JP4830987B2 - 制駆動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、制駆動力制御装置に関し、特に、走行環境及び／又は走行状況に応じて、出力トルクを変更する車両の制駆動力制御装置に関する。

走行環境及び／又は走行状況に応じて、出力トルクを変更する車両の制駆動力制御装置が知られている。

例えば、特開２００６−２０４８１号公報（特許文献１）には、シーケンシャルシフト操作がなされたときに、車速に基づいてエンジンの下限回転数を設定して、その下限回転数を下回らないようにエンジンの要求トルクが設定される点が開示されている。

特開２００６−２０４８１号公報 特開２００２−３０５８０６号公報 特開平１１−２７８１０６号公報

走行環境又は走行状況に応じて、よりシチュエーションに合った制駆動力の制御が行われることが望まれている。

例えば、上記特許文献１では、Ｄレンジ走行時に下限回転数を設定しているわけではないため、例えばコーナー制御等の変速段規制を行うことができない。

本発明の目的は、走行環境又は走行状況に応じて、よりシチュエーションに合った制駆動力の制御が行われることが可能な制駆動力制御装置を提供することである。

本発明の制駆動力制御装置は、動力源のトルクまたは回転数を制御することにより出力トルクを変化させる制駆動力制御装置であって、走行環境又は走行状況に基づいて、目標減速度を求める手段と、前記目標減速度に基づいて、必要エンジンブレーキ力を算出する手段と、前記必要エンジンブレーキ力となるようなエンジン回転数下限ガード値を設定する手段と、前記エンジン回転数下限ガード値に基づいて、前記動力源の回転数を制御する手段とを備え、前記エンジン回転数下限ガード値は、現在の目標変速比最大値に基づいて算出され、前記現在の目標変速比最大値は、ベース目標変速比と、前記ベース目標変速比が算出される前の目標変速比最大値のうち大きな方の値であり、前記ベース目標変速比は、目標エンジン回転数下限ガードと、ペラ回転数とから求められる値であり、前記目標エンジン回転数下限ガードは、目標エンジン回転数下限ガードの基本値が上限ガード以下となるようにガード処理した値であり、前記目標エンジン回転数下限ガードの基本値は、前記目標減速度を実現するパワーを、エンジンフリクショントルクのみで実現するエンジン回転数であることを特徴としている。

本発明の制駆動力制御装置において、前記制駆動力制御装置は、内燃機関及び電動機を有するハイブリッド車両の制駆動力制御装置であり、前記内燃機関のトルク及び回転数、並びに前記電動機のトルク及び回転数を制御することにより、前記出力トルクを変化させることを特徴としている。

本発明の制駆動力制御装置において、予め設定された所定アクセル開度以下の場合の目標出力トルクは、アクセル全閉時の目標出力トルクと、前記所定アクセル開度のときの目標出力トルクに基づいて、算出されることを特徴としている。

本発明の制駆動力制御装置において、前記アクセル全閉から前記所定アクセル開度の間のアクセル開度の場合の目標出力トルクは、前記アクセル全閉時の目標出力トルクと前記所定アクセル開度の場合の目標出力トルクとの間で、アクセル開度の増加に合わせて比例増加するものとして算出されることを特徴としている。

本発明によれば、走行環境又は走行状況に応じて、よりシチュエーションに合った制駆動力の制御が行われることが可能となる。

以下、本発明の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１実施形態）
添付図面を参照して、本発明の制駆動力制御装置の第１実施形態について説明する。

本実施形態は、アクセル開度と車速（ペラシャフト回転数）から決まるドライバー要求ペラシャフトトルク（ドライズシャフトトルク）または駆動力を実現するように、エンジン回転数、エンジントルク、ＭＧ１回転数、ＭＧ１トルク、ＭＧ２トルク等を決定するハイブリッドシステム制御装置（駆動力ディマンドでのパワートレーン制御装置）において、例えば登降坂制御等の変速点制御実施要求がある場合、変速段規制ではなく、目標加減速度から、目標ペラシャフトトルク、目標エンジン回転数下限ガードを設定し、目標加減速度に応じた加減速度変更（ＣＶＴを用いた場合には無段階の加減速度変更）を実現する。

ＡＴ用駆動力ディマンドでのパワートレイン制御装置（上記に比べてＭＧ１とＭＧ２がない装置）の場合、目標エンジン回転数下限ガードよりも低回転だが、一番近い回転数を実現するギヤ比を選択し、そのギヤ比のフリクショントルクだけでは目標ペラトルクを実現できない場合、ブレーキ制動力を補うことで、目標ペラトルクを実現し、目標加減速度に応じた減速度変更を実現することが可能となる。

図６は、本発明の一実施形態としての制駆動力制御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。本実施形態に係る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、制駆動力制御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。

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第１実施形態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（後述する図１のステップＳ００２）、この要求トルクに対応する要求動力（ステップＳ００３）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、トルク変換運転モード、充放電運転モード、モータ運転モードなどがある。

トルク変換運転モードは、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を駆動制御する運転モードである。

充放電運転モードは、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を駆動制御する運転モードである。

モータ運転モードは、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運転モードである。

本実施形態では、シフトレバー８１がＤ（ドライブ）レンジやＲ（リバース）レンジに操作されたときにはエンジン２２の効率やバッテリ５０の状態に基づいて上述したトルク変換運転モード，充放電運転モード，モータ運転モードのうちのいずれかのモードでエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を運転し、シフトレバー８１がＢ（ブレーキ）レンジに操作されたときにはエンジンブレーキによる制動が行なわれるようにモータ運転モードによる運転が禁止されモータ運転モード以外のトルク変換運転モード，充放電運転モードのいずれかでエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を運転する。

即ち、ＤレンジやＲレンジでは、エンジン２２の運転停止が行なわれるが、Ｂレンジでは、エンジン２２の運転停止は行なわれない。なお、シフトレバー８１がＤレンジに操作されているときのエンジン２２の運転停止は、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な動力との和として車両全体に要求される動力が、エンジン２２を効率よく運転できる範囲を定める所定動力未満のときに行なわれる。なお、ＡＴ用駆動力ディマンドでのパワートレーン制御装置の場合、上記モータＭＧ１、ＭＧ２はない。

次に、図１を参照して、本実施形態の動作について説明する。

［ステップＳ００１］
まず、ステップＳ００１にて、アクセル開度ＰＡＰと、車速（ペラシャフト回転数）の読み込みが行なわれる。

［ステップＳ００２］
次に、ステップＳ００２にて、ドライバーが要求するペラシャフトトルク（ドライブシャフトトルク）、即ち、ドライバー要求ペラシャフトトルク（ドライブシャフトトルク）が算出される。例えば、図２に示すようなマップが参照されて、上記ステップＳ００１にて読み込まれたアクセル開度ＰＡＰと、車速（ペラシャフト回転数）に基づいて、ドライバー要求ペラシャフトトルク（駆動力（目標ペラトルク））が算出される。

［ステップＳ００３］
次に、ステップＳ００３にて、ドライバーが要求するパワー（ドライバー要求パワー）と、ドライバーが要求するエンジン回転数（ドライバー要求エンジン回転数）が算出される。

ドライバー要求パワーは、上記ステップＳ００２にて算出されたドライバー要求ペラシャフトトルクと、上記ステップＳ００１にて読み込まれたペラシャフト回転数に基づいて、算出される。ここで、ドライバー要求パワー＝ドライバー要求ペラシャフトトルク×ペラシャフト回転数である。

ドライバー要求エンジン回転数は、例えば、図３に示すようなマップが参照されて、燃費最適線３０１に基づいて算出される。ドライバー要求パワーがＰ１である場合、ドライバー要求エンジン回転数は、ＮＥ１となる。

［ステップＳ００４］
次に、ステップＳ００４にて、各変速点制御による目標ペラトルクの算出、エンジン回転数下限ガード値の算出が実施される。このステップＳ００４は、図５の動作が実施されることにより実現される。以下、図５を参照して説明する。

[ステップＳ１０１]
ステップＳ１０１では、変速点制御実行中の目標減速度（Ｇtgt）が算出される。変速点制御は、特に限定されないが例えば、いわゆるアクセル急閉時制御、急減速時ダウンシフト制御、コーナー制御、登降坂制御、追従ダウンシフト制御、交差点制御、高速道路退出路制御、料金所制御（いずれも公知）等が含まれる。変速点制御実行中の目標減速度（Ｇtgt）には、例えば車速などの車両の状態を細かく反映させることができる。

[ステップＳ１０２]
次に、ステップＳ１０２では、変速点制御実行中の目標ペラトルク（Ｔpaai）を算出する。

アクセル全閉時の目標ペラトルクは、目標減速度（Ｇtgt）から算出される。アクセル全閉時の目標ペラトルクのみを変更すると、アクセルを踏み込んだ時との駆動力の段差が大きくなるため、アクセル全閉から予め設定された所定開度Ｋpalの間の目標ペラトルクは、アクセル全閉時の目標ペラトルクＴpaai０と、所定開度Ｋpalの目標ペラトルクＴpabsを補完して算出する。以下に説明する。

目標ペラトルクＴpaaiは、アクセル開度ＰＡＰに応じて、以下の３通りの方法で求められる。
[１]アクセル開度ＰＡＰが全閉である場合（ＰＡＰ＝０％）
[２]アクセル開度ＰＡＰが予め設定された所定開度Ｋpal（例えば１０％）以上である場合
[３]アクセル開度ＰＡＰが０〜Ｋpal％未満である場合

[１]アクセル開度ＰＡＰが全閉である場合（ＰＡＰ＝０％）
アクセル開度ＰＡＰが全閉であるとき（ＰＡＰ＝０）の目標ペラトルクＴpaaiの値（Ｔpaai０）は、下記式により算出される。
Ｔpaai０＝目標減速度（Ｇtgt）×車両重量×２×π×タイヤ半径×デフギヤ比

[２]アクセル開度ＰＡＰがＫpal％以上である場合
アクセル開度ＰＡＰがＫpal％以上である場合には、目標ペラトルクＴpaaiの値は、予め設けられたマップ値（Ｔpabs）とされる。即ち、図２に示すように、車速(ペラシャフト回転数)とアクセル開度ＰＡＰに基づいて、求められたマップ値Ｔpabsがそのまま目標ペラトルクＴpaaiとされる。

[３]アクセル開度ＰＡＰが０〜Ｋpal％未満である場合
アクセル開度が０％とＫpal％の間である場合には、下記式を用いて、アクセル開度ＰＡＰに応じて線形補間することにより目標ペラトルクＴpaaiが求められる。
Ｔpaai＝（Ｔpabs−Ｔpaai０）／Ｋpal＊ＰＡＰ＋Ｔpaai０

[ステップＳ１０３]
次に、ステップＳ１０３では、エンジンの停止が許可され、回生制御により制動力が実現されるか否かが判定される。即ち、上記ステップＳ１０１で算出された目標減速度（Ｇtgt）の変速点制御が、再加速性が必要な変速点制御であるか否が判断され、その結果、再加速性が必要な変速点制御であると判断されない場合に、回生制御により制動力が実現されると判定される。ステップＳ１０３の判定の結果、回生制御により制動力が実現されると判定された場合には図５のフローはリターンされ、回生制御により制動力が実現されないと判定された場合に、ステップＳ１０４に進む。

ここで、再加速性が必要な変速点制御は、予め設定された再加速性の向上を狙った変速点制御であり、例えば、いわゆるアクセル急閉時制御、急減速時ダウンシフト制御、コーナー制御（いずれも公知）等が含まれる。一方、再加速性が必要な変速点制御以外の変速点制御（再加速性が不要な変速点制御）は、予め設定されており、例えば、いわゆる登降坂制御、追従ダウンシフト制御、交差点制御、高速道路退出路制御、料金所制御（いずれも公知）等が含まれる。

本実施形態では、実施する制御に応じて、制動力を回生で実現するか、エンジン回転数上昇によるフリクション増加で実現するかを切り替える。

いわゆる登降坂制御・追従制御のように長時間、制動力の制御を行う制御、又は再加速性向上が不要な制御では、燃費悪化防止のため回生（エンジン停止許可）により制動力を実現する。一方、再加速性向上を目的の一つとした、いわゆるアクセル急閉時制御、急減速時制御やコーナー制御では、エンジン回転数上昇によるフリクション増加（エンジン停止禁止）で制動力を実現する。

本実施形態によれば、走行状況に応じて、回生、またはエンジン回転数上昇によるフリクションにより制動力を実現する手段を切り替えるため、燃費への弊害を少なく、ドライバビリティの向上を図ることができる。本実施形態では、ダウンシフトで制動力を上げる制御の場合（ステップＳ１０３−Ｎ）、以下のステップＳ１０４〜ステップＳ１０９により、目標エンジン回転数下限ガードが算出される。

[ステップＳ１０４]
ステップＳ１０４では、各変速点制御実行中の目標パワー（Ｐｗａｉ'）の算出が行われる。変速点制御での低変速段への変速の実施時の要求パワーが算出される。
Ｐｗａｉ'＝Ｐｗａｉ−Ｐ_ＬＲ−Ｐ_Ｔ／Ｍ
Ｐｗａｉ＝Ｔpaai０×ペラシャフト回転数（Ｎｐ）

ここで、Ｐｗａｉは、ペラ軸上のパワーである。Ｐ_ＬＲはロードロードであり、Ｐ_Ｔ／Ｍは、トランスミッションの損失である。

[ステップＳ１０５]
次に、ステップＳ１０５では、各変速点制御実行中の目標エンジン回転数下限ガードの基本値（ベース値）（Ｎegdaibs）が図４のマップから求められる。図４に示すように、目標エンジン回転数下限ガードの基本値（Ｎegdaibs）は、目標減速度（Ｇtgt）を実現するパワーＰｗａｉ'を、エンジンフリクショントルクＱのみで実現するエンジン回転数とする。例えば、等パワーラインＰ０、Ｐ１、Ｐ２、‥Ｐｎ上で、上記ステップＳ１０４で求めたＰｗａｉ'がＰ２に相当する場合の目標エンジン回転数下限ガードの基本値（Ｎegdaibs）は、符号Ｎegdaibs１で示す値である。

ＡＴ用駆動力制御システムの場合、目標エンジン回転数下限ガードの基本値（Ｎegdaibs）よりも低回転であるが、一番近い回転数を実現するギヤ比を車速に基づいて選択し、そのギヤ比と車速から算出されるエンジン回転数を、補正済目標エンジン回転数下限ガードの基本値（Ｎegdaibs’）とする。

[ステップＳ１０６]
ステップＳ１０６では、各変速点制御実行中の目標エンジン回転数下限ガード値の上限ガード処理が実施される。目標エンジン回転数下限ガード値の上限ガードｔ＿ｇｄには、例えば、以下のように、ＮＶによるガード、ＭＧ１温度によるガード、ＡＴＦ油温によるガードが用いられる。
ｔ＿ｇｄ＝ＭＡＸ（ＮＶによるガード、ＭＧ１温度によるガード、ＡＴＦ油温によるガード）

補正済目標エンジン回転数下限ガードの基本値（Ｎegdaibs’）が上限ガードｔ＿ｇｄ以下となるようにガード処理した結果の値として、補正済目標エンジン回転数下限ガード（Ｎegdaigd）が求められる。

ＭＧ１の温度上昇によりマグネットの減磁の可能性がある場合や、ＡＴＦ油温の上昇により、ブリーザー吹きの可能性がある場合には、エンジン回転数の上昇幅に規制をかける（ダウンシフト量に規制をかける）。本実施形態のハイブリッドシステム（ＴＨＳ）では、ダウンシフト時にエンジン回転数を上昇させるが、そのエンジン回転数はＭＧ１で制御される。エンジン回転数を高い状態にすることによりＭＧ１が発熱し、温度が上昇し、マグネットが減磁する可能性がある。また、ＭＧ１の温度上昇によりＡＴＦの油温が上昇し、これによりブリーザー吹きの可能性がある。これらを考慮して、目標エンジン回転数下限ガード値の上限ガード処理が実施される。

[ステップＳ１０７]
次に、ステップＳ１０７では、各変速点制御実行中のベース目標変速比（Ｒatiotbs）が求められる。ベース目標変速比（Ｒatiotbs）は、補正済目標エンジン回転数下限ガード（Ｎegdaigd）と、ペラ回転数Ｎｐとから下記式により求められる。
Ｒatiotbs＝Ｎegdaigd／Ｎｐ

[ステップＳ１０８]
次に、ステップＳ１０８では、各変速点制御実行中の目標変速比最大値（Ｒatiot（i））の算出が行われる。今までの変速点制御では、変速点の切り替え（ダウンシフト）が行われた後は、例えばアクセルオンなどの復帰条件が成立するまでは、そのダウンシフト先のギヤ段が維持される。本実施形態においても、復帰条件が成立するまでは、ギヤ段を維持すべく、下記式に示すような目標変速比のなましが行われる。
Ｒatiot（i）＝ＭＡＸ（Ｒatiotbs、Ｒatiot（i−１））

ステップＳ１０８について、図８を参照して説明する。ブレーキＸＳＴＰのオンをトリガーに変速点制御が行われると、目標減速度Ｇ及び目標ペラトルクＴＰが負側に増大する。ステップＳ１０８のなまし処理が行われないとすると、目標変速比は、その目標ペラトルクＴＰにそのまま対応した形となり、途中から破線で示すように下降するが、上記式に示すように、前回の制御フロー実行時の目標変速比最大値（Ｒatiot（i−１））以下の値にはならないため、図８の実線に示すように、目標変速比が下降せずに高い値に保持される。

このように、上記式により、目標変速比が下降する側では、前回の制御フロー実行時の目標変速比最大値（Ｒatiot（i−１））が採用され、一方、目標変速比が上昇する側では、ベース目標変速比（Ｒatiotbs）が採用される。

[ステップＳ１０９]
次に、ステップＳ１０９では、各変速点制御実行中の目標エンジン回転数下限ガードの値が上記目標変速比最大値（Ｒatiot（i））から求められる。具体的には、下記式により算出される。
Ｎegdai＝Ｒatiot×Ｎｐ

ステップＳ１０９の次に、図５の制御フローはリターンされる。次に、図１のステップＳ００５が行われる。

[ステップＳ００５]
ステップＳ００５では、変速点制御の実施要求があるか否か、即ち、変速点制御による目標ペラトルクの変更要求があるか否かが判定される。その判定の結果、肯定的に判定された場合には、ステップＳ００６に進み、そうでない場合には、ステップＳ００７に進む。

［ステップＳ００７］
変速点制御の実施要求がない場合（ステップＳ００５−Ｎ）には、ステップＳ００７において、上記ステップＳ００２で算出されたドライバー要求ペラトルクと、ステップＳ００３で算出されたドライバー要求エンジン回転数が選択される。

[ステップＳ００６]
変速点制御の実施要求がある場合（ステップＳ００５−Ｙ）には、ステップＳ００６において、変速点制御時の目標ペラトルクが選択され、エンジン回転数下限ガードによりドライバー要求エンジン回転数が補正される。即ち、ステップＳ００７において、ステップＳ００２で算出されたドライバー要求ペラトルクが選択されたのに代えて、ステップＳ００６では、上記ステップＳ１０２で求められた変速点制御実行中の目標ペラトルクＴpaaiが選択される。

また、ステップＳ００７において、上記ステップＳ００３にて求められたドライバー要求エンジン回転数が選択されたのに代えて、ステップＳ００６では、上記ステップＳ１０９にて求められた変速点制御中の目標エンジン回転数下限ガードＮegdaiにより、上記ステップＳ００３にて求められたドライバー要求エンジン回転数が補正された値が用いられる。

［ステップＳ００８］
ステップＳ００８では、エンジントルクＴｅ＊、ＭＧ１回転数Ｎｍ１＊、目標ＭＧ１トルクＴｍ１＊、目標ＭＧ２トルクＴｍ２＊が算出される。以下に、その算出方法について詳細に説明する。

上記ステップＳ００６又はステップＳ００７にて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標ペラシャフトトルクＴｐ＊とを設定し、Ｎｅ＊≦ＮｅＬ＊の場合、Ｎｅ＊＝ＮｅＬ＊とすると、Ｔｐ＊×Ｎｐ＝Ｔｅ＊×Ｎｅ＊となるため、Ｔｅ＊＝Ｔｐ＊×Ｎｐ／Ｎｅ＊となる（Ｎｐはペラシャフト回転数）。そして、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝換算係数ｋ・車速Ｖ）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＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する。

動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図を図７に示す。図中、左のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ３２（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒを示す。サンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１でありキャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅであるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊はリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝ｋ・Ｖ）とエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（１）により計算することができる。

したがって、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようトルク指令Ｔｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することにより、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。ここで、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「ＫＰ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ＫＩ」は積分項のゲインである。

なお、図７における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＊がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。

Nm1*＝(Ne*・(1＋ρ)−k・V)/ρ （１）
Tm1*＝前回Tm1*＋KP（Nm1*−Nm1)＋KI∫(Nm1*−Nm1)dt （２）

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、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と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに作用させるためにモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを図７の共線図のトルクの釣り合い関係から定まる次式（３）により計算すると共に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づいて次式（４）および次式（５）によりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの下限，上限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算し、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐと計算したトルク制限Ｔｍ２ｍａｘとのうち小さい方を変数Ｔに設定し、この変数Ｔとトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎとのうち大きい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定する。これにより、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。

Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr （３）
Tm2min＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 （４）
Tm2max＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 （５）

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、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。

本実施形態によれば、アクセル開度と車速（ペラシャフト回転数）から決まるドライバー要求ペラシャフトトルク（ドライズシャフトトルク）または駆動力を実現するように、エンジン回転数、エンジントルク、ＭＧ１回転数、ＭＧ１トルク、ＭＧ２トルク等を決定するハイブリッドシステム制御装置（駆動力ディマンドでのパワートレーン制御装置）において、例えば登降坂制御等の変速点制御実施要求がある場合、変速段規制ではなく、目標加減速度（ステップＳ１０１）から、目標ペラシャフトトルク（ステップＳ１０２）、目標エンジン回転数下限ガード（ステップＳ１０４〜ステップＳ１０９）を設定し、目標加減速度に応じた加減速度変更（ＣＶＴを用いた場合には無段階の加減速度変更）を実現することが可能となる。

ＡＴ用駆動力ディマンドでのパワートレイン制御装置の場合、目標エンジン回転数下限ガード（ステップＳ１０４〜ステップＳ１０９）よりも低回転だが、一番近い回転数を実現するギヤ比を選択し、その場合、そのギヤ比のフリクショントルクだけでは目標ペラトルクを実現できない場合、ブレーキ制動力を補うことで、目標ペラトルクを実現し、目標加減速度に応じた減速度変更を実現することが可能となる。

本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）従来のＡＴと異なり、ＨＶシステム、ＣＶＴでは、目標減速度に応じて駆動力を無段階で制御できるため、よりシチュエーションに合った減速度を実現することが可能となる。
（２）ＡＴ用駆動力制御システムにおいても、目標減速度に応じて駆動力を制御できるため、よりシチュエーションに合った減速度を実現することが可能となる。
（３）アクセル全閉からアクセルを踏み込んだときの駆動力の段差が縮小する。

（４）ダウンシフトで制動力を上げる場合には、エンジンフリクションによる制動力の上昇を実現することが可能となる（ＨＶ車両では回生制御を行わなくてもよい）。
（５）ダウンシフトで制動力を上げる場合には、変速点制御の実施によるエンジン回転数の高回転域の使用によるＮＶ悪化、ＡＴＦ油温の上昇によるブリーザー吹き、ＭＧ１温度上昇によるモータ減磁を回避することが可能となる。
（６）ダウンシフトで制動力を上げる場合には、上述したように、変速制御実行中の目標減速度（Ｇtgt）に基づいて駆動力制御が行われることにより、より適した制御を行うことが可能となる。例えば、コーナー制御において、従来は、コーナーの曲がり度合いと道路勾配に基づいて、目標変速段が決定されていたため、車速に関わらず同じ目標変速段への制御がなされていた。これに対して、本実施形態では、目標減速度（Ｇtgt）に基づいて駆動力制御が行われることにより、車速低下等による目標制動力低下（目標減速度増加）後の再加速時に低速ギヤ比の使用により、加速応答性を向上させることが可能となる。

本実施形態では、以下の技術が開示される。
（項１）
動力源のトルクまたは回転数を制御することにより出力トルクを変化させる制駆動力制御装置であって、
走行環境又は走行状況に基づいて、目標減速度を求める手段と、
前記目標減速度に基づいて、必要エンジンブレーキ力（Ｐｗａｉ’）を算出する手段（ステップＳ１０４）と、
前記必要エンジンブレーキ力となるようなエンジン回転数下限ガード値（Ｎegdai）を設定する手段（ステップＳ１０５、ステップＳ１０６）と、
前記エンジン回転数下限ガード値（Ｎegdai）に基づいて、前記動力源の回転数を制御する手段と
を備えたことを特徴とする制駆動力制御装置。

上記項１によれば、変速機を持たない車両の通常走行時においても道路状況に応じた走行規制制御が可能となる。

（項２）
項１記載の制駆動力制御装置において、
前記エンジン回転数下限ガード値（Ｎegdai）は、前記目標減速度を実現するための前記必要エンジンブレーキ力（Ｐｗａｉ’）を、エンジンフリクショントルクで実現する回転数に対応している
ことを特徴とする制駆動力制御装置。

上記項２によれば、車両の再加速性が向上する。

（項３）
項１または２に記載の制駆動力制御装置において、
前記エンジン回転数下限ガード値（Ｎegdai）は、現在の目標変速比（Ｒatiotbs）と、前記現在の目標変速比（Ｒatiotbs）が算出される前の目標変速比（Ｒatiot（i-1））の大きな方の目標変速比に基づいて算出される
ことを特徴とする制駆動力制御装置。

（項４）
項１から３のいずれか１項に記載の制駆動力制御装置において、
前記エンジン回転数下限ガード値（Ｎegdai）には、上限ガード処理が行われる
ことを特徴とする制駆動力制御装置。

上記項４によれば、エンジン回転数が増大しすぎることが抑制される。

（項５）
項１から４のいずれか１項に記載の制駆動力制御装置において、
前記制駆動力制御装置は、内燃機関及び電動機を有するハイブリッド車両の制駆動力制御装置であり、
前記内燃機関のトルク及び回転数、並びに前記電動機のトルク及び回転数を制御することにより、前記出力トルクを変化させる
ことを特徴とする制駆動力制御装置。

（項６）
項１から５のいずれか１項に記載の制駆動力制御装置において、
予め設定された所定アクセル開度以下の場合の目標出力トルクは、アクセル全閉時の目標出力トルクと、前記所定アクセル開度のときの目標出力トルクに基づいて、算出される
ことを特徴とする制駆動力制御装置。

（項７）
項５記載の制駆動力制御装置において、
前記アクセル全閉から前記所定アクセル開度の間のアクセル開度の場合の目標出力トルクは、前記アクセル全閉時の目標出力トルクと前記所定アクセル開度の場合の目標出力トルクとの間で、アクセル開度の増加に合わせて比例増加するものとして算出される
ことを特徴とする制駆動力制御装置。

本発明の制駆動力制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の制駆動力制御装置の第１実施形態において、ドライバー要求ペラシャフトトルクを算出するためのマップである。 本発明の制駆動力制御装置の第１実施形態において、ドライバー要求エンジン回転数を算出するためのマップである。 本発明の制駆動力制御装置の第１実施形態において、各変速点制御実行中の目標エンジン回転数下限ガードの基本値を説明するための図である。 本発明の制駆動力制御装置の第１実施形態の他の動作を示すフローチャートである。 本発明の制駆動力制御装置の第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。 本発明の制駆動力制御装置の第１実施形態において、前方車両との相対的位置関係に応じた変速段を示すマップである。 本発明の制駆動力制御装置の第１実施形態の更に他の動作を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

２０ ハイブリッド車両
２２ エンジン
２４ エンジンＥＣＵ
２６ クランクシャフト
２８ ダンパ
３０ 動力分配機構
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ＥＣＵ
４１ インバータ
４２ インバータ
４３ 回転位置検出センサ
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ＥＣＵ
５４ 電力ライン
６０ ギヤ機構
６２ デファレンシャルギヤ
６３ａ 駆動輪
６３ｂ 駆動輪
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
８８ 車速センサ
４０１ １速の領域
４０２ ２速の領域
４０３ ３速の領域
４０４ ４速の領域
４０５ ５速の領域
４０６ ６速の領域
Ａｃｃ アクセル開度
ＢＰ ブレーキペダルポジション
ＭＧ１ モータジェネレータ
ＭＧ２ モータジェネレータ
ＰＡＰ アクセル開度
ＳＰ シフトポジション
Ｖ 車速

Claims (4)

1. 動力源のトルクまたは回転数を制御することにより出力トルクを変化させる制駆動力制御装置であって、
   走行環境又は走行状況に基づいて、目標減速度を求める手段と、
   前記目標減速度に基づいて、必要エンジンブレーキ力を算出する手段と、
   前記必要エンジンブレーキ力となるようなエンジン回転数下限ガード値を設定する手段と、
   前記エンジン回転数下限ガード値に基づいて、前記動力源の回転数を制御する手段と
   を備え、
   前記エンジン回転数下限ガード値は、現在の目標変速比最大値に基づいて算出され、
   前記現在の目標変速比最大値は、ベース目標変速比と、前記ベース目標変速比が算出される前の目標変速比最大値のうち大きな方の値であり、
   前記ベース目標変速比は、目標エンジン回転数下限ガードと、ペラ回転数とから求められる値であり、
   前記目標エンジン回転数下限ガードは、目標エンジン回転数下限ガードの基本値が上限ガード以下となるようにガード処理した値であり、
   前記目標エンジン回転数下限ガードの基本値は、前記目標減速度を実現するパワーを、エンジンフリクショントルクのみで実現するエンジン回転数である
   ことを特徴とする制駆動力制御装置。
2. 請求項１に記載の制駆動力制御装置において、
   前記制駆動力制御装置は、内燃機関及び電動機を有するハイブリッド車両の制駆動力制御装置であり、
   前記内燃機関のトルク及び回転数、並びに前記電動機のトルク及び回転数を制御することにより、前記出力トルクを変化させる
   ことを特徴とする制駆動力制御装置。
3. 請求項１または２に記載の制駆動力制御装置において、
   予め設定された所定アクセル開度以下の場合の目標出力トルクは、アクセル全閉時の目標出力トルクと、前記所定アクセル開度のときの目標出力トルクに基づいて、算出される
   ことを特徴とする制駆動力制御装置。
4. 請求項３に記載の制駆動力制御装置において、
   前記アクセル全閉から前記所定アクセル開度の間のアクセル開度の場合の目標出力トルクは、前記アクセル全閉時の目標出力トルクと前記所定アクセル開度の場合の目標出力トルクとの間で、アクセル開度の増加に合わせて比例増加するものとして算出される
   ことを特徴とする制駆動力制御装置。

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