(57)【要約】【課題】  走行抵抗に拘わらず車両の車速を最高車速でより確実に制限する。【解決手段】  車速センサからの車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘよりも所定値Ｋだけ低い車速を越えたとき、駆動軸に出力しているトルクと車両の加速度αとの関係から車速Ｖで車両が巡航するために必要な巡航トルクＴｃｒｓを計算すると共に（Ｓ１１０）、巡航トルクＴｃｒｓに車速Ｖにおける走行抵抗Ｒと最高車速Ｖｍａｘにおける走行抵抗Ｒ０との偏差を加えて最高車速Ｖｍａｘで車両が巡航するために必要な巡航トルクＴｃｒｓ０を設定し（Ｓ１１２）、車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘに近づくほど巡航トルクＴｃｒｓ０に近づくように巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを設定して（Ｓ１１４）、ドライバ要求トルクＴｒ＊を制限する（Ｓ１１６）。巡航トルクＴｃｒｓ０には、車速Ｖのときの勾配抵抗や空気抵抗が含まれるから、勾配抵抗や空気抵抗に拘わらず車両を最高車速でより確実に制限できる。【選択図】        図２
2005185040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に接続された駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置を備える自動車であって、
車速を検出する車速検出手段と、
操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求に基づいて実行トルクを設定する実行トルク設定手段と、
少なくとも前記車速検出手段により検出された車速が予め設定されている最高車速に達したとき、前記実行トルク設定手段に代えて車両が該最高車速で巡航するために必要な最高車速時巡航トルクに基づいて操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求を制限して実行トルクを設定する高速時実行トルク設定手段と、
前記設定された実行トルクに応じたトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御する制御手段と
を備える自動車。
【請求項２】
前記高速時実行トルク設定手段は、前記車速検出手段により検出された車速が前記最高車速を含む所定範囲内にあるとき、車速が該最高車速未満のときには車速の上昇に伴って前記最高車速時巡航トルクに向けて徐々に前記駆動軸へのトルクの要求を大きく制限して前記実行トルクを設定し、および／または、車速が該最高車速を越えたときには車速の上昇に伴って前記最高車速時巡航トルクから徐々に前記駆動軸へのトルクの要求を大きく制限して前記実行トルクを設定する手段である請求項１記載の自動車。
【請求項３】
前記実行トルク設定手段は、前記車速検出手段により検出された車速で車両が巡航するための巡航トルクを導出し、該導出した巡航トルクと該検出された車速とに基づいて前記最高車速時巡航トルクを導出し、該導出した最高車速時巡航トルクに基づいて前記駆動軸へのトルクの要求を制限して前記実行トルクを設定する手段である請求項２記載の自動車。
【請求項４】
前記実行トルク設定手段は、前記検出された車速で車両が巡航するための巡航トルクと、前記検出された車速に基づいて設定される走行抵抗と前記最高車速に対応する走行抵抗との偏差との和により前記最高車速時巡航トルクを計算して前記実行トルクを設定する手段である請求項３記載の自動車。
【請求項５】
前記実行トルク設定手段は、前記最高車速時巡航トルクが大きいほど前記駆動軸へのトルクの要求の制限を小さくして前記実行トルクを設定する手段である請求項１ないし４いずれか記載の自動車。
【請求項６】
請求項１記載の自動車であって、
路面勾配を検出する路面勾配検出手段を備え、
前記実行トルク設定手段は、前記検出された路面勾配に基づいて操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求を制限して前記実行トルクを設定する手段である
自動車。
【請求項７】
前記実行トルク設定手段は、前記検出された路面勾配が登り勾配として大きいほどトルクの制限を小さくして前記実行トルクを設定する手段である請求項６記載の自動車。
【請求項８】
前記実行トルク設定手段は、車速が前記最高車速に達したときに路面勾配に拘わらず該最高車速が維持されるよう操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求を制限して前記実行トルクを設定する手段である請求項６または７記載の自動車。
【請求項９】
前記実行トルク設定手段は、操作者によるアクセルオフによって前記駆動軸に要求されるトルクを下限値として前記駆動軸へのトルクの要求を制限する手段である請求項１ないし８いずれか記載の自動車。
【請求項１０】
前記動力出力装置は、内燃機関と、電力と動力の入出力により前記内燃機関から出力された動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達する動力伝達手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備える請求項１ないし８いずれか記載の自動車。
【請求項１１】
前記動力伝達手段は、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が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に接続された発電可能な回転軸用電動機とを備える手段である請求項１０記載の自動車。
【請求項１２】
前記動力伝達手段は、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、電磁気的な作用により電力と動力の入出力により前記内燃機関から出力される動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達する対回転子電動機を備える手段である請求項１０記載の自動車。
【請求項１３】
車軸に接続された駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置を備える自動車の制御装置であって、
操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求に基づいて実行トルクを設定する実行トルク設定手段と、
少なくとも車速が予め設定されている最高車速に達したとき、前記実行トルク設定手段に代えて車両が該最高車速で巡航するために必要な最高車速時巡航トルクに基づいて操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求を制限して実行トルクを設定する高速時実行トルク設定手段と、
前記設定された実行トルクに応じたトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御する制御手段と
を備える自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車および自動車の制御装置に関し、詳しくは、車軸に接続された駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置を備える自動車および自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車としては、車速が予め定められた最高車速に達したときにエンジンのスロットルバルブの開度やエンジンに供給する燃料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）。この自動車では、車速が最高車速に達したときにスロットルバルブの開度を徐々に閉じると共にこれに応じて供給する燃料を徐々に少なくしてエンジンの出力を抑制することにより車速を最高車速で制限している。
【特許文献１】特開平５−９９０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の自動車では、車速を最高車速で正確に制限できない場合が生じる。路面勾配や走行風などの外的要因によって車両が巡航するのに必要な出力が異なったものとなるから、車速が最高車速に到達する前にエンジンの出力を過剰に制限したり、エンジンの出力の制限が不足して車速が最高車速を大きく越えたりする場合が生じる。
【０００４】
本発明の自動車および自動車の制御装置は、こうした問題を解決し、車速が最高車速に達したときに最高車速でより正確に制限して車両を巡航させることを目的の一つとする。また、本発明の自動車および自動車の制御装置は、走行抵抗に拘わらず車両の車速を最高車速で制限することを目的の一つとする。さらに、本発明の自動車および自動車の制御装置は、路面勾配の程度に拘わらず車両の車速を最高車速で制限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】
本発明の自動車および自動車の制御装置は、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】
本発明の自動車は、
車軸に接続された駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置を備える自動車であって、
車速を検出する車速検出手段と、
操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求に基づいて実行トルクを設定する実行トルク設定手段と、
少なくとも前記車速検出手段により検出された車速が予め設定されている最高車速に達したとき、前記実行トルク設定手段に代えて車両が該最高車速で巡航するために必要な最高車速時巡航トルクに基づいて操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求を制限して実行トルクを設定する高速時実行トルク設定手段と、
前記設定された実行トルクに応じたトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の自動車では、少なくとも車速が予め設定されている最高車速に達したとき、車両が最高車速で巡航するために必要な最高車速時巡航トルクに基づいて操作者の操作による駆動軸へのトルクの要求を制限して実行トルクを設定し、この実行トルクに応じたトルクが駆動軸に出力されるよう動力出力装置を制御する。したがって、車速が最高車速に達したときにこの最高車速でより確実に制限することができると共に最高車速で巡航させることができる。ここで、「最高車速時巡航トルク」は、例えば、車速が最高車速に達したときに車両に出力されているトルクと車両の加速度との関係に基づいて算出するものとすることもできる。この場合、最高車速時巡航トルクは、走行抵抗を反映したトルクとすることができるから、走行抵抗の如何に拘わらず車両をより確実に最高車速で巡航させることができる。
【０００８】
こうした本発明の自動車において、前記高速時実行トルク設定手段は、前記車速検出手段により検出された車速が前記最高車速を含む所定範囲内にあるとき、車速が該最高車速未満のときには車速の上昇に伴って前記最高車速時巡航トルクに向けて徐々に前記駆動軸へのトルクの要求を大きく制限して前記実行トルクを設定し、および／または、車速が該最高車速を越えたときには車速の上昇に伴って前記最高車速時巡航トルクから徐々に前記駆動軸へのトルクの要求を大きく制限して前記実行トルクを設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車速が最高車速に達する前に操作者の操作による駆動軸へのトルクの要求を徐々に制限して車速を最高車速で制限することができ、あるいは、車速が最高車速を越えた後に操作者の操作による駆動軸へのトルクの要求を更に徐々に制限して車速を最高車速で制限することができる。この態様の本発明の自動車において、前記実行トルク設定手段は、前記車速検出手段により検出された車速で車両が巡航するための巡航トルクを導出し、該導出した巡航トルクと該検出された車速とに基づいて前記最高車速時巡航トルクを導出し、該導出した最高車速時巡航トルクに基づいて前記駆動軸へのトルクの要求を制限して前記実行トルクを設定する手段であるものとすることもできる。ここで、「巡航トルク」は、現在の車速に対応する巡航トルクとして、例えば、車両に出力されているトルクと車両の加速度との関係に基づいて算出するものとすることもできる。さらに、この態様の本発明の自動車において、前記実行トルク設定手段は、前記検出された車速で車両が巡航するための巡航トルクと、前記検出された車速に基づいて設定される走行抵抗と前記最高車速に対応する走行抵抗との偏差との和により前記最高車速時巡航トルクを計算して前記実行トルクを設定する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の自動車において、前記実行トルク設定手段は、前記最高車速時巡航トルクが大きいほど前記駆動軸へのトルクの要求の制限を小さくして前記実行トルクを設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明の自動車において、路面勾配を検出する路面勾配検出手段を備え、前記実行トルク設定手段は、前記検出された路面勾配に基づいて操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求を制限して前記実行トルクを設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、路面勾配に基づいて車速を最高車速でより確実に制限することができる。この態様の本発明の自動車において、前記実行トルク設定手段は、前記検出された路面勾配が登り勾配として大きいほどトルクの制限を小さくして前記実行トルクを設定する手段であるものとすることもできる。また、これらの態様の本発明の自動車において、前記実行トルク設定手段は、車速が前記最高車速に達したときに路面勾配に拘わらず該最高車速が維持されるよう操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求を制限して前記実行トルクを設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、路面勾配に拘わらず車速を最高車速で制限することができる。
【００１１】
あるいは、本発明の自動車において、前記実行トルク設定手段は、操作者によるアクセルオフによって前記駆動軸に要求されるトルクを下限値として前記駆動軸へのトルクの要求を制限する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
また、本発明の自動車において、前記動力出力装置は、内燃機関と、電力と動力の入出力により前記内燃機関から出力された動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達する動力伝達手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるものとすることもできる。この態様の本発明の自動車において、前記動力伝達手段は、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が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に接続された発電可能な回転軸用電動機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記動力伝達手段は、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、電磁気的な作用により電力と動力の入出力により前記内燃機関から出力される動力の少なくとも一部を前記駆動軸に伝達する対回転子電動機を備える手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の自動車の制御装置は、
車軸に接続された駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置を備える自動車の制御装置であって、
操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求に基づいて実行トルクを設定する実行トルク設定手段と、
少なくとも車速が予め設定されている最高車速に達したとき、前記実行トルク設定手段に代えて車両が該最高車速で巡航するために必要な最高車速時巡航トルクに基づいて操作者の操作による前記駆動軸へのトルクの要求を制限して実行トルクを設定する高速時実行トルク設定手段と、
前記設定された実行トルクに応じたトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記動力出力装置を制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
【００１４】
この本発明の自動車の制御装置では、少なくとも車速が予め設定されている最高車速に達したとき、車両が最高車速で巡航するために必要な最高車速時巡航トルクに基づいて操作者の操作による駆動軸へのトルクの要求を制限して実行トルクを設定し、この実行トルクに応じたトルクが駆動軸に出力されるよう動力出力装置を制御する。したがって、車速が最高車速に達したときにこの最高車速でより確実に制限することができると共に最高車速で巡航させることができる。ここで、「最高車速時巡航トルク」は、例えば、車速が最高車速に達したときに車両に出力されているトルクと車両の加速度との関係に基づいて算出するものとすることもできる。この場合、最高車速時巡航トルクは、走行抵抗を反映したトルクとすることができるから、走行抵抗の如何に拘わらず車両をより確実に最高車速で巡航させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、車速を予め定められた最高車速Ｖｍａｘ（例えば、１８０ｋｍ／ｈ）で制限する際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。
【００２４】
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，加速度α，バッテリ５０の残容量ＳＯＣなどのデータを入力する処理を行なう（ステップＳ１００）。ここで、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０により演算されたものを通信により入力するものとし、残容量ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ５２により演算されたものを通信により入力するものとした。また、加速度αは、今回のルーチンで回転数Ｎｍ２に基づいて演算されたリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒと前回のルーチンで同様に演算されたリングギヤ軸３２ａの前回回転数とに基づいて計算するものとした。ここで、リングギヤ軸３２ａの回転数は、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒ（＝Ｎｍ２／Ｎｒ）を除して計算することができる。
【００２５】
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とに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求されるドライバ要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１０２）。トライバ要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとドライバ要求トルクＴｒ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられるとマップから対応するドライバ要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。このマップの一例を図３に示す。
【００２６】
ドライバ要求トルクＴｒ＊を設定すると、入力した車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘよりも所定値Ｋ（例えば、１０ｋｍ／ｈ）だけ低い車速Ｖ１（＝Ｖｍａｘ−Ｋ）を越えているか否かを調べ（ステップＳ１０４）、車速Ｖが車速Ｖ１を越えていないと判定されると、ドライバ要求トルクＴｒ＊を制限する必要はないと判断して、ドライバ要求トルクＴｒ＊をそのまま実行トルクＴ＊として設定する（ステップＳ１０６）。一方、車速Ｖが車速Ｖ１を越えていると判定されると、車速Ｖを最高車速Ｖｍａｘで巡航させるためにドライバ要求トルクＴｒ＊を制限する要求トルク制限処理を行なう。この処理では、まず、入力した車速Ｖにおける車両の走行抵抗Ｒと最高車速Ｖｍａｘにおける車両の走行抵抗Ｒ０をそれぞれ次式（１）および次式（２）により計算する処理を行なう（ステップＳ１０８）。ここで、式（１）および式（２）中の「ａ」「ｂ」「ｃ」は、車両毎に定められる係数であり、車両によっては３つの係数のうちいずれか１つ或いは２つが値０の場合もある。
【００２７】
【数１】
2005185040.tif 000003
【００２８】
次に、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されているトルク（前回Ｔ＊）と加速度αとに基づいて車速Ｖで車両が巡航するためにリングギヤ軸３２ａに出力すべき巡航トルクＴｃｒｓを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１１０）、計算した巡航トルクＴｃｒｓと車速Ｖ，最高車速Ｖｍａｘにおける車両の走行抵抗Ｒ，Ｒ０とに基づいて次式（４）により最高車速Ｖｍａｘで車両が巡航するためにリングギヤ軸３２ａに出力すべき巡航トルクＴｃｒｓ０を計算する（ステップＳ１１２）。ここで、式（３）中の「前回Ｔ＊」は、前回のルーチンの後述するステップＳ１０６またはステップＳ１１６で設定される実行トルクＴ＊であり、駆動軸に出力されているトルクを意味する。「Ｍ」は、車重であり、実施例では、予め基準となる車重を求めてＲＯＭ７４に記憶したものを用いた。式（３）から解るように、巡航トルクＴｃｒｓは、実際に駆動軸に出力されているトルクと駆動軸の回転加速度の関係から計算されるから、勾配抵抗や空気抵抗、ころがり抵抗などの走行抵抗が考慮された上で車速Ｖで車両が巡航できるトルクとして計算される。したがって、巡航トルクＴｃｒｓ０は、車速Ｖと最高車速Ｖｍａｘとの走行抵抗の差を巡航トルクＴｃｒｓに加えることにより走行抵抗が考慮された上で最高車速Ｖｍａｘで車両が巡航できるトルクとして計算できるのである。
【００２９】
【数２】
2005185040.tif 000004
【００３０】
こうして巡航トルクＴｃｒｓ０が計算されると、巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを設定して（ステップＳ１１４）、ドライバ要求トルクＴｒ＊と巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍとのうち小さい方を実行トルクＴ＊として設定する（ステップＳ１１６）。図４に、車速Ｖに対して巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを設定する様子を示す説明図を示す。図４中太線ラインは、アクセル開度Ａｃｃが１００％、即ちアクセルペダル８３が全開のときに車速Ｖに対して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力可能な最大トルクのラインである。また、ラインＡは、車両が降板路などを走行しているとき、即ち走行抵抗が比較的小さいときの車速Ｖに対する巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍのラインを示し、ラインＢは、車両が平坦路などを走行しているとき、即ち走行抵抗が標準的な大きさのときの車速Ｖに対する巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍのラインを示し、ラインＣは、車両が登坂路を走行しているとき、即ち走行抵抗が比較的大きいときの車速Ｖに対する巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍのラインを示す。図示するように、巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍは、車速Ｖ１（＝Ｖｍａｘ−Ｋ）における最大トルクＴｍａｘ（アクセル開度Ａｃｃが１００％のときのトルク）のポイントと最高車速Ｖｍａｘにおける巡航トルクＴｃｒｓ０のポイントとを結ぶラインとなるよう設定されるから、車速Ｖが車速Ｖ１を越えたときに車速Ｖ１における最大トルクＴｍａｘから徐々に小さくなるトルクとして設定され、車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘに達したときに巡航トルクＴｃｒｓ０に一致するように設定される。このとき、巡航トルクＴｃｒｓ０は、走行抵抗を反映したトルクとして設定されているから、勾配抵抗や空気抵抗の変化に拘わらず車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘに達したときに車両をその最高車速Ｖｍａｘで巡航させることができる。また、このトルクの制限にも拘わらず車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘを越えたとき、巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍは、図示するように、車速Ｖが高くなるほど巡航トルクＴｃｒｓ０よりも更に徐々に小さくなるように設定される。このとき、巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍは、最小トルクＴｍｉｎを下限として設定される。ここで、最小トルクＴｍｉｎは、車速Ｖでアクセルペダル８３がオフされたときに必要な減速トルクに相当するトルクとして設定されており、ドライバ要求トルクＴｒ＊の制限が過剰となるのを防止している。こうした巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍは、実施例では、車速Ｖと最高車速Ｖｍａｘと巡航トルクＴｃｒｓ０と車速Ｖ１における最大トルクＴｍａｘと所定値Ｋとに基づいて次式（５）を用いて計算により設定するものとした。以上が要求トルク制限処理である。
【００３１】
【数３】
2005185040.tif 000005
【００３２】
実行トルクＴ＊が設定されると、実行トルクＴ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）を乗じたものにバッテリ要求パワーＰｂ＊とロス（Ｌｏｓｓ）とを加算してエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１８）。なお、バッテリ要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣやアクセル開度Ａｃｃに基づいて求めることができる。そして、設定したエンジン要求パワー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＊とを設定する処理を行なう（ステップＳ１２０）。この処理は、エンジン２２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＊とを設定することにより行なわれる。エンジン２２の動作ラインを用いて目標回転数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＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００３３】
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊が設定されると、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とに基づいてモータ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とに基づいてモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊を計算する（ステップＳ１２２）。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。図中のＳ軸はサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はキャリア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。また、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。前述したようにサンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１でありキャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅであるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は、リングギヤ軸３２ａの回転数（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）と目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（６）により計算することができる。したがって、計算した目標回転数Ｎｍ１＊で回転するよう目標トルクＴｍ１＊を設定してモータＭＧ１を駆動制御することにより、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。また、モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊は、実施例では、目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とを用いてフィードバック制御における関係式（７）により設定するものとした。ここで、式（７）中の右辺第２項の「ＫＰ」は比例項のゲインを示し、右辺第３項の「ＫＩ」は積分項のゲインを示す。
【００３４】
【数４】
2005185040.tif 000006
【００３５】
モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と目標トルクＴｍ１＊とを計算すると、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の目標トルクＴｍ２＊を式（８）により計算する（ステップＳ１２４）。モータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊は、図６に示すように、リングギヤ軸３２ａに出力すべき実行トルクＴ＊とエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）との偏差を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものとして求めることができる。
【００３６】
【数５】
2005185040.tif 000007
【００３７】
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の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ１２６）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊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＊の運転ポイントで運転されるよう燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータ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のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３８】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車速Ｖが予め設定された最高車速Ｖｍａｘに達したときに、最高車速Ｖｍａｘで巡航するための巡航トルクＴｃｒｓ０を上限値としてドライバ要求トルクＴｒ＊を制限して実行トルクＴ＊を設定し、設定した実行トルクＴ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するから、車両の車速Ｖを最高車速Ｖｍａｘで正確に制限することができると共に最高車速Ｖｍａｘで巡航させることができる。しかも、巡航トルクＴｃｒｓ０は、駆動軸に出力されているトルク（前回Ｔ＊）と駆動軸の回転加速度αとの関係から現在の車速Ｖで車両が巡航するための巡航トルクＴｃｒｓを設定すると共にこの巡航トルクＴｃｒｓに車速Ｖと最高車速Ｖｍａｘとの走行抵抗の差を加えることにより設定するから、勾配抵抗や空気抵抗などの走行抵抗を反映した値とすることができ、走行抵抗に拘わらず車両を最高車速Ｖｍａｘでより正確に制限することができる。さらに、車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘよりも所定値βだけ低速な車速Ｖ１を越えてから、車速Ｖの上昇に伴ってドライバ要求トルクＴｒ＊を巡航トルクＴｃｒｓ０に向けて徐々に制限すると共に車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘを越えてからは車速Ｖの上昇に伴って更に徐々に低くなるトルクでドライバ要求トルクＴｒ＊を制限するように実行トルクＴ＊を設定したから、車両をスムーズに最高車速Ｖｍａｘで制限させることができる。また、車速Ｖを最高車速Ｖｍａｘで制限する際にアクセルペダル８３がオフ操作されたときに設定されるドライバ要求トルクを下限値として実行トルクＴ＊を設定するから、ドライバ要求トルクＴｒ＊の過剰な制限を防止することができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘに達したときに車両を巡航させるためにドライバ要求トルクＴｒ＊を制限する巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを前述の式（５）を用いて計算により求めたが、巡航トルクＴｃｒｓ０毎に対応させて車速Ｖと巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍとの関係を予め求めた複数のマップをＲＯＭ７４に記憶しておき、巡航トルクＴｃｒｓ０が与えられたときに記憶した複数のマップから対応する一のマップを選択し、選択したマップを用いて車速Ｖから巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを導出するものとしてもよい。このときに用いるマップとしては、例えば、図４に例示したように、巡航トルクＴｃｒｓ０が小さい順にＡ，Ｂ，Ｃの３種類のマップをＲＯＭ７４に記憶することができる。勿論、２種類や４種類以上のマップを巡航トルクＴｃｒｓ０に対応させてＲＯＭ７４に記憶しておくものとしてもよい。なお、こうしたマップを用いる場合には、ドライバ要求トルクＴｒ＊や巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを設定することなく、図３のマップと図４のマップとを組み合わせてマップを作成し、このマップを用いてアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて直接実行トルクＴ＊を設定するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、現在の車速Ｖで車両が巡航するのに必要な巡航トルクＴｃｒｓを前述の式（３）を用いて計算すると共にこの巡航トルクＴｃｒｓに現在の車速Ｖと最高車速Ｖｍａｘとの走行抵抗差（Ｒ−Ｒ０）を加算して最高車速Ｖｍａｘで車両が巡航するのに必要な巡航トルクＴｃｒｓ０を設定し、この巡航トルクＴｃｒｓ０に基づいて前述の式（５）を用いて巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを計算するものとしたが、現在の車速Ｖで車両が巡航するのに必要な巡航トルクＴｃｒｓを前述の式（３）を用いて計算すると共にこの巡航トルクＴｃｒｓに現在の車速Ｖと最高車速Ｖｍａｘとの車速差に応じた補正係数を乗じて巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを計算するものとしてもよい。この補正係数としては、車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘ未満のときは値１よりも大きな値とし、車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘのときには値１とし、車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘを越えるときは値０と値１の間の値とすることができる。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、最高車速Ｖｍａｘで車両が巡航するために必要な巡航トルクＴｃｒｓ０を導出し、この巡航トルクＴｃｒｓ０に基づいてドライバ要求トルクＴｒ＊を制限するための巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを設定するものとしたが、路面勾配を検出する勾配センサを取り付けてこの勾配センサからの路面勾配に基づいて巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを設定するものとしてもよい。例えば、路面勾配毎に対応させて車速Ｖと巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍとの関係を予め求めた複数のマップをＲＯＭ７４に記憶しておき、勾配センサから路面勾配が与えられたときに記憶した複数のマップから対応する一のマップを選択し、選択したマップを用いて車速Ｖから巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを導出するものとしてもよい。このとき用いるマップとしては、例えば、図４に例示したように、路面勾配が登り勾配として小さい順にＡ，Ｂ，Ｃの３種類のマップをＲＯＭ７４に記憶することができる。勿論、２種類や４種類以上のマップを路面勾配に対応させてＲＯＭ７４に記憶しておくものとしてもよい。なお、こうしたマップを用いる場合には、ドライバ要求トルクＴｒ＊や巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを設定することなく、図３のマップと図４のマップとを組み合わせてマップを作成し、このマップを用いてアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて直接実行トルクＴ＊を設定するものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘよりも低速な車速Ｖ１を越えたときに車両を最高車速Ｖｍａｘで巡航させるためにドライバ要求トルクＴｒ＊の制限を開始するものとしたが、車速Ｖが最高車速Ｖｍａｘに達したときにドライバ要求トルクＴｒ＊を制限するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍとしてそのときの車速Ｖにおいてアクセルペダル８３をオフしたとき（アクセル開度Ａｃｃが０％のとき）に設定されるドライバ要求トルクを下限値として設定するものとしたが、他の値を下限値とするものとしてもよく、こうした下限値自体を設けないものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸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）に接続するものとしてもよい。
【００４５】
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。
【００４６】
実施例では、動力出力装置としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車に適用したが、動力出力装置としてモータのみを備える電気自動車に適用するものとしたり、動力出力装置としてエンジンのみを備える通常の自動車に適用するものとしてもよいことは勿論である。
【００４７】
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】
【００４８】
【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。
【図３】車速Ｖとドライバ要求トルクＴｒ＊との関係を示すマップである。
【図４】ドライバ要求トルクＴｒ＊を制限する巡航用トルク制限値Ｔｌｉｍを設定する様子を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図６】動力分配統合機構３０の共線図の一例を示す説明図である。
【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。
【図８】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。
【符号の説明】
【００４９】
２０，１２０，２２０  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、３５，１３５  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，６４ａ，６４ｂ  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、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2005185040.tif 000008
【図２】
2005185040.tif 000009
【図３】
2005185040.tif 000010
【図４】
2005185040.tif 000011
【図５】
2005185040.tif 000012
【図６】
2005185040.tif 000013
【図７】
2005185040.tif 000014
【図８】
2005185040.tif 000015