JP2009220792A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の挙動の安定化と部品保護の両立を図りつつ、できるだけスムースな走行を実現する。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０では、挙動不安定状態を解消するためのトルク制限値Ｔｌｉｍが設定されていないときには、リングギヤ軸３２ａに出力すべき目標トルクＴｒ＊が運転者のアクセル操作に基づく要求トルクＴ＊と比較的小さな一定値Ｔ０である上下限レート値ΔＴとに基づいて緩変化するように設定される（Ｓ１２０〜Ｓ１５０）。また、トルク制限値Ｔｌｉｍが設定されているときには、要求トルクＴ＊およびトルク制限値Ｔｌｉｍのうちの小さい方と、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が低いほどリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの変動を許容するように設定される上下限レート値ΔＴとに基づいて緩変化するように目標トルクＴｒ＊が設定される（Ｓ１２０，Ｓ２３０，Ｓ２４０，Ｓ１５０）。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関し、特に駆動輪に連結された車軸に動力を出力可能な電動機と当該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを有する車両およびその制御方法に関する。

従来から、駆動輪を駆動する動力源に装備された少なくとも１つのモータと、駆動輪の駆動スリップを検出し、モータトルクダウン制御により駆動輪のグリップを回復させるモータトラクション制御手段とを備えた車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両のモータトラクション制御手段は、部品保護のための第１トルクダウン量を演算する部品保護制御部と、車両挙動を安定させるための第２トルクダウン量を演算するスタビリティ制御部とを有し、部品保護制御部による第１トルクダウン量とスタビリティ制御部による第２トルクダウン量のうち、トルクダウン量が大きい方を制御目標トルクダウン量として選択する。これにより、この車両では、モータトラクション制御時に部品保護とスタビリティの確保との両立を図っている。
特開２００６−１１５６４４号公報

しかしながら、上記従来の車両のように、部品保護のための第１トルクダウン量と車両の挙動を安定化させる第２トルクダウン量との大きい方を制御目標トルクダウン量とした場合、制御目標トルクダウン量の連続性をある程度保つことができるものの、第１および第２トルクダウン量が急変したような場合には、駆動輪に出力されるトルクも急変することになるので、過大なショックを発生させてしまうおそれがある。

そこで、本発明の車両およびその制御方法は、車両の挙動の安定化と部品保護の両立を図りつつ、できるだけスムースな走行を実現することを主目的とする。

本発明による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ている。

本発明による車両は、
駆動輪に連結された車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを有する車両であって、
運転者による駆動力要求操作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、
前記駆動輪の空転によるスリップが発生している状態を少なくとも含む挙動不安定状態にあるときに、該挙動不安定状態を解消するために前記車軸に出力すべき駆動力である制限駆動力を設定する制限駆動力設定手段と、
前記制限駆動力設定手段により前記制限駆動力が設定されていないときには前記車軸に出力すべき目標駆動力を前記設定された要求駆動力と第１の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定し、前記制限駆動力設定手段により前記制限駆動力が設定されているときには前記目標駆動力を前記設定された要求駆動力および制限駆動力のうちの小さい方と前記第１の緩変化制約に比べて前記電動機の回転数が低いほど前記車軸に出力される動力の変動を許容する傾向をもった第２の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定する目標駆動力設定手段と、
前記設定された目標駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように前記電動機を制御する制御手段と、
を備えるものである。

この車両では、制限駆動力設定手段によって駆動輪の空転によるスリップが発生している状態を少なくとも含む挙動不安定状態を解消するための制限駆動力が設定されていないときには、車軸に出力すべき目標駆動力が運転者による駆動力要求操作に基づく要求駆動力と第１の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定され、設定された目標駆動力に基づく動力が車軸に出力されるように電動機が制御される。また、制限駆動力設定手段により制限駆動力が設定されているときには、運転者による駆動力要求操作に基づく要求駆動力および制限駆動力設定手段による制限駆動力のうちの小さい方と第１の緩変化制約に比べて電動機の回転数が低いほど車軸に出力される動力の変動を許容する傾向をもった第２の緩変化制約とに基づいて緩変化するように目標駆動力が設定され、設定された目標駆動力に基づく動力が車軸に出力されるように電動機が制御される。これにより、この車両では、制限駆動力設定手段により制限駆動力が設定されないときに用いられる第１の緩変化制約を部品保護の要請が高まる電動機の回転数が比較的高い状態を基準として定め、車両の挙動が安定しているときに第１の緩変化制約を用いて車軸に出力されるべき目標駆動力を緩変化させることで部品保護を図りつつスムースな走行を実現することが可能となる。また、制限駆動力設定手段により制限駆動力が設定されるときに用いられる第２の緩変化制約を第１の緩変化制約に比べて電動機の回転数が低いほど車軸に出力される動力の変動を許容する傾向をもつものとすることにより、電動機（および駆動輪）の回転数が比較的低い状態で駆動輪の空転によるスリップが発生する等して制限駆動力設定手段により制限駆動力が設定されたときには、過大なショックが発生しない程度に要求駆動力と制限駆動力との小さい方に基づく目標駆動力の変動を許容して、挙動不安定状態の解消とそれによる部品保護を図ることができる。この結果、この車両では、車両の挙動の安定化と部品保護の両立を図りつつ、できるだけスムースな走行を実現することが可能となる。

また、前記第２の緩変化制約は、前記目標駆動力の少なくとも減少側の変化量の許容量を前記電動機の回転数が低いほど大きくする傾向を有する制約であってもよい。これにより、制限駆動力設定手段によって運転者の駆動力要求操作に基づく要求駆動力よりも大幅に小さい制限駆動力が設定されたときに、過大なショックを発生させることなく挙動不安定状態を解消するための制限駆動力に基づく駆動力を車軸に出力することが可能となる。

更に、前記車両は、前記蓄電手段からの電圧を昇圧して前記電動機側に供給可能な電圧変換手段を含む電源回路と、前記電動機の回転数が高く、かつ該電動機からのトルクが高いほど前記蓄電手段からの電圧が昇圧されるように前記電圧変換手段と制御する電圧変換制御手段とを更に備えてもよく、前記第１および第２の緩変化制約は、少なくとも前記電動機の回転数が所定の高回転域にあるときには前記目標駆動力の少なくとも増加側の変化量の許容量を所定値に設定する制約であってもよい。これにより、所定の高回転域における電動機からのトルクの急増を抑え、それにより電圧変換手段による過剰な昇圧に起因した電源回路の劣化を抑制することができる。

また、前記車両は、前記駆動輪に連結された車軸に動力を出力可能な内燃機関を更に備えてもよく、前記制御手段は、前記設定された目標駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するものであってもよい。この場合、前記車両は、前記車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段を更に備えてもよく、前記電動機は前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を出力可能であってもよく、前記制御手段は、前記設定された目標駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するものであってもよい。更に、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含むものであってもよい。

本発明による車両の制御方法は、
駆動輪に連結された車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、運転者による駆動力要求操作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、前記駆動輪の空転によるスリップが発生している状態を少なくとも含む挙動不安定状態にあるときに、該挙動不安定状態を解消するために車軸に出力すべき駆動力である制限駆動力を設定する制限駆動力設定手段とを有する車両の制御方法であって、
（ａ）前記制限駆動力設定手段により前記制限駆動力が設定されていないときには前記車軸に出力すべき目標駆動力を前記要求駆動力と第１の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定し、前記制限駆動力設定手段により前記制限駆動力が設定されているときには前記目標駆動力を前記要求駆動力および前記制限駆動力のうちの小さい方と前記第１の緩変化制約に比べて前記電動機の回転数が低いほど前記車軸に出力される動力の変動を許容する傾向をもった第２の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）にて設定された目標駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように前記電動機を制御するステップと、
を備えるものである。

この方法によれば、車両の挙動の安定化と部品保護の両立を図りつつ、できるだけスムースな走行を実現することが可能となる。

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、本発明の一実施例に係る車両としてのハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト（機関軸）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に接続された車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を介してリングギヤ軸３２ａに機械的に接続されたモータＭＧ２と、摩擦制動力を出力可能な制動手段である電子制御式油圧ブレーキユニット（以下、単に「ブレーキユニット」という）６９と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。

エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ＥＣＵ７０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う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア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、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ接続されており、動力分配統合機構３０は、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側と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、いずれも外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ４１，４２は、図２に示すように、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６とにより構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれインバータ４１，４２が電力ライン５４として共用する正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。従って、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとの間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２は、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとを共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。正極母線５４ａと負極母線５４ｂとには電圧平滑用の平滑コンデンサ５７が接続されている。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、インバータ４１，４２に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２等が入力されており、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ＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０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。

昇圧コンバータ５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬとにより構成されている。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれインバータ４１，４２の正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに接続されており、その接続点にリアクトルＬが接続されている。また、リアクトルＬと負極母線５４ｂとにはそれぞれバッテリ５０の正極端子と負極端子とがシステムメインリレー５６を介して接続されている。従って、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御することによりバッテリ５０の直流電力をその電圧を昇圧してインバータ４１，４２に供給したり正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ５０を充電したりすることができる。また、リアクトルＬと負極母線５４ｂとの間には電圧平滑用の平滑コンデンサ５９が接続されている。この平滑コンデンサ５９の端子間には第２電圧センサ９２が設置されており、昇圧コンバータ５５の昇圧前電圧ＶＬを検出する。なお、昇圧コンバータ５５の昇圧後電圧ＶＨは、平滑コンデンサ５７の端子間に設置された第３電圧センサ９３（電動機側の電圧を検出する電動機側電圧検出手段）により検出される。

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電圧センサ９１からのバッテリ電圧、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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、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を算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、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可能である。

ブレーキユニット６９は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて油圧を発生するブレーキマスタシリンダ６８や、駆動輪６３ａ，６３ｂのホイールシリンダ６４ａ，６４ｂや図示しない他の車輪のホイールシリンダに調整した油圧を供給するブレーキアクチュエータ６７、ブレーキアクチュエータ６７を制御するブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）６６等を含む。ブレーキアクチュエータ６７は、図示しない油圧発生源としてのポンプやアキュムレータ、ブレーキマスタシリンダ６８とホイールシリンダ６４ａ等との連通状態を制御するマスタシリンダカットソレノイドバルブ、ブレーキペダル８５の踏み込み量に応じてペダル踏力に対する反力を創出するストロークシミュレータ等を有する。また、ブレーキＥＣＵ６６は、図示しない信号ラインを介して、マスタシリンダ圧を検出する図示しないマスタシリンダ圧センサからのマスタシリンダ圧や、ホイールシリンダ６４ａ等ごとに設けられた図示しないホイールシリンダ圧センサからのホイールシリンダ圧、駆動輪６３ａ，６３ｂに取り付けられた車輪速センサ６５ａ，６５ｂからの駆動輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒ、図示しない他の車輪に取り付けられた車輪速センサからの従動輪速Ｖｒｌ，Ｖｒｒ，車両前後および横方向の加速度を検出可能なＧセンサ９４からの車両加速度と，車両重心周りの回転角速度であるヨーレートを検出するヨーレートセンサ９５からのヨーレート、図示しない操舵角センサからの操舵角等を入力すると共に、ハイブリッドＥＣＵ７０、図示しないステアリングユニットを制御する操舵ＥＣＵ（図示省略）等との間で通信により各種信号のやり取りを行う。そして、ブレーキＥＣＵ６６は、ブレーキペダル８５の踏み込み量を示すブレーキペダルポジションＢＰや車速Ｖ等に基づいてハイブリッド自動車２０に作用させるべき制動力のうちのブレーキユニット６９による分担分に応じた制動用のトルクが駆動輪６３ａ，６３ｂ等や図示しない他の車輪に作用するようブレーキアクチュエータ６７を制御する。また、ブレーキＥＣＵ６６は、運転者によるブレーキペダル８５の踏み込み操作とは無関係に、駆動輪６３ａ，６３ｂや他の車輪に制動用のトルクが作用するようブレーキアクチュエータ６７を制御することもできる。

更に、ブレーキＥＣＵ６６は、駆動輪の空転や車両が横滑りした際の安定性を確保すべく、各種入力信号に基づいていわゆるアンチロック制御（ＡＢＳ）や駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかが空転によりスリップするのを抑制するトラクションコントロール（ＴＲＣ）、旋回走行時に車両の姿勢を安定に保持する車両安定化制御（ＶＳＣ）等をも実行可能である。そして、実施例のブレーキＥＣＵ６６は、これらのＶＳＣ等を実行するに際して、ブレーキアクチュエータ６７等を個別に制御する代わりに、ブレーキアクチュエータ６７の制御と駆動力制御とステアリング制御とを統合した車両運動統合制御（VDIM：Vehicle Dynamics Integrated Management）を実行する。例えば、ブレーキＥＣＵ６６は、トラクションコントロール（ＴＲＣ）の実行に際して、駆動輪６３ａ，６３ｂの車輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒを車体速に換算したものと推定車体速Ｖｅとの偏差であるスリップ速度が比較的低い所定速度Ｖｓｒｅｆ（例えば、時速１ｋｍや時速３ｋｍ，時速５ｋｍ等）以上となっている駆動輪にスリップが生じていると判定し、スリップを生じていると判定された駆動輪６３ａ，６３ｂにスリップ速度が大きいほど大きな制動トルクが付与されるようブレーキアクチュエータ６７を制御したり、主にモータＭＧ２からのトルク出力が制限されるようにしてスリップ状態のような挙動不安定状態を解消するためにリングギヤ軸３２ａに出力すべき駆動力である制限駆動力としてのトルク制限値ＴｌｉｍをハイブリッドＥＣＵ７０に制御信号を出力したりする。ここで、実施例のブレーキＥＣＵ６６には、運転に長けた運転者の中には車両側からの運転支援を好まない者もいることを踏まえて、ブレーキＥＣＵ６６による車両運動統合制御をオン／オフ可能とするＶＤＩＭスイッチ９０が接続されている。運転者によりＶＤＩＭスイッチ９０がオフされると、ブレーキＥＣＵ６６は、所定のＶＤＩＭスイッチフラグＦｖｓを値０に設定し、この場合、ブレーキＥＣＵ６６は、車両運動統合制御を実行することなく更に車両運動統合制御の実行の有無を示す所定のＶＤＩＭフラグＦｖを値０に設定する。これに対して、運転者によりＶＤＩＭスイッチ９０がオンされると、ブレーキＥＣＵ６６は、上記ＶＤＩＭスイッチフラグＦｖｓを値１に設定する。ブレーキＥＣＵ６６は、ＶＤＩＭスイッチ９０がオンされているときに車両運動統合制御を実行すべき場合には、上記ＶＤＩＭフラグＦｖを値１に設定すると共に、Ｇセンサ９４やヨーレートセンサ９５等からの信号に基づいて目標車両挙動や実際の車両状態量を演算し、演算した目標車両挙動と車両状態量とに基づいてブレーキアクチュエータ６７への指令値や、ハイブリッドＥＣＵ７０への駆動力指令としてのトルク制限値Ｔｌｉｍ、操舵ＥＣＵへの操舵補正量等を設定する。なお、実施例において、ブレーキＥＣＵ６６は、運転者によりＶＤＩＭスイッチ９０がオンされていても車両運動統合制御を実行する必要がないときには、車両運動統合制御を実行することなくＶＤＩＭフラグＦｖを値０に設定する。

ハイブリッドＥＣＵ７０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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０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やシフトレバー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等が入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッドＥＣＵ７０には、更に電圧センサ９２からの昇圧前電圧ＶＬや電圧センサ９３からの昇圧後電圧ＶＨ等が入力されており、ハイブリッドＥＣＵ７０からは、昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号やシステムメインリレー５６への駆動信号等が出力ポートを介して出力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２、ブレーキＥＣＵ６６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。

上述のように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とに基づいて車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及びモータ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又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及びモータ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等がある。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点（トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊および回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２）に応じてバッテリ５０の定格電圧が所定電圧（例えば５００〜６５０Ｖ程度）まで昇圧されるようにハイブリッドＥＣＵ７０により昇圧コンバータ５５が制御される。すなわち、実施例では、モータＭＧ１用のマップからモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに対応するものとして導出される昇圧後電圧ＶＨの目標値と、モータＭＧ２用のマップからモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに対応するものとして導出される昇圧後電圧ＶＨの目標値との大きい方が目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇとして設定され、昇圧後電圧ＶＨが目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇになるように昇圧コンバータ５５が制御される。目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇは、基本的にモータＭＧ１またはＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の絶対値が大きく、かつモータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊の絶対値が大きいほど大きくなる傾向に設定される。

次に実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図３はハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２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。

図３の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０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５２からの充放電要求パワーＰｂ＊やバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、ブレーキＥＣＵ６６からのＶＤＩＭフラグＦｖやトルク制限値Ｔｌｉｍといった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。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、運転者の駆動力要求操作であるアクセル操作に基づいて、走行に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結されたリングギヤ軸３２ａ（駆動軸）に出力すべき要求トルクＴ＊を設定する（ステップＳ１１０）。実施例では、運転者の駆動力要求操作であるアクセル操作の度合を示すアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴ＊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Ｔ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。

次いで、ブレーキＥＣＵ６６からのＶＤＩＭフラグＦｖが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ＶＤＩＭフラグＦｖが値０である場合には、ＶＤＩＭスイッチ９０がオフされているか、あるいはブレーキＥＣＵ６６による車両運動統合制御が実行されていないことになり、この場合には、駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクとしての目標トルクＴｒ＊の仮の値である仮目標トルクＴｒｔｍｐを要求トルクＴ＊に設定すると共に（ステップＳ１３０）、目標トルクＴｒ＊の所定時間（ここでは本ルーチンの実行間隔）あたりの変化量の上下限値（許容量）である上下限レート値ΔＴとして第１の緩変化制約たる所定値Ｔ０を設定する（ステップＳ１４０）。更に、設定した仮目標トルクＴｒｔｍｐと上下限レート値ΔＴと本ルーチンの前回実行時における目標トルクＴｒ＊とに基づいて目標トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１５０）。すなわち、ステップＳ１５０では、次式（１）に示すように、仮目標トルクＴｒｔｍｐと目標トルクＴｒ＊の前回値に上下限レート値ΔＴを加えた値とのうちの小さい方と、目標トルクＴｒ＊の前回値から上下限レート値ΔＴを減じたものとのうち大きい方を目標トルクＴｒ＊として設定する。

ここで、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点に応じて昇圧後電圧ＶＨが目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇまで昇圧されることになるが、基本的に目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の高く、かつモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊が大きいほど大きくなることから、モータＭＧ２が所定の高回転域にあるときにトルク指令Ｔｍ２＊の値が大きくなると、目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇがより大きな値に設定されることになる。従って、モータＭＧ２が当該高回転域にあるときにトルク指令Ｔｍ２＊の急増を許容すると、目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇがより大きな値に設定されることに起因して昇圧コンバータ５５の出力側の平滑コンデンサ５７に高電圧が印加されることになり、これは部品保護の観点から好ましいこととはいえず、また搭載スペースの削減といった観点から平滑コンデンサ５７の静電容量を小さくすることを困難とする。このため、実施例において上下限レート値ΔＴとして設定される所定値Ｔ０は、モータＭＧ２が上記高回転域にあるときのモータＭＧ２のトルク変動（上昇）を抑制すべく比較的小さい一定の値として定められている。これにより、要求トルクＴ＊が上昇していく場合には、目標トルクＴｒ＊が第１の緩変化制約たる上下限レート値Ｔ０と仮目標要求トルクＴｒｔｍｐ（基本的には要求トルクＴ＊）とに基づいて緩変化するように設定されることになるから、特にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が高いときにトルク指令Ｔｍ２＊の急増に起因した平滑コンデンサ５７への高電圧の印加（目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇの急増）を抑制して部品保護を図ると共に、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの変化に起因したショックを抑制することが可能となる。

Tr* = max(min(Trtmp,前回T*+ΔT),前回T*-ΔT) …（１）

続いて、ここでは目標トルクＴｒ＊に基づく車両全体に要求される要求パワーをエンジン２２によりまかなうものとして、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Ｓ１６０）。要求パワーＰｅ＊は、設定した目標トルクＴｒ＊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との和として計算することができる。次いで、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１７０）。ステップＳ１７０では、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが設定される。図５に、エンジン２２の動作ラインと回転数ＮｅとトルクＴｅとの相関曲線とを例示する。同図に示すように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、上記動作ラインと要求パワーＰ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定となることを示す相関曲線との交点として求めることができる。

ステップＳ１７０にてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したならば、ステップＳ１７０にて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（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（２）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づく次式（３）の計算を実行してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、式（２）は、動力分配統合機構３０の回転要素に関する力学的な関係式である。また、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６に例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側の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。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力したときにこのトルク出力によりリングギヤ軸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。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（２）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、式（３）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（３）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) …（２）
Tm1* = -ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（３）

モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，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で除することによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、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（６）により計算し（ステップＳ２００）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，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Ｓ２１０）。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、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊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。なお、式（６）は、前述した図６の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmin = (Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(４)
Tmax = (Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(５)
Tm2tmp = (Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(６)

そして、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（ステップＳ２２０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。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等の制御を行なう。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にてＶＤＩＭフラグＦｖが値１であると判断されたときには、ＶＤＩＭスイッチ９０がオンされると共にブレーキＥＣＵ６６による車両運動統合制御が実行されており、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ステップＳ１００にてブレーキＥＣＵ６６からのトルク制限値Ｔｌｉｍを受信していることになる。このため、ステップＳ１２０にて否定判断がなされた時には、仮目標トルクＴｒｔｍｐとして、ステップＳ１１０にて設定した要求トルクＴ＊をステップＳ１００にて入力したトルク制限値Ｔｌｉｍで制限した値、すなわち要求トルクＴ＊とトルク制限値Ｔｌｉｍとの小さい方の値を設定する（ステップＳ２３０）。更に、ステップＳ１００にて入力したモータＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ２に基づいて上下限レート値ΔＴを設定する（ステップＳ２４０）。ここで、実施例では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と上下限レート値ΔＴとの関係が予め定められて車両運動統合制御の実行時用の上下限レート値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、上下限レート値ΔＴとしては、与えられた回転数Ｎｍ２に対応したものが当該マップから導出・設定される。図７に上下限レート値設定用マップの一例を示す。図７の上下限レート値設定用マップ（第２の緩変化制約）は、ＶＤＩＭフラグＦｖが値１に設定されているとき、すなわちブレーキＥＣＵ６６により車両運動統合制御が実行されているときにのみ用いられるものであり、基本的にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が低いほど車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの変動を許容する傾向をもつものである。具体的に説明すると、実施例の上下限レート値設定用マップは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が値０から第１の閾値Ｎｒｅｆ１までの領域では上下限レート値ΔＴを上記所定値Ｔ０よりも大きい値Ｔ１に設定し、回転数Ｎｍ２が第１の閾値Ｎｒｅｆ１から当該閾値Ｎｒｅｆ１よりも大きい第２の閾値Ｎｒｅｆ２までの領域では上下限レート値ΔＴを所定値Ｔ０まで回転数Ｎｍ２に対して線形的に減少するように設定し、回転数Ｎｍ２が第２の閾値Ｎｒｅｆ２以上となる領域では上下限レート値ΔＴを上記所定値Ｔ０に設定するように作成されている。なお、値Ｔ１は、実験・解析等に基づいて、過大なショックが発生しない程度に車軸としてのリングギヤ３２ａに出力されるトルクの変動を許容する値として定められる。こうして、仮目標トルクＴｒｔｍｐおよび上下限レート値ΔＴを設定したならば、上述したステップＳ１５０にて仮目標トルクＴｒｔｍｐと目標トルクＴｒ＊の前回値に上下限レート値ΔＴを加えた値とのうちの小さい方と、目標トルクＴｒ＊の前回値から上下限レート値ΔＴを減じたものとのうち大きい方を目標トルクＴｒ＊として設定すると共に、更に上述のステップＳ１６０〜Ｓ２２０の処理を実行した上で、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。

これにより、図８に示すように、時刻ｔ０にＶＤＩＭフラグＦｖが値１に設定されると共にブレーキＥＣＵ６６により車両運動統合制御が実行され、トルク制限値Ｔｌｉｍが比較的小さい値に設定された場合には、ＶＤＩＭフラグＦｖが値０に設定されると共にブレーキＥＣＵ６６により車両運動統合制御が実行されていない場合（ｔ２−ｔ０）に比べて、目標トルクＴｒ＊が比較的短時間（ｔ１−ｔ０）のうちにトルク制限値Ｔｌｉｍに収束することになる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が比較的低いときに駆動輪６３ａ，６３ｂの空転によるスリップが発生している状態を含む挙動不安定状態が発生したとしても、過大なショックを発生させることなく速やかに当該挙動不安定状態を解消することができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、ＶＤＩＭフラグＦｖが値１に設定されると共にブレーキＥＣＵ６６により車両運動統合制御が実行されていても、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が高まるにつれて上下限レート値ΔＴがより小さな値に設定されることから、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が高い領域では、特にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が高いときにトルク指令Ｔｍ２＊の急増に起因した平滑コンデンサ５７への高電圧の印加（目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇの急増）を抑制して部品保護を図ると共に、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの変化に起因したショックを抑制することが可能となる。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキＥＣＵ６６によって駆動輪６３ａ，６３ｂの空転によるスリップが発生している状態を少なくとも含む挙動不安定状態を解消するためのトルク制限値Ｔｌｉｍが設定されていないときには、リングギヤ軸３２ａに出力すべき目標トルクＴｒ＊が運転者によるアクセル操作に基づく要求トルクＴ＊と比較的小さな一定値Ｔ０に設定される第１の緩変化制約としての上下限レート値ΔＴとに基づいて緩変化するように設定され（ステップＳ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１５０）、設定された目標トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ１６０〜Ｓ２２０）。また、挙動不安定状態を解消すべくブレーキＥＣＵ６６によりトルク制限値Ｔｌｉｍが設定されているときには、運転者によるアクセル操作に基づく要求トルクＴ＊およびブレーキＥＣＵ６６によるトルク制限値Ｔｌｉｍのうちの小さい方と、第２の緩変化制約としての上下限レート値設定用マップを用いてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が低いほどリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの変動を許容するように設定される上下限レート値ΔＴとに基づいて緩変化するように目標トルクＴｒ＊が設定され（ステップＳ１２０，Ｓ２３０，Ｓ２４０，Ｓ１５０）、設定された目標トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ１６０〜Ｓ２２０）。これにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキＥＣＵ６６によりトルク制限値Ｔｌｉｍが設定されないときに上下限レート値ΔＴとして設定される所定値Ｔ０を部品保護の要請が高まるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が比較的高い状態を基準として定め、ハイブリッド自動車２０の挙動が安定しているときに、上下限レート値ΔＴとして設定される所定値Ｔ０を用いてリングギヤ軸３２ａに出力されるべき目標トルクＴｒ＊を緩変化させることで部品保護を図りつつスムースな走行を実現することが可能となる。また、ブレーキＥＣＵ６６によりトルク制限値Ｔｌｉｍが設定されるときに用いられる上下限レート値設定用マップを第１の緩変化制約としての所定値Ｔ０に比べてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が低いほどリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの変動を許容する傾向をもつものとすることにより、モータＭＧ２（および駆動輪６３ａ，６３ｂ）の回転数Ｎｍ２（車速Ｖ）が比較的低い状態で駆動輪６３ａ，６３ｂの空転によるスリップが発生する等してブレーキＥＣＵ６６によりトルク制限値Ｔｌｉｍが設定されたときには、過大なショックが発生しない程度に要求トルクＴ＊とトルク制限値Ｔｌｉｍとの小さい方に基づく目標トルクＴｒ＊の変動を許容して、挙動不安定状態の解消とそれによる部品保護を図ることができる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０では、車両挙動の安定化と部品保護の両立を図りつつ、できるだけスムースな走行を実現することが可能となる。

また、上記実施例の上下限レート値設定用マップ（第２の緩変化制約）は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が低いほど車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの変動を許容する傾向、すなわち目標トルクＴｒ＊の少なくとも減少側の（所定時間あたりの）変化量の許容量をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が低いほど大きくする傾向を有するものである。これにより、ブレーキＥＣＵ６６によって運転者のアクセル操作に基づく要求トルクＴ＊よりも大幅に小さいトルク制限値Ｔｌｉｍが設定されたときに、過大なショックを発生させることなく挙動不安定状態を解消するためのトルク制限値Ｔｌｉｍに基づく駆動力をリングギヤ軸３２ａに出力することが可能となる。更に、ハイブリッド自動車２０は、バッテリ５０からの電圧を昇圧してモータＭＧ２側に供給可能な昇圧コンバータ５５や平滑コンデンサ５７等を含む電機駆動系を有し、当該昇圧コンバータ５５は、基本的にモータＭＧ２の回転数が高く、かつモータＭＧ２からのトルク（トルク指令Ｔｍ２＊）が高いほどバッテリ５０からの電圧（昇圧前電圧ＶＬ）が昇圧されるように制御される。そして、上記実施例では、ブレーキＥＣＵ６６によるトルク制限値Ｔｌｉｍの設定の有無に拘わらず、少なくもモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が所定の高回転域（値Ｎｒｅｆ２以上の領域）にあるときには目標トルクＴｒ＊の変化量の許容量である上下限レート値ΔＴが比較的小さい値である所定値Ｔ０に設定される。これにより、当該高回転域におけるモータＭＧ２からのトルクの急増を抑え、それにより昇圧コンバータ５５による過剰な昇圧に起因した電機駆動系（特に平滑コンデンサ５７）の劣化を抑制することができる。

なお、上記実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキＥＣＵ６６によりトルク制限値Ｔｌｉｍが設定されていないときに用いられる上下限レート値ΔＴ（第１の緩変化設定制約）が一定値である所定値Ｔ０とされているが、これに限られるものではなく、例えばモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に応じて変化する値とされてもよい。また、上記実施例では、上下限レート値ΔＴを用いる関係上、目標トルクＴｒ＊の所定時間あたりの変化量の許容量は、上限側（増加側）と下限側（減少側）とで同一の値となるが、これに限られるものではなく、上限レート値と下限レート値とを用いることで目標トルクＴｒ＊の所定時間あたりの変化量の許容量を上限側と下限側とで異なるものとしてもよい。更に、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸に出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図９に示す変形例としてのハイブリッド自動車１２０のように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（車輪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６３ｃ，６３ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。また、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して車輪６３ａ，６３ｂに接続される車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図１０に示す変形例としてのハイブリッド自動車２２０のように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と車輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を車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を備えたものに適用されてもよい。

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。すなわち、実施例では、リングギヤ軸３２ａに動力を出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ２と電力をやり取りするバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、図３のステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、車両運動統合制御を実行すべきときにトルク制限値Ｔｌｉｍを設定するブレーキＥＣＵ６６が「制限駆動力設定手段」に相当し、図３のステップＳ１２０〜１５０，Ｓ２３０，Ｓ２４０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「目標駆動力設定手段」に相当し、図３のステップＳ１６０〜Ｓ２２０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４、モータＥＣＵ４０の組み合わせが「制御手段」に相当する。また、バッテリ５０からの電圧を昇圧してインバータ４１，４２に供給可能な昇圧コンバータ５５が「電圧変換手段」に相当し、昇圧コンバータ５５を制御するハイブリッドＥＣＵ７０が「電圧変換制御手段」に相当し、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１および動力分配統合機構３０の組み合わせや対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電用電動機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。

なお、「電動機」や「発電用電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、電力動力入出力手段や電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求駆動力設定手段」は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖに基づいて要求トルクＴ＊を設定するものに限られず、運転者の駆動力要求操作に応じて要求駆動力を設定するものであれば、他の如何なる形式のものであっても構わない。「制限駆動力設定手段」は、車両運動統合制御を実行可能なブレーキＥＣＵ６６に限られず、車両が挙動不安定状態にあるとき挙動不安定状態を解消するためにトルク制限値Ｔｌｉｍを設定するものであれば、他の如何なるものであっても構わない。「目標駆動力設定手段」は、要求トルクＴ＊とトルク制限値Ｔｌｉｍと上下限レート値ΔＴとに基づいて目標トルクＴｒ＊を設定するハイブリッドＥＣＵ７０に限られず、制限駆動力が設定されていないときには目標駆動力を設定された要求駆動力と第１の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定し、制限駆動力が設定されているときには目標駆動力を要求駆動力および制限駆動力のうちの小さい方と第１の緩変化制約に比べて電動機の回転数が小さいほど車軸に出力される動力の変動を許容する傾向をもった第２の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定するものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、目標駆動力に基づく動力が車軸に出力されるように電動機等を制御するものであれば、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせに限られるものではなく、単一の電子制御ユニットのような他の如何なる形式のものであっても構わない。「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、車両の製造産業等において利用可能である。

本発明の一実施例に係る車両としてのハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の概略構成図である。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０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の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する説明図である。 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例示する説明図である。 上下限レート値設定用マップの一例を示す説明図である。 目標トルクＴｒ＊が時間の経過と共に変化する様子を例示する説明図である。 変形例に係るハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。 他の変形例に係るハイブリッド自動車２２０の概略構成図である。

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、５４ａ 正極母線、５４ｂ 負極母線、５５ 昇圧コンバータ、５６ システムメインリレー、５７，５９ 平滑コンデンサ、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 車輪（駆動輪）、６３ｃ，６３ｄ 車輪、６４ａ，６４ｂ ブレーキホイルシリンダ、６５ａ，６５ｂ 車輪速センサ、６６ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、６７ ブレーキアクチュエータ、６８ ブレーキマスタシリンダ、６９ 電子制御式油圧ブレーキユニット（ブレーキユニット）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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、９０ ＶＤＩＭスイッチ、９１ 第１電圧センサ、９２ 第２電圧センサ、９３ 第３電圧センサ、９４ Ｇセンサ、９５ ヨーレートセンサ、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、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、L リアクトル。

Claims (7)

1. 駆動輪に連結された車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを有する車両であって、
   運転者による駆動力要求操作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、
   前記駆動輪の空転によるスリップが発生している状態を少なくとも含む挙動不安定状態にあるときに、該挙動不安定状態を解消するために前記車軸に出力すべき駆動力である制限駆動力を設定する制限駆動力設定手段と、
   前記制限駆動力設定手段により前記制限駆動力が設定されていないときには前記車軸に出力すべき目標駆動力を前記設定された要求駆動力と第１の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定し、前記制限駆動力設定手段により前記制限駆動力が設定されているときには前記目標駆動力を前記設定された要求駆動力および制限駆動力のうちの小さい方と前記第１の緩変化制約に比べて前記電動機の回転数が低いほど前記車軸に出力される動力の変動を許容する傾向をもった第２の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定する目標駆動力設定手段と、
   前記設定された目標駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように前記電動機を制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 前記第２の緩変化制約は、前記目標駆動力の少なくとも減少側の変化量の許容量を前記電動機の回転数が低いほど大きくする傾向を有する制約である請求項１に記載の車両。
3. 請求項１または２に記載の車両において、
   前記蓄電手段からの電圧を昇圧して前記電動機側に供給可能な電圧変換手段を含む電源回路と、
   前記電動機の回転数が高いほど前記蓄電手段からの電圧が昇圧されるように前記電圧変換手段を制御する電圧変換制御手段とを更に備え、
   前記第１および第２の緩変化制約は、少なくとも前記電動機の回転数が所定の高回転域にあるときには前記目標駆動力の少なくとも増加側の変化量の許容量を所定値に設定する制約である車両。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の車両において、
   前記駆動輪に連結された車軸に動力を出力可能な内燃機関を更に備え、
   前記制御手段は、前記設定された目標駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する車両。
5. 前記車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段を更に備え、前記電動機は前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を出力可能であり、前記制御手段は、前記設定された目標駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する請求項４に記載の車両。
6. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含む請求項５に記載の車両。
7. 駆動輪に連結された車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、運転者による駆動力要求操作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、前記駆動輪の空転によるスリップが発生している状態を少なくとも含む挙動不安定状態にあるときに、該挙動不安定状態を解消するために車軸に出力すべき駆動力である制限駆動力を設定する制限駆動力設定手段とを有する車両の制御方法であって、
   （ａ）前記制限駆動力設定手段により前記制限駆動力が設定されていないときには前記車軸に出力すべき目標駆動力を前記要求駆動力と第１の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定し、前記制限駆動力設定手段により前記制限駆動力が設定されているときには前記目標駆動力を前記要求駆動力および前記制限駆動力のうちの小さい方と前記第１の緩変化制約に比べて前記電動機の回転数が低いほど前記車軸に出力される動力の変動を許容する傾向をもった第２の緩変化制約とに基づいて緩変化するように設定するステップと、
   （ｂ）ステップ（ａ）にて設定された目標駆動力に基づく動力が前記車軸に出力されるように前記電動機を制御するステップと、
   を備える車両の制御方法。

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