(57)【要約】    【課題】第１の駆動輪をエンジンにより回転させ、第２の駆動輪を電気モータにより回転させる４輪駆動型のハイブリッド自動車において、自動車の運転安定性を維持しつつ、エンジンの燃料消費量を低減する。    【解決手段】自動車の前後方向加速度Ａａｓｐ等に応じて最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎを設定する。そして、Ｆｆｄｍａｘ及びＦｆｄｍｉｎにより挟まれた駆動力配分範囲において、エンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎが最も少なくなる前輪駆動力配分率Ｆｆｄｓを実現する、エンジン及びモータジェネレータが出力する車体駆動力Ｔｅｓ，Ｔｍａｓ，Ｔｍｂｓを設定する。【選択図】  図６
2005053317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の駆動輪を回転させるエンジンと、
第１の駆動輪とは異なる第２の駆動輪を回転させる、エンジンのクランク軸から機械的に独立した出力軸を備える電気モータと、
電気モータに供給する電力を蓄えるバッテリと、
エンジンからの動力により作動してバッテリに供給する電力を発生させる発電機と、を含んで構成されるハイブリッド自動車に設けられ、
自動車の走行状態又は走行条件に対応させて定められた、第１の駆動輪と第２の駆動輪との間の駆動力配分が採りうる範囲である駆動力配分範囲において、エンジンの所定の燃料消費量が得られる駆動力配分を設定し、設定した駆動力配分に応じてエンジン及び電気モータを制御するハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項２】
第１の駆動輪を回転させるエンジンと、
第１の駆動輪とは異なる第２の駆動輪を回転させる、エンジンのクランク軸から機械的に独立した出力軸を備える第１の電気モータと、
第１の電気モータに供給する電力を蓄えるバッテリと、
エンジンからの動力により作動してバッテリに供給する電力を発生させる発電機と、を含んで構成されるハイブリッド自動車に設けられ、
自動車の走行状態又は走行条件を検出する走行状態検出手段と、
第１の駆動輪と第２の駆動輪との間の駆動力配分が採りうる範囲である駆動力配分範囲を、検出した走行状態又は走行条件に基づいて設定する駆動力配分範囲設定手段と、
設定した駆動力配分範囲において、エンジンの所定の燃料消費量が得られる駆動力配分を設定する駆動力配分設定手段と、
設定した駆動力配分に応じてエンジン及び第１の電気モータを制御する駆動制御手段と、を含んで構成されるハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項３】
駆動力配分範囲設定手段は、路面摩擦係数を検出し、検出した路面摩擦係数に応じて設定する駆動力配分範囲を変更する請求項２に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項４】
駆動力配分範囲設定手段は、検出した路面摩擦係数が小さいときほど、設定する駆動力配分範囲を縮小する請求項３に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項５】
駆動力配分範囲設定手段は、自動車の横方向加速度を検出し、検出した横方向加速度に応じて設定する駆動力配分範囲を変更する請求項２〜４のいずれかに記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項６】
駆動力配分範囲設定手段は、検出した横方向加速度が大きいときほど、設定する駆動力配分範囲を縮小する請求項５に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項７】
駆動力配分設定手段は、バッテリの充電状態を検出し、検出した充電状態に基づいて駆動力配分を設定する請求項２〜６のいずれかに記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項８】
駆動力配分設定手段は、エンジンの燃料消費量が最も少なくなる駆動力配分を設定する請求項２〜７のいずれかに記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項９】
ハイブリッド自動車は、発電機としてエンジンのクランク軸と接続した出力軸を備える、第１の電気モータとは異なる第２の電気モータを備え、駆動制御手段は、設定した駆動力配分に応じてエンジン、第１の電気モータ及び第２の電気モータを制御する請求項２〜８のいずれかに記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車の制御装置に関し、詳細には、第１の駆動輪をエンジンにより回転させ、第２の駆動輪を電気モータにより回転させる４輪駆動型のハイブリッド自動車において、第１の駆動輪と第２の駆動輪との間の駆動力配分を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
前輪及び後輪のうち一方をエンジンにより回転させ、他方を電気モータにより回転させる４輪駆動型のハイブリッド自動車が知られている。このハイブリッド自動車では、エンジンのクランク軸と電気モータの出力軸との間に機械的な結合はなく、それぞれが発生させるトルクを独立に制御することが可能である。また、このハイブリッド自動車では、エンジンからの動力により作動する発電機が設けられ、エンジンの出力に余裕があるときにこの発電機を作動させて、電気モータのバッテリに供給する電力を発生させる。
【０００３】
前記４輪駆動型のハイブリッド自動車の前輪と後輪との間の駆動力配分を制御する技術として、次のものが知られている。すなわち、エンジンによるＦＦ走行モード、電気モータによるＲＲ走行モード、及びエンジン及び電気モータによる４輪駆動走行モードのうち、車速及びアクセル操作量を軸とするマップを検索してエンジンの燃料消費量が最も少なくなる走行モードを選択する。その結果、走行モードに変更が生じ、かつ変更後の走行モードによる場合に自動車の運転安定性を悪化させるおそれがあるときは、そのような走行モードへの変更（たとえばＲＲ走行モードから４輪駆動走行モードへの切換え）を禁止するものである（特許文献１）。
【特許文献１】特開平０９−２８４９１１号公報（段落番号００５２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の技術には、次のような問題がある。すなわち、上記の技術を換言すれば、駆動力配分の設定において、まずエンジンの燃料消費量が最も少なくなる、走行モードに応じた駆動力配分を決定し、決定した駆動力配分による場合に自動車の運転安定性を悪化させるおそれがあるときは、そのようなおそれが生じる前の駆動力配分を採用するものであるといえる。このため、上記の技術において、運転安定性を悪化させるおそれがあるときに結果として採用される駆動力配分は、過去の車速等から得られたものであり、燃料消費量の観点から必ずしも現在の走行状態に適したものではない。
【０００５】
本発明は、第1の駆動輪をエンジンにより回転させ、第２の駆動輪を電気モータにより回転させる４輪駆動型のハイブリッド自動車において、自動車の運転安定性を維持しつつ、エンジンの燃料消費量を更に低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１の駆動輪を回転させるエンジンと、第１の駆動輪とは異なる第２の駆動輪を回転させる、エンジンのクランク軸から機械的に独立した出力軸を備える電気モータと、電気モータに供給する電力を蓄えるバッテリと、エンジンからの動力により作動してバッテリに供給する電力を発生させる発電機と、を含んで構成されるハイブリッド自動車に設けられる制御装置を提供する。本発明に係る装置は、自動車の走行状態又は走行条件に対応させて定められた、第１の駆動輪と第２の駆動輪との間の駆動力配分が採りうる範囲である駆動力配分範囲において、エンジンの所定の燃料消費量が得られる駆動力配分を設定し、設定した駆動力配分に応じてエンジン及び電気モータを制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明の一形態に係るハイブリッド自動車の制御装置は、自動車の走行状態又は走行条件を検出し、第１の駆動輪と第２の駆動輪との間の駆動力配分が採りうる範囲である駆動力配分範囲を、検出した走行状態又は走行条件に基づいて設定し、設定した駆動力配分範囲において、エンジンの所定の燃料消費量が得られる駆動力配分を設定し、設定した駆動力配分に応じてエンジン及び電気モータを制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、自動車の走行状態等に応じた駆動力配分範囲が定められ、その範囲内でエンジンの所定の燃料消費量が得られる駆動力配分が設定される。このため、エンジン及び電気モータを動力源とする４輪駆動型のハイブリッド自動車において、自動車の運転安定性を維持することのできる範囲内で、燃料消費量を最大限低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るハイブリッド自動車の駆動系１の構成を示している。図中、機械力伝達経路を太い実線により、電力線を点線により、制御線を一点鎖線により示している。
この駆動系１は、動力源として、エンジン１１と、第１の電気モータとしてのモータジェネレータ２１と、第２の電気モータとしてのモータジェネレータ１２とを含んで構成される。エンジン１１は、火花点火エンジンであり、直噴型のものや、吸気弁閉時期を遅延させる高燃費型のものが採用される。モータジェネレータ２１，１２は、力行及び回生が可能であり、三相同期電動機や、三相誘導電動機が採用される。エンジン１１のクランク軸と、モータジェネレータ１２の出力軸とは、一体に結合されており、エンジン１１及びモータジェネレータ１２から出力された動力は、トルクコンバータ１３を介して自動変速機１４、ディファレンシャルギア１５及び車軸１６ａ，１６ｂに伝達され、各車軸に取り付けられた第１の駆動輪としての左前輪１７ａ及び右前輪１７ｂを回転させる。一方、モータジェネレータ２１から出力された動力は、車軸２２ａ，２２ｂに伝達され、各車軸に取り付けられた第２の駆動輪としての左後輪２３ａ及び右後輪２３ｂを回転させる。モータジェネレータ２１，１２を作動させる電力は、バッテリ３１に蓄えられており、力行運転時において、バッテリ３１から出力された直流電流がインバータ３２により交流電流に変換され、モータジェネレータ２１，１２に供給される。また、回生運転時において、モータジェネレータ２１，１２から出力された交流電流がインバータ３２により直流電流に変換され、バッテリ３１に供給される。バッテリ３１には、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池が採用される。また、インバータ３２には、モータジェネレータ２１，１２から出力された交流電流を直流電流に変換し、かつバッテリ３２から出力された直流電流を交流電流に変換することのできる半導体デバイスが採用される。
【００１０】
エンジン１１及びモータジェネレータ２１，１２の制御は、統合コントローラとしての電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という。）４１により行われる。ＥＣＵ４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路を含んで構成され、自動車の走行状態及びバッテリ３１の充電状態等に応じて自動車の走行モードを切り換える。この走行モードには、エンジン１１のみによるＦＦ走行モード、モータジェネレータ１２のみによるＦＦ走行モード、エンジン１１及びモータジェネレータ１２によるＦＦ走行モード、モータジェネレータ２１のみによるＲＲ走行モード、エンジン１１及びモータジェネレータ２１による４輪駆動走行モード、及びモータジェネレータ１２及びモータジェネレータ２１による４輪駆動走行モードが含まれる。ＥＣＵ４１は、走行モードに応じ、エンジン１１の点火時期、燃料噴射量及び吸入空気量等を制御するとともに、モータジェネレータ２１，１２の電力供給量及び発電量等を制御する。また、ＥＣＵ４１は、４輪駆動走行モードにおいて、自動車の走行状態及びバッテリ３１の充電状態等をもとに、自動車の運転安定性及び走破性を向上させるように前輪１７ａ，１７ｂと、後輪２３ａ，２３ｂとに負担させる駆動力の配分を制御する。また、ＥＣＵ４１は、モータジェネレータ１２によりエンジン１１のトルク変動及び自動変速機１４の変速ショックを吸収するための制御を行うとともに、モータジェネレータ２１，１２を発電機として機能させてバッテリ３１を充電するための制御を行う。
【００１１】
このハイブリッド自動車の制動装置は、モータジェネレータ２１，１２（回生運転時に制動トルクを発生させる。）と、車輪ブレーキ５１〜５４とを含んで構成される。車輪ブレーキ５１〜５４には、たとえば車輪回転軸に固定されたディスクにパッドを押し当てて制動力を発生させるディスクブレーキが採用される。ＥＣＵ４１は、バッテリ３１の充電状態に応じ、車輪ブレーキ５１〜５４のみによる制動と、モータジェネレータ２１，１２及び車輪ブレーキ５１〜５４の双方による制動とを切り換える。
【００１２】
ＥＣＵ４１には、エンジン１１から出力されるトルクを検出するトルクセンサ１０１からの信号、バッテリ３１に入力し又はバッテリ３１から出力される電流を検出する電流センサ１０２からの信号、車輪１７ａ，１７ｂ，２３ａ，２３ｂの回転速度を検出する車輪速度センサ１０３ａ〜１０３ｄからの信号、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ１０４からの信号、ブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキセンサ１０５からの信号、自動変速機１４の作動油温度を検出する温度センサ１０６からの信号、自動車の前後方向、横方向及び垂直方向の各加速度を検出する加速度センサ１０７からの信号が入力される。ＥＣＵ４１は、入力した各種の信号に基づいてエンジン１１及びモータジェネレータ２１，１２を制御する。加速度センサ１０７には、ピエゾ抵抗型のものが採用される。
【００１３】
次に、ＥＣＵ４１の動作をフローチャートにより説明する。
図２は、駆動制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンでは、総車体駆動力のうち前輪１７ａ，１７ｂに負担させる車体駆動力の割合（以下「前輪駆動力配分率」という。）Ｆｆｄが制御される。なお、以下の説明では、車体駆動力を正の値として、車体制動力を負の値として扱い、車体駆動力及び車体制動力ともにその絶対値が大きいときほど駆動力又は制動力が大きいものとする。
【００１４】
Ｓ１０１では、アクセル踏込量Ａｐ、車速Ｖａｓｐ、前後方向加速度Ａａｓｐ及びバッテリ蓄電量Ｂｓｏｃを読み込む。車速Ｖａｓｐは、車輪速度センサ５１〜５４により検出された各車輪の回転速度を平均した値により表す。また、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃは、バッテリ３１の充電状態の指標であり、バッテリ３１の入出力電流を積算した値により表す。
【００１５】
Ｓ１０２では、読み込んだＡｐ，Ｖａｓｐにより図３に示すマップを検索し、総車体駆動力の目標値（以下「目標車体駆動力」という。）Ｔａを設定する。図３に示すテーブルにおいて、目標車体駆動力Ｔａは、一定の車速Ｖａｓｐのもとでアクセル踏込量Ａｐが大きいときほど大きな値に設定されている。
Ｓ１０３では、読み込んだＡａｓｐより図４に示すテーブルを検索し、前輪駆動力配分率Ｆｆｄが採りうる範囲の最大値（以下「最大前輪駆動力配分率」という。）Ｆｆｄｍａｘ及び最小値（以下「最小前輪駆動力配分率」という。）Ｆｆｄｍｉｎを設定する。設定したＦｆｄｍａｘ及びＦｆｄｍｉｎにより「駆動力配分範囲」が特定される。なお、図４に示すテーブルは、車速、前後方向加速度、前輪及び後輪の車体荷重配分、及びテストドライバーによる官能評価等をもとに、一般のドライバーでも運転安定性が損なわれることのない前輪駆動力配分率Ｆｆｄの範囲を特定して作成する。たとえば実験又はシミュレーションにおいて、前後方向加速度Ａａｓｐを適当な間隔で変化させ、各Ａａｓｐのもとで前輪駆動力配分率Ｆｆｄを０から１までの間で変化させる。そして、通常の走行で想定しうる範囲の横風や、路面の凹凸等による横方向の外乱が加わったときに横滑りが生じることのない前輪駆動力配分率Ｆｆｄの最大値及び最小値をそれぞれＦｆｄｍａｘ，Ｆｆｄｍｉｎに設定する。図４に示すテーブルにおいて、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘは、前後方向加速度Ａａｓｐが大きいときほど小さな値に設定され、最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎは、前後方向加速度Ａａｓｐが大きいときほど大きな値に設定される。
【００１６】
なお、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎのテーブルは、前後方向加速度Ａａｓｐに代えて車速Ｖａｓｐを採用し、各Ｖａｓｐのもとで横方向の外乱に対して横滑りを生じることのないＦｆｄｍａｘ及びＦｆｄｍｉｎを特定することにより作成してもよい。
Ｓ１０４では、読み込んだＢｓｏｃにより図５に示すテーブルを検索し、モータ有効燃料消費率Ｐｃｏｎｍを設定する。モータ有効燃料消費率Ｐｃｏｎｍは、モータジェネレータ２１若しくはモータジェネレータ１２又はこれらの双方をモータとして機能させたときの消費電力に相当する電力をエンジン１１からの動力により発電させるのに必要な燃料の量Ｆｍを、モータとして機能させたモータジェネレータ２１，１２が行った仕事量の和Ｗｍで除算し、算出した値をバッテリ蓄電量Ｂｓｏｃで補正したものである。また、エンジン燃料消費率Ｐｃｏｎｅは、単位時間当たりのエンジン１１の燃料消費量Ｆｅを、このＦｅを消費して行ったエンジン１１の仕事量Ｗｅで除算したものである。図５に示すテーブルの作成に際し、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃの最小値Ｂｂｍｉｎにバッテリ３１の破損防止余裕代Ｂｂｙを加算した値（＝Ｂｂｍｉｎ＋Ｂｂｙ）に対応させてモータ有効燃料消費率Ｐｃｏｎｍの最大値Ｐｃｏｍｍａｘを設定する。また、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃの最大値Ｂｂｍａｘ（満充電の状態に相当する。）からバッテリ３１の破損防止余裕代Ｂｂｙを減算した値（＝Ｂｂｍａｘ−Ｂｂｙ）に対応させてモータ有効燃料消費率Ｐｃｏｎｍの最小値Ｐｃｏｎｍｍｉｎを設定する。バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃに対するモータ有効燃料消費率Ｐｃｏｎｍの特性は、Ｐｃｏｎｍｍａｘと、Ｐｃｏｎｍｍｉｎとを結ぶ負の傾きを持つ直線として定義する。この特性によれば、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃが大きいときは、モータジェネレータ２１又はモータジェネレータ１２による場合の燃料消費量が少なく、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃが小さいときは、エンジン１１による場合の燃料消費量が少なくなる。
【００１７】
Ｓ１０５では、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎにより定められる駆動力配分範囲において、エンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎが最も少なくなる前輪駆動力配分率Ｆｆｄを実現する、目標エンジン駆動力Ｔｅｓ、第１の目標モータ駆動力Ｔｍａｓ及び第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂｓを設定する。目標エンジン駆動力Ｔｅｓは、エンジン１１に負担させる車体駆動力であり、第１の目標モータ駆動力Ｔｍａｓは、モータジェネレータ２１に負担させる車体駆動力であり、第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂｓは、モータジェネレータ１２に負担させる車体駆動力である。エンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎは、エンジン１１及びモータジェネレータ２１，１２を作動させるために実質的に消費される単位時間当たりの燃料消費量であり、エンジン１１の仕事量をＷｅとし、モータジェネレータ２１，１２の仕事量をＷｍとして、下式（１）により算出する。
【００１８】
Ｆｃｏｎ＝Ｐｃｏｎｅ×Ｗｅ＋Ｐｃｏｎｍ×Ｗｍ  ・・・（１）
具体的には、目標車体駆動力Ｔａ及び車速Ｖａｓｐを適当な間隔で区画した各領域において、前輪駆動力配分率Ｆｆｄを０から１までの間で変化させ、各Ｆｆｄのもとでエンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎが最も少なくなる前輪駆動力配分率Ｆｆｄを実現する、目標エンジン駆動力Ｔｅｓ及び第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂｓの組み合わせを特定する。このような工程を領域毎に行い、各領域についてエンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎ、目標エンジン駆動力Ｔｅｓ及び第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂｓのテーブルを作成する。なお、第１の目標モータ駆動力Ｔｍａｓは、目標車体駆動力Ｔａ及び後輪駆動力配分率（＝１−Ｆｆｄ）の積として決定される。実際の運転では、目標車体駆動力Ｔａ及び車速Ｖａｓｐにより対応する領域を特定し、特定した領域に関するエンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎのテーブルを検索し、駆動力配分範囲（Ｆｆｄｍｉｎ≦Ｆｆｄ≦Ｆｆｄｍａｘ）におけるＦｃｏｎの最小値Ｆｃｏｎｍｉｎを与える前輪駆動力配分率Ｆｆｄを特定する。そして、目標エンジン駆動力Ｔｅのテーブル及び第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂのテーブルを検索し、特定したＦｆｄに対応する目標エンジン駆動力Ｔｅｓ及び第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂｓを特定するとともに、第１の目標モータ駆動力Ｔｍａｓを決定する。
【００１９】
Ｓ１０６では、目標エンジン駆動力Ｔｅｓに応じてエンジン１１を、第１の目標モータ駆動力Ｔｍａｓに応じてモータジェネレータ２１を、第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂｓに応じてモータジェネレータ１２を制御する。
図６〜８は、特定の運転領域について設定された、エンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎ、目標エンジン駆動力Ｔｅ及び第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂの各テーブルを、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃを異ならせて示している。また、各テーブルにおいて、第１の目標モータ駆動力Ｔｍａ（＝Ｔａ×（１−Ｆｆｄ））を併せて示している。
【００２０】
図６に示すテーブルは、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃが許容範囲の下限値（＝Ｂｂｍｉｎ＋Ｂｂｙ）に近い場合のものである。この場合は、モータ有効燃料消費率Ｐｃｏｎｍが大きな値をとり、モータジェネレータ２１，１２による場合よりもエンジン１１による場合の方が少ない燃料消費量で済むので、エンジン１１を常に駆動する駆動力配分となる。
図７に示すテーブルは、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃが許容範囲の上限値（＝Ｂｂｍａｘ−Ｂｂｙ）に近い場合のものである。この場合は、モータ有効燃料消費率Ｐｃｏｎｍが小さな値をとり、エンジン１１による場合よりもモータジェネレータ２１，１２による場合の方が少ない燃料消費量で済むので、モータジェネレータ２１，１２の双方を常に駆動する配分になる。
【００２１】
図８に示すテーブルは、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃが許容範囲の中間値に近い場合のものである。この場合は、モータジェネレータ２１，１２による充電及び放電が充分に可能であるので、エンジン１１及びモータジェネレータ２１，１２のそれぞれに目標車体駆動力Ｔａが配分される。
本実施形態では、前後方向加速度Ａａｓｐが自動車の走行状態に相当し、図２に示すフローチャートのＳ１０１が走行状態検出手段を構成する。また、同フローチャートのＳ１０３が駆動力配分範囲設定手段を、同フローチャートのＳ１０４及び１０５が駆動力配分設定手段を、同フローチャートのＳ１０６が駆動制御手段を構成する。
【００２２】
本実施形態によれば、走行状態としての前後方向加速度Ａａｓｐに応じた最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎが設定され、設定されたＦｆｄｍａｘ及びＦｆｄｍｉｎにより特定される駆動力配分範囲において、エンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎが最も少なくなる駆動力配分Ｆｆｄｓが設定される。このため、自動車の運転安定性を維持することのできる範囲を逸脱することなく、燃料消費量を最も少なくすることができる。
【００２３】
なお、図６〜８では、０から１までの範囲で最も少ないエンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎを与える前輪駆動力配分率Ｆｆｄｓが常に駆動力配分範囲内にある場合を示した。そのような前輪駆動力配分率が駆動力配分範囲外にある場合は、駆動力配分範囲内で最も少ないエンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎを与える前輪駆動力配分率を設定する。
以下に、他の実施形態について説明する。
【００２４】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る駆動制御ルーチンのフローチャートを示している。本実施形態に係るハイブリッド自動車の駆動系の構成は、図１に示したものと同様である。
このルーチンにおいて、Ｓ２０１では、アクセル踏込量Ａｐ、車速Ｖａｓｐ、前後方向加速度Ａａｓｐ、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃ及び路面摩擦係数Ｍｙｕを読み込む。路面摩擦係数Ｍｙｕは、目標エンジン駆動力Ｔｅｓ、第１のモータ駆動力Ｔｍａｓ、第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂｓ、自動車の重量Ｗ、車両前後方向加速度Ａａｓｐ及び重力加速度ｇに基づく下式（２）による演算値として検出する。
【００２５】
Ｍｙｕ＝１−（Ｔｅｓ＋Ｔｍａｓ＋Ｔｍｂｓ）／Ｗ＋Ａａｓｐ／ｇ・・・（２）
Ｓ２０２では、読み込んだＡｐ，Ｖａｓｐにより図３に示すマップを検索し、目標車体駆動力Ｔａを設定する。
Ｓ２０３では、読み込んだＡａｓｐより図４に示すテーブルを検索し、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎを設定する。
【００２６】
Ｓ２０４では、読み込んだＭｙｕにより最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎを補正する。Ｆｆｄｍａｘの補正は、路面摩擦係数Ｍｙｕが小さいときほど、Ｆｆｄｍａｘを小さくするように行い、Ｆｆｄｍｉｎの補正は、路面摩擦係数Ｍｙｕが小さいときほど、Ｆｆｄｍｉｎを大きくするように行う。なお、路面摩擦係数Ｍｙｕを加味したテーブルを予め設定し、このテーブルを検索してＭｙｕによる補正成分を含む最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎを設定するようにしてもよい。この場合のテーブルは、車速、前後方向加速度、前輪及び後輪の車体荷重配分、路面摩擦係数及びテストドライバーによる官能評価等をもとに、一般のドライバーでも運転安定性が損なわれることのない前輪駆動力配分率Ｆｆｄの範囲を特定して作成することができる。たとえば実験又はシミュレーションにおいて、前後方向加速度Ａａｓｐ及び路面摩擦係数Ｍｙｕを適当な間隔で変化させ、各Ａａｓｐ，Ｍｙｕのもとで前輪駆動力配分率Ｆｆｄを０から１までの間で変化させる。そして、通常の走行で想定しうる範囲の横風等による横方向の外乱が加わったときに横滑りが生じることのない前輪駆動力配分率Ｆｆｄの最大値及び最小値をそれぞれＦｆｄｍａｘ，Ｆｆｄｍｉｎに設定する。また、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎのテーブルは、前後方向加速度Ａａｓｐに代え、車速Ｖａｓｐを採用して作成することとしてもよい。
【００２７】
Ｓ２０５では、読み込んだＢｓｏｃにより図５に示すテーブルを検索し、モータ有効燃料消費率Ｐｃｏｎｍを設定する。
Ｓ２０６では、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎにより定められる駆動力配分範囲において、エンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎが最も少なくなる前輪駆動力配分率Ｆｆｄを実現する、目標エンジン駆動力Ｔｅｓ、第１の目標モータ駆動力Ｔｍａｓ及び第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂｓを設定する。
【００２８】
Ｓ２０７では、設定したＴｅｓ，Ｔｍａｓ及びＴｍｂｓに応じてエンジン１１及びモータジェネレータ２１，１２を制御する。
本実施形態では、前後方向加速度Ａａｓｐが自動車の走行状態に、路面摩擦係数Ｍｙｕが自動車の走行条件に相当し、図９に示すフローチャートのＳ２０１が走行状態検出手段を構成する。また、同フローチャートのＳ２０３及び２０４が駆動力配分範囲設定手段を、同フローチャートのＳ２０５及び２０６が駆動力配分設定手段を、同フローチャートのＳ２０７が駆動制御手段を構成する。
【００２９】
本実施形態によれば、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎを路面摩擦係数Ｍｙｕにより補正し、路面摩擦係数Ｍｙｕの低下に対して駆動力配分範囲を縮小することとした。このため、路面摩擦係数Ｍｙｕが小さい凍結路等を走行する際にも自動車の運転安定性を維持し、燃料消費量を削減することができる。
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る駆動制御ルーチンのフローチャートを示している。本実施形態に係るハイブリッド自動車の駆動系の構成は、図１に示したものと同様である。
【００３０】
このルーチンにおいて、Ｓ３０１では、アクセル踏込量Ａｐ、車速Ｖａｓｐ、前後方向加速度Ａａｓｐ、バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃ、路面摩擦係数Ｍｙｕ及び横方向加速度ｙｇを読み込む。横方向加速度Ｙｇは、加速度センサ１０７により検出される。
Ｓ３０２では、読み込んだＡｐ，Ｖａｓｐにより図３に示すマップを検索し、目標車体駆動力Ｔａを設定する。
【００３１】
Ｓ３０３では、読み込んだＡａｓｐより図４に示すテーブルを検索し、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎを設定する。
Ｓ３０４では、読み込んだＭｙｕ及びＹｇにより最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎを補正する。Ｆｆｄｍａｘの補正は、路面摩擦係数Ｍｙｕが小さく、かつ横方向加速度Ｙｇが大きいときほど、Ｆｆｄｍａｘを小さくするように行い、Ｆｆｄｍｉｎの補正は、路面摩擦係数Ｍｙｕが小さく、かつ横方向加速度Ｙｇが大きいときほど、Ｆｆｄｍｉｎを大きくするように行う。なお、路面摩擦係数Ｍｙｕ及び横方向加速度Ｙｇを加味したテーブルを予め設定し、このテーブルを検索してＭｙｕ，Ｙｇによる補正成分を含む最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎを設定するようにしてもよい。この場合のテーブルは、車速、前後方向及び横方向加速度、前輪及び後輪の車体荷重配分、路面摩擦係数及びテストドライバーによる官能評価等をもとに、一般のドライバーでも運転安定性が損なわれることのない前輪駆動力配分率Ｆｆｄの範囲を特定して作成することができる。たとえば実験又はシミュレーションにおいて、前後方向加速度Ａａｓｐ，路面摩擦係数Ｍｙｕ及び横方向加速度Ｙｇを適当な間隔で変化させ、各Ａａｓｐ，Ｍｙｕ，Ｙｇのもとで前輪駆動力配分率Ｆｆｄを０から１までの間で変化させる。そして、通常の走行で想定しうる範囲の横風等による横方向の外乱が加わったときに横滑りが生じることのない前輪駆動力配分率Ｆｆｄの最大値及び最小値をそれぞれＦｆｄｍａｘ，Ｆｆｄｍｉｎに設定する。また、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎのテーブルは、前後方向加速度Ａａｓｐに代え、車速Ｖａｓｐを採用して作成することとしてもよい。
【００３２】
Ｓ３０５では、読み込んだＢｓｏｃにより図５に示すテーブルを検索し、モータ有効燃料消費率Ｐｃｏｎｍを設定する。
Ｓ３０６では、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎにより定められる駆動力配分範囲において、エンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎが最も少なくなる前輪駆動力配分率Ｆｆｄを実現する、目標エンジン駆動力Ｔｅｓ、第１の目標モータ駆動力Ｔｍａｓ及び第２の目標モータ駆動力Ｔｍｂｓを設定する。
【００３３】
Ｓ３０７では、設定したＴｅｓ，Ｔｍａｓ及びＴｍｂｓに応じてエンジン１１及びモータジェネレータ２１，１２を制御する。
本実施形態では、前後方向加速度Ａａｓｐ及び横方向加速度Ｙｇが自動車の走行状態に、路面摩擦係数Ｍｙｕが自動車の走行条件に相当し、図１１に示すフローチャートのＳ３０１が走行状態検出手段を構成する。また、同フローチャートのＳ３０３及び３０４が駆動力配分範囲設定手段を、同フローチャートのＳ３０５及び３０６が駆動力配分設定手段を、同フローチャートのＳ３０７が駆動制御手段を構成する。
【００３４】
本実施形態によれば、最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎを路面摩擦係数Ｍｙｕ及び横方向加速度Ｙｇにより補正し、路面摩擦係数Ｍｙｕの低下及び横方向加速度Ｙｇの増大に対して駆動力配分範囲を縮小することとした。このため、路面摩擦係数Ｍｙｕが小さい凍結路等を走行する際や、横方向加速度Ｙｇが大きい湾曲路等を走行する際にも自動車の運転安定性を維持し、燃料消費量を削減することができる。
【００３５】
以上では、第１の電気モータとしてのモータジェネレータ２１及び第２の電気モータとしてのモータジェネレータ１２の双方を含んで構成されるハイブリッド自動車を例に説明した。本発明は、この例に限らず、第１の電気モータとしての、たとえばモータジェネレータ２１のみを備えるハイブリッド自動車に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るハイブリッド自動車の駆動系の構成
【図２】同上実施形態に係る駆動制御ルーチンのフローチャート
【図３】目標車体駆動力Ｔａのマップ
【図４】最大前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍａｘ及び最小前輪駆動力配分率Ｆｆｄｍｉｎのテーブル
【図５】モータ有効燃料消費率Ｐｃｏｎｍのテーブル
【図６】バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃが許容上限値に近い場合における、前輪駆動力配分率Ｆｆｄに応じたエンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎｍｉｎ
【図７】バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃが許容下限値に近い場合における、前輪駆動力配分率Ｆｆｄに応じたエンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎｍｉｎ
【図８】バッテリ蓄電量Ｂｓｏｃが中間値に近い場合における、前輪駆動力配分率Ｆｆｄに応じたエンジン有効燃料消費量Ｆｃｏｎｍｉｎ
【図９】本発明の第２の実施形態に係る駆動制御ルーチンのフローチャート
【図１０】路面摩擦係数Ｍｙｕによる駆動力配分範囲の補正
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る駆動制御ルーチンのフローチャート
【図１２】路面摩擦係数Ｍｙｕ及び横方向加速度Ｙｇによる駆動力配分範囲の補正
【符号の説明】
【００３７】
１…駆動系,１１…エンジン、１２…第２の電気モータとしてのモータジェネレータ、１３…トルクコンバータ、１４…自動変速機、１５…ディファレンシャルギア、１７ａ，１７ｂ…第１の駆動輪としての前輪、２１…第１のモータとしてのモータジェレネータ、２３ａ，２３ｂ…第２の駆動輪としての後輪、３１…バッテリ、３２…インバータ、４１…電子制御ユニット、１０１…エンジントルクセンサ、１０２…入出力電流センサ、１０３ａ〜１０３ｄ…車輪速度センサ、１０４…アクセルセンサ、１０５…ブレーキセンサ、１０６…作動油温度センサ、１０７…加速度センサ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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