(57)【要約】【課題】  運転者の要求にできる限り沿った駆動力を出力することができる。【解決手段】  この自動車は、アクセル開度Ａｃｃに基づいて運転者の駆動力増加要求があったか否かを判定し、駆動力増加要求があったときには駆動力増加要求時の車速Ｖｔｍｐを求め、車速Ｖｔｍｐに対応して定められたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との３次元マップを利用して要求トルクＴｒ＊を設定する。このマップは、車速Ｖｔｍｐが低いときには要求トルクＴｒ＊が大きくなる傾向に設定されている。また、車速Ｖｔｍｐが高いときには、高速領域でアクセル開度が多少変化しても要求駆動力が大きく変化しない傾向に、且つ車速Ｖの高速領域での要求トルクＴｒ＊が略一定値になる傾向に設定されている。このように、運転者の要求と密接に関連している駆動力増加要求時の車速Ｖｔｍｐに応じた駆動力で車両を駆動可能である。【選択図】        図３
2006233801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源からの駆動力を駆動軸に出力可能な動力出力装置であって、
運転者の操作によるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記アクセル開度検出手段によって検出されたアクセル開度に基づいて運転者の駆動力増加要求があったか否かを判定し、駆動力増加要求があったときには駆動力増加要求時の車速を求め、該求めた駆動力増加要求時の車速と現在のアクセル開度と現在の車速とに基づいて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記要求駆動力設定手段によって設定された前記要求駆動力に基づいて前記動力源を制御する制御手段と、
を備えた動力出力装置。
【請求項２】
前記要求駆動力設定手段は、前記要求駆動力を設定するに際して、駆動力増加要求時の車速に対応して定められたアクセル開度と車速と要求駆動力との３次元関係を利用して前記要求駆動力を設定する、
請求項１に記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記要求駆動力設定手段は、駆動力増加要求があったときには現在利用している３次元関係を前記駆動力増加要求時の車速に対応する３次元関係に切り替える、
請求項２に記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記要求駆動力設定手段は、前記アクセル開度の変化量が所定の設定要求変化量を超えたときには前記駆動力増加要求があったと判定する、
請求項１〜３のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記要求駆動力設定手段は、アクセル開度が略ゼロ値から増加したときには前記駆動力増加要求があったと判定する、
請求項１〜４のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記要求駆動力設定手段は、前記要求駆動力を設定するに際して、駆動力増加要求時の車速が低いときには駆動力増加要求時の車速が高いときに比べて同じアクセル開度に対する要求駆動力が大きくなる傾向をもつように該要求駆動力を設定する、
請求項１〜５のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記要求駆動力設定手段は、前記要求駆動力を設定するに際して、駆動力増加要求時の車速が高いときには高速領域でのアクセル開度の変化に対する要求駆動力の変化が小さくなる傾向をもつように該要求駆動力を設定する、
請求項１〜６のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記要求駆動力設定手段は、前記要求駆動力を設定するに際して、駆動力増加要求時の車速が高いときには駆動力増加要求時の車速が低いときに比べて同じアクセル開度における高速領域での要求駆動力が略一定値になる傾向をもつように該要求駆動力を設定する、
請求項１〜７のいずれかに記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の動力出力装置であって、
出力軸に動力を出力可能な前記動力源としての内燃機関と、
前記出力軸に接続され無段階の変速比の変更を伴って該出力軸に出力された動力を変速して車輪の駆動軸に伝達する変速伝達手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記要求駆動力設定手段によって設定された前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関と前記変速伝達手段とを制御する、
動力出力装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の動力出力装置であって、
出力軸に動力を出力可能な前記動力源としての内燃機関と、
前記出力軸と車輪の駆動軸とに接続され前記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前記動力源としての電動機と、
を備え、
前記制御手段は、前記要求駆動力設定手段によって設定された前記要求駆動力に基づいて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制御する、
動力出力装置。
【請求項１１】
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第３の回転軸の３軸とに接続され該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１軸に動力を入出力させる３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備えており、
前記制御手段は、前記要求駆動力設定手段によって設定された前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
請求項１０に記載の動力出力装置。
【請求項１２】
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の回転子とを備え、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って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する対回転子電動機である、
請求項１０に記載の動力出力装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の動力出力装置を搭載した車両。
【請求項１４】
動力源からの駆動力を駆動軸に出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
アクセル開度に基づいて運転者の駆動力増加要求があったか否かを判定し、駆動力増加要求があったときには駆動力増加要求時の車速を求め、該求めた駆動力増加要求時の車速と現在のアクセル開度と現在の車速とに基づいて要求駆動力を設定し、該設定した要求駆動力に基づいて前記動力源を制御する、
動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置、動力出力装置の制御方法及びそれを搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力出力装置としては、運転者が操作したアクセルペダルの踏み込み量と現在の車速とを検出し、検出したアクセルペダルの踏み込み量と車速とに基づいて要求駆動力を設定し、この要求駆動力が駆動軸に出力されるようにエンジンと発電機と電動機とを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３４３８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、運転者が要求する駆動力は、駆動力の増加を要求する車速によって異なることがある。例えば駆動力増加要求時の車速が低いときには、運転者はアクセルペダルを軽く踏んで気持ちよく加速したいことがある。また、例えば駆動力増加要求時の車速が高いときに定速走行する際には、運転者は、アクセルペダルの踏み込み量の微妙な調節に神経を使わずに安定した駆動力を得たいことがある。また、例えば駆動力増加要求時の車速が高いときに前を走行している車両を追い抜く際などには、運転者は、車速の増加に伴ってアクセルペダルを更に踏み増さなくても加速して欲しいことがある。しかしながら、この特許文献１に記載された動力出力装置では、アクセルペダルの踏み込み量と車速とに基づいて要求駆動力を設定するため、運転者の要求に沿った駆動力を出力することができなかった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、運転者の要求にできる限り沿った駆動力を出力することができる動力出力装置及びその制御方法を提供することを目的の一つとする。また、このような動力出力装置を搭載した車両を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、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】
本発明の動力出力装置は、
動力源からの駆動力を駆動軸に出力可能な動力出力装置であって、
運転者の操作によるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記アクセル開度検出手段によって検出されたアクセル開度に基づいて運転者の駆動力増加要求があったか否かを判定し、駆動力増加要求があったときには駆動力増加要求時の車速を求め、該求めた駆動力増加要求時の車速と現在のアクセル開度と現在の車速とに基づいて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記要求駆動力設定手段によって設定された前記要求駆動力に基づいて前記動力源を制御する制御手段と、
を備えたものである。
【０００７】
この動力出力装置では、アクセル開度に基づいて運転者の駆動力増加要求があったか否かを判定し、駆動力増加要求があったときには駆動力増加要求時の車速を求め、該求めた駆動力増加要求時の車速と現在のアクセル開度と現在の車速とに基づいて要求駆動力を設定する。そして、設定された要求駆動力に基づいて動力源を制御して駆動力を駆動軸に出力させる。ここで、運転者の要求は駆動力増加要求時の車速と密接に関連している。したがって、駆動力増加要求時の車速に応じた駆動力で車両を駆動することにより、運転者の要求にできる限り沿った駆動力を出力することができる。
【０００８】
本発明の動力出力装置において、前記要求駆動力設定手段は、前記要求駆動力を設定するに際して、駆動力増加要求時の車速に対応して定められたアクセル開度と車速と要求駆動力との３次元関係を利用して前記要求駆動力を設定してもよい。このとき、前記要求駆動力設定手段は、駆動力増加要求があったときには現在利用している３次元関係を前記駆動力増加要求時の車速に対応する３次元関係に切り替えてもよい。こうすれば、運転者が車両の駆動力を変化させたいときに３次元関係が切り替わるため、３次元関係が切り替わることによる違和感を低減することができる。
【０００９】
本発明の動力出力装置において、前記要求駆動力設定手段は、前記アクセル開度の変化量が所定の設定要求変化量を超えたときには前記駆動力増加要求があったと判定してもよい。こうすれば、アクセル開度の変化量を用いて運転者の駆動力増加要求を判定することができる。あるいは、本発明の動力出力装置において、前記要求駆動力設定手段は、アクセル開度が略ゼロ値から増加したときには前記駆動力増加要求があったと判定してもよい。こうすれば、比較的容易に運転者の駆動力増加要求を判定することができる。
【００１０】
本発明の動力出力装置において、前記要求駆動力設定手段は、前記要求駆動力を設定するに際して、駆動力増加要求時の車速が低いときには駆動力増加要求時の車速が高いときに比べて同じアクセル開度に対する要求駆動力が大きくなる傾向をもつように該要求駆動力を設定してもよい。こうすれば、駆動力増加要求時の車速が低いとき、つまり運転者が低速で加速要求しているときには大きな要求駆動力が設定されるため、運転者の加速の要求を満たすことができる。
【００１１】
本発明の動力出力装置において、前記要求駆動力設定手段は、前記要求駆動力を設定するに際して、駆動力増加要求時の車速が高いときには高速領域でのアクセル開度の変化に対する要求駆動力の変化が小さくなる傾向をもつように該要求駆動力を設定してもよい。こうすれば、駆動力増加要求時の車速が高いときには高速領域でアクセル開度が多少変化しても要求駆動力が大きく変化しないため、高速領域で安定した駆動力を得ることができる。
【００１２】
本発明の動力出力装置において、前記要求駆動力設定手段は、前記要求駆動力を設定するに際して、駆動力増加要求時の車速が高いときには駆動力増加要求時の車速が低いときに比べて同じアクセル開度における高速領域での要求駆動力が略一定値になる傾向をもつように該要求駆動力を設定してもよい。このように、駆動力増加要求時の車速が高く、現在の車速が高いときには略一定の要求駆動力に設定されることから、加速して車速が上がったとしても同じアクセル開度で一定の要求駆動力が駆動軸に出力される。したがって、運転者は高い車速での十分な加速感を得ることができる。
【００１３】
本発明の動力出力装置は、出力軸に動力を出力可能な前記動力源としての内燃機関と、前記出力軸に接続され無段階の変速比の変更を伴って該出力軸に出力された動力を変速して車輪の駆動軸に伝達する変速伝達手段と、を備え、前記制御手段は、前記要求駆動力設定手段によって設定された前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関と前記変速伝達手段とを制御してもよい。
【００１４】
本発明の動力出力装置は、出力軸に動力を出力可能な前記動力源としての内燃機関と、前記出力軸と車輪の駆動軸とに接続され前記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前記動力源としての電動機と、を備え、前記制御手段は、前記要求駆動力設定手段によって設定された前記要求駆動力に基づいて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制御してもよい。このとき、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第３の回転軸の３軸とに接続され該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１軸に動力を入出力させる３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備えており、前記制御手段は、前記要求駆動力設定手段によって設定された前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御してもよい。あるいは、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の回転子とを備え、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って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する対回転子電動機であってもよい。
【００１５】
本発明の車両は、上述した種々の態様のいずれかの動力出力装置を搭載したものである。本発明の動力出力装置は、運転者の駆動力増加要求時の車速に応じた駆動力で車両を駆動することができるから、これを搭載した車両も同様の効果を奏するものとなる。
【００１６】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
動力源からの駆動力を駆動軸に出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
アクセル開度に基づいて運転者の駆動力増加要求があったか否かを判定し、駆動力増加要求があったときには駆動力増加要求時の車速を求め、該求めた駆動力増加要求時の車速と現在のアクセル開度と現在の車速とに基づいて要求駆動力を設定し、該設定した要求駆動力に基づいて前記動力源を制御する、
ことを含むものである。
【００１７】
この動力出力装置の制御方法では、アクセル開度に基づいて運転者の駆動力増加要求があったか否かを判定し、駆動力増加要求があったときには駆動力増加要求時の車速を求め、該求めた駆動力増加要求時の車速と現在のアクセル開度と現在の車速とに基づいて要求駆動力を設定する。そして、設定された要求駆動力に基づいて動力源を制御して駆動力を駆動軸に出力させる。ここで、運転者の要求は駆動力増加要求時の車速と密接に関連している。したがって、駆動力増加要求時の車速に応じた駆動力で車両を駆動することにより、運転者の要求にできる限り沿った駆動力を出力することができる。なお、この動力出力装置の制御方法において、上述した動力出力装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した動力出力装置の機能を実現するようなステップを追加してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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】
【００１９】
図１は本発明の一実施例であるハイブリッド自動車１０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１０は、図１に示すように、エンジン２０と、エンジンシステム全体をコントロールするエンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）５０と、エンジン２０の出力軸としてのクランクシャフト２７にダンパ１８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（ハイブリッドＥＣＵ）７０とを備える。
【００２０】
エンジン２０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２０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ＥＣＵ５０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ＥＣＵ５０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２０を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２０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。
【００２１】
動力分配統合機構３０は、モータＭＧ１に接続されたサンギヤ３１、モータＭＧ２に接続されたリングギヤ３２、サンギヤ３１及びリングギヤ３２と噛合する複数のピニオンギヤ３３及びエンジン２０のクランクシャフト２７に接続されピニオンギヤ３３を自転且つ公転自在に保持するキャリア３４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２０のクランクシャフト２７が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１の回転軸１４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いる。この動力分配統合機構３０は、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２０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２０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６３，６３に出力される。
【００２２】
モータＭＧ１及びモータ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と接続している電力ライン４５を介してバッテリ４６と電力のやりとりを行う。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれも回転位置検出センサ４３，４４から信号を入力すると共にインバータ４１，４２へのスイッチング制御信号を出力するモータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）４０により駆動制御されている。このモータＥＣＵ４０と上述したエンジンＥＣＵ５０とが本発明の制御手段に相当する。なお、動力分配統合機構３０の出力軸の詳細な構成やモータＭＧ１，ＭＧ２の詳細な制御については、例えば特開平９−３０８０１２などに詳細に記載されているためここではその説明を省略する。
【００２３】
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ており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、入出力ポート（図示せず）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の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４（アクセル開度検出手段に相当する）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（車速検出手段に相当する）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。ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ５０やモータＥＣＵ４０と各種制御信号やデータのやりとりを行っている。なお、図示しない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バッテリ４６の残容量（ＳＯＣ）も演算している。このハイブリッドＥＣＵ７０が本発明の要求駆動力設定手段に相当する。
【００２４】
本実施例のハイブリッド自動車１０は、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などの各種情報を入力し、この各種情報に基づいてリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊（要求駆動力Ｔｒ＊）を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する駆動要求パワーが効率よく出力されるように、エンジン２０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを運転制御する。
【００２５】
次に、こうして構成された本実施例のハイブリッド自動車１０の動作について説明する。図２は、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２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、ＲＯＭ７４に記憶され、所定タイミングごと（例えば数ｍｓｅｃごと）に繰り返し実行される。
【００２６】
図２のルーチンが開始されると、ＣＰＵ７２は、まず、アクセル開度Ａｃｃ、車速Ｖ、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２及びバッテリ入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要な信号を入力する（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の信号から求めたものを入力し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ４６の温度と残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものを入力する。次に、ＣＰＵ７２は、アクセル開度Ａｃｃがゼロを超えているか否かを判定し（ステップＳ１１０）、アクセル開度Ａｃｃがゼロを超えているときには、前回のアクセル開度Ａｃｃがゼロであったか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、前回のアクセル開度Ａｃｃがゼロであったか否かの判定は、ＲＡＭ７６に前回のアクセル開度Ａｃｃを記憶させておき、この値を用いて行う。前回のアクセル開度Ａｃｃがゼロであったときは、ＣＰＵ７２は、今回アクセル開度Ａｃｃがゼロから増加したため駆動力増加要求があったものとみなし、車速センサ８８からの信号から求めた現在の車速を駆動力増加要求時の車速Ｖｔｍｐとする（ステップＳ１４０）。そして、ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７４に記憶された要求トルク設定用マップのうち車速Ｖｔｍｐに対応するマップを選択する（ステップＳ１５０）。
【００２７】
ここで、ＲＯＭ７４に記憶されている要求トルク設定用マップについて説明する。図３は、本実施例の要求トルク設定用マップの概念図であり、図４は、要求トルク設定用マップの一例を示す説明図であり、（ａ）が車速Ｖｔｍｐがゼロであるときのマップであり（ｂ）は車速Ｖｔｍｐが比較的高いときのマップである。このマップは、リングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を設定するために用いられるものであり、図３に示すように、駆動力増加要求時の車速Ｖｔｍｐに対応して定められたアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との３次元マップとなっている。なお、図３では図面の制約上、車速Ｖｔｍｐに対応するマップを３つだけ示している。
【００２８】
この要求トルク設定用マップは、図４（ａ）に示すように、車速Ｖｔｍｐが低いときには車速Ｖｔｍｐが高いとき（図４（ｂ）参照）に比べて同じアクセル開度Ａｃｃに対する要求トルクＴｒ＊が大きくなる傾向をもつように設定されている。このため、運転者が低速で加速要求すると大きな要求トルクＴｒ＊が設定される。つまり、図４（ａ）のマップは、車速Ｖｔｍｐがゼロ近傍のときの運転者の加速したいという要求に見合うように設定されている。また、この要求トルク設定用マップは、図４（ｂ）に示すように、車速Ｖｔｍｐが高いときには高速領域においてアクセル開度Ａｃｃの変化に対する要求トルクＴｒ＊の変化が小さくなるような傾向をもつように設定されている。ここでは、要求トルクＴｒ＊が小さくなる定常走行時の高速領域（例えば図４（ｂ）のアクセル開度Ａｃｃが２５％以下での高速領域など）においてアクセル開度Ａｃｃが多少変化しても要求トルクＴｒ＊が大きく変化しないように設定されている。また、この要求トルク設定用マップは、図４（ｂ）に示すように、車速Ｖｔｍｐが高いときには車速Ｖｔｍｐが低いとき（図４（ａ）参照）に比べて同じアクセル開度Ａｃｃにおける高速領域での要求トルクＴｒ＊が略一定値になる傾向をもつように設定されている。このため、図４（ａ）のマップでは加速して車速Ｖが増加するときに一定のトルクを要求しようとするとアクセル開度Ａｃｃの増加が必要であるが、図４（ｂ）のマップでは加速して車速Ｖが上がったとしても同じアクセル開度Ａｃｃで一定の駆動力が駆動軸に出力されるように設定されている。つまり、図４（ｂ）のマップは、高速での定常走行の安定性や高速での加速感について運転者の要求に見合うように設定されている。このように、この要求トルク設定用マップでは、現在のアクセル開度Ａｃｃ及び現在の車速Ｖに加えて駆動力増加要求時の車速Ｖｔｍｐに対応した味付けで要求トルクＴｒ＊を設定可能になっている。
【００２９】
さて、ステップＳ１２０で前回のアクセル開度Ａｃｃがゼロでなかったとき、または、ステップＳ１１０でアクセル開度Ａｃｃがゼロであるときには、要求トルク設定用マップとして前回使用したマップを選択する（ステップＳ１３０）。つまり、運転者が加速要求していないときや継続してアクセルが踏み込まれているときには現在使用しているマップをそのまま使用する。なお、前回使用した要求トルク設定用マップがないときには、現在の車速Ｖを車速Ｖｔｍｐとして要求トルク設定用マップを選択するようになっている。このため、システム起動直後には車速Ｖｔｍｐ＝０のマップが選択されることから、ステップＳ１２０〜Ｓ１５０の処理は行わないように設定されている。
【００３０】
次に、ステップＳ１３０で要求トルク設定用マップとして前回設定したマップを選択したとき、または、ステップＳ１５０で要求トルク設定用マップとして車速Ｖｔｍｐに対応するマップを選択したときには、ＣＰＵ７２は、選択されているマップを用いてリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求駆動力Ｔｒ＊と車両に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１６０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると選択されているマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定する。エンジン要求パワー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（車速Ｖと換算係数ｒを乗じたもの）との積として算出した駆動要求パワーＰｒ＊（＝Ｔｒ＊×Ｎｒ）とバッテリ４６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。充放電要求パワーＰｂ＊は、基本的にはバッテリ４６のＳＯＣが適正値（例えば６０〜７０％）となるように設定される。
【００３１】
次に、ＣＰＵ７２は、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２０の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１７０）。ここでは、エンジン２０を効率よく動作させる動作ラインとエンジン要求パワー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２０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５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊の曲線との交点により求めることができる。
【００３２】
次に、エンジン２０の目標回転数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（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とにより次式（１）を用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊を設定する（ステップＳ１８０）。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６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２０の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はリングギヤ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２０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２０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Ｔｅｒ（＝Ｔｍ１＊／ρ）とモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクＴｍ２＊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）
【００３３】
そして、ＣＰＵ７２は、モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊を設定する（ステップＳ１９０）。ここで、目標トルクＴｍ２＊は、バッテリ４６の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔのの範囲内に設定される。具体的には、この目標トルクＴｍ２＊は、トルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算し、要求トルクＴｒ＊と目標トルク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、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘの範囲内で仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限して設定する。なお、式（５）は、前述した図６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）
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2…（４）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr…（５）
【００３４】
こうしてエンジン２０の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２０の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ５０に、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ指令し（ステップＳ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。この指令を受けたエンジンＥＣＵ５０は、エンジン２０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２０における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、この指令を受けたモータＥＣＵ４０は、目標トルクＴｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共に目標トルクＴｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング制御を行なう。
【００３５】
次に、図２に示した駆動制御ルーチンの一連の動きについて図４を用いて説明する。ここでは、ハイブリッド自動車１０の停車状態から走行を開始する場合について説明する。停車中のアクセルオフ状態から運転者がアクセルペダル８３を踏み込むと、アクセル開度Ａｃｃがゼロから増加するため、ＣＰＵ７２は、駆動力増加要求があったとみなし、現在の車速を車速Ｖｔｍｐとし（ここではＶｔｍｐ＝０）、該車速Ｖｔｍｐに対応するマップを選択する（図４（ａ）参照）。次に、現在のアクセル開度Ａｃｃと現在の車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し、該設定した要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する。このときのマップは、車速Ｖがゼロ近傍での加速を重視して設定されているため、アクセル開度Ａｃｃに対して大きなトルクが出力され、車両は加速しやすい。そして、比較的高い車速（例えば時速６０ｋｍなど）まで加速して巡航走行になると、加速状態を調節するためなどにより運転者は一旦アクセルオフする。このとき、運転者は、アクセルオフすることによりアクセルペダル８３の踏み込み量（すなわちアクセル開度Ａｃｃ）と車両の加速感との関係の感覚が一旦リセットされる。次に、運転者がアクセルペダル８３を踏み込むと、アクセル開度Ａｃｃがゼロから増加するため、ＣＰＵ７２は、駆動力増加要求があったとみなし、現在の車速を車速Ｖｔｍｐとし、該車速Ｖｔｍｐに対応するマップに切り替える（図４（ｂ）参照）。そして、現在のアクセル開度Ａｃｃと現在の車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し、該設定した要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する。このとき、運転者の加速感覚が一旦リセットされているため、再加速時にマップが切り替わることによる違和感が低減される。その後、ＣＰＵ７２は、選択された車速Ｖｔｍｐに対応するマップを利用して現在のアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する。このマップは、高速での定常走行中にはアクセル開度Ａｃｃが多少変化しても要求トルクＴｒ＊が大きく変化しないように設定されているため、運転者がアクセルペダル８３の踏み込み量の微妙な調節にあまり神経を使わずに済む。また、このマップは、車速の増加に伴ってアクセルペダル８３の踏み増しを行わなくても一定のトルクが設定されるため、どこまでも伸びていくような加速感を運転者が得ることができる。そして、ＣＰＵ７２は、アクセル開度Ａｃｃがゼロから増加するたびに車速Ｖｔｍｐに応じたマップを選択して車両の走行を制御する。
【００３６】
以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車１０によれば、アクセル開度Ａｃｃに基づいて運転者の駆動力増加要求があったか否かを判定し、駆動力増加要求があったときには駆動力増加要求時の車速Ｖｔｍｐを求め、該求めた車速Ｖｔｍｐと現在のアクセル開度Ａｃｃと現在の車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する。そして、設定された要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２０、モータＭＧ１，ＭＧ２を制御して駆動力を駆動軸としてのリングギヤ軸３２に出力させる。ここで、運転者の要求は駆動力増加要求時の車速Ｖｔｍｐと密接に関連している。したがって、駆動力増加要求時の車速Ｖｔｍｐに応じた駆動力で車両を駆動することにより、運転者の要求にできる限り沿った駆動力を出力することができる。
【００３７】
また、駆動力増加要求があったとき、つまり、運転者が車両の駆動力を変化させたいときには現在利用している要求トルク設定用マップを切り替えるため、マップが切り替わることによる違和感を低減することができる。更に、アクセル開度Ａｃｃがゼロから増加したときには駆動力増加要求があったと判定するため、比較的容易に運転者の駆動力増加要求を判定することができる。
【００３８】
更にまた、車速Ｖｔｍｐが低いとき、つまり運転者が低速で加速要求しているときには大きな要求トルクＴｒ＊が設定されるため、運転者の加速の要求を満たすことができる。そして、車速Ｖｔｍｐが高いときには高速領域でアクセル開度Ａｃｃが多少変化しても要求トルクＴｒ＊が大きく変化しないため、アクセルペダル８３の踏み込み量の微妙な調節にあまり神経を使わずに安定した駆動力を得ることができる。そしてまた、駆動力増加要求時の車速Ｖｔｍｐが高く、現在の車速Ｖが高いときには略一定の要求トルクＴｒ＊に設定されることから、加速して車速が上がったとしても同じアクセル開度で一定の要求トルクＴｒ＊が駆動軸に出力されるため、運転者は高い車速での十分な加速感を得ることができる。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、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、上述した実施例では、車速Ｖｔｍｐと現在のアクセル開度Ａｃｃと現在の車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するに際して、図３及び図４に示した要求トルク設定用マップを利用するとしたが、この要求トルク設定用マップを利用せずに、車速Ｖｔｍｐと現在のアクセル開度Ａｃｃと現在の車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め関係式としてＲＯＭ７４に記憶しておき、この関係式を用いて計算して求めてもよい。こうしても、運転者の要求にできる限り沿った駆動力を出力することができる。
【００４１】
また、上述した実施例では、ステップＳ１１０，Ｓ１２０でアクセル開度Ａｃｃがゼロから増加したときには、車速Ｖｔｍｐに対応する要求トルク設定用マップを選択するとしたが（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）、アクセル開度の変化量△Ａｃｃが所定値Ａｒｅｆを超えたときには駆動力増加要求があったものとみなして車速Ｖｔｍｐに対応する要求トルク設定用マップを選択するとしてもよい。具体的には、図７に示すように、図２の駆動制御ルーチンにおいて、ステップＳ１００のあとにステップＳ１００で入力したアクセル開度Ａｃｃと前回このルーチンが実行されたときに入力されたアクセル開度（前回Ａｃｃ）との偏差としてアクセル変化量ΔＡｃｃを計算し（ステップＳ２１０）、計算したアクセル変化量△Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆを超えているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ここで、閾値Ａｒｅｆは、運転者が加速を要求しているか否かを判定するための値であり、例えば２０％や３０％や４０％などに設定することができる。アクセル開度の変化量△Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上であるときには、運転者が駆動力増加要求をしたものとみなして、上述した駆動制御ルーチンのステップＳ１４０以降の処理を行い、アクセル開度の変化量△Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以上でないときには、上述した駆動制御ルーチンのステップＳ１３０以降の処理を行う。こうしても、運転者の要求にできる限り沿った駆動力を出力することができる。また、図７に示したステップＳ２１０，Ｓ２２０の処理を図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０のあとに行ってもよい。こうすれば、アクセル開度Ａｃｃがゼロから増加したときかアクセル開度の変化量△Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆを超えたときの少なくとも一方を満たしたときには駆動力増加要求があったものと判定することができる。
【００４２】
更に、上述した実施例では、モータＭＧ２の動力をリングギヤ３２に出力するものについて説明したが、図８に示すハイブリッド自動車１０Ｂのように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ３２が接続された車軸（駆動輪６３，６３）とは異なる車軸（図８における車輪６３Ｂ，６３Ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４３】
更にまた、上述した実施例では、エンジン２０の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３，６３に接続されたリングギヤ３２に出力するものとしたが、図９に示すハイブリッド自動車１０Ｃのように、エンジン２０のクランクシャフト２７に接続されたインナロータ９１と駆動輪６３，６３に動力を出力する駆動軸に接続されたアウタロータ９２とを有し、エンジン２０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９０を備えるものとしてもよい。
【００４４】
そして、上述した実施例では、シリーズ型とパラレル型とを混成したハイブリッド自動車１０について説明したが、シリーズ型のハイブリッド車に本発明を適用してもよいし、パラレル型のハイブリッド車に本発明を適用してもよい。また、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとを用いて要求駆動力を設定するものであれば特にこれに限定されず、例えば図１０に示すようにエンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２７にトルクコンバータ９６を介して無断変速機９７（例えばＣＶＴ式やトロイダル式など）を接続した自動車１０Ｄに本発明を適用してもよい。また、電力を蓄電するバッテリと該バッテリから供給された電力を動力に変換して駆動軸に出力可能な電動機とを備えた電気自動車に本発明を適用してもよいし、燃料ガスとしての水素と酸化ガスとしての空気との反応により発電する燃料電池と（例えば固体高分子型など）電力を蓄電するバッテリと供給された電力を動力に変換して駆動軸に出力可能な電動機とを備えた燃料電池ハイブリッド自動車に本発明を適用してもよい。また、自動車に限定されず、列車、船舶及び航空機などに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施例のハイブリッド自動車１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】本実施例の駆動制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】本実施例の要求トルク設定用マップの概念図である。
【図４】本実施例の要求トルク設定用マップの説明図である。
【図５】エンジン２０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６】動力分配統合機構１２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７】他の駆動制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】他のハイブリッド自動車１０Ｂの構成の概略を示す構成図である。
【図９】他のハイブリッド自動車１０Ｃの構成の概略を示す構成図である。
【図１０】他の自動車１０Ｄの構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ  ハイブリッド自動車、１０Ｄ  自動車、１８  ダンパ、２０  エンジン、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、４５  電力ライン、４６  バッテリ、５０  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、５６  吸気管、５７  燃焼室、５８  ピストン、５９  排気管、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３，６３Ｂ  駆動輪、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、９０  対ロータ電動機、９１  インナロータ、９２  アウタロータ、９６  トルクコンバータ、９７無断変速機、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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