネルギ効率を高めることができる。特に、空調装置５０の作動時にトルクダウンを実行した場合にコンプレッサ用モータ５１を駆動するための電力が確保できる。
［ハイブリッド自動車のエンジン制御］
次に、本実施形態のハイブリッド自動車のエンジン制御ついて説明する。
【００７０】
図１２は、本実施形態の統括制御ＥＣＵ１００によるエンジン制御を示すフローチャートである。
【００７１】
図１２に示すように、ステップＳ８０では、括制御ＥＣＵ１００は図９に示す各センサからデータを入力する。ステップＳ８２では、図１０のステップＳ２８又は図１１のステップＳ４４で設定されたエンジン１の制御量ＥＴを読み込む。ステップＳ８４では表１に示す基本運転モードに応じてエンジン始動条件が成立したか否か判定する。ステップＳ８４でエンジン始動条件が成立したならば（ステップＳ８４でＹＥＳ）、ステップＳ８６に進み、エンジン始動条件が不成立ならば（ステップＳ８４でＮＯ）、リターンする。
【００７２】
ステップＳ８６では、ブレーキがオンか、車速が零か、制御量ＥＴが零以外の条件若しくはフラグＦがセットされてスリップ制御中である条件が成立している時に図２０の変速マップに基づいてエンジン１の制御量ＥＴと車速Ｖから変速段を演算する。ステップＳ８８では、ステップＳ８６で変速段が決まると車速Ｖからエンジン回転数Ｎｅが決まるので、図２１のマップに基づいてエンジン回転数Ｎｅに対するエンジン１の制御量ＥＴからエンジンの要求トルクを満たすよう基本燃料噴射量ＴＢを演算する。尚、ステップＳ８８では、基本燃料噴射量ＴＢに基づいて理論空燃比燃焼が実行されるよう基本スロットル開度αＢと基本点火時期θＢも設定する。
【００７３】
ステップＳ９０では、スロットル弁及び自動変速機のバルブアクチュエータを駆動してステップＳ８６、Ｓ８８で演算されたスロットル開度θＢと変速段をセットする。ステップＳ９２では、基本燃料噴射量ＴＢをエンジン水温や排気ガス中の酸素濃度等により補正するための補正量ＴＣを演算する。
【００７４】
ステップＳ９４では、ステップＳ８８の制御量ＴＢとステップＳ９２の補正量ＴＣとを加算してエンジン１の制御量ＴＴに設定する（ＴＴ＝ＴＢ＋ＴＣ）。
【００７５】
ステップＳ９６では、エンジン１の制御量ＥＴが所定値ＥＴ０より小さく、或いはエンジン回転数が所定値Ｎｅ０より低くい時に燃料カットによるトルクダウンが行われるので、現在の気筒が燃料カットをする気筒に相当するか否かを判定する。ステップＳ９６で燃料カット気筒でないならば（ステップＳ９６でＮＯ）、ステップＳ９８で燃料噴射時期か否かを判定する。また、ステップＳ９６で燃料カット気筒ならば（ステップＳ９６でＹＥＳ）、リターンする。
【００７６】
ステップＳ９８では燃料噴射時期になったときに（ステップＳ９８でＹＥＳ）、ステップＳ１００で燃料を噴射する。この後、ステップＳ８８で設定された基本点火時期θＢに基づいて点火時期制御も実行する。
【００７７】
尚、上記燃料カットによるトルクダウンは、例えば４気筒の場合にはエンジン１の制御量ＥＴが小さくなる程、燃料カットする気筒数を増加させる。
［他の実施形態］
他の実施形態として、本実施形態のハイブリッド自動車に姿勢制御装置を搭載してもよい。姿勢制御装置は、各車輪をトルクダウン又は制動制御することで車体に旋回モーメントと減速力を加えて前輪或いは後輪の横滑りを抑制するものである。例えば、車両が旋回走行中に後輪が横滑りしそうな時（スピン）には主に前外輪にブレーキを付加し外向きモーメントを加えて旋回内側への巻き込み挙動を抑制する。また、前輪が横滑りして旋回外側に横滑りしそうな時（ドリフトアウト）には各車輪に適量のブレーキを付加し内向きモーメントを加えると共に、エンジン出力を抑制し減速力を付加することにより旋回半径の増大を抑制する。
【００７８】
姿勢制御について概説すると、ブレーキ制御ＥＣＵ３００は、車速センサ、ヨーレートセンサ、横方向加速度センサの検出信号から車両に発生している実際の横滑り角（以下、実横滑り角という）及び実際のヨーレート（以下、実ヨーレートという）を演算すると共に、実横滑り角から姿勢制御に実際に利用される推定横滑り角の演算において参照される参照値を演算する。また、ブレーキ制御ＥＣＵ３００は、ステアリング舵角センサ等の検出信号から車両の目標とすべき姿勢として目標横滑り角及び目標ヨーレートを演算し、推定横滑り角と目標横滑り角の差或いは実ヨーレートと目標ヨーレートの差が所定閾値を越えた時に姿勢制御を開始し、推定実横滑り角或いは実ヨーレートが目標横滑り角或いは目標ヨーレートに収束するよう制御する。
【００７９】
上記姿勢制御は、図１０のステップＳ１６の前段で実行させればよい。
【００８０】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【図２】ハイブリッド自動車に搭載されるエンジンを示す図である。
【図３】本実施形態のハイブリッド自動車の発進＆低速走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図４】本実施形態のハイブリッド自動車の加速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図５】本実施形態のハイブリッド自動車の定常走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図６】本実施形態のハイブリッド自動車の減速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図７】本実施形態のハイブリッド自動車の定常走行＆充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図８】本実施形態のハイブリッド自動車の充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図９】本実施形態のハイブリッド自動車の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態のハイブリッド自動車のトラクション制御を説明するフローチャートである。
【図１１】本実施形態のハイブリッド自動車のトラクション制御を説明するフローチャートである。
【図１２】本実施形態のハイブリッド自動車のエンジン制御を説明するフローチャートである。
【図１３】基本運転時の要求トルクに対するエンジン負荷とモータ負荷の関係を示す図である。
【図１４】トラクション制御時の要求トルクに対するエンジン負荷とモータ負荷の関係を示す図である。
【図１５】トラクション制御時の要求トルクに対するエンジン負荷とモータ負荷の関係を示す図である。
【図１６】トラクション制御終了時の要求トルクに対するエンジン負荷とモータ負荷の関係を示す図である。
【図１７】路面の摩擦係数が高い場合のトルクダウン制御を説明する図である。
【図１８】路面の摩擦係数が低い場合のトルクダウン制御を説明する図である。
【図１９】本実施形態のトラクション制御を説明する図である。
【図２０】本実施形態の自動変速機の変速マップを示す図である。
【図２１】エンジン回転数に対する要求トルクと基本燃料噴射量の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 走行用モータ
３ バッテリ
４ 発電機
Claims (7)
- バッテリの電力により駆動力を発生するモータと内燃機関により駆動力を発生するエンジンを併用して走行するハイブリッド車において、
車輪のスリップ値を演算し、該スリップ値に基づいて車輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、
前記スリップ値が所定閾値を超えると、該スリップ値を目標値に収束させるよう前記モータとエンジンの出力トルクを制御する制御手段と、
車両の走行状況を検出する走行状況検出手段と、
前記走行状況に応じて、前記モータと前記エンジンの各出力トルクのダウン度合の割合を変更する変更手段とを具備することを特徴とするハイブリッド車の車両走行制御装置。 - 前記走行状況検出手段は車両走行路面の摩擦係数を検出し、前記変更手段は該摩擦係数が高い時には低い時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合を大きくすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の車両走行制御装置。
- 前記走行状況検出手段は車速を検出し、前記変更手段は高速時には低速時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の車両走行制御装置。
- 前記変更手段はバッテリの蓄電量が少ない時には多い時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の車両走行制御装置。
- 前記変更手段は車両重量が大きい時には小さい時に比べて前記モータの出力トルクのダウン度合に対する前記エンジンの出力トルクのダウン度合の割合を大きくすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の車両走行制御装置。
- 前記車両走行路面の摩擦係数が高い時、高速時或いは車両重量が大きい時の前記エンジンによる出力トルクのダウン制御は、少なくとも前記スリップ値が所定閾値を超えた初期段階に該スリップ値が急増しその後該スリップ値が目標値に近づくまでの期間に実行されることを特徴とする請求項２又は３又は５に記載のハイブリッド車の車両走行制御装置。
- 前記バッテリの電力により駆動される電動手段を更に備え、前記制御手段は、前記モータの出力トルクのダウン制御時に電力を回生すると共に、該回生した電力を前記電動手段に供給することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のハイブリッド車の車両走行制御装置。
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