JP6512173B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、エンジンやモータなどの駆動力源の出力側と駆動輪との間に有段変速機が設けられた自動車において、前後方向の加速度と左右方向の加速度とに基づいてパラメータ（指標）を求め、そのパラメータに基づいて各アクチュエータの制御量を求め、その制御量に基づいて各アクチュエータを制御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、こうした制御により、運転嗜好をより反映した走行特性としている。

また、３つの回転要素にエンジンと第１モータと第２モータとが接続された遊星歯車機構における第２モータが接続された回転要素が有段変速機を介して車輪に連結された駆動軸に接続されているハイブリッド自動車も提案されている（例えば、特許文献２参照）。このハイブリッド自動車では、基本的には以下のように駆動制御される。まず、運転者によるアクセルペダルの操作量と車速とに基づいて要求駆動力を設定し、要求駆動力に駆動軸の回転数を乗じてエンジン２２から出力すべき要求パワーを算出する。次に、要求パワーと燃費が最適となるエンジンの動作ライン（燃費最適動作ライン）とに基づいてエンジンの目標回転数を設定する。そして、エンジンが目標回転数で回転して要求パワーが出力されると共に要求駆動力が駆動軸に出力されて走行するようにエンジンと第１モータと第２モータと有段変速機とを制御する。

特開２０１２−４６１４８号公報 特開２０１４−１４４６５９号公報

上述の後者のハード構成のハイブリッド自動車において、前者の自動車と同様のパラメータ（指標）を用いて変速段を設定する場合、運転環境（路面勾配）を十分に反映していない変速段となることがある。こうした課題は、有段変速機を備えないタイプのハイブリッド自動車において、仮想的な変速段を設定する場合についても同様である。

本発明のハイブリッド自動車は、運転環境（路面勾配）と運転嗜好とをより反映した変速段とすることを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、第１モータと、前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、運転者のアクセル操作量と車速とに基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定すると共に前記要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記車速と変速段とに基づいて前記エンジンの目標回転数を設定し、前記目標回転数で前記エンジンを運転したときに前記エンジンから出力される上限パワーが前記駆動軸に出力されたときの駆動力としての上限駆動力を設定し、前記上限駆動力と前記要求駆動力とのうち小さい方の駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記目標回転数で前記エンジンが回転するよう前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御し、
前記制御装置は、路面勾配が勾配閾値を超えているときには前記路面勾配が前記勾配閾値を超えていないときに比して低速段になるように上限変速段を設定し、前記上限変速段以下の範囲内で前記変速段を設定し、
前記制御装置は、車両の前後方向の加速度と左右方向の加速度とに基づいて運転者の運転嗜好に関するパラメータを演算し、前記パラメータに基づいて前記勾配閾値を設定する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、車速と変速段とに基づいてエンジンの目標回転数を設定し、目標回転数でエンジンを運転したときにエンジンから出力される上限パワーが駆動軸に出力されたときの駆動力としての上限駆動力を設定し、上限駆動力と要求駆動力とのうち小さい方の駆動力が駆動軸に出力されると共に目標回転数でエンジンが回転するようエンジンと第１モータと第２モータとを制御する。これにより、運転者がアクセルペダルを踏み込んだときでも、エンジン回転数を車速と変速段とに応じた回転数とすることができ、車速の増加に先立ってエンジン回転数が急増するものに比して運転感覚として違和感を与えるのを抑制することができる。また、変速段が変更（変速）されたときに運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。そして、路面勾配が勾配閾値を超えているときには路面勾配が勾配閾値を超えていないときに比して低速段になるように上限変速段を設定し、その上限変速段以下の範囲内で変速段を設定する。この際には、車両の前後方向の加速度と左右方向の加速度とに基づいて運転者の運転嗜好に関するパラメータを演算し、パラメータに基づいて勾配閾値を設定する。これにより、パラメータに基づく勾配閾値が小さいほど、路面勾配が勾配閾値を超えやすく、上限変速段が低速段になりやすく、変速段が低速段になりやすい。この結果、運転環境（路面勾配）と運転嗜好とをより反映した変速段とすることができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記アクセル操作量および前記車速に基づく仮変速段と前記上限変速段とのうちの小さい方を前記変速段として設定するものとしてもよい。こうすれば、アクセル操作量と車速とに基づく（自動変速による）仮変速段を上限変速段で上限ガードして変速段を設定することができる。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記路面勾配が前記勾配閾値を超えているときにおいて、前記路面勾配と前記勾配閾値との差分が大きいときには小さいときに比して前記上限変速段をより小さくするものとしてもよい。こうすれば、路面勾配と閾値との差分に応じた変速段とすることができる。

さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記パラメータが第１閾値よりも大きい状態が第１所定時間に亘って継続したときに前記勾配閾値を小さくし、前記パラメータが前記第１閾値よりも小さい第２閾値未満で且つ前記アクセル操作量が所定操作量未満の状態が第２所定時間に亘って継続したときに前記勾配閾値を大きくするものとしてもよい。こうすれば、パラメータの極短時間における変動によって勾配閾値が切り替わるのを抑制することができる。この結果、勾配閾値が頻繁に切り替わるのを抑制することができる。

加えて、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記前後方向の加速度の二乗と前記左右方向の加速度の二乗との和の平方根として瞬時値を演算し、前記瞬時値の増加に対する追従性を該瞬時値の減少に対する追従性に比して高くして前記パラメータを演算するものとしてもよい。こうすれば、瞬時値に基づいてパラメータを演算することができる。

本発明のハイブリッド自動車において、前記変速段は、仮想的な変速段であるものとしてもよい。また、前記駆動軸と前記遊星歯車機構との間に取り付けられた有段変速機を有し、前記変速段は、前記有段変速機の変速段または前記有段変速機の変速段に仮想的な変速段を加味した変速段であるものとしてもよい。ここで、「有段変速機の変速段に仮想的な変速段を加味した変速段」としては、例えば、２段変速の有段変速機の各変速段に対して２速段の仮想的な変速段を加味すれば合計４段の変速段となり、３段変速の有段変速機の各変速段に対して２速段の仮想的な変速段を加味すれば合計６段の変速段となるように、有段変速段の変速段と仮想的な変速段とを組み合わせたものを意味する。こうすれば、所望の段数の変速段を用いることができる。

本発明の第１実施例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。 運転感覚優先モードでＤポジションのときにＨＶＥＣＵ７０により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 アクセル要求駆動力設定用マップの一例を示す説明図である。 充放電要求パワー設定マップの一例を示す説明図である。 燃費最適エンジン回転数設定用マップの一例を示す説明図である。 目標エンジン回転数設定用マップの一例を示す説明図である。 上限エンジンパワー設定用マップの一例を示す説明図である。 変速段設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変速線図の一例を示す説明図である。 瞬時ＳＰＩおよび指示ＳＰＩの一例を示す説明図である。 登坂路を走行するときの様子の一例を示す説明図である。 第２実施例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す説明図である。 第２実施例で用いる変速線図の一例である。 第２実施例で運転感覚優先モードでＤポジションのときにＨＶＥＣＵ７０により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第２実施例の変速段設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施例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。第１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、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒや、スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨなどを挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動制御信号や、燃料噴射弁への駆動制御信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動制御信号などを挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってエンジン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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、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からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流などを挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０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の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ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は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂと蓄電割合ＳＯＣとに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを演算している。出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０から放電してもよい最大許容電力である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、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などを挙げることができる。また、車速センサ８８からの車速Ｖや、モード切替スイッチ９０からのモード切替制御信号、路面の勾配を検出する勾配センサ９１からの路面勾配θｇ、車両の前後方向および左右方向の加速度を検出する加速度センサ９２からの前後加速度Ｇｘおよび左右加速度Ｇｙなども挙げることもできる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，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。

ここで、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）、後進ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進ポジション（Ｄポジション）、マニュアルポジション（Ｍポジション）などがある。そして、マニュアルポジション（Ｍポジション）には、アップシフトポジション（＋ポジション）とダウンシフトポジション（−ポジション）とが併設されている。シフトポジションＳＰがマニュアルポジション（Ｍポジション）とされると、エンジン２２が仮想的な６速変速の自動変速機を介して駆動軸３６に接続されているように駆動制御される。モード切替スイッチ９０は、若干の燃費の悪化は伴うが運転者の運転感覚（ドライバビリティ・ドライブフィーリング）を優先する運転感覚優先モードと燃費を優先する通常運転モードとを含む走行モードを選択するスイッチである。通常運転モードが選択されると、シフトポジションＳＰが前進ポジション（Ｄポジション）のときには、静観性と燃費とが両立するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが駆動制御される。運転感覚優先モードが選択されると、シフトポジションＳＰが前進ポジション（Ｄポジション）のときでも、エンジン２２が仮想的な６速変速の自動変速機を介して駆動軸３６に接続されているように駆動制御される。

こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードと電動走行（ＥＶ走行）モードとを含む複数の走行モードの何れかで走行する。ここで、ＨＶ走行モードは、エンジン２２を運転しながら、エンジン２２からの動力とモータＭＧ１，ＭＧ２からの動力とを用いて走行するモードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転せずに、モータＭＧ２からの動力によって走行するモードである。

次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特にモード切替スイッチ９０により運転感覚優先モードが選択されたときの動作について説明する。図２は、運転感覚優先モードが選択されてシフトポジションＳＰが前進ポジション（Ｄポジション）のときにＨＶＥＣＵ７０により実行されるドラビリ優先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（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンを用いて運転感覚優先モードでＤポジションのときの駆動制御を説明する前に、説明の容易のために、通常モードでＤポジションのときの駆動制御（ＨＶ走行モードのときの駆動制御）について説明する。

通常運転モードでは、ＨＶ走行モードで走行するときには、ＨＶＥＣＵ７０により以下のように駆動制御される。ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）アクセル要求駆動力Ｔｄａを求め、アクセル要求駆動力Ｔｄａを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定する。アクセル要求駆動力Ｔｄａは、例えば、図３に例示するアクセル要求駆動力設定用マップから求めることができる。続いて、設定した実行用駆動力Ｔｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じて走行に要求される走行要求パワーＰｅｄｒｖを計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｄとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に換算係数ｋｍを乗じて得られる回転数や，車速Ｖに換算係数ｋｖを乗じて得られる回転数などを用いることができる。そして、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊に近づくようにバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を設定し、次式（１）に示すように、走行要求パワーＰｅｄｒｖからバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じて目標エンジンパワーＰｅ＊を計算する。充放電要求パワーＰｂ＊は、例えば、図４に例示する充放電要求パワー設定マップにより設定される。この充放電要求パワー設定マップでは、目標割合ＳＯＣ＊を中心とする値Ｓ１から値Ｓ２までの不感帯が設けられており、充放電要求パワーＰｂ＊は、蓄電割合ＳＯＣが不感帯の上限の値Ｓ２より大きいときに放電用のパワー（正の値のパワー）が設定され、蓄電割合ＳＯＣが不感帯の下限の値Ｓ１より小さいときに充電用のパワー（負の値のパワー）が設定される。

Pe*=Pedrv-Pb* (1)

次に、目標エンジンパワーＰｅ＊と燃費最適エンジン回転数設定用マップとを用いて燃費最適エンジン回転数Ｎｅｆｃを求め、この燃費最適エンジン回転数Ｎｅｆｃを目標エンジン回転数Ｎｅ＊として設定する。燃費最適エンジン回転数設定用マップの一例を図５に示す。燃費最適エンジン回転数設定用マップは、目標エンジンパワーＰｅ＊に対してエンジン２２を効率よく動作させることができる回転数として実験などにより定められる。燃費最適エンジン回転数Ｎｅｆｃは、基本的に、目標エンジンパワーＰｅ＊が大きくなると大きくなるから、目標エンジン回転数Ｎｅ＊も目標エンジンパワーＰｅ＊が大きくなると大きくなる。続いて、次式（２）に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅ，目標エンジン回転数Ｎｅ＊，目標エンジンパワーＰｅ＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する。式（２）は、エンジン２２を目標エンジン回転数Ｎｅ＊で回転させるための回転数フィードバック制御の関係式である。式（２）において、右辺第１項は、フィードフォワード項であり、右辺第２項，第３項は、フィードバック項の比例項，積分項である。右辺第１項は、エンジン２２から出力されてプラネタリギヤ３０を介してモータＭＧ１の回転軸に作用するトルクをモータＭＧ１によって受け止めるためのトルクである。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。エンジン２２が略定常状態のとき（目標エンジン回転数Ｎｅ＊および目標エンジンパワーＰｅ＊が略一定のとき）を考えれば、目標エンジンパワーＰｅ＊が大きいほど、式（２）の右辺第１項が小さくなり（絶対値としては大きくなり）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が小さくなり（負側に大きくなり）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の電力（電力を消費するときが正の値）が小さくなる（発電電力としては大きくなる）ことが分かる。

Tm1*=−(Pe*/Ne*)・[ρ/(1+ρ)]+kp・(Ne*-Ne)+ki・∫(Ne*-Ne)dt (2)

次に、次式（３）に示すように、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにモータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を実行用駆動力Ｔｄ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。なお、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから式（４）で得られるトルク制限Ｔｍ２ｍａｘで制限される。トルク制限Ｔｍ２ｍａｘは、式（４）に示すように、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の電力をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから減じてこれをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除して得られる。

Tm2*=Td*+Tm1*/ρ (3)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)

こうして目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。

エンジンＥＣＵ２４は、目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊を受信すると、受信した目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊に基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御，燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＨＶ走行モードでは、目標エンジンパワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満に至ったときに、エンジン２２の停止条件が成立したと判断し、エンジン２２の運転を停止してＥＶ走行モードに移行する。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様に実行用駆動力Ｔｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し、ＨＶ走行モードと同様にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、上述のようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

このＥＶ走行モードでは、ＨＶ走行モードと同様に計算した目標エンジンパワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上に至ったときに、エンジン２２の始動条件が成立したと判断し、エンジン２２を始動してＨＶ走行に移行する。

次に、図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンを用いて運転感覚優先モードでＤポジションのときの駆動制御を説明する。ドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０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、エンジン２２の回転数Ｎｅ、変速段Ｍを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力することができる。変速段Ｍは、後述の変速段設定ルーチンにより設定されたものを入力することができる。

続いて、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図３のアクセル要求駆動力設定用マップとを用いてアクセル要求駆動力Ｔｄａを設定し（ステップＳ１１０）、車速Ｖと変速段Ｍと目標エンジン回転数設定用マップとを用いて目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。図６に目標エンジン回転数設定用マップの一例を示す。図示するように、各変速段毎に車速Ｖに対してリニアな関係として、且つ、変速段が高速段であるほど車速Ｖに対する傾きが低速段になるように目標エンジン回転数Ｎｅ＊が設定される。このように目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定する（この目標エンジン回転数Ｎｅ＊でエンジン２２を回転させる）ことにより、各変速段で車速Ｖが大きくなるにつれてエンジン２２の回転数Ｎｅを大きくしたり、アップシフトする際にエンジン２２の回転数Ｎｅが低下すると共にダウンシフトする際にエンジン２２の回転数Ｎｅが増加したりすることによって、自動変速機を搭載した自動車の運転感覚を運転者に与えることができる。

そして、目標エンジン回転数Ｎｅ＊と上限エンジンパワー設定用マップとを用いて得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えて上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定する（ステップＳ１３０）。ここで、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍは、目標エンジン回転数Ｎｅ＊でエンジン２２を運転したときにエンジン２２から出力される最大パワーである。図７に上限エンジンパワー設定用マップの一例を示す。図示するように、目標エンジン回転数Ｎｅ＊が大きいほど大きくなるように仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍが設定される。また、仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えるのは、バッテリ５０を充放電するときにもエンジン２２から出力するパワーを変化させないためである。これについては後述する。なお、蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊を中心とする不感帯（図４の値Ｓ１から値Ｓ２の範囲）のときには充放電要求パワーＰｂ＊には値０が設定されるから、図７の上限エンジンパワー設定用マップから得られた仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍがそのまま上限エンジンパワーＰｅｌｉｍとして設定される。こうして上限エンジンパワーＰｅｌｉｍが設定されると、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを駆動軸３６の回転数Ｎｄで除して上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定する（ステップＳ１４０）。ここで、上限駆動力Ｔｄｌｉｍは、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍが駆動軸３６に出力されるときの駆動力である。駆動軸３６の回転数Ｎｄは、上述したように、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に換算係数ｋｍを乗じて得られる回転数や，車速Ｖに換算係数ｋｖを乗じて得られる回転数などを用いることができる。

次に、アクセル要求駆動力Ｔｄａと上限駆動力Ｔｄｌｉｍとを比較する（ステップＳ１５０）。アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍ以下のときには、通常運転モードのときと同様に、アクセル要求駆動力Ｔｄａを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定し（ステップＳ１６０）、アクセル要求駆動力Ｔｄａに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたものから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ１７０）。したがって、目標エンジンパワーＰｅ＊は、アクセル要求駆動力Ｔｄａを駆動軸３６に出力するパワーということができる。

一方、ステップＳ１５０でアクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍより大きいときには、上限駆動力Ｔｄｌｉｍを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定し（ステップＳ１８０）、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ１９０）。上限エンジンパワーＰｅｌｉｍはステップＳ１４０で図７の上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えて設定されるから、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定することは、図７の上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍをそのまま目標エンジンパワーＰｅ＊として設定することになる。このように、充放電要求パワーＰｂ＊を考慮することにより、バッテリ５０の充放電に拘わらずに、エンジン２２の運転ポイントを同一のものとすることができる。また、上限駆動力Ｔｄｌｉｍは、ステップＳ１５０で上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを駆動軸３６の回転数Ｎｄで除して計算されるから、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍは、上限駆動力Ｔｄｌｉｍを駆動軸３６に出力するパワーということができる。

そして、上述の式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に（ステップＳ２００）、式（３）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２１０）。目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。

次に、図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンで用いる変速段Ｍの設定処理について図８の変速段設定ルーチンを用いて説明する。このルーチンは、図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンと同様に、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。変速段設定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０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、勾配センサ９１からの路面勾配θｇ、加速度センサ９２からの前後加速度Ｇｘおよび左右加速度Ｇｙを入力する（ステップＳ３００）。

続いて、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速線図とを用いて変速段Ｍの仮の値としての仮変速段Ｍｔｍｐを設定する（ステップＳ３１０）。図９に変速線図の一例を示す。図中、実線がアップシフト線であり、破線がダウンシフト線である。第１実施例では、仮想的な６速変速の自動変速機を有するものとして制御されるから、変速線図も６速変速に対応したものとなっている。

そして、前後加速度Ｇｘおよび左右加速度Ｇｙに基づいて運転嗜好パラメータＰｌｉを設定する（ステップＳ３２０）。実施例では、前後加速度Ｇｘと左右加速度Ｇｙとに基づく摩擦円の半径を瞬時スポーツ度（ＳＰＩ：Sports Index）として求め、この瞬時ＳＰＩに基づいて指示ＳＰＩを求め、この指示ＳＰＩを運転嗜好パラメータＰｌｉとして用いるものとした。ここで、瞬時ＳＰＩは、前後加速度Ｇｘの二乗と左右加速度Ｇｙの二乗との和の平方根として計算するものとした。指示ＳＰＩは、瞬時ＳＰＩの増加に対する追従性が瞬時ＳＰＩの減少に対する追従性に比して高くなるように瞬時ＳＰＩに基づいて計算するものとした。図１０に瞬時ＳＰＩおよび指示ＳＰＩの一例を示す。図示するように、時刻０から時間Ｔ１が経過するまでの間では、瞬時ＳＰＩは、車両の制動旋回などによる前後加速度Ｇｘや左右加速度Ｇｙの変化によって増減し、指示ＳＰＩは、瞬時ＳＰＩの極大値の増加に従って増加して保持されている。そして、時刻ｔ２や時刻ｔ３で、車両が旋回加速から直線加速に移行するなどして指示ＳＰＩの低下条件が成立すると、指示ＳＰＩは低下する。指示ＳＰＩの低下条件は、指示ＳＰＩを保持することが運転者の意図に合わないと考えられる状態になった条件であり、例えば、瞬時ＳＰＩが指示ＳＰＩ未満の状態が所定時間に亘って継続した条件や、瞬時ＳＰＩと指示ＳＰＩとの差分の時間積分値が閾値を超えた条件などを用いることができる。

次に、運転嗜好パラメータＰｌｉを閾値Ｐｌｉｒｅｆ１と比較し（ステップＳ３３０）、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１以下のときには、カウンタＣａを値０にリセットし（ステップＳ３４０）、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１よりも大きいときには、カウンタＣａを値１だけインクリメントする（ステップＳ３５０）。ここで、閾値Ｐｌｉｒｅｆ１は、運転嗜好パラメータＰｌｉが比較的大きいか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、３．０ｍ／ｓ²、３．５ｍ／ｓ²、４．０ｍ／ｓ²などを用いることができる。カウンタＣａは、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１よりも大きい状態の継続時間に相当する。

続いて、運転嗜好パラメータＰｌｉを閾値Ｐｌｉｒｅｆ１よりも小さい閾値Ｐｌｉｒｅｆ２と比較すると共に（ステップＳ３６０）、アクセル開度Ａｃｃを閾値Ａｃｃｒｅｆと比較する（ステップＳ３７０）。そして、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ２以上のときやアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ以上のときには、カウンタＣｂを値０にリセットし（ステップＳ３８０）、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ２未満で且つアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ未満のときには、カウンタＣｂを値１だけインクリメントする（ステップＳ３９０）。ここで、閾値Ｐｌｉｒｅｆ２は、運転嗜好パラメータＰｌｉが比較的小さいか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、１．０ｍ／ｓ²、１．５ｍ／ｓ²、２．０ｍ／ｓ²などを用いることができる。また、閾値Ａｃｃｒｅｆは、アクセル開度Ａｃｃが比較的小さいか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、３５％、４０％、４５％などを用いることができる。カウンタＣｂは、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ２未満で且つアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ未満の状態の継続時間に相当する。

次に、閾値ＩＤがノーマルであるかワインディングであるかを判定する（ステップＳ４００）。ここで、閾値ＩＤは、運転嗜好を示すものであり、詳細は後述するが、運転嗜好パラメータＰｌｉに基づくカウンタＣａ，Ｃｂに基づいて設定される。なお、閾値ＩＤとして、ワインディングはノーマルに比してスポーツ度が高いことを意味する。

閾値ＩＤがノーマルであると判定されたときには、カウンタＣａを閾値Ｃａｒｅｆと比較し（ステップＳ４１０）、カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆ以下のときには、閾値ＩＤをノーマルで保持し、カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆよりも大きいときには、閾値ＩＤをワインディングに切り替える（ステップＳ４２０）。ここで、閾値Ｃａｒｅｆは、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１よりも大きい状態がある程度の時間に亘って継続したか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、４ｓｅｃ、５ｓｅｃ、６ｓｅｃなどに相当する値を用いることができる。

また、閾値ＩＤがワインディングであると判定されたときには、カウンタＣｂを閾値Ｃｂｒｅｆと比較し（ステップＳ４３０）、カウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆ以下のときには、閾値ＩＤをワインディングで保持し、カウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆよりも大きいときには、閾値ＩＤをノーマルに切り替える（ステップＳ４４０）。ここで、閾値Ｃｂｒｅｆは、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ２未満で且つアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ未満の状態がある程度の時間に亘って継続したか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、４ｓｅｃ、５ｓｅｃ、６ｓｅｃなどに相当する値を用いることができる。

次に、閾値ＩＤがノーマルであるかワインディングであるかを判定し（ステップＳ４５０）、閾値ＩＤがノーマルであると判定されたときには、路面勾配θｇとの比較に用いる閾値θｇｒｅｆに値θｇ１を設定し（ステップＳ４６０）、閾値ＩＤがワインディングであると判定されたときには、閾値θｇｒｅｆに値θｇ１よりも小さい値θｇ２を設定する（ステップＳ４７０）。

実施例では、上述したように、閾値ＩＤがノーマルのときには、カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆよりも大きくなったとき（運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１よりも大きい状態がある程度の時間に亘って継続したとき）に、閾値ＩＤをワインディングに切り替える。また、閾値ＩＤがワインディングのときには、カウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆよりも大きくなったとき（運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ２未満で且つアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ未満の状態がある程度の時間に亘って継続したとき）に、閾値ＩＤをノーマルに切り替える。これにより、運転嗜好パラメータＰｌｉの極短時間における変動によって閾値ＩＤが頻繁に切り替わるのを抑制することができ、閾値θｇｒｅｆが頻繁に切り替わるのを抑制することができる。

そして、路面勾配θｇを閾値θｇｒｅｆと比較し（ステップＳ４８０）、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆ以下のときには、上限変速段Ｍｌｉｍに最高速段（６速）を設定し（ステップＳ４９０）、仮変速段Ｍｔｍｐと上限変速段Ｍｌｉｍとのうちの小さい方を変速段Ｍとして設定して（ステップＳ５１０）、本ルーチンを終了する。この場合、上限変速段Ｍｌｉｍが最高速段であるから、仮変速段Ｍｔｍｐを変速段Ｍとして設定することになる。

ステップＳ４８０で路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆよりも大きいときには、路面勾配θｇから閾値θｇｒｅｆを減じた値Δθｇ（＝θｇ−θｇｒｅｆ）に基づいて上限変速段Ｍｌｉｍを設定し（ステップＳ５００）、仮変速段Ｍｔｍｐと上限変速段Ｍｌｉｍとのうちの小さい方を変速段Ｍとして設定して（ステップＳ５１０）、本ルーチンを終了する。ここで、上限変速段Ｍｌｉｍは、値Δθｇが大きいときには小さいときに比して低速段になるように設定するものとした。例えば、値Δθｇが値Δθｇ１（例えば２°など）以下のときには上限変速段Ｍｌｉｍに５速を設定し、値Δθｇが値Δθｇ１よりも大きく値θｇ２（例えば４°など）以下のときには上限変速段Ｍｌｉｍに４速を設定し、・・・などとするものとした。

このルーチンでは、運転嗜好パラメータＰｌｉに基づく閾値ＩＤがワインディングのときにはノーマルのときに比して閾値θｇｒｅｆを小さくするから、登坂路を走行する際に路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆよりも大きくなりやすく且つ値（θｇ−θｇｒｅｆ）が大きくなりやすい。このため、上限変速段Ｍｌｉｍが低速段になりやすく、変速段Ｍが低速段になりやすい。したがって、運転環境（路面勾配θｇ）と運転嗜好（運転嗜好パラメータＰｌｉ）とをより反映した変速段Ｍとすることができる。

図１１は、登坂路を走行するときの様子の一例を示す説明図である。図示するように、登坂路を走行する際にアクセル開度Ａｃｃが大きくなって運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１よりも大きくなると（時刻ｔ１１）、カウンタＣａを値０から増加させ始める。そして、カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆよりも大きくなると（時刻ｔ１２）、閾値ＩＤをノーマルからワインディングに切り替え、これに伴って、閾値θｇｒｅｆを値θｇ１から値θｇ２に切り替える。そして、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆ以上になると、値（θｇ−θｇｒｅｆ）に応じて変速段Ｍをダウンシフトする。その後、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１以下になると（時刻ｔ１３）、カウンタＣａを値０にリセットする。そして、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ２未満で且つアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ未満の状態になると（時刻ｔ１４）、カウンタＣｂを値０から増加させ始め、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ以上になると（時刻ｔ１５）、カウンタＣｂを値０にリセットする。そして、再度、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ２未満で且つアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ未満の状態になると（時刻ｔ１６）、カウンタＣｂを値０から増加させ始め、カウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆよりも大きくなると（時刻ｔ１７）、閾値ＩＤをワインディングからノーマルに切り替え、これに伴って、閾値θｇｒｅｆを値θｇ２から値θｇ１に切り替える。そして、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆ未満になると、変速段Ｍをアップシフトさせる。このようにして、運転環境（路面勾配θｇ）と運転嗜好（運転嗜好パラメータＰｌｉ）とをより反映した変速段Ｍとすることができる。

以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０では、運転感覚優先モードでＤポジションのときには、車速Ｖと変速段Ｍとに基づいて目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定し、目標エンジン回転数Ｎｅ＊に基づいて上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定し、上限駆動力Ｔｄｌｉｍとアクセル要求駆動力Ｔｄａとのうち小さい方の駆動力が駆動軸３６に出力されると共に目標エンジン回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が回転するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する。これにより、運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときでも、エンジン２２の回転数Ｎｅを車速Ｖと変速段Ｍとに応じた回転数（目標エンジン回転数Ｎｅ＊）とすることができ、車速の増加に先立ってエンジン２２の回転数Ｎｅが急増するものに比して運転感覚として違和感を与えるのを抑制することができる。また、変速段Ｍが変更（変速）されたときに運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。

また、第１実施例のハイブリッド自動車２０では、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆよりも大きいときには、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆ以下のときに比して低速段になるように上限変速段Ｍｌｉｍを設定すると共にその上限変速段Ｍｌｉｍ以下の範囲内で変速段Ｍを設定する。この際に、前後加速度Ｇｘと左右加速度Ｇｙとに基づいて運転嗜好パラメータＰｌｉを設定し、この運転嗜好パラメータＰｌｉに基づく閾値ＩＤに基づいて閾値θｇｒｅｆを設定する。これにより、運転環境（路面勾配θｇ）と運転嗜好（運転嗜好パラメータＰｌｉ）とをより反映した変速段Ｍとすることができる。しかも、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆよりも大きいときにおいて、値（θｇ−θｇｒｅｆ）が大きいときには小さいときに比して上限変速段Ｍｌｉｍを小さくするから、値（θｇ−θｇｒｅｆ）に応じたより適切な変速段Ｍとすることができる。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆよりも大きいときには、値Δθｇ（＝θｇ−θｇｒｅｆ）に基づいて上限変速段Ｍｌｉｍを設定するものとした。しかし、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆよりも大きいときには閾値θｇｒｅｆ以下のときに比して上限変速段Ｍを小さくするものであればよい。第１実施例では、仮想的な６速変速の自動変速機を有するものとして制御されるから、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆ以下のときには、上限変速段Ｍｌｉｍに６速を設定し、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆよりも大きいときには、値Δθｇに拘わらずに一律の変速段（例えば、３速や４速など）を設定するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、カウンタＣａ，Ｃｂを用いて閾値ＩＤをノーマルとワインディングとで切り替えるものとしたが、カウンタＣａ，Ｃｂを用いずに閾値ＩＤを切り替えるものとしてもよい。例えば、閾値ＩＤがノーマルのときにおいて、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１よりも大きくなったときに、閾値ＩＤをワインディングに切り替え、閾値ＩＤがワインディングのときにおいて、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ２未満で且つアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ未満の状態になったときに、閾値ＩＤをノーマルに切り替えるものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、閾値ＩＤとして、ノーマルとワインディングとを用いるものとしたが、これらに加えてワインディングよりもスポーツ度が高いＩＤとしてサーキットを用いるものとしてもよい。この場合、ワインディングとサーキットとを以下のように切り替えることができる。まず、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１よりも大きい閾値Ｐｌｉｒｅｆ３以下のときには、カウンタＣｃを値０にリセットし、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ３よりも大きいときには、カウンタＣｃを値１だけインクリメントする。また、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ３よりも小さく且つ閾値Ｐｌｉｒｅｆ２よりも大きい閾値Ｐｌｉｒｅｆ４以上のときやアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆよりも大きい閾値Ａｃｃｒｅｆ２以上のときには、カウンタＣｄを値０にリセットし、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ４未満で且つアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ２未満のときには、カウンタＣｄを値１だけインクリメントする。そして、閾値ＩＤがワインディングのときにおいて、カウンタＣｃが閾値Ｃａｒｅｆ，Ｃｂｒｅｆと同程度の閾値Ｃｃｒｅｆよりも大きくなったときに、閾値ＩＤをサーキットに切り替える。また、閾値ＩＤがサーキットのときにおいて、カウンタＣｄが閾値Ｃｃｒｅｆと同程度の閾値Ｃｄｒｅｆよりも大きくなったときに、閾値ＩＤをワインディイングに切り替える。この変形例では、カウンタＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄを用いて閾値ＩＤをノーマルとワインディングとサーキットとで切り替えるものとしたが、カウンタＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄを用いずに閾値ＩＤを切り替えるものとしてもよい。なお、閾値ＩＤの各名称は、ノーマル、ワインディング、サーキットに限定されるものではなく、適宜設定可能である。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０を充放電する際にアクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍより大きいときには、図７の上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えて上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定し、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定するものとした。しかし、図８の上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍをそのまま上限エンジンパワーＰｅｌｉｍとして設定し、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えたものを駆動軸３６の回転数Ｎｄで除して上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定し、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍをそのまま目標エンジンパワーＰｅ＊に設定するものとしてもよい。両者は、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍの計算の際に充放電要求パワーＰｂ＊を考慮するか上限駆動力Ｔｄｌｉｍの計算の際に充放電要求パワーＰｂ＊を考慮するかの相違があるだけで、結果は同じである。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル要求駆動力Ｔｄａと上限駆動力Ｔｄｌｉｍとのうち小さい方の駆動力が駆動軸３６に出力されるパワーを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定するものとした。しかし、アクセル要求駆動力Ｔｄａに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたパワー（Ｔｄａ×Ｎｄ）と上限駆動力Ｔｄｌｉｍに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたパワー（Ｔｄｌｉｍ×Ｎｄ）とのうち小さい方が駆動軸３６に出力されるように目標エンジンパワーＰｅ＊を設定してもよい。即ち、ステップＳ１５０の処理を、アクセル要求駆動力Ｔｄａに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたパワー（Ｔｄａ×Ｎｄ）と上限駆動力Ｔｄｌｉｍに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたパワー（Ｔｄｌｉｍ×Ｎｄ）とを比較する処理とすればよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、モード切替スイッチ９０を備え、モード切替スイッチ９０により運転感覚優先モードが選択されたときに図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行するものとしたが、モード切替スイッチ９０を備えず、通常の駆動制御として図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行するものとしてもよい。

次に、本発明の第２実施例のハイブリッド自動車１２０について説明する。第２実施例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を図１２に示す。第２実施例のハイブリッド自動車１２０は、図１２に示すように、変速機１３０を備える点を除いて、図１に示した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。重複した説明を省略するため、第２実施例のハイブリッド自動車１２０の構成のうち第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第２実施例のハイブリッド自動車１２０が備える変速機１３０は、油圧駆動による前進方向に３段変速の有段自動変速機として構成されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によって変速する。第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、変速機１３０の３速の変速段に加えて仮想的な３速の変速段が設定されており、６段変速の変速機を備えているように機能する。図１３は、第２実施例で用いる変速線図の一例である。容易に比較できるように、図１３の変速線図は図６の変速線図と同一とした。図１３中、太実線が変速機１３０のアップシフト線であり、太破線が変速機１３０のダウンシフト線である。細実線は仮想的なアップシフト線であり、細破線は仮想的なダウンシフト線である。図中、上部および下部の数字と矢印は仮想的な変速段を含めた６速の変速段の変速を示しており、上部および下部の括弧書きの数字と矢印は変速機１３０の３速の変速段の変速を示している。図示するように、変速機１３０の各変速段の最中に仮想的な変速段が１つずつ設けられている。

第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、運転感覚優先モードでＤポジションのときには、図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行される。図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンは、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、エンジン２２の回転数Ｎｅ、変速段Ｍに加えて実変速段Ｍａを入力するステップＳ１００Ｂと、変速機１３０の実変速段Ｍａのギヤ比Ｇｒを用いてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するステップＳ２１０Ｂと、目標エンジンパワーＰｅ＊や目標エンジン回転数Ｎｅ＊などを送信する際に実変速段Ｍａを変速機１３０に送信するステップＳ２２０Ｂと、が異なる点を除いて図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンと同様である。このため、図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンの処理のうち図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンの処理と同一の処理については同一のステップ番号を付した。以下、図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンを図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンと異なる点を中心に簡単に説明する。

図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、エンジン２２の回転数Ｎｅ、変速段Ｍに加えて実変速段Ｍａを入力する（ステップＳ１００Ｂ）。ここで、変速段Ｍは、仮想的な変速段を含む６速変速の変速段を意味しており、実変速段Ｍａは、変速機１３０の３速変速の変速段を意味している。変速段Ｍおよび実変速段Ｍａは、後述の変速段設定ルーチンにより設定されたものを入力することができる。

続いて、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図３のアクセル要求駆動力設定用マップとを用いてアクセル要求駆動力Ｔｄａを設定し（ステップＳ１１０）、車速Ｖと変速段Ｍと図６の目標エンジン回転数設定用マップとを用いて目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。そして、目標エンジン回転数Ｎｅ＊と図７の上限エンジンパワー設定用マップとを用いて得られる仮の上限エンジンパワーＰｅｌｉｍに充放電要求パワーＰｂ＊を加えて上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを設定する（ステップＳ１３０）。そして、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍを駆動軸３６の回転数Ｎｄで除して上限駆動力Ｔｄｌｉｍを設定する（ステップＳ１４０）。

次に、アクセル要求駆動力Ｔｄａと上限駆動力Ｔｄｌｉｍとを比較する（ステップＳ１５０）。アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍ以下のときには、アクセル要求駆動力Ｔｄａを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定し（ステップＳ１６０）、アクセル要求駆動力Ｔｄａに駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じたものから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ１７０）。アクセル要求駆動力Ｔｄａが上限駆動力Ｔｄｌｉｍより大きいときには、上限駆動力Ｔｄｌｉｍを実行用駆動力Ｔｄ＊として設定し（ステップＳ１８０）、上限エンジンパワーＰｅｌｉｍから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを目標エンジンパワーＰｅ＊として設定する（ステップＳ１９０）。

続いて、上述の式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に（ステップＳ２００）、式（５）によりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２１０Ｂ）。式（５）中、「Ｇｒ」は、変速機１３０の実変速段Ｍａのギヤ比である。したがって、式（５）の右辺第１項は、変速機１３０の出力軸である駆動軸３６に実行用駆動力Ｔｄ＊を出力するために変速機１３０の入力軸に出力すべき駆動力を意味している。

Tm2*=Td*/Gr+Tm1*/ρ (5)

そして、目標エンジンパワーＰｅ＊および目標エンジン回転数Ｎｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信し、実変速段Ｍａについては変速機１３０に送信して（ステップＳ２２０Ｂ）、本ルーチンを終了する。実変速段Ｍａを受信した変速機１３０は、そのときの変速段が実変速段Ｍａであるときにはその変速段を維持し、そのときの変速段が実変速段Ｍａではないときには変速段が実変速段Ｍａとなるように変速する。

次に、図１４のドラビリ優先駆動制御ルーチンで用いる変速段Ｍおよび実変速段Ｍａの設定処理について図１５の変速段設定ルーチンを用いて説明する。図１５の変速段設定ルーチンは、仮変速段Ｍｔｍｐだけでなく仮実変速段Ｍａｔｍｐを設定するステップＳ３１０Ｂと、変速段Ｍだけでなく実変速段Ｍａを設定するステップＳ５１０Ｂと、が異なる点を除いて図８の変速段設定ルーチンと同様である。このため、図１５の変速段設定ルーチンの処理のうち図８の変速段設定ルーチンの処理と同一の処理については同一のステップ番号を付した。以下、図１５の変速段設定ルーチンを図８の変速段設定ルーチンと異なる点を中心に簡単に説明する。

図１５の変速段設定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ、路面勾配θｇ、前後加速度Ｇｘ、左右加速度Ｇｙを入力し（ステップＳ３００）、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと図１３の変速線図とを用いて仮変速段Ｍｔｍｐおよび仮実変速段Ｍａｔｍｐを設定する（ステップＳ３１０Ｂ）。仮変速段Ｍｔｍｐは、図１３の全ての変速線に基づいて６速変速の変速段のうちのいずれに該当するかによって設定され、仮実変速段Ｍａｔｍｐは図１３の太実線と太破線に基づいて３速変速の変速段のうちのいずれに該当するかによって設定される。

続いて、前後加速度Ｇｘおよび左右加速度Ｇｙに基づいて運転嗜好パラメータＰｌｉを設定する（ステップＳ３２０）。そして、運転嗜好パラメータＰｌｉを閾値Ｐｌｉｒｅｆ１と比較し（ステップＳ３３０）、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１以下のときには、カウンタＣａを値０にリセットし（ステップＳ３４０）、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ１よりも大きいときには、カウンタＣａを値１だけインクリメントする（ステップＳ３５０）。

そして、運転嗜好パラメータＰｌｉを閾値Ｐｌｉｒｅｆ１よりも小さい閾値Ｐｌｉｒｅｆ２と比較すると共に（ステップＳ３６０）、アクセル開度Ａｃｃを閾値Ａｃｃｒｅｆと比較する（ステップＳ３７０）。そして、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ２以上のときやアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ以上のときには、カウンタＣｂを値０にリセットし（ステップＳ３８０）、運転嗜好パラメータＰｌｉが閾値Ｐｌｉｒｅｆ２未満で且つアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｃｃｒｅｆ未満のときには、カウンタＣｂを値１だけインクリメントする（ステップＳ３９０）。

次に、閾値ＩＤがノーマルであるかワインディングであるかを判定する（ステップＳ４００）。閾値ＩＤがノーマルであると判定されたときには、カウンタＣａを閾値Ｃａｒｅｆと比較し（ステップＳ４１０）、カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆ以下のときには、閾値ＩＤをノーマルで保持し、カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆよりも大きいときには、閾値ＩＤをワインディングに切り替える（ステップＳ４２０）。閾値ＩＤがワインディングであると判定されたときには、カウンタＣｂを閾値Ｃｂｒｅｆと比較し（ステップＳ４３０）、カウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆ以下のときには、閾値ＩＤをワインディングで保持し、カウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆよりも大きいときには、閾値ＩＤをノーマルに切り替える（ステップＳ４４０）。

続いて、閾値ＩＤがノーマルであるかワインディングであるかを判定し（ステップＳ４５０）、閾値ＩＤがノーマルであると判定されたときには、路面勾配θｇとの比較に用いる閾値θｇｒｅｆに値θｇ１を設定し（ステップＳ４６０）、閾値ＩＤがワインディングであると判定されたときには、閾値θｇｒｅｆに値θｇ１よりも小さい値θｇ２を設定する（ステップＳ４７０）。

そして、路面勾配θｇを閾値θｇｒｅｆと比較し（ステップＳ４８０）、路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆ以下のときには、上限変速段Ｍｌｉｍに最高速段（６速）を設定し（ステップＳ４９０）、仮変速段Ｍｔｍｐと上限変速段Ｍｌｉｍとのうちの小さい方を変速段Ｍとして設定すると共に仮実変速段Ｍａｔｍｐや変速段Ｍに基づいて実変速段Ｍａを設定して（ステップＳ５１０Ｂ）、本ルーチンを終了する。実変速段Ｍａについては、仮変速段Ｍｔｍｐを変速段Ｍとして設定したときには、仮実変速段Ｍａｔｍｐを実変速段Ｍａとして設定し、上限変速段Ｍｌｉｍを変速段Ｍとして設定したときには、その変速段Ｍに基づいて実変速段Ｍａを設定するものとした。いま、上限変速段Ｍｌｉｍが最高速段であるから、仮変速段Ｍｔｍｐを変速段Ｍとして設定し、仮実変速段Ｍａｔｍｐを実変速段Ｍａとして設定することになる。

ステップＳ４８０で路面勾配θｇが閾値θｇｒｅｆよりも大きいときには、値Δθｇ（＝θｇ−θｇｒｅｆ）に基づいて上限変速段Ｍｌｉｍを設定し（ステップＳ５００）、仮変速段Ｍｔｍｐと上限変速段Ｍｌｉｍとのうちの小さい方を変速段Ｍとして設定すると共に仮実変速段Ｍａｔｍｐや変速段Ｍに基づいて実変速段Ｍａを設定して（ステップＳ５１０Ｂ）、本ルーチンを終了する。この場合、実変速段Ｍａについては、仮変速段Ｍｔｍｐを変速段Ｍとして設定したときには、仮実変速段Ｍａｔｍｐを実変速段Ｍａとして設定し、上限変速段Ｍｌｉｍを変速段Ｍとして設定したときには、その変速段Ｍに基づいて実変速段Ｍａを設定する。後者の場合、図１３の変速線図における仮変速段Ｍｔｍｐと仮実変速段Ｍａｔｍｐとの関係に整合するように変速段Ｍに基づいて実変速段Ｍａを設定する（例えば、変速段Ｍが１速か２速のときには実変速段Ｍａに１速を設定する）ものとした。

以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車１２０では、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同様に機能するから、第１実施例のハイブリッド自動車２０が奏する効果と同様の効果を奏する。即ち、運転者により良好な運転感覚を与えることができる効果を奏する。また、運転環境（路面勾配θｇ）と運転嗜好（運転嗜好パラメータＰｌｉ）とをより反映した変速段Ｍとすることができる効果を奏する。

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について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、駆動軸３６が「駆動軸」に相当し、プラネタリギヤ３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当する。そして、通常運転モードのときの駆動制御や図２のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行すると共に図８の変速段設定ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御装置」に相当する。

なお、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。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明について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り、実施例は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ないものである。

以上、本発明を実施するため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、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、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 プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、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、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 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（ＨＶＥＣＵ）、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 モード切替スイッチ、９１ 勾配センサ、９２ 加速度センサ、１３０ 変速機、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンと、第１モータと、前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２モータと、前記第１モータおよび前記第２モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、運転者のアクセル操作量と車速とに基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定すると共に前記要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御装置は、前記車速と変速段とに基づいて前記エンジンの目標回転数を設定し、前記目標回転数で前記エンジンを運転したときに前記エンジンから出力される上限パワーが前記駆動軸に出力されたときの駆動力としての上限駆動力を設定し、前記上限駆動力と前記要求駆動力とのうち小さい方の駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記目標回転数で前記エンジンが回転するよう前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御し、
   前記制御装置は、路面勾配が勾配閾値を超えているときには前記路面勾配が前記勾配閾値を超えていないときに比して低速段になるように上限変速段を設定し、前記上限変速段以下の範囲内で前記変速段を設定し、
   前記制御装置は、車両の前後方向の加速度と左右方向の加速度とに基づいて運転者の運転嗜好に関するパラメータを演算し、前記パラメータに基づいて前記勾配閾値を設定し、
   前記パラメータが第１閾値よりも大きい状態が第１所定時間に亘って継続したときに前記勾配閾値を小さくし、前記パラメータが前記第１閾値よりも小さい第２閾値未満で且つ前記アクセル操作量が所定操作量未満の状態が第２所定時間に亘って継続したときに前記勾配閾値を大きくする、
   ハイブリッド自動車。
   

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