(57)【要約】【課題】車両の走行への影響を抑制しつつ電動機の回転子の永久磁石が減磁するのを抑制する。【解決手段】第１のモータが減磁駆動状態にあるときには（Ｓ１２０，Ｓ１３０）、エアサスペンションにより車高を上昇させ（Ｓ１６０）、アクセル操作に基づく要求トルクＴｒ＊と走行抵抗の変更に基づく増大トルクΔＴとの和としての制御用トルクＴ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸に出力されるようエンジンおよび第１のモータと第２のモータとを制御する（Ｓ１９０〜Ｓ２５０）。これにより、第１のモータの駆動状態を変更する。また、走行抵抗の変更に基づく増大トルクΔＴを要求トルクＴｒ＊と合わせて出力して走行する（Ｓ１８０）。これにより、走行抵抗の変更による車両の走行への影響を抑制する。この結果、車両の走行への影響を抑制しつつ第１のモータの回転子の永久磁石が減磁するのを抑制する。【選択図】図２
2008167625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石が取り付けられた回転子を有し走行用の動力を出力する際に用いられる電動機を備える動力出力装置と、
車両の走行抵抗を変更する走行抵抗変更手段と、
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、
前記電動機の駆動状態が該電動機の回転子の永久磁石が減磁する可能性が生じる減磁可能性領域に至ってから所定条件が成立した状態である減磁駆動状態にあるか否かを判定する減磁駆動状態判定手段と、
前記減磁駆動状態判定手段により前記電動機の駆動状態が前記減磁駆動状態にないと判定されたときには前記設定された要求駆動力が前記動力出力装置から出力されて走行するよう前記動力出力装置と前記走行抵抗変更手段とを制御し、前記減磁駆動状態判定手段により前記電動機の駆動状態が前記減磁駆動状態にあると判定されたときには前記走行抵抗変更手段による車両の走行抵抗の変更を伴って前記設定された要求駆動力と該走行抵抗の変更に基づく駆動力との和の駆動力が前記動力出力装置から出力されて走行するよう前記動力出力装置と前記走行抵抗変更手段とを制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記所定条件は、前記電動機が所定温度以上である条件または所定時間経過する条件である請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記走行抵抗変更手段は、車高を変更する手段である請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記制御手段は、前記減磁駆動状態判定手段により前記電動機の駆動状態が前記減磁駆動状態にあると判定されたときには、前記走行抵抗変更手段により車両の走行抵抗を増大すると共に前記設定された要求駆動力と該増大した走行抵抗に対応する駆動力との和の駆動力が前記動力出力装置から出力されて走行するよう前記動力出力装置と前記走行抵抗変更手段とを制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
【請求項５】
前記動力出力装置は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、該第３の軸に動力を入出力可能な第２電動機と、を備える装置である請求項１ないし４いずれか記載の車両。
【請求項６】
永久磁石が取り付けられた回転子を有し走行用の動力を出力する際に用いられる電動機を備える動力出力装置と、車両の走行抵抗を変更する走行抵抗変更手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記電動機の駆動状態が該電動機の回転子の永久磁石が減磁する可能性が生じる減磁可能性領域に至ってから所定条件が成立した状態である減磁駆動状態にあるか否かを判定し、
前記電動機の駆動状態が前記減磁駆動状態にないと判定したときには走行に要求される要求駆動力が前記動力出力装置から出力されて走行するよう前記動力出力装置と前記走行抵抗変更手段とを制御し、前記電動機の駆動状態が前記減磁駆動状態にあると判定したときには前記走行抵抗変更手段による車両の走行抵抗の変更を伴って前記要求駆動力と該走行抵抗の変更に基づく駆動力との和の駆動力が前記動力出力装置から出力されて走行するよう前記動力出力装置と前記走行抵抗変更手段とを制御する、
車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、走行用の動力を出力する永久磁石モータの減磁量を演算してモータを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、モータ回転数とｄ軸およびｑ軸の電流指令とに基づいてマップから取得した永久磁石モータに減磁が生じていないときのｑ軸の電圧操作量からモータ回転角速度とｄ軸およびｑ軸の電流値とに基づいて演算したｑ軸の電圧操作量を減ずることにより減磁量を演算し、減磁量と所定値との比較により永久磁石モータの減磁を判定して、モータを制御している。
【特許文献１】特開２００５−５１８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の車両では、永久磁石に減磁が生じるとモータが期待される機能を発揮できなくなるため、何らかの方法で対処することが望ましい。特に、モータが高温となる駆動領域では減磁が生じ易くなるため、こうした領域でモータが駆動するときにモータの駆動状態を変更することにより減磁に対処する方法も考えられるが、モータの駆動状態を単に変更するのみでは走行用に出力している駆動力が変更されるなど車両の走行に影響を与える場合が生じる。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、車両の走行への影響を抑制しつつ電動機の回転子の永久磁石が減磁するのを抑制することを目的とする。
【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、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の車両は、
永久磁石が取り付けられた回転子を有し走行用の動力を出力する際に用いられる電動機を備える動力出力装置と、
車両の走行抵抗を変更する走行抵抗変更手段と、
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、
前記電動機の駆動状態が該電動機の回転子の永久磁石が減磁する可能性が生じる減磁可能性領域に至ってから所定条件が成立した状態である減磁駆動状態にあるか否かを判定する減磁駆動状態判定手段と、
前記減磁駆動状態判定手段により前記電動機の駆動状態が前記減磁駆動状態にないと判定されたときには前記設定された要求駆動力が前記動力出力装置から出力されて走行するよう前記動力出力装置と前記走行抵抗変更手段とを制御し、前記減磁駆動状態判定手段により前記電動機の駆動状態が前記減磁駆動状態にあると判定されたときには前記走行抵抗変更手段による車両の走行抵抗の変更を伴って前記設定された要求駆動力と該走行抵抗の変更に基づく駆動力との和の駆動力が前記動力出力装置から出力されて走行するよう前記動力出力装置と前記走行抵抗変更手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、走行用の動力を出力する際に用いられる電動機の駆動状態が電動機の回転子に取り付けられた永久磁石が減磁する可能性が生じる減磁可能性領域に至ってから所定条件が成立した状態である減磁駆動状態にあるか否かを判定し、電動機の駆動状態が減磁駆動状態にないと判定されたときには走行に要求される要求駆動力が電動機を備える動力出力装置から出力されて走行するよう動力出力装置と車両の走行抵抗を変更する走行抵抗変更手段とを制御し、電動機の駆動状態が減磁駆動状態にあると判定されたときには走行抵抗変更手段による車両の走行抵抗の変更を伴って要求駆動力と走行抵抗の変更に基づく駆動力との和の駆動力が動力出力装置から出力されて走行するよう動力出力装置と走行抵抗変更手段とを制御する。したがって、電動機の駆動状態が減磁駆動状態にあるときには、要求駆動力と走行抵抗の変更に基づく駆動力との和の駆動力が動力出力装置から出力されるよう動力出力装置を制御するから動力出力装置が備える電動機の駆動状態を変更することができる。また、走行抵抗の変更に基づく駆動力を要求駆動力と合わせて出力して走行するから走行抵抗の変更による車両の走行への影響を抑制することができる。この結果、車両の走行への影響を抑制しつつ電動機の回転子の永久磁石が減磁するのを抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記所定条件は、前記電動機が所定温度以上である条件または所定時間経過する条件であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態が減磁駆動状態にあるか否かをより確実に判定することができる。
【０００９】
さらに、本発明の車両において、前記走行抵抗変更手段は、車高を変更する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車高を変更することにより車両の走行抵抗を変更することができる。
【００１０】
あるいは、本発明の車両において、前記制御手段は、前記減磁駆動状態判定手段により前記電動機の駆動状態が前記減磁駆動状態にあると判定されたときには、前記走行抵抗変更手段により車両の走行抵抗を増大すると共に前記設定された要求駆動力と該増大した走行抵抗に対応する駆動力との和の駆動力が前記動力出力装置から出力されて走行するよう前記動力出力装置と前記走行抵抗変更手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車両の走行抵抗を増大することにより、車両の走行への影響を抑制しつつ電動機の回転子の永久磁石が減磁するのを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の車両において、前記動力出力装置は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、該第３の軸に動力を入出力可能な第２電動機と、を備える装置であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の車両の制御方法は、
永久磁石が取り付けられた回転子を有し走行用の動力を出力する際に用いられる電動機を備える動力出力装置と、車両の走行抵抗を変更する走行抵抗変更手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記電動機の駆動状態が該電動機の回転子の永久磁石が減磁する可能性が生じる減磁可能性領域に至ってから所定条件が成立した状態である減磁駆動状態にあるか否かを判定し、
前記電動機の駆動状態が前記減磁駆動状態にないと判定したときには走行に要求される要求駆動力が前記動力出力装置から出力されて走行するよう前記動力出力装置と前記走行抵抗変更手段とを制御し、前記電動機の駆動状態が前記減磁駆動状態にあると判定したときには前記走行抵抗変更手段による車両の走行抵抗の変更を伴って前記要求駆動力と該走行抵抗の変更に基づく駆動力との和の駆動力が前記動力出力装置から出力されて走行するよう前記動力出力装置と前記走行抵抗変更手段とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明の車両の制御方法では、走行用の動力を出力する際に用いられる電動機の駆動状態が電動機の回転子に取り付けられた永久磁石が減磁する可能性が生じる減磁可能性領域に至ってから所定条件が成立した状態である減磁駆動状態にあるか否かを判定し、電動機の駆動状態が減磁駆動状態にないと判定したときには走行に要求される要求駆動力が電動機を備える動力出力装置から出力されて走行するよう動力出力装置と車両の走行抵抗を変更する走行抵抗変更手段とを制御し、電動機の駆動状態が減磁駆動状態にあると判定したときには走行抵抗変更手段による車両の走行抵抗の変更を伴って要求駆動力と走行抵抗の変更に基づく駆動力との和の駆動力が動力出力装置から出力されて走行するよう動力出力装置と走行抵抗変更手段とを制御する。したがって、電動機の駆動状態が減磁駆動状態にあるときには、要求駆動力と走行抵抗の変更に基づく駆動力との和の駆動力が動力出力装置から出力されるよう動力出力装置を制御するから動力出力装置が備える電動機の駆動状態を変更することができる。また、走行抵抗の変更に基づく駆動力を要求駆動力と合わせて出力して走行するから走行抵抗の変更による車両の走行への影響を抑制することができる。この結果、車両の走行への影響を抑制しつつ電動機の回転子の永久磁石が減磁するのを抑制することができる。
【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】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。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、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、駆動輪６３ａ，６３ｂおよび従動輪６４ａ，６４ｂに取り付けられたエアサスペンション６６ａ〜６６ｄと、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１６】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油など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により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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用電子制御ユニット７０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。動力分配統合機構３０は、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、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６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１８】
エアサスペンション６６ａ〜６６ｄは、空気圧の調整により車高調整が可能なサスペンションであり、供給弁を開くことにより圧縮空気をダイアフラムに導入して車高を所定高（例えば、５ｃｍや１０ｃｍなど）上昇させると共に排気弁を開くことにより導入した圧縮空気をダイアフラムから排気して通常の車高に戻すことができるように構成されている。なお、通常の車高は、車両の走行抵抗が小さくなると共に走行の安定性が確保される高さとして停車中や走行中に通常用いられている車高である。
【００１９】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、回転子に永久磁石が貼り付けられたＰＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ）型の同期発電電動機であり、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。インバータ４１，４２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４１，４２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、モータＭＧ１，ＭＧ２のいず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ようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいず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る。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により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。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いず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ている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの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，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２０】
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に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。
【００２１】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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などが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、エアサスペンション６６ａ〜６６ｄの供給弁や排気弁への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、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と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０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とに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求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とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２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とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２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からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２３】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にモータＭＧ１の駆動状態に応じて走行する際の動作について説明する。図２は、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。
【００２４】
駆動制御ルーチンが実行されると、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の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（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。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊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と車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊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。
【００２６】
続いて、入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と駆動制御ルーチンを前回実行したときに設定されたモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とに基づいて図４に例示する減磁駆動状態フラグ設定処理により減磁駆動状態フラグＦの値を設定する（ステップＳ１２０）。減磁駆動状態フラグ設定処理では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルク指令Ｔｍ１＊とに基づいてモータＭＧ１がその回転子の永久磁石が減磁する可能性の生じる減磁可能性領域で駆動して所定時間（例えば、２０秒や３０秒など）経過したか否かを判定し（ステップＳ３００）、モータＭＧ１が減磁可能性領域で駆動して所定時間経過したときには、モータＭＧ１が減磁駆動状態にあると判断して減磁駆動状態フラグＦに値１をセットし（ステップＳ３１０）、モータＭＧ１が減磁可能性領域で駆動していないときや減磁可能性領域で駆動していても所定時間経過していないときには、モータＭＧ１が減磁駆動状態にはないと判断して減磁駆動状態フラグＦを値０にリセットする（ステップＳ３２０）。ここで、モータＭＧ１が減磁可能性領域で駆動しているか否かの判定は、実施例では、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルク指令Ｔｍ１＊と減磁可能性領域との関係を定めて減磁可能性領域判定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルク指令Ｔｍ１＊とが与えられると記憶したマップの減磁可能性領域と比較することにより判定するものとした。図５にモータＭＧ１の減磁可能性領域判定用マップの一例の一部を示す。図示するように、トルクとパワー（回転数とトルクとの積）の絶対値が大きな領域では回転子が高温になり永久磁石に減磁が生じ易いことから、こうした領域がモータＭＧ１の減磁可能性領域として予め定められている。なお、モータＭＧ１の減磁可能性領域は、回転数Ｎｍ１とトルク指令Ｔｍ１＊との正負に拘わらず図５とは異なる象限にも同様に存在する。
【００２７】
こうして設定されたモータＭＧ１の減磁駆動状態フラグＦが値０のときには（ステップＳ１３０）、通常の車高となるようエアサスペンション６６ａ〜６６ｄを駆動して（ステップＳ１４０）、要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに制御上出力すべき制御用トルクＴ＊にそのまま設定する（ステップＳ１５０）。ここで、エアサスペンション６６ａ〜６６ｄの駆動処理は、車高を上昇させていたときには通常の車高に戻し、車高を上昇させていなかったときには通常の車高を保持する処理となる。
【００２８】
続いて、設定した制御用トルクＴ＊に基づいてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定した要求パワーＰｅ＊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Ｓ２００）。ここで、要求パワーＰｅ＊は、制御用トルクＴ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたりモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。また、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との設定は、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＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図６に示す。図示するように、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＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００２９】
次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２１０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図７に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）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（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３０】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３１】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、制御用トルクＴ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ２３０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２４０）。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、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する制御用トルクＴ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，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）は、前述した図７の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３２】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (4)
Tm2tmp=(T*+Tm1*/ρ)/Gr    (5)
【００３３】
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のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。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＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３４】
一方、設定された減磁駆動状態フラグＦが値１のときには（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、車高を上昇させるようエアサスペンション６６ａ〜６６ｄを駆動し（ステップＳ１６０）、車高上昇により増大する走行抵抗によって車両が減速しないよう増大する走行抵抗に対応するトルクとして駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき増大トルクΔＴを車速Ｖに基づいて設定し（ステップＳ１７０）、設定した要求トルクＴｒ＊と増大トルクΔＴとの和を制御用トルクＴ＊に設定する（ステップＳ１８０）。ここで、増大トルクΔＴは、実施例では、車速Ｖと車高を所定高だけ上昇させたときの増大トルクΔＴとの関係を実験などにより予め求めて増大トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられると記憶したマップから対応する増大トルクΔＴを導出して設定するものとした。
【００３５】
こうして制御用トルクＴ＊を設定すると、要求トルクＴｒ＊より大きな制御用トルクＴ＊に基づいてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を設定するステップＳ１９０以降の処理を実行して、駆動制御ルーチンを終了する。いま、車両が中高速域から加速する際にモータＭＧ１が図５に例示した減磁可能性領域で駆動する減磁駆動状態にあるときを考える。このとき、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊は、アクセル操作による要求トルクＴｒ＊に基づくパワー（値Ｐ１とする）から要求トルクＴｒ＊と車高上昇による走行抵抗の増大に対応する増大トルクΔＴとの和のトルクに基づくパワー（値Ｐ２とする）に変更されることになる。図８に、エンジン２２を効率よく動作させる一例としての動作ラインと値Ｐ１から値Ｐ２に変更された要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示し、図９に、値Ｐ１から値Ｐ２に変更された要求パワーＰｅ＊に応じて動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係が共線図上で変化する様子を示す。図８に示すように、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊が値Ｐ１からより大きな値Ｐ２に変更されることにより、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は値Ｎ１より大きな値Ｎ２に設定されると共に目標トルクＴｅ＊は値Ｔ１より若干大きな値Ｔ２に設定されることになる。そうすると、図９に示すように、動力分配統合機構３０の共線図は、値Ｐ１の要求パワーＰｅ＊をエンジン２２から出力するときに対応する点線で示す状態から値Ｐ２の要求パワーＰｅ＊をエンジン２２から出力するときに対応する実線で示す状態に変化する。実線で示すように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は値Ｎ１より大きな値Ｎ２に変更されるから、こうした目標運転ポイント（Ｎ２，Ｔ２）でエンジン２２が効率よく運転されるよう設定されるモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊の絶対値は小さくなる。この結果、モータＭＧ１は上述した図５に例示する減磁可能性領域とは異なる領域で駆動することになる。このように、モータＭＧ１が減磁駆動状態にあるときには、要求トルクＴｒ＊と走行抵抗の変更に基づく増大トルクΔＴとの和としての制御用トルクＴ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２およびモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するから、モータＭＧ１が減磁可能性領域で継続して駆動するのを抑制することができ、モータＭＧ１の回転子の永久磁石が減磁するのを抑制することができる。しかも、走行抵抗の変更に基づく増大トルクΔＴを要求トルクＴｒ＊と合わせて出力して走行するから走行抵抗の変更による車両の走行への影響を抑制することができる。これにより、車両の走行への影響を抑制しつつモータＭＧ１の回転子の永久磁石が減磁するのを抑制することができる。
【００３６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ１が減磁駆動状態にあるときには、要求トルクＴｒ＊と走行抵抗の変更に基づく増大トルクΔＴとの和としての制御用トルクＴ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２およびモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するからモータＭＧ１の駆動状態を変更することができる。また、走行抵抗の変更に基づく増大トルクΔＴを要求トルクＴｒ＊と合わせて出力して走行するから走行抵抗の変更による車両の走行への影響を抑制することができる。この結果、車両の走行への影響を抑制しつつモータＭＧ１の回転子の永久磁石が減磁するのを抑制することができる。さらに、モータＭＧ１が減磁可能性領域で駆動して所定時間経過したときに減磁駆動状態にあると判定するから、モータＭＧ１が減磁駆動状態にあるか否かをより確実に判定することができる。しかも、車高調整が可能なエアサスペンション６６ａ〜６６ｄを用いるから、車高を変更することにより車両の走行抵抗を変更することができる。このとき、車高を上昇させて車両の走行抵抗を増大することにより、車両の走行への影響を抑制しつつモータＭＧ１の回転子の永久磁石が減磁するのを抑制することができる。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車高調整が可能なエアサスペンション６６ａ〜６６ｄを用いて車両の走行抵抗を変更するものとしたが、車両の空気抵抗を調整可能なフロントスポイラーやリヤアスポイラーなどの異なる部品を用いて車両の走行抵抗を変更するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１が減磁可能性領域で駆動して所定時間経過したときに減磁駆動状態にあると判定するものとしたが、モータＭＧ１の温度を検出するセンサを備える車両であれば、モータＭＧ１が減磁可能性領域で駆動すると共にモータＭＧ１が所定温度以上のときに減磁駆動状態にあると判定するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１が減磁駆動状態にあるときには、車両の走行抵抗を増大すると共にこの増大した走行抵抗に対応する増大トルクΔＴを要求トルクＴｒ＊と合わせて出力して走行するものとしたが、車両の走行抵抗を減少させると共にこの減少した走行抵抗に対応するトルクを要求トルクＴｒ＊から引いたトルクを出力して走行するものとしてもよい。
【００４０】
実施例では、モータＭＧ１がその回転子の永久磁石が減磁する減磁駆動状態にあるときにモータＭＧ１の駆動状態を変更して減磁を抑制するものとしたが、モータＭＧ２がその回転子の永久磁石が減磁する状態にあるときにモータＭＧ２の駆動状態を変更して減磁を抑制するものとしてもよい。
【００４１】
実施例では、動力分配統合機構３０を介して出力されるエンジン２２およびモータＭＧ１からの動力とモータＭＧ２からの動力とにより走行するハイブリッド自動車２０に適用して説明したが、走行するに際して永久磁石が取り付けられた回転子を有するモータからの動力を用いる車両であれば如何なる車両に適用してもよく、エンジンなどの動力源側に接続され永久磁石が取り付けられたインナーロータと駆動軸側に接続されたアウターロータとを有する対ロータ電動機からの動力を用いて走行する車両や、永久磁石が取り付けられた回転子を有するモータからの動力のみにより走行する電気自動車に適用するものとしても構わない。
【００４２】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、永久磁石が貼り付けられた回転子を有する発電可能なモータＭＧ１が「電動機」に相当し、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにエンジン２２およびモータＭＧ１からの動力を動力分配統合機構３０を介して出力すると共にモータＭＧ２からの動力を減速ギヤ３５を介して出力する装置全体が「動力出力装置」に相当し、駆動輪６３ａ，６３ｂおよび従動輪６４ａ，６４ｂに取り付けられて車高調整が可能なエアサスペンション６６ａ〜６６ｄが「走行抵抗変更手段」に相当し、モータＭＧ１が減磁可能性領域で駆動して所定時間経過した減磁駆動状態にあるか否かを判定して減磁駆動フラグＦの値を設定する図３の減磁駆動状態フラグ設定処理のステップＳ３００〜Ｓ３２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「減磁駆動状態判定手段」に相当し、モータＭＧ１が減磁駆動状態にないときには要求トルクＴｒ＊としての制御用トルクＴ＊が又はモータＭＧ１が減磁駆動状態にあるときには要求トルクＴｒ＊と車速Ｖに基づいて設定した増大トルクΔＴとの和としての制御用トルクＴ＊がエンジン２２およびモータＭＧ１とモータＭＧ２とから駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とを設定して送信する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ２５０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジン２２が受信した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なうエンジンＥＣＵ２４と受信したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２をスイッチング制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。なお、実施例の要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、実施例の要素をもって課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明のついての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４３】
本実施例では、自動車２０に適用して説明したが、列車などの自動車以外の車両に適用するものとしてもよいし、自動車や列車を含む車両の制御方法の形態としても構わない。
【００４４】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例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。
【図３】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】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される減磁駆動状態フラグ設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】モータＭＧ１の減磁可能性領域判定用マップの一例の一部を示す説明図である。
【図６】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図７】動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図８】エンジン２２を効率よく動作させる一例としての動作ラインと値Ｐ１から値Ｐ２に変更された要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図９】値Ｐ１から値Ｐ２に変更された要求パワーＰｅ＊に応じて動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係が共線図上で変化する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０  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、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  従動輪、６６ａ〜６６ｄ  エアサスペンション、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、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、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2008167625.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008167625.tif 000009
【図８】
2008167625.tif 000010
【図９】
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