(57)【要約】【課題】  エンジンからの動力とモータからの動力とにより走行可能なハイブリッド車において、駆動輪の空転によるスリップが生じたときにスリップを抑制すると共にバッテリの過大な電力による放電を伴うことなく運転者が要求する駆動力を出力する。【解決手段】  モータ走行中に駆動輪のいずれかに空転によるスリップが生じたときにはモータの回転軸の回転角加速度αに基づいて設定されるトルク上限値Ｔｓｌｉｐによりモータからのトルクを制限することによりスリップを抑制すると共にエンジン２２を始動し（Ｓ３５０〜Ｓ３７０）、エンジン２２の始動が完了したのを確認してスリップを生じている駆動輪にブレーキにより制動力を作用させることによってスリップを抑制するスリップ抑制制御に切り替える（Ｓ４００）。これにより、バッテリ５０の過大な電力による放電を伴うことなく運転者の要求する駆動力を出力することができる。【選択図】        図９
2006044536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記車軸に連結された左右の駆動輪のいずれかに空転によるスリップが発生したのを判定するスリップ判定手段と、
前記左右の駆動輪に個別に制動力を作用させる制動力作用手段と、
前記内燃機関を運転停止している状態で前記スリップ判定手段により前記左右の駆動輪のいずれかにスリップが判定されたときには、該スリップを抑制するために前記駆動軸に出力される動力が制限されるよう前記電動機を制御すると共に前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御し、該内燃機関が始動された後は該スリップを抑制するために該スリップが判定された駆動輪に制動力が作用されるよう前記制動力作用手段を制御すると共に前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車であって、
運転者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、
該設定された要求動力に基づいて前記内燃機関の始動および運転停止を判定する始動停止判定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記スリップ判定手段により前記左右の駆動輪のいずれにもスリップが判定されていないときには前記始動停止判定手段による判定結果が実行されると共に前記設定された要求動力に基づく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動機とを制御し、前記内燃機関を運転停止している状態で前記スリップ判定手段により前記左右の駆動輪のいずれかにスリップが判定されたときには該スリップを抑制するために前記設定された要求動力を制限した動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御すると共に前記始動停止判定手段による判定結果に拘わらず前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御し、前記内燃機関を運転している状態で前記スリップ判定手段により前記左右の駆動輪のいずれかにスリップが判定されたときには該スリップを抑制するために該スリップが判定された駆動輪に制動力が作用されるよう前記制動力作用手段を制御すると共に前記設定された要求動力に基づく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動機とを制御する手段である
ハイブリッド車。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド車であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段を備え、
前記蓄電手段は、前記電力動力入出力手段とも電力のやりとりが可能な手段である
ハイブリッド車。
【請求項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駆動軸と回転軸との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３記載のハイブリッド車。
【請求項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の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第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３記載のハイブリッド車。
【請求項６】
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、左右の駆動輪に個別に制動力を作用させる制動力作用手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記内燃機関を運転停止している状態で前記車軸に連結された左右の駆動輪のいずれかに空転によるスリップが発生したときには、該スリップを抑制するために前記駆動軸に出力される動力が制限されるよう前記電動機を制御すると共に前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御し、該内燃機関が始動された後は該スリップを抑制するために該スリップが判定された駆動輪に制動力が作用されるよう前記制動力作用手段を制御すると共に前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する
ハイブリッド車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車としては、駆動輪のいずれかに空転によるスリップが発生したときには駆動軸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１参照）。このハイブリッド車では、駆動輪の角加速度が増大するに従って駆動軸に出力してもよいトルク上限値を小さくすることにより、空転によるスリップを収束させている。
【特許文献１】特開２００１−２９５６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
エンジンからの動力とモータからの動力とにより走行可能なハイブリッド車では、エネルギ効率を向上させる目的から、発進時や低速走行時など比較的大きな動力を必要としない状態ではエンジンを停止してバッテリからの電力を用いてモータからの動力だけで走行する。こうしたモータ走行している最中に駆動輪のいずれかに空転によるスリップが生じると、モータトルクを制限してスリップを抑制するが、スリップを生じている駆動輪に作用するトルクを小さくするだけでなく、スリップが生じていない駆動輪に作用するトルクも小さくされるから、車両に要求される駆動力を出力することができない場合が生じる。スリップの抑制手法としては、モータトルクを制限する他にスリップした駆動輪に制動力を付与するものも考えられるが、この場合、更なる駆動力要求に伴ってエンジンを始動する際に駆動力要求をモータトルクとして出力しながらエンジンを始動する結果、モータトルクの出力もエンジンの始動もバッテリからの電力を用いる場合、バッテリから過大な電流が流れる場合が生じる。
【０００４】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、エンジンからの動力とモータからの動力とにより走行可能なハイブリッド車において、駆動輪の空転によるスリップが生じたときにスリップを抑制すると共にバッテリなどの蓄電装置から過大な電流を流すことなく運転者が要求する駆動力を出力することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
本発明のハイブリッド車は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記車軸に連結された左右の駆動輪のいずれかに空転によるスリップが発生したのを判定するスリップ判定手段と、
前記左右の駆動輪に個別に制動力を作用させる制動力作用手段と、
前記内燃機関を運転停止している状態で前記スリップ判定手段により前記左右の駆動輪のいずれかにスリップが判定されたときには、該スリップを抑制するために前記駆動軸に出力される動力が制限されるよう前記電動機を制御すると共に前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御し、該内燃機関が始動された後は該スリップを抑制するために該スリップが判定された駆動輪に制動力が作用されるよう前記制動力作用手段を制御すると共に前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明のハイブリッド車では、内燃機関を運転停止している状態で車軸に連結された左右の駆動輪のいずれかにスリップが発生したと判定されたときには、スリップを抑制するために車軸に連結された駆動軸に出力される動力が制限されるよう電動機を制御すると共に内燃機関が始動されるよう内燃機関を制御し、内燃機関が始動された後はスリップを抑制するためにスリップが判定された駆動輪に制動力が作用されるよう左右の駆動輪に個別に制動力を作用させる制動力作用手段を制御すると共に駆動軸に動力が出力されるよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、内燃機関を運転停止している状態で左右の駆動輪のいずれかにスリップが発生したときには、まず、駆動軸に出力される動力が制限されるよう電動機を制御することによりスリップを抑制し、こうした電動機によるスリップを抑制する制御を実行している最中に内燃機関を始動する。したがって、電動機から大きなトルクを出力している最中に内燃機関が始動される際に生じ得る過大な電流による蓄電手段の放電を防止することができる。また、内燃機関を始動した後は、制動力作用手段からスリップが生じた駆動輪に制動力を作用させることによってスリップを抑制し、内燃機関と電動機から駆動軸に出力するから、十分な動力を駆動軸に出力することができる。
【０００８】
こうした本発明のハイブリッド車において、運転者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、該設定された要求動力に基づいて前記内燃機関の始動および運転停止を判定する始動停止判定手段と、を備え、前記制御手段は、前記スリップ判定手段により前記左右の駆動輪のいずれにもスリップが判定されていないときには前記始動停止判定手段による判定結果が実行されると共に前記設定された要求動力に基づく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動機とを制御し、前記内燃機関を運転停止している状態で前記スリップ判定手段により前記左右の駆動輪のいずれかにスリップが判定されたときには該スリップを抑制するために前記設定された要求動力を制限した動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御すると共に前記始動停止判定手段による判定結果に拘わらず前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御し、前記内燃機関を運転している状態で前記スリップ判定手段により前記左右の駆動輪のいずれかにスリップが判定されたときには該スリップを抑制するために該スリップが判定された駆動輪に制動力が作用されるよう前記制動力作用手段を制御すると共に前記設定された要求動力に基づく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動機とを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、要求動力に基づく動力を駆動軸に出力することができると共に車両のエネルギ効率を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段を備え、前記蓄電手段は前記電力動力入出力手段とも電力のやりとりが可能な手段であるものとすることもできる。この場合、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駆動軸と回転軸との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、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し、該第１の回転子と該第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。
【００１０】
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、左右の駆動輪に個別に制動力を作用させる制動力作用手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記内燃機関を運転停止している状態で前記車軸に連結された左右の駆動輪のいずれかに空転によるスリップが発生したときには、該スリップを抑制するために前記駆動軸に出力される動力が制限されるよう前記電動機を制御すると共に前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御し、該内燃機関が始動された後は該スリップを抑制するために該スリップが判定された駆動輪に制動力が作用されるよう前記制動力作用手段を制御すると共に前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００１１】
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、内燃機関を運転停止している状態で車軸に連結された左右の駆動輪のいずれかにスリップが発生したと判定されたときには、スリップを抑制するために車軸に連結された駆動軸に出力される動力が制限されるよう電動機を制御すると共に内燃機関が始動されるよう内燃機関を制御し、内燃機関が始動された後はスリップを抑制するためにスリップが判定された駆動輪に制動力が作用されるよう左右の駆動輪に個別に制動力を作用させる制動力作用手段を制御すると共に駆動軸に動力が出力されるよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、内燃機関を運転停止している状態で左右の駆動輪のいずれかにスリップが発生したときには、まず、駆動軸に出力される動力が制限されるよう電動機を制御することによりスリップを抑制し、こうした電動機によるスリップを抑制する制御を実行している最中に内燃機関を始動する。したがって、電動機から大きなトルクを出力している最中に内燃機関が始動される際に生じ得る過大な電流による蓄電手段の放電を防止することができる。また、内燃機関を始動した後は、制動力作用手段からスリップが生じた駆動輪に制動力を作用させることによってスリップを抑制し、内燃機関と電動機から駆動軸に出力するから、十分な動力を駆動軸に出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例である動力出力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。実施例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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、駆動輪６３ａ，６３ｂの回転軸に取り付けられた車輪速センサ６４ａ，６４ｂからの車輪速Ｖｌ，Ｖｒなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、駆動輪６３ａ，６３ｂに取り付けられた油圧式のブレーキ６６ａ，６６ｂへの駆動信号などが出力されている。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。
【００１９】
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。
【００２０】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけで走行している最中に駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかが空転によるスリップを生じたときの動作について説明する。図２はハイブリッド用電子制御ユニット７０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。
【００２１】
駆動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、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５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，充放電要求パワーＰｂ＊，車輪速センサ６４ａ，６４ｂからの車輪速Ｖｌ，Ｖｒなど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。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。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。さらに、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）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。
【００２２】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊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Ｔｒ＊を導出して設定するものとした。図５に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルク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。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００２３】
次に、後述するスリップ抑制処理（ステップＳ２１０）によって設定されるスリップ始動フラグＦｓｌｉｐの値を調べると共に（ステップＳ１２０）、設定した要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、このスリップ始動フラグＦｓｌｉｐは、エンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけで走行している最中に駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかがスリップし、これに伴ってエンジン２２を始動したときに値１が設定され、こうしたスリップが収束したときに値０に設定される。また、閾値Ｐｒｅｆは、エンジン２２を始動したりその運転を停止する閾値として設定されるものである。なお、実施例では、説明の容易のために要求パワーＰｅ＊と閾値Ｐｒｅｆとの比較によりエンジン２２を始動したりその運転を停止するものとしたが、要求パワーＰｅ＊に加えてバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）や車速Ｖなどを考慮してエンジン２２を始動したりその運転を停止するものとしてもよい。
【００２４】
駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれにもスリップが生じていないことによりスリップ始動フラグＦｓｌｉｐに値０が設定されていると共に設定した要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の運転を停止するためにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にも値０を設定する（ステップＳ１５０）。なお、実施例では、エンジン２２が既に運転停止されているときにも確認のために目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，トルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定するものとした。
【００２５】
一方、駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれにもスリップが生じていないことによりスリップ始動フラグＦｓｌｉｐに値０が設定されていると共に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときや、駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかにスリップが生じてエンジン２２が始動されたときには、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１６０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図６に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。続いて、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）。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。エンジン２２の運転を停止した状態の動力分配統合機構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７に示し、エンジン２２を運転している状態の動力分配統合機構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８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に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、図８の共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、図８中の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。
【００２６】
Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ)                   (1)
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt    (2)
【００２７】
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の出力制限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で割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（３）および式（４）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（５）により計算し（ステップＳ１９０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限してモータ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（５）は、前述した図８の共線図から容易に導き出すことができる。
【００２８】
Tmin＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2      (3)
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2     (4)
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr        (5)
【００２９】
こうしてエンジン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、図９に例示するスリップ抑制処理を実行し（ステップＳ２１０）、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にそれぞれ送信して（ステップＳ２２０）、駆動制御ルーチンを終了する。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などの制御を行なう。ここで、エンジンＥＣＵ２４は、値０の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したときには、エンジン２２が運転されているときにはその運転を停止し、エンジン２２が運転停止しているときには運転停止の状態を維持する。また、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転停止している状態のときに値０ではない目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したときには、エンジン２２を始動し、その後、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制御する。エンジン２２の始動は、エンジン２２のクランキングに要するトルクをモータＭＧ１から出力すると共にモータＭＧ１からのトルク出力に伴ってリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクをキャンセルするトルクと要求トルクＴｒとの和のトルクをモータＭＧ２から出力することにより行なわれる。なお、エンジン２２の始動制御は本発明の中核をなさないため、これ以上の説明は省略する。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。
【００３０】
図９に例示するスリップ抑制処理では、まず、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいて回転角加速度αを計算し（ステップＳ３００）、回転角加速度αに基づいて駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかに空転によるスリップが生じているか否かを判定する（ステップＳ３１０）。スリップの判定は、実施例では、回転角加速度αを閾値と比較し、回転角加速度αが閾値を超えたときにスリップが発生したと判定し、回転角加速度αが閾値を超えると回転角加速度αが閾値未満になっても所定時間（例えば、０．５秒や１秒などの時間）を経過するまではスリップが生じていると判定するものとした。これは、回転角加速度αが閾値未満となってもスリップが生じやすい状態であるために直ちに再びスリップが発生するのを抑制するためである。スリップが発生していないと判定されると（ステップＳ３２０）、スリップ始動フラグＦｓｌｉｐに値０を設定して（ステップＳ３３０）、処理を終了する。
【００３１】
一方、スリップが発生していると判定すると（ステップＳ３２０）、エンジン２２を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけで走行するモータ走行であるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。モータ走行であるときには、回転角加速度αに基づいてスリップを抑制するためにモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上限としてのトルク上限値Ｔｓｌｉｐを設定する（ステップＳ３５０）。実施例では、回転角加速度αとトルク上限値Ｔｓｌｉｐとの関係を予め定めてトルク上限値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転角加速度αが与えられるとマップから対応するトルク上限値Ｔｓｌｉｐを導出して設定するものとした。トルク上限値設定用マップの一例を図１０に示す。図１０の例では、回転角加速度αが大きくなるほどトルク上限値Ｔｓｌｉｐが小さくなるように設定されている。トルク上限値Ｔｓｌｉｐを設定すると、設定したトルク上限値Ｔｓｌｉｐの範囲内となるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を再設定すると共に（ステップＳ３６０）、エンジン２２を始動するようエンジンＥＣＵ２４に指示を出力し（ステップＳ３７０）、エンジン２２の始動が完了しているか否かを判定する（ステップＳ３８０）。エンジン２２を始動するようエンジンＥＣＵ２４に指示を出力しても直ちにエンジン２２の始動は完了しないから、エンジン２２の始動が完了するまではステップＳ３５０〜Ｓ３８０までの処理を実行してスリップ抑制処理を終了する。こうしてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をトルク上限値Ｔｓｌｉｐで制限することにより、モータ走行中における駆動輪６３ａ，６３ｂのスリップを収束させることができる。また、このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をトルク上限値Ｔｓｌｉｐで制限している最中は、モータＭＧ２の消費電力は比較的小さくなるから、この最中にエンジン２２を始動することにより、モータＭＧ２により消費される電力とエンジン２２の始動に必要な電力との和が過大な電力となるのを抑制することができる。この結果、モータＭＧ２により比較的大きな電力を消費している最中にエンジン２２を始動することに伴って生じるバッテリ５０の過大な電力による放電を抑制することができる。
【００３２】
こうしたモータ走行中のスリップ抑制制御を行なっている最中にエンジン２２の始動が完了すると、ステップＳ３８０で肯定的な判定がなされ、スリップ始動フラグＦｓｌｉｐに値１が設定される（ステップＳ３９０）。スリップ始動フラグＦｓｌｉｐに値１が設定されると、図２の駆動制御ルーチンでは、要求パワーＰｅ＊に拘わらず、エンジン２２の運転を継続するステップＳ１６０，Ｓ１７０の処理が実行される。
【００３３】
ステップＳ３２０で駆動輪６３ａ，６３ｂにスリップが発生していると判定され、ステップＳ３３０でモータ走行ではないと判定されると、油圧式のブレーキ６６ａ，６６ｂによるスリップ抑制制御を行なって（ステップＳ４００）、スリップ抑制処理を終了する。油圧式のブレーキ６６ａ，６６ｂによるスリップ抑制制御は、実施例では、車輪速センサ６４ａ，６４ｂにより検出された車輪速Ｖｌ，Ｖｒによってスリップを生じている駆動輪を判定し、スリップを生じている駆動輪に制動力を作用させることによりスリップを抑制するいわゆるトラクションコントロールを用いるものとした。
【００３４】
いま、雪道などの低μ路をモータ走行により発進しようとして駆動輪６３ａ，６３ｂの一方が空転によるスリップが生じた場合を考える。この場合、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊が設定され（ステップＳ１１０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が設定されるが（ステップＳ２２０）、設定されたトルク指令Ｔｍ２＊はスリップ抑制処理によりモータＭＧ２の回転軸の回転角加速度αに応じたトルク上限値Ｔｓｌｉｐによって制限される（ステップＳ３６０）。このため、発生したスリップは収束する。こうしたスリップの抑制制御では、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＊が制限されるから、スリップが生じた駆動輪だけでなくスリップを生じていない駆動輪に対しても十分な駆動力を出力することができない。このため、雪道などの低μ路における坂路発進では発進が困難なものとなる。実施例では、トルク上限値Ｔｓｌｉｐによるトルク指令Ｔｍ２＊の制限を開始すると要求パワーＰｅ＊に拘わらずにエンジン２２を始動し、エンジン２２の始動が完了すると、油圧式のブレーキ６６ａ，６６ｂによるスリップ抑制制御を行なう。このブレーキ６６ａ，６６ｂによるスリップ抑制制御はスリップを生じている駆動輪に制動力を作用させることによりスリップを抑制するものであるから、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａには要求トルクＴｒ＊が出力されることになり、スリップを生じていない駆動輪に十分な駆動力を出力することができる。このため、雪道などの低μ路における坂路発進でもスリップを生じていない駆動輪による駆動力で発進することができる。なお、エンジン２２を始動するタイミングはトルク上限値Ｔｓｌｉｐによるトルク指令Ｔｍ２＊の制限を開始したタイミングであるから、モータＭＧ２により消費される電力とエンジン２２の始動に必要な電力との和が過大な電力となるのを抑制することができ、バッテリ５０の過大な電力による放電を抑止することができる。
【００３５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータ走行中に駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかに空転によるスリップが生じたときにはモータＭＧ２からのトルクを制限することによりスリップを抑制すると共にエンジン２２を始動し、ブレーキ６６ａ，６６ｂによるスリップ抑制制御に切り替えるから、スリップを抑制することができると共にバッテリ５０の過大な電力による放電を伴うことなく運転者の要求する要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力することができる。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキ６６ａ，６６ｂを油圧により作動するものとしたが、油圧以外のアクチュエータを用いてブレーキ６６ａ，６６ｂを作動するものとしてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車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。また、内燃機関からの動力を用いた走行とモータからの動力だけによる走行とが可能な構成であればよいから、図１２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にデファレンシャルギヤを介して接続された駆動軸に変速機３４０を介してモータ３３０を取り付け、モータ３３０の回転軸にクラッチ３２８を介してエンジン３２２のクランクシャフトを接続するものとしてもよい。
【００３８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例である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。
【図２】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】バッテリ５０における電池温度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。
【図４】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。
【図５】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図７】エンジン２２を運転停止している状態のときの動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図８】エンジン２２を運転している状態のときの動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図９】スリップ抑制処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】トルク上限値設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１１】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。
【図１２】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
２０，２２０，３２０  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  車輪速センサ、６６ａ，６６ｂ  ブレーキ、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、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、３２２  エンジン、３２８  クラッチ、３３０  モータ、３４０  変速機、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2006044536.tif 000003
【図２】
2006044536.tif 000004
【図３】
2006044536.tif 000005
【図４】
2006044536.tif 000006
【図５】
2006044536.tif 000007
【図６】
2006044536.tif 000008
【図７】
2006044536.tif 000009
【図８】
2006044536.tif 000010
【図９】
2006044536.tif 000011
【図１０】
2006044536.tif 000012
【図１１】
2006044536.tif 000013
【図１２】
2006044536.tif 000014