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JP4197037B2 - ハイブリッド自動車およびその制御方法 - Google Patents

ハイブリッド自動車およびその制御方法 Download PDF

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JP4197037B2
JP4197037B2 JP2007065538A JP2007065538A JP4197037B2 JP 4197037 B2 JP4197037 B2 JP 4197037B2 JP 2007065538 A JP2007065538 A JP 2007065538A JP 2007065538 A JP2007065538 A JP 2007065538A JP 4197037 B2 JP4197037 B2 JP 4197037B2
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JP
Japan
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execution
mode
axle
driving force
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JP2007065538A
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English (en)
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俊哉 橋本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Description

本発明は、それぞれ走行用の動力を出力可能な内燃機関と電動機とを備えたハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。
従来から、この種のハイブリッド自動車として、運転者によるアクセル操作無しに自動定速走行等を実現するオートクルーズを実行可能なハイブリッド自動車が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、従来から、運転モードとして通常走行モードとスポーツ走行モードとの何れかを選択可能なハイブリッド自動車も知られている（例えば、特許文献２参照）。このハイブリッド自動車では、通常走行モードが選択されているときには、運転者によるアクセル操作量に基づいて走行に要求される要求トルクが設定されると共に当該要求トルクに基づいて内燃機関や電動機の目標運転ポイント（目標回転数と目標トルク）が設定される。また、スポーツ走行モードが選択されると、車速に応じたエンジン回転数の下限値である下限エンジン回転数が求められ、エンジンの回転数が下限エンジン回転数より高くなるようにエンジンの運転ポイントが設定される。
特開２００５−０２０８２０号公報 特開２００５−１２４２８２号公報
ところで、ハイブリッド自動車に対して、運転モードの切替機能と、定速走行等を実現するためのオートクルーズ機能との双方を適用すれば、運転者の多様なニーズに応えることができる。ただし、このようなハイブリッド自動車において、何ら対策を施さなければ、運転モードおよびオートクルーズの設定状態によっては、制御が煩雑となったり、乗員に違和感を与えてしまったりするおそれもある。
そこで、本発明は、所定のオートクルーズを実行可能であると共に複数の運転モードの何れかを任意に選択可能なハイブリッド自動車において、オートクルーズをより適正なものとすることを目的とする。
本発明による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ている。
本発明によるハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
運転者によるアクセル操作量を取得するアクセル操作量取得手段と、
通常走行用の第１の運転モードと該第１の運転モードに比べてアクセル操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段と、
所定のオートクルーズの実行を指示するためのオートクルーズ指示手段と、
前記オートクルーズの実行が指示されていない場合には、前記取得されたアクセル操作量と前記実行用運転モードとして選択された前記第１または第２の運転モードに対応した駆動力設定制約とを用いて設定される要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記オートクルーズの実行が指示されている場合には、前記実行用運転モードとして前記第１および第２の運転モードの何れが選択されても、前記第２の運転モードに対応した駆動力設定制約を用いない前記オートクルーズに対応した制約に従って設定される要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
このハイブリッド自動車では、通常走行用の第１の運転モードと当該第１の運転モードに比べてアクセル操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかを実行用運転モードとして選択することができる。そして、オートクルーズの実行が指示されていない場合には、運転者によるアクセル操作量と実行用運転モードとして選択された第１または第２の運転モードに対応した駆動力設定制約とを用いて設定される要求駆動力に基づく動力が得られるように内燃機関と電動機とが制御される。また、オートクルーズの実行が指示されている場合には、実行用運転モードとして第１および第２の運転モードの何れが選択されても、前記第２の運転モードに対応した駆動力設定制約を用いないオートクルーズに対応した制約に従って設定される要求駆動力に基づく動力が得られるように内燃機関と電動機とが制御される。すなわち、通常走行用の第１の運転モードに比べてアクセル操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードは、基本的に加速時や登坂時といった比較的大きな駆動力が必要とされる際に選択されるものであり、本来アクセル操作を要求しないオートクルーズの実行が指示されている場合に第２の運転モードが運転者により選択される可能性は極めて低いものと考えられる。従って、このハイブリッド自動車のように、オートクルーズの実行が指示されている場合には、実行用運転モードとして第１および第２の運転モードの何れが選択されても、基本的に第２の運転モードに対応した駆動力設定制約を用いることなくオートクルーズを実行すれば、制御が煩雑となることや駆動力の変動に伴う違和感の発生を抑制しながらオートクルーズをより適正なものとすることが可能となる。
また、前記制御手段は、前記実行用運転モードとして前記第２の運転モードが選択されているときに前記オートクルーズの実行が指示された場合、前記アクセル操作の度合が所定度合以上である間、前記取得されたアクセル操作量と前記第２の運転モードに対応した駆動力設定制約とを用いて設定される要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御可能なものであってもよい。すなわち、第２の運転モードの選択中にオートクルーズの実行が望まれた場合、オートクルーズの実行が指示されたときに例えば追い越しや登坂走行等のために比較的大きな駆動力が必要とされることもあり得る。従って、実行用運転モードとして第２の運転モードが選択されているときにオートクルーズの実行が指示された場合、アクセル操作の度合が所定度合以上である間、第２の運転モードのもとでの走行を可能とすれば、運転者の要求にきめ細かく対応することが可能となり、車両の運転性を向上させることができる。また、第２の運転モードが選択されているときにオートクルーズの実行が指示されても、その際にアクセル操作の度合が所定度合未満であるか、その後にアクセル操作の度合が所定度合未満となれば、第２の運転モードに対応した駆動力設定制約を用いないオートクルーズが実行されることになるので、オートクルーズの実行を指示したにも拘わらず当該オートクルーズが実行されないことにより運転者等に違和感を与えてしまうことを防止可能となる。
更に、上記ハイブリッド自動車は、前記オートクルーズの実行が指示されていない場合には、前記取得されたアクセル操作量と前記実行用運転モードとして選択された前記第１または第２の運転モードに対応した前記駆動力設定制約とを用いて前記要求駆動力を設定すると共に、前記オートクルーズの実行が指示されている場合には、該オートクルーズに関連した所定の走行パラメータに基づく第１の仮要求駆動力と、前記取得されたアクセル操作量と前記第１の運転モードに対応した駆動力設定制約とを用いて設定される第２の仮要求駆動力とのうちの大きい方を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段を更に備えてもよい。これにより、オートクルーズの実行が指示された際に、アクセル操作を介した駆動力増加要求を運転者に許容しつつ精度のよいオートクルーズを実行することが可能となる。
また、前記要求駆動力設定手段は、前記実行用運転モードとして前記第２の運転モードが選択されているときに前記オートクルーズの実行が指示された場合、前記アクセル操作の度合が所定度合以上である間、前記オートクルーズに関連した所定の走行パラメータに基づく第１の仮要求駆動力と、前記取得されたアクセル操作量と前記第２の運転モードに対応した駆動力設定制約とを用いて設定される第２の仮要求駆動力とのうちの大きい方を前記要求駆動力として設定するものであってもよい。これにより、第２の運転モードが選択されているときにオートクルーズの実行が指示された場合に、アクセル操作の度合が所定度合以上である間、第２の運転モードのもとでの走行を運転者に対してより適正に許容することが可能となる。
そして、上記ハイブリッド自動車は、所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段を更に備え、前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を出力可能であってもよい。また、前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段であってもよい。更に、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含むものであってもよい。
本発明によるハイブリッド自動車の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、運転者によるアクセル操作量を取得するアクセル操作量取得手段と、通常走行用の第１の運転モードと該第１の運転モードに比べてアクセル操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段と、所定のオートクルーズの実行を指示するためのオートクルーズ指示手段とを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
前記オートクルーズの実行が指示されていない場合には、前記取得されたアクセル操作量と前記実行用運転モードとして選択された前記第１または第２の運転モードに対応した駆動力設定制約とを用いて設定される要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記オートクルーズの実行が指示されている場合には、前記実行用運転モードとして前記第１および第２の運転モードの何れが選択されても、前記第２の運転モードに対応した駆動力設定制約を用いない前記オートクルーズに対応した制約に従って設定される要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する、ものである。
この方法のように、オートクルーズの実行が指示されている場合には、実行用運転モードとして第１および第２の運転モードの何れが選択されても、基本的に第２の運転モードに対応した駆動力設定制約を用いることなくオートクルーズを実行すれば、制御が煩雑となることや駆動力の変動に伴う違和感の発生を抑制しながらオートクルーズをより適正なものとすることが可能となる。
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。
図１は、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト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に接続された車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、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４による燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ＥＣＵ７０に出力する。
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。機関側回転要素としてのキャリア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、車軸側回転要素としてのリングギヤ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、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２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側と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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行なう。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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り、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は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。
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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２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を算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電電力Ｐｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、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可能である。
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、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ＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。また、ハイブリッドＥＣＵ７０には、ハイブリッド自動車２０の運転モードの選択を可能とするモードスイッチ８８からのモード信号が入力される。実施例において、モードスイッチ８８は、図示しない車室内のスイッチパネル等に配置されており、動力性能よりも燃費の向上を優先させながらハイブリッド自動車２０を走行させる通常走行用のノーマルモード（第１の運転モード）と、燃費の向上よりも動力性能を優先させながらハイブリッド自動車２０を走行させるパワーモード（第２の運転モード）との選択を運転者に対して許容する。運転者がモードスイッチ８８を介してノーマルモードを選択したときには、所定のモードスイッチフラグＦｍｓが値０に設定されると共にエンジン２２を効率よく運転して燃費を向上させることができるようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。また、運転者がモードスイッチ８８を介してパワーモードを選択したときには、モードスイッチフラグＦｍｓが値１に設定されると共に、基本的にノーマルモード選択時に比べて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクを高めると共にエンジン２２の回転数を高めて運転者によるアクセル操作に対するトルク出力の応答性が向上するようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。更に、実施例のハイブリッド自動車２０の例えばステアリングコラム近傍等には、車速Ｖを自動的に一定に保つ定速走行や先行車との車間距離を自動的に一定に保つ追従走行といった運転者によるアクセル操作を必要としないオートクルーズの実行の指示や解除、オートクルーズ時の車速や車間距離等の設定に際して操作されるクルーズコントロールスイッチ８９が配置されており、このクルーズコントロールスイッチ８９もハイブリッドＥＣＵ７０に接続されている。運転者がクルーズコントロールスイッチ８９を介して所望のオートクルーズの実行を指示すると、通常時（スイッチオフ時やオートクルーズ解除時）には値０に設定される所定のクルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値１に設定されると共に、ハイブリッドＥＣＵ７０により予め定められたオートクルーズ用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車２０が制御されることになる。なお、実施例では、クルーズコントロールスイッチ８９が一旦オンされると、当該クルーズコントロールスイッチ８９が運転者によりＯＦＦされるか、あるいはブレーキペダル８５が運転者により踏み込まれるとオートクルーズの実行が解除される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、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取りを行なっている。
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、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Ｔｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に対応する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の運転制御モードとしては、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に出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。
次に、上述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ＥＣＵ７０により所定時間ごと（例えば、数ｍｓｅｃごと）に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２の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、クルーズスイッチフラグＦｃｒｓの値、所定のパワーモード実行フラグＦｐｍの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。更に、クルーズスイッチフラグＦｃｒｓは、運転者によるクルーズコントロールスイッチ８９の操作に応じて設定されて所定の記憶領域に保持されるものである。また、パワーモード実行フラグＦｐｍは、後述するパワーモード実行判定ルーチンを経てハイブリッド自動車２０の実行用運転モードをノーマルモードとすべき場合に値０に設定されると共に実行用運転モードをパワーモードとすべき場合に値１に設定され、所定の記憶領域に保持されるものである。
ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したクルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値０であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、クルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値０である場合には、更にステップＳ１００にて入力したパワーモード実行フラグＦｐｍが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。パワーモード実行フラグＦｐｍが値０であってハイブリッド自動車２０の実行用運転モードをノーマルモードとすべき場合には、ステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃとノーマルモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ１３０）。また、パワーモード実行フラグＦｐｍが値１に設定されており、実行用運転モードをパワーモードとすべき場合には、ステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃとパワーモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ１４０）。ノーマルモード時アクセル開度設定用マップは、０〜１００％の範囲でアクセル開度Ａｃｃに対して実行用アクセル開度Ａｃｃ＊が線形性をもつように予め作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。実施例において、ノーマルモード時アクセル開度設定用マップは、図３に例示するようにアクセル開度Ａｃｃをそのまま実行用アクセル開度Ａｃｃ＊として設定するように作成されている。一方、パワーモード時アクセル開度設定用マップは、図３に例示するように、低車速時における車両の飛び出し感を抑制すべく任意の低アクセル開度領域にあるアクセル開度Ａｃｃに対してはノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより設定されるものと同一の値を実行用アクセル開度Ａｃｃ＊として設定すると共に、低アクセル開度領域以外の１００％までのアクセル開度Ａｃｃに対してはアクセル操作に対するトルク出力の応答性を向上させるべく同一のアクセル開度Ａｃｃに対する実行用アクセル開度Ａｃｃ＊をノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより規定されるものよりも大きな値として設定するように作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。
ステップＳ１３０またはＳ１４０にて実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定したならば、実行用アクセル開度Ａｃｃ＊とステップＳ１００にて入力した車速Ｖとに基づいて車輪３９ａ，３９ｂに連結された車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１５０）。実施例では、実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられた実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、実施例において、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を乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、図示するようにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。次いで、ステップＳ１５０にて設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２が効率よく運転されるようにエンジン２２の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Ｓ１６０）。実施例では、予め定められたエンジン２２を効率よく動作させるための動作ラインと要求パワーＰｅ＊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た。図５に、エンジン２２の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する。同図に示すように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定となることを示す相関曲線との交点から求めることができる。
エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したならば、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）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づく式（２）の計算を実行してモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ１７０）。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に例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側のＲ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１にトルクＴｍ１を出力させたときにこのトルク出力によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２にトルクＴｍ２を出力させたときに減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（１）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、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。続いて、次式（３）および（４）の双方を満たすようにモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定し（ステップＳ１８０）、モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊をトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ１９０）。ここで、式（３）は、モータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内に含まれることを示す関係式であり、式（４）は、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に含まれることを示す関係式である。これら式（３）および式（４）に示される関係を図７に例示する。同図からわかるように、トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、同図中斜線で示した領域内のトルクＴｍ１の最大／最小値として求めることができる。
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1tmp=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）
0≦-Tm1/ρ+Tm2・Gr≦Tr*…（３）
Win≦Tm1・Nm1+Tm2・Nm2≦Wout…（４）
モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、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と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算する（ステップＳ２００）。更に、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとＳ１９０にて設定したモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（６）および式（７）に従い計算する（ステップＳ２１０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ２２０）。このようにしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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、図６の共線図から容易に導出することができる。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に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２３０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを得るための制御を実行する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このような図２の駆動制御ルーチンが実行される結果、パワーモード実行フラグＦｐｍが値１に設定されている場合に実行用アクセル開度Ａｃｃ＊がノーマルモードの選択時に比べて大きく設定されると（ステップＳ１４０）、それに応じて要求トルクＴｒ＊がノーマルモードの選択時に比べて大きく設定され、それにより運転者によるアクセル操作に対するトルク出力の応答性を向上させることが可能となる。このように、ハイブリッド自動車２０では、複数の運転モードの選択を許容することにより運転者のニーズを満足させることが可能となる。
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（６）
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（７）
一方、ステップＳ１１０にてクルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値１であると判断された場合には、図２の駆動制御ルーチンが終了させられた上で、以下に説明するオートクルーズ時駆動制御ルーチンが実行される。引き続き、このオートクルーズ時駆動制御ルーチンについて説明する。図８は、実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間ごと（例えば、数ｍｓｅｃごと）に実行されるオートクルーズ時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、説明を簡単にするために、運転者によりオートクルーズとして車速Ｖを自動的に一定に保つ定速走行の実行が指示されている場合を例にとって図８のオートクルーズ時駆動制御ルーチンを説明する。
図８のオートクルーズ時駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといったデータを入力すると共に、目標車速Ｖ＊やクルーズスイッチフラグＦｃｒｓの値、パワーモード実行フラグＦｐｍの値といった必要なデータを入力する（ステップＳ３００）。ここで、目標車速Ｖ＊は、運転者のクルーズコントロールスイッチ８９の操作に応じて設定されて所定の記憶領域に格納されるものである。ステップＳ３００のデータ入力処理の後、ステップＳ３００にて入力したクルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値１であるか否かを判定し（ステップＳ３１０）、クルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値０であって運転者によりオートクルーズの実行が指示されていないか、あるいは実行の解除が指示されている場合には、本ルーチンを終了させる。
また、ステップＳ３１０にてクルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値１であると判断されている場合には、ステップＳ３００にて入力した目標車速Ｖ＊と車速Ｖとの偏差（Ｖ＊−Ｖ）が打ち消されるようにするための車速偏差起因要求トルク（第１の仮要求駆動力）Ｔｒｖを次式（８）に従って計算する（ステップＳ３２０）。ここで、式（８）は、車速Ｖを目標車速Ｖ＊に一致させるためのフィードバック制御の関係式であり、式（８）中、右辺第１項の「ｋ３」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋ４」は積分項のゲインである。次いで、ステップＳ３００にて入力したパワーモード実行フラグＦｐｍが値０であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。パワーモード実行フラグＦｐｍが値０である場合には、ステップＳ３００にて入力したアクセル開度Ａｃｃとノーマルモード時アクセル開度設定用マップ（図３参照）とを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ３４０）。また、パワーモード実行フラグＦｐｍが値１である場合には、ステップＳ３００にて入力したアクセル開度Ａｃｃとパワーモード時アクセル開度設定用マップ（図３参照）とを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ３５０）。そして、設定した実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに基づいてオートクルーズ実行中の運転者によるアクセル操作に起因した要求トルクであるアクセル操作起因要求トルク（第２の仮要求駆動力）Ｔｒａを設定する（ステップＳ３６０）。実施例では、図４に例示した要求トルク設定用マップを用いて実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに応じたアクセル操作起因要求トルクＴｒａを導出・設定することとした。このようにしてアクセル操作起因要求トルクＴｒａを設定するのは、基本的にアクセルペダル８３が操作されないオートクルーズの実行中であっても先行車を追い越す必要があるような場合等に、運転者によるアクセルペダル８３を介した駆動力の増加要求に応えるためである。次いで、車速偏差起因要求トルクＴｒｖとアクセル操作起因要求トルクＴｒａとの大きい方を制御用の要求トルクＴｒ＊として設定すると共に、図２のステップＳ１５０と同様にしてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ３７０）、以下、図２のステップＳ１６０〜Ｓ２３０と同様のステップＳ３８０〜Ｓ４５０の処理を実行した上で、再度ステップＳ３００以降の処理を実行する。
Tr*=k3・(V*-V)+k4・∫(V*-V)dt …（８）
このように、実施例のハイブリッド自動車２０では、オートクルーズの実行が指示されたときに、当該オートクルーズに関連した走行パラメータ、すなわち定速走行であれば車速Ｖおよび目標車速Ｖ＊、追従走行であれば車間距離といったような走行パラメータに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊が設定されると共に（ステップＳ３２０〜Ｓ３７０）、当該要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジン２２を効率よく運転するための目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊、目標トルクＴｅ＊）が設定され（ステップＳ３８０）、当該目標運転ポイントでエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される（ステップＳ３８０〜Ｓ４５０）。これにより、ハイブリッド自動車２０では、運転者により指定されたオートクルーズを精度よく実行することが可能となる。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、車速偏差起因要求トルクＴｒｖとアクセル操作起因要求トルクＴｒａとの大きい方が制御用の要求トルクＴｒ＊として設定されることから（ステップＳ３７０）、基本的にアクセルペダル８３が操作されないオートクルーズの実行中であっても運転者によるアクセルペダル８３を介した駆動力の増加要求に応えることができる。更に、実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル操作起因要求トルクＴｒａの設定に関連して、パワーモード実行フラグＦｐｍが値１に設定されている場合には、アクセル開度Ａｃｃとパワーモード時アクセル開度設定用マップ（図３参照）とを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊が設定された上で（ステップＳ３５０）、設定された実行用アクセル開度Ａｃｃ＊に基づいて要求トルクＴｒ＊が設定されることになる（ステップＳ３７０）。ただし、運転者によってモードスイッチ８８を介してパワーモードが選択されているからといってオートクルーズの実行中に常にパワーモード時アクセル開度設定用マップを用いてアクセル操作起因要求トルクＴｒａを設定したのでは、却ってオートクルーズの適正な実行が妨げられてしまうおそれもある。このため、実施例では、上述のパワーモード実行フラグＦｐｍをより適正に設定すべく、図９に示すようなパワーモード実行判定ルーチンが実行される。
引き続き、ハイブリッド自動車２０の実行用運転モードをパワーモードとすべきか否かを判定してパワーモード実行フラグＦｐｍを設定するためのパワーモード実行判定ルーチンについて説明する。図９のパワーモード実行判定ルーチンは、実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間ごと（例えば、数ｍｓｅｃごと）に実行されるものである。
パワーモード実行判定ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、クルーズスイッチフラグＦｃｒｓの値やモードスイッチフラグＦｍｓの値、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といった判定に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ５００）。ここで、モードスイッチフラグＦｍｓは、上述のように、運転者によるモードスイッチ８８の操作に応じて設定されて所定の記憶領域に保持されるものである。ステップＳ５００のデータ入力処理の後、入力したクルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値１であるか否かを判定し（ステップＳ５１０）、クルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値１であれば、更にステップＳ５００にて入力したアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ（例えば、１０％）未満であるか否かを判定する（ステップＳ５２０）。アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ未満である場合には、パワーモードの実行を解除させるためのパワーモードキャンセルフラグＦｐｍｃを値１に設定した上で（ステップＳ５３０）、パワーモードキャンセルフラグＦｐｍｃが値１であり、かつステップＳ５００にて入力したモードスイッチフラグＦｍｓが値１であるか（運転者によりモードスイッチ８８を介してパワーモードが選択されているか）否かを判定する（ステップＳ５４０）。また、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ以上である場合には、ステップＳ５３０の処理を実行することなく、ステップＳ５４０の処理を実行する。そして、ステップＳ５４０にてパワーモードキャンセルフラグＦｐｍｃとモードスイッチフラグＦｍｓとの双方が値１であると判断された場合には、パワーモード実行フラグＦｐｍを値０に設定し（ステップＳ５５０）、それ以外の場合にはパワーモード実行フラグＦｐｍを前回値に保持し（ステップＳ５６０）、再度ステップＳ５００以降の処理を実行する。
一方、ステップＳ５１０にてクルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値０であると判断された場合には、パワーモードキャンセルフラグＦｐｍｃを値０に設定した上で（ステップＳ５７０）、モードスイッチフラグＦｍｓが値１であるか否かを判定する（ステップＳ５８０）。ステップＳ５８０にてモードスイッチフラグＦｍｓが値０であって運転者により実行用運転モードとしてノーマルモードが選択されていると判断された場合には、パワーモード実行フラグＦｐｍを値０に設定し（ステップＳ５５０）、再度ステップＳ５００以降の処理を実行する。また、ステップＳ５８０にてモードスイッチフラグＦｍｓが値１であって運転者により実行用運転モードとしてパワーモードが選択されていると判断された場合には、ステップＳ５００にて入力したアクセル開度Ａｃｃと本ルーチンの前回実行時にステップＳ５００にて入力したアクセル開度Ａｃｃ（前回値）との偏差ΔＡｃｃ（アクセル開度Ａｃｃの変化率）が所定値ΔＡｃｃｒｅｆ以上であるか否かを判定し（ステップＳ５９０）、偏差ΔＡｃｃが所定値ΔＡｃｃｒｅｆ以上であれば、パワーモード実行フラグＦｐｍを値１に設定し（ステップＳ６００）、偏差ΔＡｃｃが所定値ΔＡｃｃｒｅｆ未満であれば、パワーモード実行フラグＦｐｍを前回値に保持する（ステップＳ６１０）。これにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、クルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値０であってオートクルーズ（図８のオートクルーズ時駆動制御ルーチン）が実行されないときに運転者によりモードスイッチ８８を介してパワーモードが選択された場合、アクセル開度Ａｃｃの変化量を示す偏差ΔＡｃｃ（アクセル操作の度合）が所定値ΔＡｃｃｒｅｆ以上であることを条件としてパワーモードの実行が許容されることになる。
このようなパワーモード実行判定ルーチンが実行されることより、実施例のハイブリッド自動車２０では、クルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値１であってオートクルーズ（図８のオートクルーズ時駆動制御ルーチン）が実行されるか、あるいは既に実行されている場合、運転者がモードスイッチ８８を介してパワーモードを選択したとしても（モードスイッチフラグＦｍｓが値１であっても）、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ未満（アクセル操作の度合が所定度合未満）であれば、パワーモードキャンセルフラグＦｐｍｃが値１に設定されるので（ステップＳ５３０）、ステップＳ５４０にて肯定判断がなされてパワーモード実行フラグＦｐｍが値０に設定され（ステップＳ５５０）、図８のステップＳ３５０の処理の実行すなわちパワーモード時アクセル開度設定用マップの使用が禁止されることになる。また、パワーモード実行フラグＦｐｍが値１に設定されてパワーモードが実行されているときに、運転者がクルーズコントロールスイッチ８９を介してオートクルーズの実行を指示した場合には、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ以上である間（アクセル操作の度合が所定度合以上である間）、パワーモードキャンセルフラグＦｐｍｃが値０に維持されることから、ステップＳ５４０にて否定判断がなされてパワーモード実行フラグＦｐｍが値１に保持され（ステップＳ５５０）、図８のステップＳ３５０の処理の実行すなわちパワーモード時アクセル開度設定用マップの使用が許容されることになる。すなわち、実施例のハイブリッド自動車２０では、オートクルーズが実行される場合、オートクルーズの実行指示がなされる前にパワーモードが実行されており、かつオートクルーズの実行指示がなされた後にアクセル操作の度合が所定度合以上となる場合に限り、図８のステップＳ３５０の処理の実行すなわちパワーモード時アクセル開度設定用マップの使用が許容されるのである。
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、モードスイッチ８８を介して通常走行用のノーマルモード（第１の運転モード）と当該ノーマルモードに比べてアクセル操作に対するトルク出力の応答性を高める傾向をもったパワーモードとの何れかを実行用運転モードとして選択することができる。そして、クルーズコントロールスイッチ８９を介してオートクルーズの実行が指示されておらずクルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値０に設定されている場合には、基本的に運転者によるモードスイッチ８８の操作に応じてパワーモード実行フラグＦｐｍが設定され（図９のステップＳ５７０〜Ｓ６１０）、運転者によるアクセル操作量を示すアクセル開度Ａｃｃ（および車速Ｖ）と、実行用運転モードとして選択されたノーマルモードまたはパワーモードに対応した駆動力設定制約としてのノーマルモード時アクセル開度設定用マップまたはパワーモード時アクセル開度設定用マップと要求トルク設定用マップとを用いて設定される要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される（図２）。また、運転者によりクルーズコントロールスイッチ８９を介してオートクルーズの実行が指示されておりクルーズスイッチフラグＦｃｒｓが値１に設定されている場合には、実行用運転モードとしてノーマルモードおよびパワーモードの何れが選択されても、基本的にはパワーモード実行フラグＦｐｍが値０に設定されることになるので（図９のステップＳ５５０，Ｓ５６０）、パワーモードに対応した駆動力設定制約としてのパワーモード時アクセル開度設定用マップを用いない実行指示されたオートクルーズに対応した制約（図８のステップＳ３２０〜Ｓ３４０，Ｓ３６０，Ｓ３７０）に従って設定される要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される（図８）。すなわち、通常走行用のノーマルモードに比べてアクセル操作に対するトルク出力の応答性を高める傾向をもったパワーモードは、基本的に加速時や登坂時といった比較的大きな駆動力が必要とされる際に選択されるものであり、本来アクセル操作を要求しないオートクルーズの実行が指示されている場合にパワーモードが運転者により選択される可能性は極めて低いものと考えられる。従って、ハイブリッド自動車２０のように、オートクルーズの実行が指示されている場合には、実行用運転モードとしてノーマルモードおよびパワーモードの何れが選択されても、基本的にパワーモードに対応したパワーモード時アクセル開度設定用マップを用いることなくオートクルーズを実行すれば、制御が煩雑となることや駆動力の変動に伴う違和感の発生を抑制しながらオートクルーズをより適正なものとすることが可能となる。そして、オートクルーズの実行が指示されている場合に、車速Ｖおよび目標車速Ｖ＊といったような実行指示されたオートクルーズに関連した走行パラメータに基づく車速偏差起因要求トルク（第１の仮要求駆動力）Ｔｒｖと、アクセル開度Ａｃｃ（および車速Ｖ）とノーマルモード時アクセル開度設定用マップと要求トルク設定用マップとに基づくアクセル操作起因要求トルク（第２の仮要求駆動力）Ｔｒａとのうちの大きい方を要求トルクＴｒ＊として設定すれば（ステップＳ３２０，Ｓ３４０，Ｓ３６０，Ｓ３７０）、アクセル操作を介した駆動力増加要求を運転者に許容しつつ精度のよいオートクルーズを実行することが可能となる。
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されているときにオートクルーズの実行が指示された場合、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ以上（アクセル操作の度合が所定度合以上）である間、例外的にパワーモード実行フラグＦｐｍが値１に保持されることから（ステップＳ５５０）、その間、アクセル開度Ａｃｃとパワーモード時アクセル開度設定用マップと要求トルク設定用マップとを用いて設定される要求トルクＴｒ＊（ステップＳ３７０）に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御可能とされている。すなわち、ハイブリッド自動車２０では、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されているときにオートクルーズの実行が指示された場合、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ以上である間、車速Ｖおよび目標車速Ｖ＊といったような実行指示されたオートクルーズに関連した走行パラメータに基づく車速偏差起因要求トルク（第１の仮要求駆動力）Ｔｒｖと、アクセル開度Ａｃｃ（および車速Ｖ）とパワーモード時アクセル開度設定用マップと要求トルク設定用マップとに基づくアクセル操作起因要求トルク（第２の仮要求駆動力）Ｔｒａとのうちの大きい用が要求トルクＴｒ＊として設定され（ステップＳ３２０，Ｓ３５０〜Ｓ３７０）、要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される（ステップＳ３８０〜Ｓ４５０）。これにより、パワーモードが選択されているときにオートクルーズの実行が指示された場合に、アクセル操作の度合が所定度合以上である間、パワーモード時アクセル開度設定用マップを用いた走行を運転者に対してより適正に許容することが可能となる。つまり、パワーモードの選択中にオートクルーズの実行が望まれた場合、オートクルーズの実行が指示されたときに例えば追い越しや登坂走行等のために比較的大きな駆動力が必要とされることもあり得る。従って、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されているときにオートクルーズの実行が指示された場合、アクセル操作の度合が所定度合以上である間、パワーモード時アクセル開度設定用マップを用いた走行を可能とすれば、運転者の要求にきめ細かく対応することが可能となり、車両の運転性を向上させることができる。また、例えばモードスイッチ８８の操作忘れ等によりパワーモードが選択されたままとなっているときにオートクルーズの実行が指示されても、その際にアクセル操作の度合が所定度合未満であるか、その後にアクセル操作の度合が所定度合未満となれば、パワーモード時アクセル開度設定用マップを用いない通常のオートクルーズが実行されることになるので、所望のオートクルーズの実行を指示したにも拘わらず当該オートクルーズが実行されないことにより運転者等に違和感を与えてしまうことを防止可能となる。
なお、上記実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸に出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図１０に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ａのように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して車輪３９ａ，３９ｂに接続される車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図１１に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ｂのように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と車輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を車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を備えたものに適用されてもよい。また、本発明は、動力分配統合機構３０の代わりに、エンジン２２の動力を車軸側に伝達する動力伝達手段として無段変速機（以下「ＣＶＴ」という）を備えた車両に適用されてもよい。このような車両の一例であるハイブリッド自動車２０Ｃを図１２に示す。同図に示す変形例のハイブリッド自動車２０Ｃは、エンジン２２からの動力をベルト式あるいはトロイダル式のＣＶＴ２００やデファレンシャルギヤ３８等を介して例えば前輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力する前輪駆動系と、同期発電電動機であるモータＭＧからの動力をデファレンシャルギヤ３８′等を介して例えば後輪である車輪３９ｃ，３９ｄに出力する後輪駆動系とを備える。そして、モータＭＧは、インバータを介してエンジン２２により駆動されるオルタネータ２９や、当該オルタネータ２９からの電力ラインに出力端子が接続されたバッテリ５０に接続されている。これにより、モータＭＧは、オルタネータ２９やバッテリ５０からの電力により駆動されたり、回生を行って発電した電力によりバッテリ５０を充電したりする。
ここで、上記実施例および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しておく。すなわち、上記実施例および変形例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ，ＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ，ＭＧ２等と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、アクセルペダルポジションセンサ８４が「アクセル操作量取得手段」に相当し、ノーマルモードとパワーモードとの何れかを実行用運転モードとして選択するためのモードスイッチ８８が「運転モード選択手段」に相当し、クルーズコントロールスイッチ８９が「オートクルーズ指示手段」に相当し、図９のパワーモード実行判定ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０、図２の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０、ならびに図８のオートクルーズ時駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。また、図２のステップＳ１３０〜Ｓ１５０、図８のステップＳ３２０〜Ｓ３７０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、モータＭＧ１および動力分配統合機構３０の組み合わせや対ロータ電動機２３０、ＣＶＴ２００が「動力伝達手段」に相当し、モータＭＧ１および動力分配統合機構３０や対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電用電動機」に相当し、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、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」は、モータＭＧ，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「アクセル操作量取得手段」は、運転者によるアクセル操作量を取得可能なものであれば、アクセルペダルポジションセンサ８４以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「運転モード選択手段」は、ノーマルモードのような通常走行用の第１の運転モードとノーマルモードに比べてアクセル操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもったパワーモードのような第２の運転モードとの何れかを実行用運転モードとして選択するためのものであれば、モードスイッチ８８以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「オートクルーズ指示手段」は、定速走行や追従走行といった所定のオートクルーズの実行を指示するためのものであれば、クルーズコントロールスイッチ８９以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「オートクルーズ」は、定速走行や追従走行といったような運転者による運転の支援・代行を目的としたものであれば、如何なるものであっても構わない。「制御手段」は、オートクルーズの実行が指示されていない場合に、アクセル操作量と実行用運転モードとして選択された第１または第２の運転モードに対応した駆動力設定制約とを用いて設定される要求駆動力に基づく動力が得られるように内燃機関と電動機とを制御し、オートクルーズの実行が指示されている場合には、実行用運転モードとして第１および第２の運転モードの何れが選択されても、基本的に第２の運転モードに対応した駆動力設定制約を用いない指示されたオートクルーズに対応した制約に従って設定される要求駆動力に基づく動力が得られるように内燃機関と電動機とを制御するものであれば、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「動力伝達手段」は、所定の車軸に接続される車軸側回転要素と内燃機関の機関軸に接続されると共に車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、機関軸からの動力の少なくとも一部を車軸側に出力可能なものであれば、モータＭＧ１および動力分配統合機構３０の組み合わせや対ロータ電動機２３０、ＣＶＴ２００以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「アクセル操作量の度合」は、アクセル開度Ａｃｃといったアクセル操作量自体やアクセル開度の偏差ΔＡｃｃといったアクセル操作量の変化率以外のものであってもよい。何れにしても、これら実施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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 実施例のハイブリッドＥＣＵ７０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。 ノーマルモード時アクセル開度設定用マップとパワーモード時アクセル開度設定用マップとを例示する説明図である。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインと回転数ＮｅとトルクＴｅとの相関曲線とを例示する説明図である。 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の一例を示す説明図である。 トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの設定手順を説明するための説明図である。 ハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるオートクルーズ時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるパワーモード実行判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例に係るハイブリッド自動車２０Ａの概略構成図である。 他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。 他の変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｃの概略構成図である。
符号の説明
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 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、２９ オルタネータ、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、３７ ギヤ機構、３８，３８′ デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ 車輪、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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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、８７ 車速センサ、８８ モードスイッチ、８９ クルーズコントロールスイッチ、２００ ＣＶＴ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (8)

  1. 走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
    走行用の動力を出力可能な電動機と、
    前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
    運転者によるアクセル操作量を取得するアクセル操作量取得手段と、
    通常走行用の第１の運転モードと該第１の運転モードに比べてアクセル操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段と、
    所定のオートクルーズの実行を指示するためのオートクルーズ指示手段と、
    前記オートクルーズの実行が指示されていない場合には、前記取得されたアクセル操作量と前記実行用運転モードとして選択された前記第１または第２の運転モードに対応した前記駆動力設定制約とを用いて前記要求駆動力を設定すると共に、前記オートクルーズの実行が指示されている場合には、該オートクルーズに関連した所定の走行パラメータに基づく第１の仮要求駆動力と、前記取得されたアクセル操作量と前記第１の運転モードに対応した駆動力設定制約とを用いて設定される第２の仮要求駆動力とのうちの大きい方を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
    前記設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
    を備えるハイブリッド自動車。
  2. 請求項１に記載のハイブリッド自動車において、
    所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段を更に備え、
    前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を出力可能であるハイブリッド自動車。
  3. 前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力
    との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段である請求項２に記載のハイブリッド自動車。
  4. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含む請求項３に記載のハイブリッド自動車。
  5. 走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
    走行用の動力を出力可能な電動機と、
    前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
    運転者によるアクセル操作量を取得するアクセル操作量取得手段と、
    通常走行用の第１の運転モードと該第１の運転モードに比べてアクセル操作に対する動力の出力の応答性を高める傾向をもった第２の運転モードとの何れかを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段と、
    所定のオートクルーズの実行を指示するためのオートクルーズ指示手段と、
    前記オートクルーズの実行が指示されていない場合には、前記取得されたアクセル操作量と前記実行用運転モードとして選択された前記第１または第２の運転モードに対応した前記駆動力設定制約とを用いて前記要求駆動力を設定すると共に、前記オートクルーズの実行が指示されている場合には、前記実行用運転モードとして前記第２の運転モードが選択されているときに前記オートクルーズの実行が指示されてから前記アクセル操作の度合が所定度合以上となる間を除いて、前記オートクルーズに関連した所定の走行パラメータに基づく第１の仮要求駆動力と、前記取得されたアクセル操作量と前記第１の運転モードに対応した駆動力設定制約とを用いて設定される第２の仮要求駆動力とのうちの大きい方を前記要求駆動力として設定し、前記実行用運転モードとして前記第２の運転モードが選択されているときに前記オートクルーズの実行が指示されてから前記アクセル操作の度合が所定度合以上となる間、前記オートクルーズに関連した所定の走行パラメータに基づく第１の仮要求駆動力と、前記取得されたアクセル操作量と前記第２の運転モードに対応した駆動力設定制約とを用いて設定される第２の仮要求駆動力とのうちの大きい方を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
    前記設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
    を備えるハイブリッド自動車。
  6. 請求項５に記載のハイブリッド自動車において、
    所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段を更に備え、
    前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を出力可能であるハイブリッド自動車。
  7. 前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力
    との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段である請求項６に記載のハイブリッド自動車。
  8. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段とを含む請求項７に記載のハイブリッド自動車。
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