JP4566110B2 - 車両および動力出力装置並びに車両の制御方法、動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両および動力出力装置並びに車両の制御方法、動力出力装置の制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、駆動輪に動力を出力するエンジンおよびモータ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、予め設定された最高車速近傍の車速のときには、アクセル開度と車速とに基づいてドライバ要求トルクを設定すると共に車速が大きいほど小さくなる傾向のトルク制限値を設定し、このトルク制限値を用いてドライバ要求トルクを制限した実行トルクが駆動輪に出力されるようエンジンとモータとを制御することにより、車速を最高車速で制限している。
特開２００５−１８５０４０号公報

上述の車両では、最高車速近傍の車速で走行しているときには、車速が大きいほど実行トルクが大きく制限されるため、走行抵抗や路面勾配に基づく勾配抵抗などによる車速の若干の増減に伴って実行トルクが変動することにより車速が安定せず、運転者の操作フィーリングを悪化させてしまう場合がある。

本発明の車両およびその制御方法は、車速が所定の高車速以上のときに車速を安定させることを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法は、車速が所定の高車速以上のときの運転者の操作フィーリングの悪化を抑制することを目的の一つとする。本発明の動力出力装置およびその制御方法は、駆動軸の回転数が所定の高回転数以上のときに駆動軸の回転数を安定させることを目的の一つとする。

本発明の車両および動力出力装置並びに車両の制御方法、動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
車軸に動力を出力する動力出力装置を備える車両であって、
車速を検出する車速検出手段と、
運転者のアクセル操作量と前記検出された車速とに基づいて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、
所定の高車速以上の領域で前記検出された車速に対してヒステリシスをもって走行用の駆動力を減少させるための駆動力補正値を設定する駆動力補正値設定手段と、
前記検出された車速が前記所定の高車速未満のときには前記設定された要求駆動力を実行用駆動力として設定し、前記検出された車速が前記所定の高車速以上のときには前記設定された要求駆動力に対して前記設定された駆動力補正値を用いて補正した駆動力を実行用駆動力として設定する実行用駆動力設定手段と、
前記設定された実行用駆動力に基づく駆動力が前記車軸に出力されるよう前記動力出力装置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、車速が所定の高車速未満のときには、運転者のアクセル操作量と車速とに基づいて走行に要求される要求駆動力を設定すると共に設定した要求駆動力を実行駆動力としてその実行駆動力が車軸に出力されるよう動力出力装置を制御する。一方、車速が所定の高車速以上のときには、運転者のアクセル操作量と車速とに基づいて走行に要求される要求駆動力を設定すると共に車速に対してヒステリシスをもって走行用の駆動力を減少させるための駆動力補正値を用いて要求駆動力を補正した駆動力を実行駆動力として設定し、その実行駆動力が車軸に出力されるよう動力出力装置を制御する。即ち、車速が所定の高車速以上のときには、車速に対してヒステリシスをもって設定した駆動力補正値を用いて要求駆動力を補正した駆動力を車軸に出力するのである。これにより、車速が所定の高車速以上のときに、車速の若干の増減に伴って車軸に出力される駆動力が頻繁に変動するのを抑制することができ、車速を安定させることができる。この結果、運転者の操作フィーリングの悪化を抑制することができる。

こうした本発明の車両において、前記駆動力補正値設定手段は、前記検出された車速に対してヒステリシスをもって制御用車速を設定すると共に該制御用車速に基づいて駆動力補正値を設定する手段であるものとすることもできる。また、前記駆動力補正値設定手段は、前記所定の高車速以上で車速が大きいほど走行用の駆動力が大きく減少される傾向に駆動力補正値を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車速が所定の高車速を過剰に超えるのをより抑制することができる。

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な動力源と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
運転者の操作と前記検出された駆動軸回転数とに基づいて前記駆動軸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、
前記検出された駆動軸回転数が所定の高回転数以上の領域で該駆動軸回転数に対してヒステリシスをもって前記駆動軸に出力される駆動力を減少させるための駆動力補正値を設定する駆動力補正値設定手段と、
前記検出された駆動軸回転数が前記所定の高回転数未満のときには前記設定された要求駆動力を実行用駆動力として設定し、前記検出された駆動軸回転数が前記所定の高回転数以上のときには前記設定された要求駆動力に対して前記設定された駆動力補正値を用いて補正した駆動力を実行用駆動力として設定する実行用駆動力設定手段と、
前記設定された実行用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源を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力出力装置では、駆動軸の回転数である駆動軸回転数が所定の高回転数未満のときには、運転者の操作と駆動軸回転数とに基づいて駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう動力源を制御する。一方、駆動軸の回転数である駆動軸回転数が所定の高回転数以上のときには、運転者の操作と駆動軸回転数とに基づいて駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に駆動軸回転数に対してヒステリシスをもって駆動軸に出力される駆動力を減少させるための駆動力補正値を用いて要求駆動力を補正した駆動力が駆動軸に出力されるよう動力源を制御する。これにより、駆動軸の回転数が所定の高回転数以上のときに、駆動軸の回転数の若干の増減に伴って駆動軸に出力される駆動力が頻繁に変動するのを抑制することができ、駆動軸の回転数を安定させることができる。

本発明の車両の制御方法は、
車軸に動力を出力する動力出力装置を備える車両の制御方法であって、
車速が所定の高車速未満のときには、運転者のアクセル操作量と該車速とに基づいて走行に要求される要求駆動力を設定すると共に該設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記車軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御し、
車速が前記所定の高車速以上のときには、運転者のアクセル操作量と該車速とに基づいて走行に要求される要求駆動力を設定すると共に該車速に対してヒステリシスをもって走行用の駆動力を減少させるための駆動力補正値を用いて前記設定した要求駆動力を補正した駆動力が前記車軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御する、
ことを要旨とする。

本発明の車両の制御方法によれば、車速が所定の高車速未満のときには、運転者のアクセル操作量と車速とに基づいて走行に要求される要求駆動力を設定すると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力が車軸に出力されるよう動力出力装置を制御する。一方、車速が所定の高車速以上のときには、運転者のアクセル操作量と車速とに基づいて走行に要求される要求駆動力を設定すると共に車速に対してヒステリシスをもって走行用の駆動力を減少させるための駆動力補正値を用いて要求駆動力を補正した駆動力が車軸に出力されるよう動力出力装置を制御する。これにより、車速が所定の高車速以上のときに、車速の若干の増減に伴って車軸に出力される駆動力が頻繁に変動するのを抑制することができ、車速を安定させることができる。この結果、運転者の操作フィーリングの悪化を抑制することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な動力源を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数が前記所定の高回転数未満のときには、運転者の操作と該駆動軸回転数とに基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に該設定した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源を制御し、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数が前記所定の高回転数以上のときには、運転者の操作と該駆動軸回転数とに基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に該駆動軸回転数に対してヒステリシスをもって前記駆動軸に出力される駆動力を減少させるための駆動力補正値を用いて前記設定した要求駆動力を補正した駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記動力源を制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸の回転数である駆動軸回転数が所定の高回転数未満のときには、運転者の操作と駆動軸回転数とに基づいて駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう動力源を制御する。一方、駆動軸の回転数である駆動軸回転数が所定の高回転数以上のときには、運転者の操作と駆動軸回転数とに基づいて駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に駆動軸回転数に対してヒステリシスをもって駆動軸に出力される駆動力を減少させるための駆動力補正値を用いて要求駆動力を補正した駆動力が駆動軸に出力されるよう動力源を制御する。これにより、駆動軸の回転数が所定の高回転数以上のときに、駆動軸の回転数の若干の増減に伴って駆動軸に出力される駆動力が頻繁に変動するのを抑制することができ、駆動軸の回転数を安定させることができる。

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、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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、自動車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とデファレンシャルギヤ６２と車軸６４とを介して、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。

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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。

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。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。

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とに基づいて駆動輪６３ａ，６３ｂに車軸６４を介して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、特に予め定められた最高車速Ｖｍａｘ（例えば、１８０ｋｍ／ｈなど）近傍の車速で車両が走行する際の動作について説明する。図２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、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の出力制限Ｗｏｕｔ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。また、バッテリ５０の出力制限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。

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に車軸６４を介して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。

続いて、車速Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆは、予め定められた最高車速Ｖｍａｘ（例えば、１８０ｋｍ／ｈなど）やそれよりも若干小さい値などが設定される。車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満のときには、要求トルクＴｒ＊を実行トルクＴ＊として設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定した実行トルクＴ＊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との和としてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ２１０）。ここで、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数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たりすることができる。

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Ｓ２２０）。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＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。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。

エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、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Ｓ２３０）。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、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、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の出力制限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限としてのトルク制限Ｔｍａｘを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ２４０）、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（４）により計算し（ステップＳ２５０）、計算したトルク制限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Ｓ２６０）。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、リングギヤ軸３２ａに出力する実行トルクＴ＊を、バッテリ５０の出力制限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（４）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。

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

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にそれぞれ送信して（ステップＳ２７０）、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。

一方、ステップＳ１２０で車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、車速Ｖを前回このルーチンが実行されたときにステップＳ１６０〜Ｓ１８０で設定された制御用車速（前回Ｖｈｉｓ）に所定値ΔＶｈｉｓを加えたもの（前回Ｖｈｉｓ＋ΔＶｈｉｓ）と比較すると共に（ステップＳ１４０）、車速Ｖが前回の制御用車速（前回Ｖｈｉｓ）に所定値ΔＶｈｉｓを加えたもの未満のときには、車速Ｖを前回の制御用車速（前回Ｖｈｉｓ）から所定値ΔＶｈｉｓを減じたもの（前回Ｖｈｉｓ−ΔＶｈｉｓ）と比較する（ステップＳ１５０）。そして、車速Ｖが前回の制御用車速（前回Ｖｈｉｓ）に所定値ΔＶｈｉｓを加えたもの以上のときには車速Ｖから所定値ΔＶｈｉｓを減じたもの（Ｖ−ΔＶｈｉｓ）を制御用車速Ｖｈｉｓに設定し（ステップＳ１６０）、車速Ｖが前回の制御用車速（前回Ｖｈｉｓ）に所定値ΔＶｈｉｓを加えたもの未満であって前回の制御用車速（前回Ｖｈｉｓ）から所定値ΔＶｈｉｓを減じたもの以上のときには前回の制御用車速（前回Ｖｈｉｓ）を制御用車速Ｖｈｉｓに設定し（ステップＳ１７０）、車速Ｖが前回の制御用車速（前回Ｖｈｉｓ）から所定値ΔＶｈｉｓを減じたもの未満のときには車速Ｖに所定値ΔＶｈｉｓを加えたものを制御用車速Ｖｈｉｓに設定する（ステップＳ１８０）。ここで、所定値ΔＶｈｉｓは、ヒステリシスの程度を示すパラメータである。車速Ｖに対する制御用車速Ｖｈｉｓの変化の様子を図６に示す。図中、実線は制御用車速Ｖｈｉｓを示し、点線は車速Ｖを示す。制御用車速Ｖｈｉｓは、図示するように、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上の領域で車速Ｖに対してヒステリシスを持たせたものとして設定される。このように制御用車速Ｖｈｉｓを設定することにより、車速Ｖが若干増減しても制御用車速Ｖｈｉｓは頻繁に変動しない。

続いて、ステップＳ１６０〜Ｓ１８０で設定した制御用車速Ｖｈｉｓに基づいてトルク補正値ｋを設定すると共に（ステップＳ１９０）、要求トルクＴｒ＊にトルク補正値ｋを乗じることにより実行トルクＴ＊を設定し（ステップＳ２００）、前述のステップＳ２１０〜Ｓ２７０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。ここで、トルク補正値ｋは、実施例では、制御用車速Ｖｈｉｓとトルク補正値ｋとの関係を予め定めてトルク補正値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、制御用車速Ｖｈｉｓが与えられると記憶したマップから対応するトルク補正値ｋを導出して設定するものとした。トルク補正値設定用マップの一例を図７に示す。トルク補正値ｋは、図示するように、制御用車速Ｖｈｉｓが所定車速Ｖ１以上かつ所定車速（Ｖ１＋α）未満の領域では制御用車速Ｖｈｉｓが大きいほど値１から値０に向けて直線的に小さくなる傾向に設定し、制御用車速Ｖｈｉｓが所定車速（Ｖ１＋α）以上の領域では値０を設定するものとした。ここで、所定車速Ｖ１は、実施例では、前述の閾値Ｖｒｅｆ、即ち最高車速Ｖｍａｘ（例えば、１８０ｋｍ／ｈなど）やそれよりも若干小さい値などを設定するものとした。したがって、国や地域，法制，使用用途などに応じて複数の最高車速Ｖｍａｘが設定される場合には、複数の最高車速Ｖｍａｘのうちから選択された最高車速Ｖｍａｘに応じて所定車速Ｖ１を設定するだけで容易にトルク補正値ｋを設定することができ、実行トルクＴ＊の設定を容易に行なうことができる。また、所定値αは、車両の状態や最高車速Ｖｍａｘなどに基づいて設定され、例えば、５ｋｍ／ｈなどに設定される。このように実行トルクＴ＊を設定することにより、制御用車速Ｖが大きいほど実行トルクＴ＊は小さくなる。この結果、車速が閾値Ｖｒｅｆを過剰に超えるのを抑制することができる。

いま、最高車速近傍の車速Ｖで車両が走行しているときを考える。このとき、車速Ｖに基づいてトルク補正値ｋを設定すると共にこのトルク補正値ｋを要求トルクＴｒ＊に乗じて実行トルクＴ＊を設定すると、走行抵抗や路面勾配に基づく抵抗などによる車速Ｖの若干の増減に伴うトルク補正値ｋの変動によって実行トルクＴ＊が変動してしまうため、車速Ｖを安定させることができず、運転車の操作フィーリングを悪化させてしまう場合がある。一方、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときに、車速Ｖに対してヒステリシスをもって設定した制御用車速Ｖｈｉｓに基づいてトルク補正値ｋを設定すると共にこの補正値ｋを要求トルクＴｒ＊に乗じて実行トルクＴ＊を設定すれば、車速Ｖが若干増減しても制御用車速Ｖは頻繁に変動しないため、トルク補正値ｋの頻繁の変動を抑制することができ、実行トルクＴ＊が頻繁に変動するのを抑制することができる。これにより、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときに車速Ｖを安定させることができる。この結果、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときの運転者の操作フィーリングの悪化を抑制することができる。このときの車速Ｖの時間変化の様子を図８に示す。図中、実線は制御用車速Ｖｈｉｓの変化の様子を示し、点線は制御用車速Ｖｈｉｓに基づいてトルク補正値ｋ設定すると共にこれを用いて実行トルクＴ＊を設定する場合の車速Ｖの変化の様子を示し、一点鎖線は制御用車速Ｖｈｉｓを用いることなく車速Ｖに基づいてトルク補正値ｋを設定すると共にこれを用いて実行トルクＴ＊を設定する場合の変化の様子を示す。図中、点線に示すように、制御用車速Ｖｈｉｓを用いることにより車速Ｖをより安定させることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、車速Ｖに対してヒステリシスをもって設定した制御用車速Ｖｈｉｓに基づいてトルク補正値ｋを設定すると共にトルク補正値ｋを用いて要求トルクＴｒ＊を補正して実行トルクＴ＊を設定し、この実行トルクＴ＊が車軸に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、閾値Ｖｒｅｆ以上の車速Ｖのときに車速Ｖの若干の変動に伴って実行トルクＴ＊が頻繁に変動してしまうのを抑制することができ、車速Ｖを安定させることができる。この結果、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときの運転者の操作フィーリングの悪化を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、車速Ｖに対してヒステリシスをもって制御用車速Ｖｈｉｓを設定すると共に設定した制御用車速Ｖｈｉｓに基づいてトルク補正値ｋを設定するものとしたが、制御用車速Ｖｈｉｓを設定することなく、車速Ｖに対してヒステリシスをもってトルク補正値ｋを直接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、車速が閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、車速Ｖに対してヒステリシスをもって制御用車速Ｖｈｉｓを設定するものとしたが、ヒステリシスは、車速Ｖの増速側にだけ持たせるものとしてもよいし、車速Ｖの減速側にだけ持たせるものとしてもよい。また、車速Ｖの増速側と減速側とで異なるヒステリシスをもって制御用車速Ｖｈｉｓ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、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、制御用車速Ｖｈｉｓが所定車速Ｖ１以上であって大きいほど直線的に小さくなる傾向にトルク補正値ｋを設定するものとしたが、これに限られず、制御用車速Ｖｈｉｓが所定車速以上であって大きいほど曲線的や段階的に小さくなる傾向にトルク補正値ｋ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、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、制御用車速Ｖｈｉｓが所定車速Ｖ１以上であって大きいほど直線的に小さくなる傾向に設定されたトルク補正値ｋを要求トルクＴｒ＊に乗じることにより実行用トルクＴ＊を設定するものとしたが、このトルク補正値は、制御用車速Ｖｈｉｓが大きいほど実行トルクＴ＊が小さくなる傾向に設定されるものであればよい。例えば、制御用車速Ｖｈｉｓが所定車速Ｖ１以上であって大きいほど小さくなる傾向にトルク補正値（トルク制限値）を設定すると共にこのトルク制限値で要求トルクＴｒ＊を制限したトルクを実行トルクＴ＊として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、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共に車速Ｖと要求トルクＴｒ＊とを用いて実行用トルクＴ＊を設定するものとしたが、車速Ｖに代えて、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の回転数Ｎｒ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６３ａ，６３ｂ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。

実施例では、動力源としてエンジンおよびモータを備える動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車について説明したが、エンジンを備えず、動力源としてモータだけを備える動力出力装置を搭載する電気自動車に適用するものとしてもよいし、モータを備えず、動力源としてエンジンだけを備える動力出力装置を搭載する通常の自動車に適用するものとしてもよい。また、こうした動力出力装置を自動車以外の車両に搭載するものとしてもよいし、動力出力装置の形態として用いるものとしてもよい。動力出力装置の形態として用いる場合には、実施例における、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときに車速Ｖを安定させることができる効果の代わりに、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒが閾値Ｎｒｅｆ以上のときにリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを安定させることができる効果を奏する。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、前述の閾値Ｖｒｅｆのときの車速に相当するリングギヤ軸３２ａの回転数である。

以上、本発明の実施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目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 車速Ｖに対する制御用車速Ｖｈｉｓの変化の様子を示す説明図である。 トルク補正値設定用マップの一例を示す説明図である。 車速Ｖの時間変化の様子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。 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、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，６３ｃ，６３ｄ 駆動輪、６４ 車軸、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。

Claims (6)

1. 車軸に動力を出力する動力出力装置を備える車両であって、
   車速を検出する車速検出手段と、
   運転者のアクセル操作量と前記検出された車速とに基づいて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、
   所定の高車速以上の領域で、前記検出された車速に対してヒステリシスをもって、走行用の駆動力を減少させるための駆動力補正値を設定する駆動力補正値設定手段と、
   前記検出された車速が前記所定の高車速未満のときには前記設定された要求駆動力を実行用駆動力として設定し、前記検出された車速が前記所定の高車速以上のときには前記設定された要求駆動力に対して前記設定された駆動力補正値を用いて補正した駆動力を実行用駆動力として設定する実行用駆動力設定手段と、
   前記設定された実行用駆動力に基づく駆動力が前記車軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 前記駆動力補正値設定手段は、前記検出された車速に対してヒステリシスをもって制御用車速を設定すると共に該制御用車速に基づいて駆動力補正値を設定する手段である請求項１記載の車両。
3. 前記駆動力補正値設定手段は、前記所定の高車速以上で車速が大きいほど走行用の駆動力が大きく減少される傾向に駆動力補正値を設定する手段である請求項１または２記載の車両。
4. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   前記駆動軸に動力を出力可能な動力源と、
   前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
   運転者の操作と前記検出された駆動軸回転数とに基づいて前記駆動軸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、
   前記検出された駆動軸回転数が所定の高回転数以上の領域で、該駆動軸回転数に対してヒステリシスをもって、前記駆動軸に出力される駆動力を減少させるための駆動力補正値を設定する駆動力補正値設定手段と、
   前記検出された駆動軸回転数が前記所定の高回転数未満のときには前記設定された要求駆動力を実行用駆動力として設定し、前記検出された駆動軸回転数が前記所定の高回転数以上のときには前記設定された要求駆動力に対して前記設定された駆動力補正値を用いて補正した駆動力を実行用駆動力として設定する実行用駆動力設定手段と、
   前記設定された実行用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源を制御する制御手段と、
   を備える動力出力装置。
5. 車軸に動力を出力する動力出力装置を備える車両の制御方法であって、
   車速が所定の高車速未満のときには、運転者のアクセル操作量と該車速とに基づいて走行に要求される要求駆動力を設定すると共に該設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記車軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御し、
   車速が前記所定の高車速以上のときには、運転者のアクセル操作量と該車速とに基づいて走行に要求される要求駆動力を設定すると共に、該車速に対してヒステリシスをもって、走行用の駆動力を減少させるための駆動力補正値を設定し、該設定した駆動力補正値を用いて前記設定した要求駆動力を補正した駆動力が前記車軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御する、
   車両の制御方法。
6. 駆動軸に動力を出力可能な動力源を備える動力出力装置の制御方法であって、
   前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数が所定の高回転数未満のときには、運転者の操作と該駆動軸回転数とに基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に該設定した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源を制御し、
   前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数が前記所定の高回転数以上のときには、運転者の操作と該駆動軸回転数とに基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定すると共に、該駆動軸回転数に対してヒステリシスをもって、前記駆動軸に出力される駆動力を減少させるための駆動力補正値を設定し、該設定した駆動力補正値を用いて前記設定した要求駆動力を補正した駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記動力源を制御する、
   動力出力装置の制御方法。
   

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