(57)【要約】【課題】駆動輪への路面反力の変化に起因するバッテリへの過充電を抑制する。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置１００は、エンジン２００と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、エンジン及び第１のモータジェネレータが連結された動力分配機構３００と、動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸３４０と、駆動軸にトルクを出力する第２のモータジェネレータＭＧ２とを有するハイブリッド車両１０に適用される制御装置であって、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々の駆動パラメータを取得する取得手段１００と、駆動パラメータに基づいて、ハイブリッド車両が走行する路面の路面反力を推測する推測手段１０１と、推測された路面反力の時間的な変化に応じて第１のモータジェネレータのトルクの制御を行う制御手段１０３とを備える。【選択図】図３
2011230708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、第１のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１のモータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、前記駆動軸にトルクを出力する第２のモータジェネレータとを有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の駆動パラメータを取得する取得手段と、
前記駆動パラメータに基づいて、前記ハイブリッド車両が走行する路面の路面反力を推測する推測手段と、
推測された路面反力の時間的な変化に応じて前記第１のモータジェネレータのトルクの制御を行う制御手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記取得手段は、前記駆動パラメータとして、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の出力トルク及び角加速度の取得を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記第１のモータジェネレータの印加電圧及び通電電流に基づいて前記第１のモータジェネレータの出力トルク及び角加速度を算出するとともに、前記第２のモータジェネレータの印加電圧及び通電電流に基づいて前記第２のモータジェネレータの出力トルク及び角加速度を算出する算出手段を更に備え、
前記取得手段は、前記駆動パラメータとして、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の印加電圧及び通電電流の取得を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２のモータジェネレータの駆動パラメータの時間的な変化に応じて前記第１のモータジェネレータのトルクの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の走行状況に応じてモータジェネレータの駆動態様を変更可能なハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置では、車両の走行状況に応じて、車両の動力源が生じる動力を適切に駆動輪の駆動力へと変換するために、エンジンやモータジェネレータの出力トルク目標の決定を行っている。
【０００３】
例えば、車両の駆動輪が路面でスリップする場合、車両の挙動が不安定になったり、動力が有効に駆動力へ変換されなくなり、車両の推進効率が低下する。このため、駆動輪のスリップ時には、駆動輪のグリップを速やかに回復することが求められる。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１には、車両が走行する路面が駆動輪に与える反力である路面反力を推測するにあたり、駆動輪に付与されるトルクと、駆動輪の回転角加速度に基づく演算を行う構成が開示されている。かかる構成では、演算された路面反力の変化率に基づき、駆動輪のスリップを抑制するために駆動輪に付与する駆動力の補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７８７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ハイブリッド車両において、エンジンと電動機とで車両を駆動している際に、駆動輪の回転速度に急激な減速が生じる場合、エンジンの回転数にも減速が生じる。
このとき、エンジンにおける回転運動エネルギが減少し、減少分が充電用の電動機に供給され、充電用の電動機の回転数が上昇する。かかる回転数の上昇により、車両のバッテリへの回生電力が急激に増加することとなり、バッテリにおいては過充電が生じるという技術的な問題に繋がる。過充電が生じたバッテリにおいては、電極や溶媒の劣化に伴い、電池本来の入出力性能を維持出来なくなる虞がある。
【０００７】
このような駆動輪の回転速度の減速は、ブレーキによる駆動輪のロック、路面段差、又はスリップ状態の駆動輪において急激にグリップが回復する場合など、車両の走行状況に応じて適宜生じる可能性がある。
【０００８】
特許文献１に記載される制御によれば、駆動輪のスリップ時に、速やかなグリップの回復を図ることが可能なものの、一方で、スリップ状態とグリップ状態とが短期間に反復して生じる場合などの上述した技術的な問題について考慮されておらず、バッテリに過充電が生じる虞がある。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に鑑みて為されたものであり、ハイブリッド車両の走行において、バッテリの過充電を好適に抑制した上で、駆動輪のスリップ状態からのグリップの回復制御を実現可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するために、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、第１のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１のモータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、前記駆動軸にトルクを出力する第２のモータジェネレータとを有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の駆動パラメータを取得する取得手段と、前記駆動パラメータに基づいて、前記ハイブリッド車両が走行する路面の路面反力を推測する推測手段と、推測された路面反力の時間的な変化に応じて前記第１のモータジェネレータのトルクの制御を行う制御手段とを備える。
【００１１】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンなどの内燃機関とともに、バッテリからの給電により駆動し、且つバッテリの充電が可能な第１及び第２のモータジェネレータを動力機構として備える車両に搭載されるハイブリッド車両制御用のＥＣＵなどである。かかるハイブリッド車両においては、遊星歯車などの動力分配機構によって、内燃機関と第１及び第２のモータジェネレータとの間で駆動出力の割合が調整可能に構成されている。
【００１２】
以上の構成により、ハイブリッド車両は、内燃機関並びに第１及び第２のモータジェネレータの少なくともいずれか一つ、又は任意の組み合わせによる動作によって、車両が走行するためのトルクを供給することが可能となる。また、かかる動作を実現するために、ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関並びに第１及び第２のモータジェネレータの各部に対して、出力トルクの目標値を設定し、動作させている。
【００１３】
第１のモータジェネレータは、駆動輪への出力トルクの出力を行うと共に、内燃機関からの出力トルクの一部により回生発電を行い、バッテリの充電が可能である。バッテリへの充電量は、このときの第１のモータジェネレータのトルク（以下、回生トルクと称して説明する）により決定され、回生トルクが大きい場合、充電量も大きくなる。この回生トルクが急激に増大する場合、バッテリへの充電量も急激に増大し、バッテリの容量を越えて充電が生じる場合、過充電によりバッテリの劣化が生じてしまう。
【００１４】
充電量に係る第１のモータジェネレータの回生トルクは、内燃機関により生じる出力トルクと、車両の駆動輪に伝達されるトルクとの差分により決定される。このため、何らかの要因により駆動輪に伝達されるトルクが急激に低下する場合、第１のモータジェネレータの回生トルクが急激に増大し、過充電が生じる可能性がある。
【００１５】
例えば、車両の走行路面が低摩擦路面から高摩擦路面に切り替わる場合、又は上述したようにスリップ状態の駆動輪がグリップを回復する場合など、駆動輪への路面反力が急激に増大する場合、駆動輪に伝達されるトルクが低下し、他方で第１のモータジェネレータの回生トルクが急激に増大する。
【００１６】
そこで、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、上述のように第１のモータジェネレータの回生トルクが急激に増加することが見込まれる場合、第１のモータジェネレータの回生トルクの急激な増大を抑制することで、バッテリへの過充電を防止する制御を実施する。
【００１７】
具体的には、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、取得手段によって取得される第１及び第２のモータジェネレータの駆動パラメータに基づき、推測手段が、路面反力の推測を行っている。制御手段は、推測される路面反力の時間的な変化を監視し、所定の閾値を越えるなど、急激な変化が認められる場合に、第１のモータジェネレータの回生トルクを低減する制御を実施する。例えば、制御手段は、第１のモータジェネレータに対して、通常の駆動時の出力トルク目標値と比較して低い出力トルク目標を設定することで、回生トルクの低減を行う。
【００１８】
このような制御装置の動作によれば、駆動輪がスリップ状態からグリップを回復する場合など、路面反力が急激に増大する場合、回生発電によりバッテリに充電される充電量が抑制される。このため、過充電によるバッテリの物性の劣化を好適に抑制出来る。
【００１９】
また、バッテリへの充電量を抑制することで、スリップの発生と停止が繰り返される状態であっても、バッテリへの過充電を防止することが出来る。このため、低摩擦路面や悪路などにおいて、駆動輪のスリップ状態をある程度まで許容することが可能となる。従って、低摩擦路面や悪路から車両を脱出させる際に有益となる。
【００２０】
尚、上述の制御装置の動作は、専用のセンサ類などを追加で車両に設ける必要がなく、ＥＣＵ内部のソフトウェア制御により実現可能なものであることから、従来のＥＣＵなどに対して本発明の制御装置を適用するにあたって、コストを上昇させることがない。
【００２１】
本発明のハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記取得手段は、前記駆動パラメータとして、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の出力トルク及び角加速度の取得を行う。
【００２２】
この態様では、推測手段は、取得手段によって取得される第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々の出力トルク及び回転角加速度に基づいて、路面反力の推測を行っている。駆動輪に対する路面反力は、出力の伝達を行う駆動軸に対するトルク負荷としてとらえることが出来る。このため、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々の出力トルクと回転角速度から路面反力の推測値を演算することが可能となる。
【００２３】
例えば、取得手段として第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々に対してトルクセンサ及び回転角センサを設置することで、上述した路面反力の推測のための駆動パラメータの取得が可能となる。これらのセンサは、一般的なモータジェネレータに付随するものであり、従ってハイブリッド車両に対し、新規の構成を追加する必要なく実現可能であると言える。
【００２４】
本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記第１のモータジェネレータの印加電圧及び通電電流に基づいて前記第１のモータジェネレータの出力トルク及び角加速度を算出するとともに、前記第２のモータジェネレータの印加電圧及び通電電流に基づいて前記第２のモータジェネレータの出力トルク及び角加速度を算出する算出手段を更に備え、前記取得手段は、前記駆動パラメータとして、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の印加電圧及び通電電流の取得を行う。
【００２５】
この態様では、取得手段によって取得される第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々の印加電圧及び通電電流に基づいて、各モータジェネレータにおける出力トルク及び回転角加速度が算出される。
【００２６】
推測手段は、算出される各モータジェネレータにおける出力トルク及び回転角加速度に基づいて、路面反力の推測を行う。
【００２７】
一般的にモータジェネレータの回転軸の回転角加速度を取得する場合には、回転角センサにより検出されるセンサ値を時間微分することで演算する手法が用いられる。このとき、微分処理に付随する信号のフィルタリング処理により、算出される回転角加速度は、実際の値に対して位相遅れが生じる場合がある。かかる位相遅れは、特に回転角センサにおいて低周波ノイズが多い場合に顕著となり、このようなノイズの多い回転角センサを用いるシステムにおいては、精確な回転角加速度の演算が出来ない虞がある。
【００２８】
他方で、上述のように、モータジェネレータの印加電圧及び通電電流に基づく演算を行うことで、モータジェネレータの回転軸の回転角速度を算出することが出来る。算出される回転角速度に対して微分処理を施すことで、上述した位相遅れの影響を好適に抑制した上で、モータジェネレータの回転軸の回転角加速度を算出することが可能となる。
【００２９】
例えば、取得手段として第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々に対して電圧センサ及び電流センサを設置することで、上述した路面反力の推測のための駆動パラメータの取得が可能となる。これらのセンサは、一般的なモータジェネレータに付随するものであり、従ってハイブリッド車両に対し、新規の構成を追加する必要なく実現可能であると言える。
【００３０】
本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記第２のモータジェネレータの駆動パラメータの時間的な変化に応じて前記第１のモータジェネレータのトルクの制御を行う。
【００３１】
この態様によれば、制御手段は、推測手段によって算出される路面反力の推測値に拠らず、取得手段により取得される第２のモータジェネレータの回転角加速度に基づいて第１のモータジェネレータの出力トルクの制御を行う。従って、路面反力の推測値の演算と比較して、演算量を少なくすることが出来る。
【００３２】
この態様の制御手段は、第２のモータジェネレータの回転角加速度を所定の閾値と比較することで、適宜監視している。第２のモータジェネレータの回転角加速度は、ハイブリッド車両の駆動軸周りでの路面反力に起因するトルクの一部として換算出来、第２のモータジェネレータの回転角加速度が低減する場合、路面反力も低減すると考えることが出来る。このため、第２のモータジェネレータの回転角加速度の時系列的な変化を監視することで、路面反力の時系列的な変化を間接的に監視することが可能と言える。このため、路面反力が急激に増大する状況に対し、バッテリへの過充電を抑制するための制御を実施することが可能となる。
【００３３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ハイブリッド車両の動力部の構成を示すブロック図である。
【図２】駆動輪のスリップ時及びグリップ時の各部の回転数を示すグラフである。
【図３】第１実施形態のＥＣＵ１００の機能部の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態のＥＣＵ１００の動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の制御に基づく、駆動輪のスリップ時及びグリップ時の各部の回転数を示すグラフである。
【図６】第２実施形態のＥＣＵ１００の機能部の構成を示すブロック図である。
【図７】第３実施形態のＥＣＵ１００の機能部の構成を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態のＥＣＵ１００の動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
【００３６】
（１）ハイブリッド車両の基本構成
始めに、図１を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について一部その動作を交えて説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００３７】
図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、動力分配機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、伝達機構６００及び駆動輪ＦＬ、ＦＲを備える。
【００３８】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、並びにＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の不図示のメモリを備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能であるように構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一具体例である。本実施形態においては、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の運転状態に基づき、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の要求トルク出力を算出して、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の駆動を制御可能に構成されている。特に、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクの目標値を設定することで、モータジェネレータＭＧ１の駆動を制御する。また、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０が備える各部に対しセンサ類を介して接続されており、例えば、エンジン２００の回転数や、バッテリ５００の蓄電状況などの諸情報を検出可能に構成されている。
【００３９】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一具体例であり、典型的にはガソリンなどを燃料として駆動する原動機であって、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能する。
【００４０】
エンジン２００は、夫々不図示のシリンダブロックに複数の気筒が配置された構成を有している。そして、各気筒内における圧縮工程において、当該圧縮工程または吸気工程に気筒内に直接噴射される燃料と吸入空気との混合気が圧縮され、自発的に又はスパークプラグ等の点火動作によって着火した際に生じる力が、夫々不図示のピストン及びコネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換される構成となっている。このクランクシャフトの回転は、動力分配機構３００及び伝達機構６００を介して駆動輪ＦＬ、ＦＲに伝達され、ハイブリッド車両１０の走行が可能となる。
【００４１】
また、エンジン２００において、吸入空気が通過する吸気管には、吸入空気の流量を調節するためのスロットルバルブが設けられ、また、気筒には、燃料の噴射を行うインジェクタが設けられる。このようなスロットルバルブの開閉状態に応じて気筒内に供給される吸入空気量、または該インジェクタを介して気筒内の燃焼室に噴射される燃料量によって、エンジン２００における出力トルクが一義的に決定される。該スロットルバルブは、併設されるモータなどによって駆動されることでその開閉状態が調節されるよう構成されており、該モータは、電気的に接続されるＥＣＵ１００によって、その駆動状態を制御可能であるように構成されている。同じく、該インジェクタによる燃料噴射の態様も、電気的に接続されるＥＣＵ１００によって、その駆動状態を制御可能であるように構成されている。従って、エンジン２００の始動、停止及び駆動の態様は、ＥＣＵ１００によって制御され得る構成である。
【００４２】
また、エンジン２００において、シリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するための冷却水の温度を検出するための不図示の温度センサが配設され、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、常にＥＣＵ１００に送信され、ＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。また、エンジン２００においては、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ、または空燃比を検出する空燃比センサなどの各種センサが、夫々併設され、且つ夫々がＥＣＵ１００と電気的に接続され、該検出データを常にＥＣＵ１００に送信するよう構成されていても良い。尚、エンジン２００の構成は、本実施形態において特に記述する部分以外は、他の公知の形式のエンジンであっても良い。
【００４３】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「第１のモータジェネレータ」の一例であり、バッテリ５００を充電するためのまたはモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機として、更にはエンジン２００の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。
【００４４】
モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「第２のモータジェネレータ」の一例であり、エンジン２００の動力をアシストする電動機として、またはバッテリ５００を充電するための発電機として機能するように構成されている。
【００４５】
尚、これらモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。
【００４６】
動力分配機構３００は、キャリア３１０、遊星ギア機構（ＭＧ１）３２０、リングギア３３０、ペラ軸３４０、リングギア３５０及び遊星ギア機構（ＭＧ２）３６０を備える。
【００４７】
遊星ギア機構（ＭＧ１）３２０は、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に共回り可能に連結されるサンギア３２１と、キャリア３１０に連結されるプラネタリギア３２２を有する。エンジン２００の回転軸は、キャリア３１０を介して、遊星ギア機構（ＭＧ１）３２０のプラネタリギア３２２に連結されている。プラネタリギア３２２は、遊星ギア機構（ＭＧ１）３２０の外周にあるリングギア３３０に連結される。また、遊星ギア機構（ＭＧ１）３２０のサンギアは、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。
【００４８】
このため、エンジン２００の回転は、キャリア３１０及びプラネタリキャリア３２２を介して、サンギア３２１及びリングギア３３０に伝達され、エンジン２００の出力トルクが２系統に分割されるように構成されている。
【００４９】
リングギア３３０の回転軸であるペラ軸３４０は、伝達機構６００に連結されており、この伝達機構６００を介して駆動輪ＦＬ、ＦＲにエンジン２００からの出力トルクが伝達される。
【００５０】
また、ペラ軸３４０のリングギア３３０に連結される端部とは反対の端部は、遊星ギア機構（ＭＧ２）３６０のプラネタリギア３６２に連結されるリングギア３５０に連結される。遊星ギア機構（ＭＧ２）３６０のサンギア３６１は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に連結され、モータジェネレータＭＧ２の回転をペラ軸３４０へ伝達する。
【００５１】
尚、駆動輪ＦＬ、ＦＲがスリップ状態からグリップ状態に移行する場合など、駆動輪ＦＬ、ＦＲにおける必要トルク（つまり、ハイブリッド車両１０の走行のための必要トルク）が一時的に低下する場合、エンジン２００が駆動中であれば、エンジン２００の出力トルクと駆動輪ＦＬ、ＦＲに伝達されるトルクとの差分は、動力分配機構３００により、モータジェネレータＭＧ１へと伝達される。このとき、モータジェネレータＭＧ１に伝達されるエンジン２００の出力トルクは一時的に増大し、後述するように該出力トルクによりバッテリ５００の充電量が一時的に増大することがある。このように、一時的にモータジェネレータＭＧ１へ伝達されるトルクが増大することにより、後述するようなバッテリ５００の過充電が生じることが多い。
【００５２】
図２は、駆動輪ＦＬ、ＦＲがスリップ状態（点線部）からグリップ状態（一点破線部）に移行する場合における、エンジン２００の回転軸、ペラ軸３４０及びモータジェネレータＭＧ１の回転軸の夫々の回転数の変化を示すグラフである。図２に示されるように、スリップ状態の駆動輪がグリップ状態に移行する場合、駆動輪ＦＬ、ＦＲの回転数が低下し、ペラ軸３４０の回転数も大きく低下する。これにより、ペラ軸３４０に連結されるキャリア３１０の回転数が低下するため、エンジン２００の回転数も低下する。他方で、減少した分のエンジン２００の回転エネルギがモータジェネレータＭＧ１に伝達され、モータジェネレータＭＧ１の回転数が上昇する。このとき、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇもまた増大し、これによりバッテリ５００を充電する回生トルクが増大する。
【００５３】
インバータ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５００に供給することが可能に構成されている。尚、インバータ４００は、所謂ＰＣＵ（Power Control Unit）の一部として構成されていてもよい。
【００５４】
バッテリ５００は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００５５】
伝達機構６００は、動力分配機構３００と連結され、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から出力されたトルクをディファレンシャルギア６１０及び伝達軸６２０を介して駆動輪ＦＬ、ＦＲに伝達するための機構である。
【００５６】
駆動輪ＦＬ、ＦＲは、伝達機構６００を介して伝達されるトルクを路面に伝達する手段であり、図１においては左右一輪ずつが示される。ハイブリッド車両１０は、実際には、駆動輪ＦＬ、ＦＲを含む前後左右に一輪ずつ計４個の車輪を備える。
【００５７】
（２）第１実施形態
本発明のハイブリッド車両１０の制御装置であるＥＣＵ１００の第１実施形態について説明する。図３は、ＥＣＵ１００の第１実施形態におけるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクを決定する機能部の構成を示すブロック図である。図４は、図３に示される機能部の処理の流れを示すフローチャートである。図３及び図４を参照して、ＥＣＵ１００の第１実施形態の構成及び動作について説明する。
【００５８】
図３に示されるように、ＥＣＵ１００では、回転角センサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１の回転角加速度及びモータジェネレータＭＧ２の回転角加速度が路面反力推測部１０１に入力される（ステップＳ１０１）。また、トルクセンサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇ及びモータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｍが路面反力推測部１０１に入力される（ステップＳ１０２）。
【００５９】
路面反力推測部１０１は、モータジェネレータＭＧ１の回転角加速度及び出力トルクＴｇ、並びにモータジェネレータＭＧ２の回転角加速度及び出力トルクＴｍに基づいて、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの算出を行う（ステップＳ１０３）。
【００６０】
路面からの駆動輪への反力トルクは、ディファレンシャルギアを介して駆動輪の駆動軸に連結される遊星歯車のペラ軸３４０へのトルク負荷として考えることが出来る。このため、ペラ軸３４０の出力トルクＴｐから、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔを推測することが出来る。
【００６１】
ペラ軸３４０の出力トルクＴｐは、上述したハイブリッド車両１０の駆動部の各部の運動から算出出来る。先ず、エンジン２００の回転軸周りのトルクは、以下の式（１）より算出される。尚、式（１）において、Ｉｅはエンジン２００の回転軸周りのイナーシャ、θｅはエンジン２００の回転軸の回転角、Ｔｅはエンジン２００の出力トルク、Ｔｘはキャリア３１０の回転トルクである。
【００６２】
【数１】
2011230708.tif 000003
【００６３】
モータジェネレータＭＧ１の回転軸周りのトルクは、以下の式（２）より算出される。尚、式（２）において、ＩｇはモータジェネレータＭＧ１の回転軸周りのイナーシャ、θｇはモータジェネレータＭＧ１の回転軸の回転角、ＴｇはモータジェネレータＭＧ１の出力トルク、ρは遊星ギア機構３２０におけるプラネタリギア比である。
【００６４】
【数２】
2011230708.tif 000004
【００６５】
モータジェネレータＭＧ２の回転軸周りのトルクは、以下の式（３）より算出される。尚、式（３）において、ＩｍはモータジェネレータＭＧ２の回転軸周りのイナーシャ、θｍはモータジェネレータＭＧ２の回転軸の回転角、ＴｍはモータジェネレータＭＧ２の出力トルク、Ｔｙは遊星ギア機構３６０におけるプラネタリギア３６２の回転トルク、Ｇｒｍは遊星ギア機構３６０におけるプラネタリギア比である。
【００６６】
【数３】
2011230708.tif 000005
【００６７】
ペラ軸３４０周りのトルクは、以下の式（４）より算出される。尚、式（４）において、Ｉｐはペラ軸３４０周りのイナーシャ、θｐはペラ軸３４０の回転角である。
【００６８】
【数４】
2011230708.tif 000006
【００６９】
上述の式（３）に記載される遊星ギア機構３６０におけるプラネタリギア比Ｇｒｍは、ペラ軸３４０とモータジェネレータＭＧ２の回転軸との間の減速比となるため、次の式（５）が成り立つ。
【００７０】
【数５】
2011230708.tif 000007
【００７１】
以上の式（２）乃至（５）によれば、ペラ軸３４０の出力トルクは、次の式（６）により説明される。
【００７２】
【数６】
2011230708.tif 000008
【００７３】
式（６）から、駆動輪に伝達される路面反力Ｔｐ＿ｅｓｔは、以下の式（７）より推測される。
【００７４】
【数７】
2011230708.tif 000009
【００７５】
このように算出された路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔは、微分器１０２へと入力される。微分器１０２は、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔを時間ｔについて微分した後、算出される微分値を切り替え判定部１０３へと入力する（ステップＳ１０４）。
【００７６】
切り替え判定部１０３は、スイッチ１０４に接続され、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの微分値の判定結果に応じてスイッチ１０４の切り替えを行う。切り替え判定部１０３は、入力される路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの微分値と、予め設定される閾値との比較を行うことで、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの変化量の監視を行う（ステップＳ１０５）。
【００７７】
スイッチ１０４は、ＥＣＵ１００において決定されるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの目標値の切り替えを行うスイッチである。
【００７８】
切り替え判定部１０３は、ハイブリッド車両１０の通常の走行時において、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの微分値が閾値以下の場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、モータジェネレータＭＧ１の通常制御設定として、本発明の制御装置の制御に依らない、所謂通常走行時に設定される出力トルクであるＴｇ１を目標値に設定するようスイッチ１０４の切り替えを行う（ステップＳ１０６）。
【００７９】
他方で、切り替え判定部１０３は、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの微分値が閾値を上回る場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、出力トルクＴｇ１以下の所定の出力トルクＴＧ２を目標値に設定するようスイッチ１０４の切り替えを行う（ステップＳ１０７）。出力トルクＴｇ２は、例えば以下の式（８）に示されるように、モータジェネレータＭＧ１の負の回転角速度に対して、所定の減衰係数Ｃを乗算することで算出される。
【００８０】
【数８】
2011230708.tif 000010
【００８１】
減衰係数Ｃは、少なくともＴｇ２がＴｇ１より小さい値となるよう設定される係数であり、例えばゼロ値であってもよい。
【００８２】
ＥＣＵ１００は、切り替え判定部１０３により設定されたスイッチ１０４に応じて、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの目標値を設定し、モータジェネレータＭＧ１の動作を制御する（ステップＳ１０８）。
【００８３】
上述の処理により、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの上限を、通常走行時のＴｇ１より相対的に低いＴｇ２に設定することで、モータジェネレータＭＧ１における回生トルクを、通常走行時と比較して低く抑制することが可能となる。かかる処理により、例えば、スリップ状態の駆動輪が急激にグリップを回復する場合など、路面から駆動輪に作用する路面反力が急激に増大することを好適に推測し、回生トルクを抑制する処理を行うことが出来る。
【００８４】
また、モータジェネレータＭＧ１の回転数が相対的に変化し易くなり、エンジン２００の回転数の低減量も相対的に低く抑えることが出来る。駆動輪のスリップ時、グリップ時に加え、上述の処理を実施する場合のエンジン２００の回転軸、モータジェネレータＭＧ１の回転軸及びペラ軸の回転数の夫々の回転数の変化について、図５に示す。
【００８５】
図２にも示されるように、スリップ状態の駆動輪がグリップ状態に移行することで、駆動輪の回転数が急激に低下し、ペラ軸３４０の回転数が大幅に低下する。これにより、ペラ軸３４０に連結されるキャリア３１０の回転数が低下するため、エンジン２００の回転数も低下する。他方で、減少した分のエンジン２００の回転エネルギがモータジェネレータＭＧ１に伝達され、モータジェネレータＭＧ１の回転数が上昇する。このとき、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇもまた増大し、これによりバッテリ５００を充電する回生トルクが増大する。
【００８６】
他方で、第１実施形態のＥＣＵ１００によるモータジェネレータＭＧ１の出力トルク制御によれば、ペラ軸３４０の回転数の低下に伴うエンジン２００の回転数の低下が抑制される。これにより、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの上限が抑制されるため、バッテリ５００を充電する回生トルクを抑制することが出来る。
【００８７】
（３）第２実施形態
本発明のハイブリッド車両１０の制御装置であるＥＣＵ１００の第２実施形態について図６のブロック図を参照して説明する。図６は、ＥＣＵ１００の第１実施形態におけるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクを決定する機能部の構成を示す図である。
【００８８】
図６に示されるように、ＥＣＵ１００の第２実施形態は、モータジェネレータＭＧ１の印加電圧及び通電電流に基づいて回転角速度を推測する角速度推測部（ＭＧ１）１１１と、同じくモータジェネレータＭＧ１の通電電流に基づいて出力トルクを推測する出力トルク推測部（ＭＧ１）１１２とを備える。更に、ＥＣＵ１００の第２実施形態は、モータジェネレータＭＧ２の印加電圧及び通電電流に基づいて回転角速度を推測する角速度推測部（ＭＧ２）１１４と、同じくモータジェネレータＭＧ２の通電電流に基づいて出力トルクを推測する出力トルク推測部（ＭＧ２）１１５とを備える。
【００８９】
角速度推測部（ＭＧ１）１１１は、モータジェネレータＭＧ１の印加電圧及び通電電流の入力を受けて、モータジェネレータＭＧ１の回転軸の回転角速度の演算を行う。具体的には、角速度推測部（ＭＧ１）１１１は、以下の式（９）に示されるように、モータジェネレータＭＧ１の印加電圧及び通電電流に基づいて回転角速度を推測する。尚、式（９）において、Ｋｉｎｖは、モータジェネレータＭＧ１の逆起電圧定数であり、Ｖｇは印加電圧であり、ｉｇは通電電流であり、Ｌは回路系のインダクタンスであり、Ｒは回路系の抵抗である。
【００９０】
【数９】
2011230708.tif 000011
モータジェネレータＭＧ１の回転角速度の推測値は、微分器１１３において時間微分され、回転角加速度として路面反力推測部１１７に入力される。また、推測された出力トルクＴｇも路面反力推測部１１７に入力される。
【００９１】
同様に角速度推測部（ＭＧ２）１１４は、角速度推測部（ＭＧ１）１１１に準じる演算処理により、モータジェネレータＭＧ２の回転角速度の推測値を演算する。モータジェネレータＭＧ２の回転角速度の推測値は、微分器１１６において時間微分され、回転角加速度として路面反力推測部１１７に入力される。また、推測された出力トルクＴｍも路面反力推測部１１７に入力される。
【００９２】
路面反力推測部１１７は、ＥＣＵ１００の第１実施形態が備える路面反力推測部１０１と同様の構成であってよく、モータジェネレータＭＧ１の回転角加速度及び出力トルクＴｇ、並びにモータジェネレータＭＧ２の回転角加速度及び出力トルクＴｍに基づいて、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの算出を行う。
【００９３】
算出された路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔは、微分器１１８において時間微分され、算出される微分値は、切り替え判定部１１９へと入力される。
【００９４】
切り替え判定部１１９は、ＥＣＵ１００の第１実施形態が備える切り替え判定部１０３と同様の構成であってよく、スイッチ１２０に接続され、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの微分値の判定結果に応じてモータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの目標値をＴｇ１又はＴｇ２のいずれかに設定するスイッチ１２０の切り替えを行う。
【００９５】
以上説明したＥＣＵ１００の第２実施形態の動作によれば、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２の夫々について、回転角センサやトルクセンサを有しない構成であっても、印加電圧と通電電流とに基づいて、各モータジェネレータの回転角加速度及び出力トルクを推測することが出来る。
【００９６】
一般的に、回転角センサのセンサ値から回転角加速度を算出する演算の際には、微分処理に付随する信号のフィルタリング処理が求められるため、かかる処理により実際の回転角加速度から位相遅れが生じる場合がある。他方で、上述のように印加電圧と通電電流とに基づいて回転角加速度を演算する態様においては、フィルタリング処理による位相遅れの影響を抑制出来るため、より迅速な制御が可能となる。このため、特に信号に低周波ノイズが生じることが多い回転角センサを用いるＥＣＵ１００においては、回転角センサのセンタ値に拠らず、印加電圧と通電電流とに基づく回転角加速度の演算を実施することで、モータジェネレータの回転角加速度をより精確に演算可能となる。このことは、演算される路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの精度向上に繋がり、有益である。
【００９７】
（４）第３実施形態
本発明のハイブリッド車両１０の制御装置であるＥＣＵ１００の第３実施形態について説明する。図７は、ＥＣＵ１００の第１実施形態におけるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクを決定する機能部の構成を示すブロック図である。図８は、図７に示される機能部の処理の流れを示すフローチャートである。図７及び図８を参照して、ＥＣＵ１００の第３実施形態の構成及び動作について説明する。
【００９８】
ＥＣＵ１００の第３実施形態では、モータジェネレータＭＧ２の回転角速度に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの目標値が決定される。
【００９９】
具体的には、ＥＣＵ１００の第３実施形態は、微分器１３１と切り替え判定部１３２とスイッチ１３３とを備えている。
【０１００】
ＥＣＵ１００の制御のもと、回転角センサなどによってモータジェネレータＭＧ２の回転角速度が検出され（ステップＳ３０１）、微分器１３１に入力される。微分器１３１では、モータジェネレータＭＧ２の回転角速度を時間微分し、回転角加速度を演算する（ステップＳ３０２）。
【０１０１】
切り替え判定部１３２は、回転角加速度の微分値の入力を受け、予め設定される閾値との比較を行うことで、モータジェネレータＭＧ２の回転角加速度の変化量の監視を行う（ステップＳ３０３）。切り替え判定部１３２は、回転角加速度の微分値と閾値との比較結果に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの目標値をＴｇ１又はＴｇ２のいずれかに設定するスイッチ１３３の切り替えを行う。
【０１０２】
ＥＣＵ１００の第３実施形態の動作によれば、モータジェネレータＭＧ２の回転角加速度の変化に基づいて路面反力の変化の推測を行い、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの制御が行われる。第３実施形態の動作においては、第１実施形態及び第２実施形態と比較して、ＥＣＵ１００における微分処理回数が低減するため、処理量を抑制させつつ、モータジェネレータＭＧ１の回生トルクの増大を抑制することが出来る。
【０１０３】
尚、ＥＣＵ１００の第３実施形態においては、回転角センサのセンサ値に拠らず、モータジェネレータＭＧ２の印加電圧及び通電電流に基づいて、回転角加速度の演算を実施する態様であってもよい。
【０１０４】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  ハイブリッド車両、
１００  ＥＣＵ
２００  エンジン、
３００  動力分配機構、
３１０  キャリア、
３２０  遊星ギア機構（ＭＧ１）、
３３０  リングギア、
３４０  ペラ軸、
３５０  リングギア、
３６０  遊星ギア機構（ＭＧ１）、
ＭＧ１、ＭＧ２  モータジェネレータ、
４００  インバータ、
５００  バッテリ、
６００  伝達機構、
ＦＬ、ＦＲ  駆動輪。
【図１】
2011230708.tif 000012
【図２】
2011230708.tif 000013
【図３】
2011230708.tif 000014
【図４】
2011230708.tif 000015
【図５】
2011230708.tif 000016
【図６】
2011230708.tif 000017
【図７】
2011230708.tif 000018
【図８】
2011230708.tif 000019