JP4196986B2 - ハイブリッド車およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、遊星歯車装置のサンギヤ，キャリア，リングギヤに第１モータジェネレータ，エンジン，第２モータジェネレータがそれぞれ接続されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、減速走行ポジションとして「＋」ポジションおよび「−」ポジションを有しており、シフト操作レバーが「＋」ポジションに操作される毎に小さく、「−」ポジションに操作される毎に大きくなるよう車速に対する目標減速度を設定して第２モータジェネレータを回生制御することにより、シフト操作レバーに応じた減速度で走行することができる、としている。
特開２００３−２３５１０３号公報

上述のハイブリッド車では、「＋」ポジションへの操作や「−」ポジションへの操作によって第２モータジェネレータを回生制御することによりシフト操作レバーに応じた減速度で走行することができるものの、走行面の勾配については言及されていない。走行面の勾配は車両が走行する際の加減速フィーリングに大きく影響を与えることから、こうした走行面の勾配について考慮することは走行フィーリングの向上を図る上で望ましい。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、走行フィーリングをより向上させることを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、アクセルオフして走行する際の減速フィーリングをより良好なものとすることを目的の一つとする。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
路面勾配を検出する勾配検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記駆動軸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、
前記検出された路面勾配と前記検出された車速とに基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定し、該設定した目標回転数で該内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、路面勾配と車速とに基づいて内燃機関の目標回転数を設定し、設定した目標回転数で内燃機関が運転されると共に設定された要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御するから、運転者は路面勾配に応じた加減速感を得ることができ、走行フィーリングをより向上させることができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、路面勾配の変化に対して回転数が連続的に変化するよう前記目標回転数を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、走行フィーリングを更に向上させることができる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記要求駆動力設定手段は、走行中にアクセルオフされたときには前記検出された路面勾配と前記検出された車速とに基づいて前記要求駆動力として制動力を要求する要求制動力を設定し、前記制御手段は、アクセルオフされたときに前記内燃機関を運転した状態で走行する際には、前記検出された路面勾配と前記検出された車速とに基づいて該内燃機関の目標回転数を設定し、該内燃機関の燃料供給を停止して該設定した目標回転数で前記電力動力入出力手段により該内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と該電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、アクセルオフして走行する際の減速フィーリングをより良好なものとすることができる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記要求駆動力設定手段は、前記検出された路面勾配が下り勾配として大きいほど制動力が大きくなる傾向に前記要求制動力を設定し、前記制御手段は、前記検出された路面勾配が下り勾配として大きいほど回転数が大きくなる傾向に前記目標回転数を設定して制御する手段であるものとすることもできる。これらの態様の本発明のハイブリッド車において、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の入力制限を設定する入力制限設定手段を備え、前記制御手段は、前記設定された蓄電手段の入力制限の範囲内で前記設定された要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう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駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の入力制限の範囲内で要求制動力に対応することができる。このとき、電力動力入出力手段により内燃機関を路面勾配に応じた目標回転数でモータリングするから、電力動力入出力手段を介して内燃機関から駆動軸に出力される制動力により要求制動力により確実に対応することができる。

本発明のハイブリッド車において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記車軸に接続された第２の回転子とを有し、前記第１の回転子と前記第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。

本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
（ｂ）路面勾配と車速とに基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定し、該設定した目標回転数で該内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記該駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車の制御方法によれば、駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、路面勾配と車速とに基づいて内燃機関の目標回転数を設定し、設定した目標回転数で内燃機関が運転されると共に設定された要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御するから、運転者は路面勾配に応じた加減速感を得ることができ、走行フィーリングをより向上させることができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記ステップ（ａ）は、走行中にアクセルオフされたときには前記検出された路面勾配と前記検出された車速とに基づいて前記要求駆動力として制動力を要求する要求制動力を設定するステップであり、前記ステップ（ｂ）は、アクセルオフされたときに前記内燃機関を運転した状態で走行する際には、路面勾配と車速とに基づいて該内燃機関の目標回転数を設定し、該内燃機関の燃料供給を停止して該設定した目標回転数で前記電力動力入出力手段により該内燃機関がモータリングされると共に前記設定された要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と該電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御するステップであるものとすることもできる。こうすれば、走行フィーリングを更に向上させることができる。

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、本発明の一実施例であるハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド車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、動力出力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，走行面の勾配を検出する勾配センサ８９からの路面勾配θ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実施例のハイブリッド車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、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、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などがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車２０の動作、特に、走行中に運転者によりアクセルペダル８３が踏み戻された際の動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオフ時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、走行中にアクセルペダル８３が踏み戻されたときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

アクセルオフ時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，勾配センサ８９からの路面勾配θ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなどの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により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演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。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、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て入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。

こうしてデータを入力すると、入力したシフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいて駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき仮要求制動トルクＴｒｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ１１０）、入力したシフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいてエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを設定する（ステップＳ１２０）。ここで、仮要求制動トルクＴｒｔｍｐは、実施例では、シフトポジションＳＰと車速Ｖと仮要求制動トルクＴｒｔｍｐとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、シフトポジションＳＰ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仮要求制動トルクＴｒｔｍｐを導出して設定するものとした。このマップの一例を図５に示す。実施例では、シフトポジションＳＰがＤポジションのときには、エンジン２２を効率よく運転する運転ポイントで運転するよう制御して走行し、シフトポジションＳＰが６速，５速，４速，３速，２速，１速のいずれかのときには車速Ｖに対してシフトポジションＳＰに対応したギヤ比でエンジン２２が回転するように制御して走行する、いわゆるシーケンシャルシフトを採用している。したがって、アクセルオフのときには燃料カットした状態のエンジン２２をシフトポジションＳＰと車速Ｖとに応じた回転数でモータＭＧ１により強制的に回転させることにより、リングギヤ軸３２ａにいわゆるエンジンブレーキを作用させることができる。したがって、図５の例では、シフトポジションＳＰが６速，５速，４速，３速，２速，１速となるに従って同じ車速Ｖでも仮要求制動トルクＴｒｔｍｐが大きくなるようにしており、ステップＳ１２０の処理では、シフトポジションＳＰと車速Ｖとに応じたエンジン２２の回転数を仮目標回転数Ｎｅｔｍｐとして設定するのである。シフトポジションＳＰと車速Ｖと仮目標回転数Ｎｅｔｍｐとの関係の一例を図６に示す。

こうして仮要求制動トルクＴｒｔｍｐと仮目標回転数Ｎｅｔｍｐとを設定すると、入力した路面勾配θに基づいて仮要求制動トルクＴｒｔｍｐの補正係数α１を設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定した補正係数α１を仮要求制動トルクＴｒｔｍｐに乗じたものとして要求制動トルクＴｒ＊を設定し（ステップＳ１４０）、入力した路面勾配θに基づいて仮目標回転数Ｎｅｔｍｐの補正係数α２を設定すると共に（ステップＳ１５０）、設定した補正係数α２を仮目標回転数Ｎｅｔｍｐに乗じたものとしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、補正係数α１は、実施例では、路面勾配θと補正係数α１との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、路面勾配θが与えられると記憶したマップから対応する補正係数α１を導出して設定するものとした。このマップの一例を図７に示す。また、補正係数α２は、実施例では、補正係数α１と同様に、路面勾配θと補正係数α２との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、路面勾配θが与えられると記憶したマップから対応する補正係数α２を導出して設定するものとした。このマップの一例を図８に示す。図７および図８に示すように、路面勾配θが下り勾配として大きくなるに従って補正係数α１，α２が大きくなるよう設定されるから、要求制動トルクＴｒ＊（制動トルク）もエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊も大きくなるよう設定される。いま、アクセルペダル８３を踏み戻して下り勾配を走行する場合を考える。この場合、仮要求制動トルクＴｒｔｍｐと仮目標回転数Ｎｅｔｍｐをそのまま要求制動トルクＴｒ＊と目標回転数Ｎｅ＊として設定すると、同じ制動トルクを出力するものとしても路面勾配θが下り勾配として大きいほど減速が小さくなったり加速したりする。実施例では、路面勾配θに基づいて補正係数α１，α２を設定すると共に補正係数α１，α２を仮要求制動トルクＴｒｔｍｐと仮目標回転数Ｎｅｔｍｐに乗じて要求制動トルクＴｒ＊と目標回転数Ｎｅ＊を設定するから、路面勾配θに拘わらず良好な減速フィーリングを運転者に与えることができる。また、図７および図８に示すように、補正係数α１，α２は、路面勾配θの変化に対してリニアな関係となるようマップを作成している。したがって、路面勾配θの変化に伴って要求制動トルクＴｒ＊や目標回転数Ｎｅ＊が急変するのを防止することができ、ショックの発生を抑止することができる。

エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割って求められるリングギヤ軸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＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１７０）。即ち、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊でモータリングするのに必要なモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。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図９に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、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。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、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。また、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「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) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ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で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、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（４）により計算し（ステップＳ１９０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ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Ｓ２００）。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、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求制動トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ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（４）は、前述した図９の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (4)

こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２が燃料カットされるよう燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２１０）、駆動制御ルーチンを終了する。なお、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。

以上説明した実施例のハイブリッド車２０によれば、走行中にアクセルペダル８３が踏み戻されたときには、路面勾配θと車速Ｖとに基づいて補正係数α１，α２を設定し、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき仮要求制動トルクＴｒｔｍｐに補正係数α１を乗じて要求制動トルクＴｒ＊を設定すると共にエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅ＊に補正係数α２を乗じて目標回転数Ｎｅ＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊でモータＭＧ１によりエンジン２２がモータリングされると共に要求制動トルクＴｒ＊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，ＭＧ２とを制御するから、路面勾配θに拘わらず良好な減速フィーリングを運転者に与えることができる。この結果、走行フィーリングをより向上させることができる。しかも、補正係数α１，α２を路面勾配θの変化に対してリニアに変化するよう設定したから、路面勾配θの変化によって要求制動トルクＴｒ＊やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が急変するのを防止することができ、路面勾配θの変化に伴ってショックが生じるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド車２０では、路面勾配θと補正係数α１，α２との関係としてリニアな関係を持たせたが、必ずしもリニアな関係とする必要はない。ただし、要求制動トルクＴｒ＊やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の急変を抑制する上では路面勾配θの変化に対して連続的に変化するよう補正係数α１，α２を設定することが好ましい。

実施例のハイブリッド車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動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を備えるものとしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車産業に利用可能である。

本発明の一実施例であるハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のハイブリッド車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 シフトポジションＳＰと車速Ｖと仮要求制動トルクＴｒｔｍｐとの関係の一例を示す説明図である。 シフトポジションＳＰと車速Ｖとエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐとの関係の一例を示す説明図である。 路面勾配θと仮要求制動トルクＴｒｔｍｐの補正係数α１との関係の一例を示す説明図である。 路面勾配θと仮目標回転数Ｎｅｔｍｐの補正係数α２との関係の一例を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数およびトルクを力学的に説明するための共線図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

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、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、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、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 勾配センサ、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。

Claims (6)

1. 内燃機関と、
   該内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   路面勾配を検出する勾配検出手段と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   アクセルオフで且つ運転者のシフト位置に応じて異なる制動力を要求するシーケンシャルシフト時には、前記検出された車速とシフト位置とに基づいて前記駆動軸に要求される要求制動力と前記内燃機関の目標回転数とをそれぞれ設定し、前記検出された路面勾配が下り勾配として大きくなるに従って制動力を大きくする第１の補正係数を用いて前記設定した要求制動力を補正し、前記検出された路面勾配が下り勾配として大きくなるに従って回転数を大きくする第２の補正係数を用いて前記設定した内燃機関の目標回転数を補正し、前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で前記補正した内燃機関の目標回転数で該内燃機関がモータリングされると共に前記補正した要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する制御手段と、
   を備えるハイブリッド車。
2. 前記制御手段は、路面勾配の変化に対して回転数が連続的に変化するよう前記目標回転数を補正する手段である請求項１記載のハイブリッド車。
3. 請求項１または２記載のハイブリッド車であって、
   前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の入力制限を設定する入力制限設定手段を備え、
   前記制御手段は、前記設定された蓄電手段の入力制限の範囲内で前記要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう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駆動制御する手段である
   ハイブリッド車。
4. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段
   である請求項１ないし３いずれか１項に記載のハイブリッド車。
5. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記車軸に接続された第２の回転子とを有し、前記第１の回転子と前記第２の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項１ないし３いずれか１項に記載のハイブリッド車。
6. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
   アクセルオフで且つ運転者のシフト位置に応じて異なる制動力を要求するシーケンシャルシフト時には、車速とシフト位置とに基づいて前記駆動軸に要求される要求制動力と前記内燃機関の目標回転数とをそれぞれ設定し、路面勾配が下り勾配として大きくなるに従って制動力を大きくする第１の補正係数を用いて前記設定した要求制動力を補正し、路面勾配が下り勾配として大きくなるに従って回転数を大きくする第２の補正係数を用いて前記設定した内燃機関の目標回転数を補正し、前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で前記補正した内燃機関の目標回転数で該内燃機関がモータリングされると共に前記補正した要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する
   ハイブリッド車の制御方法。

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