JP3951957B2

JP3951957B2 - 動力出力装置及びその制御方法並びに車両

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Publication number: JP3951957B2
Application number: JP2003111648A
Authority: JP
Inventors: 満弘田畑; 修米田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2023-04-16
Also published as: JP2004320900A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも発電機としての機能を有する駆動源を備える動力出力装置及びその制御方法並びに該動力出力装置を搭載する車両の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、いわゆるハイブリッド車両に好適に搭載されるハイブリッド型の動力出力装置が開発されている。この種のハイブリッド型の動力出力装置では、代表的には、エンジン、モータジェネレータ、クラッチ、変速装置及び駆動軸等が備えられている。このうち、モータジェネレータは、当該動力出力装置に要求される動作状態に応じて、バッテリから電源供給を受け電動機として利用され、或いはバッテリ充電用の発電機として利用される。このうち後者の場合、即ちモータジェネレータがバッテリ充電のための発電機として用いられる場合は、例えば当該ハイブリッド車両が減速走行しているとき、或いは惰性走行（以下、「惰走」ということがある。）しているとき等に実現される。この際、モータジェネレータは、ハイブリッド車両の車輪の運動エネルギを受けて回転し、所定の電気エネルギを発生することになるから、前記運動エネルギは前記電気エネルギ（及び熱エネルギ）として消費されることになり、所定の制動力を得ることができる。このような制動力による車両の制動は、一般に回生制動と呼ばれている。
【０００３】
かかる回生制動は、車速と回生トルクとの間で予め定められた回生制御特性、或いはアクセルペダル操作量とモータジェネレータの出力トルク変化率との間で予め定められた加速出力トルク変化特性等に則って実施される。即ち、モータジェネレータは、ハイブリッド車両の実際の車速と前記回生制御特性、或いは現実のアクセルペダル操作量と前記加速出力トルク特性とから、所定の回生トルク、或いは出力トルク変化率が得られるように制御されるようになっている。
【０００４】
この場合、当該ハイブリッド車両が現実に走行している路面の状況が重要となる。すなわち、該ハイブリッド車両が、摩擦係数μの比較的低い路面（以下、「低μ路面」ということがある。）の上を走行しているにもかかわらず、前記のように予め定められた回生制御特性、或いは出力変化率特性に則ってモータジェネレータを制御してしまうと、車輪のスリップを発生させることがあり、車両の走行安定性を損ねる可能性があるのである。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１では、前記のような路面の状況の相違に応じて、回生制御特性等を変更する技術が開示されている。この特許文献１では、低摩擦路面判定手段により車両の走行路が低摩擦路面であると判定された場合には、車輪のスリップを発生させないような回生制動トルクが得られるように、予め定められている回生制御特性を変更する技術が開示されており、これにより、車両の走行安定性を高めることが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２０００−２７０４０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような技術には次のような問題点がある。すなわち、前記特許文献１に開示されている技術によれば、たしかに車輪のスリップを防止し、車両の走行安定性を高めることができる。しかしながら、ハイブリッド車両が惰走している場合、換言すると該車両のアクセルもブレーキも操作されていない場合であって、且つ、該車両が低μ路面の上を走行しているときには、ドライバに、いわゆる空走感を与えてしまうおそれがあったのである。ここに空走感とは、ドライバの意思に反して車両が前へ前へとより進んでいってしまうような感覚をいう。特に、ドライバが、踏み込んでいたアクセルを戻す操作を行った直後は、該ドライバとしては一定程度の制動がかかるものと期待していることが多いと考えられるから、前記の空走感はより顕著になる。
【０００８】
このように、従来においては、ドライバが受ける感覚について特に対策が施されていない。より詳細にいえば、前記のように、路面の状況の相違に応じて回生制御特性を変更することで車輪のスリップを防止するという前記の特許文献１に記載されている技術を利用することによれば、たしかに、客観的な面における車両の走行安定性は殆ど問題なく達成されるものの、ドライバが主観的に受ける感覚がそれとは相違することになってしまうのである。したがって、このままでは、ドライバはそのような車両の走行安定性を十分に享受しているということができない。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、客観的に車両の走行安定性を達成するだけでなく、ユーザに空走感等の違和感を与えず、該ユーザの主観的な感覚からしても前記走行安定性が達成されているという感覚を与えることの可能な動力出力装置及びその制御方法並びに該動力出力装置を具備してなる車両を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の動力出力装置は、上記課題を解決するため、車両に搭載される動力出力装置であって、駆動源と、該駆動源から出力された動力が伝達される駆動軸と、前記車両の減速時、前記駆動軸の運動エネルギを受け前記駆動源で起こされた電気エネルギにより、所定の回生制御特性に基づいて充電可能とされた蓄電装置と、前記車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、前記車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、前記回生制御特性を変更する回生制御特性変更手段とを備え、前記回生制御特性変更手段は、前記車両が惰性走行状態にあると判断し、且つ、前記摩擦係数が所定の値よりも小さいと判断する場合には、前記運動エネルギの前記電気エネルギへの変換に応じて発生する前記車両の回生制動力を大きくするように前記回生制御特性を変更する。
【００１１】
本発明の第１の動力出力装置によれば、駆動軸に動力を出力可能な電動機として、及び、バッテリ、或いは大容量コンデンサ等からなる蓄電装置に充電可能な発電機として機能し得るモータジェネレータ等からなる駆動源が備えられている。ここで、駆動源が電動機として作用しているとき、該駆動源は「力行」しているということができ、駆動源が発電機として作用しているときは「回生」しているということができる。このうち後者の回生の際には、駆動源は、駆動軸の運動エネルギを受けて電気エネルギを起こす。すなわち、運動エネルギが電気エネルギによって消費されることで、前記車両に制動力がかかることになる。このような車両の制動は、回生制動と呼ぶことができ、また、前記の制動力は回生制動力と呼ぶことができる。
【００１２】
そして、本発明では特に、前記車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、前記車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、前記回生制御特性を変更する回生制御特性変更手段を備えている。ここで車両が「惰性走行状態」にある場合とは、該車両が前記駆動源その他の積極的な動力の供給を一切受けることなく、惰性的に走行している状態をいう。具体的には例えば、該車両が前記駆動源の出力の程度を調整するためのアクセルペダルを備え、且つ、当該車両全体を制動するためのブレーキペダルを備えている場合においては、これらアクセルペダル及びブレーキペダルがともに操作されていない状態を考えることができる。
【００１３】
そして、本発明では、このように惰性走行状態であるかどうかの如何、及び、車両が走行している路面の摩擦係数の如何に応じて、前記回生制御特性が変更されるのである。これによりまず、後段の要件、すなわち摩擦係数の大小に応じて回生制御特性が変更されるということにより、例えば摩擦係数が小さいのであれば回生制動力が小さくなるように回生制御特性を変更する等ということが可能になり、駆動軸に連結された車輪のスリップの発生を未然に防止することができる。言い換えれば、客観的な観点からみた、車両の走行安定性を実現することができるのである。
【００１４】
また、本発明ではこれに加えて、回生制御特性の変更が、前記の前段の要件、すなわち車両が惰性走行状態であるか否かも考慮されて実行される。具体的には、車両が惰性走行状態にあり、且つ摩擦係数が比較的小さいと判断されるときには、回生制御特性を、前記回生制動力を大きくするように変更する。これによると、回生制動力が従前に比べてより大きくなることから、車両が惰走し且つ前記摩擦係数が小さいという状況時に特に懸念される空走感の発生を防止することができることになる。言い換えれば、前記で実現されるような客観的な観点からみた車両の走行安定性を、ドライバの主観的な観点からみても実感し得るということになる。なお、このような作用効果を得るためには、先に述べた
摩擦係数に応じて回生制動力を「小さく」するということと、惰性走行状態及び前記摩擦係数に応じて回生制動力を「大きく」するといこととの関係を次のように捉えるとよい。すなわち、前者の「小さく」という場合のその「程度」が、後者の「大きく」という場合のその「程度」を越える場合を想定すればよい。
【００１５】
このように、本発明の第１の動力出力装置によれば、当該動力出力装を搭載する車両が惰性走行状態にあるか否か、また路面の摩擦係数が大きいか小さいかに応じて、回生制御特性が変更されるようになっていることから、該車両のドライバに空走感等の違和感を与えるおそれを極めて低減することができ、客観的にも主観的にも車両の走行安定性の向上という目的を達成することができるのである。
【００１６】
なお、前記においては、電動機及び発電機として機能する駆動源のみ備えられている構成が示されているが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、前記駆動源（以下、「第１の駆動源」と呼ぶ。）の他に、点火燃焼式、或いは自着火燃焼式等のエンジン等からなる別の駆動源（以下、「第２の駆動源」と呼ぶ。）を備えた構成としてもよい。この場合、前記の駆動軸が第１及び第２の駆動源の協働によって駆動される構成を採用することが可能であり、或いは第１の駆動源は第１の駆動軸を駆動し、第２の駆動源は第２の駆動軸を駆動するなどというように、各々独立して別個独立の駆動軸を駆動させるような構成を採用してもよい。後者の構成によれば、いわゆる四輪駆動（４ＷＤ）が可能となる。
【００１７】
また、本発明にいう「回生制御特性変更手段」とは、具体的には例えば、ワンチップのマイクロコンピュータ等が該当し、「回生制御特性」とは、当該マイクロコンピュータを構成するＲＡＭ内に記録された所定の順序で配列等された情報が該当する。この場合、「回生制御特性を変更する」とは、該回生制御特性そのものであるところの情報に関して、適当な加減乗除算、置換、組替え等を実施することを意味する。より具体的には、回生制御特性が、前記車両の速度と回生トルクとの比例関数のグラフとして表されるならば、そのグラフの傾きを増やし又は減じること、或いはその切片の値を増やし又は減じること等の算出操作が、「回生制御特性を変更する」に該当することになる。
【００１８】
さらに、前記の回生制御特性変更手段は、後述する制御手段の一部を構成するように構成してもよい。
【００２１】
本発明の第２の動力出力装置は、上記課題を解決するため、車両に搭載される動力出力装置であって、駆動源と、該駆動源から出力された動力が伝達される駆動軸と、前記車両の減速時、前記駆動軸の運動エネルギを受け前記駆動源で起こされた電気エネルギにより、所定の回生制御特性に基づいて充電可能とされた蓄電装置と、前記車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、前記車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、前記回生制御特性を変更する回生制御特性変更手段とを備え、前記回生制御特性変更手段は、前記車両が惰性走行状態にあると判断し、且つ、前記摩擦係数が所定の値よりも小さいと判断する場合には、前記駆動源における前記運動エネルギの前記電気エネルギへの変換に応じて発生する回生制動力の時間に対する変化の割合を大きくするように前記回生制御特性を変更する。
【００２２】
本発明の第２の動力出力装置によれば、駆動軸に動力を出力可能な電動機として、及び、バッテリ、或いは大容量コンデンサ等からなる蓄電装置に充電可能な発電機として機能し得るモータジェネレータ等からなる駆動源が備えられている。そして、前記車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、前記車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、前記回生制御特性を変更する回生制御特性変更手段を備えている。このように惰性走行状態であるかどうかの如何、及び、車両が走行している路面の摩擦係数の如何に応じて、前記回生制御特性が変更されるのである。具体的には、車両が惰性走行状態にあり、且つ摩擦係数が比較的小さいと判断されるときには、回生制御特性を、前記回生制動力の時間に対する変化の割合を大きくするように変更する。したがって、より確実に、当該車両のドライバに空走感等の違和感を与えずに済む。
【００２３】
本発明の動力出力装置の一態様では、前記蓄電装置に対する充電を実施する前に、当該蓄電装置の電気残量を所定の閾値よりも予め小さくしておくように前記蓄電装置及び前記駆動源の少なくとも一方を制御する制御手段を更に備えている。
【００２４】
この態様によれば、蓄電装置に対する充電が実施される前には、当該蓄電装置の電気残量が比較的少ない状態が実現されることになる。したがって、例えば前記のように、車両が惰性走行状態にあり、且つ摩擦係数が比較的小さい場合において、前記回生制動力が大きくなるように、或いは該回生制動力の時間に対する変化の割合が大きくなるように、回生制御特性が変更されることで、駆動源においてより多くの電気エネルギが発生したとしても、該電気エネルギを蓄電装置に無理なく吸収すること（即ち、無理なく充電すること）ができる。言い換えると、本態様によれば、過充電状態の出現を未然に防止することができる。
【００２５】
なお、本態様において、「電気残量を予め小さくしておくように」蓄電装置及び駆動源の少なくとも一方を制御するとは、具体的には次のような各種の例を考えることができる。第一に、本発明の駆動源は、前記のように、蓄電装置の電気エネルギを受けて回転することで駆動軸を駆動させることが可能となっているから、最も典型的には、該駆動源をそのように使用することによって、蓄電装置の電気残量を小さくしておくことが可能である。
【００２６】
第二に、本発明において、前記の構成のほかに、例えば空気調和機（エアコン）のコンプレッサ、ウォータポンプやパワーステアリング用のポンプ、空気清浄機のモータ等のいわゆる補機類、更には前記蓄電装置とは別の蓄電装置（例えば、１２Ｖ系のバッテリ）を搭載するとともに、前記蓄電装置の電気エネルギを前記補機類の駆動に、或いは前記別の蓄電装置の充電等に利用することで、蓄電装置の電気残量を小さくしておくことが可能である。
【００２７】
本発明の第１の動力出力装置の制御方法は、上記課題を解決するために、駆動軸を備えた車両に搭載され、前記駆動軸の運動エネルギを受けて電気エネルギを起こす駆動源と、前記電気エネルギにより所定の回生制御特性に基づいて充電可能とされた蓄電装置とを備えた動力出力装置を制御する制御方法であって、前記車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、前記車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、前記回生制御特性を変更する回生制御特性変更工程と、該回生制御特性変更工程の後、前記車両の減速時に、前記回生制御特性に基づいて前記蓄電装置の充電を行う充電工程とを含み、前記車両が惰性走行状態にあると判断し、且つ、前記摩擦係数が所定の値よりも小さいと判断する場合には、前記運動エネルギの前記電気エネルギへの変換に応じて発生する前記車両の回生制動力を大きくするように前記回生制御特性を変更する。本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、上記課題を解決するために、駆動軸を備えた車両に搭載され、前記駆動軸の運動エネルギを受けて電気エネルギを起こす駆動源と、前記電気エネルギにより所定の回生制御特性に基づいて充電可能とされた蓄電装置とを備えた動力出力装置を制御する制御方法であって、前記車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、前記車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、前記回生制御特性を変更する回生制御特性変更工程と、該回生制御特性変更工程の後、前記車両の減速時に、前記回生制御特性に基づいて前記蓄電装置の充電を行う充電工程とを含み、前記車両が惰性走行状態にあると判断し、且つ、前記摩擦係数が所定の負荷値よりも小さいと判断する場合には、前記運動エネルギの前記電気エネルギへの変換に応じて発生する回生制動力の時間に対する変化の割合を大きくするように前記回生制御特性を変更する。
【００２８】
本発明の車両は、上記課題を解決するために、前述の本発明の動力出力装置（但し、その各種態様を含む。）と、該動力出力装置が搭載される車両本体と、該車両本体に取り付けられると共に前記駆動軸を介して出力される駆動力により駆動される車輪とを備えている。
【００２９】
本発明の車両によれば、前述の本発明の動力出力装置を具備してなるから、例えば当該車両が惰走しており、且つ駆動軸に連結された車輪が低μ路面に接している場合（即ち、車両が走行している路面の摩擦係数が知覚的小さい場合）に、当該車両の回生制動力が大きくなるように回生制御特性を変更することが可能となるから、該車両のドライバに空走感等の違和感を与えずに済む。
【００３０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。
【００３２】
（車両）
図１は、本発明の実施形態に係る四輪自動車（以下、単に「自動車」という。）ＭＶの構成例を示す図である。この図において、自動車ＭＶは、車両本体ＭＶＳを備えるとともに、該車両本体ＭＶＳに車輪ＴＦ１及びＴＦ２並びにＴＲ１及びＴＲ２を備えている。なお、以下では、符号ＴＦ１及びＴＦ２については「前輪」と、符号ＴＲ１及びＴＲ２については「後輪」ということがある。
【００３３】
このうち前輪ＴＦ１及びＴＦ２には、これらに動力を伝達するための駆動軸１５７が接続されており、該駆動軸１５７には順に、ディファレンシャルギア１５４、変速装置１６０及びエンジン１５０が接続されている。
【００３４】
このうちエンジン１５０は、本実施形態において、直噴式ガソリンエンジンであり、変速装置１６０は、フルオート式の同期噛み合い式変速装置として構成されている。ただし、本発明は、エンジン１５０及び変速装置１６０として、前記以外の形式を採用して構わない。
【００３５】
前記のうちエンジン１５０には、フライホイール１５１を介してスタータモータ１５２が接続されている。エンジン１５０の始動の際には、該エンジン１５０はスタータモータ１５２から動力を受けてクランキングさせられる。また、エンジン１５０にはエンジン用ＥＣＵ（Electrical Control Unit）１７０が接続されており、変速装置１６０には、変速装置用ＥＣＵ１８０が接続されている。エンジン用ＥＣＵ１７０及び変速装置用ＥＣＵ１８０は、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、エンジン１５０及び変速装置１６０に関する各種の制御を実行する。なお、図示を適宜省略したが、エンジン１５０及び変速装置１６０には、前記各種の制御を可能とするために、その運転状態等を知ることのできる種々のセンサが接続されている。図１においては特に、車輪ＴＦ１及びＴＦ２の速度を検出するための車輪センサ２０１が示されている。エンジン１５０及び変速装置１６０の構成等については、後にも詳しく述べる。
【００３６】
前輪ＴＦ１及びＴＦ２に接続された駆動軸１５７には、ステアリングホイール１５８が接続されている。このステアリングホイール１５８が当該自動車ＭＶのドライバによって操作されると、前輪ＴＦ１及びＴＦ２の方向は変じられ、当該自動車ＭＶの進行方向が変じられることになる。
【００３７】
他方、後輪ＴＲ１及びＴＲ２には、駆動軸４４４が接続されており、該駆動軸４４４には図示しないギアを介してモータジェネレータ４８０が接続されている。モータジェネレータ４８０には、インバータ４４２及びバッテリ４４０が接続されている。このうちバッテリ４４０は、所定電圧のＤＣ電源であり、インバータ４４２は、バッテリ４４０から電力供給を受けて三相電流を発生させる。モータジェネレータ４８０は、この三相電流を受けて電動機として機能することにより、駆動軸４４４が回転させられることになる（力行動作）。逆に、後輪ＴＲ１及びＴＲ２等から力を受けてモータジェネレータ４８０が回転させられるときには、該モータジェネレータ４８０は発電機として機能することにより、バッテリ４４０の充電が行われることになる（回生動作）。なお、前記のバッテリ４４０はモータジェネレータ４８０を駆動するための高圧電源用として設けられているが、本実施形態においては特に、例えば前記のスタータモータ１５２、或いは図示しない空気調和機用のコンプレッサ、ウォータポンプやパワーステアリング用のポンプ、空気清浄機のモータ等の補機系を駆動するための低圧電源用のバッテリ（不図示）が設けられており、高圧及び低圧の二系統構成とされている。
【００３８】
モータジェネレータ４８０には、モータジェネレータ用ＥＣＵ４５０が接続されている。モータジェネレータ用ＥＣＵ４５０は、前記のエンジン用ＥＣＵ１７０及び変速装置用ＥＣＵ１８０と同様、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、モータジェネレータ４８０に関する各種の制御を実行する。特に、モータジェネレータ用ＥＣＵ４５０は、当該自動車ＭＶの前進及び後進を検出するとともに、要求されたトルクを実現するための指令をインバータ４４２に送出する機能を有する（モータジェネレータ４８０は、それに応じて回転速度、回転方向等が変更させられる。）。また、モータジェネレータ用ＥＣＵ４５０は、本発明にいう「回生制御特性変更手段」の一例に該当し、後に詳述するように、自動車ＭＶが減速時、当該自動車ＭＶが低μ路面の上を走行しているか、或いは高μ路面の上を走行しているか等に応じて、回生トルクの最大値、或いは回生トルクの時間に対する変化の割合等に適当な制限を設けるとともに、該制限に従った回生トルクを実現するように、モータジェネレータ４８０を制御する。
【００３９】
このように本実施形態に係る自動車ＭＶでは、前輪ＴＦ１及びＴＦ２は、駆動軸１５７を介してエンジン１５０により駆動させられ、後輪ＴＲ１及びＴＲ２については、駆動軸４４４を介してモータジェネレータ４８０により駆動させられるようになっている。つまり、本実施形態に係る自動車ＭＶにおいては、いわゆる四輪駆動（４ＷＤ）が実現可能となっている。
【００４０】
前記に加えて、本実施形態の自動車ＭＶには、そのキャビンＭＶＣ内に、モード選択スイッチ５０１が備えられている。モード選択スイッチ５０１は、例えばボタン式、タッチパネル式、或いはリモートコントロール式等ドライバが操作可能でありその意思伝達が可能な機構を備えてなり、当該自動車ＭＶの走行態様の如何に関する種々のモードを選択するためのスイッチである。ここに種々のモードとは、例えば「雪道走行モード」や「モータ走行モード」等を挙げることができる。前記の「雪道走行モード」とは、自動車ＭＶが、例えば氷雪面等摩擦係数の小さい路面、即ち低μ路面の上を走行している場合に選択され、前記エンジン１５０及びモータジェネレータ４８０の出力を抑制し、或いは変速装置１６０における変速位置を低速に固定してエンジンブレーキを利用しやすいようにすること等を内容とする。また、後者の「モータ走行モード」とは、例えば自動車ＭＶが低速状態を強いられるような場合に選択され、エンジン１５０を利用せずモータジェネレータ４８０のみで走行すること等を内容とする。エンジン用ＥＣＵ１７０、変速装置用ＥＣＵ１８０及びモータジェネレータ用ＥＣＵ４５０は、選択されたモードの内容に基づきその制御の内容を決定し、自動車ＭＶはその制御に従って走行する。このようなモード選択スイッチ５０１の存在によると、ドライバが外界を視認すること等によって得られた情報に沿い、且つ、ドライバの意思を反映させた上で、自動車ＭＶを走行させることが可能となる。
【００４１】
（直噴式ガソリンエンジン）
図２は、本発明の実施形態に係る動力出力装置を構成するエンジン１５０及びその周辺機器等の構成例を示す図である。
【００４２】
エンジン１５０は、燃料室内に燃料を直接噴射する、いわゆる直噴式ガソリンエンジンである。このエンジン１５０には、図示されないシリンダブロック、シリンダブロックの内部に配置されたシリンダ、シリンダの内部を摺動可能に配置されたピストンがそれぞれ設けられている。
【００４３】
シリンダの内部であってピストンの頂面に臨む空間には燃焼室２０が形成されている。燃焼室２０には、燃料噴射弁２２の噴射口が露出している。エンジン１５０の運転中、燃料噴射弁２２には、図示しない燃料ポンプから燃料が圧送される。また、燃焼室２０には、図示しない点火プラグが設けられており、この点火プラグに着火することにより、燃焼室２０内に爆発を生じさせ、シリンダ内のピストンに動力を伝達することになる。
【００４４】
燃焼室２０には、上記のほか、図示しない排気弁を介して排気マニホールド３０が連通している。排気マニホールド３０には、ターボチャージャ３９を介して排気管３１が接続されている。このうち排気管３１の途上には、例えばＰＭ（排気微粒子）フィルタ等からなる排気浄化装置３５が設けられている。なお、ＰＭフィルタとは、ステンレス鋼粉末を焼結したシームレス管状フィルタ（液体精密ろ過フィルタ）である。排気浄化装置３５には、温度センサ３５Ｔが付設されている。他方、燃焼室２０には、図示しない吸気弁を介して吸気マニホールド３２の各枝管が連通している。吸気マニホールド３２には、インタークーラ３９Ｃを介して吸気管３３が接続されている。このうち吸気マニホールド３２内には、スロットル弁３２Ｖが配設されている。
【００４５】
以上の排気系及び吸気系の双方に関連する装置として、エンジン１５０には、ターボチャージャ３９及び排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）装置３８が設けられている。
【００４６】
まず、ターボチャージャ３９は、例えばタービン及びコンプレッサ（いずれも不図示）を備えてなり、タービンが排気マニホールド３０内を流れる排気ガスのエネルギにより回転させられることにより、コンプレッサは、このタービンの動力をシャフトを介して受け取るようになっている。これにより、吸気管３３内の空気を圧縮して燃焼室２０側に供給することが可能となる。すなわち、ターボチャージャ３９は、燃焼室２０に対する吸入空気量を制御する機能を備えている。ちなみに、吸気管３３の空気吸入方向において、ターボチャージャ３９とスロットル弁３２Ｖとの間には、インタークーラ３９Ｃが設けられているが、このインタークーラ３９Ｃは、ターボチャージャ３９により圧縮されて温度が上昇した空気を冷却するためのものである。なお、ターボチャージャ３９としては、コンプレッサの回転数に対応する吐出量を制御することのできる、いわゆる可変容量式のターボチャージャを用いてよい。
【００４７】
他方、排気ガス再循環装置３８は、排気マニホールド３０と吸気マニホールド３２とを接続するパイプ３８と、パイプ３８の途中に設けられ、かつ、排気マニホールド３０から吸気マニホールド３２に戻されるガスの流量を制御するＥＧＲバルブ３８Ｖとを備えている。これにより、燃焼室２０から排気マニホールド３０に排出されたガスの一部を、吸気系統に戻すことが可能になる。これによると、燃焼室２０内の燃焼温度は下がり、窒素酸化物の生成と、吸入空気量の増加による排気微粒子の生成とを抑制することができる。
【００４８】
以上述べたようなエンジン１５０をはじめとする各種の要素は、エンジン用ＥＣＵ１７０により制御される。エンジン用ＥＣＵ１７０は、エンジン１５０の燃料噴射量や回転速度その他の制御を実行する。例えば前記の要素のうちスロットル弁３２Ｖは図示しないスロットルモータに連結され、スロットルモータはエンジン用ＥＣＵ１７０に接続されてその制御下にある。これにより、スロットルモータは、エンジン用ＥＣＵ１７０から供給される制御信号に応じてスロットル弁３２Ｖの開度を変化させる。
【００４９】
他方、エンジン用ＥＣＵ１７０には、前記の各種の機構的要素の他、イグニッションスイッチ７６（以下、「ＩＧスイッチ７６」という。）が接続されている。エンジン用ＥＣＵ１７０は、ＩＧスイッチ７６の出力信号に基づき、ＩＧスイッチ７６のオン／オフ状態を検出する。ＩＧスイッチ７６がオン状態からオフ状態とされると、燃料噴射弁２２による燃料噴射等が停止され、エンジン１５０の運転が停止される。さらに、エンジン用ＥＣＵ１７０には、アクセルペダル７８の近傍に設けられたアクセル開度センサ８０が接続されている。アクセル開度センサ８０は、アクセルペダル７８の踏み込み量に応じた電気信号を、エンジン用ＥＣＵ１７０に向けて出力する。加えて、エンジン用ＥＣＵ１７０には、ブレーキペダル８２の近傍に設けられたブレーキ開度センサ８４が接続されている。ブレーキ開度センサ８４は、ブレーキペダル８２の踏み込み量に応じた電気信号を、エンジン用ＥＣＵ１７０に向けて出力する。
【００５０】
さらに加えて、エンジン用ＥＣＵ１７０は、図１に示した車輪センサ２０１等の検出結果に基づいて、自動車ＭＶが走行している路面の勾配の程度、前輪ＴＦ１及びＴＦ２の加速度、或いはスリップ率等を算出する機能や、その他当該自動車ＭＶを運行する上で必要な各種のパラメータを算出する機能を有する。また、本実施形態において、エンジン用ＥＣＵ１７０は、自動車ＭＶの全体のトルクを管理する等のほか、必要な場合には前記の変速装置用ＥＣＵ１８０やモータジェネレータ用ＥＣＵ４５０に対しても指令を発する。要するに、本実施形態に係るエンジン用ＥＣＵ１７０は、エンジン１５０に関する制御を実施する以外にも、当該自動車ＭＶの全体的且つ調和的な動作を統御する機能を併せもっている。
【００５１】
（変速装置）
図３は、図１及び図２に示した変速装置１６０の構成例を示す図である。この図３において、エンジン１５０に連結されたクランク軸１５５は、クラッチＣを介してインプット軸１５６に連結されている。インプット軸１５６には、該軸を中心として、１速から５速までの各速の入力歯車１ＩＮ〜５ＩＮ（以下、「１速入力歯車１ＩＮ」などという。）が設けられているとともに、後進段入力歯車ＲＩＮが設けられている。このうち、３速入力歯車３ＩＮ、４速入力歯車４ＩＮ及び５速入力歯車５ＩＮは、インプット軸１５６との関係で相対的に自由に回転し得るように設けられている。また、３速入力歯車３ＩＮと４速入力歯車４ＩＮとの間にはスリーブＳ１が設けられており、５速入力歯車５ＩＮには、これに対応するようにスリーブＳ２が設けられている。スリーブＳ１は、図中左右いずれかの方向に移動することによって、３速又は４速入力歯車３ＩＮ又は４ＩＮとインプット軸１５６を連結することが可能である。スリーブＳ２も、スリーブＳ１と同様、図中右方向に移動することによって、５速入力歯車５ＩＮとインプット軸１５６を連結することが可能である。なお、各スリーブＳ１及びＳ２と、これらに連結可能な３速〜５速入力歯車３ＩＮ〜５ＩＮとの間には、それぞれ、両者間の噛み合いがスムースに行われるように、図示しない同期装置が設けられている。
【００５２】
他方、アウトプット軸１５３には、該軸を中心として、前記の各速の入力歯車１ＩＮ〜５ＩＮのそれぞれに対応した各速の出力歯車１ＯＵＴ〜５ＯＵＴ及びＲＯＵＴ（以下、「１速出力歯車１ＯＵＴ」などという。）が設けられている。このうち、１速出力歯車１ＯＵＴ、２速出力歯車２ＯＵＴ及び３速出力歯車３ＯＵＴは、アウトプット軸１５３との関係で相対的に自由に回転し得るように設けられている。また、１速出力歯車１ＯＵＴと２速出力歯車２ＯＵＴとの間にはスリーブＳ３が設けられており、３速出力歯車３ＯＵＴに対応するようにスリーブＳ４が設けられている。スリーブＳ３及びＳ４はともに、前記のスリーブＳ１及びＳ２と略同様な機能を果たす。すなわち、スリーブＳ３は、アウトプット軸１５３と１速出力歯車１ＯＵＴ又は２速出力歯車２ＯＵＴとを連結するように移動可能に構成されており、スリーブＳ４は、アウトプット軸１５３と３速出力歯車３ＯＵＴとを連結するように移動可能に構成されている。ただし、スリーブＳ３は、１速出力歯車１ＯＵＴ及び２速出力歯車２ＯＵＴとの間、図中真中の位置において、アウトプット軸１５３と後進段出力歯車ＲＯＵＴとを連結させる作用を果たし、後進段入力歯車ＲＩＮからアウトプット軸１５３への動力伝達を可能にする。なお、各スリーブＳ３及びＳ４と、これらに連結可能な１速〜３速出力歯車１ＯＵＴ〜３ＯＵＴ及び後進段出力歯車ＲＯＵＴとの間には、それぞれ、両者間の噛み合いがスムースに行われるように、図示しない同期装置が設けられている。
【００５３】
以上のような構成を備える変速装置１６０は、典型的には、以下のように動作する。なお、変速装置１６０の動作は、本実施形態において、図１に示した変速装置用ＥＣＵ１８０によって自動的に行われる。
【００５４】
例えば、１速から２速への変速時における当該変速装置１６０の動作については次のようである。まず、１速走行の段階においては、スリーブＳ３は、１速出力歯車１ＯＵＴをアウトプット軸１５３に連結するように、図中右方向に移動している。他方、残るスリーブＳ２乃至Ｓ４は、いずれも中立の状態を保っており、２速乃至５速入力歯車２ＩＮ〜５ＩＮからアウトプット軸１５３へは動力が伝達されないようになっている。これにより、エンジン１５０からの出力は、クラッチＣを介して、インプット軸１５５、１速入力歯車１ＩＮ、１速出力歯車１ＯＵＴ、スリーブＳ１及びアウトプット軸１５３を介してディファレンシャルギア１５４に伝達される。
【００５５】
続いて、この状態から、２速へ変速する際においては、いったんクラッチＣを断絶した上で、スリーブＳ３が１速出力歯車１ＯＵＴに接続されている状態から、２速出力歯車２ＯＵＴに接続される状態に変更する。この後、クラッチＣを再び係合させると、エンジン１５０からの出力は、クラッチＣを介して、インプット軸１５５、２速入力歯車２ＩＮ、速出力歯車２ＯＵＴ、スリーブＳ１及びアウトプット軸１５３を介してディファレンシャル１５４に伝達される。
【００５６】
残る３速走行以降においても、スリーブＳ１乃至Ｓ４を適当に移動させることにより、同様な変速作用が実現されることになる。なお、前記のスリーブＳ１乃至Ｓ４の動作、或いはクラッチＣの動作等は電気的に又は油圧によって実現することができる。また、上述の例のような各速間の変更を変速装置１６０において実施することが、本発明にいう「変速装置における変速操作」の一例に該当する。さらに、上述のような変速操作は、それがユーザの指令に基づく場合（セミオート式）と、自動的に行う場合（フルオート式）との双方があるが、本実施形態においては、後者の場合を前提とする。ここに「自動的に」とは、自動車ＭＶの速度及びアクセルペダル７８の開度を両軸にとった変速線図等の適当なマップ（不図示）に基づいて変速操作が行われること（即ち、ドライバの意志に基づかずに行われること）を意味する。
【００５７】
（回生制動の態様に関する制御）
以下では、本発明に係る制御手段を構成するエンジン用ＥＣＵ１７０、変速装置用ＥＣＵ１８０及びモータジェネレータ用ＥＣＵ４５０により、自動車ＭＶの回生制動の態様に関する制御について、図４を参照しながら説明する。ここに図４は、当該制御の処理の流れを示すフローチャートである。なお、これにより説明する図４の処理は、当該自動車ＭＶにおいて、一定の時間間隔をおいて間欠的に実行され、又は必要なときに応じて実行されるなどというようになっている。
【００５８】
図４において、まず、エンジン用ＥＣＵ１７０は、前輪ＴＦ１及びＴＦ２並びに後輪ＴＲ１及びＴＲ２のスリップ率ｓを算出する（ステップＳ１０１）。このスリップ率ｓの算出は、前輪ＴＦ１及びＴＦ２及び後輪ＴＲ１及びＴＲ２の駆動力、各車輪ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＲ１及びＴＲ２の速度等に基づいて算出することができる。なお、算出の基礎になるパラメータは、例えば図１に示した車輪センサ２０１等によって得ることができる。
【００５９】
次に、エンジン用ＥＣＵ１７０は、前記で求められたスリップ率ｓと、前輪ＴＦ１及びＴＦ２並びに後輪ＴＲ１及びＴＲ２の駆動力、自動車ＭＶの荷重等とに基づいて、自動車ＭＶが現に走行している路面の摩擦係数μを推定する（ステップＳ１０２）。なお、この場合においては、推定された摩擦係数μの大きさにより、当該自動車ＭＶが、現時点において、氷雪面等の低μ路面上を走行しているか、又は通常の乾燥した舗装路面等の比較的高い摩擦係数の路面の上を走行しているかなどといった概括的な判断を、エンジン用ＥＣＵ１７０にさせることができる。この判断は、予め定めた所定の基準摩擦係数μ^＊を基準に行うことが可能である。すなわち、前記で推定された摩擦係数μが、このμ^＊よりも大きければ（μ＞μ^＊）、摩擦係数が比較的高い路面、即ち「高μ路面」と、そうでなければ（μ≦μ^＊）、「低μ路面」などと判断することが可能である。
【００６０】
続いて、エンジン用ＥＣＵ１７０は、自動車ＭＶの速度及び前記で推定された摩擦係数μ等に基づいて、基本となる減速度（以下、「基本減速度」という。）を算出する（ステップＳ１０３）。ここで「基本減速度」とは、次のような意義を有する。すなわち、前記のアクセルペダル７８及びブレーキペダル８２の双方がＯＦＦとされた場合、言い換えると当該自動車ＭＶが惰走する状態となった場合、車輪ＴＦ１及びＴＦ２並びにＴＲ１及びＴＲ２の回転力がエンジン１５０及びモータジェネレータ４８０に伝達されることによって、制動力（即ち、いわゆるエンジンブレーキ及び回生制動力）が発生することになるが、「基本減速度」とは、このような制動力が作用することで当該自動車ＭＶが時間の経過に応じてどのように速度を低下させるかを表す指標である。具体的には、図５に示すように、現時点における自動車ＭＶの速度Ｖ１,Ｖ２,…,Ｖｎの相違に応じて、それぞれ基本減速度Ｒ１,Ｒ２,…,Ｒｎが定められることになる（但し、図に示されているのは、Ｖ１、Ｖ２及びＶ３とこれらに対応するＲ１、Ｒ２及びＲ３のみである。）。
【００６１】
ちなみに、このような基本減速度Ｒ１,Ｒ２,…,Ｒｎの設定にあたっては、前記で推定された摩擦係数μの大きさの如何も勘案される。したがって、例えば摩擦係数μが比較的小さい場合には、基本減速度Ｒ１,Ｒ２,…,Ｒｎとしては、本来とられ得る減速度よりもより小さな減速度を設定する等としておくのが好ましい。例えば、図５において、前記の「本来とられ得る減速度」が符号Ｒ１´を付した直線で表されるとするならば、基本減速度Ｒ１としては、これよりも傾きの大きい図示のような直線として設定しておく等というようである。このようにしておけば、車輪ＴＦ１及びＴＦ２並びにＴＲ１及びＴＲ２のスリップを防止することができる。
【００６２】
なお、前記で「基本減速度」という場合における「基本」とは、該基本減速度が、後の処理において補正の対象となること（ステップＳ２０３）に対応している。この点については、後に改めて説明することとする。また、このような基本減速度、より一般的に「減速度」は、基本的にはなるべく小さい方（つまり、図５でいえば、より傾きの小さい直線であることの方）が好ましい。というのも、エンジンブレーキ、或いは回生制動力をなるべく作用させないで、自動車ＭＶの運動エネルギを可能な限り保存するようにすれば、当該自動車ＭＶはより少ない燃料消費量でより遠くに進行することができるからである。
【００６３】
さて、以上のような基本減速度の算出処理に続き、エンジン用ＥＣＵ１７０は、モード選択スイッチ５０１において選択されているモードの如何を確認する（ステップＳ２０１）。本実施形態では特に、このステップＳ２０１において、ドライバが、前記の「雪道走行モード」を選択しているか否かについて確認するようになっている。ここで、「雪道走行モード」が選択されている場合においては、バッテリ４４０のＳＯＣ（State Of Charge）量の低下要求フラグをＯＮにする処理に移り（ステップＳ２０１からステップＳ２０２へ）、選択されていない場合においては、前記のステップＳ１０２において推定された路面の摩擦係数μが大きいか小さいかについての判断を行う処理へと移る（ステップＳ２０１からステップＳ２１１へ）。
【００６４】
このうち、第一に、図４のステップＳ２０２におけるバッテリ４４０のＳＯＣ量の低下要求フラグをＯＮにする処理とは、具体的には、バッテリ４４０に蓄積されている電気エネルギをより多く消費することを許可することを意味するが、この点については、後のステップＳ２０４に関する説明の際に改めて触れる。
【００６５】
そして、バッテリ４４０のＳＯＣ量の低下要求フラグをＯＮにする処理が終了したら次に、前記のステップＳ１０３において定めた基本減速度の補正を行う（ステップＳ２０３）。例えば、図６に示すように、ステップＳ１０３において定められた基本減速度が図中符号ＲＢで示される直線で表されるとすれば、当該基本減速度を、符号ＲμＬで指示される直線のように補正するのである（以下、補正減速度ＲμＬなどと称する。）。
【００６６】
この補正減速度ＲμＬの定立は、回生トルク限界値及び回生トルクの時間に対する変化の割合（以下、単に「変化率」という。）の限界値を定めることにほぼ同義である。ここに回生トルクとは、前記のように、自動車ＭＶが惰走する状態に至った後、車輪ＴＲ１及びＴＲ２の運動エネルギを受けてモータジェネレータ４８０が発生するトルクをいう。この回生トルクが大きければ回生制動力はより大きく作用し（即ち、自動車ＭＶの減速度はより大きくなる。）、小さければより小さく作用する（即ち、自動車ＭＶの減速度はより小さくなる。）。ステップＳ２０３では、この回生トルクの限界値及び該回生トルクの変化率の限界値を定めるのである。具体的には例えば、回生トルクの限界値ＴＬは、図７（ａ）に示すように、回生トルクと車速との関係を表すグラフ上において、基本減速度に基づく回生トルクの限界値ＴＬＢよりも、より大きな値をとるように定められる。また、回生トルクの変化率ＲＬも、図７（ｂ）に示すように、回生トルクと時間との関係を表すグラフ上において、基本減速度に基づく回生トルクの変化率の限界値ＲＬＢよりも、より小さな値をとるように定められる（いずれも図中の矢印参照）。なお、回生トルクの変化率の限界値は、例えば図７（ｂ）の符号ＲＬＣで示すように、時点時点に応じて異なる値をとるように設定してもよい（以下、変化率限界値ＲＬＣなどという。）。
【００６７】
なお、前記の図５、図６及び図７はいずれも、本実施形態の自動車ＭＶにおける「回生制御特性」を表していると考えることができる。
【００６８】
他方、前記のステップＳ２０１からの枝分かれの第二として、ステップＳ２１１においては、推定された摩擦係数μが大きいか小さいかが判定される。この判定は、前述した基準摩擦係数μ^＊に基づいて行うことができる。すなわち、この場合、自動車ＭＶが現に走行している路面が低μ路面である場合（即ち、μ≦μ^＊）には、当該摩擦係数μは小さいと判定し、そうではなく高μ路面である場合（即ち、μ＞μ^＊）には、当該摩擦係数μは大きいと判定する等というようである。そして、摩擦係数μが大きいと判定されるときには、ＳＯＣ量の低下要求フラグをＯＦＦにする処理へと移り（ステップＳ２１１からステップＳ２１２へ）、そうでないときには、前記のＳＯＣ量の低下要求フラグをＯＮにする処理へと移る（ステップＳ２１１からステップＳ２０２へ）。ここで、後者の処理は、既に述べたとおり、ＳＯＣ量の低下要求フラグをＯＮにする処理（ステップＳ２０２）を実施した後、基本減速度の補正処理等を経る（ステップＳ２０３、また図６及び図７参照）。他方、前者のＳＯＣ量の低下要求フラグをＯＦＦにする処理とは、次に述べるような意義を有する。
【００６９】
まず、前記のステップＳ２０３、或いはステップＳ２１２の処理を経ると、それに続いて、バッテリ４４０の目標ＳＯＣが算出される（ステップＳ２０４）。この場合、該目標ＳＯＣの算出にあたっては、前記のステップＳ２０２、或いはステップＳ２１２において、低下要求フラグがＯＮとされているか、或いはＯＦＦとされているかが当該算出に反映されることになる。
【００７０】
すなわち、当該フラグが“ＯＮ”とされているならば、バッテリ４４０の電気残量が可能な限り小さくなるように、すなわち目標ＳＯＣの値を可能な限り小さくするように当該目標ＳＯＣの値を算出する。このように目標ＳＯＣが小さく設定される場合には、バッテリ４４０の電気エネルギの利用は比較的自由に行われることになる。例えば、モータジェネレータ４８０を駆動することによって、バッテリ４４０の電気エネルギを消費することが考えられる。或いは、該バッテリ４４０の電気エネルギを、補機系を駆動するための１２Ｖ系のバッテリの充電のために用いることも有効である。さらには、バッテリ４４０の電気エネルギを適当な手段により変圧した後、これを補機系を駆動するために用いることも有効である。いずれにせよ、ＳＯＣ量低下要求フラグがＯＮにされ、低めの目標ＳＯＣが設定されると、以上のような各種の手段が適宜採用されることになる結果、バッテリ４４０の電気残量は小さくされることになる。
【００７１】
他方、当該フラグが“ＯＦＦ”とされているならば、バッテリ４４０の電気残量を殊更に小さくさせないように、すなわち目標ＳＯＣの値を、該フラグがＯＮである場合よりも大きくするように当該目標ＳＯＣの値を算出する。このことから、ＳＯＣの低下要求フラグがＯＦＦとされるときには、前記したような、バッテリ４４０の電気残量を低下せしめる各種の手段（モータジェネレータ４８０の駆動、１２Ｖ系のバッテリの充電、或いは各種の補機系の駆動等）は殊更には実行されないことになる。
【００７２】
なお、低下要求フラグがＯＮとされる場合であっても、バッテリ４４０の電気残量が必要以上に減少することは未然に防止されるのが好ましい。したがって、前記の各種の手段を採用している最中にあっても、バッテリ４４０の電気残量は常にチェックしておき、該電気残量値が所定の電気残量値を下回る場合には、前記の各種の手段の実行を中止するような構成を併せて備えておくのが好ましい。
【００７３】
以上のように、ステップＳ２０１からステップＳ２０４までの処理によれば、雪道走行モードがＯＮとされているか、或いは自動車ＭＶが低μ路面を走行していると判断される場合には、バッテリ４４０の電気残量を可能な限り小さくするような処理が実行されることになるとともに、基本減速度を補正した補正減速度ＲμＬを定める処理（図６参照）等が実行されることになる。他方、そうでない場合、すなわち自動車ＭＶが高μ路面の上を走行している場合等には、前記のようなバッテリ４４０に関する処理や基本減速度の補正処理等は実施されない。すなわち、この場合には、自動車ＭＶが惰走する状態になると、ステップＳ１０３において定められた基本減速度がそのまま適用されることになるのである。
【００７４】
ただし、自動車ＭＶが比較的高い摩擦係数μの路面の上を走行しているという場合には、例えば図６の符号ＲμＨを付した直線のように、前記の補正減速度ＲμＬとは逆の方向に基本減速度を補正する処理を実行するようにしてもよい。このようにすれば、自動車ＭＶの運動エネルギを、可能な限り当該自動車ＭＶの進行に利用することができる。したがって、自動車ＭＶはより少ない燃料消費量でより遠くに進行することができる。なお、この場合において、基本減速度ＲＢが、図５を参照して説明したように、低μ路面に対応すべく、本来とられ得る減速度Ｒ´をより小さくするように定められた減速度であるというときには、前記の比較的高い摩擦係数μの路面とは、当該低μ路面に“比べて”、高い摩擦係数μを有する路面ということを意味する。より正確にいえば、当該高μ路面の摩擦係数μは、いわゆる乾燥した舗装路面における摩擦係数μから比べれば、未だ小さいと評価し得るということである。
【００７５】
さて、以上の各処理が完了したら続いて、当該自動車ＭＶが惰走する場合に関する処理（以下、「回生処理」という。）へと移行する。まず、この回生処理の本体処理（図４のステップＳ３０６以降の処理をいう。以下同じ。）へ移行するための各種の条件がチェックされる。すなわち第一に、エンジン１５０がアイドリング状態にあるか否かが判定される（ステップＳ３０１）。なお、このアイドリング状態とは、エンジン１５０から出力を必要としない状態をいい、エンジン停止状態も含まれるものである。第二に、ブレーキペダル８２がＯＮとされているか否かが判定される（ステップＳ３０２）。ここで第一の判定によりエンジン１５０がアイドリング状態にあり、第二の判定によりブレーキペダル８２がＯＦＦとされていると判断されるなら、当該自動車ＭＶにおいては、アクセルペダル７８もブレーキペダル８２も踏み込まれていない状況となっていると考えられることにより、当該自動車ＭＶは惰走する状態にあると推定されることになる。
【００７６】
ちなみに、ステップＳ３０１において、エンジン１５０がアイドリング状態にないと判定されるときには、加速時アシストトルクを算出する処理へと移行する（ステップＳ３０１からＳ４０１へ）。ここで加速時アシストトルクとは、アクセルペダル７８の操作量等を勘案しつつ、該自動車ＭＶに全体的に要求されているトルクを、エンジン１５０により出力可能なトルク及びモータジェネレータ４８０により出力可能なトルクによって満足させようとする場合における、後者のトルクをいう。つまり、ステップＳ４０１の処理は、四輪駆動を実施する場合における後輪ＴＲ１及びＴＲ２が受け持つべきトルクの算出を実施することになる。他方、ステップＳ３０２において、ブレーキペダル８２がＯＮとされていると判定されるときには、ブレーキ強調回生トルクが算出される（ステップＳ３０２からＳ４０２へ）。このブレーキ強調回生トルクとは、ブレーキペダル８２により制動力が得られる場合に、モータジェネレータ４８０で得るべき回生トルクを意味する。すなわち、この場合には、ブレーキペダル８２による制動力が期待されるから、その分を織り込んだ上で、回生制動力の大きさを定めようとするのである。一般に、この場合の回生制動力、ないしは回生トルクは、比較的小さくてよいことになる。
【００７７】
さて前記の第二に続けて、第三に、回生可能フラグがＯＮとされているか否かが判定される（ステップＳ３０３）。ここで回生可能フラグとは、図４に示す処理とは別の処理において、モータジェネレータ４８０の状況、或いはバッテリ４４０のＳＯＣ量等の各種の事情を勘案してＯＮ又はＯＦＦと設定されるフラグである。例えば、バッテリ４４０のＳＯＣ量がほぼ満杯状態にあるときには、回生によって起こされる電気エネルギを該バッテリ４４０において蓄えることが不可能であるから、回生可能フラグはＯＦＦとされる。
【００７８】
更に第四に、変速装置１６０がニュートラルであるか否かが判定される（ステップＳ３０４）。すなわち、変速装置１６０のクラッチＣが断絶状態にあるか否かが判定されることになる。ここでクラッチＣが断絶状態にないと判定されるなら、エンジン１５０において発生する制動力、すなわちいわゆるエンジンブレーキの大きさに応じて、前記のステップＳ２０３で得られた補正減速度ＲμＬを更に補正する（ステップＳ３０５）。これは、エンジンブレーキの制動力と回生制動力とのバランスをとって、自動車ＭＶに全体的に適切な制動力を作用させるためである。具体的には例えば、既に参照した図６に示すように、補正減速度ＲμＬを、符号ＲμＬ（Ｅ）で示される直線のように補正することになる（以下、補正減速度ＲμＬ（Ｅ）などと称す。）。また、このようなことにより、前記のステップＳ２０３においていったん設定された回生トルク限界値ＴＬ及び回生トルクの変化率の限界値ＲＬが、それぞれ符号ＴＬ（Ｅ）及び符号ＲＬ（Ｅ）で示すもの等に補正されることになる。なお、これらの補正は、自動車ＭＶが高μ路面の上を走行している場合等には、前記の基本減速度、或いは補正減速度ＲμＨ（図６参照）に基づいて実施されることになる。
【００７９】
以上、まず、第一及び第二の判定で自動車ＭＶが惰走する状態にあると判断され、且つ、前記第三の判定で回生可能フラグがＯＮであるときには、回生処理の本体処理へと移行する。また、前記第四の判定で変速装置１６０がニュートラルであると判断されるときにも、回生処理の本体処理へと移行する。さらに、前記のように補正減速度ＲμＬを更に補正した補正減速度ＲμＬ（Ｅ）を定めた場合にも、それに引き続き、回生処理の本体処理へと移行する。
【００８０】
回生処理の本体処理では、まず、回生トルクの目標値が定められ（ステップＳ３０６）、回生トルクの変化率についての制限が設けられ（ステップＳ３０７）、更には、回生トルクが採り得る最大値の制限が設けられる（ステップＳ３０８）。これらは、前記で定められた補正減速度ＲμＬ（Ｅ）、或いはより具体的には、既に参照した図７（ａ）及び（ｂ）に基づいて定められることになる。そして次に、前記で定められた補正減速度ＲμＬ並びに回生トルクの限界値ＴＬ及び変化率の限界値ＲＬ等に従いながら、モータジェネレータ４８０を駆動する（ステップＳ５０１）。このようなモータジェネレータ４８０の駆動処理は、モータジェネレータ用ＥＣＵ４５０によって制御される。
【００８１】
このモータジェネレータ４８０の駆動処理は、具体的には、例えば図８及び図９に示すように行われることになる。ここに図８は、惰走状態に至った後の自動車ＭＶの減速の様子を表すグラフであり、図９は、惰走状態に至った後におけるモータジェネレータ４８０の出力する駆動力の時間に対する変化の割合を表すグラフである。
【００８２】
まず、図８の時間ｔ１において、自動車ＭＶが惰走する状態に突入することが示されている。これは、時点ｔ１の直前においてアクセル開度ＡＯＣが減少し始め、当該時間ｔ１で完全に“０”となっていることにより示されている（図４のステップＳ３０１参照）。したがって、自動車ＭＶは、当該時点ｔ１の以後、モータジェネレータ４８０及びエンジン１５０に起因する回生制動力、或いはエンジンブレーキを受けて減速することになる。
【００８３】
ここで、もし、前記のステップＳ１０２において推定された摩擦係数μが小さいと判定され（ステップＳ２１１）、或いはドライバによって雪道走行モードが選択されている場合（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）には、ステップＳ２０３を経ていることにより、当該自動車ＭＶは、通常の場合における基本減速度に比べて、より減速度の大きい補正減速度ＲμＬ、或いはこれに基づく補正減速度ＲμＬ（Ｅ）（ステップＳ３０５）に従って減速されることになる。
【００８４】
図８においては、補正減速度ＲμＬに従って減速されている様子が示されている。この場合、自動車ＭＶは、図８に併せて示す基本減速度ＲＢとの対比からも明らかなように、より速やかに減速されていることがわかる。つまり、この場合においては、より大きな回生トルクが発生し、より大きな回生制動力が作用しているのである。
【００８５】
したがって、本実施形態によれば、まず、自動車ＭＶが惰走する状態にあり、且つ、低μ路面の上を走行している場合において、該自動車ＭＶのドライバに空走感等の違和感を与えることを未然に防止することができる。ちなみに、この場合において、「より大きな回生制動力が作用している」とはいっても、基本減速度ＲＢ等は、図５を参照して説明したように、自動車ＭＶが低μ路面の上を走行している場合、本来とられ得る減速度よりも、予め、より小さな減速度として設定され得るようになっている（図５における本来とられ得る減速度Ｒ１´及び基本減速度Ｒ１並びに前述した説明参照。）。すなわち、本実施形態によれば、一般に、本来とられ得る減速度“ＲＲ”があり、該減速度ＲＲがいったん低μ路面に対応すべくより小さな基本減速度“ＲＲＢ”として設定され、更にこの基本減速度ＲＲＢが図４のステップＳ２０３においてより大きな補正減速度“ＲＲＢμＬ”として設定されるということがいえる。この場合、基本減速度ＲＲＢと補正減速度ＲＲＢμＬとの差は、減速度ＲＲと基本減速度ＲＲＢとの差よりも小さい方が好ましい。これは、低μ路面に対応すべく設定された基本減速度ＲＲＢの趣旨をないがしろにすることを防止するためである。
【００８６】
このようなことから結局、本実施形態では、自動車ＭＶが低μ路面の上を走行している場合において、車輪ＴＦ１及びＴＦ２並びにＴＲ１及びＴＲ２のスリップを発生させないという、いわば客観的な観点から見た車両の走行安定性を達成できるだけでなく（この効果は前記の減速度ＲＲから基本減速度ＲＲＢへの変更によりもたらされる。）、空走感等の違和感をドライバに与えないことから、いわば該ドライバの主観的な観点からみても前記の車両の走行安定性という効果を享受し得ることになる（この効果は前記の基本減速度ＲＲＢから補正減速度ＲＲＢμＬへの変更によりもたらされる。）。
【００８７】
また、本実施形態においては、前記のように、より大きな回生制動力が作用することから、図８では、モータジェネレータ４８０においてより大きな電気エネルギが生み出されることになり、該電気エネルギは、バッテリ４４０の充電に用いられることになる。したがって、バッテリ４４０のＳＯＣ量が満杯に近い状態にあると、過充電を発生させるおそれがある。しかるに、本実施形態においては、自動車ＭＶが低μ路面の上を走行している場合、或いは雪道走行モードが選択されている場合に、前記のステップＳ２０２においてバッテリ４４０のＳＯＣ量の低下要求フラグがＯＮとされることが大きな意味をもってくる。すなわち、本実施形態では、前記のような各場合においては、バッテリ４４０の電気残量が可能な限り小さくなるように、その電気エネルギが消費されるようになっていることから、図８のように、より大きな回生トルク、ひいてはより大きな電気エネルギが発生するとしても、バッテリ４４０には、当該電気エネルギを吸収するだけの十分な余裕があることになるのである。このように、本実施形態においては、バッテリ４４０の過充電が発生することが未然に防止されていることになる。
【００８８】
さらに、本実施形態においては、回生制動力は、上述した回生トルク限界値ＴＬ及び回生トルクの変化率の限界値ＲＬ等の制約に従って作用する。特に、前記の回生トルクの変化率の制限は、例えば図９に示すように生かされることになる。すなわち、図９において、モータジェネレータ４８０の駆動力ＴμＬは、時間ｔ１を越えるとマイナスの値をとる、すなわち回生制動力が発生することが示されている。そして、図９では特に、該回生制動力の作用は、図７（ｂ）に示された、時点時点で異なる値をとる回生トルクの変化率の限界値ＲＬＣの制約を受けていることが示されている。例えば時間ｔ１では、変化率限界値ＲＬＣ１による制約を受け、その後、時間Ｔ２及びＴ３ではそれぞれ変化率限界値ＲＬＣ２及びＲＬＣ３による制約を受けるなどというようである。このようにしておけば、例えば回生制動力の変化が滑らかに行われることになり、該変化が極端に大きくなるなどといった事態を未然に回避することができるから、自動車ＭＶの高い走行安定性を実現することができる。
【００８９】
なお、以上の説明は、自動車ＭＶが低μ路面の上を走行している場合を念頭にしているが、自動車ＭＶが高μ路面の上を走行している場合にも、同様な制御が実施されることに変わりはない。図９では特に、前記よりも高い摩擦係数μを有する場合に、駆動力の時間に対する変化の割合がどうなるかが示されている（図中符号ＴμＨ参照。）。
【００９０】
また、上記の実施形態は、図１を参照して説明したように、前輪ＴＦ１及びＴＦ２がエンジン１５０により駆動され、後輪ＴＲ１及びＴＲ２がモータジェネレータ４８０により駆動される自動車ＭＶに関するものであったが、本発明は、このような形態に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、前輪ＴＦ１及びＴＦ２がモータジェネレータ４８１により駆動され、後輪ＴＲ１及びＴＲ２がエンジン１５０により駆動されるような自動車ＭＶ´であっても、また車輪ＴＦ１及びＴＦ２がモータジェネレータとエンジンにより駆動されるような自動車であっても、本発明の適用は可能である。なお、図１０においては、前記の説明に必要な範囲で、各要素を図示しており、その他の要素については適宜図示を省略した。
【００９１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う動力出力装置及びその制御方法並びに車両もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、回生制御特性が変更されることにより、該車両のドライバに空走感等の違和感を与えずにすみ、客観的にも主観的にも車両の走行安定性を向上させるという目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る動力出力装置を構成するエンジン及びその周辺機器等の構成例を示す説明図である。
【図３】図１及び図２に示す変速装置の構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る回生制動の態様に関する制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】横軸に時間、縦軸に車速をとったグラフであって、図４のステップＳ１０３における基本減速度を設定することを説明するための説明図である。
【図６】図５と同趣旨のグラフであって、図５に示された基本減速度を補正して補正減速度を設定するための説明図である。
【図７】いずれも縦軸に回生トルクをとったグラフであって、（ａ）は横軸に車速をとり、回生トルクの限界値を設定するための説明図であり、（ｂ）は横軸に時間をとり、回生トルクの変化率の限界値を設定するための説明図である。
【図８】惰走状態に至った後の自動車ＭＶの減速の様子を表すグラフである。
【図９】惰走状態に至った後におけるモータジェネレータの出力する駆動力の時間に対する変化の割合を表すグラフである。
【図１０】本発明の実施形態に係り、図１とは異なる構成例となる車両の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１５０…エンジン
１７０…エンジン用ＥＣＵ
１８０…変速装置用ＥＣＵ
４８０…モータジェネレータ
４４４…駆動軸
４５０…モータジェネレータ用ＥＣＵ
ＴＦ１、ＴＦ２…前輪
ＴＲ１、ＴＲ２…後輪

Claims

車両に搭載される動力出力装置であって、
駆動源と、
該駆動源から出力された動力が伝達される駆動軸と、
前記車両の減速時、前記駆動軸の運動エネルギを受け前記駆動源で起こされた電気エネルギにより、所定の回生制御特性に基づいて充電可能とされた蓄電装置と、
前記車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、前記車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、前記回生制御特性を変更する回生制御特性変更手段と
を備え、
前記回生制御特性変更手段は、
前記車両が惰性走行状態にあると判断し、且つ、前記摩擦係数が所定の値よりも小さいと判断する場合には、
前記運動エネルギの前記電気エネルギへの変換に応じて発生する前記車両の回生制動力を大きくするように前記回生制御特性を変更することを特徴とする動力出力装置。
車両に搭載される動力出力装置であって、
駆動源と、
該駆動源から出力された動力が伝達される駆動軸と、
前記車両の減速時、前記駆動軸の運動エネルギを受け前記駆動源で起こされた電気エネルギにより、所定の回生制御特性に基づいて充電可能とされた蓄電装置と、
前記車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、前記車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、前記回生制御特性を変更する回生制御特性変更手段と
を備え、
前記回生制御特性変更手段は、
前記車両が惰性走行状態にあると判断し、且つ、前記摩擦係数が所定の負荷値よりも小さいと判断する場合には、
前記運動エネルギの前記電気エネルギへの変換に応じて発生する回生制動力の時間に対する変化の割合を大きくするように前記回生制御特性を変更することを特徴とする動力出力装置。
前記蓄電装置に対する充電を実施する前に、当該蓄電装置の電気残量を所定の閾値よりも予め小さくしておくように前記蓄電装置及び前記駆動源の少なくとも一方を制御する制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力出力装置。
駆動軸を備えた車両に搭載され、前記駆動軸の運動エネルギを受けて電気エネルギを起こす駆動源と、前記電気エネルギにより所定の回生制御特性に基づいて充電可能とされた蓄電装置とを備えた動力出力装置を制御する制御方法であって、
前記車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、前記車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、前記回生制御特性を変更する回生制御特性変更工程と、
該回生制御特性変更工程の後、前記車両の減速時に、前記回生制御特性に基づいて前記蓄電装置の充電を行う充電工程と、
を含み、
前記回生制御特性変更工程は、
前記車両が惰性走行状態にあると判断し、且つ、前記摩擦係数が所定の値よりも小さいと判断する場合には、
前記運動エネルギの前記電気エネルギへの変換に応じて発生する前記車両の回生制動力を大きくするように前記回生制御特性を変更することを特徴とする動力出力装置の制御方法。
駆動軸を備えた車両に搭載され、前記駆動軸の運動エネルギを受けて電気エネルギを起こす駆動源と、前記電気エネルギにより所定の回生制御特性に基づいて充電可能とされた蓄電装置とを備えた動力出力装置を制御する制御方法であって、
前記車両が惰性走行状態にあるか否かに応じ、且つ、前記車両が走行している路面の摩擦係数に応じて、前記回生制御特性を変更する回生制御特性変更工程と、
該回生制御特性変更工程の後、前記車両の減速時に、前記回生制御特性に基づいて前記蓄電装置の充電を行う充電工程と、
を含み、
前記回生制御特性変更工程は、
前記車両が惰性走行状態にあると判断し、且つ、前記摩擦係数が所定の負荷値よりも小さいと判断する場合には、
前記運動エネルギの前記電気エネルギへの変換に応じて発生する回生制動力の時間に対する変化の割合を大きくするように前記回生制御特性を変更することを特徴とする動力出力装置の制御方法。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の動力出力装置と、
該動力出力装置が搭載される車両本体と、
該車両本体に取り付けられると共に駆動軸を介して出力される駆動力により駆動される車輪と
を備えたことを特徴とする車両。