図1は、本発明の一実施例としての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。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン22と、エンジン22を駆動制御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と、エンジン22のクランクシャフト26に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がダンパ28を介して接続されると共に駆動輪63a,63bにデファレンシャルギヤ62とギヤ機構60とを介して連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aにリングギヤ32が接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤ31に接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42を制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、インバータ41,42が接続された電力ライン54を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりする例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、駆動輪63a,63bや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ92やブレーキアクチュエータ92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)94を有する電子制御式の油圧ブレーキ装置90と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット(以下、HVECUという)70と、を備える。
エンジンECU24は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθcrやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Tw,燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Pin,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθca,スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジションTH,吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Qa,同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ta,排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比AF,同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号O2などが入力ポートを介して入力されており、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号,イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号,吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンECU24は、HVECU70と通信しており、HVECU70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HVECU70に出力する。なお、エンジンECU24は、クランクシャフト26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
モータECU40は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。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からの回転位置θm1,θm2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ポートを介して入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータECU40は、HVECU70と通信しており、HVECU70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HVECU70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転角速度ωm1,ωm2や回転数Nm1,Nm2を演算したりしている。
バッテリECU52は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。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Vbやバッテリ50の出力端子に接続された電力ライン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Ib,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HVECU70に送信する。また、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Ibの積算値に基づいてそのときのバッテリ50から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。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の蓄電割合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することができる。
油圧ブレーキ装置90は、ブレーキアクチュエータ92やブレーキECU94の他に、ブレーキマスターシリンダ90とブレーキホイールシリンダ96a〜96dとを有する。ブレーキアクチュエータ92は、ブレーキペダル85の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ90の圧力(ブレーキ圧)と車速Vとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪63a,63bや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ96a〜96dの油圧を調整したり、ブレーキペダル85の踏み込みに無関係に、駆動輪63a,63bや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ96a〜96dの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキECU94には、マスタシリンダ圧センサ91からのブレーキ踏力BPFなどが入力されている。ブレーキECU94は、図示しない信号ラインにより、駆動輪63a,63bや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル85を踏み込んだときに駆動輪63a,63bや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能(ABS)や運転者がアクセルペダル83を踏み込んだときに駆動輪63a,63bのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール(TRC),車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御(VSC)なども行なう。ブレーキECU94は、HVECU70と通信しており、HVECU70からの制御信号によってブレーキアクチュエータ92を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ92の状態に関するデータをHVECU70に出力する。
HVECU70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,通信ポートを備える。HVECU70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などが入力ポートを介して入力されている。HVECU70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ECU94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,ブレーキECU94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自動車20は、運転者によるアクセルペダル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Tr*を計算し、この要求トルクTr*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プラネタリギヤ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プラネタリギヤ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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン22の運転を伴って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,MG2とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
エンジン運転モードでは、HVECU70は、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と車速センサ88からの車速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Tr*を設定し、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ることや、車速Vに換算係数を乗じることにより得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算すると共に計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて得られるバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じてエンジン22から出力すべきパワーとしての要求パワーPe*を設定する。そして、要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の回転数NeとトルクTeとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクを要求トルクTr*から減じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、設定した目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。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、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるようエンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行ない、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で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。
モータ運転モードでは、HVECU70は、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Tr*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータECU40に送信する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で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。
次に、実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、モータ運転モードでアクセルオフによりモータMG2からクリープ走行用のトルクを出力している最中にブレーキオンによりクリープ走行用のトルクをカットする際の動作について説明する。図2は、HVECU70により実行されるクリープカット制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図2のルーチンは、車速Vが所定の低車速Vref(例えば、時速5kmや時速10kmなど)未満でアクセルオフされている状態でブレーキオン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。なお、アクセルオンオフの判定やブレーキオンオフの判定は、アクセル開度Accが予め定めた判定用閾値以上か否かやブレーキ踏力BPFが予め定めた判定用閾値以上か否かなどにより行なうことができる。
図2のクリープカット制御ルーチンが実行されると、HVECU70のCPU72は、まず、ブレーキECU94から通信によりブレーキ踏力BPFを入力し(ステップS100)、入力したブレーキ踏力BPFに基づいて、クリープ走行用のトルクをブレーキペダル85の踏み込み量(ブレーキ操作量)に応じてカットするためのクリープトルク出力率Rtを設定し(ステップS110)、予め定められたクリープトルクTcrを減速ギヤ35のギヤ比Grで除したものにクリープトルク出力率Rtを乗じることによりモータMG2から出力すべき目標トルクTm2tagを算出する処理を実行する(ステップS120)。ここで、クリープトルクTcrは、実施例では、車速センサ88からの車速Vが所定の低車速Vref未満であり且つ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が値0(0%)であるときに駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべきクリープ走行用の一定のトルクとして予め定められてROM74に記憶されたものを用いるものとした。所定の低車速Vrefは、クリープ走行を行なう車速範囲を定めるためのものである。また、クリープトルク出力率Rtは、実施例では、ブレーキ踏力BPFとクリープトルク出力率Rtとの関係を予め定めてクリープトルク出力率設定用マップとしてROM74に記憶しておき、ブレーキ踏力BPFが与えられると記憶したマップから対応するクリープトルク出力率Rtを導出して設定するものとした。図3にクリープトルク出力率設定用マップの一例を示す。ブレーキ踏力BPFは、実施例では、ブレーキペダル85の踏み込み量が大きいほど値0以下の範囲で小さくなる値となっており、クリープトルク出力率Rtは、図示するように、ブレーキ踏力BPFが値0以下値B1以上の範囲で100%に定められ、ブレーキ踏力BPFが値B1未満値B0以上の範囲で小さいほど100%から0%まで小さくなるように定められている。なお、値B1は、ブレーキオンオフを判定するための判定用閾値以下の値である。したがって、モータMG2の目標トルクTm2tagは、予め定められたクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)を、ブレーキ踏力BPFの大きさが大きいほど小さくしたトルクとして算出されることになる。
こうしてモータMG2の目標トルクTm2tagを算出すると、算出した目標トルクTm2tagがモータMG2から現在出力されているトルク以下であるか否かを判定する(ステップS130)。モータMG2から現在出力されているトルクとして、実施例では、本ルーチンを前回実行したときに設定したモータMG2のトルク指令Tm2*(前回Tm2*)を用いるものとした。なお、本ルーチンを最初に実行したときには、前回Tm2*として、本ルーチンを最初に実行したときにアクセルオフによりモータMG2から出力しているクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)を用いるものとした。
モータMG2の目標トルクTm2tagが前回Tm2*以下であると判定されたときには、モータMG2から出力するトルクを低減または保持すると判断し、モータMG2から出力するトルクの低減を開始するとき(以下、トルク低減開始時という)であるか否かを判定する(ステップS140)。トルク低減開始時の判定は、実施例では、本ルーチンを前々回実行したときに設定したモータMG2のトルク指令Tm2*(前々回Tm2*)と前回Tm2*とを比較し、前々回Tm2*が前回Tm2*以下のときにトルク低減開始時であると判定し、前々回Tm2*が前回Tm2*より大きいときにトルク低減開始時でないと判定するものとした。なお、本ルーチンを最初に実行したときや2回目に実行したときには、前々回Tm2*として、本ルーチンを最初に実行したときにアクセルオフによりモータMG2から出力しているクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)を用いるものとした。したがって、実施例では、トルク低減開始時は、モータMG2の出力トルクが増加する状態から低下する状態に移行(反転)するときと、モータMG2の出力トルクが保持される状態から低下する状態に移行するときと、を含むことになる。
トルク低減開始時であると判定されたときには、モータMG2の前回Tm2*と閾値Trefとを比較する(ステップS150)。閾値Trefは、実施例では、クリープ走行用のトルクをカットすることによるモータMG2の出力トルクの低減を終了するときのショックの抑制が必要な範囲の下限値として予め実験や解析により定められた値を用いるものとした。このショックとは、クリープ走行用にモータMG2から駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されている比較的大きなトルクが急速に値0まで低下したときに、リングギヤ軸32aに生じていたねじれが戻る量(ねじれの方向が反転して反対方向にねじれる量)が大きくなるために、プラネタリギヤ30や減速ギヤ35などのギヤ機構で歯打ちが生じることで発生するショックである。
モータMG2の前回Tm2*が閾値Tref以上のときには、モータMG2の出力トルクをレート処理により低減するための低減レート値ΔTdwnとして、前述のショックを抑制するために予め定められた低レート値ΔTlow(正の値)を設定する(ステップS160)。一方、前回Tm2*が閾値Tref未満のときには、低減レート値ΔTdwnとして、低レート値ΔTlowより大きい高レート値ΔThiを設定する(ステップS170)。低レート値ΔTlowは、具体的には、クリープ走行用にモータMG2から比較的大きなトルクを出力している状態からモータMG2の出力トルクを低減したときでも前述のショックを抑制することができる程度に小さいレート値として予め定められているものとした。また、高レート値ΔThiは、具体的には、モータMG2の特性などに基づいて低レート値ΔTlowよりできるだけ大きいレート値として予め定められているものとした。
こうして低減レート値ΔTdwnが設定されたときや、トルク低減開始時でないと判定されたときには、モータMG2の前回Tm2*から低減レート値ΔTdwnを減じた値とモータMG2の目標トルクTm2tagとのうち大きい方を次式(1)によりモータMG2から出力すべきトルク指令Tm2*に設定し(ステップS180)、設定したトルク指令Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS200)、本ルーチンを終了する。トルク指令Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。なお、いまは、モータ運転モードのときを考えているから、エンジン22の運転は停止されており、モータMG1のトルク指令Tm1*は値0でモータMG1の駆動は停止されている。ここで、車速Vが所定の低車速Vref未満でアクセルオフされてクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)がモータMG2から出力されている最中にブレーキオンされて本ルーチンを最初に実行したときを考えると、モータMG2の前々回Tm2*と前回Tm2*とが共に前述のショックの抑制が必要な大きさのクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)であるためにトルク低減開始時であると判定されるから、低減レート値ΔTdwnとして低レート値ΔTlowが設定される。また、その後にモータMG2の出力トルクの低減が継続中のときは、トルク低減開始時でないと判定され、それまでに設定された低減レート値ΔTdwnを用いてモータMG2の出力トルクがブレーキ踏力BPFに応じた目標トルクTm2tagに向けて低下することになる。
Tm2*=max((前回Tm2*-ΔTdwn),Tm2tag) (1)
ステップS130でモータMG2の目標トルクTm2tagが前回Tm2*より大きいと判定されたときには、モータMG2から出力するトルクを目標トルクTm2tagに向けて増加させると判断し、モータMG2の前回Tm2*に比較的大きい値として予め定められた増加レート値ΔTupを加えた値とモータMG2の目標トルクTm2tagとのうち小さい方を次式(2)によりモータMG2から出力すべきトルク指令Tm2*に設定し(ステップS190)、設定したトルク指令Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS200)、本ルーチンを終了する。
Tm2*=min((前回Tm2*+ΔTup),Tm2tag) (2)
図4は、目標トルクTm2tagに向けてモータMG2の出力トルクを低減するクリープカットを行なう際のアクセル操作とブレーキ操作量とモータMG2の出力トルクTm2との時間変化の様子の一例を示す説明図である。ブレーキ操作量は、ブレーキ踏力BPFの大きさ(絶対値)に相当する。アクセルオフされているときにブレーキペダル85が踏み込まれてブレーキ操作量が大きくなると(時刻t1)、モータMG2から出力されているクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)は、閾値Trefより大きいため、モータMG2の出力トルクTm2は、トルク(Tcr/Gr)からブレーキ操作量に応じた目標トルクTm2tagに向けて低レート値ΔTlowをもって緩やかに低下する。モータMG2の出力トルクTm2が目標トルクTm2tagに至り、ブレーキペダル85が踏み戻されると(時刻t2)、モータMG2の出力トルクTm2は、踏み戻されたときの目標トルクTm2tagに向けて予め定められた増加レート値ΔTupで上昇する。その後にブレーキペダル85が踏み増されると(時刻t3)、モータMG2の出力トルクTm2は、踏み増されたときの目標トルクTm2tagに向けて高レート値ΔThiをもって急速に低下する。なお、こうしてブレーキペダル85が踏み込まれた後に一旦踏み戻されてから踏み増されるといったブレーキ操作は、例えば渋滞時や信号待ちなどでブレーキ踏み込み後に車間距離を詰める際や停車位置を調整する際などに行なわれる。このように、クリープカットによるモータMG2の出力トルクTm2の低減を開始するトルク低減開始時の出力トルクTm2(低減開始時トルク)が閾値Tref以上のときには低レート値ΔTlowをもって出力トルクTm2を低下させ、トルク低減開始時の出力トルクTm2が閾値Tref未満のときには高レート値ΔThiをもって出力トルクTm2を低下させるから、低減開始時トルクに拘わらず例えば高レート値ΔThiをもって目標トルクTm2tagに向けてモータMG2の出力トルクTm2を低減するものに比して、クリープカットによるモータMG2の出力トルクTm2の値0までの低減を終了したときに駆動軸としてのリングギヤ軸32aのねじれが戻る量を抑制することができ、クリープカットによるモータMG2の出力トルクTm2の低減を終了したときのショックを抑制することができる。また、低減開始時トルクに拘わらず例えば低レート値ΔTlowをもって目標トルクTm2tagに向けてモータMG2の出力トルクTm2を低減するものに比して、モータMG2の消費電力を抑制することができ、エネルギ効率の向上(燃費の向上)を図ることができる。この結果、クリープカットに伴うショックの抑制とエネルギ効率の向上との両立を図ることができる。
なお、上述した制御によって、アクセルオフされているときにブレーキペダル85が踏み込まれてクリープカットによりクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)からのモータMG2の出力トルクの低減を開始したとき以降に、ブレーキペダル85が一旦踏み戻されてから踏み増されるといったブレーキ操作が行なわれるまでは、モータMG2の出力トルクは低レート値ΔTlowで低減され、このブレーキ操作が行なわれた以降はこのブレーキ操作が行なわれたときのモータMG2の出力トルクに相当する前回Tm2*が閾値Tref以上のときには低レート値ΔTlowでモータMG2の出力トルクが低減される一方でこの前回Tm2*が閾値Tref未満のときには高レート値ΔThiでモータMG2の出力トルクが低減されることになる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、アクセルオフされているときに、ブレーキ操作量が大きいほど予め定められたクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)より小さくなるように目標トルクTm2tagを算出し、算出した目標トルクTm2tagに向けて低減レート値ΔTdwnでモータMG2の出力トルクTm2を低減するクリープカットが行なわれるようモータMG2を制御する。そして、低減レート値ΔTdwnは、モータMG2の出力トルクTm2の低減を開始するトルク低減開始時の出力トルクTm2が閾値Tref以上のときには低レート値ΔTlowであり、トルク低減開始時の出力トルクTm2が閾値Tref未満のときには高レート値ΔThiであるものとした。これにより、クリープカットに伴うショックの抑制とエネルギ効率の向上との両立を図ることができる。
実施例のハイブリッド自動車20では、トルク低減開始時の出力トルクTm2が閾値Tref以上のときには低レート値ΔTlowを低減レート値ΔTdwnに設定すると共に、トルク低減開始時の出力トルクTm2が閾値Tref未満のときには高レート値ΔThiを低減レート値ΔTdwnに設定して、設定した低減レート値ΔTdwnずつ目標トルクTm2tagに向けて小さくなるトルクをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定するものとしたが、トルク低減開始時にはモータMG2の出力トルクTm2に相当する前回Tm2*が大きいほど小さくなるように低減レート値ΔTdwnを設定するものとしてもよい。トルク低減開始時の前回Tm2*に基づいて低減レート値ΔTdwnを設定するための低減レート値設定用マップの一例を図5に示す。
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2のトルク指令Tm2*をクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)から低減レートΔTdwnずつ小さくするなどしてクリープカットを行なうものとしたが、クリープトルクの出力率を100%から低減レートにより小さくするなどしてクリープカットを行なうものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車20では、トルク低減開始時のモータMG2の出力トルクを閾値Trefと比較して低減レート値ΔTdwnを設定するものとしたが、これに代えて、クリープカットによるモータMG2の出力トルクTm2の低減の最中にブレーキペダル85の踏み戻し後の踏み増しがあったか否かを直接判定して、低減レート値を設定するものとしてもよい。これらを行なう場合、図2のルーチンに代えて、図6のクリープカット制御ルーチンを実行すればよい。
図6のルーチンでは、HVECU70のCPU72は、ブレーキ踏力を入力すると共に(ステップS300)、入力したブレーキ踏力BPFに基づいて図3のマップによる出力率の設定と同様にクリープトルク目標出力率Rtagを設定し(ステップS310)、設定したクリープトルク目標出力率Rtagが、前回本ルーチンを実行したときに設定したクリープトルク実行出力率R(前回R,但し本ルーチンを最初に実行するときは100%)以下であるか否かを判定する(ステップS320)。クリープトルク目標出力率Rtagが前回R以下のときには、モータMG2の出力トルクを低減または保持すると判断して、前回Rが実施例の閾値Trefに対応する閾値Rref以上か否かを判定し(ステップS330)、前回Rが閾値Rref以上のときには、低減レート値ΔRdwnに実施例の低レート値ΔTlowに対応する低レート値ΔRlowを設定する(ステップS350)。前回Rが閾値Rref未満のときには、本ルーチンで入力したブレーキ踏力BPFの履歴を調べることによって、クリープカットによるモータMG2の出力トルクTm2の低減の最中にブレーキペダル85が踏み戻された後に踏み増されたか否かを判定し(ステップS340)、ブレーキ踏み戻し後の踏み増しでないときには、低減レート値ΔRdwnに低レート値ΔRlowを設定し(ステップS350)、ブレーキ踏み戻し後の踏み増しであるときには、低減レート値ΔRdwnに実施例の高レート値ΔThiに対応する高レート値ΔRhiを設定する(ステップS360)。続いて、低減レート値ΔRdwnとクリープトルク目標出力率Rtagとを用いたレート処理によって次式(3)によりクリープトルク実行出力率Rを設定し(ステップS370)、予め定められたクリープトルクTcrを減速ギヤ35のギヤ比Grで除したものにクリープトルク実行出力率Rtagを乗じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ステップS390)、設定したトルク指令Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS400)、本ルーチンを終了する。ステップS320でクリープトルク目標出力率Rtagが前回Rより大きいときには、モータMG2の出力トルクを増加させると判断し、予め定められた増加レート値ΔRupとクリープトルク目標出力率Rtagとを用いたレート処理によって式(4)によりクリープトルク実行出力率Rを設定し(ステップS380)、モータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータECU40に送信して(ステップS390,S400)、本ルーチンを終了する。こうした処理によっても、実施例と同様に、ブレーキペダル85の踏み込みによるクリープカットの開始以降のブレーキペダル85の踏み戻し後の踏み増しに対処することができ、クリープカットに伴うショックの抑制とエネルギ効率の向上との両立を図ることができる。
R=min(前回R-ΔRdwn),Rtag) (3)
R=max(前回R+ΔRup),Rtag) (4)
実施例のハイブリッド自動車20では、レート値を用いたレート処理によってモータMG2のトルク指令Tm2*を目標トルクTm2tagまで小さくしたり大きくしたりして設定するものとしたが、レート処理に代えて、時定数を用いたなまし処理によってモータMG2のトルク指令Tm2を目標トルクTm2tagまで小さくしたり大きくしたりして設定するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、クリープトルクTcrとして、車速Vが所定の低車速Vref未満の範囲で車速Vに拘わらず一定のトルクとして予め定められたものを用いるものとしたが、車速Vが所定の低車速Vref未満の範囲で車速Vが高いほど値0(V=Vrefのとき)まで小さくなるように予め定められたトルクを用いるものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を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7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から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7における車輪64a,64bに接続された車軸)に連結された駆動軸に接続するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ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8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から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。
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ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に出力すると共にモータMG2からの動力をリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図9の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、駆動輪63a,63bに接続された駆動軸に変速機330を介してモータMGを取り付け、モータMGの回転軸にクラッチ329を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機330とを介して駆動軸に出力すると共にモータMGからの動力を変速機330を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。
実施例では、本発明を、駆動軸としてのリングギヤ軸32aにエンジン22からの動力を出力可能でモータMG2からの動力を出力可能なハイブリッド自動車20に適用するものとしたが、図10の変形例の電気自動車420に例示するように、駆動輪63a,63bに連結された駆動軸に変速機430を介して走行用の動力を出力するモータMGを備える単純な電気自動車に適用するものとしてもよい。
実施例では、本発明をハイブリッド自動車20の形態として説明したが、自動車以外の車両の形態としてもよい。
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。実施例では、モータMG2が「モータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、油圧ブレーキ装置90が「制動力付与装置」に相当し、アクセルオフされているときにブレーキ踏力BPFの大きさが大きいほどクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)より小さくなるように目標トルクTm2tagを算出し、クリープカットによるモータMG2の出力トルクの低減を開始するトルク低減開始時のその出力トルクが閾値Tref以上のときには低減レート値ΔTdwnに低レート値ΔTlowを設定すると共に閾値Tref未満のときには低減レート値ΔTdwnに高レート値ΔThiを設定し、低減レートΔTdwnで目標トルクTm2tagに向けて低下するトルクをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定してモータECU40に送信する図2のクリープカット制御ルーチンを実行するHVECU70と、トルク指令Tm2*でモータMG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。また、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、プラネタリギヤ30が「プラネタリギヤ」に相当する。
ここで、「モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動輪に連結された駆動軸に動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池,鉛蓄電池など、モータに電力を供給可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「制動力付与装置」としては、油圧ブレーキ装置90に限定されるものではなく、ブレーキ操作量に応じて車両に制動力を付与するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、HVECU70とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、アクセルオフされているときにブレーキ踏力BPFの大きさが大きいほどクリープ走行用のトルク(Tcr/Gr)より小さくなるように目標トルクTm2tagを算出し、クリープカットによるモータMG2の出力トルクの低減を開始するトルク低減開始時のその出力トルクが閾値Tref以上のときには低減レート値ΔTdwnに低レート値ΔTlowを設定すると共に閾値Tref未満のときには低減レート値ΔTdwnに高レート値ΔThiを設定し、低減レートΔTdwnで目標トルクTm2tagに向けて低下するトルクがモータMG2から出力されるようモータMG2を制御するものに限定されるものではなく、アクセルオフされているときに、ブレーキ操作量が大きいほど予め定められたクリープ用トルクより小さくなる傾向に目標トルクを設定し、設定した目標トルクに向けて、モータの出力トルクの低減を開始するときの該出力トルクである低減開始時トルクが大きいほど小さくなる傾向の変化程度でモータの出力トルクを低減するクリープカットが行なわれるようモータを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
また、「エンジン」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、バッテリと電力のやりとりが可能で動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「プラネタリギヤ」としては、上述のプラネタリギヤ30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式のものや複数のプラネタリギヤを組み合わせて4以上の軸に接続されるものなど、駆動軸とエンジンの出力軸と発電機の回転軸との3軸に3つの回転要素が接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。
なお、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。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明について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り、実施例は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ないものである。
以上、本発明を実施するため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。