JP6681785B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、いずれかの車輪を駆動する第１動力源及び第２動力源を備え、第２動力源による駆動から第１動力源による駆動への切替制御を行う車両に関する。

特許文献１には、クラッチを介して前輪（又は後輪）にエンジンが接続され、後輪（又は前輪）にモータが接続される車両が開示される。エンジンとモータとクラッチは、動力制御装置により制御される。特許文献１で示される車両のように複数の動力源（エンジンとモータ）を備える場合、燃費効率等の観点で一方の動力源による駆動から他方の動力源による駆動に切り替える場面がある。例えば、車両がモータの駆動力により走行している最中に、運転者がアクセルペダルを踏み増すと、モータによる駆動からエンジンによる駆動へ切り替えられる場合がある。このとき、動力制御装置は、車両の駆動力の目標値（目標車両動力）からクラッチを介して車輪に伝達されるエンジンの駆動力の目標値（目標伝達容量）を減算し、算出した値をモータの指示駆動力（指示動力）とする。

特開２０１５−１２３８４９号公報

各装置には応答／通信遅れが発生する。このことに起因して、従来の減算で求められる指示駆動力でモータを制御すると、エンジンの実駆動力が目標車両駆動力に近づく際に、目標車両動力を超える現象、所謂オーバーシュートが発生しやすい。オーバーシュートが発生すると、運転者は車両の挙動に違和感を覚える。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであって、一方の動力源による駆動から他方の動力源による駆動への切り替えを円滑に行うことができる車両を提供することを目的とする。

本発明に係る車両は、車輪を駆動する第１動力源と、前記車輪又は別の車輪を駆動する第２動力源と、前記車輪と前記第１動力源との動力伝達経路上に設けられ、圧力に応じて解放又は締結することにより前記動力伝達経路を遮断状態又は接続状態にするクラッチと、前記第１動力源及び前記第２動力源が発生させる動力の目標値である目標車両動力、及び、前記クラッチの出力限界値の目標値である目標伝達容量を設定するための運転者からの入力を行う目標動力入力部と、前記目標車両動力に基づいて前記第１動力源及び前記第２動力源を制御する動力制御部と、前記目標伝達容量に基づいて前記クラッチに加える前記圧力を制御するクラッチ制御部とを備え、前記動力制御部は、前記第２動力源による駆動から前記第１動力源による駆動へ切り替える際に、前記目標車両動力と前記目標伝達容量との比率に基づいて前記第２動力源の指示動力を求め、前記指示動力に基づいて前記第２動力源を制御することを特徴とする。

本発明によれば、第２動力源による駆動から第１動力源による駆動へ切り替える際に、目標車両動力と目標伝達容量との比率に基づいて第２動力源の指示動力を求め、指示動力に基づいて第２動力源を制御する。第２動力源を、比率で求めた指示動力により制御する場合、減算で求めた指示動力により制御する場合と比較して、車両の実駆動力が目標車両動力を超えるオーバーシュートを抑制することができる。その結果として、動力源の切り替えを円滑に行うことができるようになる。また、比率を用いることにより、目標車両動力と目標伝達容量に誤差があったとしても、その誤差が指示動力に及ぼす影響を低減できる。

上記構成では、第１動力源からクラッチを介して車輪に伝達する実動力でなく、そのクラッチの出力限界値の目標値（目標伝達容量）を用いる。実動力はクラッチに加える圧力の実測値から推定されるが、その推定値には誤差が含まれる。一方、目標値はこうした誤差の影響を受けない。また、実動力の推定値は外乱の影響を受けるが、目標値は外乱の影響を受けない。更に、実動力の推定値を用いる場合は制御遅れが生じるが、目標値を用いれば制御遅れは生じない。

前記動力制御部は、１−（前記目標伝達容量／前記目標車両動力）を用いて前記第２動力源の前記指示動力を求めてもよい。目標伝達容量／目標車両動力は、時間経過に伴い１に近づき、１−（前記目標伝達容量／前記目標車両動力）は０に近づく。このため、１−（前記目標伝達容量／前記目標車両動力）という値を用いることで、第２動力源の指示動力を徐々に０に近づけることができる。その結果として、動力源の切り替えを円滑に行うことができるようになる。

前記動力制御部は、前記目標車両動力と前記目標伝達容量との減算により前記第２動力源の目標動力を求め、前記目標動力に１−（前記目標伝達容量／前記目標車両動力）を乗ずることにより前記第２動力源の前記指示動力を求めてもよい。目標伝達容量／目標車両動力は、時間経過に伴い１に近づき、１−（前記目標伝達容量／前記目標車両動力）は０に近づく。このため、目標動力に１−（前記目標伝達容量／前記目標車両動力）という値を乗ずることで、第２動力源の指示動力を徐々に０に近づけることができる。その結果として、動力源の切り替えを円滑に行うことができるようになる。

本発明によれば、第２動力源による駆動から第１動力源による駆動への切替制御時に、車両の実駆動力が目標車両動力を超えるオーバーシュートを抑制することができる。その結果として、切り替えを円滑に行うことができるようになる。

図１は本発明の一実施形態に係る車両の駆動系及びその周辺の概略構成図である。 図２Ａは時間経過に伴い変化する目標車両駆動力と目標伝達容量と目標モータ駆動力とリミット値と指示駆動力とを示す図である。図２Ｂは時間経過に伴い変化する目標車両駆動力と本発明により得られる実駆動力と従来技術により得られる実駆動力とを示す図である。 図３Ａは時間経過に伴い変化する目標車両駆動力と目標伝達容量と目標モータ駆動力と指示駆動力とを示す図である。図３Ｂは時間経過に伴い変化する目標車両駆動力と本発明により得られる実駆動力と従来技術により得られる実駆動力とを示す図である。 図４は本実施形態における第２動力源から第１動力源への切替制御を示すフローチャートである。 図５はＥＣＵの動力制御部で行われる演算工程をブロック化したブロック図である。 図６は本発明の変形例に係る車両の駆動系及びその周辺の概略構成図である。

以下、本発明について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書では車両１０の動力や、各動力源（エンジン１２、第１〜第３走行モータ１４、１６、１８）の出力を「駆動力［Ｎ］」とも称する。エンジン１２及び第１〜第３走行モータ１４、１６、１８の駆動力は、車輪端駆動力［Ｎ］として定義することができ、トルク［Ｎｍ］と、変速機３４のギア比と、車輪動半径［ｍ］から算出することが可能である。

Ｉ．一実施形態
［１．構成］
（１−１．全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る車両１０の駆動系及びその周辺の概略構成図である。図１に示すように、車両１０は、車両１０の後ろ側に直列配置されるエンジン１２及び第１走行モータ１４と、車両１０の前側に配置される第２及び第３走行モータ１６、１８と、高圧バッテリ２０と、第１〜第３インバータ２２、２４、２６と、駆動電子制御装置２８と、第１〜第３クラッチ３０、３２ａ、３２ｂと、変速機３４とを有する。

以下では、第１走行モータ１４を「第１モータ１４」又は「モータ１４」という。また、第２走行モータ１６を「第２モータ１６」又は「モータ１６」という。また、第３走行モータ１８を「第３モータ１８」又は「モータ１８」という。また、高圧バッテリ２０を「バッテリ２０」という。また、駆動電子制御装置２８を「駆動ＥＣＵ２８」又は「ＥＣＵ２８」という。

エンジン１２及び第１モータ１４は、第１クラッチ３０及び変速機３４を介して左後輪４２ａ及び右後輪４２ｂ（以下「後輪４２」又は「車輪４２」と総称する。）に接続される。エンジン１２及び第１モータ１４は、第１動力源３８（以下「動力源３８」ともいう。）を構成する。第１クラッチ３０は、エンジン１２の駆動力Ｆ１ｅと第１モータ１４の駆動力Ｆ１ｍの合計の駆動力Ｆ１（＝Ｆ１ｅ＋Ｆ１ｍ）を入力し、後輪４２に駆動力Ｆ１´を出力する。図１において、第１動力源３８は、車両１０の後ろ側に配置されているが、車両１０の前側に配置されていてもよい。

第２モータ１６は、その出力軸が第２クラッチ３２ａ及び減速機４０ａを介して左前輪３６ａの回転軸に接続される。第２クラッチ３２ａは、第２モータ１６から駆動力Ｆ２ａを入力し、左前輪３６ａに駆動力Ｆ２ａ´を出力する。第３モータ１８は、その出力軸が第３クラッチ３２ｂ及び減速機４０ｂを介して右前輪３６ｂの回転軸に接続される。第３クラッチ３２ｂは、第３モータ１８から駆動力Ｆ２ｂを入力し、右前輪３６ｂに駆動力Ｆ２ｂ´を出力する。第２及び第３モータ１６、１８は、第２動力源４４（以下「動力源４４」ともいう。）を構成する。以下では、左前輪３６ａ及び右前輪３６ｂを合わせて前輪３６又は車輪３６と総称する。第２及び第３クラッチ３２ａ、３２ｂが完全に締結する場合、第２動力源４４で発生させる駆動力Ｆ２（＝Ｆ２ａ＋Ｆ２ｂ）は、前輪３６に伝達される駆動力Ｆ２´（＝Ｆ２ａ´＋Ｆ２ｂ´）と等しくなる。減速機４０ａ、４０ｂを遊星歯車で構成する場合、第２クラッチ３２ａ及び第３クラッチ３２ｂに代えて、例えば、特開２０１２−０５０３１５号公報における油圧ブレーキを用いることができる。

例えば、車両１０が低車速のときに第２及び第３モータ１６、１８による駆動を行い、中車速のときにエンジン１２及び第２及び第３モータ１６、１８による駆動を行い、高車速のときにエンジン１２及び第１モータ１４による駆動を行う。また、第２及び第３モータ１６、１８による駆動中に、アクセルペダル７２の踏み増しが発生したときに、エンジン１２及び／又は第１モータ１４による駆動に切り替える。また、低車速（又は中車速）のときには、第１クラッチ３０により第１動力源３８と変速機３４とを切り離した状態（又は接続した状態）でエンジン１２により第１モータ１４を駆動させることで第１モータ１４による発電を行い、その発電電力を第２及び第３モータ１６、１８若しくは図示しない補機に供給し又はバッテリ２０に充電することもできる。換言すると、第１モータ１４を発電機として用いることもできる。

バッテリ２０は、第１〜第３インバータ２２、２４、２６を介して第１〜第３モータ１４、１６、１８に電力を供給すると共に、第１〜第３モータ１４、１６、１８からの回生電力Ｐｒｅｇを充電する。

駆動ＥＣＵ２８は、各種センサ及び各電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という。）からの出力に基づいてエンジン１２及び第１〜第３インバータ２２、２４、２６を制御することにより、エンジン１２及び第１〜第３モータ１４、１６、１８の出力を制御する。また、駆動ＥＣＵ２８は、第１〜第３クラッチ３０、３２ａ、３２ｂを制御する。更に、図示しないが、駆動ＥＣＵ２８は、変速機３４を制御する。駆動ＥＣＵ２８は、入出力部５０、演算部５２及び記憶部５４を有する。また、駆動ＥＣＵ２８は、複数のＥＣＵを組み合わせたものであってもよい。例えば、エンジン１２及び第１〜第３モータ１４、１６、１８それぞれに対応して設けた複数のＥＣＵと、エンジン１２及び第１〜第３モータ１４、１６、１８の駆動状態を管理するＥＣＵと、変速機３４及び第１〜第３クラッチ３０、３２ａ、３２ｂの動作を制御するＥＣＵにより駆動ＥＣＵ２８を構成してもよい。

ＥＣＵ２８の演算部５２は、動力制御部５６及びクラッチ制御部５８を有する。各制御部５６、５８は、演算部５２が記憶部５４に記憶されたプログラムを実行すること等により実現される。動力制御部５６は、目標車両総駆動力Ａ（後述）に基づいて第１動力源３８及び第２動力源４４の出力を制御する。クラッチ制御部５８は、目標クラッチ駆動力伝達容量Ｂ（後述）に基づいて第１クラッチ３０に加える圧力（油圧Ｐ）を制御する。

ＥＣＵ２８は、車両１０の「駆動状態」として「ＲＷＤ」（後輪駆動：Rear Wheel Drive）、「ＦＷＤ」（前輪駆動：Front Wheel Drive）及び「ＡＷＤ」（前後輪駆動：All Wheel Drive）を切り替える。ＲＷＤ及びＦＷＤは、いずれも２輪駆動（２ＷＤ）であり、ＡＷＤは、４輪駆動（４ＷＤ）である。また、ＥＣＵ２８は、車両１０の減速時に直前の駆動状態に応じて第１〜第３モータ１４、１６、１８の少なくとも１つにより回生を行う。

駆動ＥＣＵ２８に対して出力する各種センサには、例えば、アクセルペダル開度センサ６０、車速センサ６２、電流センサ６４、回転数センサ６６、６８及び油圧センサ７０がある。

（１−２．各部の構成及び機能）
エンジン１２は、例えば、６気筒型エンジンであるが、２気筒、４気筒又は８気筒型等のその他のエンジンであってもよい。また、エンジン１２は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン、空気エンジン等のエンジンとすることができる。

第１〜第３モータ１４、１６、１８は、例えば、３相交流ブラシレス式であるが、３相交流ブラシ式、単相交流式、直流式等のその他のモータであってもよい。第１〜第３モータ１４、１６、１８の仕様は等しくても異なるものであってもよい。

第１〜第３インバータ２２、２４、２６は、３相ブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、直流を３相の交流に変換して第１〜第３モータ１４、１６、１８に供給する一方、第１〜第３モータ１４、１６、１８の回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をバッテリ２０に供給する。

バッテリ２０は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池又はキャパシタ等を利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。なお、第１〜第３インバータ２２、２４、２６とバッテリ２０との間に図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを設け、バッテリ２０の出力電圧又は第１〜第３モータ１４、１６、１８の出力電圧を昇圧又は降圧してもよい。

第１〜第３クラッチ３０、３２ａ、３２ｂは、動力源３８、４４の出力軸に連結されるディスクと、変速機３４又は減速機４０ａ、４０ｂの回転軸に連結されるプレートとを備えた油圧クラッチである。第１〜第３クラッチ３０、３２ａ、３２ｂは、ＥＣＵ２８により制御される油圧Ｐに応じてディスクとプレートを解放又は締結し、第１〜第３クラッチ３０、３２ａ、３２ｂから車輪３６、４２までの動力伝達経路を遮断状態又は接続状態にする。第１〜第３クラッチ３０、３２ａ、３２ｂから出力される駆動力Ｆ１´、Ｆ２ａ´、Ｆ２ｂ´は、動力源３８、４４の駆動力Ｆ１、Ｆ２ａ、Ｆ２ｂと、油圧Ｐに応じて決まる第１クラッチ３０の出力限界値（クラッチ駆動力伝達容量）によって決まる。駆動力Ｆ１、Ｆ２ａ、Ｆ２ｂが出力限界値未満である場合、駆動力Ｆ１´、Ｆ２ａ´、Ｆ２ｂ´は駆動力Ｆ１、Ｆ２ａ、Ｆ２ｂとなる。一方、駆動力Ｆ１、Ｆ２ａ、Ｆ２ｂが出力限界値以上である場合、駆動力Ｆ１´、Ｆ２ａ´、Ｆ２ｂ´は出力限界値となる。

車両１０の駆動系の構成としては、例えば、特許文献１、特開２０１５−１２３７８４号公報、特開２０１２−０５０３１５号公報、特開２０１１−０７９３７９号公報等に記載のものを用いることができる。例えば、図示しない油圧ポンプ、ソレノイド、ワンウェイクラッチ等を第２及び第３モータ１６、１８側に設け、必要に応じて駆動ＥＣＵ２８で制御することにより、第２及び第３モータ１６、１８の動作を制御することができる。

アクセルペダル開度センサ６０は、アクセルペダル７２の開度（以下「ＡＰ開度θａｐ」という。）を検出する。車速センサ６２は、車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出する。電流センサ６４は、第１〜第３モータ１４、１６、１８の入出力電流Ｉｍｏｔ［Ａ］を検出する。回転数センサ６６は、第１〜第３モータ１４、１６、１８の単位時間当たりの回転数Ｎｍｏｔ［ｒｐｍ］を検出する。回転数センサ６８は、エンジン１２の単位時間当たりの回転数Ｎｅｎｇ（以下「エンジン回転数Ｎｅｎｇ」ともいう。）［ｒｐｍ］を検出する。油圧センサ７０は、第１クラッチ３０に加えられる油圧Ｐ［Ｐａ］を検出する。

［２．第２動力源４４から第１動力源３８への切替制御］
以下で、本実施形態の一例として、モータ１６、１８（第２動力源４４）により駆動するＥＶ走行からエンジン１２（第１動力源３８）により駆動するＥＮＧ走行への切替制御について説明する。

一般に、エンジンと油圧クラッチとモータの応答性を比較すると、モータの応答性が最速である。油圧クラッチの応答性も比較的速い。エンジンの応答性は遅い。こうしたことから、以下の一例では、第２、第３クラッチ３２ａ、３２ｂを完全に締結し、第２及び第３インバータ２４、２６、すなわちモータ１６、１８を制御するようにしている。つまり、前輪３６に伝達される駆動力Ｆ２´は、モータ１６、１８の駆動力Ｆ２となる。一方、後輪４２には、エンジン１２の駆動力Ｆ１ｅが第１クラッチ３０を介して駆動力Ｆ１´として伝達される。

（２−１．切替制御例１（目標モータ駆動力Ｃ≧リミット値Ｃ´の場合））
図２Ａは、時間経過に伴い変化する目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂと目標モータ駆動力Ｃとリミット値Ｃ´と指示駆動力Ｃ´´とを示す図である。図２Ｂは、時間経過に伴い変化する目標車両駆動力Ａと本発明により得られる実駆動力Ｆｃと従来技術により得られる実駆動力Ｆｃ´とを示す図である。図２Ａ、図２Ｂは、目標モータ駆動力Ｃがモータ１６、１８のリミット値Ｃ´に到達する場合の各目標値、指示値、定格値の変化を示す。なお、図２Ａ及び図２Ｂでは、各目標値、指示値、定格値の変化を見やすくするために、重畳する部分をずらして示している。

ここで、本実施形態で使用する各目標値、指示値、定格値について説明する。本実施形態は、ＥＶ走行からＥＮＧ走行への切替制御を円滑に行うために、切替制御の過渡期に、モータ１６、１８から前輪３６に伝達する駆動力Ｆ２の指示値を独自の演算で求めるものである。本実施形態では、モータ１６、１８を制御する際に、指示値として「指示駆動力Ｃ´´」を演算する。「指示駆動力Ｃ´´」は、「目標車両総駆動力Ａ」と「目標クラッチ駆動力伝達容量Ｂ」と「目標モータ駆動力Ｃ」と「リミット値Ｃ´」とに基づいて演算される。

目標車両総駆動力Ａ（以下「目標車両駆動力Ａ」という。）というのは、運転者の要求に対して、車両１０に必要とされる駆動力Ｆｔａｒ（＝Ｆ１´＋Ｆ２）の目標値（目標車両動力）のことをいう。目標車両駆動力Ａは、例えば、ＡＰ開度θａｐ及び／又は車速Ｖ等に基づいて決定される。目標クラッチ駆動力伝達容量Ｂ（以下「目標伝達容量Ｂ」という。）というのは、第１クラッチ３０の出力限界値の目標値のことをいう。目標伝達容量Ｂは、例えば、目標車両総駆動力Ａ又はＡＰ開度θａｐ及び／又は車速Ｖ等に基づいて決定される。目標モータ駆動力Ｃというのは、第２及び第３モータ１６、１８（第２動力源４４）から出力される駆動力Ｆ２の目標値のことをいう。目標モータ駆動力Ｃは、目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂとの減算（Ａ−Ｂ）により求められる。リミット値Ｃ´というのは、第２及び第３モータ１６、１８から出力される駆動力Ｆ２の限界値（定格値）である。指示駆動力Ｃ´´というのは、第２及び第３モータ１６、１８（第２動力源４４）の制御指示値である。指示駆動力Ｃ´´は、Ｃ´×（Ａ−Ｂ）／Ａ［＝Ｃ´×｛１−（Ｂ／Ａ）｝］、又は、Ｃ×（Ａ−Ｂ）／Ａ［＝Ｃ×｛１−（Ｂ／Ａ）｝］という演算により求められる。

図２Ａに示すように、時点ｔ１前に、車両１０は、第２及び第３モータ１６、１８を動力源とするＥＶ走行をする。ＥＶ走行の際には、目標車両駆動力Ａと目標モータ駆動力Ｃと指示駆動力Ｃ´´は一致する。ＥＣＵ２８は、指示駆動力Ｃ´´（目標モータ駆動力Ｃ）に基づいて第２、第３インバータ２４、２６を制御することにより、第２及び第３モータ１６、１８の駆動力Ｆ２を制御する。

時点ｔ１で、運転者がアクセルペダル７２を踏み増す。時点ｔ２で、ＥＣＵ２８は、例えば、ＡＰ開度θａｐ、車速Ｖ、変速機３４で設定されるギア段等に基づいて、第２及び第３モータ１６、１８による駆動（ＥＶ走行）からエンジン１２による駆動（ＥＮＧ走行）に切り替えるか否かを判定する。ここではＥＣＵ２８は、ＥＮＧ走行に切り替える必要があると判定し、エンジン１２を始動する。このとき、既にエンジン１２が動作している場合にはエンジン１２の始動は必要ない。時点ｔ３で、ＥＣＵ２８は、目標車両駆動力Ａを増加させる。目標車両駆動力Ａの増加に伴い指示駆動力Ｃ´´も増加する。なお、時点ｔ１と時点ｔ２と時点ｔ３の間隔は、各装置の応答／通信遅れ等を考慮したものである。

時点ｔ４で、目標モータ駆動力Ｃはリミット値Ｃ´以上となる。目標モータ駆動力Ｃがリミット値Ｃ´以上となる場合、ＥＣＵ２８は、リミット値Ｃ´に基づいて第２及び第３モータ１６、１８の駆動力Ｆ２を制御する。すなわち、ＥＣＵ２８は、リミット値Ｃ´を指示駆動力Ｃ´´とする。

なお、図２Ａ、図２Ｂでは第１動力源３８の駆動力Ｆ１を示していないが、時点ｔ３後（又は時点ｔ２後）に、ＥＣＵ２８は、エンジン１２を監視し、エンジン１２が始動したか否かを判定する。このとき、エンジン１２の駆動力Ｆ１ｅを監視してもよい。エンジン１２の駆動力Ｆ１ｅは、例えば、記憶部５４に記憶されるエンジン出力特性に基づいて求めることが可能である。エンジン出力特性は、エンジン回転数Ｎｅｎｇと駆動力Ｆ１ｅ（又はトルク）との対応関係を示すものである。エンジン１２が始動するまでは、ＥＣＵ２８は、ＥＶ走行を継続し、目標モータ駆動力Ｃとリミット値Ｃ´の小さい方の値に基づいて第２及び第３モータ１６、１８の駆動力Ｆ２を制御する。すなわち、ＥＣＵ２８は、目標モータ駆動力Ｃ又はリミット値Ｃ´の小さい方の値を指示駆動力Ｃ´´とする。

時点ｔ５で、エンジン１２の始動が完了する。エンジン１２が始動した後、ＥＣＵ２８は、目標車両駆動力Ａを実現するために、第１動力源３８と第２動力源４４との分担比率を決定し、第１動力源３８の分担比率に基づいて目標伝達容量Ｂを決定する。そして、ＥＣＵ２８は、目標伝達容量Ｂに基づいて油圧Ｐを制御して第１クラッチ３０を締結する。このとき、ＥＣＵ２８は、エンジン１２の駆動力Ｆ１ｅが少なくとも目標伝達容量Ｂよりも大きくなるように、エンジン１２を制御する。第１クラッチ３０の締結により、駆動力Ｆ１´が後輪４２に伝達される。また、ＥＣＵ２８は、Ｃ´×（Ａ−Ｂ）／Ａ［＝Ｃ´×｛１−（Ｂ／Ａ）｝］という演算により指示駆動力Ｃ´´を求め、求めた指示駆動力Ｃ´´に基づいて第２及び第３モータ１６、１８の駆動力Ｆ２を制御する。指示駆動力Ｃ´´は、目標伝達容量Ｂの増加に伴い減少する。このように、時点ｔ５以降は、第１クラッチ３０から出力される駆動力Ｆ１´を増加させると共に、第２及び第３モータ１６、１８の駆動力Ｆ２を減少させる。

時点ｔ６で、ＥＣＵ２８で求められる目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂとが略等しくなる。その結果、指示駆動力Ｃ´´は略ゼロとなる。このとき、車両１０の実駆動力Ｆｃは目標伝達容量Ｂと略等しくなる。つまり、ＥＶ走行からＥＮＧ走行への切り替えが完了する。なお、第１クラッチ３０の締結により、目標伝達容量Ｂは駆動力Ｆ１を伝達できる程度に十分大きくなる。このため、図２Ａにおいて、時点ｔ６以降の目標伝達容量Ｂは示していない。

なお、リミット値Ｃ´と指示駆動力Ｃ´´との差をＢ´（図２Ａ参照）とすると、Ｂ／Ａ＝Ｂ´／Ｃ´という関係が成立する。

図２Ｂを参照し、本実施形態により得られる実駆動力Ｆｃと従来技術により得られる実駆動力Ｆｃ´とを比較する。従来の実駆動力Ｆｃ´は、切替制御過渡期後半の時点ｔ５´で、目標車両駆動力Ａに到達する。すると、時点ｔ５´以降に、目標車両駆動力Ａを超えるオーバーシュートが発生しやすくなる。一方、本実施形態の実駆動力Ｆｃは、目標車両駆動力Ａに徐々に近づくため、オーバーシュートが発生しない。

（２−２．切替制御例２（目標モータ駆動力Ｃ＜リミット値Ｃ´の場合））
図３Ａは、時間経過に伴い変化する目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂと目標モータ駆動力Ｃと指示駆動力Ｃ´´とを示す図である。図３Ｂは、時間経過に伴い変化する目標車両駆動力Ａと本発明により得られる実駆動力Ｆｃと従来技術により得られる実駆動力Ｆｃ´とを示す図である。図３Ａ、図３Ｂは、目標モータ駆動力Ｃがリミット値Ｃ´に到達しない場合、又は、リミット値Ｃ´が設定されていない場合の各目標値、指示値、定格値の変化を示す。なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、各目標値、指示値、定格値の変化を見やすくするために、重畳する部分をずらして示している。

図３Ａに示すように、時点ｔ１１前に、車両１０は、第２及び第３モータ１６、１８を動力源とするＥＶ走行をする。時点ｔ１１で、運転者がアクセルペダル７２を踏み増す。時点ｔ１２で、ＥＣＵ２８は、例えば、ＡＰ開度θａｐ、車速Ｖ、変速機３４で設定されるギア段等に基づいて、第２及び第３モータ１６、１８による駆動（ＥＶ走行）からエンジン１２による駆動（ＥＮＧ走行）に切り替えるか否かを判定する。ここではＥＣＵ２８は、ＥＮＧ走行に切り替える必要があると判定し、エンジン１２を始動する。このとき、既にエンジン１２が動作している場合、エンジン１２の始動は必要ない。時点ｔ１３で、ＥＣＵ２８は、目標車両駆動力Ａを増加させる。目標車両駆動力Ａの増加に伴い指示駆動力Ｃ´´も増加する。

なお、図３Ａ、図３Ｂでは第１動力源３８の駆動力Ｆ１を示していないが、時点ｔ１３後（又は時点ｔ１２後）、ＥＣＵ２８は、エンジン１２を監視し、エンジン１２が始動したか否かを判定する。このとき、エンジン１２の駆動力Ｆ１ｅを監視してもよい。エンジン１２が始動するまでは、ＥＣＵ２８は、ＥＶ走行を継続し、目標モータ駆動力Ｃに基づいて第２及び第３モータ１６、１８の出力を制御する。すなわち、ＥＣＵ２８は、目標モータ駆動力Ｃを指示駆動力Ｃ´´とする。

時点ｔ１４で、エンジン１２の始動が完了する。エンジン１２が始動した後、ＥＣＵ２８は、目標車両駆動力Ａを実現するために、第１動力源３８と第２動力源４４との分担比率を決定し、第１動力源３８の分担比率に基づいて目標伝達容量Ｂを決定する。そして、ＥＣＵ２８は、目標伝達容量Ｂに基づいて油圧Ｐを制御して第１クラッチ３０を締結する。このとき、ＥＣＵ２８は、エンジン１２の駆動力Ｆ１ｅが少なくとも目標伝達容量Ｂよりも大きくなるように、エンジン１２を制御する。第１クラッチ３０の締結により、駆動力Ｆ１´が後輪４２に伝達される。また、ＥＣＵ２８は、Ｃ×（Ａ−Ｂ）／Ａ［＝Ｃ×｛１−（Ｂ／Ａ）｝］という演算により指示駆動力Ｃ´´を求め、求めた指示駆動力Ｃ´´に基づいて第２及び第３モータ１６、１８の駆動力Ｆ２を制御する。指示駆動力Ｃ´´は、目標伝達容量Ｂの増加に伴い減少する。このように、時点ｔ１４以降は、第１クラッチ３０から出力される駆動力Ｆ１´を増加させると共に、第２及び第３モータ１６、１８の駆動力Ｆ２を減少させる。

時点ｔ１５で、ＥＣＵ２８で求められる目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂとが略等しくなる。その結果、指示駆動力Ｃ´´は略ゼロとなる。このとき、車両１０の実駆動力Ｆｃは目標伝達容量Ｂと略等しくなる。つまり、ＥＶ走行からＥＮＧ走行への切り替えが完了する。なお、第１クラッチ３０の締結により、目標伝達容量Ｂは駆動力Ｆ１を伝達できる程度に十分大きくなる。このため、図３Ａにおいて、時点ｔ１５以降の目標伝達容量Ｂは示していない。

なお、目標モータ駆動力Ｃと指示駆動力Ｃ´´との差をＢ´´（図３Ａ参照）とすると、Ｂ／Ａ＝Ｂ´´／Ｃという関係が成立する。

本実施形態により得られる実駆動力Ｆｃと従来技術により得られる実駆動力Ｆｃ´とを比較する。図３Ｂに示すように、実駆動力Ｆｃ´は、時点ｔ１１〜時点ｔ１５の間、目標車両駆動力Ａと略一致する。このため、目標車両駆動力Ａを超えるオーバーシュートが発生しやすくなる。特に、目標車両駆動力Ａが降下する切替制御過渡期後半に発生するオーバーシュートは好ましくない。一方、本実施形態の実駆動力Ｆｃは、目標車両駆動力Ａに徐々に近づくため、オーバーシュートが発生しない。

（２−３．切替制御の処理フロー）
図４は、本実施形態における第２動力源４４から第１動力源３８への切替制御を示すフローチャートである。図４に示す一連の処理は、ＥＣＵ２８（特に記載がない場合は動力制御部５６）が主体となって実行する。また、図４に示す一連の処理は、車両１０が第２及び第３モータ１６、１８によりＥＶ走行する最中、及び、第２及び第３モータ１６、１８によるＥＶ走行からエンジン１２によるＥＮＧ走行への切り替えの過渡期に行われる。

図４に示すステップＳ１において、ＥＣＵ２８は、例えばＡＰ開度θａｐや車速Ｖ等、動力源の切替判定に必要なパラメータを取得する。ステップＳ２において、ＥＣＵ２８は、例えば、ＡＰ開度θａｐ、車速Ｖ、変速機３４で設定されるギア段等に基づいて、第２及び第３モータ１６、１８による駆動（ＥＶ走行）からエンジン１２による駆動（ＥＮＧ走行）に切り替えるか否かを判定する（図２Ａの時点ｔ１及び図３Ａの時点ｔ１１）。判定アルゴリズムは、記憶部５４に記憶されている。切り替える場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３に移行する。このとき、エンジン１２が動作していない場合には、ＥＣＵ２８はエンジン１２を始動させる（図２Ａの時点ｔ２及び図３Ａの時点ｔ１２）。一方、切り替えない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理はステップＳ１に戻り、ＥＶ走行が継続される。

ステップＳ３において、ＥＣＵ２８は、エンジン１２が動作しているか否かを判定する。エンジン１２が動作している場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４に移行する。一方、エンジン１２が動作していない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ３の処理が繰り返される。ステップＳ４において、クラッチ制御部５８は、目標伝達容量Ｂに基づいて油圧Ｐを制御して第１クラッチ３０を締結する（図２Ａの時点ｔ５及び図３Ａの時点ｔ１４）。

ステップＳ５において、ＥＣＵ２８は、第２及び第３モータ１６、１８の指示駆動力Ｃ´´を演算するために必要なパラメータを取得する。ここでは、ＡＰ開度θａｐ、車速Ｖ等に基づいて目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂを改めて決定し、目標車両駆動力Ａから目標伝達容量Ｂを減じることにより第２及び第３モータ１６、１８の目標モータ駆動力Ｃ（＝Ａ−Ｂ）を求める。

ステップＳ６において、ＥＣＵ２８は、目標モータ駆動力Ｃと第２及び第３モータ１６、１８のリミット値Ｃ´とを比較する。目標モータ駆動力Ｃがリミット値Ｃ´以上である場合（ステップＳ６：≧）、処理はステップＳ７に移行する。一方、目標モータ駆動力Ｃがリミット値Ｃ´未満である場合（ステップＳ６：＜）、又は、リミット値Ｃ´が設定されていない場合、処理はステップＳ８に移行する。

ステップＳ７において、ＥＣＵ２８は、第２及び第３モータ１６、１８の指示駆動力Ｃ´´を算出する。ここでは、リミット値Ｃ´に（Ａ−Ｂ）／Ａを乗ずることにより指示駆動力Ｃ´´を求める。そして、ＥＣＵ２８は、指示駆動力Ｃ´´に基づいて第２、第３インバータ２４、２６の動作を制御する。その結果、第２及び第３モータ１６、１８の駆動力Ｆ２が制御される。

ステップＳ８において、ＥＣＵ２８は、第２及び第３モータ１６、１８の指示駆動力Ｃ´´を算出する。ここでは、目標モータ駆動力Ｃに（Ａ−Ｂ）／Ａを乗ずることにより指示駆動力Ｃ´´を求める。そして、ＥＣＵ２８は、指示駆動力Ｃ´´に基づいて第２、第３インバータ２４、２６の動作を制御する。その結果、第２及び第３モータ１６、１８の駆動力Ｆ２が制御される。

ステップＳ９において、ＥＣＵ２８は、第２動力源４４から第１動力源３８への切り替え処理を終了するか否かを判定する。例えば、目標車両駆動力Ａが第１クラッチ３０から出力されるエンジン１２の駆動力Ｆ１´により達成される場合に終了判定をしてもよい。具体的には、目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂが等しくなった場合に終了判定をしてもよい。また、油圧Ｐに基づいて第１クラッチ３０から出力される駆動力Ｆ１´を求め、駆動力Ｆ１´が目標車両駆動力Ａに達している場合に終了判定をしてもよい。終了判定の場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ステップＳ１〜ステップＳ９の一連の処理は終了する（図２Ａの時点ｔ６及び図３Ａの時点ｔ１５）。一方、継続判定の場合（ステップＳ９：ＮＯ）、処理はステップＳ５に戻る。

図５は、ＥＣＵ２８の動力制御部５６で行われる演算工程をブロック化したブロック図である。図５に示す演算工程の各ブロックは、図４に示すステップＳ５〜ステップＳ８で実行される各処理に相当する。

動力制御部５６は、演算ブロック８０の各ブロックで示す演算を行う。演算ブロック８０には、係数算出ブロック８２と比較ブロック８４と乗算ブロック８６が含まれる。係数算出ブロック８２では、目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂとを入力し、（Ａ−Ｂ）／Ａ[＝１−（Ｂ／Ａ）]という演算を行う。比較ブロック８４では、目標モータ駆動力Ｃとリミット値Ｃ´とを入力し、いずれか小さい方の値ＭＩＮ［Ｃ、Ｃ´］を出力する。乗算ブロック８６では、係数算出ブロック８２から出力される係数（Ａ−Ｂ）／Ａを、比較ブロック８４から出力される値ＭＩＮ［Ｃ、Ｃ´］に乗ずる。乗算ブロック８６の演算結果としては、Ｃ×（Ａ−Ｂ）／Ａ、又は、Ｃ´×（Ａ−Ｂ）／Ａが求められ、これが指示駆動力Ｃ´´とされる。

なお、ここまでは第２及び第３モータ１６、１８のみによるＥＶ走行からエンジン１２のみによるＥＮＧ走行に切り替える制御について説明したが、第１動力源３８として、エンジン１２と第１モータ１４を同時に使用することも可能である。また、第１モータ１４が第２及び第３モータ１６、１８よりも大きな駆動力Ｆ１ｍを出力できる場合は、エンジン１２に代わり第１モータ１４のみを使用することも可能である。第１モータ１４の駆動力Ｆ１ｍは、第１モータ１４の出力特性に基づいて求めることができる。

［３．本実施形態のまとめ］
本実施形態に係る車両１０は、後輪４２を駆動する第１動力源３８（エンジン１２と第１モータ１４）と、前輪３６を駆動する第２動力源４４（第２及び第３モータ１６、１８）と、後輪４２と第１動力源３８との動力伝達経路上に設けられ、圧力に応じて解放又は締結することにより動力伝達経路を遮断状態又は接続状態にする第１クラッチ３０と、第１動力源３８及び第２動力源４４が発生させる実駆動力Ｆｃの目標値である目標車両駆動力Ａ、及び、第１クラッチ３０の出力限界値の目標値である目標伝達容量Ｂを設定するための運転者からの入力を行うアクセルペダル７２（目標動力入力部）と、目標車両駆動力Ａに基づいて第１動力源３８及び第２動力源４４を制御する動力制御部５６と、目標伝達容量Ｂに基づいて第１クラッチ３０に加える油圧Ｐを制御するクラッチ制御部５８とを備える。動力制御部５６は、第２動力源４４による駆動から第１動力源３８による駆動へ切り替える際に、目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂとの比率に基づいて第２動力源４４の指示駆動力Ｃ´´を求め、指示駆動力Ｃ´´に基づいて第２動力源４４を制御する。

車両１０によれば、第２動力源４４による駆動から第１動力源３８による駆動へ切り替える際に、目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂとの比率Ｂ／Ａに基づいて第２動力源４４の指示駆動力Ｃ´´を求め、指示駆動力Ｃ´´に基づいて第２動力源４４を制御する。第２動力源４４を、比率Ｂ／Ａで求めた指示駆動力Ｃ´´により制御する場合、減算で求めた指示駆動力Ｃ´´により制御する場合と比較して、車両１０の実駆動力Ｆｃが目標車両駆動力Ａを超えるオーバーシュートを抑制することができる。その結果として、動力源の切り替えを円滑に行うことができるようになる。また、比率Ｂ／Ａを用いることにより、目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂに誤差があったとしても、その誤差が指示駆動力Ｃ´´に及ぼす影響を低減できる。

本実施形態では、第１動力源３８から第１クラッチ３０を介して後輪４２に伝達する実駆動力Ｆｃでなく、第１クラッチ３０の出力限界値の目標値（目標伝達容量Ｂ）を用いる。実駆動力Ｆｃは第１クラッチ３０に加える油圧Ｐの実測値から推定されるが、その推定値には誤差が含まれる。一方、目標値はこうした誤差の影響を受けない。また、実駆動力Ｆｃの推定値は外乱の影響を受けるが、目標値は外乱の影響を受けない。更に、実駆動力Ｆｃの推定値を用いる場合は制御遅れが生じるが、目標値を用いれば制御遅れは生じない。

具体的には、動力制御部５６は、（Ａ−Ｂ）／Ａ[＝１−（Ｂ／Ａ）]を用いて第２動力源４４の指示駆動力Ｃ´´を求める。更に具体的には、動力制御部５６は、目標車両駆動力Ａと目標伝達容量Ｂとの減算により第２動力源４４の目標モータ駆動力Ｃを求める。そして、目標モータ駆動力Ｃとリミット値Ｃ´のいずれか小さい方の値に１−（Ｂ／Ａ）を乗ずることにより第２動力源４４の指示駆動力Ｃ´´を求める。Ｂ／Ａは、時間経過に伴い１に近づき、１−（Ｂ／Ａ）は０に近づく。このため、目標モータ駆動力Ｃとリミット値Ｃ´のいずれか小さい方の値に１−（Ｂ／Ａ）という値を乗ずることで、第２動力源４４の指示駆動力Ｃ´´を徐々に０に近づけることができる。その結果として、動力源の切り替えを円滑に行うことができるようになる。

ＩＩ．変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

［１．車両１０（適用対象）］
上記実施形態では、自動四輪車である車両１０について説明した（図１）。しかしながら、例えば、エンジン１２及び第１〜第３モータ１４、１６、１８の関係に着目すれば、自動四輪車以外であっても本発明を適用可能である。例えば、車両１０は、自動三輪車及び自動六輪車のいずれかとすることも可能である。

上記実施形態では、車両１０は、１つのエンジン１２及び３つの走行モータ１４、１６、１８を駆動源として有したが、駆動源の組合せはこれに限らない。例えば、車両１０は、後輪４２用の１つ又は複数の走行モータと、前輪３６用の１つ又は複数の走行モータを駆動源として有してもよい。例えば、後輪４２用又は前輪３６用に１つの走行モータのみを用いることができる。この場合、差動装置を用いて左右輪に駆動力を分配すればよい。また、全ての車輪それぞれに個別の走行モータ（いわゆるインホイールモータを含む。）を割り当てる構成も可能である。

図６は、本発明の変形例に係る車両１０Ａの駆動系及びその周辺の概略構成図である。車両１０Ａでは、上記実施形態に係る車両１０の第１動力源３８及び第２動力源４４の配置が反対になっている。すなわち、車両１０Ａの第２動力源４４ａは、車両１０Ａの後ろ側に配置された第２及び第３走行モータ１６ａ、１８ａを備える。また、車両１０Ａの第１動力源３８ａは、車両１０Ａの前側に直列配置されたエンジン１２ａ及び第１走行モータ１４ａを備える。

［２．第１〜第３走行モータ１４、１６、１８］
上記実施形態では、第１〜第３走行モータ１４、１６、１８を３相交流ブラシレス式としたが、これに限らない。例えば、第１〜第３走行モータ１４、１６、１８を３相交流ブラシ式、単相交流式又は直流式としてもよい。

１０、１０Ａ…車両 １２、１２ａ…エンジン（第１動力源）
１４、１４ａ…第１モータ（第１動力源）
１６、１６ａ…第２モータ（第２動力源）
１８、１８ａ…第３モータ（第２動力源）
２８…駆動ＥＣＵ ３０…第１クラッチ（クラッチ）
３６…前輪（車輪） ３８、３８ａ…第１動力源
４２…後輪（車輪） ４４、４４ａ…第２動力源
５６…動力制御部 ５８…クラッチ制御部
７２…アクセルペダル（目標動力入力部）

Claims (1)

1. 車輪を駆動する第１動力源と、
   前記車輪又は別の車輪を駆動する第２動力源と、
   前記車輪と前記第１動力源との動力伝達経路上に設けられ、圧力に応じて解放又は締結することにより前記動力伝達経路を遮断状態又は接続状態にするクラッチと、
   前記第１動力源及び前記第２動力源が発生させる動力の目標値である目標車両動力、及び、前記クラッチの出力限界値の目標値である目標伝達容量を設定するための運転者からの入力を行う目標動力入力部と、
   前記目標車両動力に基づいて前記第１動力源及び前記第２動力源を制御する動力制御部と、
   前記目標伝達容量に基づいて前記クラッチに加える前記圧力を制御するクラッチ制御部とを備え、
   前記動力制御部は、前記第２動力源による駆動から前記第１動力源による駆動へ切り替える際に、前記目標車両動力と前記目標伝達容量との減算により前記第２動力源の目標動力を求め、前記目標動力に１−（前記目標伝達容量／前記目標車両動力）を乗ずることにより前記第２動力源の指示動力を求め、前記指示動力に基づいて前記第２動力源を制御する
   ことを特徴とする車両。

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