(57)【要約】【課題】複数の車軸に動力を出力する複数の電動機を備える車両において、内燃機関の運転ポイントを変更しなくてもギヤ機構の歯打ち音を抑制することができる。【解決手段】ハイブリッド自動車２０は、走行に要求される要求トルクＴ＊に基づいて前輪側のモータＭＧ２が出力する仮モータトルクを設定し、設定した仮モータトルクが減速ギヤ３５での歯打ち音が生じる範囲である所定の低トルク範囲内にあるときには、この範囲外のトルクとなるよう仮モータトルクに所定値を加えてモータＭＧ２が出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共に、この所定値を打ち消すトルク値を差し引いて後輪側のモータＭＧ３が出力すべきトルク指令Ｔｍ３＊を設定し、エンジン２２の運転ポイントを変更することなく、設定したトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に基づいてモータＭＧ２，ＭＧ３を制御する。このように、モータＭＧ３を利用してモータＭＧ２のトルク指令を変更する。【選択図】図１
2008143462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の車軸側に動力を出力する内燃機関と、
前記第１の車軸にギヤ機構を介して動力を入出力可能な第１電動機と、
前記第１の車軸と異なる第２の車軸に動力を入出力可能な第２電動機と、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記第１電動機が出力する第１電動機要求駆動力と前記第２電動機が出力する第２電動機要求駆動力とを設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された第１電動機要求駆動力が値０を含む所定の低駆動力範囲内にあるときには、前記所定の低駆動力範囲外の駆動力となるよう前記第１電動機要求駆動力に所定駆動力を加えて前記第１電動機が出力すべき第１実行用駆動力を設定すると共に、前記第２電動機要求駆動力に前記所定駆動力を打ち消す駆動力を加えて前記第２電動機が出力すべき第２実行用駆動力を設定する実行用駆動力設定手段と、
前記設定された第１実行用駆動力に基づいて前記第１電動機が駆動し前記設定された第２実行用駆動力に基づいて前記第２電動機が駆動し前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関が駆動するよう前記第１電動機と前記第２電動機と前記内燃機関とを制御する制御手段と、
を備えた車両。
【請求項２】
前記実行用駆動力設定手段は、前記所定の低駆動力範囲外の駆動力となるよう第１実行用駆動力を設定するに際して、駆動力を出力する側の前記所定駆動力を前記第１電動機要求駆動力に加えて前記第１実行用駆動力を設定する手段である、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記実行用駆動力設定手段は、前記第１電動機要求駆動力に前記所定の低駆動力範囲外の駆動力となる最低限の所定駆動力を加えて前記第１実行用駆動力を設定する手段である、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記実行用駆動力設定手段は、前記第２実行用駆動力が値０を含む所定の第２低駆動力範囲外となるよう前記第１実行用駆動力を設定する手段である、請求項１〜３のいずれかに記載の車両。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の車両であって、
前記第１電動機及び前記第２電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段、を備え、
前記要求駆動力設定手段は前記蓄電手段の充放電が許容される電力としての入出力制限の範囲内で前記第１電動機要求駆動力を設定する手段である、車両。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の車両であって、
前記内燃機関の出力軸と該出力軸に対して独立に回転可能であり前記第１の車軸に連結された駆動軸とに接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記駆動軸への駆動力の入出力とを伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段、を備え、
前記第１電動機は、前記駆動軸に前記ギヤ機構を介して接続されている、車両。
【請求項７】
前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との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、前記第３の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６に記載の車両。
【請求項８】
第１の車軸側に動力を出力する内燃機関と、前記第１の車軸にギヤ機構を介して動力を入出力可能な第１電動機と、前記第１の車軸と異なる第２の車軸に動力を入出力可能な第２電動機と、を備える車両の制御方法であって、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記第１電動機が出力する第１電動機要求駆動力と前記第２電動機が出力する第２電動機要求駆動力とを設定し、
前記設定された第１電動機要求駆動力が値０を含む所定の低駆動力範囲内にあるときには、前記所定の低駆動力範囲外の駆動力となるよう前記第１電動機要求駆動力に所定駆動力を加えて前記第１電動機が出力すべき第１実行用駆動力を設定すると共に、前記第２電動機要求駆動力に前記所定駆動力を打ち消す駆動力を加えて前記第２電動機が出力すべき第２実行用駆動力を設定し、
前記設定された第１実行用駆動力に基づいて前記第１電動機が駆動し前記設定された第２実行用駆動力に基づいて前記第２電動機が駆動し前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関が駆動するよう前記第１電動機と前記第２電動機と前記内燃機関とを制御する、
車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続された発電機と、プラネタリギヤのリングギヤに接続された電動機とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、ギヤの歯打ち音が発生しやすい電動機のトルク指令が小さい領域において、エンジン目標回転数を増加させると共にエンジンの目標トルクを小さく設定することにより、エンジンのトルク変動を抑えると共にギヤ歯同士が押しつけられるようにして、歯打ち音の発生を防止する。
【特許文献１】特開平１１−９３７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、電動機の回転軸と駆動軸とを減速ギヤや変速機などのギヤ機構により接続しこの電動機が動力を出力する車軸と異なる車軸に第２電動機を備えたタイプの車両があるが、エンジンの目標回転数やトルク指令を変更すると、運転者や乗員に違和感を与える場合があるから、こうした歯打ち音を運転者や乗員に感じさせないようにするときに、エンジンの運転ポイントを変更しないことも望まれる。
【０００４】
本発明の車両及びその制御方法は、複数の車軸に動力を出力する複数の電動機を備える車両において、内燃機関の運転ポイントを変更しなくてもギヤ機構での異音の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の車両は、
第１の車軸側に動力を出力する内燃機関と、
前記第１の車軸にギヤ機構を介して動力を入出力可能な第１電動機と、
前記第１の車軸と異なる第２の車軸に動力を入出力可能な第２電動機と、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記第１電動機が出力する第１電動機要求駆動力と前記第２電動機が出力する第２電動機要求駆動力とを設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された第１電動機要求駆動力が値０を含む所定の低駆動力範囲内にあるときには、前記所定の低駆動力範囲外の駆動力となるよう前記第１電動機要求駆動力に所定駆動力を加えて前記第１電動機が出力すべき第１実行用駆動力を設定すると共に、前記第２電動機要求駆動力に前記所定駆動力を打ち消す駆動力を加えて前記第２電動機が出力すべき第２実行用駆動力を設定する実行用駆動力設定手段と、
前記設定された第１実行用駆動力に基づいて前記第１電動機が駆動し前記設定された第２実行用駆動力に基づいて前記第２電動機が駆動し前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関が駆動するよう前記第１電動機と前記第２電動機と前記内燃機関とを制御する制御手段と、
を備えたものである。
【０００７】
この車両では、走行に要求される要求駆動力に基づいて第１電動機が出力する第１電動機要求駆動力と第２電動機が出力する第２電動機要求駆動力とを設定し、設定された第１電動機要求駆動力が値０を含む所定の低駆動力範囲内にあるときには、この所定の低駆動力範囲外の駆動力となるよう第１電動機要求駆動力に所定駆動力を加えて第１電動機が出力すべき第１実行用駆動力を設定すると共に、第２電動機要求駆動力にこの所定駆動力を打ち消す駆動力を加えて第２電動機が出力すべき第２実行用駆動力を設定し、設定された第１実行用駆動力に基づいて第１電動機が駆動し設定された第２実行用駆動力に基づいて第２電動機が駆動し要求駆動力に基づいて内燃機関が駆動するよう第１電動機と第２電動機と内燃機関とを制御する。即ち、所定の低駆動範囲内に第１電動機要求駆動力があるときには、第１電動機が接続されたギヤ機構から歯打ち音などの異音が発生しやすいことがあるが、第２電動機を利用して第１電動機要求駆動力を変更するのである。したがって、内燃機関の運転ポイントを変更しなくてもギヤ機構での異音お発生を抑制することができる。ここで、「所定の低駆動力範囲」は、ギヤ機構から歯打ち音がしやすい駆動力の範囲としてもよい。また、「ギヤ機構」には、減速ギヤや変速機などが含まれる。
【０００８】
本発明の車両において、前記実行用駆動力設定手段は、前記所定の低駆動力範囲外の駆動力となるよう第１実行用駆動力を設定するに際して、駆動力を出力する側の前記所定駆動力を前記第１電動機要求駆動力に加えて前記第１実行用駆動力を設定する手段であるものとしてもよい。こうすれば、所定の低駆動力範囲外の駆動力となるよう第１実行用駆動力を比較的容易に設定することができる。このとき、前記実行用駆動力設定手段は、前記第１電動機要求駆動力に前記所定の低駆動力範囲外の駆動力となる最低限の所定駆動力を加えて前記第１実行用駆動力を設定する手段であるものとしてもよい。こうすれば、最低限の駆動力の変更で済むため、第１電動機で出力した動力を第２電動機で打ち消す際の損失を低減することができる。なお、前記実行用駆動力設定手段は、前記第１電動機要求駆動力に発電する側の前記所定駆動力を加えて前記第１実行用駆動力を設定することもできる。
【０００９】
本発明の車両において、前記実行用駆動力設定手段は、前記第２実行用駆動力が値０を含む所定の第２低駆動力範囲外となるよう前記第１実行用駆動力を設定する手段であるものとしてもよい。こうすれば、更に、例えば第２電動機に接続されたギヤ機構での歯打ち音の発生も抑制することができる。
【００１０】
本発明の車両は、前記第１電動機及び前記第２電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段、を備え、前記要求駆動力設定手段は前記蓄電手段の充放電が許容される電力としての入出力制限の範囲内で前記第１電動機要求駆動力を設定する手段であるものとしてもよい。こうすれば、蓄電手段の保護を図ることができるし、その際に、内燃機関の運転ポイントを変更しなくてもギヤ機構での異音の発生を抑制することができる。
【００１１】
本発明の車両は、前記内燃機関の出力軸と該出力軸に対して独立に回転可能であり前記第１の車軸に連結された駆動軸とに接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記駆動軸への駆動力の入出力とを伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段、を備え、前記第１電動機は、前記駆動軸に前記ギヤ機構を介して接続されているものとしてもよい。このとき、前記回転調整手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との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、前記第３の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してもよい。
【００１２】
本発明の車両の制御方法は、
第１の車軸側に動力を出力する内燃機関と、前記第１の車軸にギヤ機構を介して動力を入出力可能な第１電動機と、前記第１の車軸と異なる第２の車軸に動力を入出力可能な第２電動機と、を備える車両の制御方法であって、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記第１電動機が出力する第１電動機要求駆動力と前記第２電動機が出力する第２電動機要求駆動力とを設定し、
前記設定された第１電動機要求駆動力が値０を含む所定の低駆動力範囲内にあるときには、前記所定の低駆動力範囲外の駆動力となるよう前記第１電動機要求駆動力に所定駆動力を加えて前記第１電動機が出力すべき第１実行用駆動力を設定すると共に、前記第２電動機要求駆動力に前記所定駆動力を打ち消す駆動力を加えて前記第２電動機が出力すべき第２実行用駆動力を設定し、
前記設定された第１実行用駆動力に基づいて前記第１電動機が駆動し前記設定された第２実行用駆動力に基づいて前記第２電動機が駆動し前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関が駆動するよう前記第１電動機と前記第２電動機と前記内燃機関とを制御する、ことを含むものである。
【００１３】
この車両の制御方法では、走行に要求される要求駆動力に基づいて第１電動機が出力する第１電動機要求駆動力と第２電動機が出力する第２電動機要求駆動力とを設定し、設定された第１電動機要求駆動力が値０を含む所定の低駆動力範囲内にあるときには、この所定の低駆動力範囲外の駆動力となるよう第１電動機要求駆動力に所定駆動力を加えて第１電動機が出力すべき第１実行用駆動力を設定すると共に、第２電動機要求駆動力にこの所定駆動力を打ち消す駆動力を加えて第２電動機が出力すべき第２実行用駆動力を設定し、設定された第１実行用駆動力に基づいて第１電動機が駆動し設定された第２実行用駆動力に基づいて第２電動機が駆動し要求駆動力に基づいて内燃機関が駆動するよう第１電動機と第２電動機と内燃機関とを制御する。即ち、所定の低駆動範囲内に第１電動機要求駆動力があるときには、第１電動機が接続されたギヤ機構から歯打ち音などの異音が発生しやすいことがあるが、第２電動機を利用して第１電動機要求駆動力を変更するのである。したがって、内燃機関の運転ポイントを変更しなくてもギヤ機構での異音の発生を抑制することができる。なお、この車両の制御方法において、上述した車両の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した車両の各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】
【００１４】
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】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態としての動力出力装置を搭載す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。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に接続されると共にギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６１を介して前輪６２ａ，６２ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、デファレンシャルギヤ６３を介して後輪６４ａ，６４ｂに接続されたモータＭＧ３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。
【００１６】
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。
【００１７】
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６１を介して、最終的には前輪６２ａ，６２ｂに出力される。
【００１８】
モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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４１，４２，４３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４１，４２，４３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４１，４２，４３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ３を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４４，４５，４６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，ＭＧ３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４１，４２，４３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，ＭＧ３を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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。
【００１９】
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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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。
【００２０】
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。
【００２１】
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とに基づいて車両から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出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とモータＭＧ３とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とモータＭＧ３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およびモータＭＧ３の一方または両方とによってトルク変換されて出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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およびモータＭＧ３の一方または両方とによるトルク変換を伴って要求動力が出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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およびモータＭＧ３の一方または両方から要求動力に見合う動力が出力されるよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２２】
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の動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド自動車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、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２３】
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やモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の各回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３，車速センサ８８からの車速Ｖ，バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊など制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３は、回転位置検出センサ４４，４５，４６からのモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のロータ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。充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に応じ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。
【００２４】
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要求トルクＴ＊と車両に要求される要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴ＊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３に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴ＊に車速Ｖ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。
【００２５】
続いて、設定した要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１２０）。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Ｐ＊とに基づいて行なわれる。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４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Ｐ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００２６】
次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇａ）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の実行用トルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１３０）。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５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Ｇａ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、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、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。
【００２７】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Ga・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００２８】
続いて、要求トルクＴ＊を前輪６２ａ，６２ｂおよび後輪６４ａ，６４ｂに分配するための分配比Ｄを設定する（ステップＳ１４０）。ここで、分配比Ｄは、要求トルクＴ＊に対する前輪６２ａ，６２ｂに出力するトルクの割合として車両の走行状態に基づいて値１〜値０の範囲で設定されるものである。例えば、通常走行時には前輪６２ａ，６２ｂ側だけにトルクが出力されるよう値１．０の分配比Ｄを設定したり、坂路走行時や発進走行時には前輪６２ａ，６２ｂと後輪６４ａ，６４ｂの両方にトルクが出力されるよう値０．５や値０．６などの分配比Ｄを設定したり、前輪６２ａ，６２ｂと後輪６４ａ，６４ｂの一方にスリップが発生したスリップ発生時にはスリップが発生した車輪に出力されるトルクの割合が小さくなると共にスリップが発生していない車輪に出力されるトルクの割合が大きくなるように分配比Ｄを設定したりすることができる。分配比Ｄを設定すると、設定した分配比Ｄに要求トルクＴ＊を乗じて前輪６２ａ，６２ｂ側に出力すべき前輪側トルクＴｆ＊を設定すると共に値１から分配比Ｄを減じたものに要求トルクＴ＊を乗じて後輪６４ａ，６４ｂ側に出力すべき後輪側トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１５０）。次に、前輪指令トルクＴｆ＊を換算係数Ｇｆで除したものからエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を減じこれを更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇａで除することにより（次式（３）参照）モータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算すると共に後輪側トルクＴｒ＊を換算係数Ｇｒで除することによりモータＭＧ３の仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐを計算する（ステップＳ１６０）。ここで、換算係数Ｇｆは、前軸６４に作用するトルクをリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに換算するための係数である。なお、式（３）は、前述した図５の共線図から容易に導き出すことができる。
【００２９】
Tm2tmp=(Tf*/Gf+Tm1*/ρ)/Ga    (3)
【００３０】
続いて、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲は、モータＭＧ２に接続された減速ギヤ３５で歯打ち音などの異音が発生する、値０を含む低トルク範囲として経験的に定められている。仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲外であるときには、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをモータＭＧ２から出力しても減速ギヤ３５での異音の発生を防止可能であるものとみなし、モータＭＧ２から出力すべき実行用トルクとしてのトルク指令Ｔｍ２＊に仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを設定し（ステップＳ１８０）、モータＭＧ３から出力すべき実行用トルクとしてのトルク指令Ｔｍ３＊に仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐを設定する（ステップＳ１９０）。そして、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，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２００）、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。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動し、トルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動すると共に、トルク指令Ｔｍ３＊でモータＭＧ３が駆動されるようインバータ４１，４２，４３のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように、モータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下であるときには、計算した値に基づいて要求トルクＴ＊が前輪６２ａ，６２ｂ及び後輪６４ａ，６４ｂに出力されるようエンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御するのである。
【００３１】
一方、ステップＳ１７０で、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲にあると判定したときには、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをモータＭＧ２から出力すると異音が発生するものとみなし、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに所定値Ｔａを加えた値をモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ２１０）、モータＭＧ３の仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐから所定値Ｔｂを差し引いた値をモータＭＧ３から出力すべきトルク指令Ｔｍ３＊に設定し（ステップＳ２２０）、上述のステップＳ２００の処理を実行し、このルーチンを終了する。図６は、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊およびモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊を設定する概念図であり、図６（ａ）が要求トルクＴ＊の図，図６（ｂ）が仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが低トルク範囲にある図，図６（ｃ）がトルク指令Ｔｍ２＊を低トルク範囲外に設定した図，図６（ｄ）がエンジン２２の運転ポイントを変更してトルク指令Ｔｍ２＊を低トルク範囲外に設定する参考図である。この所定値Ｔａは、図６に示すように、トルク指令Ｔｍ２＊が閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲を駆動側に超えるような値に定められている。また、所定値Ｔｂは、このモータＭＧ２から余剰に出力される所定値ＴａをモータＭＧ３から出力して打ち消すトルク値に定められている。つまり、図６に示すように、モータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが減速ギヤ３５での異音の発生する範囲にあるときには、図６（ｄ）に示すように、エンジン２２の運転ポイントを変更してトルク指令Ｔｍ２＊をこの低トルク範囲外に設定することも可能であるが、ここでは、エンジン２２の運転ポイントを変えることなく、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をより大きな値に設定すると共に、モータＭＧ３で発電することにより電力収支のバランスをとると共に、要求トルクＴ＊が前輪６２ａ，６２ｂ及び後輪６４ａ，６４ｂに出力されるようエンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御するのである。
【００３２】
以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、走行に要求される要求トルクＴ＊に基づいてモータＭＧ２が出力する前輪側トルクＴｆ＊に基づく仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとモータＭＧ３が出力する後輪側トルクＴｒ＊に基づく仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐとを設定し、設定された仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが歯打ち音などの異音を発生する範囲である値０を含む所定の低トルク範囲内（閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲内）にあるときには、この範囲外のトルクとなるよう仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに所定値Ｔａを加えてモータＭＧ２が出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共に、仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐからこの所定値Ｔａを打ち消す所定値Ｔｂを差し引いてモータＭＧ３が出力すべきトルク指令Ｔｍ３＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に基づいてモータＭＧ２，ＭＧ３が駆動すると共に、要求トルクＴ＊に基づく目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が駆動するようモータＭＧ２，ＭＧ３とエンジン２２とを制御する。即ち、閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲内に仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐがあるときには、モータＭＧ２が接続された減速ギヤ３５から歯打ち音などの異音が発生しやすいことがあるが、モータＭＧ３を利用して仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを変更するのである。したがって、エンジン２２の運転ポイントを変更しなくても減速ギヤ３５での異音（歯打ち音など）の発生を抑制することができる。このため、またはエンジン２２の回転数などを変更しないため、運転者や乗員の違和感を抑制することができる。また、エンジン２２の運転ポイントを動作ラインから外れないものとすることが可能であるため、燃費の悪化を抑制することができる。更に、閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲外となるようトルク指令Ｔｍ２＊を設定するに際して、駆動力を出力する側の所定値Ｔａを、通常駆動力を出力する側となることが多い仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに加えるため、トルク指令Ｔｍ２＊を比較的容易に設定することができる。
【００３３】
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。
【００３４】
例えば、上述した実施例では、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに所定値Ｔａを加えることにより閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲を駆動側に外れたトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしたが、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲を外れたトルクとなる最低限の値を加える、即ちこの範囲外になるような値を変動的に加えてトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしてもよい。こうすれば、最低限のトルクの変更で済むため、モータＭＧ２で出力した動力をモータＭＧ３で打ち消す際に生じてしまう損失を低減することができる。
【００３５】
上述した実施例では、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに所定値Ｔａを加えることにより閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲を駆動側に外れたトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしたが、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに発電する側の所定値を加えて上記範囲外となるトルク指令Ｔｍ２＊を設定してもかまわない。こうしても、エンジン２２の運転ポイントを変更しなくても減速ギヤ３５での異音の発生を抑制することができる。
【００３６】
上述した実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３で出力すべきモータトルクを特に制限しないものとしたが、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となるよう入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づいて、モータＭＧ２，ＭＧ３で出力すべきモータトルク（前輪側トルクＴｆ＊及び後輪側トルクＴｒ＊）を制限し、この制限して得られた仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを用いて、上述した駆動制御ルーチンのステップＳ１７０以降の処理を実行するものとしてもよい。ここで、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度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ることにより設定することができる。こうすれば、バッテリ５０の保護を図ることができるし、その際に、エンジン２２の運転ポイントを変更しなくても減速ギヤ３５での異音の発生を抑制することができる。なお、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔによる制限は、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づいて要求トルクＴ＊を制限するものとしてもよいし、前輪側トルクＴｆ＊及び後輪側トルクＴｒ＊に分配したあと制限するものとしてもよい。
【００３７】
上述した実施例では、モータＭＧ２のロータ軸と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとには減速ギヤ３５が接続され、この減速ギヤ３５での異音の発生を抑制するものとしたが、モータＭＧ２のロータ軸と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとに変速機を接続するものとし、この変速機での異音の発生を抑制するものとしてもよい。
【００３８】
上述した実施例では、モータＭＧ２に接続された減速ギヤ３５での異音の発生を抑制するものとしたが、これに加えて、モータＭＧ３の仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐが予め定めた異音を発生する範囲としての第２低トルク範囲内にあるときには、この範囲外になるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊およびモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３を設定するものとしてもよい。例えば上述のルーチンのステップＳ２２０で、モータＭＧ３の要求トルクが第２低トルク範囲内にあるときには、モータＭＧ３の要求トルクがこの第２低トルク範囲から外れるよう所定値ＴｃをモータＭＧ３の要求トルクから所定値Ｔｃを差し引くと共に、この所定値Ｔｃを打ち消すトルクを更にモータＭＧ２のモータトルクＴｍ２ｔｍｐに加えてトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定する。こうすれば、例えばモータＭＧ３に接続されたギヤ機構などでの異音（歯打ち音など）の発生をも抑制することができる。
【００３９】
上述した実施例では、エンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して前輪６２ａ，６２ｂ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７の変形例のハイブリッド自動車１２０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１３２と前輪６２ａ，６２ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ１３４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モータ１３０を備えるものとしてもよい。
【００４０】
ここで、実施例や変形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、第１の車軸としての前輪６３ａ，６３ｂに動力を出力するエンジン２２が「内燃機関」であり、この前輪６３ａ，６３ｂに減速ギヤ３５を介して動力を入出力可能なモータＭＧ２が「第１電動機」に相当し、前輪６３ａ，６３ｂと異なる後輪６４ａ，６４ｂに動力を入出力可能なモータＭＧ３が「第２電動機」に相当し、走行に要求される要求トルクＴ＊に基づいてモータＭＧ２が出力する仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとモータＭＧ３が出力する仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐとを設定するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、設定された仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐが値０を含む閾値Ｔｒｅｆ１以上閾値Ｔｒｅｆ２以下の範囲内にあるときには、この範囲外の駆動力となるよう仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに所定値Ｔａを加えてモータＭＧ２が出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると共に、モータＭＧ３の仮モータトルクＴｍ３ｔｍｐから所定値Ｔａを打ち消す所定値Ｔｂを差し引いてモータＭＧ３が出力すべきトルク指令Ｔｍ３＊を設定するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「実行用駆動力設定手段」に相当し、設定されたトルク指令Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ２が駆動し、設定されたトルク指令Ｔｍ３＊に基づいてモータＭＧ３が駆動し要求トルクＴ＊に基づく目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２が駆動するようモータＭＧ２，ＭＧ３とエンジン２２とを制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当する。また、エンジン２２のクランクシャフト２６と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続された動力分配統合機構３０と動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ１とが「回転調整手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２が「電動機」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２６とリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ１のロータ軸との３軸に接続されこの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動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。なお、実施例や変形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最良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。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【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】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】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】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５】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６】モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊およびモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊を設定する概念図である。
【図７】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。
【符号の説明】
【００４２】
２０，１２０  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）、４１，４２，４３  インバータ、４４，４５，４６  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、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、６１，６３  デファレンシャルギヤ、６２ａ，６２ｂ  前輪、６４ａ，６４ｂ  後輪、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、１３０  対ロータ電動機、１３２  インナーロータ  １３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３，  モータ。
【図１】
2008143462.tif 000003
【図２】
2008143462.tif 000004
【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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