JP3729165B2 - 車両制御装置及びその制御方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両制御装置及びその方法に関し、詳しくはエンジンの動力でモータを駆動させることにより駆動輪に接続された駆動軸を回転駆動させる車両の制御装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両制御装置は、車両運転状況に応じて駆動輪の駆動軸への要求動力を算出し、その要求動力に基づいてエンジンの目標トルクや目標回転数を算出し、それらに基づいてエンジンやモータを制御するものが知られている。ところで、この種の車両制御装置としては、駆動輪にスリップが発生したときに、モータから駆動輪に出力するトルクを制限するものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３０４５１４号公報
【特許文献２】
特開平１３−２９５６７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、駆動輪にスリップが発生したときにはモータへの要求トルクは制限されるものの駆動軸への要求動力は制限されないため、ドライバはエンジン音が大きいわりに車両の走りが抑え込まれているという違和感を覚えることがある。
【０００５】
本発明は上述した課題に鑑みなされたものであり、エンジンの動力でモータを駆動させることにより駆動輪に接続された駆動軸を回転駆動させる車両の制御装置において、スリップ制御時にドライバが違和感を覚えるのを防止できるものを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその作用・効果】
本発明の車両のスリップ制御装置及びその方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１は、エンジンの動力でモータを駆動させることにより駆動輪に接続された駆動軸を回転駆動させる車両の制御装置であって、
車両運転状況に応じて前記駆動軸への要求動力を決定する要求動力決定手段と、
前記要求動力に基づいて前記エンジン及び前記モータを制御する原動機制御手段と、
前記駆動輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、
前記スリップ検出手段によりスリップが検出されたとき該スリップを抑制するように前記駆動輪の駆動トルクを制限する駆動トルク制限手段と
を備え、
前記要求動力決定手段は、前記駆動トルク制限手段によって前記駆動輪の駆動トルクが制限されたときには、前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力を、車両走行にそぐわない大きなエンジン音が発生しないよう制限するものである。
【０００８】
この車両制御装置では、車両運転状況に応じて駆動軸への要求動力が決定されると、その要求動力に基づいてエンジン及びモータが制御される。そして、駆動輪のスリップが検出されたときには、このスリップを抑制するように駆動輪の駆動トルクを制限するが、このように駆動輪の駆動トルクを制限したときには、車両運転状況に応じて決定した要求動力を制限する。つまり、駆動軸への要求動力が大きいにもかかわらず駆動輪の駆動トルクが制限されて車両の走行が抑え込まれているときにそのままの要求動力に基づいてエンジンが制御されると、車両の走行にそぐわない大きなエンジン音が発生することになるが、本発明ではこのような場合には要求動力を制限するため車両走行にそぐわない大きなエンジン音が発生するのを抑制でき、ドライバが違和感を覚えるのを防止できる。
【０００９】
本発明の車両制御装置において、前記要求動力決定手段は、前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力を制限するにあたり、前記駆動輪の駆動トルクを制限するトルク制限率に関わらず一定の動力制限率でもって前記要求動力を制限してもよい。こうすれば、比較的簡単な制御でエンジン音の発生を抑制できる。
【００１０】
本発明の車両制御装置において、前記要求動力決定手段は、前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力を制限するにあたり、前記駆動輪の駆動トルクを制限するトルク制限率に基づいて決定された動力制限率でもって前記要求動力を制限してもよい。こうすれば、駆動輪の駆動トルクが大きく制限されているときには要求動力もそれに応じて大きく制限され、駆動輪の駆動トルクが少しだけ制限されているときには要求動力もそれに応じて少しだけ制限され、違和感が生じにくい。
【００１１】
本発明の車両制御装置において、前記要求動力制限手段は、前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力を制限するにあたり、時間の経過を伴って前記トルク制限率と一致するように決定された動力制限率でもって前記要求動力を制限してもよい。こうすれば、トルク制限率が時間の経過に伴い大きく変化したとしても要求動力は緩やかに変化するため、エンジン音もなだらかに推移し違和感を生じにくい。
【００１２】
本発明の車両制御装置において、前記駆動トルク制限手段は、前記スリップ検出手段によって検出されたスリップが収束したあと前記駆動輪の駆動トルクを緩慢に制限しつつ前記駆動輪の駆動トルクを復帰させてもよい。こうすれば、スリップが収束したあと駆動輪の駆動トルクの制限が解かれて急に大きなトルクが発生するという事態を招くことはない。また、このような駆動輪の駆動トルクを緩慢に制限している期間においても車両運転状況に応じて決定される要求動力が制限されるため、エンジン音がなだらかに推移し違和感を生じにくい。
【００１３】
本発明の車両制御装置は前記エンジンと共に又は前記エンジンと独立して前記モータを駆動可能なバッテリと、前記要求動力決定手段によって前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力が制限されているときに前記バッテリによって前記モータを駆動させ前記エンジンを停止させてしまうのを禁止するエンジン停止禁止手段とを備えていてもよい。車両運転状態に応じて決定された要求動力が制限されたあとの要求動力からすると、バッテリだけでモータを駆動させて駆動軸を回転駆動させれば十分なこともあり得るが、そのような場合であってもエンジンを停止させないようにして、駆動輪のトルク制限が解除されたときの要求動力に直ちに応えられるような態勢をとっておくことが好ましい。なお、エンジンを停止させずに回転させておく場合には、エンジンをアイドリング状態にしておいたり空回しさせたりしてもよい。
【００１４】
本発明の第２は、エンジンの動力でモータを駆動させることにより駆動輪に接続された駆動軸を回転駆動させる車両の制御方法であって、
（ａ）車両運転状況に応じて前記駆動軸への要求動力を決定するステップと、
（ｂ）前記要求動力に基づいて前記エンジン及び前記モータを制御するステップと、
（ｃ）前記駆動輪のスリップを検出するステップと、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）によりスリップが検出されたとき該スリップを抑制するように前記駆動輪の駆動トルクを制限するステップと
を含み、
前記ステップ（ｂ）では、前記ステップ（ｄ）によって前記駆動輪の駆動トルクが制限されたときには、前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力を、車両走行にそぐわない大きなエンジン音が発生しないよう制限するものである。
【００１５】
この車両制御方法では、車両運転状況に応じて駆動軸への要求動力が決定されると、その要求動力に基づいてエンジン及びモータが制御される。そして、駆動輪のスリップが検出されたときには、このスリップを抑制するように駆動輪の駆動トルクを制限するが、このように駆動輪の駆動トルクを制限したときには、車両運転状況に応じて決定した要求動力を制限する。つまり、駆動軸への要求動力が大きいにもかかわらず駆動輪の駆動トルクが制限されて車両の走行が抑え込まれているときにそのままの要求動力に基づいてエンジンが制御されると、車両の走行にそぐわない大きなエンジン音が発生することになるが、本発明ではこのような場合には要求動力を制限するため車両走行にそぐわない大きなエンジン音が発生するのを抑制でき、ドライバが違和感を覚えるのを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の車両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。こ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に接続された第１モータＭＧ１と、同じく動力分配統合機構３０に接続された第２モータＭＧ２と、車両の駆動系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。以下、電子制御ユニットをＥＣＵと略す。
【００１７】
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ＥＣＵ２４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ＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０に出力する。
【００１８】
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。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には第１モータＭＧ１が、リングギヤ３２には第２モータＭＧ２がそれぞれ連結されており、第１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、第１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から入力される第１モータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続され第１モータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００１９】
第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２は、共に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、第１モータＭＧ１，ＭＧ２の一方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、第１モータＭＧ１，ＭＧ２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、第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２と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。第１モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータＥＣＵ４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、第１モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えば第１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第１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第１モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じて第１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。
【００２０】
バッテリ５０は、バッテリＥＣＵ５２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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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ＥＣＵ７０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。
【００２１】
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た本発明の車両制御装置に相当するものであり、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，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の踏み込み量に対応したアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセルペダルポジションＡＰ，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。このハイブリッド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っている。
【００２２】
こうして構成された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ペダルポジションＡＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求動力Ｐｒ（車両走行に用いられるパワー）を計算し、この要求動力Ｐｒがリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２と第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２と第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２の運転制御としては、要求動力Ｐｒ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と第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるよう第１モータＭＧ１および第２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Ｐｒ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と第１モータＭＧ１と第２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に出力されるよう第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モードや、エンジン２２の運転を停止して第２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。
【００２３】
次に、ハイブリッド自動車１０の運転制御、特に駆動輪３９ａ，３９ｂにスリップが発生したときのモータ駆動制御を含む運転制御について説明する。この運転制御プログラムはハイブリッドＥＣＵ７０のＲＯＭ７４に記憶されており、ＣＰＵ７２が所定タイミングごと（ここでは８ｍｓｅｃごと）にこの運転制御プログラムを読み出して実行する。なお、以下には、便宜上、エンジン２２によるバッテリ５０の充電が不要な場合を前提として説明する。
【００２４】
この運転制御プログラムが開始されると、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まずリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを入力する処理を行う（ステップＳ１００）。リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、回転数センサ４４から読み込んだリングギヤ軸３２ａの回転角度θｒから求める。次に、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセルペダルポジションＡＰを読み込む（ステップＳ１０２）。アクセルペダル８３は車両走行に用いられる動力が足りないと運転者が感じたときに踏み込まれるからアクセルペダルポジションＡＰは運転者の欲している動力に対応するものとなる。続いて、読み込まれたアクセルペダルポジションＡＰに応じてリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクの目標値であるトルク指令値Ｔｒ＊を導出する処理を行う（ステップＳ１０４）。ここでは、トルク指令値Ｔｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数ＮｒとアクセルペダルポジションＡＰとの関係を示すマップを予めＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセルペダルポジションＡＰが読み込まれると、マップとアクセルペダルポジションＡＰとリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに基づいてトルク指令値Ｔｒ＊の値を導出する。このマップの一例を図３に示す。
【００２５】
次に、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、トルク指令値Ｔｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとから、駆動軸であるリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求動力Ｐｒ（Ｐｒ＝Ｔｒ＊×Ｎｒ）を求める（ステップＳ１０５）。続いて、動力制限フラグＦの状態を判定する（ステップＳ１０６）。この動力制限フラグＦは、リングギヤ軸３２ａのトルク指令値Ｔｒ＊が制限されている場合に値１にセットされ、そのような制限がされていない場合に値０にリセットされるフラグであり、システム始動時にはゼロにリセットされている。動力制限フラグＦが値０のときには、そのままステップＳ１０８へ進み、動力制限フラグＦが値１のときには、リングギヤ軸３２ａに対するトルク制限がなされているため、そのトルク制限の程度に応じて要求動力Ｐｒを制限し（ステップＳ１０７）、その後ステップＳ１０８へ進む。後述するように、リングギヤ軸３２ａに対するトルク制限は、ステップＳ１１０で求めたトルク指令値Ｔｒ＊がトルク上限値Ｔｍａｘを越えるときにそのトルク指令値Ｔｒ＊をトルク上限値Ｔｍａｘに制限するものであり、トルク制限率ＫＴは（Ｔｍａｘ／Ｔｒ＊）となるが、これをスリップ発生時制御ルーチン（ステップＳ１１８）やスリップ収束時制御ルーチン（ステップＳ１２４）で予め求めておき、次回この運転制御プログラムを実行するときにこのステップＳ１０７で要求動力Ｐｒを制限する際の動力制限率ＫＰとして利用する。
【００２６】
ステップＳ１０８では、リングギヤ軸３２ａに出力すべき要求動力Ｐｒに基づいてエンジンの目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定する。ここでの要求動力Ｐｒは、リングギヤ軸３２ａに対するトルク制限がなされていないときにはステップＳ１０５で求めた要求動力Ｐｒであり、リングギヤ軸３２ａに対するトルク制限がなされているときにはステップＳ１０６で制限されたあとの要求動力Ｐｒである。ところで、要求動力Ｐｒは目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との積となるため、この関係を満足する目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との組み合わせは無数に存在するが、予め高効率な運転が可能で且つ運転状態が円滑に変化する組み合わせを経験的に求め、これを図示しないマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、このマップから要求動力Ｐｒに対応する目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを導出する。続いて、リングギヤ軸３２ａのトルク指令値Ｔｒ＊とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とに基づいて、第２モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１１０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と第２モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とに基づいて、第１モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定する（ステップＳ１１２）。ここで、エンジン２２はプラネタリキャリア３４に直結されているからエンジン２２の回転数Ｎｅはプラネタリキャリア軸３４ａの回転数Ｎｃと等しく、第２モータＭＧ２はリングギヤ３２に直結されているから第２モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２はリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒと等しく、第１モータＭＧ１はサンギヤ３１に直結されているから第１モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１はサンギヤ軸３１ａの回転数Ｎｓと等しい。そして、回転数Ｎｃ，Ｎｒ，Ｎｓは、いずれか２つが決まれば残りの１つも決まるという関係にあるから、ステップＳ１１２では、第１モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、目標回転数Ｎｅ＊とステップＳ１００で入力したリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとによって設定される。なお、ステップＳ１１０では下記数式１によって第２モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を算出できる。
【００２７】
【数１】
Ｔｍ２＊←Ｔｒ＊−Ｔｅ＊×（１／（１＋ρ））
【００２８】
続いて、このハイブリッド自動車２０にスリップが発生したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。ここでは、ステップＳ１００で入力したリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに基づいて角加速度αを計算し、この角加速度αと予め経験的に求めたスリップ発生時点での角加速度に基づいて定められた閾値αｓｌｉｐとを比較し、角加速度αが閾値αｓｌｉｐを越えたときにスリップが発生したと判定する。また、角加速度αの計算は、今回の運転制御において得られた回転数Ｎｒから前回の運転制御において得られた回転数Ｎｒを減じる（今回の回転数Ｎｒ−前回の回転数Ｎｒ）ことにより行うものとした。なお、角加速度αの単位は、回転数Ｎｒの単位を１分間あたりの回転数［ｒｐｍ］で示すと、この運転制御プログラムの実行時間間隔は８ｍｓｅｃであるから、［ｒｐｍ／８ｍｓｅｃ］となる。勿論、回転速度の時間変化率として示すことができれば、如何なる単位を採用してもかまわない。また、角加速度αは、誤差を小さくするために、それぞれ今回を含めて過去数回（例えば３回）に亘って計算された角加速度の平均を用いるものとしてもよい。
【００２９】
ステップＳ１１４でスリップが発生していないと判定されたときには、次に動力制限フラグＦの状態を判定する（ステップＳ１２０）。このステップＳ１２０で動力制限フラグＦが値０だったとき、つまり、スリップが発生しておらず且つリングギヤ軸３２ａに対するトルク制限もなされていないという運転状態だったときには、ステップＳ１０８〜Ｓ１１２で算出した各設定値に基づいてエンジン２２と第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２の制御を行い（ステップＳ１２６）、このプログラムを終了する。
【００３０】
一方、ステップＳ１１４でスリップが発生したと判定されたときには、動力制限フラグＦに値１を設定し（ステップＳ１１６）、続いて図４に示すスリップ発生時制御ルーチン（ステップＳ１１８）を実行する。このスリップ発生時制御ルーチンが開始されると、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、角加速度αがピーク値αｐｅａｋを越えているか否かを判定し（ステップＳ１５０）、角加速度αがピーク値αｐｅａｋを越えていると判定されたときにはピーク値αｐｅａｋの値を角加速度αに更新する処理を行う（ステップＳ１５２）。ここで、ピーク値αｐｅａｋは、基本的には、スリップにより角加速度αが上昇してピークを示すときの角加速度の値であり、初期値として値０が設定されている。したがって、角加速度αが上昇してピークに達するまでの間はピーク値αｐｅａｋを角加速度αの値に順次更新していき、角加速度αがピークに達した時点でその角加速度αがピーク値αｐｅａｋとして固定されることになる。こうしてピーク値αｐｅａｋが設定されると、このピーク値αｐｅａｋに基づいてリングギヤ軸３２ａが出力できるトルクの上限であるトルク上限値Ｔｍａｘを設定する処理を行う（ステップＳ１５４）。この処理は、ここでは、図５に例示するマップを用いて行われる。図５は、角加速度αとトルク上限値Ｔｍａｘとの関係を示すマップであり、トルク上限値Ｔｍａｘは角加速度αの関数ｇ（α）として表される。このマップでは、図示するように、角加速度αが大きくなるほどトルク上限値Ｔｍａｘは小さくなる特性を有している。したがって、角加速度αが上昇してピーク値αｐｅａｋが大きくなるほど、即ちスリップの程度が大きいほど、トルク上限値Ｔｍａｘとして小さな値が設定され、その分リングギヤ軸３２ａの駆動トルクが制限されることになる。
【００３１】
このようにしてトルク上限値Ｔｍａｘを設定したあと、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、リングギヤ軸３２ａのトルク指令値Ｔｒ＊がトルク上限値Ｔｍａｘを越えているか否かを判定し（ステップＳ１５６）、トルク指令値Ｔｒ＊がトルク上限値Ｔｍａｘを越えていないと判定されたときには、そのままこのルーチンを終了する。その後、図２のフローチャートに戻り、エンジン２２と第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２の制御を行う（ステップＳ１２６）が、ここではステップＳ１０８〜Ｓ１１２で算出された各設定値に基づいてエンジン２２と第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２の制御を行うことになる。
【００３２】
一方、ステップＳ１５６でトルク指令値Ｔｒ＊がトルク上限値Ｔｍａｘを越えていると判定されたときには、トルク制限率ＫＴ（＝Ｔｍａｘ／Ｔｒ＊）を算出してこれをＲＡＭ７６の所定領域に記憶し（ステップＳ１５８）、次いでトルク上限値Ｔｍａｘをリングギヤ軸３２ａのトルク指令値Ｔｒ＊とし（ステップＳ１６０）、前出の数１式においてリングギヤ軸３２ａのトルク指令値Ｔｒ＊をトルク上限値Ｔｍａｘに置換することにより第２モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を再設定し（ステップＳ１６２）、このルーチンを終了する。ここで求めたトルク制限率ＫＴは、次回図２の運転制御を実行するときにステップＳ１０７で動力制限率ＫＰとして利用される。そして、その後図２のフローチャートに戻り、このようにして修正した各設定値に基づいて、エンジン２２と第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２の制御を行い（ステップＳ１２６）、このプログラムを終了する。これにより、スリップ発生時においてリングギヤ軸３２ａの駆動トルクは、スリップを抑制するための低いトルク（具体的には、図５のマップにおいて角加速度のピーク値αｐｅａｋに対応するトルク上限値Ｔｍａｘ）に制限されるので、スリップを効果的に抑制することができる。
【００３３】
一方、ステップＳ１１４でスリップが発生していないと判定されたあと、ステップＳ１２０で動力制限フラグＦが値１であると判定されたときには、角加速度αが負の値であり且つそれが所定時間継続したというスリップ収束条件を満足するか否かを判定し（ステップＳ１２２）、このスリップ収束条件を満足していないときには未だスリップが収束していないと判断して、前述したスリップ発生時制御ルーチン（ステップＳ１１８）を実行する。一方、このスリップ収束条件を満足していたときには、駆動輪３９ａ，３９ｂに発生したスリップは収束したと判断して図６に示すスリップ収束時制御ルーチン（ステップＳ１２４）を実行する。スリップ収束時制御ルーチンは、スリップ発生時制御ルーチンによるリングギヤ軸３２ａのトルク制限により角加速度αが低下したときに、制限したトルクを復帰させるために行うルーチンである。
【００３４】
このスリップ収束時制御ルーチンが開始されると、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、今回がこのルーチンを実行する初回か否か、つまり前回まではスリップ収束条件を満足していなかったのに今回スリップ収束条件を満足したか否かを判定し（ステップＳ１７０）、今回が初回のときには、角加速度αが閾値αｓｌｉｐを上回った時点から閾値αｓｌｉｐを下回った時点までの角加速度αの時間積分値αｉｎｔを求め、その時間積分値αｉｎｔの関数としてガード値δ（単位は、角加速度と同じ単位の［ｒｐｍ／８ｍｓｅｃ］）を算出し（ステップＳ１７２）、図５のマップを用いてこのガード値δに対応するトルク上限値Ｔｍａｘを求め（ステップＳ１８２）、その後は上述したスリップ発生時制御ルーチン（図４参照）におけるステップＳ１５６〜Ｓ１６２と同様のステップＳ１８４〜Ｓ１９０を行い、このルーチンを終了する。一方、ステップＳ１７０で今回が初回でなかったときには、ガード値δの更新時か否かを判定する（ステップＳ１７４）。ガード値δの更新時か否かはそのガード値δに設定したあと所定の待機時間が経過したか否かによって判定する。そして、ガード値δの更新時でなかったときには、ステップＳ１８４以降の処理を行い、ガード値δの更新時だったときには、ガード値δから一定値Δδを減じた値を新たなガード値δとし（ステップＳ１７６）、そのガード値δがゼロ以下か否かを判定し（ステップＳ１７８）、ゼロより大きいときには図５のマップを用いてこのガード値δに対応するトルク上限値Ｔｍａｘを求め（ステップＳ１８２）、その後は上述したスリップ発生時制御ルーチン（図４参照）におけるステップＳ１５６〜Ｓ１６２と同様のステップＳ１８４〜Ｓ１９０を行い、このルーチンを終了する。一方、ステップＳ１７８でガード値δがゼロ以下になったときには、トルク制限を行う必要がなくないため、動力制限フラグＦを値ゼロにリセットし（ステップＳ１８０）、このルーチンを終了する。これにより、スリップ収束時においてリングギヤ軸３２ａの駆動トルクは、所定の待機時間が経過するごとに段階的に大きくなるトルク上限値Ｔｍａｘで緩慢に制限されながら大きくなっていく。
【００３５】
図７は、リングギヤ軸３２ａの角加速度αの変化に対してリングギヤ軸３２ａのトルク指令値Ｔｒ＊が変化する一例を示す説明図である。図７に示すように、時刻ｔ３において、角加速度αが閾値αｓｌｉｐを超えているから、この時点でスリップが発生したと判断され、動力制限フラグＦが値１に設定され、リングギヤ軸３２ａのトルク制限が開始される。このとき、トルク上限値Ｔｍａｘは、図５において時刻ｔ３のときの角加速度αに対応する値に設定される。また、時刻ｔ３の次に図２の運転制御が開始されたときには、アクセルペダルポジションＡＰと車速Ｖに基づいて算出された要求動力Ｐｒに動力制限率ＫＰ（＝トルク制限率ＫＴ）を乗じた値を新たな要求動力Ｐｒとし、この要求動力Ｐｒに応じてエンジン２２、第１モータＭＧ１、第２モータＭＧ２が制御されるようになり、これが時刻ｔ１７まで続く。さて、時刻ｔ５においては、角加速度αがピークを示すため、トルク上限値Ｔｍａｘは、図５においてピーク値αｐｅａｋに対応する値に設定される。その後、時刻ｔ１０までは、トルク上限値Ｔｍａｘがピーク値αｐｅａｋに対応する値に保持された状態となる。そして、角加速度αが負の値となってから所定時間経過、図７では時刻ｔ１１になると、スリップ収束条件が満足したと判断され、このタイミングでトルクの復帰が開始される。即ち、時刻ｔ１１の時点では、トルク上限値Ｔｍａｘは、角加速度αが閾値αｓｌｉｐを上回った時刻ｔ３から閾値αｓｌｉｐを下回った時刻ｔ７までの角加速度αの時間積分値αｉｎｔに応じて決まるガード値δに対応する値に設定される。その後は、所定の待機時間が経過するごとにガード値δが更新され、それに応じたトルク上限値Ｔｍａｘが設定される。そして、時刻ｔ１７でガード値δがゼロ以下になり動力制限フラグＦが値ゼロになり、リングギヤ軸３２ａのトルク制限が終了する。これに伴い、要求動力Ｐｒの制限も終了する。このようにしてリングギヤ軸３２ａの駆動トルクが制限されるのに伴い、要求動力Ｐｒもリングギヤ軸３２ａのトルク制限率ＫＴ（＝Ｔｍａｘ／Ｔｒ＊）でもって制限される。
【００３６】
以上詳述した本実施形態では、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ペダル開度に基づいて設定されるアクセルペダルポジションＡＰと車速Ｖとに応じて駆動軸であるリングギヤ軸３２ａへの要求動力Ｐｒが決定されると、その要求動力Ｐｒに基づいてエンジン２２、第１モータＭＧ１、第２モータＭＧ２が各種ＥＣＵによって制御される。そして、駆動輪３９ａ、３９ｂのスリップが検出されたときには、このスリップを抑制するようにリングギヤ軸３２ａの駆動トルクを制限するが、このようにリングギヤ軸３２ａの駆動トルクを制限したときには、アクセルペダルポジションＡＰと車速Ｖに応じて決定した要求動力Ｐｒを制限する。つまり、要求動力Ｐｒが大きいにもかかわらずリングギヤ軸３２ａの駆動トルクが制限されて車両の走行が抑え込まれているときにそのままの要求動力Ｐｒに基づいてエンジン２２が制御されると、車両走行にそぐわない大きなエンジン音が発生することになるが、本実施形態ではこのような場合には要求動力Ｐｒを制限するため車両走行にそぐわない大きなエンジン音が発生するのを抑制でき、ドライバが違和感を覚えるのを防止できる。
【００３７】
また、アクセルペダルポジションＡＰと車速Ｖに応じて決定した要求動力Ｐｒを制限するにあたり、リングギヤ軸３２ａの駆動トルクを制限するトルク制限率ＫＴと同じ動力制限率ＫＰでもって要求動力Ｐｒを制限しているため、リングギヤ軸３２ａの駆動トルクが大きく制限されているときには要求動力Ｐｒもそれに応じて大きく制限され、リングギヤ軸３２ａの駆動トルクが少しだけ制限されているときには要求動力Ｐｒもそれに応じて少しだけ制限され、違和感が生じにくい。
【００３８】
更に、本実施形態では、スリップが収束したあとリングギヤ軸３２ａの駆動トルクにつき所定の待機時間ごとにトルク上限値Ｔｍａｘを段階的に上昇させるという緩慢なトルク制限を行いながらリングギヤ軸３２ａの駆動トルクを復帰させているため、スリップが収束したあとトルク制限が解かれて急に大きなトルクが発生するという事態を招くことはない。また、このようなリングギヤ軸３２ａの駆動トルクを緩慢に制限している期間においてもアクセルペダルポジションＡＰと車速Ｖに応じて決定した要求動力Ｐｒを制限するため、エンジン音がなだらかに推移し違和感を生じにくい。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４０】
例えば、上述した実施形態において、アクセルペダルポジションＡＰと車速Ｖに応じて決定した要求動力Ｐｒが制限されたあとの要求動力Ｐｒ（つまりステップＳ１０７で求めた要求動力Ｐｒ）からすると、バッテリ５０だけで第２モータＭＧ２を駆動させて駆動軸であるリングギヤ軸３２ａを回転駆動させれば十分なこともあり得るが、そのような場合であってもエンジン２２を停止させないようにして、リングギヤ軸３２ａのトルク制限が解除されたときの要求動力Ｐｒに直ちに応えられるような態勢をとるようにすると共にエンジン２２の停止・始動が繰り返されるのを防止してもよい。なお、エンジン２２を停止させずに回転させておく場合には、エンジン２２をアイドリング状態にしたり空回ししたりしてもよい。
【００４１】
また、上述した実施形態における図２の運転制御のフローチャートは、バッテリ５０の充電が不要な場合を前提として説明したが、例えば第１モータＭＧ１に発電させてバッテリ５０の充電も行う必要がある場合においても、その充電に必要な要求動力については考慮せず車両走行に必要な要求動力についてのみ、上述した実施形態と同様の制限を行うようにすればよい。
【００４２】
更に、上述した実施形態では、トルク制限率ＫＴをそのまま動力制限率ＫＰとしたが、トルク制限率ＫＴをパラメータとする関数として動力制限率ＫＰを求めてもよい。例えば、トルク制限率ＫＴのなまし値を動力制限率ＫＰとしてもよく、具体的にはトルク制限率ＫＴに即座に追従して動力制限率ＫＰを変化させるのではなく、時間が経過するにつれ徐々にそのトルク制限率ＫＴに近づくような値を算出してその算出した値を動力制限率ＫＰとしてもよい。こうすれば、トルク制限率ＫＴが急に時間の経過に伴い大きく変化したとしても動力制限率ＫＰで制限した要求動力Ｐｒは緩やかに変化するため、エンジン音もなだらかに推移し違和感を生じにくい。あるいは、トルク制限率ＫＴに所定の係数ｋを乗じたものを動力制限率ＫＰとしてもよいし、トルク制限率ＫＴに関わらず一定の動力制限率ＫＰを採用してもよい。こうすれば、比較的簡単な制御でエンジン音の発生を抑制できる。
【００４３】
更にまた、上述した実施形態では、角加速度αに基づいてスリップ判定を行ったが、これに代えて又は加えて、従動輪の車輪速Ｖａと駆動輪の車輪速Ｖｂとの差を車輪速Ｖａで除した値、つまりスリップ率（Ｖａ−Ｖｂ）／Ｖａを求めてこのスリップ率と所定値とを比較し、このスリップ率が所定値を越えたときにスリップが発生したと判定してもよい。
【００４４】
そしてまた、上述した実施形態で例示したハイブリッド自動車２０に代えて、シリーズ型やパラレル型のハイブリッド自動車に本発明を適用してもよい。あるいは、図８に示すように、駆動輪３１８ａ，３１８ｂに接続された駆動軸に変速機３１４（無段変速機や有段の自動変速機など）を介して接続されたエンジン３１１と、エンジン３１１の後段であって駆動軸に変速機３１４を介して接続されたモータ３１２（または駆動軸に直接接続されたモータ）とを備えるハイブリッド自動車３１０に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド自動車の構成の概略を表す構成図である。
【図２】ハイブリッド自動車で実行される運転制御のフローチャートである。
【図３】車速とアクセル開度とトルク指令値との関係を示すマップである。
【図４】スリップ発生時制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】角加速度とトルク上限との関係を示すマップである。
【図６】スリップ収束時制御ルーチンのフローチャートである。
【図７】駆動軸の角加速度、リングギヤ軸のトルク指令値、動力制限フラグＦの各々の時間変化の一例を示す説明図である。
【図８】他のハイブリッド型自動車の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０ ハイブリッド自動車、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 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３１ａ サンギヤ軸、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、３９ａ 駆動輪、３９ｂ 駆動輪、４０ モータＥＣＵ、４１ インバータ、４３ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリＥＣＵ、５４ 電力ライン、７０ ハイブリッドＥＣＵ、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、ＭＧ１ 第１モータ、ＭＧ２ 第２モータ。

Claims (6)

  1. エンジンの動力でモータを駆動させることにより駆動輪に接続された駆動軸を回転駆動させる車両の制御装置であって、
    車両運転状況に応じて前記駆動軸への要求動力を決定する要求動力決定手段と、
    前記要求動力に基づいて前記エンジン及び前記モータを制御する原動機制御手段と、
    前記駆動輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、
    前記スリップ検出手段によりスリップが検出されたとき該スリップを抑制するように前記駆動輪の駆動トルクを制限する駆動トルク制限手段と
    を備え、
    前記要求動力決定手段は、前記駆動トルク制限手段によって前記駆動輪の駆動トルクが制限されたときには、前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力を、車両走行にそぐわない大きなエンジン音が発生しないよう制限するものであり、該制御をするにあたり、前記駆動輪の駆動トルクを制限するトルク制限率に関わらず一定の動力制限率でもって前記要求動力を制限する
    車両制御装置。
  2. エンジンの動力でモータを駆動させることにより駆動輪に接続された駆動軸を回転駆動させる車両の制御装置であって、
    車両運転状況に応じて前記駆動軸への要求動力を決定する要求動力決定手段と、
    前記要求動力に基づいて前記エンジン及び前記モータを制御する原動機制御手段と、
    前記駆動輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、
    前記スリップ検出手段によりスリップが検出されたとき該スリップを抑制するように前記駆動輪の駆動トルクを制限する駆動トルク制限手段と
    を備え、
    前記要求動力決定手段は、前記駆動トルク制限手段によって前記駆動輪の駆動トルクが制限されたときには、前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力を、車両走行にそぐわない大きなエンジン音が発生しないよう制限するものであり、該制御をするにあたり、前記駆動輪の駆動トルクを制限するトルク制限率に基づいて決定された動力制限率でもって前記要求動力を制限する
    車両制御装置。
  3. 請求項２に記載の車両制御装置であって、
    前記要求動力制限手段は、前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力を制限するにあたり、時間の経過を伴って前記トルク制限率と一致するように決定された動力制限率でもって前記要求動力を制限する
    車両制御装置。
  4. 請求項１〜３のいずれかに記載の車両制御装置であって、
    前記駆動トルク制限手段は、前記スリップ検出手段によって検出されたスリップが収束したあと前記駆動輪の駆動トルクを緩慢に制限しつつ前記駆動輪の駆動トルクを復帰させる
    車両制御装置。
  5. 請求項１〜４のいずれかに記載の車両制御装置であって、
    前記エンジンと共に又は前記エンジンと独立して前記モータを駆動可能なバッテリと、
    前記要求動力決定手段によって前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力が制限されているときに前記バッテリによって前記モータを駆動させ前記エンジンを停止させてしまうのを禁止するエンジン停止禁止手段と
    を備えた車両制御装置。
  6. エンジンの動力でモータを駆動させることにより駆動輪に接続された駆動軸を回転駆動させる車両の制御方法であって、
    （ａ）車両運転状況に応じて前記駆動軸への要求動力を決定するステップと、
    （ｂ）前記要求動力に基づいて前記エンジン及び前記モータを制御するステップと、
    （ｃ）前記駆動輪のスリップを検出するステップと、
    （ｄ）前記ステップ（ｃ）によりスリップが検出されたとき該スリップを抑制するように前記駆動輪の駆動トルクを制限するステップと
    を含み、
    前記ステップ（ｂ）では、前記ステップ（ｄ）によって前記駆動輪の駆動トルクが制限されたときには、前記車両運転状況に応じて決定した前記要求動力を、車両走行にそぐわない大きなエンジン音が発生しないよう制限するものであり、該制御をするにあたり、前記駆動輪の駆動トルクを制限するトルク制限率に関わらず一定の動力制限率でもって前記要求動力を制限するか、又は、前記駆動輪の駆動トルクを制限するトルク制限率に基づいて決定された動力制限率でもって前記要求動力を制限する
    車両制御方法。
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