JP7324111B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

エンジンとモータとが並行して前輪および後輪を駆動するハイブリッド車両がある（例えば、特許文献１）。

特開２０１２－１０１７７１号公報

エンジンおよびモータのトルクを路面の状況に応じて前輪および後輪に適切に配分するためには、路面の摩擦係数を正確に推定する必要がある。摩擦係数は、例えば、走行中に前輪がスリップした場合、スリップの開始時点において前輪に実際にかかったと推定される実トルクの推定値に基づいて推定される。しかし、実トルクの推定精度が低いと、摩擦係数を精度よく導出することができない。

そこで、本発明は、路面の摩擦係数を精度よく推定可能なハイブリッド車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のハイブリッド車両は、前輪および後輪を駆動するエンジンと、エンジンと並行して前輪および後輪を駆動するモータと、エンジンおよびモータと後輪との間のトルクの伝達経路に設けられ、エンジンおよびモータから出力されるトルクのうちトランスファートルク容量分のトルクを後輪に伝達するトランスファークラッチと、前輪のスリップを検出するスリップ検出部と、前輪のスリップの開始が検出された時点またはスリップからの復帰が検出された時点である摩擦係数導出タイミングにおいて、エンジンの目標トルクを示すエンジントルク指令値、モータの目標トルクを示すモータトルク指令値、および、トランスファートルク容量の目標値を示すトランスファートルク容量指令値に基づいて、エンジントルク指令値に対するエンジンの実トルクを示すエンジントルク精度を導出する精度導出部と、を備える。

また、精度導出部は、摩擦係数導出タイミングにおいて、エンジントルク指令値、モータトルク指令値およびトランスファートルク容量指令値に基づいて、トランスファートルク容量指令値に対する実際のトランスファートルク容量を示すトランスファートルク容量精度を導出してもよい。

また、精度導出部は、摩擦係数導出タイミングごとのエンジントルク指令値、モータトルク指令値およびトランスファートルク容量指令値を用いて、エンジントルク精度とトランスファートルク容量精度とが関連付けられた連立方程式を解くことでエンジントルク精度およびトランスファートルク容量精度を導出してもよい。

また、精度導出部は、摩擦係数導出タイミングとなるごとに、所定条件を満たしていればエンジントルク指令値、モータトルク指令値およびトランスファートルク容量指令値を記憶領域に記憶させ、記憶領域に記憶されたエンジントルク指令値、モータトルク指令値およびトランスファートルク容量指令値の前回値と、今回の摩擦係数導出タイミングにおけるエンジントルク指令値、モータトルク指令値およびトランスファートルク容量指令値の今回値とを用いて、連立方程式を解くことでエンジントルク精度およびトランスファートルク容量精度を導出してもよい。

また、精度導出部は、複数の摩擦係数導出タイミングの各々における連立解のエンジントルク精度を平均した平均値およびトランスファートルク容量精度を平均した平均値を、最新のエンジントルク精度および最新のトランスファートルク容量精度として導出してもよい。

また、エンジンが前輪および後輪を駆動せず、モータのみが前輪および後輪を駆動する状態において、精度導出部は、摩擦係数導出タイミングにおいて、モータトルク指令値およびトランスファートルク容量指令値に基づいて、トランスファートルク容量精度を導出してもよい。

本発明によれば、路面の摩擦係数を精度よく推定可能となる。

本実施形態による車両の構成を示す概略図である。 エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度の導出を時系列で説明する図である。 連立方程式の具体的な一例を説明する図である。 車両制御部の動作を説明するフローチャートである。 ＥＶモードにおける車両制御部の動作を説明するフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態による車両１の構成を示す概略図である。以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。

車両１は、エンジン１０、モータ１２、前輪１４、後輪１６、変速機１８、フロントドライブシャフト２０、トランスファークラッチ２２、プロペラシャフト２４、ディファレンシャルギヤ２６、リアドライブシャフト２８、車輪速センサ３０、速度センサ３２、加速度センサ３４、車両制御部３６を含む。なお、図１では、トランスファークラッチ２２をＴＲＦと略記している。

車両１は、エンジン１０とモータ１２とが並行して前輪１４および後輪１６を駆動可能なパラレル式のハイブリッド車両である。以後、車両１を、自車両と呼ぶ場合がある。

エンジン１０は、例えば、ガソリン等の燃料を燃焼させてピストンを往復運動させる。ピストンの往復運動は、コネクティングロッドを通じてクランクシャフトの回転運動に変換される。クランクシャフトは、エンジン１０の出力軸に接続される。エンジン１０の出力軸は、変速機１８に接続される。

モータ１２は、バッテリの電力を消費して回転軸を回転させる。モータ１２の回転軸は、変速機１８に接続される。

変速機１８は、例えば、無段変速機などである。変速機１８のプライマリ側は、エンジン１０の出力軸およびモータ１２の回転軸に接続され、セカンダリ側は、フロントドライブシャフト２０およびトランスファークラッチ２２に接続される。変速機１８のプライマリ側には、エンジン１０から出力されるトルクおよびモータ１２から出力されるトルクが入力される。変速機１８は、プライマリ側に入力されたトルクを、プライマリとセカンダリとの変速比に従ったトルクに変換してセカンダリ側に出力する。

フロントドライブシャフト２０は、前輪１４に接続される。つまり、エンジン１０から出力されるトルクおよびモータ１２から出力されるトルクを合計した総合トルクの一部は、前輪１４に伝達される。

トランスファークラッチ２２は、変速機１８のセカンダリとプロペラシャフト２４との間に設けられる。プロペラシャフト２４は、ディファレンシャルギヤ２６を通じてリアドライブシャフト２８に接続される。リアドライブシャフト２８は、後輪１６に接続される。つまり、トランスファークラッチ２２は、エンジン１０およびモータ１２と後輪１６との間のトルクの伝達経路に設けられる。

トランスファークラッチ２２は、例えば、電磁クラッチである。トランスファークラッチ２２は、励磁電流に基づく電磁力の大きさに従って、変速機１８側とプロペラシャフト２４側との締結力を変化させることができる。トランスファークラッチ２２は、エンジン１０およびモータ１２の総合トルクのうち、締結力に従ったトランスファートルク容量分のトルクを、プロペラシャフト２４を通じて後輪１６に伝達する。トランスファートルク容量は、後輪１６側へのトルクの伝達量を示す指標である。以後、トランスファートルク容量を、ＴＲＦトルク容量と呼ぶ場合がある。トランスファークラッチ２２がＴＲＦトルク容量分のトルクを後輪１６側に伝達するため、前輪１４には、総合トルクとＴＲＦトルク容量との差分のトルクが伝達される。

車輪速センサ３０は、前輪１４の各々および後輪１６の各々に設けられる。以後、前輪１４および後輪１６を総称して、車輪と呼ぶ場合がある。車輪速センサ３０は、対応する車輪の回転速度（車輪速）を検出する。速度センサ３２は、自車両の速度（車速）を検出する。加速度センサ３４は、少なくとも自車両の前後方向の加速度を検出する。

車両制御部３６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成される。車両制御部３６は、プログラムを実行することで、駆動制御部４０、スリップ検出部４２、精度導出部４４および摩擦係数導出部４６として機能する。

駆動制御部４０は、アクセル開度に基づいて要求トルクを導出する。駆動制御部４０は、要求トルクに基づいて、エンジン１０の目標トルクおよびモータ１２の目標トルクを導出する。駆動制御部４０は、エンジン１０の目標トルクを示すエンジントルク指令値をエンジン１０に指示し、モータ１２の目標トルクを示すモータトルク指令値をモータ１２に指示する。

また、駆動制御部４０は、例えば、自車両の速度および加速度などに基づいて、ＴＲＦトルク容量の目標値を導出する。駆動制御部４０は、ＴＲＦトルク容量の目標値を示すトランスファートルク容量指令値をトランスファークラッチ２２に指示する。以後、トランスファートルク容量指令値を、ＴＲＦトルク容量指令値と呼ぶ場合がある。

スリップ検出部４２は、前輪１４および後輪１６のスリップを検出する。具体的には、スリップ検出部４２は、各車輪速センサ３０から前輪１４の回転速度および後輪１６の回転速度を取得する。スリップ検出部４２は、左側の前輪１４の回転速度と右側の前輪１４の回転速度との平均値である前輪平均回転速度を導出する。スリップ検出部４２は、左側の後輪１６の回転速度と右側の後輪１６の回転速度との平均値である後輪平均回転速度を導出する。スリップ検出部４２は、前輪平均回転速度から後輪平均回転速度を減算した差分値が所定回転速度以上である場合、前輪１４がスリップしていると判断する。

前輪１４がスリップした場合、駆動制御部４０は、ＴＲＦトルク容量指令値を一定とし、エンジントルク指令値およびモータトルク指令値を徐々に低下させることで、前輪１４をスリップから復帰させてもよい。また、駆動制御部４０は、前輪１４のスリップ中においてエンジントルク指令値およびモータトルク指令値の時間変化量が所定範囲内で安定しているならば、ＴＲＦトルク容量指令値を徐々に上げて、前輪１４にかかるトルクを後輪１６に逃がすことで、前輪１４をスリップから復帰させてもよい。

ここで、路面の摩擦係数は、前輪１４のスリップの開始が検出された時点、または、スリップからの復帰が検出された時点における前輪１４に実際にかかるトルク（実トルク）から推定することができる。以後、前輪１４のスリップの開始が検出された時点、または、スリップからの復帰が検出された時点を、摩擦係数導出タイミングと呼ぶ場合がある。

前輪１４の実トルクは、エンジン１０の実トルクとモータ１２の実トルクとを合計した総合実トルクと、実際のＴＲＦトルク容量との差分に相当する。このため、摩擦係数は、エンジン１０の実トルクの推定値、モータ１２の実トルクの推定値および実際のＴＲＦトルク容量の推定値に基づいて推定される。

モータ１２は、モータトルク指令値に大凡等しい実トルクを出力することができる。このため、モータ１２の実トルクは、モータトルク指令値から精度よく推定される。

これに対し、エンジン１０では、実トルクがエンジントルク指令値からずれているおそれがある。そうすると、エンジン１０の実トルクの推定精度が低くなり、結果として、摩擦係数の推定精度が低下するおそれがある。

また、トランスファークラッチ２２では、実際のＴＲＦトルク容量がＴＲＦトルク容量指令値からずれているおそれがある。そうすると、実際のＴＲＦトルク容量の推定精度が低くなり、結果として、摩擦係数の推定精度が低下するおそれがある。

そこで、精度導出部４４は、摩擦係数導出タイミングにおいて、エンジントルク精度およびトランスファートルク容量精度を導出する。エンジントルク精度は、エンジントルク指令値に対するエンジン１０の実トルクを示す（エンジン精度＝エンジン１０の実トルク／エンジントルク指令値）。トランスファートルク容量精度は、ＴＲＦトルク容量指令値に対する実際のＴＲＦトルク容量を示す（トランスファートルク容量精度＝実際のＴＲＦトルク容量／ＴＲＦトルク容量指令値）。以後、トランスファートルク容量精度を、ＴＲＦトルク容量精度と呼ぶ場合がある。エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度については、後に詳述する。

摩擦係数導出部４６は、精度導出部４４で導出されたエンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度に基づいて、路面の摩擦係数を導出（推定）する。具体的には、摩擦係数導出部４６は、摩擦係数導出タイミングにおけるエンジントルク指令値にエンジントルク精度を乗算してエンジン１０の実トルクを推定し、摩擦係数導出タイミングにおけるＴＲＦトルク容量指令値にＴＲＦトルク容量精度を乗算して実際のＴＲＦトルク容量を推定する。摩擦係数導出部４６は、エンジン１０の実トルクの推定値および実際のＴＲＦトルク容量の推定値に基づいて、前輪１４の実トルクの推定値を導出する。摩擦係数導出部４６は、前輪１４の実トルクの推定値に基づいて路面の摩擦係数を導出する。

次に、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度の導出について詳細に説明する。車両１はパラレル式のハイブリッド車両であるため、変速機１８に入力される入力トルクは、以下の式（１）に示すように、エンジン１０の実トルクとモータ１２の実トルクとを合計したトルク（総合トルク）となる。
入力トルク＝エンジン１０の実トルク＋モータ１２の実トルク ・・・（１）

変速機１８は、入力トルクに変速比を掛けたトルクを出力するため、トランスファークラッチ２２には、変速機１８の入力トルクに変速比を掛けたトルクが入力される。ここで、説明の簡易化のため、変速機１８の変速比を１と仮定する。この場合、トランスファークラッチ２２には、変速機１８の入力トルクと等しいトルクが入力される。

トランスファークラッチ２２は、入力されたトルクを前輪１４および後輪１６に配分する。このため、変速機１８の入力トルクと等しいトルクがトランスファークラッチ２２に入力された場合、以下の式（２）に示すように、変速機１８およびトランスファークラッチ２２の入力トルクは、前輪１４に実際にかかるトルクである前輪トルクと、後輪１６に実際にかかるトルクである後輪トルクとを合計した値となる。
入力トルク＝前輪トルク＋後輪トルク ・・・（２）

ここで、スリップ検出部４２によって前輪１４のスリップの開始が検出され、摩擦係数導出タイミングとなったとする。このとき、後輪１６は、スリップしていないとする。この場合、トランスファークラッチ２２は、すべり始め、ＴＲＦトルク容量分のトルクを後輪１６に伝達する。このため、摩擦係数導出タイミングでは、後輪トルクは、以下の式（３）に示すように、実際のＴＲＦトルク容量に大凡等しくなる。
後輪トルク≒実際のＴＲＦトルク容量 ・・・（３）

また、このとき、前輪トルクは、以下の式（４）に示すように、後輪１６にかかる荷重である後輪荷重に対する前輪１４にかかる荷重である前輪荷重の比である前後荷重配分比（前後荷重配分比＝前輪荷重／後輪荷重）と、後輪トルクとに基づいて導出される。
前輪トルク＝後輪トルク×前輪荷重／後輪荷重 ・・・（４）

前輪荷重は、自車両が静止しているときの前輪にかかる重量である静止時前輪重量と、自車両の加速度に従った荷重移動量とに基づいて導出される。例えば、加速時の前輪荷重は、以下の式（５）で導出され、減速時の前輪荷重は、以下の式（６）で導出される。
加速時の前輪荷重＝静止時前輪重量－荷重移動量 ・・・（５）
減速時の前輪荷重＝静止時前輪重量＋荷重移動量 ・・・（６）

後輪荷重は、自車両が静止しているときの後輪にかかる重量である静止時後輪重量と、自車両の加速度に従った荷重移動量とに基づいて導出される。例えば、加速時の後輪荷重は、以下の式（７）で導出され、減速時の後輪荷重は、以下の式（８）で導出される。
加速時の後輪荷重＝静止時後輪荷重＋荷重移動量 ・・・（７）
減速時の後輪荷重＝静止時後輪荷重－荷重移動量 ・・・（８）

荷重移動量は、以下の式（９）に示すように、自車両の重量、自車両の前後方向の加速度、重力加速度、地面から自車両の重心までの高さである重心高、および、前輪１４の接地位置から後輪１６の接地位置までの距離であるホイールベースに基づいて導出される。
荷重移動量＝車両重量×（加速度／重力加速度）×（重心高／ホイールベース）
・・・（９）

車両重量、重力加速度、重心高、ホイールベース、静止時前輪重量および静止時後輪重量は、車両１の特性として予め決められている。このため、前輪荷重および後輪荷重は、自車両の加速度に基づいて導出することができる。

また、上述の式（２）の前輪トルクに式（４）を代入し、上述の式（２）および式（４）の後輪トルクに式（３）を代入して整理すると、以下の式（１０）が導出される。
入力トルク＝実際のＴＲＦトルク容量×（１＋前輪荷重／後輪荷重）
・・・（１０）

また、上述の式（１）の入力トルクと上述の式（１０）の入力トルクが等しいため、以下の式（１１）が導出される。
エンジン１０の実トルク＋モータ１２の実トルク＝実際のＴＲＦトルク容量×（１＋前輪荷重／後輪荷重） ・・・（１１）

エンジン１０の実トルクは、以下の式（１２）に示すように、エンジントルク指令値にエンジントルク精度を乗算して導出される。
エンジン１０の実トルク＝エンジントルク指令値×エンジントルク精度
・・・（１２）

モータ１２の実トルクは、以下の式（１３）に示すように、モータトルク指令値に大凡等しい。
モータ１２の実トルク≒モータトルク指令値 ・・・（１３）

実際のＴＲＦトルク容量は、以下の式（１４）に示すように、ＴＲＦトルク容量指令値にＴＲＦトルク容量精度を乗算して導出される。
実際のＴＲＦトルク容量＝ＴＲＦトルク容量指令値×ＴＲＦトルク容量精度
・・・（１４）

上述の式（１１）に上述の式（１２）、式（１３）および式（１４）を代入すると、以下の式（１５）が導出される。
エンジントルク指令値×エンジントルク精度＋モータトルク指令値＝ＴＲＦトルク容量指令値×ＴＲＦトルク容量精度×（１＋前輪荷重／後輪荷重） ・・・（１５）

上述の式（１５）をエンジントルク精度について整理すると、以下の式（１６）が導出される。
エンジントルク精度＝（ＴＲＦトルク容量指令値×ＴＲＦトルク容量精度×（１＋前輪荷重／後輪荷重）－モータトルク指令値）／エンジントルク指令値 ・・・（１６）

上述の式（１６）において、エンジントルク指令値、モータトルク指令値、ＴＲＦトルク容量指令値は、摩擦係数導出タイミングにおいて取得可能である。また、前輪荷重および後輪荷重は、摩擦係数導出タイミングにおける自車両の加速度から導出可能である。つまり、上述の式（１６）において、未知数は、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度である。

そこで、精度導出部４４は、摩擦係数導出タイミングごとのエンジントルク指令値、モータトルク指令値、ＴＲＦトルク容量指令値および自車両の加速度を用いて、エンジントルク精度とＴＲＦトルク容量精度とが関連付けられた上述の式（１６）の連立方程式を解くことで、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を導出する。

図２は、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度の導出を時系列で説明する図である。図２では、時刻Ｔ１において前輪１４のスリップの開始が検出され、時刻Ｔ１後の時刻Ｔ２においてスリップからの復帰が検出されたとする。また、時刻Ｔ２後の時刻Ｔ３において再び前輪１４のスリップの開始が検出され、時刻Ｔ３後の時刻Ｔ４においてスリップからの復帰が検出されたとする。また、時刻Ｔ４後の時刻Ｔ５において再び前輪１４のスリップの開始が検出され、時刻Ｔ５後の時刻Ｔ６においてスリップからの復帰が検出されたとする。

時刻Ｔ１、時刻Ｔ２、時刻Ｔ３、時刻Ｔ４、時刻Ｔ５および時刻Ｔ６は、スリップの開始時点、または、スリップから復帰した時点であるため、摩擦係数導出タイミングである。精度導出部４４は、摩擦係数導出タイミングである時刻Ｔ１～時刻Ｔ６の各々において、エンジントルク指令値、モータトルク指令値、ＴＲＦトルク容量指令値および自車両の加速度を取得する。以後、エンジントルク指令値、モータトルク指令値、ＴＲＦトルク容量指令値、自車両の加速度、加速度から導出される前輪荷重および後輪荷重を、対象データと呼ぶ場合がある。

まず、時刻Ｔ１において、精度導出部４４は、現在の対象データを取得してレジスタなどの記憶領域に記憶させる。時刻Ｔ１よりも前には、対象データが取得されていないため、時刻Ｔ１の時点では、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度の導出は行われない。このため、時刻Ｔ１の時点では、摩擦係数の導出は行われない。

次に、時刻Ｔ２において、精度導出部４４は、現時点の対象データを取得して記憶領域に記憶させる。また、時刻Ｔ２において、精度導出部４４は、直近の時刻Ｔ１における対象データを読み出し、上述の式（１６）に適用して第１の方程式を導出する。また、精度導出部４４は、現在の時刻Ｔ２（今回）における対象データを上述の式（１６）に適用して第２の方程式を導出する。精度導出部４４は、第１の方程式と第２の方程式とを連立して、時刻Ｔ２におけるエンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を導出する。そして、摩擦係数導出部４６は、連立方程式により導出されたエンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度に基づいて、時刻Ｔ２における路面の摩擦係数を導出する。

次に、時刻Ｔ３において、精度導出部４４は、現在の対象データを取得して記憶領域に記憶させる。また、時刻Ｔ３において、精度導出部４４は、直近の時刻Ｔ２における対象データを読み出し、上述の式（１６）に適用して第１の方程式を導出する。また、精度導出部４４は、現在の時刻Ｔ３（今回）における対象データを上述の式（１６）に適用して第２の方程式を導出する。そして、精度導出部４４は、第１の方程式と第２の方程式とを連立して、時刻Ｔ３におけるエンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を導出する。

ここで、上述のように、時刻Ｔ３より前の時刻Ｔ２において、連立方程式によりエンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度が導出されている。そこで、精度導出部４４は、直近の時刻Ｔ２（前回）における連立解（連立方程式の解）のエンジントルク精度と、現在の時刻Ｔ３（今回）における連立解のエンジントルク精度とを平均した平均値を、現在の時刻Ｔ３における最新のエンジントルク精度として導出する。また、精度導出部４４は、直近の時刻Ｔ２（前回）における連立解のＴＲＦトルク容量精度と、現在の時刻Ｔ３（今回）における連立解のＴＲＦトルク容量精度とを平均した平均値を、現在の時刻Ｔ３における最新のＴＲＦトルク容量精度として導出する。これにより、車両１では、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を、より精度よく導出することができる。

また、時刻Ｔ３において、摩擦係数導出部４６は、導出された最新のエンジントルク精度（エンジントルク精度の平均値）、および、導出された最新のＴＲＦトルク容量精度（ＴＲＦトルク容量精度の平均値）に基づいて、路面の摩擦係数を導出する。

次に、時刻Ｔ４では、アクセル開度をゼロとすることで、すなわち、要求トルクをゼロとすることでスリップから復帰したとする。要求トルクがゼロである場合、エンジントルク指令値およびモータトルク指令値がともにゼロであるため、連立方程式を適切に解くことができない。このため、精度導出部４４は、時刻Ｔ４において対象データを取得するが、要求トルクがゼロであるため、対象データを記憶させずに破棄する。

次に、時刻Ｔ５において、精度導出部４４は、現在の対象データを取得して記憶領域に記憶させる。また、時刻Ｔ５において、精度導出部４４は、直近に記憶されている時刻Ｔ３の時点の（前回の）対象データを読み出し、上述の式（１６）に適用して第１の方程式を導出する。また、精度導出部４４は、現在の時刻Ｔ５（今回）における対象データを上述の式（１６）に適用して第２の方程式を導出する。精度導出部４４は、第１の方程式と第２の方程式とを連立して、時刻Ｔ５におけるエンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を導出する。

また、時刻Ｔ５において、精度導出部４４は、直近の時刻Ｔ３における連立解（前回の連立解）のエンジントルク精度と、現在の時刻Ｔ５における連立解（今回の連立解）のエンジントルク精度とを平均した平均値を、現在の時刻Ｔ５における最新のエンジントルク精度として導出する。また、精度導出部４４は、直近の時刻Ｔ３における連立解（前回の連立解）のＴＲＦトルク容量精度と、現在の時刻Ｔ５における連立解（今回の連立解）のＴＲＦトルク容量精度とを平均した平均値を、現在の時刻Ｔ５における最新のＴＲＦトルク容量精度として導出する。そして、摩擦係数導出部４６は、最新のエンジントルク精度および最新のＴＲＦトルク容量精度に基づいて路面の摩擦係数を導出する。なお、時刻Ｔ６については、上述の時刻Ｔ５等と同様にして摩擦係数が導出される。

このように、精度導出部４４は、現在より前の摩擦係数導出タイミングにおいて記憶された対象データと、現在の摩擦係数導出タイミングにおいて取得された対象データとを用いて連立方程式を解くことで、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を導出する。また、精度導出部４４は、現在より前の摩擦係数導出タイミングにおいて連立方程式により導出されたエンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度と、現在の摩擦係数導出タイミングにおいて連立方程式により導出されたエンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度とを平均することで、最新のエンジントルク精度および最新のＴＲＦトルク容量精度を導出する。

図３は、連立方程式の具体的な一例を説明する図である。摩擦係数導出タイミングである時刻Ｔ１、時刻Ｔ２および時刻Ｔ３のいずれにおいても、前後荷重配分比は６：４（前輪荷重／後輪荷重＝６／４）であるとする。

例えば、摩擦係数導出タイミングである時刻Ｔ１において、エンジントルク指令値は１００Ｎｍであり、モータトルク指令値は０Ｎｍであり、ＴＲＦトルク容量指令値は４５Ｎｍであるとする。これらの値を上述の式（１６）に適用すると、以下の式（１７）が導出される。
エンジントルク精度＝１．１２５×ＴＲＦトルク容量精度 ・・・（１７）

また、摩擦係数導出タイミングである時刻Ｔ２において、エンジントルク指令値は８０Ｎｍであり、モータトルク指令値は２０Ｎｍであり、ＴＲＦトルク容量指令値は４３．５Ｎｍであるとする。これらの値を上述の式（１６）に適用すると、以下の式（１８）が導出される。
エンジントルク精度＝１．３６×ＴＲＦトルク容量精度－０．２５ ・・・（１８）

上述の式（１７）を第１の方程式とし、上述の式（１８）を第２の方程式とする連立方程式を解くと、エンジントルク精度は「１．２０」となり、ＴＲＦトルク容量精度は「１．０７」となる。

エンジントルク精度は、「１」に近いほど、エンジン１０の実トルクに近いことを示す。また、ＴＲＦトルク容量精度は、「１」に近いほど、実際のＴＲＦトルク容量に近いことを示す。

また、摩擦係数導出タイミングである時刻Ｔ３において、エンジントルク指令値は６０Ｎｍであり、モータトルク指令値は３５Ｎｍであり、ＴＲＦトルク容量指令値は４０Ｎｍであるとする。これらの値を上述の式（１６）に適用すると、以下の式（１９）が導出される。
エンジントルク精度＝１．６７×ＴＲＦトルク容量精度－０．５８ ・・・（１９）

上述の式（１８）を第１の方程式とし、上述の式（１９）を第２の方程式とする連立方程式を解くと、エンジントルク精度は「１．２２」となり、ＴＲＦトルク容量精度は「１．０８」となる。

導出されたエンジントルク精度「１．２０」と「１．２２」とを平均すると、エンジントルク精度は「１．２１」となる。また、導出されたＴＲＦトルク容量精度「１．０７」と「１．０８」とを平均すると、ＴＲＦトルク容量精度は「１．０８」となる。

摩擦係数導出部４６は、このようにして導出されたエンジントルク精度「１．２１」およびＴＲＦトルク容量精度「１．０８」を用いて路面の摩擦係数を導出する。

図４は、車両制御部３６の動作を説明するフローチャートである。精度導出部４４は、所定制御周期ごとに、図４の一連の処理を繰り返す。

まず、精度導出部４４は、摩擦係数導出タイミングとなったか否かを判断する（Ｓ１００）。具体的には、精度導出部４４は、スリップ検出部４２が前輪１４のスリップの開始またはスリップからの復帰を検知すると、摩擦係数導出タイミングとなったと判断する。

摩擦係数導出タイミングとなっていない場合（Ｓ１００におけるＮＯ）、精度導出部４４は、一連の処理を終了する。

摩擦係数導出タイミングとなった場合（Ｓ１００におけるＹＥＳ）、精度導出部４４は、駆動制御部４０から現在のエンジントルク指令値を取得し（Ｓ１１０）、現在のモータトルク指令値を取得し（Ｓ１２０）、現在のＴＲＦトルク容量指令値を取得する（Ｓ１３０）。次に、精度導出部４４は、加速度センサ３４から自車両の現在の加速度を取得する（Ｓ１４０）。

次に、精度導出部４４は、現在の要求トルクがゼロではないかを判断する（Ｓ１５０）。現在の要求トルクがゼロである場合（Ｓ１５０におけるＮＯ）、精度導出部４４は、取得された現在のエンジントルク指令値、モータトルク指令値、ＴＲＦトルク容量指令値および加速度を破棄し（Ｓ１６０）、一連の処理を終了する。

現在の要求トルクがゼロではない場合（Ｓ１５０におけるＹＥＳ）、精度導出部４４は、現在の加速度に基づいて前輪荷重および後輪荷重を導出する（Ｓ１７０）。次に、精度導出部４４は、現在（今回）の対象データであるエンジントルク指令値、モータトルク指令値、ＴＲＦトルク容量指令値、加速度、前輪荷重および後輪荷重をレジスタ等の記憶領域に記憶させる（Ｓ１８０）。

次に、精度導出部４４は、エンジントルク指令値等の対象データの前回値が記憶されているか否かを判断する（Ｓ１９０）。対象データの前回値が記憶されていない場合（Ｓ１９０におけるＮＯ）、精度導出部４４は、一連の処理を終了する。

対象データの前回値が記憶されている場合（Ｓ１９０におけるＹＥＳ）、精度導出部４４は、対象データの前回値と対象データの今回値（現在の対象データ）とを用いた連立方程式を解くことで、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を導出する（Ｓ２００）。次に、精度導出部４４は、連立方程式を解くことで得られる連立解であるエンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度をレジスタ等の記憶領域に記憶させる（Ｓ２１０）。

次に、精度導出部４４は、連立解の前回値が記憶されているか否かを判断する（Ｓ２２０）。連立解の前回値が記憶されていない場合（Ｓ２２０におけるＮＯ）、摩擦係数導出部４６は、現在（今回）の連立解であるエンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を用いて摩擦係数を導出し（Ｓ２３０）、一連の処理を終了する。

連立解の前回値が記憶されている場合（Ｓ２２０におけるＹＥＳ）、精度導出部４４は、前回の連立解のエンジントルク精度と現在（今回）の連立解のエンジントルク精度とを平均した平均値を、最新のエンジントルク精度として導出し、前回の連立解のＴＲＦトルク容量精度と現在（今回）の連立解のＴＲＦトルク容量精度とを平均した平均値を、最新のＴＲＦトルク容量精度として導出する（Ｓ２４０）。そして、摩擦係数導出部４６は、平均して得られた最新のエンジントルク精度および最新のＴＲＦトルク容量精度を用いて摩擦係数を導出し（Ｓ２３０）、一連の処理を終了する。

以上のように、本実施形態の車両１では、摩擦係数導出タイミングにおいて、エンジントルク指令値、モータトルク指令値およびトランスファートルク容量指令値に基づいて、エンジントルク精度が導出される。このため、車両１では、エンジントルク精度とエンジントルク指令値とからエンジン１０の実トルクを推定することで、エンジン１０の実トルクを精度よく推定することができる。

したがって、本実施形態の車両１によれば、エンジントルク精度に基づいて推定されるエンジン１０の実トルクを用いて路面の摩擦係数を導出することで、路面の摩擦係数を精度よく推定可能となる。

また、本実施形態の車両１では、摩擦係数導出タイミングにおいて、エンジントルク指令値、モータトルク指令値およびトランスファートルク容量指令値に基づいて、ＴＲＦトルク容量精度が導出される。このため、車両１では、ＴＲＦトルク容量精度とＴＲＦトルク容量指令値とから実際のＴＲＦトルク容量を推定することで、実際のＴＲＦトルク容量を精度よく推定することができる。

したがって、本実施形態の車両１によれば、ＴＲＦトルク容量精度に基づいて推定される実際のＴＲＦトルク容量を用いて路面の摩擦係数を導出することで、路面の摩擦係数を精度よく推定可能となる。

また、本実施形態の車両１の精度導出部４４は、摩擦係数導出タイミングごとのエンジントルク指令値、モータトルク指令値およびＴＲＦトルク容量指令値を用いて連立方程式を解くことで、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を導出する。このため、本実施形態の車両１では、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を的確に導出することができる。

また、本実施形態の精度導出部４４は、摩擦係数導出タイミングとなるごとに、所定条件を満たしていればエンジントルク指令値、モータトルク指令値およびＴＲＦトルク容量指令値を記憶領域に記憶させる。所定条件は、例えば、要求トルクがゼロではないことである。そして、精度導出部４４は、記憶領域に記憶されたエンジントルク指令値、モータトルク指令値およびＴＲＦトルク容量指令値の前回値と、今回の摩擦係数導出タイミングにおけるエンジントルク指令値、モータトルク指令値およびＴＲＦトルク容量指令値の今回値とを用いて、連立方程式を解く。このため、本実施形態の車両１では、より現在に近い摩擦係数を精度よく推定することができる。

また、本実施形態の車両１の精度導出部４４は、複数の摩擦係数導出タイミングの各々における連立解のエンジントルク精度の平均値およびＴＲＦトルク容量精度の平均値を、最新のエンジントルク精度および最新のＴＲＦトルク容量精度として導出する。このため、本実施形態の車両１では、エンジントルク精度およびＴＲＦトルク容量精度を、より精度よく導出することができる。その結果、本実施形態の車両１では、路面の摩擦係数を、より精度よく導出することができる。

なお、本実施形態の精度導出部４４は、現在の対象データと、直近に記憶された対象データとを用いて連立方程式を解いていた。しかし、精度導出部４４は、現在の対象データと、少なくとも現在よりも前に記憶された対象データとを用いて連立方程式を解いてもよい。

また、本実施形態の精度導出部４４は、現在の連立解と直近の連立解とから、エンジントルク精度の平均値およびＴＲＦトルク容量精度の平均値を導出していた。しかし、精度導出部４４は、現在の連立解と、少なくとも現在よりも前の連立解とから、エンジントルク精度の平均値およびＴＲＦトルク容量精度の平均値を導出してもよい。

また、本実施形態の精度導出部４４は、２個の連立解からエンジントルク精度の平均値およびＴＲＦトルク容量精度の平均値を導出していた。しかし、精度導出部４４は、３個以上の連立解のエンジントルク精度からエンジントルク精度の平均値を導出してもよいし、３個以上の連立解のＴＲＦトルク容量精度からＴＲＦトルク容量精度の平均値を導出してもよい。

また、精度導出部４４は、対象データおよび連立解の記憶を、所定時間が経過するごと、例えば、ドライビングサイクルが終了するごとにクリアしてもよい。この態様では、現在とは路面状況が異なる数日前の対象データが摩擦係数の推定に使用されるようなことを回避でき、結果として、摩擦係数の精度の低下を防止可能となる。

（変形例）
上記実施形態では、エンジン１０の実トルクを精度よく推定するためにエンジントルク精度を導出していた。しかし、エンジン１０が前輪１４および後輪１６を駆動せず、モータ１２のみが前輪１４および後輪１６を駆動するＥＶモードでは、エンジントルク精度を導出せずとも、エンジン１０の実トルクはゼロと推定できる。このため、ＥＶモードでは、ＴＲＦトルク容量精度のみを導出してもよい。

ＥＶモードで走行している状態において、スリップ検出部４２によって前輪１４のスリップの開始が検出され、摩擦係数導出タイミングとなったとする。このとき、後輪１６は、スリップしていないとする。このような場合、実際のＴＲＦトルク容量は、以下の式（２０）に示すように、モータトルク指令値に等しくなる。
実際のＴＲＦトルク容量＝モータトルク指令値 ・・・（２０）

上述の式（１４）に上述の式（２０）を代入して整理すると、以下の式（２１）が導出される。
ＴＲＦトルク容量精度＝モータトルク指令値／ＴＲＦトルク容量指令値
・・・（２１）

ＥＶモードの場合、精度導出部４４は、上述の式（２１）で示すように、モータトルク指令値およびＴＲＦトルク容量指令値に基づいてＴＲＦトルク容量精度を導出することができる。また、ＥＶモードの場合、摩擦係数導出部４６は、導出されたＴＲＦトルク容量精度およびＴＲＦトルク容量指令値に基づいて実際のＴＲＦトルク容量を推定し、推定された実際のＴＲＦトルク容量に基づいて路面の摩擦係数を導出できる。

図５は、ＥＶモードにおける車両制御部３６の動作を説明するフローチャートである。精度導出部４４は、所定制御周期ごとに、図５の一連の処理を繰り返す。

まず、精度導出部４４は、摩擦係数導出タイミングとなったか否かを判断する（Ｓ３００）。摩擦係数導出タイミングとなっていない場合（Ｓ３００におけるＮＯ）、精度導出部４４は、一連の処理を終了する。

摩擦係数導出タイミングとなった場合（Ｓ３００におけるＹＥＳ）、精度導出部４４は、駆動制御部４０から現在のモータトルク指令値を取得し（Ｓ３１０）、ＴＲＦトルク容量指令値を取得する（Ｓ３２０）。

次に、精度導出部４４は、要求トルクがゼロではないかを判断する（Ｓ３３０）。要求トルクがゼロである場合（Ｓ３３０におけるＮＯ）、精度導出部４４は、取得された現在のモータトルク指令値およびＴＲＦトルク容量指令値を破棄し（Ｓ３４０）、一連の処理を終了する。

要求トルクがゼロではない場合（Ｓ３３０におけるＹＥＳ）、精度導出部４４は、モータトルク指令値およびＴＲＦトルク容量指令値からＴＲＦトルク容量精度を導出する（Ｓ３５０）。次に、精度導出部４４は、ＴＲＦトルク容量精度の導出結果をレジスタなどの記憶領域に記憶させる（Ｓ３６０）。

次に、摩擦係数導出部４６は、導出されたＴＲＦトルク容量精度に基づいて路面の摩擦係数を導出し（Ｓ３７０）、一連の処理を終了する。

以上のように、エンジン１０が前輪１４および後輪１６を駆動せず、モータ１２のみが前輪１４および後輪１６を駆動する状態において、精度導出部４４は、摩擦係数導出タイミングにおいて、モータトルク指令値およびＴＲＦトルク容量指令値に基づいてＴＲＦトルク容量精度を導出する。

したがって、この変形例においても、ＴＲＦトルク容量精度に基づいて推定される実際のＴＲＦトルク容量を用いて路面の摩擦係数を導出することで、路面の摩擦係数を精度よく推定可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、ハイブリッド車両に利用できる。

１ 車両
１０ エンジン
１２ モータ
１４ 前輪
１６ 後輪
２２ トランスファークラッチ
４２ スリップ検出部
４４ 精度導出部

Claims (6)

1. 前輪および後輪を駆動するエンジンと、
   前記エンジンと並行して前記前輪および前記後輪を駆動するモータと、
   前記エンジンおよび前記モータと前記後輪との間のトルクの伝達経路に設けられ、前記エンジンおよび前記モータから出力されるトルクのうちトランスファートルク容量分のトルクを前記後輪に伝達するトランスファークラッチと、
   前記前輪のスリップを検出するスリップ検出部と、
   前記前輪のスリップの開始が検出された時点または前記スリップからの復帰が検出された時点である摩擦係数導出タイミングにおいて、前記エンジンの目標トルクを示すエンジントルク指令値、前記モータの目標トルクを示すモータトルク指令値、および、前記トランスファートルク容量の目標値を示すトランスファートルク容量指令値に基づいて、前記エンジントルク指令値に対する前記エンジンの実トルクを示すエンジントルク精度を導出する精度導出部と、
   を備えるハイブリッド車両。
2. 前記精度導出部は、前記摩擦係数導出タイミングにおいて、前記エンジントルク指令値、前記モータトルク指令値および前記トランスファートルク容量指令値に基づいて、前記トランスファートルク容量指令値に対する実際の前記トランスファートルク容量を示すトランスファートルク容量精度を導出する請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記精度導出部は、前記摩擦係数導出タイミングごとの前記エンジントルク指令値、前記モータトルク指令値および前記トランスファートルク容量指令値を用いて、前記エンジントルク精度と前記トランスファートルク容量精度とが関連付けられた連立方程式を解くことで前記エンジントルク精度および前記トランスファートルク容量精度を導出する請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記精度導出部は、
   前記摩擦係数導出タイミングとなるごとに、所定条件を満たしていれば前記エンジントルク指令値、前記モータトルク指令値および前記トランスファートルク容量指令値を記憶領域に記憶させ、
   前記記憶領域に記憶された前記エンジントルク指令値、前記モータトルク指令値および前記トランスファートルク容量指令値の前回値と、今回の前記摩擦係数導出タイミングにおける前記エンジントルク指令値、前記モータトルク指令値および前記トランスファートルク容量指令値の今回値とを用いて、前記連立方程式を解くことで前記エンジントルク精度および前記トランスファートルク容量精度を導出する請求項３に記載のハイブリッド車両。
5. 前記精度導出部は、複数の前記摩擦係数導出タイミングの各々における連立解の前記エンジントルク精度を平均した平均値および前記トランスファートルク容量精度を平均した平均値を、最新の前記エンジントルク精度および最新の前記トランスファートルク容量精度として導出する請求項３または４に記載のハイブリッド車両。
6. 前記エンジンが前記前輪および前記後輪を駆動せず、前記モータのみが前記前輪および前記後輪を駆動する状態において、
   前記精度導出部は、前記摩擦係数導出タイミングにおいて、前記モータトルク指令値および前記トランスファートルク容量指令値に基づいて、前記トランスファートルク容量精度を導出する請求項２に記載のハイブリッド車両。

Images