(57)【要約】【課題】定速走行時の制御と通常走行時の制御との共通部分を多く維持しながら下り坂でも車速を目標車速で安定させる。【解決手段】定速走行時（オートクルーズ時）には、車速と目標車速とに基づいて比例制御によりアクセル開度Ａｃｃを設定し、アクセル開度Ａｃｃが車両に出力すべき要求トルクＴｒ＊における値０の不感帯部の所定開度Ａ２未満のときには、要求トルクＴｒ＊が負の値で直線的に増加する負領域部となるようアクセル開度Ａｃｃを補正し、補正前のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係における線形性を通常走行時の関係より高くする。これにより、下り坂でも車速を目標車速に迅速に安定させることができる。【選択図】        図３
2005020820.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電動機と内燃機関とからの動力を用いて走行するハイブリッド自動車であって、
運転者のアクセル操作に基づいて車両駆動指令値を設定する通常時指令値設定手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
運転者の設定操作に基づいて定速走行用の目標車速を設定する目標車速設定手段と、
該目標車速が設定されたとき、前記車速検出手段により検出された車速と該設定された目標車速とに基づいて車両が該目標車速で走行するよう車両駆動指令値を設定する定速走行時指令値設定手段と、
前記通常時指令値設定手段により車両駆動指令値が設定されたときには車両駆動指令値に対して非線形性の非線形設定マップを用いて車両駆動力を設定し、前記定速走行時指令値設定手段により車両駆動指令値が設定されたときには前記非線形設定マップの非線形部に相当する車両駆動指令値の少なくとも一部に対しては該非線形部によって設定される車両駆動力より線形性が高くなるよう車両駆動力を設定する車両駆動力設定手段と、
該設定された車両駆動力により走行するよう前記電動機と前記内燃機関とを駆動制御する駆動制御手段と、を備えるハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記非線形設定マップは、車両駆動指令値に対して負領域部と略値０の不感帯部と正領域部とからなるマップであり、
前記車両駆動力設定手段は、前記定速走行時指令値設定手段により車両駆動指令値が設定されたときには、前記非線形設定マップの不感帯部の領域に属する所定開度以上の車両駆動指令値に対しては該車両駆動指令値と該非線形設定マップとを用いて車両駆動力を設定し、該所定開度未満の車両駆動指令値に対しては該所定開度までの領域が前記負領域部に相当するよう車両駆動指令値を補正すると共に該補正した車両駆動指令値と前記非線形設定マップとを用いて車両駆動力を設定する手段であるハイブリッド自動車。
【請求項３】
前記非線形設定マップは、前記負領域部および前記正領域部では車両駆動指令値の増加に対して直線的に増加するマップである請求項１または２記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
前記車両駆動力設定手段は、前記定速走行時指令値設定手段により車両駆動指令値が設定されたときには車両駆動指令値に対して前記非線形設定マップより線形性の高い線形設定マップを用いて車両駆動力を設定する手段である請求項１記載のハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項４記載のハイブリッド自動車であって、
前記非線形設定マップは、車両駆動指令値に対して負領域部と略値０の不感帯部と正領域部とからなるマップであり、
前記線形設定マップは、前記非線形設定マップにおける負領域部と不感帯部との割合に比して負領域部の割合が大きな負領域部と不感帯部と正領域部とからなるマップであるハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記非線形設定マップおよび前記線形設定マップは、前記負領域部および前記正領域部では車両駆動指令値に対して直線的に増加するマップである請求項５記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
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電力動力入出力手段を備える請求項１ないし６いずれか記載のハイブリッド自動車。
【請求項８】
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の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した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する発電機とを備える手段である請求項７記載のハイブリッド自動車。
【請求項９】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第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７記載のハイブリッド自動車。
【請求項１０】
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と内燃機関とからの動力を用いて走行するハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）運転者のアクセル操作に基づいて車両駆動指令値を設定し、
（ｂ）運転者の設定操作に基づいて定速走行用の目標車速を設定すると共に該設定した目標車速に基づいて車両が該目標車速で走行するよう車両駆動指令値を設定し、
（ｃ）前記ステップ（ａ）により車両駆動指令値が設定されたときには車両駆動指令値に対して非線形性の非線形設定マップを用いて車両駆動力を設定し、前記ステップ（ｂ）により車両駆動指令値が設定されたときには前記非線形設定マップの非線形部に相当する車両駆動指令値の一部に対しては線形性が高くなるよう車両駆動力を設定し、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）により設定された車両駆動力により走行するよう前記電動機と前記内燃機関とを駆動制御するハイブリッド自動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関し、詳しくは、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と内燃機関からの動力を用いて走行するハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンのクランクシャフトに接続されたインナロータと車軸に連結された駆動軸に接続されたアウタロータとを有するクラッチモータと駆動軸に動力を出力するアシストモータ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）。このハイブリッド自動車では、定速走行（オートクルーズ）するために目標車速を設定したときには、目標車速と検出した車速との偏差に基づいてこの偏差を打ち消す方向のエネルギを計算し、このエンジンから出力されるエネルギを計算したエネルギだけ増加すると共にアシストモータのトルクをこの増加したエネルギに相当するトルクだけ増加することにより、車両を目標車速で安定して走行させている。なお、この自動車では、エンジンのエネルギ増加に対する応答遅れにより生じるエネルギ不足、即ちアシストモータのトルク増加に必要なエネルギは、バッテリから供給されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２０７６２２号公報（図１０）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ハイブリッド自動車に限らず、自動車には、運転者のアクセル操作を反映したアクセル開度に基づいて車両駆動力を設定するマップを用いて車両駆動力を設定するものが多く見られる。こうした自動車では、運転者により目標車速が設定されて定速走行する場合でも車速と目標車速とに基づいてアクセル開度を設定するものとすれば、定速走行時でもアクセル開度の設定以降の制御については通常走行時の制御を用いることができる。ハイブリッド自動車では、アクセル開度により内燃機関と電動機とを協調制御するため、通常走行時の制御と定常走行時の制御との共通部分が多いほど好ましい。また、アクセル開度に基づいて車両駆動力を設定するマップを出力する場合、車両駆動力が頻繁に正負に反転しないようアクセル開度の変化に対して車両駆動力が値０で変化しない不感帯が設定されている場合が多い。この不感帯が設定されたマップを用いて定速走行すると、下り坂になると車速と目標車速とに基づいてアクセル開度を変化させてもマップの不感帯に相当するアクセル開度となる状態が生じ、車速を目標車速で安定させることができない場合が生じる。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、定速走行時の制御と通常走行時の制御との共通部分を多く維持しながら下り坂でも車速を目標車速で安定させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と内燃機関とからの動力を用いて走行するハイブリッド自動車であって、
運転者のアクセル操作に基づいて車両駆動指令値を設定する通常時指令値設定手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
運転者の設定操作に基づいて定速走行用の目標車速を設定する目標車速設定手段と、
該目標車速が設定されたとき、前記車速検出手段により検出された車速と該設定された目標車速とに基づいて車両が該目標車速で走行するよう車両駆動指令値を設定する定速走行時指令値設定手段と、
前記通常時指令値設定手段により車両駆動指令値が設定されたときには車両駆動指令値に対して非線形性の非線形設定マップを用いて車両駆動力を設定し、前記定速走行時指令値設定手段により車両駆動指令値が設定されたときには前記非線形設定マップの非線形部に相当する車両駆動指令値の少なくとも一部に対しては該非線形部によって設定される車両駆動力より線形性が高くなるよう車両駆動力を設定する車両駆動力設定手段と、
該設定された車両駆動力により走行するよう前記電動機と前記内燃機関とを駆動制御する駆動制御手段と、を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、運転者のアクセル操作に基づいて車両駆動指令値が設定されたときには、設定した車両駆動指令値に対して非線形性の非線形設定マップを用いて車両駆動力を設定し、定速走行するために設定された目標車速と検出された車速に基づいて車両が目標車速で走行するよう車両駆動指令値が設定されたときには、非線形設定マップの非線形部に相当する車両駆動指令値の少なくとも一部に対しては非線形部によって設定される車両駆動力より線形性が高くなるよう車両駆動力を設定し、設定された車両駆動力により走行するよう車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と内燃機関とを駆動制御する。即ち、定速走行時には、車両駆動指令値に対して線形性が高くなるように車両駆動力を設定するのである。したがって、定速走行時の制御を非線形設定マップの非線形部における一部の車両駆動指令値に対して線形性が高くなるよう車両駆動力を設定する以外は通常走行時の制御と同様のものとすることができる。
しかも、定速走行時には線形性を高くするから、下り坂でも車速を目標車速で安定させることができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記非線形設定マップは車両駆動指令値に対して負領域部と略値０の不感帯部と正領域部とからなるマップであり、前記車両駆動力設定手段は、前記定速走行時指令値設定手段により車両駆動指令値が設定されたときには、前記非線形設定マップの不感帯部の領域に属する所定開度以上の車両駆動指令値に対しては該車両駆動指令値と該非線形設定マップとを用いて車両駆動力を設定し、該所定開度未満の車両駆動指令値に対しては該所定開度までの領域が前記負領域部に相当するよう車両駆動指令値を補正すると共に該補正した車両駆動指令値と前記非線形設定マップとを用いて車両駆動力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、所定開度未満の車両駆動指令値に対して所定開度までの領域が非線形設定マップの負領域部に相当するよう車両駆動指令値を補正するだけで定速走行時の制御を通常走行時の制御を用いて行なうことができる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記非線形設定マップは、前記負領域部および前記正領域部では車両駆動指令値の増加に対して直線的に増加するマップであるものとすることもできる。
【００１１】
本発明のハイブリッド自動車において、前記車両駆動力設定手段は、前記定速走行時指令値設定手段により車両駆動指令値が設定されたときには車両駆動指令値に対して前記非線形設定マップより線形性の高い線形設定マップを用いて車両駆動力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、車両駆動指令値に対するマップの参照先を変えるだけで定速走行時の制御を通常走行時の制御を用いて行なうことができる。
【００１２】
この２つの設定マップを用いる態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記非線形設定マップは車両駆動指令値に対して負領域部と略値０の不感帯部と正領域部とからなるマップであり、前記線形設定マップは前記非線形設定マップにおける負領域部と不感帯部との割合に比して負領域部の割合が大きな負領域部と不感帯部と正領域部とからなるマップであるものとすることもできる。この場合、前記非線形設定マップおよび前記線形設定マップは、前記負領域部および前記正領域部では車両駆動指令値に対して直線的に増加するマップであるものとすることもできる。
【００１３】
本発明のハイブリッド自動車において、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電力動力入出力手段を備え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第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した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する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取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第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ものとすることもできる。
【００１４】
本発明のハイブリッド自動車の制御方法は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と内燃機関とからの動力を用いて走行するハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）運転者のアクセル操作に基づいて車両駆動指令値を設定し、
（ｂ）運転者の設定操作に基づいて定速走行用の目標車速を設定すると共に該設定した目標車速に基づいて車両が該目標車速で走行するよう車両駆動指令値を設定し、
（ｃ）前記ステップ（ａ）により車両駆動指令値が設定されたときには車両駆動指令値に対して非線形性の非線形設定マップを用いて車両駆動力を設定し、前記ステップ（ｂ）により車両駆動指令値が設定されたときには前記非線形設定マップの非線形部に相当する車両駆動指令値の一部に対しては線形性が高くなるよう車両駆動力を設定し、
（ｄ）前記ステップ（ｃ）により設定された車両駆動力により走行するよう前記電動機と前記内燃機関とを駆動制御することを要旨とする。
【００１５】
この本発明のハイブリッド自動車の制御方法によれば、運転者のアクセル操作に基づいて車両駆動指令値が設定されたときには、設定した車両駆動指令値に対して非線形性の非線形設定マップを用いて車両駆動力を設定し、定速走行するために設定された目標車速と検出された車速に基づいて車両が目標車速で走行するよう車両駆動指令値が設定されたときには、非線形設定マップの非線形部に相当する車両駆動指令値の少なくとも一部に対しては非線形部によって設定される車両駆動力より線形性が高くなるよう車両駆動力を設定し、設定された車両駆動力により走行するよう車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な電動機と内燃機関とを駆動制御するから、即ち、定速走行時には車両駆動指令値に対して線形性が高くなるように車両駆動力を設定するから、非線形設定マップの非線形部における一部の車両駆動指令値に対して線形性が高くなるよう車両駆動力を設定する以外は定速走行時の制御に通常走行時の制御を用いることができる。しかも、定速走行時には線形性を高くするから、下り坂でも車速を目標車速で安定させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。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。
【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。
【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，ステアリングホイール近傍に設けられたクルーズコントロールスイッチ９０からの定速走行用のセット信号やキャンセル信号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、クルーズコントロールスイッチ９０からのセット信号が入力されたときに、そのときの車速Ｖを目標車速Ｖ＊に設定して定速走行モード（オートクルーズモード）とし、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によりブレーキペダル８５が踏み込まれたのを検出したときやクルーズコントロールスイッチ９０からのキャンセル信号が入力されたときに、設定した目標車速Ｖ＊を解除して定速走行モードを解除する。また、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、特に定速走行時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８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、定速走行時（オートクルーズ時）の動作を考えているから、ハイブリッド自動車２０はトルク変換運転モードや充放電運転モードとして運転されているものとして説明する。
【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，目標車速Ｖ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２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、実施例では、目標車速Ｖ＊については、クルーズコントロールスイッチ９０からのセット信号の入力により設定されてＲＡＭ７６の所定アドレスに記憶されたものを読み込むことにより入力するものとし、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２については、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。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、目標車速Ｖ＊の設定の有無あるいは定速走行モードの設定フラグなどから定速走行モードにあるか否かを判定すると共に（ステップＳ１１０）、定速走行モードにあっても運転者によるアアクセルペダル８３の踏み込みがあったか否かを判定する（ステップＳ１２０）。定速走行モードにないと判定されたときや定速走行モードにあっても運転者によるアアクセルペダル８３の踏み込みがあったときには、アクセルペダル８３の踏み込みにより設定されたアクセル開度Ａｃｃに基づいてその後の処理（後述するステップＳ１６０以降の処理）を実行し、定速走行モードにあると判定され、且つ、運転者によるアアクセルペダル８３の踏み込みがなかったときには、アクセル開度Ａｃｃを設定する処理（ステップＳ１２０〜Ｓ１５０）を実行した後に設定したアクセル開度Ａｃｃに基づいてその後の処理（ステップＳ１６０〜Ｓ２２０）を実行する。以下、定速走行モードの際のアクセル開度Ａｃｃを設定する処理を説明した後に、アクセル開度Ａｃｃに基づくその後の処理を説明する。
【００２６】
定速走行モードにあると判定され、且つ、運転者によるアアクセルペダル８３の踏み込みがなかったときには、読み込んだ目標車速Ｖ＊や車速Ｖ，時間ｔｐ前にこのルーチンが実行されたときに読み込まれた車速Ｖ（ｔｐ前のＶ），時間ｔｐ前にこのルーチンが実行されたときに用いられたアクセル開度Ａｃｃ（ｔｐ前のＡｃｃ）に基づいて次式（１）によりアクセル開度Ａｃｃを計算する（ステップＳ１３０）。ここで、「ｔ」は今回の車速Ｖと時間ｔｐ前の車速Ｖとの偏差から所定時間後（例えば２秒後や３秒後）の車速の増減分を演算するための係数であり、「ｋ」は比例項のゲインである。したがって、式（１）は、所定時間後に予測される車速を用いた比例制御として考えることができる。
【００２７】
【数１】
Ａｃｃ←ｔｐ前のＡｃｃ＋ｋ｛Ｖ＊−Ｖ＋ｔ（Ｖ−ｔｐ前のＶ）｝    …  （１）
【００２８】
こうしてアクセル開度Ａｃｃを計算すると、計算したアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。通常走行時と定速走行時におけるある車速（例えば５０ｋｍ／ｈ）のアクセル開度Ａｃｃと車両（リングギヤ軸３２ａ）に要求されるトルクとしての要求トルクＴｒ＊との関係の一例を図３に示す。通常走行時のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係は、図示するように、アクセル開度Ａｃｃが開度Ａ１未満の要求トルクＴｒ＊が負の値で直線的に増加する負領域部と、アクセル開度Ａｃｃが開度Ａ１以上Ａ３未満の要求トルクＴｒ＊が値０となる不感帯部と、アクセル開度Ａｃｃが開度Ａ３以上の要求トルクＴｒ＊が正の値で直線的に増加する正領域部とにより構成されている。不感帯部を設けるのは要求トルクＴｒ＊が正負に頻繁にハンチングするのを抑止するためであり、不感帯部が比較的大きな領域を占めるようにしているのは運転者のアクセルペダル８３の踏み込みに対する遊び等を考慮するためである。所定開度Ａ２は、通常走行時における不感帯部の開度Ａ３に近い値として設定されている。なお、定速走行時のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係については後述する。
【００２９】
アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａ２未満のときには、次式（２）によりアクセル開度Ａｃｃを補正する（ステップＳ１５０）。式（２）は、値０から所定開度Ａ２までのアクセル開度Ａｃｃを値０から開度Ａ１までの開度に比例的に変換するものとなる。したがって、補正後のアクセル開度Ａｃｃは、開度Ａ１未満の値となる。
【００３０】
【数２】
Ａｃｃ←Ａｃｃ・Ａ１／Ａ２      …  （２）
【００３１】
いま、補正後のアクセル開度Ａｃｃを図３における通常走行時のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係を用いて要求トルクＴｒ＊を導出する場合を考える。補正後のアクセル開度Ａｃｃは開度Ａ１未満の値となるから負領域部で要求トルクＴｒ＊が導出されることになる。補正後のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊と関係を補正前のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係として求めると、図３における定速走行時におけるアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係として表わすことができる。ここで、所定開度Ａ２を開度Ａ３と一致させないのは、定常走行時においても要求トルクＴｒ＊が正負に頻繁にハンチングするのを抑止する必要から不感帯部を設けるためである。通常走行時と定速走行時とを比較すると解るように、定常走行時では、アクセル開度Ａｃｃを補正することによりアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係における線形性が高くなっている。詳しく言えば、定速走行時では、通常走行時の負領域部（開度Ａ１未満）と不感帯部（開度Ａ１〜Ａ３）との割合を負領域部（開度Ａ２未満）が大きくなるよう変換することにより通常走行時に比して線形性の高いものとして制御するのである。
【００３２】
こうしてアクセル開度Ａｃｃを補正したときやステップＳ１４０でアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａ２以上のとき、あるいは、ステップＳ１１０やＳ１２０で定速走行モードにはないと判定されたときや定速走行モードにあっても運転者によるアアクセルペダル８３の踏み込みがあったときには、補正したアクセル開度Ａｃｃや設定したアクセル開度Ａｃｃ，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と車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊とエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１６０）。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４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を乗じたものにバッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊とロスとを加えたもの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。充放電要求量Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）やアクセル開度Ａｃｃなどによって設定することができる。
【００３３】
要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｅ＊とを設定すると、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Ｓ１７０）。この設定は、要求パワーＰｅ＊に要求トルクＴｒ＊が設定されているときには、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。
【００３４】
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（３）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（４）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１８０）。ここで、式（３）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（３）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（４）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（４）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。
【００３５】
【数３】
Ｎｍ１＊＝Ｎｅ＊・（１＋ρ）／ρ−Ｎｍ２／（Ｇｒ・ρ）                …（３）
Ｔｍ１＊＝前回Ｔｍ１＊＋ｋ１（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１）＋ｋ２∫（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１）ｄｔ  …（４）
【００３６】
こうしてモータ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限としてのトルク制限Ｔｍａｘを次式（５）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、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（６）により計算し（ステップＳ２００）、計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ２１０）。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の出力制限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６の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３７】
【数４】
Ｔｍａｘ＝（Ｗｏｕｔ−Ｔｍ１＊・Ｎｍ１）／Ｎｍ２      …（５）
Ｔｍ２ｔｍｐ＝（Ｔｒ＊＋Ｔｍ１＊／ρ）／Ｇｒ        …（６）
【００３８】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令Ｔｍ１＊，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると、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の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令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。また、目標回転数Ｎｍ１＊やトルク指令Ｔｍ１＊，トルク指令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。
【００３９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、定速走行時には、前回のアクセル開度Ａｃｃと目標車速Ｖ＊と車速Ｖとに基づいてアクセル開度Ａｃｃを計算し、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａ２未満のときに開度Ａ１未満となるよう補正することにより、通常走行時のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係を用いて駆動制御することができる。しかも、定速走行時における補正前のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係を通常走行時における関係に比して不感帯部の領域を小さくすると共に負領域部を大きくして線形性を高くしているから、車速Ｖを目標車速Ｖ＊で安定させることができる。この結果、定速走行モードで下り坂を走行するときでも、滑らかに要求トルクＴｒ＊を変化させることができるから、車速Ｖを目標車速Ｖ＊で安定させることができる。また、定速走行時でも補正前のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係において不感帯部を設けるから、要求トルクＴｒ＊が正負に頻繁にハンチングするのを抑止することができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、定速走行時におけるアクセル開度Ａｃｃの設定に対しては所定時間後に予測される車速を用いた比例制御を用いたが、目標車速Ｖ＊と車速Ｖとの偏差に基づいて設定する通常の比例制御を用いるものとしてもよいし、比例項の他に積分項などを考慮するものとしても差し支えない。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、通常走行時のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係として負領域部も正領域部も直線的に増加するものとしたが、曲線的に増加するものや階段状に増加するものなど種々の仕方により増加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、定速走行時に設定したアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａ２未満のときには比例配分によりアクセル開度Ａｃｃが開度Ａ１未満となるように補正するものとしたが、比例配分に限られず、如何なる手法によりアクセル開度Ａｃｃが開度Ａ１未満となるように補正してもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、定速走行時に設定したアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａ２未満のときには比例配分によりアクセル開度Ａｃｃが開度Ａ１未満となるように補正し、補正後のアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて図４に例示した関係から要求トルクＴｒ＊を導出するものとしたが、図３の下段に示した定速走行時のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係を用いて図４に示したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を修正したマップを定速走行時用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、設定したアクセル開度Ａｃｃ（補正前のアクセル開度Ａｃｃ）と車速Ｖとに基づいて定速走行時用マップから要求トルクＴｒ＊を導出するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｅ＊とを求め、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＊とを設定するものとしたが、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとバッテリ５０からの要求と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、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）に出力するものとしてもよい。
【００４６】
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。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０や上述の変形例のハイブリッド自動車１２０，２２０では、エンジン２２から出力された動力が電力と動力との入出力とを伴って車軸に連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるものとしたが、エンジン２２から出力された動力が車軸に連結された駆動軸に出力されないものとしてもよい。
【００４８】
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】
【図１】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。
【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】通常走行時と定速走行時におけるある車速のアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｒ＊との関係の一例を示す説明図である。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】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６】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】
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、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、９０  クルーズコントロールスイッチ、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】
2005020820.tif 000003
【図２】
2005020820.tif 000004
【図３】
2005020820.tif 000005
【図４】
2005020820.tif 000006
【図５】
2005020820.tif 000007
【図６】
2005020820.tif 000008
【図７】
2005020820.tif 000009
【図８】
2005020820.tif 000010