(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連結された第１のモータジェネレータと、駆動輪に連結されるとともに、前記第１のモータジェネレータが発電した電力に基づいて駆動される第２のモータジェネレータとから構成された変速機と、
前記第１モータジェネレータの回転数を検出する入力側回転数検出手段と、
前記第２モータジェネレータの回転数を検出する出力側回転数検出手段と、
前記第２モータジェネレータの回転数に基づいて、前記第１モータジェネレータの回転数を制御する変速制御手段とを備え、
前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータは非直結状態とすることが可能であって、
前記変速制御手段は、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータが非直結状態のときに、第１及び第２モータジェネレータの駆動周波数比を制御することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
前記変速制御手段は、第１モータジェネレータが発電する電力に応じて、第２モータジェネレータのトルクを制御する一方、第２モータジェネレータの回転数に応じて第１モータジェネレータの回転数を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記変速制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する手段と、このアクセルペダルの踏み込み量と、第１モータジェネレータの回転数からエンジンの発生する出力を演算するエンジン出力演算手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記変速制御手段は、第１及び第２モータジェネレータの効率に応じて第２モータジェネレータのトルクを補正する出力トルク補正手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項５】
前記第１及び第２モータジェネレータは、バッテリへの充電手段を備えるとともに、前記出力トルク補正手段は、このバッテリへの充電量に応じて第２モータジェネレータのトルクを補正することを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項６】
エンジンに連結された第１のモータジェネレータと、駆動輪に連結された第２のモータジェネレータから構成された変速機と、
運転状態または運転操作に応じて第１の目標駆動トルクを演算する第１目標駆動トルク設定手段と、
この第１の目標駆動トルクと車速または車速相当値に基づいて目標出力を演算する目標出力演算手段と、
前記変速機の運転状態に応じて目標出力を補正する補正手段と、
この補正された目標出力と車速または車速相当値に基づいて第２の目標駆動トルクを演算する第２目標駆動トルク設定手段と、
この第２目標駆動トルクと車速または車速相当値に基づいて前記変速機の目標入力軸回転数を演算する目標入力軸回転数設定手段と、
前記変速機に設定された変速比と第２目標駆動トルクに基づいて目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク設定手段と、
この目標エンジントルクに基づいて前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
前記目標入力軸回転数に基づいて第１モータジェネレータを制御する一方、前記第１目標駆動トルクに基づいて第２のモータジェネレータを制御する変速制御手段とを備え、
前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータは非直結状態とすることが可能であって、
前記変速制御手段は、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータが非直結状態のときに、第１及び第２モータジェネレータの駆動周波数比を制御することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項７】
前記変速機は第１及び第２のモータジェネレータを選択的に結合するクラッチを備えたことを特徴とする請求項１または請求項６に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項８】
前記クラッチは、変速機の入力軸回転数と出力軸回転数が等しいときに締結されることを特徴とする請求項７に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項９】
前記目標出力演算手段は、第１目標駆動トルクに出力軸回転数を乗じたものを目標出力とすることを特徴とする請求項６に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、少なくとも第１及び第２モータジェネレータの損失を目標出力に加えて補正することを特徴とする請求項６に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項１１】
前記第２目標駆動トルク設定手段は、補正された目標出力を出力軸回転数で除したものを第２目標駆動トルクとして設定することを特徴とする請求項６に記載の車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関とモータジェネレータを組み合わせた車両に関し、特に、駆動力の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から排気エミッションを低減するため、エンジンとモータジェネレータを組み合わせて、いずれか一方または双方の駆動力により走行するハイブリッド車両が知られており、例えば、自動車技術学会  学術講演会前刷集Ｎｏ．９８２の論文９８３２２８８号に開示されるものがある。
【０００３】
これは、エンジンとモータジェネレータに無段変速機を組み合わせて、モータジェネレータの出力とエンジンの出力を、運転状態やバッテリの状態に応じて制御するものである。
【０００４】
また、特開昭６２−１１０５３６号公報のように、エンジンと無段変速機を組み合わせて、トルクセンサを用いることなく変速過渡時にも運転者の要求に応じた目標エンジントルクを発生させるべく駆動力の制御を行うものも知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記第１の従来例にあっては、目標とするエンジントルクと無段変速機の目標入力軸回転数を設定する際に、運転状態に応じて求めた目標出力軸出力から目標エンジントルクと目標入力軸回転数を演算する１入力２出力の構成となっていたため、目標エンジントルクと目標入力軸回転数の設定の自由度が小さくなってしまい、例えば、車速が異なる運転条件であっても、求めた目標出力軸出力が等しければ目標エンジントルクと目標入力軸回転数は常に同じ値となって、加速時などでは、車速の変化に対して目標入力軸回転数、すなわちエンジン回転数の変化が小さいため、運転者に違和感を与える場合があった。
【０００６】
さらに、前記第１の従来例では、モータージェネレータと遊星歯車などからなる変速機を組み合わせているため、モータージェネレータ等の電気系統の制御と、変速機を制御する機械系統の制御が不可欠であり、２種の制御系統によりシステム構成が複雑になって、製造コストが増大するという問題があった。
【０００７】
また、前記第２の従来例にあっては、目標駆動トルクと車速から目標入力軸回転数を求める構成であり、車速に応じたエンジン回転数の設定は可能であるが、目標出力を演算しない構成となっていたため、例えば、モータジェネレータの損失に対する補正やバッテリの充電状態に応じた発電電力を実現することができず、モータジェネレータと組み合わせて用いることができなかった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エンジンとモータジェネレータを組み合わせた場合に、車速に応じたエンジン回転数の変更を可能にすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンに連結された第１のモータジェネレータと、駆動輪に連結されるとともに、前記第１のモータジェネレータが発電した電力に基づいて駆動される第２のモータジェネレータとから構成された変速機と、前記第１モータジェネレータの回転数を検出する入力側回転数検出手段と、前記第２モータジェネレータの回転数を検出する出力側回転数検出手段と、前記第２モータジェネレータの回転数に基づいて、前記第１モータジェネレータの回転数を制御する変速制御手段とを備え、前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータは非直結状態とすることが可能であって、前記変速制御手段は、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータが非直結状態のときに、第１及び第２モータジェネレータの駆動周波数比を制御する。
【００１０】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記変速制御手段は、第１モータジェネレータが発電する電力に応じて、第２モータジェネレータのトルクを制御する一方、第２モータジェネレータの回転数に応じて第１モータジェネレータの回転数を制御する。
【００１１】
また、第３の発明は、前記第２の発明において、前記変速制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する手段と、このアクセルペダルの踏み込み量と、第１モータジェネレータの回転数からエンジンの発生する出力を演算するエンジン出力演算手段を備える。
【００１２】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記変速制御手段は、第１及び第２モータジェネレータの効率に応じて第２モータジェネレータのトルクを補正する出力トルク補正手段を備える。
【００１３】
また、第５の発明は、前記第４の発明において、前記第１及び第２モータジェネレータは、バッテリへの充電手段を備えるとともに、前記出力トルク補正手段は、このバッテリへの充電量に応じて第２モータジェネレータのトルクを補正する。
【００１４】
また、第６の発明は、エンジンに連結された第１のモータジェネレータと、駆動輪に連結された第２のモータジェネレータから構成された変速機と、運転状態または運転操作に応じて第１の目標駆動トルクを演算する第１目標駆動トルク設定手段と、この第１目標駆動トルクと車速または車速相当値に基づいて目標出力を演算する目標出力演算手段と、前記変速機の運転状態に応じて目標出力を補正する補正手段と、この補正された目標出力と車速または車速相当値に基づいて第２の目標駆動トルクを演算する第２目標駆動トルク設定手段と、この第２目標駆動トルクと車速または車速相当値に基づいて前記変速機の目標入力軸回転数を演算する目標入力軸回転数設定手段と、前記変速機に設定された変速比と第２目標駆動トルクに基づいて目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク設定手段と、この目標エンジントルクに基づいて前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、前記目標入力軸回転数に基づいて第１モータジェネレータを制御する一方、前記第１目標駆動トルクに基づいて第２のモータジェネレータを制御する変速制御手段とを備え、前記第１モータジェネレータと第２モータジェネレータは非直結状態とすることが可能であって、前記変速制御手段は、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータが非直結状態のときに、第１及び第２モータジェネレータの駆動周波数比を制御する。
【００１５】
また、第７の発明は、前記第１または第６の発明において、前記変速機は第１及び第２のモータジェネレータを選択的に結合するクラッチを備える。
【００１６】
また、第８の発明は、前記第７の発明において、前記クラッチは、変速機の入力軸回転数と出力軸回転数が等しいときに締結される。
【００１７】
また、第９の発明は、前記第６の発明において、前記目標出力演算手段は、第１目標駆動トルクに出力軸回転数を乗じたものを目標出力とする。
【００１８】
また、第１０の発明は、前記第６の発明において、前記補正手段は、少なくとも第１及び第２モータジェネレータの損失を目標出力に加えて補正する。
【００１９】
また、第１１の発明は、前記第６の発明において、前記第２目標駆動トルク設定手段は、補正された目標出力を出力軸回転数で除したものを第２目標駆動トルクとして設定する。
【００２０】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、エンジンに連結された第１のモータジェネレータが発電した電力によって、駆動輪に連結された第２のモータジェネレータを駆動してエンジンの駆動力を伝達するように変速機を構成した場合、駆動輪側の第２モータジェネレータの回転数、すなわち車速に応じた値に基づいて、入力軸回転数となる第１モータジェネレータの回転数を制御することで、一対のモータジェネレータで構成された変速機の変速比を制御することができ、この変速比制御はモータジェネレータの駆動周波数を制御することで実現することができ、一対のモータジェネレータで構成された変速機を用いた場合の変速制御を正確に行うことができる。
【００２１】
また、第２の発明は、第１モータジェネレータが発電する電力に応じて駆動される第２モータジェネレータのトルクを制御する一方、第２モータジェネレータの回転数に基づいて第１モータジェネレータの回転数を制御することで、運転状態に応じた変速比を得ることができるとともに、発電量に応じた駆動力、すなわち、エンジンの出力を駆動輪へ伝達することができる。
【００２２】
また、第３の発明は、第２モータジェネレータのトルクを決定するに当たって、第１モータジェネレータの発電量を、エンジンの運転状態に基づいて算出することで、容易に把握して一対のモータジェネレータで構成された変速機を用いた場合の変速制御を行うことができる。
【００２３】
また、第４の発明は、第１及び第２モータジェネレータの効率を加味して第２モータジェネレータのトルクを補正することで、一対のモータジェネレータで構成された変速機を用いた場合の変速制御の精度を向上できる。
【００２４】
また、第５の発明は、第１及び第２モータジェネレータが、バッテリへの充電手段を備える場合には、バッテリへの充電量に応じて第２モータジェネレータのトルクを補正することで、一対のモータジェネレータの出力を正確に補正して、変速制御の精度を向上できる。
【００２５】
また、第６の発明は、エンジンに連結された第１モータジェネレータで発電した電力により第２のモータジェネレータを駆動することで、駆動輪へエンジンの出力を伝達し、第１及び第２モータジェネレータの回転数の比を変更することで変速比を変更することができる。このような変速機の駆動力制御は、第１の目標駆動トルクによって第２モータジェネレータの駆動トルクを制御する一方、第１モータジェネレータの回転数である目標入力軸回転数は、第１目標駆動トルクを出力に変換して補正を行ったものから、車速相当値（例えば、出力軸回転数）に基づいて再度トルクに変換して第２目標駆動トルクを得て、この第２目標駆動トルクと車速の関係に応じて目標入力軸回転数を設定する。そして、エンジンの目標エンジントルクを、第２目標駆動トルクと変速比に応じて設定することで、目標入力軸回転数と車速の関係は、第２目標駆動トルクをパラメータとして変化することになる。
【００２６】
したがって、要求される出力が同一の値であっても、車速が異なれば目標入力軸回転数は変化することになり、例えば、低車速で要求出力の大きくなる急加速時では、入力軸回転数＝エンジン回転数の変化を大きく設定することができ、運転者の運転操作とエンジン回転数の変化を対応させることが可能となって、運転性の向上を図ることが可能となり、車速に応じたエンジン回転数の変化量を調整することで、車種や車型に応じた設定が可能となって、設計の自由度を向上させることができる。
【００２７】
また、第７の発明は、前記第１または第６の発明において、変速機の第１及び第２のモータジェネレータの間に介装したクラッチによって、選択的に第１及び第２のモータジェネレータを結合すれば、エンジンを駆動軸に直結して燃費性能の向上を図ることができる。
【００２８】
また、第８の発明は、変速機の入力軸回転数と出力軸回転数が等しいときにクラッチを締結することで、エンジンを駆動軸に直結することでモータジェネレータの損失を抑制し、燃費性能の向上を図ることができる。
【００２９】
また、第９の発明は、第１目標駆動トルクに出力軸回転数を乗じたものを目標出力とすることで、容易にトルクから出力への変換を行うことができる。
【００３０】
また、第１０の発明は、補正手段は、少なくとも第１及び第２モータジェネレータの損失を目標出力に加えて補正することにより、第２目標駆動トルクの演算精度を向上させて、駆動力制御の精度を向上させることができる。
【００３１】
また、第１１の発明は、補正された目標出力を出力軸回転数で除して、第２目標駆動トルクとし、モータジェネレータ等の損失の演算を出力で行ってからトルクへの変換を行うことで車速の項ができるため、目標入力軸回転数を第２目標駆動トルクと車速に応じて変化させることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１は、一対のモータジェネレータを介して、エンジンの駆動力により車両の推進を行う変速機を備えた車両である。
【００３４】
図１において、入力側のモータジェネレータ（図中ＭＧｉ）２と、出力側のモータジェネレータ（図中ＭＧｏ）４から構成された無段変速機５が、エンジン１に連結されたもので、入力側のモータジェネレータ２（第１モータジェネレータ）がエンジン１に連結される一方、出力側のモータジェネレータ４（第２モータジェネレータ）が駆動軸に連結される。
【００３５】
モータジェネレータ２、４は交流機（例えば、永久磁石式交流同期モータなど）で構成され、それぞれインバータ８を介して接続され、基本的にモータジェネレータ２が発電機として作動し、また、モータジェネレータ４は電動機として作動し、モータジェネレータ２からの電力によって駆動される。
【００３６】
エンジン１は、電子制御スロットル１４を備えており、アクセル開度センサ２２が検出したアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに応じて、後述するエンジンコントロールユニット１１が電子制御スロットル１４のスロットル開度ＴＶＯを制御することにより、運転状態に応じたエンジントルクＴｅを実現する。
【００３７】
ここで、エンジン１を制御するエンジンコントロールユニット１１は、アクセル開度センサ２２が検出したアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに応じて、予め設定したマップなどから電子制御スロットル１４の開度ＴＶＯを決定し、エアフローメータ１３が検出した吸入空気量Ｑａと、クランク角センサ２３が検出したエンジン回転数Ｎｅに基づいて燃料噴射制御や点火時期制御を行う。
【００３８】
一方、無段変速機５を制御するトランスミッションコントロールユニット１２は、インバータ８の駆動周波数に応じてモータジェネレータ２、４の回転数を制御するもので、インバータ８の駆動周波数の比が、入出力軸の回転数比、すなわち、変速比となる。
【００３９】
また、モータジェネレータ２、４の間には、選択的に締結可能なクラッチ３が介装され、エンジンコントロールユニット１１からの指令に応じてクラッチ３は制御され、クラッチ３の締結状態では、エンジン１と駆動軸が直結状態となって、エンジン１の出力に応じて駆動輪が駆動される。
【００４０】
例えば、無段変速機５の入力軸回転数Ｎｉと出力軸回転数Ｎｏが等しいときにはクラッチ３を締結し、エンジン１の駆動力によって直接駆動輪へトルクを伝達し、モータジェネレータ２、４の損失を抑制して、車両の燃費性能を向上できる。
【００４１】
ここで、無段変速機５は、エンジン１に連結されたモータジェネレータ２の回転子（図示せず）側の回転数を、無段変速機５の入力軸回転数Ｎｉとして検出する入力軸回転センサ２４と、駆動軸に連結されたモータジェネレータ４の回転子（図示せず）側の回転数を、無段変速機５の出力軸回転数Ｎｏとして検出する出力軸回転数センサ２１とを備え、トランスミッションコントロールユニット１２がこれら検出値を読み込む。なお、エンジン１と無段変速機５は直結されているため、入力軸回転数Ｎｉはエンジン回転数Ｎｅ等価となる。
【００４２】
トランスミッションコントロールユニット１２は、入出力軸回転数Ｎｉ、Ｎｏに加えて、後述するように、統合コントロールユニット１０が演算した目標入力軸回転数ｔＮｉと、目標出力軸トルクｔＴｏとなるように、インバータ８の駆動周波数を制御する。
【００４３】
統合コントロールユニット１０は、出力軸回転数センサ２１が検出した無段変速機５の出力軸回転数Ｎｏ、入力軸回転センサ２４が検出した無段変速機５の入力軸回転数Ｎｉ、アクセル開度センサ２２からのアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳをそれぞれ読み込んで、これらの運転状態を示す情報から、後述するように目標出力軸トルクｔＴｏと、目標入力軸回転数ｔＮｉを演算する。
【００４４】
なお、統合コントロールユニット１０は、出力軸回転数Ｎｏに差動装置等の終減速比や駆動輪の半径など、所定の定数を乗じたものを車速ＶＳＰとして演算する。
【００４５】
また、統合コントロールユニット１０は。バッテリ９の充電量が低下した場合、モータジェネレータ２が発電した電力の一部を、バッテリ９へ供給するようトランスミッションコントロールユニット１２へ目標発電量ｔＰｃを送出する。なお、バッテリ９の充電量は、図示しないセンサによって検出する。
【００４６】
上記統合コントロールユニット１０で行われる駆動力制御の一例を示すと、図２に示すようになり、まず、エンジントルクＴｅ推定部５１が、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに応じた電子制御スロットル１４のスロットル開度ＴＶＯと、無段変速機５のモータジェネレータ２の回転数である入力軸回転数Ｎｉに基づいて、予め設定したマップｍａｐ１より、エンジン１が発生したトルクＴｅを入力軸トルクＴｉとして演算する。
【００４７】
次に、入力軸出力演算部５２は、検出した入力軸回転数Ｎｉと、この入力軸トルクＴｉを乗じることで、入力軸出力Ｐｉを演算する。この入力軸出力Ｐｉは、モータジェネレータ２を駆動する出力であり、エンジン出力Ｐｅと等価である。
【００４８】
一方、入力側損失演算部５７では、入力軸トルクＴｉと入力軸回転数Ｎｉに基づいて、予め設定したマップｍａｐ２からモータジェネレータ２の損失出力ｄＰｉを演算する。なお、マップｍａｐ２は、モータジェネレータ２の効率などに基づいて予め設定されたものである。
【００４９】
そして、第１目標出力軸出力演算部５３は、入力軸出力Ｐｉから損失出力ｄＰｉを減じたものを第１目標出力軸出力ｔＰｏ１として演算する。
【００５０】
また、出力側損失演算部５８では、目標出力軸トルクの前回値ｔＴｏ＊ｚ-1と、現在の出力軸回転数Ｎｏに基づいて、予め設定したマップｍａｐ３からモータジェネレータ２４の損失出力ｄＰｏを演算する。
【００５１】
第２目標出力軸出力演算部５４は、第１目標出力軸出力ｔＰｏ１から損失出力ｄＰｏを減じたものを第２目標出力軸出力ｔＰｏ２として演算し、さらに、第３目標出力軸出力演算部５５が、バッテリ９の充電要求に応じた目標発電量ｔＰｃを差し引いたものを、第３目標出力軸出力ｔＰｏ３として演算する。
【００５２】
次に、目標出力軸トルク演算部５６は、この第３目標出力軸出力ｔＰｏ３を出力軸回転数Ｎｏで除して、無段変速機５の出力側となるモータジェネレータ４の目標出力軸トルクｔＴｏを演算する。
【００５３】
一方、目標入力軸回転数演算部５９は、出力軸回転数Ｎｏ（または車速ＶＳＰ）と、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに基づいて、予め設定したマップｍａｐ４から、無段変速機５の入力側であるモータジェネレータ２の目標入力軸回転数ｔＮｉを演算する。
【００５４】
ここで、上記統合コントロールユニット１０で行われる駆動力制御の一例について、図３のフローチャートを参照しながら以下に詳述する。なお、図３のフローチャートは、所定時間毎、例えば、１０msec毎に実行されるものである。
【００５５】
まず、ステップＳ１では、上記図１に示した各種センサからアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳ（≒スロットル開度ＴＶＯ）、入力軸回転数Ｎｉ、出力軸回転数Ｎｏ（∝車速ＶＳＰ）等の情報を読み込んでから、ステップＳ２で、無段変速機５の入力軸トルクＴｉ（＝エンジントルクＴｅ）を、図２に示したマップｍａｐ１より演算する。
【００５６】
ステップＳ３では、この入力軸トルクＴｉに入力軸回転数Ｎｉを乗じて入力軸出力Ｐｉを演算する。
【００５７】
一方、ステップＳ４では、図２に示したマップｍａｐ２のように、入力軸トルクＴｉと入力軸回転数Ｎｉより、モータジェネレータ２の損失出力ｄＰｉを演算する。
【００５８】
そして、ステップＳ５では、上記ステップＳ３で求めた入力軸出力Ｐｉから損失出力ｄＰｉを差し引いて第１目標出力軸出力ｔＰｏ１を演算する。
【００５９】
また、ステップＳ６では、図２に示したマップｍａｐ３のように、目標出力軸トルクの前回値ｔＴｏ＊ｚ-1と出力軸回転数Ｎｏに基づいて、モータジェネレータ４の損失出力ｄＰｏを演算する。
【００６０】
ステップＳ７では、上記ステップＳ５で求めた第１目標出力軸出力ｔＰｏ１から、この損失出力ｄＰｏを差し引いて第２目標出力軸出力ｔＰｏ２を演算する。
【００６１】
次に、ステップＳ８では、第２目標出力軸出力ｔＰｏ２からバッテリ９の充電要求に応じた目標発電量ｔＰｃを差し引いて、第３目標出力軸出力ｔＰｏ３として求める。
【００６２】
そして、ステップＳ９では、第３目標出力軸出力ｔＰｏ３を出力軸回転数Ｎｏで除して目標出力軸トルクｔＴｏを求める。
【００６３】
一方、ステップＳ１０では、出力軸回転数Ｎｏ（∝車速ＶＳＰ）とアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳから、図２に示したマップｍａｐ４に基づいて目標入力軸回転数ｔＮｉを演算する。
【００６４】
以上のように、統合コントロールユニット１０は、無段変速機５の出力側となるモータジェネレータ４の目標出力軸トルクｔＴｏと、入力側となるモータジェネレータ２の目標入力軸回転数ｔＮｉを演算し、これらの目標値をトランスミッションコントロールユニット１２へ指令する。
【００６５】
トランスミッションコントロールユニット１２は、無段変速機５の入力側であるモータジェネレータ２の入力軸回転数Ｎｉが、統合コントロールユニット１０からの目標入力軸回転数ｔＮｉと一致するように、インバータ８の駆動周波数を介してフィードバック制御を行うことで変速比を制御し、出力側であるモータジェネレータ４の駆動トルクＴｏは、モータジェネレータ２が発電した電力から損失分や充電分を差し引いた目標出力軸トルクｔＴｏとなるように制御する。
【００６６】
モータジェネレータ２、４として、上記したように永久磁石式交流同期モータを用いた場合、回転数の制御は駆動周波数の制御と等価となり、回転子の回転数が目標回転数になるようにトルクを増減することになる。
【００６７】
ここで、変速比＝入力軸回転数Ｎｉ／出力軸回転数Ｎｏとすると、目標変速比は、目標入力軸回転数ｔＮｉ／出力軸回転数Ｎｏとなり、上記ステップＳ１０のように、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに応じて目標変速比が決定され、モータジェネレータ２の回転数、すなわち、駆動周波数がフィードバック制御される。
【００６８】
一方、出力側であるモータジェネレータ４の目標出力軸トルクｔＴｏは、上記ステップＳ２〜Ｓ９より、
ｔＴｏ＝（Ｔｉ×Ｎｉ−ｄＰｉ−ｄＰｏ−ｔＰｃ）／Ｎｏ
となり、これを変形すると、
ｔＴｏ＝Ｔｉ×（Ｎｉ／Ｎｏ）−（ｄＰｉ＋ｄＰｏ＋ｔＰｃ）／Ｎｏ
となる。
【００６９】
したがって、モータジェネレータ４は、エンジントルクＴｅ（入力軸トルクＴｉ）と変速比＝Ｎｉ／Ｎｏを掛け合わせた値から、モータジェネレータの損失分等を差し引いて補正した目標出力軸トルクｔＴｏとなるように駆動されることになる。
【００７０】
こうして、無段変速機５を一対のモータジェネレータ２、４から構成した場合であっても、駆動トルクＴｏ≒エンジントルクＴｅ×変速比という関係が成り立って、駆動周波数比に応じて変速比の制御が可能になるのに加え、モータジェネレータの損失に対する補正や、バッテリの充電状態に応じた発電電力を実現することが可能となって、正確な駆動力の制御を行うことが可能となるのである。
【００７１】
なお、上記エンジン１では、電子制御スロットル１４を用いた例を示したが、アクセルペダルで直接スロットル開度ＴＶＯを制御するものであってもよく、この場合では、図２のマップｍａｐ４のパラメータを、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳをスロットル開度ＴＶＯに変更すればよい。
【００７２】
図４は第２の実施形態を示し、モータジェネレータ２、クラッチ３及びモータジェネレータ４から構成された無段変速機５が、エンジン１に連結されたもので、無段変速機５の出力軸は差動装置６を介して駆動輪７に連結されている。
【００７３】
無段変速機５の入力側では、エンジン１の出力軸とモータジェネレータ２（第１モータジェネレータ）の軸及びクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、また、出力側ではクラッチ３の出力軸にモータジェネレータ４（第２モータジェネレータ）の軸（無段変速機５の出力軸）が連結されている。
【００７４】
モータジェネレータ２、４は前記第１実施形態と同様の交流機で構成され、それぞれインバータ８を介してバッテリ９に接続される。
【００７５】
無段変速機５は、クラッチ３を解放した状態では、モータジェネレータ２を発電機として、モータジェネレータ４をモータとして作動させて、モータジェネレータ２の電力によって、モータジェネレータ４を駆動するもので、このとき、モータジェネレータ２、４の回転数比、すなわち、無段変速機５の変速比は、上記したように、インバータ８の制御による周波数比によって制御される。なお、バッテリ９は、余剰電力の回収や出力不足の際に放電を行うものである。
【００７６】
また、クラッチ３の締結状態では、エンジン１と差動装置６が直結状態となって、エンジン１の出力に応じて駆動輪７が駆動され、例えば、無段変速機５の入力軸回転数Ｎｉと出力軸回転数Ｎｏが等しいときには締結され、エンジン１の駆動力によって直接駆動輪へトルクを伝達し、モータジェネレータ２、４の損失を抑制して、車両の燃費性能を向上できる。
【００７７】
エンジン１は、前記第１実施形態と同様に電子制御スロットル（図示せず）を備えており、アクセル開度センサ２２が検出した運転者のアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに応じて、後述するエンジンコントロールユニット１１が電子制御スロットルなどを制御することにより、統合コントロールユニット１０の要求に応じた目標出力軸トルクｔＴｏを実現するものである。
【００７８】
ここで、エンジン１、無段変速機５の制御系は、運転状態に応じた目標出力軸トルクｔＴｏ（第１目標駆動トルク）を演算するとともに、駆動軸のトルクが目標出力軸トルクｔＴｏへ一致するように、エンジンコントロールユニット１１に目標エンジントルクｔＴｅを指令するとともに、トランスミッションコントロールユニット１２に目標入力軸回転数ｔＮｉを指令する。
【００７９】
統合コントロールユニット１０は、車速センサ２１が検出した無段変速機５の出力軸回転数Ｎｏ、入力軸回転センサ２４が検出した無段変速機５の入力軸回転数Ｎｉ、アクセル開度センサ２２からのアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳをそれぞれ読み込んで、これらの運転状態を示す情報から、後述するように目標出力軸トルクｔＴｏを演算する。なお、出力軸回転数Ｎｏに差動装置６の終減速比や駆動輪７の半径などを乗じたものが車速ＶＳＰとなる。
【００８０】
そして、エンジンコントロールユニット１１は、統合コントロールユニット１０からの目標エンジントルクｔＴｅに応じて、図示しない電子制御スロットルの駆動や燃料噴射制御あるいは点火時期制御を行って目標エンジントルクｔＴｅを実現する。
【００８１】
また、トランスミッションコントロールユニット１２は、目標入力軸回転数ｔＮｉとなるようにインバータ８を介してモータジェネレータ２を制御するとともに、目標出力軸トルクｔＴｏとなるようにモータジェネレータ４の駆動を行う。
【００８２】
上記統合コントロールユニット１０は、図５に示すように、車速ＶＳＰとアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに基づいて目標出力軸トルクｔＴｏを演算する目標出力軸トルク演算部１０１と、モータジェネレータ２、４の損失出力Ｌｓ１、Ｌｓ２を演算する損失演算部１０２と、目標出力軸トルクｔＴｏに車速ＶＳＰを乗じて目標出力軸出力ｔＰｏを演算する目標出力演算部１０３と、目標出力軸出力ｔＰｏに損失出力Ｌｓ１、Ｌｓ２やバッテリ９の充電要求に応じた目標発電量ｔＰｇ等を加えて第２目標出力軸出力ｔＰｏ２を演算する第２目標出力演算部１０４と、この第２目標出力軸出力ｔＰｏ２を車速ＶＳＰで除して第２目標出力軸トルクｔＴｏ２（第２目標駆動トルク）を演算する第２目標出力軸トルク演算部１０５と、第２目標出力軸トルクｔＴｏ２を無段変速機５の変速比で除して目標エンジントルクｔＴｅを演算する目標エンジントルク演算部１０６と、第２目標出力軸トルクｔＴｏ２と車速ＶＳＰから目標入力軸回転数ｔＮｉを演算する目標入力軸回転数演算部１０７から構成される。
【００８３】
そして、上記目標出力軸トルクｔＴｏと目標入力軸回転数ｔＮｉがトランスミッションコントロールユニット１２へ指令されて、フィードバック制御によりモータジェネレータ２を制御して入力軸回転数Ｎｉを目標入力軸回転数ｔＮｉへ追従させる一方、フィードフォワード制御によりモータジェネレータ４を駆動して目標出力軸トルクｔＴｏへ向けて制御し、また、エンジンコントロールユニット１１は、目標エンジントルクｔＴｅに応じて上記電子制御スロットルや燃料噴射制御などを行って、エンジン１の発生トルクを調整する。
【００８４】
ここで、上記統合コントロールユニット１０で行われる駆動力制御の一例について、図６のフローチャートを参照しながら以下に詳述する。なお、図６のフローチャートは、所定時間毎に実行されるものである。
【００８５】
まず、ステップＳ１では、上記図４に示した各種センサからアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳ、入力軸回転数Ｎｉ、出力軸回転数Ｎｏ（車速ＶＳＰ）等の情報を読み込んでから、ステップＳ２で、目標出力軸トルクｔＴｏの演算を行う。
【００８６】
この、目標出力軸トルクｔＴｏの演算は、例えば、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳから、図７に示すように予め設定したマップに基づいて、目標出力軸トルクｔＴｏを演算する。
【００８７】
ステップＳ３では、この目標出力軸トルクｔＴｏに出力軸回転数Ｎｏを乗じて、
ｔＰｏ＝ｔＴｏ×Ｎｏ
より目標出力軸出力ｔＰｏの演算を行って、トルクを出力に変換する。
【００８８】
ステップＳ４で、前回制御時の目標出力軸トルクｔＴｏ、目標出力軸出力ｔＰｏを読み込んでから、ステップＳ５へ進み、図５に示した損失演算部１０２のように、予め設定したマップに基づいて、モータジェネレータ２、４の損失出力Ｌｓ１、Ｌｓ２を演算する。
【００８９】
なお、モータジェネレータ２の損失出力Ｌｓ１は、現在の入力軸回転数Ｎｉと目標エンジントルクｔＴｅの前回値より求め、モータジェネレータ４の損失出力Ｌｓ２は、現在の出力軸回転数Ｎｏと目標出力軸トルクｔＴｏの前回値より求め、トルクに関しては前回値を現在の値として代用することにより、演算負荷を低減する。
【００９０】
次に、ステップＳ６では、バッテリ９の要求に応じた目標発電量ｔＰｇを読み込む。なお、この目標発電量ｔＰｇは図示しないジェネレータの要求値を示す。
【００９１】
ステップＳ７では、モータジェネレータ２、４の効率やバッテリ９の充電のために、エンジン１の出力のうち損失する分を上記ステップＳ３で求めた目標出力軸出力ｔＰｏに加えて、駆動輪７へ伝達される第２目標出力軸出力ｔＰｏ２を、
ｔＰｏ２＝ｔＰｏ＋Ｌｓ１＋Ｌｓ２＋ｔＰｇ
とし、モータジェネレータ２、４の損失出力Ｌｓ１、Ｌｓ２及び目標発電量ｔＰｇを加算する。すなわち、上記ステップＳ３で、目標出力軸トルクｔＴｏを目標出力軸出力ｔＰｏへ変換することにより、モータジェネレータ２、４の損失分やバッテリ９の充電量などの出力との比較を容易に行うことができる。
【００９２】
次に、ステップＳ８では、ステップＳ７で求めた第２目標出力軸出力ｔＰｏ２を出力軸回転数Ｎｏで除して、第２目標出力軸トルクｔＴｏ２を演算する。
【００９３】
ｔＴｏ２＝ｔＴｏ２／Ｎｏ
であり、再び出力からトルクへ変換する。
【００９４】
そして、ステップＳ９では、この第２目標出力軸トルクｔＴｏ２と車速ＶＳＰより、予め設定したマップｈ（または関数）より、無段変速機５の目標入力軸回転数ｔＮｉを演算する。
【００９５】
ｔＮｉ＝ｈ（ｔＴｏ２、ＶＳＰ）
であり、マップｈ（図５の目標入力軸回転数演算部１０７）は、エンジン１の効率ηｅと、モータジェネレータ２の効率ηmg1との積がほぼ最大（すなわち、最適燃費）となるように設定され、かつ、車速ＶＳＰが低いほど第２目標出力軸トルクｔＴｏ２の大きさに応じて目標入力軸回転数ｔＮｉが大きくなるように設定される。
【００９６】
最後に、ステップＳ１０では、第２目標出力軸トルクｔＴｏ２を無段変速機５の変速比で除したものを、目標エンジントルクｔＴｅとして演算する。ただし、
ｔＴｅ＝ｔＴｏ２（Ｎｏ／Ｎｉ）
である。
【００９７】
上記フローチャートを所定時間毎に繰り返して実行することにより、ステップＳ１０で求めた目標エンジントルクｔＴｅとなるように、エンジンコントロールユニット１１はエンジン１の出力を制御するとともに、ステップＳ２で求めた目標出力軸トルクｔＴｏと、ステップＳ９で求めた目標入力軸回転数ｔＮｉに応じてトランスミッションコントロールユニット１２は、モータジェネレータ２、４の制御を行う。
【００９８】
ここで、上記ステップＳ８で、第２目標出力軸出力ｔＰｏ２を出力軸回転数Ｎｏで除して、再びトルクに変換することによって、目標入力軸回転数ｔＮｉと車速ＶＳＰの関係は、第２目標出力軸トルクｔＴｏ２をパラメータとして変化することになる。
【００９９】
したがって、要求される出力が同一の値であっても、車速ＶＳＰが異なれば、目標入力軸回転数ｔＮｉは変化することになり、特に、目標入力軸回転数ｔＮｉを求めるマップｈが、車速ＶＳＰが低いほど目標入力軸回転数ｔＮｉが小さくなるように設定すれば、加速に応じて入力軸回転数Ｎｉ＝エンジン回転数Ｎｅが増大するように設定することができ、運転者の運転操作とエンジン回転数Ｎｅの変化を対応させることが可能となって、違和感を与えることがなくなって運転性の向上を図ることが可能となるのであり、上記ステップＳ９のマップｈの設定によって、車速ＶＳＰに応じたエンジン回転数Ｎｅの変化量を調整することができるため、車種や車型に応じた設定が可能となり、設計の自由度を向上させることが可能となるのである。
【０１００】
また、上記マップｈは、エンジン１の効率ηｅとモータジェネレータ２の効率ηmg1との積が最大値となるように設定するのが好ましいが、図８に示すように、エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅの関係を等燃費線（燃料消費率が等しい点を結んだ線）で表すと、燃費が最少となる最適燃費線に沿ってエンジン回転数Ｎｅ、すなわち入力軸回転数Ｎｉを決定すると、同一のエンジントルクＴｅに対してエンジン回転数Ｎｅは一義的に決定されてしまう。
【０１０１】
そこで、エンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅの関係に範囲を持たせて、図８に示す最適燃費線の近傍に設定すれば、車速ＶＳＰの変化に応じてエンジン回転数Ｎｅを変化させながらも、燃費性能を満足することができる。
【０１０２】
なお、上記実施形態において、モータジェネレータ２、４を無段変速機５としたが、クラッチ３の解放時にモータジェネレータ４のみで走行し、モータジェネレータ２でエンジン１の始動を行えば、ハイブリッド車両とすることができる。
【０１０３】
また、上記実施形態において、モータジェネレータが対向するように２つある場合を示したが、本願出願人が提案した特願平１０−７７５０８号等のように、２つのロータを同一軸上に配置した回転電機によって構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す駆動力制御装置の概略構成図。
【図２】同じく統合コントロールユニットの概念図。
【図３】駆動力制御の一例を示すフローチャート。
【図４】第２の実施形態を示し、駆動力制御装置の概略構成図。
【図５】同じく統合コントロールユニットの概念図。
【図６】同じく駆動力制御の一例を示すフローチャート。
【図７】アクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳをパラメータとした出力軸回転数Ｎｏ（車速ＶＳＰ）と目標出力軸トルクｔＴｏの関係を示すマップである。
【図８】最適燃費線と等馬力線の関係を示すエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅのマップである。
【符号の説明】
１  エンジン
２、４  モータジェネレータ
５  無段変速機
９  インバータ
１０  統合コントロールユニット
１１  エンジンコントロールユニット
１２  トランスミッションコントロールユニット
【図１】
0003543678.tif 000002
【図２】
0003543678.tif 000003
【図３】
0003543678.tif 000004
【図４】
0003543678.tif 000005
【図５】
0003543678.tif 000006
【図６】
0003543678.tif 000007
【図７】
0003543678.tif 000008
【図８】
0003543678.tif 000009