車両およびその制御方法
【課題】緊急時における旋回性能を向上させつつ車両の走行安定性を確保する。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０では、障害物検知ユニット９０により車両前方に障害物が検知されていないときには、運転者による操舵ハンドル５６の操舵角θと当該操舵角θに対する第１のゲインｋ１とを用いて一対の前輪３９ａ，３９ｂにおける左右トルク分配比ｄが設定される一方、障害物検知ユニット９０により車両前方に障害物が検知されているときには、操舵角θと第１のゲインｋ１よりも大きい第２のゲインｋ２とを用いて一対の前輪３９ａ，３９ｃにおける左右トルク分配比ｄが設定される（ステップＳ１５０，Ｓ１６０〜Ｓ２４０）。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０では、障害物検知ユニット９０により車両前方に障害物が検知されていないときには、運転者による操舵ハンドル５６の操舵角θと当該操舵角θに対する第１のゲインｋ１とを用いて一対の前輪３９ａ，３９ｂにおける左右トルク分配比ｄが設定される一方、障害物検知ユニット９０により車両前方に障害物が検知されているときには、操舵角θと第１のゲインｋ１よりも大きい第２のゲインｋ２とを用いて一対の前輪３９ａ，３９ｃにおける左右トルク分配比ｄが設定される（ステップＳ１５０，Ｓ１６０〜Ｓ２４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットを備えた車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステアリングホイールの操作に応じて制御される操舵アクチュエータを備えた車両として、車両が緊急状態にあるか否かを判別する緊急状態判別手段を有し、車両が緊急状態にあると判別された場合に、ステアリングホイールの操作に対する操舵アクチュエータの作動ゲインを通常時に比して大きくなるように変更するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この車両によれば、操舵量が小さくても車両を大きく旋回させて緊急状態を回避できるように車両旋回性能の向上を図ることが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−１７７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のように、緊急時に操舵量に対する操舵アクチュエータの作動ゲインを通常時に比して大きくすれば、緊急時における車両の旋回性能を向上させることができる。ただし、操舵アクチュエータの作動ゲインを変更するだけでは、緊急状態を回避すべく車両を旋回させる際の走行安定性を確保し得なくなるおそれもある。
【０００４】
そこで、本発明の車両およびその制御方法は、緊急時における旋回性能を向上させつつ車両の走行安定性を確保す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、左右の駆動輪に独立に出力される駆動力を運転者による操舵量に対して応答性よく速やか変化させて、緊急時における旋回性能を向上させつつ車両の走行安定性を確保することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の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ている。
【０００６】
本発明の車両は、複数の車輪を有する車両であって、
前記複数の車輪に含まれる一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットと、
前記複数の車輪に含まれる操舵輪を操舵するための操舵手段と、
運転者による前記操舵手段の操舵量を検出する操舵量検出手段と、
車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記障害物検知手段により障害物が検知されていないときには、前記検出された操舵量と該操舵量に対する第１のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する一方、前記障害物検知手段により障害物が検知されているときには、前記検出された操舵量と前記第１のゲインよりも大きい前記操舵量に対する第２のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する駆動力分配比設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記設定された駆動力分配比で分配されて前記駆動輪のそれぞれに出力されるように前記動力ユニットを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
この車両は、複数の車輪のうちの一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットと、複数の車輪のうちの操舵輪を操舵するための操舵手段と、車両前方の障害物を検知する障害物検知手段とを含むものである。そして、障害物検知手段により障害物が検知されていないときには、運転者による操舵手段の操舵量と該操舵量に対する第１のゲインとを用いて一対の駆動輪における駆動力分配比が設定される一方、障害物検知手段により障害物が検知されているときには、操舵量と第１のゲインよりも大きい第２のゲインとを用いて一対の駆動輪における駆動力分配比が設定され、走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が設定された駆動力分配比で分配されて駆動輪のそれぞれに出力されるように動力ユニットが制御される。このように、障害物検知手段により障害物が検知された緊急時に、左右の駆動輪における駆動力分配比を定めるための操舵量に対するゲインを通常時に比べて大きくすれば、左右の駆動輪に独立に出力される駆動力を運転者による操舵量に対して応答性よく変化させることができるので、緊急時における旋回性能を向上させつつ、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性を良好に確保することが可能となる。
【０００８】
この場合、前記駆動力分配比設定手段は、操舵に際して内輪となる前記駆動輪に比べて外輪となる前記駆動輪により多くの駆動力が分配されるように前記駆動力分配比を設定するものであってもよい。
【０００９】
また、本発明による車両は、前記駆動輪以外の一対の車輪を駆動する第２の動力ユニットを更に備えてもよく、当該第２の動力ユニットは、内燃機関と、前記一対の車輪が接続された駆動軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを含むものであってもよい。更に、当該第２の動力ユニットは、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記一対の車輪が接続された駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する変速手段とを含むものであってもよい。このように、本発明による車両をいわゆる４輪駆動可能な車両として構成すれば、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性をより一層良好に確保することが可能となる。そして、これらの場合に、前記動力ユニットは、前記駆動輪のそれぞれに設けられた電動機を含むものであってもよく、本発明による車両は、これらの電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段を更に備えてもよい。このように、左右の駆動輪に対して電動機を独立に設ければ、左右の駆動輪に独立に出力される駆動力を運転者による操舵量に対して応答性よく速やか変化させて、緊急時における旋回性能を向上させつつ車両の走行安定性を確保することが可能となる。
【００１０】
そして、前記一対の駆動輪は、前記複数の車輪に含まれる操舵輪としての前輪であってもよい。このように、操舵輪としての一対の前輪に対して駆動力を左右独立に分配できるようにすれば、緊急時における旋回性能と走行安定性とを極めて良好に確保することが可能となる。もちろん、前記一対の駆動輪は、前記複数の車輪に含まれる後輪であってもよい。
【００１１】
また、前記障害物検知手段は、暗環境下で車両前方の障害物を検知可能な手段であってもよい。これにより、運転者による障害物の認知が遅れがちとなる暗環境下における車両の緊急回避性能を向上させて車両安全性を良好なものとすることが可能となる。
【００１２】
本発明による車両の制御方法は、複数の車輪と、前記複数の車輪に含まれる一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットと、前記複数の車輪に含まれる操舵輪を操舵するための操舵手段と、運転者による前記操舵手段の操舵量を検出する操舵量検出手段と、前方の障害物を検知する障害物検知手段とを備えた車両の制御方法であって、
（ａ）前記障害物検知手段により障害物が検知されていないときには、前記検出された操舵量と該操舵量に対する第１のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する一方、前記障害物検知手段により障害物が検知されているときには、前記検出された操舵量と前記第１のゲインよりも大きい前記操舵量に対する第２のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定するステップと、
（ｂ）走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力がステップ（ａ）で設定された駆動力分配比で分配されて前記駆動輪のそれぞれに出力されるように前記動力ユニットを制御するステップと、
を含むものである。
【００１３】
この方法のように、障害物検知手段により障害物が検知された緊急時に、左右の駆動輪における駆動力分配比を定めるための操舵量に対するゲインを通常時に比べて大きくすれば、左右の駆動輪に独立に出力される駆動力を運転者による操舵量に対して応答性よく変化させることができるので、緊急時における旋回性能を向上させつつ、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性を良好に確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施例に係るハイブリッド自動車の概略構成図である。本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、動力分配統合機構３０に接続されると共にギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して左右一対の後輪３９ｃ，３９ｄに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、左右一対の前輪３９ａおよび３９ｂそれぞれのホイール内に配置されて対応する前輪３９ａまたは３９ｂに駆動力を出力するモータＭＧ３およびＭＧ４と、左右一対の前輪３９ａおよび３９ｂを操舵するための操舵装置５５と、前輪３９ａ，３９ｂや後輪３９ｃ，３９ｄに制動トルクを付与するためのマスタシリンダ６１や、ブレーキアクチュエータ６２、ホイールシリンダ６６ａ〜６６ｄ等を含む電子制御式油圧ブレーキユニット（ＥＣＢ）６０と、ハイブリッド自動車２０の全体を制御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とを備える。
【００１６】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油等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ＥＣＵ７０に出力する。
【００１７】
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。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、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、最終的には車両の後輪３９ｃ，３９ｄに出力される。
【００１８】
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ことができ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を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。また、前輪側のモータＭＧ３およびＭＧ４は、同期発電電動機や減速機、ハブベアリング等を一体化したいわゆるインホイールモータとして構成された互いに同一のものであり、インバータ４３，４４を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。すなわち、前輪側のモータＭＧ３およびＭＧ４は、一対の前輪３９ａ，３９ｂに対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットとして機能する。インバータ４１〜４４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４１〜４４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、これにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１〜ＭＧ４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〜ＭＧ４との間で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〜ＭＧ４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る。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１〜ＭＧ４を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１〜ＭＧ４の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４５，４６，４７および４８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〜ＭＧ４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４１〜４４へのスイッチング制御信号が出力される。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からの制御信号によってモータＭＧ１〜ＭＧ４を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１〜ＭＧ４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。
【００１９】
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Ｔｂ等が入力されており、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。なお、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をも算出する。
【００２０】
また、操舵装置５５は、運転者によって操作される操舵ハンドル５６や、運転者による操舵ハンドルの操作量としての操舵角θを検出する操舵角センサ５６ａ、ステアリングシャフトを介して操舵ハンドル５６に連結された例えばラックアンドピニオン式の操舵ギヤボックス５７、伝達比可変機能やパワーアシスト機能をもった操舵アクチュエータ５８等を含む。このような操舵装置５５は、操舵用電子制御ユニット（以下「操舵ＥＣＵ」という）５９によって制御され、かかる操舵ＥＣＵ５９も、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信している。操舵ＥＣＵ５９は、操舵角センサ５６ａにより検出される操舵角θやハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に基づいて操舵アクチュエータ５８を制御すると共に、必要に応じて操舵装置５５の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２１】
更に、電子制御式油圧ブレーキユニット６０のブレーキアクチュエータ６２は、マスタシリンダ圧センサ６１ａにより検出されるマスタシリンダ６１の圧力（マスタシリンダ圧）と車速Ｖとに基づいて、ハイブリッド自動車２０に作用させるべき制動力のうちの当該ブレーキユニット６０の分担割合に応じた制動トルクが前輪３９ａ，３９ｂや後輪３９ｃ，３９ｄに作用するようにホイールシリンダ６６ａ〜６６ｄへの油圧を調整するものである。本実施例のブレーキアクチュエータ６２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）６４により制御され、ブレーキＥＣＵ６４の制御のもと、運転者によるブレーキペダル８５の踏み込み操作とは無関係に、前輪３９ａ，３９ｂや後輪３９ｃ，３９ｄに制動トルクが作用するようホイールシリンダ６６ａ〜６６ｄの油圧を調整可能なものである。ブレーキＥＣＵ６４は、図示しない信号ラインを介して、各車輪３９ａ〜３９ｄに設けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や、操舵角センサ５６ａからの操舵角を示す信号等を入力し、これらの信号に基づいて、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに前輪３９ａ，３９ｂや後輪３９ｃ，３９ｄの何れかがロックしてスリップするのを防止するアンチスキッド制御（ＡＢＳ）や、運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに前輪３９ａ，３９ｂや後輪３９ｃ，３９ｄの何れかが空転してスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ）、主としてハイブリッド自動車２０の旋回走行時に車両全体の旋回方向の安定性を確保する車両安定化制御（ＶＳＣ）等を実行する。ブレーキＥＣＵ６４も、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に基づいてブレーキアクチュエータ６２を制御すると共に、必要に応じてブレーキアクチュエータ６２等の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２２】
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８８からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。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、操舵ＥＣＵ５９、ブレーキＥＣＵ６４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２３】
また、本実施例のハイブリッド自動車２０には、暗環境下においても車両前方の障害物を検知可能な障害物検知ユニット９０が備えられている。障害物検知ユニット９０は、例えばミリ波等の電波を利用して例えば車両重心に対して前方の左右におよそ４５度の範囲内に存在する物体を検出するレーダセンサと、レーダセンサの検出信号を処理してレーダセンサにより検出された物体が路上に存在または出現した何らかの障害物であるか否かを判定したり、検知した障害物との距離等を算出したりする処理装置等を含む。そして、障害物検知ユニット９０は、車両前方の障害物を検知すると、少なくともその旨を示す信号をハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。なお、障害物検知ユニット９０としては、車両前方を撮像する赤外カメラや、赤外カメラからの信号を画像処理してモニタに表示させたり、被撮像体が障害物であるか否かを判定したり、障害物との距離等を算出したりする処理装置等を含むいわゆる暗視装置を用いてもよい。
【００２４】
上述のように構成された第１の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とに基づいて車両全体に要求される要求トルクＴ＊が計算され、この要求トルクＴ＊に対応する動力が後輪３９ｃおよび３９ｄに接続されたリングギヤ軸３２ａと、前輪３９ａおよび３９ｂとに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１〜ＭＧ４とが運転制御され、ハイブリッド自動車２０は、基本的にいわゆるフルタイム４輪駆動車両として動作する。そして、エンジン２２やモータＭＧ１〜ＭＧ４の運転制御モードとしては、要求された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〜ＭＧ４とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａや前輪３９ａおよび３９ｂに出力されるようにモータＭＧ１〜ＭＧ４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〜ＭＧ４とによるトルク変換を伴って要求動力が出力されるようにモータＭＧ１〜ＭＧ４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〜モータＭＧ４から要求動力に見合う動力が出力されるように運転制御するモータ運転モード等がある。
【００２５】
次に、本実施例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、本実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２６】
図２の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３およびＭＧ４の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３，Ｎｍ４、バッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ５０から放電が許容されている電力の値である出力制限Ｗｏｕｔ、操舵角θ、障害物検知ユニット９０からの障害物検知情報といった制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、回転数Ｎｍ１〜Ｎｍ４は、回転位置検出センサ４５〜４８からのモータＭＧ１〜ＭＧ４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。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、残容量ＳＯＣに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力し、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、図示しない温度センサにより検出されたバッテリ５０の電池温度と残容量ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、操舵角θは、操舵ＥＣＵ５９から通信により入力するものとしたが、操舵角センサ５６ａから直接入力してもよい。
【００２７】
ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいてハイブリッド自動車２０に要求されている要求トルクＴ＊および要求パワーＰ＊を設定する（ステップＳ１１０）。本実施例では、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖと要求トルクＴ＊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および車速Ｖが与えられると当該マップからこれらに対応する要求トルクＴ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、本実施例では、設定した要求トルクＴ＊に車速Ｖを乗じたものとバッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として要求パワーＰ＊を設定するものとした。なお、ここでは、充放電要求パワーＰｂ＊は、放電要求を負の値とし充電要求を正の値とする。そして、ステップＳ１１０で設定した要求パワーＰ＊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Ｓ１２０）。本実施例では、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＊とを設定するものとした。図４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＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定となること示す相関曲線との交点から求めることができる。
【００２８】
続いて、要求トルクＴ＊を前輪３９ａ，３９ｂ側と後輪３９ｃ，３９ｄ側とに分配するための前後トルク分配比Ｄを設定する（ステップＳ１３０）。前後トルク分配比Ｄは、要求トルクＴ＊に対する前輪３９ａ，３９ｂ側に出力するトルクの割合としてハイブリッド自動車２０の走行状態に基づいて値１〜値０の範囲で設定可能なものである。本実施例において、通常走行時には、前後トルク分配比Ｄが予め定められた所定の値（例えば０．３）に設定され、前輪３９ａ，３９ｂと後輪３９ｃ，３９ｄの一方にスリップが発生したスリップ発生時にはスリップが発生した車輪に出力されるトルクの割合が小さくなると共にスリップが発生していない車輪に出力されるトルクの割合が大きくなるように前後トルク分配比Ｄが設定される。前後トルク分配比Ｄを設定したならば、当該前後トルク分配比Ｄを要求トルクＴ＊に乗じて前輪３９ａ，３９ｂ側に出力すべき前輪側トルクＴｆ＊を設定すると共に、値１から前後トルク分配比Ｄを減じたものを要求トルクＴ＊に乗じて後輪３９ｃ，３９ｄ側に出力すべき後輪側トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１４０）。
【００２９】
更に、ステップＳ１００で入力した障害物検知情報に基づいて障害物検知ユニット９０により車両前方の障害物が検知されているか否かを判定し（ステップＳ１５０）、障害物検知ユニット９０により車両前方の障害物が検知されていなければ、前輪側トルクＴｆ＊を左右の前輪３９ａ，３９ｂに分配するための左右トルク分配比ｄを設定する際に操舵装置５５における操舵角θに対して適用されるゲインｋを通常時用の値ｋ１（例えば、値１）に設定し（ステップＳ１６０）、設定したゲインｋ（＝ｋ１）を用いて、前輪３９ａ，３９ｂについての左右トルク分配比ｄを次式（１）に従った計算により設定する（ステップＳ１７０）。左右トルク分配比ｄは、前輪側トルクＴｆ＊に対する例えば左側の前輪３９ａに出力するトルクの割合であり、本実施例では、式（１）のように、通常時の分配比である値０．５に実験、解析により得られる操舵角θを変数とした関数ｆ（θ）から定まる値にゲインｋを乗じた値として設定される。関数ｆ（θ）は、操舵に際して内輪となる前輪に比べて外輪となる前輪により多くのトルクが分配されるように定められる。すなわち、関数ｆ（θ）は、左右トルク分配比ｄが左側の前輪３９ａに対するトルクの割合を規定するものである場合、操舵角θが右折側である正の値をとり、操舵角θが大きいほど大きな値をとるようになる。なお、左右トルク分配比ｄを設定するに際しては、関数ｆ（θ）の代わりに、操舵角θに加えて車速Ｖやヨーレート等を更なる変数とする関数を用いてもよく、この場合、ゲインｋは当該関数の操舵角θに関連する項に乗じられてもよい。
【００３０】
d＝0.5＋k・f(θ) …（１）
【００３１】
こうして前輪３９ａ，３９ｂについての左右トルク分配比ｄを設定したならば、設定した左右トルク分配比ｄと前輪側トルクＴｆ＊との積値を換算係数Ｇｆで除することにより左側の前輪３９ａに設けられたモータＭＧ３に対するトルク指令Ｔｍ３＊を設定すると共に、値１から左右トルク分配比ｄを減じたものと前輪側トルクＴｆ＊との積値を換算係数Ｇｆで除することにより右側の前輪３９ｂに設けられたモータＭＧ４に対するトルク指令Ｔｍ４＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、換算係数Ｇｆは、前輪３９ａ，３９ｂに作用するトルクをモータＭＧ３，ＭＧ４に作用するトルクに換算するための係数である。次いで、ステップＳ１２０にて設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇａ、ただし、「Ｇａ」は減速ギヤ３５のギヤ比である）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（２）に従った計算によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に、設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（３）に従った計算を行ってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１９０）。図５に動力分配統合機構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例示する。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。サンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数Ｎｍでもあり、キャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅでもあるから、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（２）から計算することができる。従って、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を駆動制御すれば、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。また、式（３）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（３）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本の上向き太線矢印は、エンジン２２を回転数Ｎｅおよびトルク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がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。
【００３２】
Nm1*＝(Ne*・(1＋ρ)−Nm2/Ga)/ρ …（２）
Tm1*＝前回Tm1*＋KP・(Nm1*-Nm1)＋KI∫(Nm1*−Nm1)dt …（３）
【００３３】
モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを設定したならば、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから、モータＭＧ１，ＭＧ３，ＭＧ４のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ３＊，Ｔｍ４＊と現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ３，Ｎｍ４とに基づくモータＭＧ１，ＭＧ３，ＭＧ４の消費電力（モータＭＧ１については発電電力）を減じたものをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除す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（４）に従い計算する（ステップＳ２００）。更に、次式（５）に従い、後輪側トルクＴｒ＊を換算係数Ｇｒ（リングギヤ軸３２ａの回転数／後輪３９ｃ，３９ｄの軸の回転数）で除したものよりエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を減じ、これを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇａで除することによりモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算する（ステップＳ２１０）。そして、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を先に計算したトルク制限Ｔｍａｘ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）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、バイブリッド自動車２０に要求される要求トルクＴ＊をバッテリ５０の出力制限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）も、図５の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３４】
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1−Tm3*・Nm3−Tm4*・Nm4)／Nm2 …（４）
Tm2tmp＝(Tr*／Gf＋Tm1*／ρ)/Ga …（５）
【００３５】
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，ＭＧ３，ＭＧ４のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊，Ｔｍ４＊を設定したならば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３、ＭＧ４のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊、Ｔｍ４＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２３０）、本ルーチンを一旦終了させる。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＊とにより規定される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射量や点火時期等を制御する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊、Ｔｍ４＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１〜ＭＧ４がトルク指令Ｔｍ１＊〜Ｔｍ４＊で駆動されるようにインバータ４１，４２，４３，４４のスイッチング素子のスイッチング制御を実行する。
【００３６】
一方、ステップＳ１５０にて障害物検知ユニット９０により車両前方の障害物が検知されていると判断された場合には、前輪側トルクＴｆ＊を左右の前輪３９ａ，３９ｂに分配するための左右トルク分配比ｄを設定する際に操舵装置５５における操舵角θに対して適用されるゲインｋを障害物検知時用の値ｋ２（ｋ２＞ｋ１、例えば、値１．１）に設定する（ステップＳ２４０）。そして、設定したゲインｋ（＝ｋ２）を用いて、前輪３９ａ，３９ｂについての左右トルク分配比ｄが上記式（１）に従った計算により設定され、上述したステップＳ１８０〜Ｓ２３０の処理が実行されることになる。これにより、障害物検知ユニット９０によりハイブリッド自動車２０の前方に何らかの障害物が検知された場合には、障害物が検知されていない通常時に比べて、操舵に際して外輪となる前輪３９ａまたは３９ｂに出力されるトルクの割合が大きくなる。
【００３７】
以上説明したように、本実施例のハイブリッド自動車２０では、障害物検知ユニット９０により車両前方に障害物が検知されていないときには、運転者による操舵ハンドル５６の操舵角θと当該操舵角θに対する第１のゲインｋ１とを用いて一対の前輪３９ａ，３９ｂにおける左右トルク分配比ｄが設定される一方、障害物検知ユニット９０により車両前方に障害物が検知されているときには、操舵角θと第１のゲインｋ１よりも大きい第２のゲインｋ２とを用いて一対の前輪３９ａ，３９ｃにおける左右トルク分配比ｄが設定される（ステップＳ１５０，Ｓ１６０〜Ｓ２４０）。そして、走行に要求される要求トルクＴ＊に基づくトルクが設定された前後トルク分配比Ｄおよび左右トルク分配比ｄで分配されて前輪３９ａ，３９ｂおよび後輪３９ｃ，３９ｄに出力されるようにエンジン２２やモータＭＧ１〜ＭＧ４が制御される。このように、走行中に障害物検知ユニット９０により車両前方の障害物が検知された緊急時に、左右一対の駆動輪としての前輪３９ａ，３９ｂにおける左右トルク分配比ｄを定めるための操舵角θに対するゲインを通常時に比べて大きくすれば、左右の前輪３９ａ，３９ｂに独立に出力されるトルクを運転者による操舵量に対して応答性よく変化させることができるので、緊急時における旋回性能を向上させつつ、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性を良好に確保することが可能となる。
【００３８】
また、一対の前輪３９ａ、３９ｂにトルクを左右独立に分配して出力するために前輪３９ａ，３９ｂのそれぞれに、バッテリ５０と電力をやり取り可能な電動機としてのモータＭＧ３，ＭＧ４を設ければ、左右の前輪３９ａ，３９ｂに独立に出力されるトルクを運転者による操舵量に対して応答性よく速やかに変化させて、緊急時における旋回性能を向上させつつ車両の走行安定性を確保することが可能となる。更に、本実施例のハイブリッド自動車２０は、後輪３９ｃ、３９ｄを駆動するためにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２と３軸式の動力分配統合機構３０とを含む動力出力装置を備えたいわゆる４輪駆動車両として構成されているので、これにより、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性をより一層良好に確保することが可能となる。加えて、本実施例のハイブリッド自動車２０のように操舵輪としての一対の前輪３９ａ、３９ｂに対してトルクを左右独立に分配できるようにすれば、緊急時における旋回性能と走行安定性とを極めて良好に確保することが可能となる。また、上述のように、障害物検知ユニット９０として、暗環境下で車両前方の障害物を検知可能なものを用いれば、運転者による障害物の認知が遅れがちとなる暗環境下におけるハイブリッド自動車２０の緊急回避性能を向上させて車両安全性を良好なものとすることが可能となる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。なお、第２の実施例のハイブリッド自動車２０Ｂを構成する要素のうち、第１の実施例のハイブリッド自動車２０と共通する要素については、重複した説明を回避するために第１実施例と同一の符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する。図６は、第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。本実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、後輪３９ｃ，３９ｄを駆動するための動力ユニットとして、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６と一対の後輪３９ｃ，３９ｄが接続された駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する無段変速機としてのＣＶＴ１４０とを含むものである。この場合、エンジン２２からの動力は、トルクコンバータ１３０や前後進切換機構１３５、ＣＶＴ１４０、ギヤ機構３７、デファレンシャルギヤ３８を介して後輪３９ｃ，３９ｄに出力される。
【００４０】
ＣＶＴ１４０は、インプットシャフト１４１に接続された溝幅を変更可能なプライマリプーリ１４３と、同様に溝幅を変更可能であって駆動軸としてのアウトプットシャフト１４２に接続されたセカンダリプーリ１４４と、プライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝に巻き掛けられたベルト１４５とを有する。そして、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下「ＣＶＴＥＣＵ」という）１４６により駆動制御される油圧回路１４７からの作動油によりプライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝幅を変更することにより、インプットシャフト１４１に入力した動力を無段階に変速してアウトプットシャフト１４２に出力することが可能となる。ＣＶＴＥＣＵ１４６には、インプットシャフト１４１の回転数Ｎｉｎやアウトプットシャフト１４２の回転数Ｎｏｕｔ等が入力され、ＣＶＴＥＣＵ１４６は、これらの情報に基づいて油圧回路１４７への駆動信号を生成、出力する。また、ＣＶＴＥＣＵ１４６は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号に従ってＣＶＴ１４０の変速比を制御すると共に必要に応じてＣＶＴ１４０に関連するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００４１】
トルクコンバータ１３０は、周知の流体式トルクコンバータとして構成されており、油圧回路１４７からの作動油を動力源として作動するロックアップクラッチを有している。また、前後進切換機構１３５は、ダブルピニオンの遊星歯車機構と図示しないブレーキＢ１とクラッチＣ１とを含む。前後進切換機構１３５のブレーキＢ１をオフすると共にクラッチＣ１をオンすることにより、トルクコンバータ１３０の出力軸の回転をそのままＣＶＴ１４０のインプットシャフト１４１に伝達してハイブリッド自動車２０Ｂを前進させることができる。また、ブレーキＢ１をオンすると共にクラッチＣ１をオフすることにより、トルクコンバータ１３０の出力軸の回転を逆方向に変換してＣＶＴ１４０のインプットシャフト１４１に伝達し、ハイブリッド自動車２０Ｂを後進させることができる。更に、ブレーキＢ１をオフすると共にクラッチＣ１をオフすることによりトルクコンバータ１３０の出力軸とＣＶＴ１４０のインプットシャフト１４１とを切り離すこともできる。
【００４２】
また、インホイールモータとして構成されたモータＭＧ３およびＭＧ４は、インバータ４３または４４を介してエンジン２２により駆動されるオルタネータ１２８や当該オルタネータ１２８への電力ラインに出力端子が接続されている高圧バッテリ（例えば定格４２Ｖの二次電池）５０ａに接続され、オルタネータ１２８や高圧バッテリ５０ａからの電力により駆動される。また、モータＭＧ３およびＭＧ４の回生制御により発電した電力は、高圧バッテリ５０ａに蓄えられる。そして、本実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、油圧回路１４７に含まれるモータや各種補機の電源として、低圧バッテリ５０ｂを有している。低圧バッテリ５０ｂは、電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ５１を介して高圧バッテリ５０ａと接続されており、高圧バッテリ５０ａからの電力が電圧変換されて低圧バッテリ５０ｂへ供給される。
【００４３】
このように構成された本実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、運転者のアクセルペダル８３の操作に応じて主としてエンジン２２からの動力を後輪３９ｃ，３９ｄに出力して走行し、必要に応じて後輪３９ｃ，３９ｄへの動力の出力に加えてモータＭＧ３，ＭＧ４からの動力を前輪３９ａ，３９ｂに出力して４輪駆動により走行する。４輪駆動により走行する場合の例としては、例えば旋回時やアクセルペダル８３が大きく踏み込まれた急加速時や車輪スリップ時等が挙げられる。また、走行中にブレーキペダル８５が踏み込まれたとき等の減速時には、前後進切換機構１３５のブレーキＢ１とクラッチＣ１との双方をオフしてエンジン２２をＣＶＴ１４０から切り離した上でエンジン２２を停止させると共にモータＭＧ３およびＭＧ４を回生制御し、モータＭＧ３およびＭＧ４による回生を利用して前輪３９ａ，３９ｂに制動力を付与すると共にモータＭＧ３およびＭＧ４によって回生される電力を用いて高圧バッテリ５０ａを充電することにより、システム全体のエネルギ効率を向上させることができる。そして、かかるハイブリッド自動車２０Ｂにおいても、第１の実施例に係るハイブリッド自動車２０と同様に、走行中に障害物検知ユニット９０により車両前方の障害物が検知された緊急時に、駆動輪としての前輪３９ａ，３９ｂにおける左右トルク分配比ｄを定めるための操舵角θに対するゲインを通常時に比べて大きくし、そのようなゲインと操舵角θとから定まる左右トルク分配比ｄに基づくトルクを左右一対の前輪３９ａ，３９ｂに独立に出力することにより、モータＭＧ３およびＭＧ４から左右の前輪３９ａ，３９ｂに独立に出力されるトルクを運転者による操舵量に対して応答性よく変化させることができるので、緊急時における旋回性能を向上させつつ、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性を良好に確保することが可能となる。すなわち、本発明は、いわゆるフルタイム４輪駆動車両のみならず、基本的に前輪または後輪を駆動して走行し、操縦安定性等を確保する必要がある場合に４輪を駆動する車両に適用しても極めて有効である。
【００４４】
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、本発明は上記各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。
【００４５】
すなわち、第１の実施例における動力分配統合機構３０とモータＭＧ２との代わりに、図７に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ｃ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、後輪３９ｃ，３９ｄ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を用いてもよい。
【００４６】
また、上記各実施例や変形例において、前輪と後輪との関係を逆にして一対の後輪３９ｃ，３９ｄに対して駆動力を左右独立に分配するようにしてもよい。更に、４輪のすべてに電動機を独立に備えた電気自動車や、一対の前輪あるいは一対の後輪にのみ電動機を左右独立に備えた電気自動車、更には、単一のエンジンあるいはモータの駆動力を機械的に左右独立に分配可能な動力ユニットを一対の前輪および／または一対の後輪に備えた車両に本発明を適用し得ることはいうまでもない。一対の前輪および一対の後輪のそれぞれに左右独立に駆動力を分配する場合には、前輪と後輪との双方について上述の左右トルク分配比の設定手順を適用することができる。そして、操舵に際して一対の駆動輪における左右トルク分配比ｄを設定するに際しては、内輪側のモータが負の駆動力（制動力）を出力する回生制動を行うと共に外輪側のモータが力行するように左右トルク分配比ｄを設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１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。
【図２】第１の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。
【図３】第１の実施例における要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】第１の実施例におけるエンジン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説明図である。
【図５】動力分配統合機構３０における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を例示する共線図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車２０Ｃの概略構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
２０，２０Ｂ，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、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 デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 前輪、３９ｃ，３９ｄ 後輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４３，４４ インバータ、４５，４６，４７，４８ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５０ａ 高圧バッテリ、５０ｂ 低圧バッテリ、５１ ＤＣ／ＤＣコンバータ、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、５５ 操舵装置、５６ 操舵ハンドル、５６ａ 操舵角センサ、５７ 操舵ギヤボックス、５８ 操舵アクチュエータ、５９ 操舵用電子制御ユニット（操舵ＥＣＵ）、６０ 電子制御式油圧ブレーキユニット、６１ マスタシリンダ、６１ａ マスタシリンダ圧センサ、６２ ブレーキアクチュエータ、６４ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ ホイールシリンダ、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、８８ 車速センサ、９０ 障害物検知ユニット、１２８ オルタネータ、１３０ トルクコンバータ、１３５ 前後進切換機構、１４０ ＣＶＴ、１４１ インプットシャフト、１４２ アウトプットシャフト、１４３ プライマリプーリ、１４４ セカンダリプーリ、１４５ ベルト、１４６ ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、１４７ 油圧回路、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、ＭＧ３，ＭＧ４ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットを備えた車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステアリングホイールの操作に応じて制御される操舵アクチュエータを備えた車両として、車両が緊急状態にあるか否かを判別する緊急状態判別手段を有し、車両が緊急状態にあると判別された場合に、ステアリングホイールの操作に対する操舵アクチュエータの作動ゲインを通常時に比して大きくなるように変更するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この車両によれば、操舵量が小さくても車両を大きく旋回させて緊急状態を回避できるように車両旋回性能の向上を図ることが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−１７７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のように、緊急時に操舵量に対する操舵アクチュエータの作動ゲインを通常時に比して大きくすれば、緊急時における車両の旋回性能を向上させることができる。ただし、操舵アクチュエータの作動ゲインを変更するだけでは、緊急状態を回避すべく車両を旋回させる際の走行安定性を確保し得なくなるおそれもある。
【０００４】
そこで、本発明の車両およびその制御方法は、緊急時における旋回性能を向上させつつ車両の走行安定性を確保す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、左右の駆動輪に独立に出力される駆動力を運転者による操舵量に対して応答性よく速やか変化させて、緊急時における旋回性能を向上させつつ車両の走行安定性を確保することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の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ている。
【０００６】
本発明の車両は、複数の車輪を有する車両であって、
前記複数の車輪に含まれる一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットと、
前記複数の車輪に含まれる操舵輪を操舵するための操舵手段と、
運転者による前記操舵手段の操舵量を検出する操舵量検出手段と、
車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記障害物検知手段により障害物が検知されていないときには、前記検出された操舵量と該操舵量に対する第１のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する一方、前記障害物検知手段により障害物が検知されているときには、前記検出された操舵量と前記第１のゲインよりも大きい前記操舵量に対する第２のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する駆動力分配比設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記設定された駆動力分配比で分配されて前記駆動輪のそれぞれに出力されるように前記動力ユニットを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
この車両は、複数の車輪のうちの一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットと、複数の車輪のうちの操舵輪を操舵するための操舵手段と、車両前方の障害物を検知する障害物検知手段とを含むものである。そして、障害物検知手段により障害物が検知されていないときには、運転者による操舵手段の操舵量と該操舵量に対する第１のゲインとを用いて一対の駆動輪における駆動力分配比が設定される一方、障害物検知手段により障害物が検知されているときには、操舵量と第１のゲインよりも大きい第２のゲインとを用いて一対の駆動輪における駆動力分配比が設定され、走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が設定された駆動力分配比で分配されて駆動輪のそれぞれに出力されるように動力ユニットが制御される。このように、障害物検知手段により障害物が検知された緊急時に、左右の駆動輪における駆動力分配比を定めるための操舵量に対するゲインを通常時に比べて大きくすれば、左右の駆動輪に独立に出力される駆動力を運転者による操舵量に対して応答性よく変化させることができるので、緊急時における旋回性能を向上させつつ、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性を良好に確保することが可能となる。
【０００８】
この場合、前記駆動力分配比設定手段は、操舵に際して内輪となる前記駆動輪に比べて外輪となる前記駆動輪により多くの駆動力が分配されるように前記駆動力分配比を設定するものであってもよい。
【０００９】
また、本発明による車両は、前記駆動輪以外の一対の車輪を駆動する第２の動力ユニットを更に備えてもよく、当該第２の動力ユニットは、内燃機関と、前記一対の車輪が接続された駆動軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを含むものであってもよい。更に、当該第２の動力ユニットは、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記一対の車輪が接続された駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する変速手段とを含むものであってもよい。このように、本発明による車両をいわゆる４輪駆動可能な車両として構成すれば、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性をより一層良好に確保することが可能となる。そして、これらの場合に、前記動力ユニットは、前記駆動輪のそれぞれに設けられた電動機を含むものであってもよく、本発明による車両は、これらの電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段を更に備えてもよい。このように、左右の駆動輪に対して電動機を独立に設ければ、左右の駆動輪に独立に出力される駆動力を運転者による操舵量に対して応答性よく速やか変化させて、緊急時における旋回性能を向上させつつ車両の走行安定性を確保することが可能となる。
【００１０】
そして、前記一対の駆動輪は、前記複数の車輪に含まれる操舵輪としての前輪であってもよい。このように、操舵輪としての一対の前輪に対して駆動力を左右独立に分配できるようにすれば、緊急時における旋回性能と走行安定性とを極めて良好に確保することが可能となる。もちろん、前記一対の駆動輪は、前記複数の車輪に含まれる後輪であってもよい。
【００１１】
また、前記障害物検知手段は、暗環境下で車両前方の障害物を検知可能な手段であってもよい。これにより、運転者による障害物の認知が遅れがちとなる暗環境下における車両の緊急回避性能を向上させて車両安全性を良好なものとすることが可能となる。
【００１２】
本発明による車両の制御方法は、複数の車輪と、前記複数の車輪に含まれる一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットと、前記複数の車輪に含まれる操舵輪を操舵するための操舵手段と、運転者による前記操舵手段の操舵量を検出する操舵量検出手段と、前方の障害物を検知する障害物検知手段とを備えた車両の制御方法であって、
（ａ）前記障害物検知手段により障害物が検知されていないときには、前記検出された操舵量と該操舵量に対する第１のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する一方、前記障害物検知手段により障害物が検知されているときには、前記検出された操舵量と前記第１のゲインよりも大きい前記操舵量に対する第２のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定するステップと、
（ｂ）走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力がステップ（ａ）で設定された駆動力分配比で分配されて前記駆動輪のそれぞれに出力されるように前記動力ユニットを制御するステップと、
を含むものである。
【００１３】
この方法のように、障害物検知手段により障害物が検知された緊急時に、左右の駆動輪における駆動力分配比を定めるための操舵量に対するゲインを通常時に比べて大きくすれば、左右の駆動輪に独立に出力される駆動力を運転者による操舵量に対して応答性よく変化させることができるので、緊急時における旋回性能を向上させつつ、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性を良好に確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施例に係るハイブリッド自動車の概略構成図である。本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、動力分配統合機構３０に接続されると共にギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して左右一対の後輪３９ｃ，３９ｄに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、左右一対の前輪３９ａおよび３９ｂそれぞれのホイール内に配置されて対応する前輪３９ａまたは３９ｂに駆動力を出力するモータＭＧ３およびＭＧ４と、左右一対の前輪３９ａおよび３９ｂを操舵するための操舵装置５５と、前輪３９ａ，３９ｂや後輪３９ｃ，３９ｄに制動トルクを付与するためのマスタシリンダ６１や、ブレーキアクチュエータ６２、ホイールシリンダ６６ａ〜６６ｄ等を含む電子制御式油圧ブレーキユニット（ＥＣＢ）６０と、ハイブリッド自動車２０の全体を制御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とを備える。
【００１６】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油等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ＥＣＵ７０に出力する。
【００１７】
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。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、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、最終的には車両の後輪３９ｃ，３９ｄに出力される。
【００１８】
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ことができ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を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。また、前輪側のモータＭＧ３およびＭＧ４は、同期発電電動機や減速機、ハブベアリング等を一体化したいわゆるインホイールモータとして構成された互いに同一のものであり、インバータ４３，４４を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。すなわち、前輪側のモータＭＧ３およびＭＧ４は、一対の前輪３９ａ，３９ｂに対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットとして機能する。インバータ４１〜４４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４１〜４４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、これにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１〜ＭＧ４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〜ＭＧ４との間で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〜ＭＧ４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る。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１〜ＭＧ４を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１〜ＭＧ４の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４５，４６，４７および４８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〜ＭＧ４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４１〜４４へのスイッチング制御信号が出力される。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からの制御信号によってモータＭＧ１〜ＭＧ４を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１〜ＭＧ４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。
【００１９】
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Ｔｂ等が入力されており、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。なお、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をも算出する。
【００２０】
また、操舵装置５５は、運転者によって操作される操舵ハンドル５６や、運転者による操舵ハンドルの操作量としての操舵角θを検出する操舵角センサ５６ａ、ステアリングシャフトを介して操舵ハンドル５６に連結された例えばラックアンドピニオン式の操舵ギヤボックス５７、伝達比可変機能やパワーアシスト機能をもった操舵アクチュエータ５８等を含む。このような操舵装置５５は、操舵用電子制御ユニット（以下「操舵ＥＣＵ」という）５９によって制御され、かかる操舵ＥＣＵ５９も、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信している。操舵ＥＣＵ５９は、操舵角センサ５６ａにより検出される操舵角θやハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に基づいて操舵アクチュエータ５８を制御すると共に、必要に応じて操舵装置５５の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２１】
更に、電子制御式油圧ブレーキユニット６０のブレーキアクチュエータ６２は、マスタシリンダ圧センサ６１ａにより検出されるマスタシリンダ６１の圧力（マスタシリンダ圧）と車速Ｖとに基づいて、ハイブリッド自動車２０に作用させるべき制動力のうちの当該ブレーキユニット６０の分担割合に応じた制動トルクが前輪３９ａ，３９ｂや後輪３９ｃ，３９ｄに作用するようにホイールシリンダ６６ａ〜６６ｄへの油圧を調整するものである。本実施例のブレーキアクチュエータ６２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）６４により制御され、ブレーキＥＣＵ６４の制御のもと、運転者によるブレーキペダル８５の踏み込み操作とは無関係に、前輪３９ａ，３９ｂや後輪３９ｃ，３９ｄに制動トルクが作用するようホイールシリンダ６６ａ〜６６ｄの油圧を調整可能なものである。ブレーキＥＣＵ６４は、図示しない信号ラインを介して、各車輪３９ａ〜３９ｄに設けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や、操舵角センサ５６ａからの操舵角を示す信号等を入力し、これらの信号に基づいて、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに前輪３９ａ，３９ｂや後輪３９ｃ，３９ｄの何れかがロックしてスリップするのを防止するアンチスキッド制御（ＡＢＳ）や、運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに前輪３９ａ，３９ｂや後輪３９ｃ，３９ｄの何れかが空転してスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ）、主としてハイブリッド自動車２０の旋回走行時に車両全体の旋回方向の安定性を確保する車両安定化制御（ＶＳＣ）等を実行する。ブレーキＥＣＵ６４も、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号に基づいてブレーキアクチュエータ６２を制御すると共に、必要に応じてブレーキアクチュエータ６２等の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２２】
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８８からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。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、操舵ＥＣＵ５９、ブレーキＥＣＵ６４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２３】
また、本実施例のハイブリッド自動車２０には、暗環境下においても車両前方の障害物を検知可能な障害物検知ユニット９０が備えられている。障害物検知ユニット９０は、例えばミリ波等の電波を利用して例えば車両重心に対して前方の左右におよそ４５度の範囲内に存在する物体を検出するレーダセンサと、レーダセンサの検出信号を処理してレーダセンサにより検出された物体が路上に存在または出現した何らかの障害物であるか否かを判定したり、検知した障害物との距離等を算出したりする処理装置等を含む。そして、障害物検知ユニット９０は、車両前方の障害物を検知すると、少なくともその旨を示す信号をハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。なお、障害物検知ユニット９０としては、車両前方を撮像する赤外カメラや、赤外カメラからの信号を画像処理してモニタに表示させたり、被撮像体が障害物であるか否かを判定したり、障害物との距離等を算出したりする処理装置等を含むいわゆる暗視装置を用いてもよい。
【００２４】
上述のように構成された第１の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とに基づいて車両全体に要求される要求トルクＴ＊が計算され、この要求トルクＴ＊に対応する動力が後輪３９ｃおよび３９ｄに接続されたリングギヤ軸３２ａと、前輪３９ａおよび３９ｂとに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１〜ＭＧ４とが運転制御され、ハイブリッド自動車２０は、基本的にいわゆるフルタイム４輪駆動車両として動作する。そして、エンジン２２やモータＭＧ１〜ＭＧ４の運転制御モードとしては、要求された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〜ＭＧ４とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａや前輪３９ａおよび３９ｂに出力されるようにモータＭＧ１〜ＭＧ４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〜ＭＧ４とによるトルク変換を伴って要求動力が出力されるようにモータＭＧ１〜ＭＧ４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〜モータＭＧ４から要求動力に見合う動力が出力されるように運転制御するモータ運転モード等がある。
【００２５】
次に、本実施例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、本実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２６】
図２の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３およびＭＧ４の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３，Ｎｍ４、バッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊、バッテリ５０から放電が許容されている電力の値である出力制限Ｗｏｕｔ、操舵角θ、障害物検知ユニット９０からの障害物検知情報といった制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、回転数Ｎｍ１〜Ｎｍ４は、回転位置検出センサ４５〜４８からのモータＭＧ１〜ＭＧ４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。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、残容量ＳＯＣに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力し、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、図示しない温度センサにより検出されたバッテリ５０の電池温度と残容量ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、操舵角θは、操舵ＥＣＵ５９から通信により入力するものとしたが、操舵角センサ５６ａから直接入力してもよい。
【００２７】
ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいてハイブリッド自動車２０に要求されている要求トルクＴ＊および要求パワーＰ＊を設定する（ステップＳ１１０）。本実施例では、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖと要求トルクＴ＊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および車速Ｖが与えられると当該マップからこれらに対応する要求トルクＴ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、本実施例では、設定した要求トルクＴ＊に車速Ｖを乗じたものとバッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として要求パワーＰ＊を設定するものとした。なお、ここでは、充放電要求パワーＰｂ＊は、放電要求を負の値とし充電要求を正の値とする。そして、ステップＳ１１０で設定した要求パワーＰ＊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Ｓ１２０）。本実施例では、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＊とを設定するものとした。図４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＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定となること示す相関曲線との交点から求めることができる。
【００２８】
続いて、要求トルクＴ＊を前輪３９ａ，３９ｂ側と後輪３９ｃ，３９ｄ側とに分配するための前後トルク分配比Ｄを設定する（ステップＳ１３０）。前後トルク分配比Ｄは、要求トルクＴ＊に対する前輪３９ａ，３９ｂ側に出力するトルクの割合としてハイブリッド自動車２０の走行状態に基づいて値１〜値０の範囲で設定可能なものである。本実施例において、通常走行時には、前後トルク分配比Ｄが予め定められた所定の値（例えば０．３）に設定され、前輪３９ａ，３９ｂと後輪３９ｃ，３９ｄの一方にスリップが発生したスリップ発生時にはスリップが発生した車輪に出力されるトルクの割合が小さくなると共にスリップが発生していない車輪に出力されるトルクの割合が大きくなるように前後トルク分配比Ｄが設定される。前後トルク分配比Ｄを設定したならば、当該前後トルク分配比Ｄを要求トルクＴ＊に乗じて前輪３９ａ，３９ｂ側に出力すべき前輪側トルクＴｆ＊を設定すると共に、値１から前後トルク分配比Ｄを減じたものを要求トルクＴ＊に乗じて後輪３９ｃ，３９ｄ側に出力すべき後輪側トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１４０）。
【００２９】
更に、ステップＳ１００で入力した障害物検知情報に基づいて障害物検知ユニット９０により車両前方の障害物が検知されているか否かを判定し（ステップＳ１５０）、障害物検知ユニット９０により車両前方の障害物が検知されていなければ、前輪側トルクＴｆ＊を左右の前輪３９ａ，３９ｂに分配するための左右トルク分配比ｄを設定する際に操舵装置５５における操舵角θに対して適用されるゲインｋを通常時用の値ｋ１（例えば、値１）に設定し（ステップＳ１６０）、設定したゲインｋ（＝ｋ１）を用いて、前輪３９ａ，３９ｂについての左右トルク分配比ｄを次式（１）に従った計算により設定する（ステップＳ１７０）。左右トルク分配比ｄは、前輪側トルクＴｆ＊に対する例えば左側の前輪３９ａに出力するトルクの割合であり、本実施例では、式（１）のように、通常時の分配比である値０．５に実験、解析により得られる操舵角θを変数とした関数ｆ（θ）から定まる値にゲインｋを乗じた値として設定される。関数ｆ（θ）は、操舵に際して内輪となる前輪に比べて外輪となる前輪により多くのトルクが分配されるように定められる。すなわち、関数ｆ（θ）は、左右トルク分配比ｄが左側の前輪３９ａに対するトルクの割合を規定するものである場合、操舵角θが右折側である正の値をとり、操舵角θが大きいほど大きな値をとるようになる。なお、左右トルク分配比ｄを設定するに際しては、関数ｆ（θ）の代わりに、操舵角θに加えて車速Ｖやヨーレート等を更なる変数とする関数を用いてもよく、この場合、ゲインｋは当該関数の操舵角θに関連する項に乗じられてもよい。
【００３０】
d＝0.5＋k・f(θ) …（１）
【００３１】
こうして前輪３９ａ，３９ｂについての左右トルク分配比ｄを設定したならば、設定した左右トルク分配比ｄと前輪側トルクＴｆ＊との積値を換算係数Ｇｆで除することにより左側の前輪３９ａに設けられたモータＭＧ３に対するトルク指令Ｔｍ３＊を設定すると共に、値１から左右トルク分配比ｄを減じたものと前輪側トルクＴｆ＊との積値を換算係数Ｇｆで除することにより右側の前輪３９ｂに設けられたモータＭＧ４に対するトルク指令Ｔｍ４＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、換算係数Ｇｆは、前輪３９ａ，３９ｂに作用するトルクをモータＭＧ３，ＭＧ４に作用するトルクに換算するための係数である。次いで、ステップＳ１２０にて設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇａ、ただし、「Ｇａ」は減速ギヤ３５のギヤ比である）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（２）に従った計算によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に、設定した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて次式（３）に従った計算を行ってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１９０）。図５に動力分配統合機構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例示する。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。サンギヤ３１の回転数はモータＭＧ１の回転数Ｎｍでもあり、キャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅでもあるから、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（２）から計算することができる。従って、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を駆動制御すれば、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させることができる。また、式（３）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（３）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本の上向き太線矢印は、エンジン２２を回転数Ｎｅおよびトルク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がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。
【００３２】
Nm1*＝(Ne*・(1＋ρ)−Nm2/Ga)/ρ …（２）
Tm1*＝前回Tm1*＋KP・(Nm1*-Nm1)＋KI∫(Nm1*−Nm1)dt …（３）
【００３３】
モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを設定したならば、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔから、モータＭＧ１，ＭＧ３，ＭＧ４のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ３＊，Ｔｍ４＊と現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ３，Ｎｍ４とに基づくモータＭＧ１，ＭＧ３，ＭＧ４の消費電力（モータＭＧ１については発電電力）を減じたものをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除す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（４）に従い計算する（ステップＳ２００）。更に、次式（５）に従い、後輪側トルクＴｒ＊を換算係数Ｇｒ（リングギヤ軸３２ａの回転数／後輪３９ｃ，３９ｄの軸の回転数）で除したものよりエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を減じ、これを減速ギヤ３５のギヤ比Ｇａで除することによりモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算する（ステップＳ２１０）。そして、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を先に計算したトルク制限Ｔｍａｘ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）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、バイブリッド自動車２０に要求される要求トルクＴ＊をバッテリ５０の出力制限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）も、図５の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３４】
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1−Tm3*・Nm3−Tm4*・Nm4)／Nm2 …（４）
Tm2tmp＝(Tr*／Gf＋Tm1*／ρ)/Ga …（５）
【００３５】
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，ＭＧ３，ＭＧ４のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊，Ｔｍ４＊を設定したならば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３、ＭＧ４のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊、Ｔｍ４＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２３０）、本ルーチンを一旦終了させる。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＊とにより規定される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射量や点火時期等を制御する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊、Ｔｍ４＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１〜ＭＧ４がトルク指令Ｔｍ１＊〜Ｔｍ４＊で駆動されるようにインバータ４１，４２，４３，４４のスイッチング素子のスイッチング制御を実行する。
【００３６】
一方、ステップＳ１５０にて障害物検知ユニット９０により車両前方の障害物が検知されていると判断された場合には、前輪側トルクＴｆ＊を左右の前輪３９ａ，３９ｂに分配するための左右トルク分配比ｄを設定する際に操舵装置５５における操舵角θに対して適用されるゲインｋを障害物検知時用の値ｋ２（ｋ２＞ｋ１、例えば、値１．１）に設定する（ステップＳ２４０）。そして、設定したゲインｋ（＝ｋ２）を用いて、前輪３９ａ，３９ｂについての左右トルク分配比ｄが上記式（１）に従った計算により設定され、上述したステップＳ１８０〜Ｓ２３０の処理が実行されることになる。これにより、障害物検知ユニット９０によりハイブリッド自動車２０の前方に何らかの障害物が検知された場合には、障害物が検知されていない通常時に比べて、操舵に際して外輪となる前輪３９ａまたは３９ｂに出力されるトルクの割合が大きくなる。
【００３７】
以上説明したように、本実施例のハイブリッド自動車２０では、障害物検知ユニット９０により車両前方に障害物が検知されていないときには、運転者による操舵ハンドル５６の操舵角θと当該操舵角θに対する第１のゲインｋ１とを用いて一対の前輪３９ａ，３９ｂにおける左右トルク分配比ｄが設定される一方、障害物検知ユニット９０により車両前方に障害物が検知されているときには、操舵角θと第１のゲインｋ１よりも大きい第２のゲインｋ２とを用いて一対の前輪３９ａ，３９ｃにおける左右トルク分配比ｄが設定される（ステップＳ１５０，Ｓ１６０〜Ｓ２４０）。そして、走行に要求される要求トルクＴ＊に基づくトルクが設定された前後トルク分配比Ｄおよび左右トルク分配比ｄで分配されて前輪３９ａ，３９ｂおよび後輪３９ｃ，３９ｄに出力されるようにエンジン２２やモータＭＧ１〜ＭＧ４が制御される。このように、走行中に障害物検知ユニット９０により車両前方の障害物が検知された緊急時に、左右一対の駆動輪としての前輪３９ａ，３９ｂにおける左右トルク分配比ｄを定めるための操舵角θに対するゲインを通常時に比べて大きくすれば、左右の前輪３９ａ，３９ｂに独立に出力されるトルクを運転者による操舵量に対して応答性よく変化させることができるので、緊急時における旋回性能を向上させつつ、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性を良好に確保することが可能となる。
【００３８】
また、一対の前輪３９ａ、３９ｂにトルクを左右独立に分配して出力するために前輪３９ａ，３９ｂのそれぞれに、バッテリ５０と電力をやり取り可能な電動機としてのモータＭＧ３，ＭＧ４を設ければ、左右の前輪３９ａ，３９ｂに独立に出力されるトルクを運転者による操舵量に対して応答性よく速やかに変化させて、緊急時における旋回性能を向上させつつ車両の走行安定性を確保することが可能となる。更に、本実施例のハイブリッド自動車２０は、後輪３９ｃ、３９ｄを駆動するためにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２と３軸式の動力分配統合機構３０とを含む動力出力装置を備えたいわゆる４輪駆動車両として構成されているので、これにより、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性をより一層良好に確保することが可能となる。加えて、本実施例のハイブリッド自動車２０のように操舵輪としての一対の前輪３９ａ、３９ｂに対してトルクを左右独立に分配できるようにすれば、緊急時における旋回性能と走行安定性とを極めて良好に確保することが可能となる。また、上述のように、障害物検知ユニット９０として、暗環境下で車両前方の障害物を検知可能なものを用いれば、運転者による障害物の認知が遅れがちとなる暗環境下におけるハイブリッド自動車２０の緊急回避性能を向上させて車両安全性を良好なものとすることが可能となる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。なお、第２の実施例のハイブリッド自動車２０Ｂを構成する要素のうち、第１の実施例のハイブリッド自動車２０と共通する要素については、重複した説明を回避するために第１実施例と同一の符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する。図６は、第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。本実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、後輪３９ｃ，３９ｄを駆動するための動力ユニットとして、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６と一対の後輪３９ｃ，３９ｄが接続された駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する無段変速機としてのＣＶＴ１４０とを含むものである。この場合、エンジン２２からの動力は、トルクコンバータ１３０や前後進切換機構１３５、ＣＶＴ１４０、ギヤ機構３７、デファレンシャルギヤ３８を介して後輪３９ｃ，３９ｄに出力される。
【００４０】
ＣＶＴ１４０は、インプットシャフト１４１に接続された溝幅を変更可能なプライマリプーリ１４３と、同様に溝幅を変更可能であって駆動軸としてのアウトプットシャフト１４２に接続されたセカンダリプーリ１４４と、プライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝に巻き掛けられたベルト１４５とを有する。そして、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下「ＣＶＴＥＣＵ」という）１４６により駆動制御される油圧回路１４７からの作動油によりプライマリプーリ１４３およびセカンダリプーリ１４４の溝幅を変更することにより、インプットシャフト１４１に入力した動力を無段階に変速してアウトプットシャフト１４２に出力することが可能となる。ＣＶＴＥＣＵ１４６には、インプットシャフト１４１の回転数Ｎｉｎやアウトプットシャフト１４２の回転数Ｎｏｕｔ等が入力され、ＣＶＴＥＣＵ１４６は、これらの情報に基づいて油圧回路１４７への駆動信号を生成、出力する。また、ＣＶＴＥＣＵ１４６は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号に従ってＣＶＴ１４０の変速比を制御すると共に必要に応じてＣＶＴ１４０に関連するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００４１】
トルクコンバータ１３０は、周知の流体式トルクコンバータとして構成されており、油圧回路１４７からの作動油を動力源として作動するロックアップクラッチを有している。また、前後進切換機構１３５は、ダブルピニオンの遊星歯車機構と図示しないブレーキＢ１とクラッチＣ１とを含む。前後進切換機構１３５のブレーキＢ１をオフすると共にクラッチＣ１をオンすることにより、トルクコンバータ１３０の出力軸の回転をそのままＣＶＴ１４０のインプットシャフト１４１に伝達してハイブリッド自動車２０Ｂを前進させることができる。また、ブレーキＢ１をオンすると共にクラッチＣ１をオフすることにより、トルクコンバータ１３０の出力軸の回転を逆方向に変換してＣＶＴ１４０のインプットシャフト１４１に伝達し、ハイブリッド自動車２０Ｂを後進させることができる。更に、ブレーキＢ１をオフすると共にクラッチＣ１をオフすることによりトルクコンバータ１３０の出力軸とＣＶＴ１４０のインプットシャフト１４１とを切り離すこともできる。
【００４２】
また、インホイールモータとして構成されたモータＭＧ３およびＭＧ４は、インバータ４３または４４を介してエンジン２２により駆動されるオルタネータ１２８や当該オルタネータ１２８への電力ラインに出力端子が接続されている高圧バッテリ（例えば定格４２Ｖの二次電池）５０ａに接続され、オルタネータ１２８や高圧バッテリ５０ａからの電力により駆動される。また、モータＭＧ３およびＭＧ４の回生制御により発電した電力は、高圧バッテリ５０ａに蓄えられる。そして、本実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、油圧回路１４７に含まれるモータや各種補機の電源として、低圧バッテリ５０ｂを有している。低圧バッテリ５０ｂは、電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ５１を介して高圧バッテリ５０ａと接続されており、高圧バッテリ５０ａからの電力が電圧変換されて低圧バッテリ５０ｂへ供給される。
【００４３】
このように構成された本実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、運転者のアクセルペダル８３の操作に応じて主としてエンジン２２からの動力を後輪３９ｃ，３９ｄに出力して走行し、必要に応じて後輪３９ｃ，３９ｄへの動力の出力に加えてモータＭＧ３，ＭＧ４からの動力を前輪３９ａ，３９ｂに出力して４輪駆動により走行する。４輪駆動により走行する場合の例としては、例えば旋回時やアクセルペダル８３が大きく踏み込まれた急加速時や車輪スリップ時等が挙げられる。また、走行中にブレーキペダル８５が踏み込まれたとき等の減速時には、前後進切換機構１３５のブレーキＢ１とクラッチＣ１との双方をオフしてエンジン２２をＣＶＴ１４０から切り離した上でエンジン２２を停止させると共にモータＭＧ３およびＭＧ４を回生制御し、モータＭＧ３およびＭＧ４による回生を利用して前輪３９ａ，３９ｂに制動力を付与すると共にモータＭＧ３およびＭＧ４によって回生される電力を用いて高圧バッテリ５０ａを充電することにより、システム全体のエネルギ効率を向上させることができる。そして、かかるハイブリッド自動車２０Ｂにおいても、第１の実施例に係るハイブリッド自動車２０と同様に、走行中に障害物検知ユニット９０により車両前方の障害物が検知された緊急時に、駆動輪としての前輪３９ａ，３９ｂにおける左右トルク分配比ｄを定めるための操舵角θに対するゲインを通常時に比べて大きくし、そのようなゲインと操舵角θとから定まる左右トルク分配比ｄに基づくトルクを左右一対の前輪３９ａ，３９ｂに独立に出力することにより、モータＭＧ３およびＭＧ４から左右の前輪３９ａ，３９ｂに独立に出力されるトルクを運転者による操舵量に対して応答性よく変化させることができるので、緊急時における旋回性能を向上させつつ、障害物の回避時や障害物の回避後の復帰時における走行安定性を良好に確保することが可能となる。すなわち、本発明は、いわゆるフルタイム４輪駆動車両のみならず、基本的に前輪または後輪を駆動して走行し、操縦安定性等を確保する必要がある場合に４輪を駆動する車両に適用しても極めて有効である。
【００４４】
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、本発明は上記各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。
【００４５】
すなわち、第１の実施例における動力分配統合機構３０とモータＭＧ２との代わりに、図７に示す変形例としてのハイブリッド自動車２０Ｃ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、後輪３９ｃ，３９ｄ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を用いてもよい。
【００４６】
また、上記各実施例や変形例において、前輪と後輪との関係を逆にして一対の後輪３９ｃ，３９ｄに対して駆動力を左右独立に分配するようにしてもよい。更に、４輪のすべてに電動機を独立に備えた電気自動車や、一対の前輪あるいは一対の後輪にのみ電動機を左右独立に備えた電気自動車、更には、単一のエンジンあるいはモータの駆動力を機械的に左右独立に分配可能な動力ユニットを一対の前輪および／または一対の後輪に備えた車両に本発明を適用し得ることはいうまでもない。一対の前輪および一対の後輪のそれぞれに左右独立に駆動力を分配する場合には、前輪と後輪との双方について上述の左右トルク分配比の設定手順を適用することができる。そして、操舵に際して一対の駆動輪における左右トルク分配比ｄを設定するに際しては、内輪側のモータが負の駆動力（制動力）を出力する回生制動を行うと共に外輪側のモータが力行するように左右トルク分配比ｄを設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１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。
【図２】第１の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。
【図３】第１の実施例における要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】第１の実施例におけるエンジン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説明図である。
【図５】動力分配統合機構３０における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を例示する共線図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車２０Ｃの概略構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
２０，２０Ｂ，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、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 デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 前輪、３９ｃ，３９ｄ 後輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４３，４４ インバータ、４５，４６，４７，４８ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５０ａ 高圧バッテリ、５０ｂ 低圧バッテリ、５１ ＤＣ／ＤＣコンバータ、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、５５ 操舵装置、５６ 操舵ハンドル、５６ａ 操舵角センサ、５７ 操舵ギヤボックス、５８ 操舵アクチュエータ、５９ 操舵用電子制御ユニット（操舵ＥＣＵ）、６０ 電子制御式油圧ブレーキユニット、６１ マスタシリンダ、６１ａ マスタシリンダ圧センサ、６２ ブレーキアクチュエータ、６４ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ ホイールシリンダ、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、８８ 車速センサ、９０ 障害物検知ユニット、１２８ オルタネータ、１３０ トルクコンバータ、１３５ 前後進切換機構、１４０ ＣＶＴ、１４１ インプットシャフト、１４２ アウトプットシャフト、１４３ プライマリプーリ、１４４ セカンダリプーリ、１４５ ベルト、１４６ ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、１４７ 油圧回路、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、ＭＧ３，ＭＧ４ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪を有する車両であって、
前記複数の車輪に含まれる一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットと、
前記複数の車輪に含まれる操舵輪を操舵するための操舵手段と、
運転者による前記操舵手段の操舵量を検出する操舵量検出手段と、
車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記障害物検知手段により障害物が検知されていないときには、前記検出された操舵量と該操舵量に対する第１のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する一方、前記障害物検知手段により障害物が検知されているときには、前記検出された操舵量と前記第１のゲインよりも大きい前記操舵量に対する第２のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する駆動力分配比設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記設定された駆動力分配比で分配されて前記駆動輪のそれぞれに出力されるように前記動力ユニットを制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記駆動力分配比設定手段は、操舵に際して内輪となる前記駆動輪に比べて外輪となる前記駆動輪により多くの駆動力が分配されるように前記駆動力分配比を設定する請求項１に記載の車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両において、
前記駆動輪以外の一対の車輪を駆動する第２の動力ユニットを更に備え、
当該第２の動力ユニットは、
内燃機関と、
前記一対の車輪が接続された駆動軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを含む車両。
【請求項４】
請求項１または２に記載の車両において、
前記駆動輪以外の一対の車輪を駆動する第２の動力ユニットを更に備え、
当該第２の動力ユニットは、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と前記一対の車輪が接続された駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する変速手段とを含む車両。
【請求項５】
前記一対の駆動輪は、前記複数の車輪に含まれる操舵輪としての前輪または前記複数の車輪に含まれる後輪である請求項１から４の何れかに記載の車両。
【請求項６】
前記障害物検知手段は、暗環境下で車両前方の障害物を検知可能な手段である請求項１から５の何れかに記載の車両。
【請求項７】
複数の車輪と、前記複数の車輪に含まれる一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットと、前記複数の車輪に含まれる操舵輪を操舵するための操舵手段と、運転者による前記操舵手段の操舵量を検出する操舵量検出手段と、前方の障害物を検知する障害物検知手段とを備えた車両の制御方法であって、
（ａ）前記障害物検知手段により障害物が検知されていないときには、前記検出された操舵量と該操舵量に対する第１のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する一方、前記障害物検知手段により障害物が検知されているときには、前記検出された操舵量と前記第１のゲインよりも大きい前記操舵量に対する第２のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定するステップと、
（ｂ）走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力がステップ（ａ）で設定された駆動力分配比で分配されて前記駆動輪のそれぞれに出力されるように前記動力ユニットを制御するステップと、
を含む車両の制御方法。
【請求項１】
複数の車輪を有する車両であって、
前記複数の車輪に含まれる一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットと、
前記複数の車輪に含まれる操舵輪を操舵するための操舵手段と、
運転者による前記操舵手段の操舵量を検出する操舵量検出手段と、
車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記障害物検知手段により障害物が検知されていないときには、前記検出された操舵量と該操舵量に対する第１のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する一方、前記障害物検知手段により障害物が検知されているときには、前記検出された操舵量と前記第１のゲインよりも大きい前記操舵量に対する第２のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する駆動力分配比設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記設定された駆動力分配比で分配されて前記駆動輪のそれぞれに出力されるように前記動力ユニットを制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記駆動力分配比設定手段は、操舵に際して内輪となる前記駆動輪に比べて外輪となる前記駆動輪により多くの駆動力が分配されるように前記駆動力分配比を設定する請求項１に記載の車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両において、
前記駆動輪以外の一対の車輪を駆動する第２の動力ユニットを更に備え、
当該第２の動力ユニットは、
内燃機関と、
前記一対の車輪が接続された駆動軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを含む車両。
【請求項４】
請求項１または２に記載の車両において、
前記駆動輪以外の一対の車輪を駆動する第２の動力ユニットを更に備え、
当該第２の動力ユニットは、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と前記一対の車輪が接続された駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する変速手段とを含む車両。
【請求項５】
前記一対の駆動輪は、前記複数の車輪に含まれる操舵輪としての前輪または前記複数の車輪に含まれる後輪である請求項１から４の何れかに記載の車両。
【請求項６】
前記障害物検知手段は、暗環境下で車両前方の障害物を検知可能な手段である請求項１から５の何れかに記載の車両。
【請求項７】
複数の車輪と、前記複数の車輪に含まれる一対の駆動輪に対して駆動力を左右独立に分配して出力可能な動力ユニットと、前記複数の車輪に含まれる操舵輪を操舵するための操舵手段と、運転者による前記操舵手段の操舵量を検出する操舵量検出手段と、前方の障害物を検知する障害物検知手段とを備えた車両の制御方法であって、
（ａ）前記障害物検知手段により障害物が検知されていないときには、前記検出された操舵量と該操舵量に対する第１のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定する一方、前記障害物検知手段により障害物が検知されているときには、前記検出された操舵量と前記第１のゲインよりも大きい前記操舵量に対する第２のゲインとを用いて前記一対の駆動輪における駆動力分配比を設定するステップと、
（ｂ）走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力がステップ（ａ）で設定された駆動力分配比で分配されて前記駆動輪のそれぞれに出力されるように前記動力ユニットを制御するステップと、
を含む車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２１６８６０（Ｐ２００７−２１６８６０Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４０６２２（Ｐ２００６−４０６２２）
【出願日】平成１８年２月１７日（２００６．２．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１７日（２００６．２．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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