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JP4265564B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、発電可能な電動機により走行する車両およびその制御方法に関する。
従来、この種の車両としては、遊星歯車機構のサンギヤ，キャリア，リングギヤに発電機，エンジン，駆動輪に連結された駆動軸がそれぞれ接続されると共に駆動軸に電動機が接続されたハイブリッド自動車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、減速走行する際には、駆動輪からの回転を受けて電動機を回生制御することにより回生電力を発生させてバッテリを充電すると共にエンジンからの回転を受けて駆動する補機が必要とする回転数でエンジンが運転されるよう発電機を駆動している。
特開平１０−２９５００３号公報
ところで、エンジンからの動力を切替可能な変速段をもって変速する有段の自動変速機を備えるタイプの車両において、アクセルオフして走行しているときにシフト操作がなされたとき、自動変速機のギヤの切替によるエンジンの回転変動に基づくトルク変動が駆動輪側に一時的に作用し、その後、切替後の変速段に応じたエンジンの回転数に基づいてエンジンブレーキが駆動輪側に作用することにより減速走行が行なわれる。上述したハイブリッド自動車では、電動機を回生制御することにより駆動輪に減速トルクを作用させることができるから、アクセルオフして走行しているときのシフト操作に基づいて上述したエンジンブレーキと同様の減速トルクを作用させることもできる。しかしながら、有段の自動変速機を備えるタイプの車両におけるシフトフィーリングが考慮されないと、そのシフトフィーリングに慣れているユーザに対して違和感を与える場合がある。
本発明の車両およびその制御方法は、発電可能な電動機により走行する車両においてシフトフィーリングをより向上させることを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法は、発電可能な電動機により走行する車両において内燃機関からの動力を変速して出力する有段の自動変速機におけるシフトフィーリングと同様のシフトフィーリングを実現することを目的の一つとする。さらに、本発明の車両およびその制御方法は、高車速の領域における走行安定性を確保しつつシフトフィーリングをより向上させることを目的の一つとする。
本発明の車両およびその制御方法は、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。
本発明の車両は、
発電可能な電動機からの動力により走行する車両であって、
運転者がアクセルオフして走行しているとき、シフト位置に基づいて要求減速トルクを設定する要求減速トルク設定手段と、
運転者によりシフト位置が変更されていない非シフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御し、運転者によりシフト位置が変更されたシフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクにシフト位置変更時用のトルク変動を付加した減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
この本発明の車両では、運転者がアクセルオフして走行しているとき、シフト位置に基づいて要求減速トルクを設定し、運転者によりシフト位置が変更されていない非シフト位置変更時には設定された要求駆動力により車両が減速走行するよう電動機を制御し、運転者によりシフト位置が変更されたシフト位置変更時には設定された要求減速トルクにシフト位置変更時用のトルク変動を付加した減速トルクにより車両が減速走行するよう電動機を制御する。したがって、運転者がシフト位置を変更したときにトルク変動を作用させることにより節度感を持たせることができるから、シフトフィーリングをより向上させることができる。
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記シフト位置変更時には、前記変更されたシフト位置に基づいて前記シフト位置変更時用のトルク変動を変更して制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、シフトフィーリングを更に向上させることができる。ここで、「シフト位置変更時用のトルク変動」の変更には、トルク変動のピークを変更するものやトルク変動の勾配を変更するものが含まれる。この態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記シフト位置変更時としてシフト位置がダウンシフト側に変更されたとき、該ダウンシフト側に変更されたシフト位置がシフト段として小さいほど大きくなる傾向に前記シフト位置変更時用のトルク変動を変更して制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関からの動力を変速して出力する有段の自動変速機におけるダウンシフト時のシフトフィーリングと同様のシフトフィーリングを持たせることもできる。
また、本発明の車両において、車速を検出する車速検出手段を備え、前記要求減速トルク設定手段は、前記検出された車速に基づいて前記要求減速トルクを設定する手段であり、前記制御手段は、前記シフト位置変更時には、前記設定された要求減速トルクに付加する前記シフト位置変更時用のトルク変動を前記検出された車速に基づいて変更して制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車速を考慮してトルク変動を付加するからシフトフィーリングを更に向上させることができる。ここで、「シフト位置変更時用のトルク変動」の変更には、トルク変動のピークを変更するものやトルク変動の勾配を変更するものが含まれる。この態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記シフト位置変更時としてシフト位置がダウンシフト側に変更されたとき、前記検出された車速が低いほど大きくなる傾向（車速が高いほど小さくなる傾向）に前記シフト位置変更時用のトルク変動を変更して制御する手段であるものとすることもできる。或いは、前記制御手段は、前記シフト位置変更時としてシフト位置がダウンシフト側に変更されたとき、前記検出された車速が高いほど勾配が緩やかになる傾向に前記シフト位置変更時用のトルク変動を変更して制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、高車速の領域でトルク変動を付加して減速走行する際の走行安定性を確保することができる。
さらに、本発明の車両において、前記制御手段は、シフト位置が変更されてから所定時間経過するまでに亘って前記シフト位置変更時として制御する手段であるものとすることもできる。
所定時間経過するまでに亘ってシフト位置変更時として制御する態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記変更されたシフト位置に基づいて前記所定時間を変更して制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、変更されたシフト位置を考慮してシフト位置変更時用のトルク変動を付加する時間を変更するから、シフトフィーリングを更に向上させることができる。この態様の本発明の車両において、前記制御手段は、シフト位置がダウンシフト側に変更されたとき、該ダウンシフト側に変更されたシフト位置がシフト段として小さいほど長い時間となる傾向に前記所定時間を変更して制御する手段であるものとすることもできる。
また、所定時間経過するまでに亘ってシフト位置変更時として制御する態様の本発明の車両において、車速を検出する車速検出手段を備え、前記要求減速トルク設定手段は、前記検出された車速に基づいて前記要求減速トルクを設定する手段であり、前記制御手段は、前記検出された車速に基づいて前記所定時間を変更して制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車速を考慮してシフト位置変更時用のトルク変動を付加する時間を変更するから、シフトフィーリングを更に向上させることができる。この態様の本発明の車両において、前記制御手段は、シフト位置がダウンシフト側に変更されたとき、前記検出された車速が高いほど長い時間となる傾向に前記所定時間を変更して制御する手段であるものとすることもできる。
本発明の車両において、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により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可能な電力動力入出力手段と、を備え、前記制御手段は、車両が減速走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関の回転抵抗による減速トルクと前記電動機の回生制御による減速トルクとにより車両が減速走行するよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と該電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。これらの場合、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の回転軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力させる３軸式の動力入出力手段と、前記第３の回転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することもできるし、前記電力動力入出力手段は、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、該第１の回転子と該第２の回転子の電磁的な作用による電力の入出力により前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な対回転子電動機であるものとすることもできる。
本発明の車両の制御方法は、
発電可能な電動機からの動力により走行する車両の制御方法であって、
（ａ）運転者がアクセルオフして走行しているとき、シフト位置に基づいて要求減速トルクを設定し、
（ｂ）運転者によりシフト位置が変更されていない非シフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御し、運転者によりシフト位置が変更されたシフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクにシフト位置変更時用のトルク変動を付加した減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御する
ことを要旨とする。
この本発明の車両の制御方法によれば、運転者がアクセルオフして走行しているとき、シフト位置に基づいて要求減速トルクを設定し、運転者によりシフト位置が変更されていない非シフト位置変更時には設定された要求駆動力により車両が減速走行するよう電動機を制御し、運転者によりシフト位置が変更されたシフト位置変更時には設定された要求減速トルクにシフト位置変更時用のトルク変動を付加した減速トルクにより車両が減速走行するよう電動機を制御する。したがって、運転者がシフト位置を変更したときにトルク変動を作用させることにより節度感を持たせることができるから、シフトフィーリングをより向上させることができる。
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、本発明の一実施形態としての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、車両の駆動系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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、走行中にアクセルペダル８３がオフされたとき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により実行されるアクセルオフ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。このルーチンは、アクセルオフされているときに所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
アクセルオフ時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、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２などのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子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。
こうしてデータを入力すると、入力したシフトポジションＳＰ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＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、実施例では、シフトポジションＳＰと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め求めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、シフトポジションＳＰと車速Ｖとが与えられるとマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出することにより設定するものとした。要求トルク設定用マップの一例を図３に示す。なお、要求トルクＴｒ＊は、加速側が正で減速側が負となるよう正負を定めた。図中「Ｄ」のラインはシフトポジションＳＰがＤ（ドライブ）レンジにあるときの車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を示し、図中「Ｂ１〜Ｂ５」の各ラインはシフトポジションＳＰがＢ（ブレーキ）レンジにあるときの車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を示す。Ｂレンジは、実施例では、５段のいわゆるシーケンシャルシフトとして設定されており、図示するように、シフト段が小さいほど要求トルクＴｒ＊が小さくなるよう（減速トルクが大きくなるよう）に車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を定めた。
次に、シフトポジションＳＰを調べる（ステップＳ１２０）。シフトポジションＳＰがＤ（ドライブ）レンジのときには、エンジン２２の運転を停止させた状態で走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１３０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１４０）。
一方、シフトポジションＳＰがＢ（ブレーキ）レンジと判定されると、フラグＦの値を調べる（ステップＳ１５０）。フラグＦは、初期値として値０が設定されており、後述するステップＳ１７０の処理で値１が設定されるものである。いま、本ルーチンが実行された直後を考えているから、フラグＦは値０に設定されている。従って、フラグＦは値０と判定されて、シフトポジションＳＰがＤレンジからＢレンジに変更されたか否か或いはシフトポジションＳＰがＢレンジでダウンシフト（例えば、「Ｂ４」から「Ｂ３」に変更）されたか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ここで、シフトポジションＳＰがＤレンジからＢレンジに変更されたか否かやシフトポジションＳＰがＢレンジでダウンシフトされたか否かは、入力したシフトポジションＳＰの今回値と前回値とを比較することにより判定することができる。シフトポジションＳＰがＤレンジからＢレンジに変更されたりＢレンジでダウンシフトされたと判定されたときには、フラグＦに値１を設定すると共にタイマＴをスタートさせて（ステップＳ１７０）、シフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいて要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を設定し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１１０で設定した要求トルクＴｒ＊にタイマＴの経過時間に基づく要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を付加することにより要求トルクＴｒ＊を設定し直す（ステップＳ１９０）。ここで、要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）は、実施例では、シフトポジションＳＰと車速Ｖと要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）との関係を予め求めて要求トルク補正値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、シフトポジションＳＰと車速Ｖとが与えられるとマップから対応する要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図４に示す。要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）は、図示するように、所定時間ΔＴを経過するまではタイマＴの時間経過と共に「山形」を上下逆さにした軌跡で変化し、その変化の大きさ（トルク変動の大きさ即ち要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）のピークや勾配の大きさ）としてはＢレンジにおけるシフト段が小さいほど且つ車速Ｖが低いほど大きくなるよう（車速Ｖが高いほど小さくなるよう）要求トルク補正値設定用マップを作成した。いま、エンジンからの動力を変速して出力する有段の自動変速機を備えるタイプの自動車においてアクセルオフして減速走行している状態を考える。この状態でダウンシフトがなされたとき、その直後はエンジンの回転変動に伴って一時的にトルク変動が駆動輪側に作用し、その後、エンジンの回転数に基づいてエンジンブレーキが駆動輪側に作用する。要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）は、こうしたダウンシフト操作がなされた直後の一時的なトルク変動を実現するためのものであり、これにより、上述した有段の自動変速機を備えるタイプの自動車におけるシフトフィーリングと同様のフィーリングを持たせているのである。図４の要求トルク補正値設定用マップとして車速Ｖが高いほどトルク変動が小さくなる傾向に即ちピークの絶対値が小さく勾配が緩やかになる傾向に要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）が設定されるよう定めているのは、図３の要求トルク設定用マップでは車速Ｖが高いほど小さくなるよう（絶対値が大きくなるよう）に要求トルクＴｒ＊が設定されるからこの要求トルクＴｒ＊にピークの絶対値が大きく勾配が急な要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を付加すると、過剰な減速トルクがリングギヤ軸３２ａに作用し、路面の状態（低μ路）によっては車両の挙動が不安定となる場合があることに基づく。なお、ステップＳ１６０でシフトポジションＳＰがＤレンジからＢレンジに変更されておらず且つＢレンジでダウンシフトされてもいないと判定されたときには、そのまま次の処理に進む。
そして、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものに係数ｋ（例えば、０．５）を乗じることによりエンジン２２の目標フリクションパワーＰｅ＊を設定すると共に（ステップＳ２２０）、設定した目標フリクションパワーＰｅ＊を満たすエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ２３０）。ここで、目標回転数Ｎｅ＊は、実施例では、目標フリクションパワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との関係を予め求めて図示しないマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、目標フリクションパワーＰｅ＊が与えられるとマップから対応する目標回転数Ｎｅ＊を導出することにより設定するものとした。
目標回転数Ｎｅ＊を設定すると、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（＝サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とに基づいて次式（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とに基づいて次式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２４０）。動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルク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（リングギヤ軸３２ａ）の回転数Ｎｒ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Ｎｒとエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（１）により計算することができる。したがって、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で回転するようトルク指令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。ここで、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「ＫＰ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ＫＩ」は積分項のゲインである。なお、図５におけるＲ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を燃料カットすると共にモータＭＧ１によりエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で定常運転したときにエンジン２２から出力されるフリクショントルクＴｅ＊（＝Ｐｅ＊／Ｎｅ＊）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＊がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。
Nm1*=(Ne*・(1+ρ)−Nm2/Gr)/ρ …（１）
Tm1*=前回Tm1*＋KP（Nm1*-Nm1)＋KI∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）
ステップＳ１４０やステップＳ２４０でモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、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とに基づいて次式（３）により要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに作用させるためにモータＭＧ２から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２５０）。ここで、式（３）は、図５におけるＲ軸上のトルクの関係から導き出すことができる。
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（３）
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。燃料カット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、燃料カットでエンジン２２を制御し、トルク指令Ｔｍ１＊，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。
その後、このアクセルオフ時駆動制御ルーチンが繰り返されてステップＳ１５０でフラグＦが値１と判定されると、タイマＴをスタートさせてから所定時間ΔＴが経過したか否かを判定し（ステップＳ２００）、所定時間ΔＴが経過していないと判定されたときには、図４の要求トルク補正値設定用マップに示すようにタイマＴの経過時間に基づく要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）をステップＳ１１０で設定した要求トルクＴｒ＊に付加して要求トルクＴｒ＊を設定し直して（ステップＳ１９０）、ステップＳ２２０以降の処理を行ない、所定時間ΔＴが経過したと判定されたときには、要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）による要求トルクＴｒ＊の再設定は行なうことなく、フラグＦを値０に設定すると共にタイマＴを値０にリセットして（ステップＳ２１０）、ステップＳ２２０以降の処理を行なう。
図６に、アクセルオフして走行しているときのシフトポジションＳＰと要求トルクＴｒ＊の時間変化の様子を示す説明図である。図示するように、アクセルオフして走行しているときに時刻ｔ１にシフトポジションＳＰが「Ｂ４」のレンジから「Ｂ３」のレンジにダウンシフトされたとき、ダウンシフトされてから所定時間ΔＴ経過後の時刻ｔ２までは、ダウンシフトしたシフト段が小さいほど且つ車速Ｖが低いほど大きなトルク変動が得られるように要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を付加してリングギヤ軸３２ａに要求される要求トルクＴｒ＊を設定し直す。これにより、エンジンからの動力を変速して出力する有段の自動変速機を備えるタイプの自動車においてダウンシフトする際のエンジンの回転変動に基づいて一時的に駆動軸に作用するトルク変動と同様のトルク変動を作用させることができるから、これと同様のシフトフィーリングを持たせることができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセルオフして走行しているときにシフトポジションＳＰがＤレンジからＢレンジに変更されたりＢレンジでダウンシフトされたときには、シフトポジションＳＰ（Ｂレンジにおけるシフト段）と車速Ｖとに基づいて要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を設定し、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＊に要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を付加して要求トルクＴｒ＊を設定し直し、この要求トルクＴｒ＊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を制御するから、エンジンからの動力を変速して出力する有段の自動変速機を備えるタイプの自動車においてダウンシフトされた際のシフトフィーリングと同様のシフトフィーリングを持たせることができる。この結果、シフトフィーリングをより向上させることができる。しかも、車速Ｖが高いほどトルク変動が小さくなる傾向に要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を設定するから、高車速の領域で要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を付加した要求トルクＴｒ＊で減速走行する際に車両の挙動が不安定となるのを抑制することができる。この結果、高速走行時の走行安定性を確保しつつシフトフィーリングをより向上することができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフして走行しているときにシフトポジションＳＰがＢレンジでダウンシフトされたときに要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を付加して要求トルクＴｒ＊を再設定するものとしたが、Ｂレンジでアップシフトされたときにも要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を付加して要求トルクＴｒ＊を再設定するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフして走行しているときにシフトポジションＳＰがＤレンジからＢレンジに変更されたときやＢレンジでダウンシフトされたときには、Ｂレンジにおけるシフト段が小さいほど且つ車速Ｖが低いほどトルク変動が大きくなる傾向に要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を設定するものとしたが、これに限られず、図７に例示するように車速Ｖが高いほどトルク変動が大きくなる傾向に要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を設定するものとしてもよいし、図８に例示するように車速Ｖが所定車速（例えば、時速７０ｋｍや時速８０ｋｍなど）のときをピークとしてそこから高低するほどトルク変動が小さくなる傾向に要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を設定するものとしてもよいし、車速Ｖに拘わらずＢレンジにおけるシフト段だけに基づいて要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を設定するものとしてもよい。こうすれば、各車両の特性に応じたシフトフィーリングを持たせることができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフして走行しているときにシフトポジションＳＰがＤレンジからＢレンジに変更されたときやＢレンジでダウンシフトされたときには、Ｂレンジにおけるシフト段や車速Ｖに拘わらず一律の所定時間ΔＴが経過するまで要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を付加して要求トルクＴｒ＊を設定し直すものとしたが、この所定時間ΔＴをＢレンジにおけるシフト段や車速Ｖに基づいて変更するものとしてもよい。この場合、図２のアクセルオフ時駆動制御ルーチンのステップＳ１８０で図４に例示する要求トルク補正値設定用マップに代えて図９や図１０に例示する要求トルク補正値設定用マップにより要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を設定するものとすればよい。これにより、シフトフィーリングを更に向上させることができる。なお、図９の例では、Ｂレンジにおけるシフト段が小さいほど且つ車速Ｖが高いほど長時間の所定時間ΔＴとなる傾向に要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を設定するものとし、図１０の例では、Ｂレンジにおけるシフト段が小さいほど且つ車速Ｖが低いほど長時間の所定時間ΔＴとなるよう要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を設定するものとした。勿論、これに限られず、Ｂレンジにおけるシフト段や車速Ｖの両方または一方だけに基づいて種々の所定時間ΔＴを設定するものとしてもよい。なお、所定時間ΔＴを変更する場合、要求トルク補正値（Ｔ）のトルク変動の大きさは車速ＶやシフトポジションＳＰに拘わらず一定とするものとしても構わない。
上述した図９の要求トルク補正値設定用マップの例では、所定時間ΔＴの長短の調整により車速Ｖが高いほどピークの絶対値が小さく勾配が緩やかになる傾向に要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）が設定されるよう要求トルク補正値設定用マップを定めるものとしたが、所定時間ΔＴの長短の調整を伴って車速Ｖが高いほどピークの絶対値は大きく勾配は緩やかになる傾向に要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）が設定されるよう要求トルク補正値設定用マップを定めるものとしてもよいし、ピークの絶対値は一定で勾配は緩やかになる傾向に要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）が設定されるよう要求トルク補正値設定用マップを定めるものとしてもよい。前者の場合の要求トルク補正値設定用マップの一例を図１１に示す。これらの場合でも、高車速の領域で要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）により要求トルクＴｒ＊が急激に変化するのを抑制できるから、高車速の領域で要求トルク補正値Ｔα（Ｔ）を付加した要求トルクＴｒ＊で減速走行する際に車両の挙動が不安定となるのを抑制することができる。図１２に、アクセルオフして走行しているときにシフトレバー８１が「Ｂ４」から「Ｂ３」にダウンシフト操作されたときに図１１の要求トルク補正値設定用マップに基づいて得られる要求トルクＴｒ＊の時間変化の様子の一例を示す。
実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰがＢレンジにあるときには、要求トルクＴｒ＊をエンジン２２のフリクションによる減速トルクとモータＭＧ２の回生制御による減速トルクとにより賄うものとしたが、要求トルクＴｒ＊をモータＭＧ２の回生制御による減速トルクだけで賄うものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとしてブレーキ（Ｂ）レンジを備えるものとしたが、Ｂレンジの代わりに又はＢレンジに加えて、エンジン２２が自立運転するようエンジン２２を運転制御すると共にモータＭＧ１からトルクが出力されないようモータＭＧ１を駆動制御し、モータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割った値をトルク指令Ｔｍ２＊に設定してモータＭＧ２を回生制御するスポーツ（Ｓ）レンジを備えるものとしてもよい。
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１３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１３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し、図１４の変形例のハイブリッド自動車１２０Ｂに例示するように、モータＭＧ２を駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に接続すると共にモータＭＧ３を車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸に接続するものとしてもよい。
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１５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。
この他、こうしたエンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車に限られず、モータのみを備えエンジンを備えない電気自動車に適用することも可能である。
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。
本発明は、自動車産業に利用可能である。
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。 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により実行されるアクセルオフ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。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 要求トルク補正値設定用マップの一例を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図である。 アクセルオフして走行しているときのシフトポジションＳＰと要求トルクＴｒ＊の時間変化の様子を示す説明図である。 変形例の要求トルク補正値設定用マップを示す説明図である。 変形例の要求トルク補正値設定用マップを示す説明図である。 変形例の要求トルク補正値設定用マップを示す説明図である。 変形例の要求トルク補正値設定用マップを示す説明図である。 変形例の要求トルク補正値設定用マップを示す説明図である。 アクセルオフして走行しているときにシフトレバー８１が「Ｂ４」から「Ｂ３」にダウンシフト操作されたときに図１１の要求トルク補正値設定用マップに基づいて得られる要求トルクＴｒ＊の時間変化の様子の一例を示す説明図である。 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。 変形例のハイブリッド自動車１２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。 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
２０，１２０，１２０Ｂ，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 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 駆動輪，６４ａ，６４ｂ 車輪、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。

Claims (15)

  1. 発電可能な電動機からの動力により走行する車両であって、
    運転者がアクセルオフして走行しているとき、シフト位置に基づいて要求減速トルクを設定する要求減速トルク設定手段と、
    運転者によりシフト位置が変更されていない非シフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御し、運転者によりシフト位置がダウンシフト側に変更されたシフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクに前記変更されたシフト位置がシフト段として小さいほど大きくなる傾向のシフト位置変更時用のトルク変動を付加した減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御する制御手段と
    を備える車両。
  2. 発電可能な電動機からの動力により走行する車両であって、
    車速を検出する車速検出手段と
    運転者がアクセルオフして走行しているとき、前記検出された車速とシフト位置とに基づいて要求減速トルクを設定する要求減速トルク設定手段と、
    運転者によりシフト位置が変更されていない非シフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御し、運転者によりシフト位置が変更されたシフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクに前記検出された車速が低いほど大きくなる傾向のシフト位置変更時用のトルク変動を付加した減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御する制御手段と
    を備える車両。
  3. 前記制御手段は、前記シフト位置変更時には、前記検出された車速が高いほど勾配が緩やかになる傾向に前記シフト位置変更時用のトルク変動を変更して制御する手段である請求項２記載の車両。
  4. 前記制御手段は、前記シフト位置変更時には、更に該ダウンシフト側に変更されたシフト位置がシフト段として小さいほど大きくなる傾向に前記シフト位置変更時用のトルク変動を変更して制御する手段である請求項２または３記載の車両。
  5. 前記制御手段は、シフト位置が変更されてから所定時間経過するまでに亘って前記シフト位置変更時として制御する手段である請求項１ないし４いずれか１項に記載の車両。
  6. 前記制御手段は、前記変更されたシフト位置に基づいて前記所定時間を変更して制御する手段である請求項５記載の車両。
  7. 前記制御手段は、前記ダウンシフト側に変更されたシフト位置がシフト段として小さいほど長い時間となる傾向に前記所定時間を変更して制御する手段である請求項６記載の車両。
  8. 請求項５ないし７いずれか１項に記載の車両であって、
    車速を検出する車速検出手段を備え、
    前記要求減速トルク設定手段は、前記検出された車速に基づいて前記要求減速トルクを
    設定する手段であり、
    前記制御手段は、前記検出された車速に基づいて前記所定時間を変更して制御する手段である
    車両。
  9. 前記制御手段は、シフト位置がダウンシフト側に変更されたとき、前記検出された車速が高いほど長い時間となる傾向に前記所定時間を変更して制御する手段である請求項８記載の車両。
  10. 請求項１ないし９いずれか１項に記載の車両であって、
    内燃機関と、
    該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により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可能な電力動力入出力手段と、を備え、
    前記制御手段は、車両が減速走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である
    車両。
  11. 前記制御手段は、前記内燃機関の回転抵抗による減速トルクと前記電動機の回生制御による減速トルクとにより車両が減速走行するよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と該電動機とを制御する手段である請求項１０記載の車両。
  12. 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の回転軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力させる３軸式の動力入出力手段と、前記第３の回転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１０または１１記載の車両。
  13. 前記電力動力入出力手段は、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、該第１の回転子と該第２の回転子の電磁的な作用による電力の入出力により前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な対回転子電動機である請求項１０または１１記載の車両。
  14. 発電可能な電動機からの動力により走行する車両の制御方法であって、
    （ａ）運転者がアクセルオフして走行しているとき、シフト位置に基づいて要求減速トルクを設定し、
    （ｂ）運転者によりシフト位置が変更されていない非シフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御し、運転者によりシフト位置がダウンシフト側に変更されたシフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクに前記変更されたシフト位置がシフト段として小さいほど大きくなる傾向のシフト位置変更時用のトルク変動を付加した減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御する
    車両の制御方法。
  15. 発電可能な電動機からの動力により走行する車両の制御方法であって、
    （ａ）運転者がアクセルオフして走行しているとき、車速とシフト位置とに基づいて要求減速トルクを設定し、
    （ｂ）運転者によりシフト位置が変更されていない非シフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御し、運転者によりシフト位置が変更されたシフト位置変更時には前記設定された要求減速トルクに車速が低いほど大きくなる傾向のシフト位置変更時用のトルク変動を付加した減速トルクにより車両が減速走行するよう前記電動機を制御する
    車両の制御方法。
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