(57)【要約】【課題】  車輪のグリップを回復させつつ過電圧を防止して強電系回路の部品保護を図ることができるハイブリッド車両のモータトラクション制御装置を提供する。【解決手段】  統合コントローラ６は、バッテリ４のバッテリ充電制限値S_INの絶対値が小さいほど、または第１モータジェネレータMG1のトータル発電量S_PGが大きいほど、モータトラクション制御のトルク収束レートのリミッタαをより小さな値に設定する。【選択図】      図１
2008087649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と連結されたモータと、
エンジンと連結された発電機と、
モータおよび発電機とインバータを介してそれぞれ接続されるバッテリとからなる強電系回路と、
車輪の駆動スリップを検出し、前記モータのトルクダウンにより車輪のグリップ力を回復させるモータトラクション制御を実行するモータトラクション制御手段と、
を備えたハイブリッド車両のモータトラクション制御装置において、
前記モータトラクション制御により前記強電系回路に発生する余剰電力を推定する余剰電力推定手段を設け、
前記モータトラクション制御手段は、推定された余剰電力に基づいてモータトラクション制御のトルク収束レートを設定することを特徴とするハイブリッド車両のモータトラクション制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両のモータトラクション制御装置において、
前記モータトラクション制御手段は、推定された余剰電力により発生する過電圧が前記強電系回路の許容値以下となるように、前記トルク収束レートを設定することを特徴とするハイブリッド車両のモータトラクション制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両のモータトラクション制御装置において、
前記モータトラクション制御手段は、推定された余剰電力が大きいほど、前記トルク収束レートをより小さな値に設定することを特徴とするハイブリッド車両のモータトラクション制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両のモータトラクション制御装置において、
前記余剰電力推定手段は、前記バッテリの充電制限量に基づいて、前記余剰電力を推定することを特徴とするハイブリッド車両のモータトラクション制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド車両のモータトラクション制御装置において、
前記モータトラクション制御手段は、前記バッテリの充電制限量が大きいほど、前記トルク収束レートをより小さな値に設定することを特徴とするハイブリッド車両のモータトラクション制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両のモータトラクション制御装置において、
前記余剰電力推定手段は、前記発電機の発電量に基づいて、前記余剰電力を推定することを特徴とするハイブリッド車両のモータトラクション制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載のハイブリッド車両のモータトラクション制御装置において、
前記モータトラクション制御手段は、前記発電機の発電量が大きいほど、前記トルク収束レートをより小さな値に設定することを特徴とするハイブリッド車両のモータトラクション制御装置。
【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モータトラクション制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪の駆動スリップを検出した場合、駆動モータのトルクを制限することにより、駆動モータの過回転によるエネルギロスを低減するハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−５１８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術では、モータトラクション制御時、発電機によりエンジンの駆動力を吸収しつつ駆動モータのトルクをステップ的に制限している。このとき、駆動モータへの電力供給がステップ的に制限されることで、スリップは収束するものの、エンジン回転はエンジンのイナーシャ成分等によりステップ的に減少させることができない。したがって、トルクの収束に対し、エンジン回転の収束に遅れが生じ、発電機の駆動により強電系回路に余剰電力が発生してしまう。
【０００４】
通常、余剰電力はバッテリに充電されるが、スリップ収束時のように急激で大きな余剰発電は、バッテリや昇圧コンバータの許容値を超えるため、電流は流れず、これに伴いバッテリ〜昇圧コンバータ〜インバータ間の電圧が上昇し、過電圧により破損を招くおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、車輪のグリップを回復させつつ過電圧を防止して強電系回路の部品保護を図ることができるハイブリッド車両のモータトラクション制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明では、
車輪と連結されたモータと、エンジンと連結された発電機と、モータおよび発電機とインバータを介してそれぞれ接続されるバッテリとからなる強電系回路と、
車輪の駆動スリップを検出し、前記モータのトルクダウンにより車輪のグリップ力を回復させるモータトラクション制御を実行するモータトラクション制御手段と、
を備えたハイブリッド車両のモータトラクション制御装置において、
前記モータトラクション制御により前記強電系回路に発生する余剰電力を推定する余剰電力推定手段を設け、
前記モータトラクション制御手段は、推定された余剰電力に基づいてモータトラクション制御のトルク収束レートを設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のハイブリッド車両のモータトラクション制御装置では、モータトラクション制御により生じる余剰電力に基づいて、モータトラクション制御のトルク収束レートが設定される。すなわち、モータトラクション制御に伴い強電系回路に発生する過電圧は、余剰電力発生後、この余剰電力の大きさに比例して発生するものであるため、推定した余剰電力に基づいてトルクダウンの収束レートを設定することで、車輪のグリップを回復させつつ過電圧を防止でき、強電系部品の部品保護を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。
図１は、実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータ（発電機）MG1と、第２モータジェネレータMG2（モータ）と、出力スプロケットOS、動力分割機構TMと、を有する。
【００１０】
エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。
【００１１】
第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、パワーコントロールユニット３により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。
【００１２】
両モータジェネレータMG1,MG2は、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この状態を回生と呼ぶ）。
【００１３】
動力分割機構TMは、サンギヤSと、ピニオンPと、リングギヤRと、ピニオンキャリアPCと、を有する単純遊星歯車により構成されている。そして、単純遊星歯車の３つの回転要素（サンギヤS、リングギヤR、ピニオンキャリアPC）に対する入出力部材の連結関係について説明する。サンギヤSには、第１モータジェネレータMG1が連結されている。リングギヤRには、第２モータジェネレータMG2と出力スプロケットOSとが連結されている。ピニオンキャリアPCには、エンジンダンパEDを介してエンジンＥが連結されている。なお、出力スプロケットOSは、チェーンベルトCBや図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右前輪に連結されている。
【００１４】
上記連結関係により、図４に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1（サンギヤS）、エンジンＥ（プラネットキャリアPC）、第２モータジェネレータMG2及び出力スプロケットOS（リングギヤR）の順に配列され、単純遊星歯車の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（３つの回転数が必ず直線で結ばれる関係）を導入することができる。
【００１５】
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤSとリングギヤRの歯数比λに基づく共線図レバー比（１：λ）になるように配置したものである。
【００１６】
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、パワーコントロールユニット３と、バッテリ４（二次電池）と、ブレーキコントローラ５と、統合コントローラ（モータトラクション制御手段）６と、を有して構成されている。
【００１７】
統合コントローラ６には、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、から入力情報がもたらされる。なお、車速センサ８と第２モータジェネレータ回転数センサ１１は、同じ動力分割機構TMの出力回転数を検出するものあるため、車速センサ８を省略し、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からのセンサ信号を車速信号として用いても良い。
【００１８】
ブレーキコントローラ５には、前左車輪速センサ１２と、前右車輪速センサ１３と、後左車輪速センサ１４と、後右車輪速センサ１５と、操舵角センサ１６と、マスタシリンダ圧センサ１７と、ブレーキストロークセンサ１８と、から入力情報がもたらされる。
【００１９】
エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００２０】
モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をパワーコントロールユニット３へ出力する。なお、このモータコントローラ２は、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報を用いる。
【００２１】
パワーコントロールユニット３は、より少ない電流で両モータジェネレータMG1,MG2への電力供給が可能な電源系高電圧システムを構成するもので、図５の強電系回路図に示すように、ジョイントボックス３ａと、昇圧コンバータ３ｂと、駆動モータ用インバータ３ｃと、発電ジェネレータ用インバータ３ｄと、コンデンサ３ｅと、を有する。第２モータジェネレータMG2のステータコイルには、駆動モータ用インバータ３ｃが接続される。第１モータジェネレータMG1のステータコイルには、発電ジェネレータ用インバータ３ｄが接続される。また、ジョイントボックス３ａには、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続される。
【００２２】
ブレーキコントローラ５は、低μ路制動時や急制動時等において、４輪のブレーキ液圧を独立に制御するブレーキ液圧ユニット１９への制御指令によりＡＢＳ制御を行い、また、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時、統合コントローラ６への制御指令とブレーキ液圧ユニット１９への制御指令を出すことで回生ブレーキ協調制御を行う。このブレーキコントローラ５には、各車輪速センサ１２，１３，１４，１５からの車輪速情報や、操舵角センサ１６からの操舵角情報や、マスタシリンダ圧センサ１７やブレーキストロークセンサ１８からの制動操作量情報が入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令を統合コントローラ６とブレーキ液圧ユニット１９へ出力する。なお、ブレーキ液圧ユニット１９には、前左車輪ホイールシリンダ２０と、前右車輪ホイールシリンダ２１と、後左車輪ホイールシリンダ２２と、後右車輪ホイールシリンダ２３と、が接続されている。
【００２３】
統合コントローラ６は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、加速走行時等において、エンジンコントローラ１への制御指令によりエンジン動作点制御を行い、また、停止時や走行時や制動時等において、モータコントローラ２への制御指令によりモータジェネレータ動作点制御を行う。この統合コントローラ６には、各センサ７，８，９，１０，１１からのアクセル開度APと車速VSPとエンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1と第２モータジェネレータ回転数N2とが入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令をエンジンコントローラ１とモータコントローラ２へ出力する。なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、統合コントローラ６とモータコントローラ２、統合コントローラ６とブレーキコントローラ５は、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線２４，２５，２６により接続されている。
【００２４】
次に、駆動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車両の駆動力は、図２(b)に示すように、エンジン直接駆動力（エンジン総駆動力から発電機駆動分を差し引いた駆動力）とモータ駆動力（両モータジェネレータMG1,MG2の総和による駆動力）との合計で示される。その最大駆動力の構成は、図２(a)に示すように、低い車速ほどモータ駆動力が多くを占める。このように、変速機を持たず、エンジンＥの直接駆動力と電気変換したモータ駆動力を加えて走行させることから、低速から高速まで、定常運転のパワーの少ない状態からアクセルペダル全開のフルパワーまで、ドライバの要求に対しシームレスに応答良く駆動力をコントロールすることができる（トルク・オン・デマンド）。
【００２５】
そして、実施例１のハイブリッド車両では、動力分割機構TMを介し、エンジンＥと両モータジェネレータMG1,MG2と左右前輪の車輪とがクラッチ無しで繋がっている。また、上記のように、エンジンパワーの大部分を発電機で電気エネルギに変換し、高出力かつ高応答のモータで車両を走らせている。このため、例えば、アイスバーン等の滑りやすい路面での走行時において、車輪のスリップやブレーキ時の車輪のロック等で車両の駆動力が急変する場合、過剰電流からのパワーコントロールユニット３の保護、あるいは、動力分割機構TMのピニオン過回転からの部品保護を行う必要がある。これに対し、高出力・高応答のモータ特性を活かし、部品保護の機能から発展させて、車輪のスリップを瞬時に検出し、そのグリップを回復させ、車両を安全に走らせるためのモータトラクション制御を採用している。
【００２６】
次に、制動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車両では、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時には、モータとして作動している第２モータジェネレータMG2を、ジェネレータ（発電機）として作動させることにより、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ４に回収し、再利用する回生ブレーキシステムを採用している。
【００２７】
この回生ブレーキシステムでの一般的な回生ブレーキ協調制御は、図３(a)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、要求制動力に大きさにかかわらず、算出された要求制動力を回生分と油圧分とで分担することで行われる。
【００２８】
これに対し、実施例１のハイブリッド車両で採用している回生ブレーキ協調制御は、図３(b)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、算出された要求制動力に対し回生ブレーキを優先し、回生分で賄える限りは油圧分を用いることなく、最大限まで回生分の領域を拡大している。これにより、特に加減速を繰り返す走行パターンにおいて、エネルギ回収効率が高く、より低い車速まで回生制動によるエネルギの回収を実現している。
【００２９】
次に、車両モードについて説明する。
実施例１のハイブリッド車両での車両モードとしては、図４の共線図に示すように、「停車モード」、「発進モード」、「エンジン始動モード」、「定常走行モード」、「加速モード」を有する。
【００３０】
「停車モード」では、図４(1)に示すように、エンジンＥと発電機MG1とモータMG2は止まっている。「発進モード」では、図４(2)に示すように、モータMG2鑿の駆動で発進する。「エンジン始動モード」では、図４(3)に示すように、エンジンスタータとしての機能を持つ発電機MG1によって、サンギヤSが回ってエンジンＥを始動する。「定常走行モード」では、図４(4)に示すように、主にエンジンＥにて走行し、効率を高めるために発電を最小にする。「加速モード」では、図４(5)に示すように、エンジンＥの回転数を上げると共に、発電機MG1による発電を開始し、その電力とバッテリ４の電力を使ってモータMG2の駆動力を加え、加速する。
なお、後退走行は、図４(4)に示す「定常走行モード」において、エンジンＥの回転数上昇を抑えたままで、発電機MG1の回転数を上げると、モータMG2の回転数が負側に移行し、後退走行を達成することができる。
【００３１】
始動時は、イグニッションキーを回すとエンジンＥが始動し、エンジンＥを暖機した後、直ぐにエンジンＥは停止する。発進時や軽負荷時は、発進時やごく低速で走行する緩やかな坂を下るときなどは、エンジン効率の悪い領域は燃料をカットし、エンジンは停止してモータMG2により走行する。通常走行時は、エンジンＥの駆動力は、動力分割機構TMにより一方は車輪を直接駆動し、他方は発電機MG1を駆動し、モータMG2をアシストする。全開加速時は、バッテリ４からパワーが供給され、さらに、駆動力を追加する。減速時や制動時には、車輪がモータMG2を駆動し、発電機として作用することで回生発電を行う。回収した電気エネルギはバッテリ４に蓄えられる。バッテリ４の充電量が少なくなると、発電機MG1をエンジンＥにより駆動し、充電を開始する。車両停止時には、エアコン使用時やバッテリ充電時等を除き、エンジンＥを自動的に停止する。
【００３２】
次に、モータトラクション制御について説明する。
実施例１のハイブリッド車両では、発進時や低μ路走行時において、車輪にスリップが発生した場合、車輪の空転を防止するモータトラクション制御を実行する。このモータトラクション制御では、車輪に制動力を付与しつつ車輪の駆動力を低減させる。ハイブリッド車両では、発電機MG1によりエンジンＥの駆動力を吸収しつつ、モータMG2のトルクダウン（指令トルクの制限）を行うことで、スリップ状態の早期解消を図る。
【００３３】
実施例１では、トータル発電量S_PGとバッテリ充電制限値S_INとから強電系回路に発生する余剰電力を推定し、推定された余剰電力により発生する過電圧が強電系回路の許容値以下となるように、推定した余剰電力が大きいほどモータMG2のトルク収束レートを遅らせる。
ここで、「トルク収束レート」とは、モータMG2の指令トルクをモータトラクション制御時の制限された指令トルクまで収束させる際の変化率をいう。
【００３４】
［モータトラクション制御処理］
図６は、実施例１の統合コントローラ６にて実行されるモータトラクション制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、所定の演算周期で繰り返し実行される。
【００３５】
ステップS1では、車輪のスリップが発生しているか否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。ここで、スリップの推定は、例えば、駆動輪と従動輪との車輪速差から行う。
【００３６】
ステップS2では、アクセル開度APと各車輪速から求まるドライバの要求駆動トルクから、エンジン分担トルクTeを差し引いたモータの要求トルク（以下、ドライバ要求トルクという。）を算出し、ステップS3へ移行する。
【００３７】
ステップS3では、バッテリ４の温度に基づいて、バッテリ充電制限値S_INを算出し、ステップS4へ移行する。ここで、バッテリ充電制限値S_INとは、バッテリ４の温度に応じて変化するバッテリ４の充電制限量であり、バッテリ充電制限値S_INが低いほど、充電制限量は大きくなる。
【００３８】
ステップS4では、発電機MG1のトータル発電量S_PGを下記の式(1)から算出し、ステップS5へ移行する。
S_PG = k×r×T  …(1)
ここで、kは係数、rは発電機MG1の回転数、Tは発電機MG1の出力トルクである。
【００３９】
ステップS5では、ステップS3で算出したバッテリ充電制限値S_INと、ステップS4で算出したトータル発電量S_PGとから、図７に示すトルク収束レートリミッタ設定マップ（余剰電力推定手段に相当）を参照してトルク収束レートを制限するリミッタαを設定し、ステップS6へ移行する。
【００４０】
図７に示すように、実施例１のトルク収束レートリミッタ設定マップは、バッテリ充電制限値S_INとトータル発電量S_PGとに応じて、リミッタαの値が変化する三次元マップである。リミッタαは、バッテリ充電制限値S_INの絶対値が小さい、すなわち充電制限量が大きいほど、より小さな値となるように設定されている。また、発電機MG1のトータル発電量S_PGが大きいほど、より小さな値となるように設定されている。
【００４１】
なお、図７のマップ上に一点鎖線で示す特性は、バッテリ充電制限値S_INやトータル発電量S_PGにかかわらず余剰発電を防止することができる最遅仕様のリミッタ特性である。
【００４２】
ステップS6では、発電機MG1とモータMG2の位相を一致させるために、ステップS5で設定したリミッタαに下記の式(2)であらわされる１次系の伝達関数によるフィルタ処理を実行し、ステップS7へ移行する。
G(s) = 1 /τs+1
ここで、τは時定数、sはラプラス演算子である。
【００４３】
ステップS7では、スリップを無くすための指令トルクを算出し、ステップS8へ移行する。この指令トルクは、車輪のスリップ量や路面摩擦係数に基づいて設定する。
【００４４】
ステップS8では、ステップS6でフィルタ処理を行ったリミッタαがあらかじめ設定された規定値よりも大きいか否かを判定する。YESの場合にはステップS9へ移行し、NOの場合にはステップS10へ移行する。
【００４５】
ステップS9では、リミッタαで制限した指令トルクに基づいてモータMG2を駆動し、リターンへ移行する。
【００４６】
ステップS10では、規定値で制限した指令トルクに基づいてモータMG2を駆動し、リターンへ移行する。
【００４７】
［スリップ収束に伴う発電機の余剰発電の発生について］
実施例１のハイブリッド車両のモータトラクション制御装置では、以下の点に着目したものである。
図８に示すように、車輪にスリップが発生した場合、モータトラクション制御によりモータにはステップ的にトルクを下げる指令トルクが出力されるため、モータ回転数の低減によりスリップは収束する。ここで、指令トルク通りに実行トルク（実際の発生トルク）が下がれば問題が無いが、指令トルクに応じてステップ的に駆動モータのトルクを下げた場合、ステップ的にモータ使用電力が低下するのに対し、エンジン回転はイナーシャ成分によりステップ的に減少させることができない。したがって、モータトルクの収束に対し、エンジン回転の収束に遅れが生じ、発電機の駆動により強電系回路に余剰電力が発生してしまう。
【００４８】
通常、余剰発電はバッテリに充電されるが、スリップ収束時のように急激で大きな余剰発電（充電）は、バッテリやコンバータ等の許容値を超えるため、結果的に電流は流れず、バッテリ〜昇圧コンバータ〜インバータ間の電圧が上昇し、過電圧により破損を招くおそれがある。
【００４９】
この対策として、トルク変化にレートリミッタ（図７の最遅仕様）を入れることにより、急激なトルク変動を抑え、余剰発電を防止することが考えられる。図９は、レートリミッタによる過電圧防止作用を示す発電量のタイムチャートであり、実行トルクにレート制限を追加することで、実行トルクとジェネレータ発電の位相を一致させ、余剰電力の発生を無くすことが可能となる。
【００５０】
ところが、レートリミッタを用いた場合、過電圧は防止できるものの、実行トルクの収束が遅くなり、車輪のファーストスリップが大きくなる。図１０は、スリップが急激に収束した場合の車輪の回転数を示すタイムチャートで、(a)レートリミッタ無しの場合と(b)レートリミッタ有りの場合を示している。
【００５１】
図１０を見れば明らかなように、レートリミッタを使用しない場合は、車輪のスリップが小さく抑えられているが、レートリミッタを使用した場合、実行トルクの収束が遅れるため、車輪速の過回転を抑制することができない。
【００５２】
［トルク収束レート設定作用］
これに対し、実施例１のハイブリッド車両のモータトラクション制御装置では、推定された余剰電力に基づき、推定された余剰電力により発生する過電圧が強電系回路の許容値以下となるようなモータトラクション制御のトルク収束レートを設定することで、過電圧防止による部品保護と、グリップ力の早期回復との両立を達成するようにした。
【００５３】
なお、余剰電力自身の検出は不可能であるため、実施例１では、余剰電力量がトータル発電量S_PGとバッテリ充電制限値S_INとに依存する点に着目し、発電機MG1のトータル発電量S_PGとバッテリ充電制限値S_INとに基づいてトルク収束レートのリミッタαを設定している。
【００５４】
実施例１では、トータル発電量S_PGが大きいほどトルク収束レートのリミッタαをより小さな値に設定している。つまり、発電機MG1のトータル発電量S_PGが小さい場合には、余剰電力は小さくなると推定できる。よって、この場合はトルクを早く収束させたとしても過電圧は発生しにくいため、トルクをより早く収束させることで、グリップ力の早期回復を図る。一方、発電機MG1のトータル発電量S_PGが大きい場合には、余剰電力は大きくなると推定できる。よって、この場合はトルクの収束を遅らせることで、確実に過電圧を防止する。
【００５５】
すなわち、トータル発電量S_PGが大きいほどリミッタαをより小さくしてトルク収束レートを遅らせることにより、過電圧防止による部品保護と、グリップ力の早期回復との両立を達成することができる。
【００５６】
また、実施例１では、バッテリ充電制限値S_INの絶対値が小さいほど、トルク収束レートのリミッタαをより小さな値に設定している。すなわち、余剰電力がバッテリ４に入り易い（バッテリ充電制限値S_INの絶対値が大きい）場合には、余剰電力は小さくなると推定できる。よって、この場合はトルクを早く収束させたとしても過電圧は発生しにくいため、トルクを早く収束させることで、グリップ力の早期回復を図る。一方、余剰電力がバッテリ４に入り難い（バッテリ充電制限値S_INの絶対値が小さい）場合には、余剰電力は大きくなると推定できる。よって、この場合はトルクの収束を遅らせることで、確実に過電圧を防止する。
【００５７】
すなわち、バッテリ充電制限値S_INが低いほどリミッタαをより小さくしてトルク収束レートを遅らせることにより、過電圧防止による部品保護と、グリップ力の早期回復との両立を達成することができる。
【００５８】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両のモータトラクション制御装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００５９】
(1) 車輪と連結された第２モータジェネレータ（発電機）MG2と、エンジンＥと連結された第１モータジェネレータ（モータ）MG1と、第２モータジェネレータMG2および第１モータジェネレータMG1と駆動モータ用インバータ３ｃ、発電ジェネレータ用インバータ３ｄを介してそれぞれ接続されるバッテリ４とからなる強電系回路と、車輪の駆動スリップを検出し、第２モータジェネレータMG2のトルクダウンにより車輪のグリップ力を回復させるモータトラクション制御を実行する統合コントローラ６と、を備えたハイブリッド車両のモータトラクション制御装置において、モータトラクション制御により強電系回路に発生する余剰電力を推定する余剰電力推定手段（トルク収束レートリミッタ設定マップ）を設け、統合コントローラ６は、推定された余剰電力に基づいてモータトラクション制御のトルク収束レートを設定する。これにより、過電圧を防止でき、強電系回路の部品保護を図ることが可能となる。
【００６０】
(2) 統合コントローラ６は、推定された余剰電力により発生する過電圧が強電系回路の許容値以下となるように、トルク収束レートを設定するため、過電圧の発生を確実に防止することができる。
【００６１】
(3) 統合コントローラ６は、推定された余剰電力が大きいほど、トルク収束レートをより遅くするため、過電圧防止による部品保護と、グリップ力の早期回復との両立を達成することができる。
【００６２】
(4) 余剰電力推定手段は、バッテリ充電制限値S_INに基づいて、余剰電力を推定するため、バッテリ充電制限値S_INに応じて変化する余剰電力をより正確に推定することができる。
【００６３】
(5) 統合コントローラ６は、バッテリ充電制限値S_INの絶対値が小さいほど、トルク収束レートをより遅くするため、バッテリ充電制限値S_INの絶対値が小さいほど余剰電力が大きくなるのに対し、バッテリ充電制限値S_INにかかわらず、過電圧防止による部品保護と、グリップ力の早期回復との両立を図ることができる。
【００６４】
(6) 余剰電力推定手段は、第１モータジェネレータMG1のトータル発電量S_PGに基づいて、余剰電力を推定するため、トータル発電量S_PGに応じて変化する余剰電力をより正確に推定することができる。
【００６５】
(7) 統合コントローラ６は、第１モータジェネレータMG1のトータル発電量S_PGが大きいほど、トルク収束レートをより遅くするため、トータル発電量S_PGが大きくなるほど余剰電力が大きくなるのに対し、トータル発電量S_PGにかかわらず、過電圧防止による部品保護と、グリップ力の早期回復との両立を図ることができる。
【００６６】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００６７】
例えば、実施例１では、バッテリ充電制限値S_INとトータル発電量S_PGとに基づいてトルク収束レートを設定する例を示したが、どちらか一方に基づいてトルク収束レートを設定する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車両における駆動力性能特性図と駆動力概念図である。
【図３】実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車両における回生協調による制動力性能をあらわす対比特性図である。
【図４】実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車両における各車両モードを示す共線図である。
【図５】実施例１のハイブリッド車両の強電系回路図である。
【図６】実施例１の統合コントローラ６にて実行されるモータトラクション制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例１のトルク収束レートリミッタ設定マップである。
【図８】スリップ収束時の余剰発電量を示すタイムチャートである。
【図９】スリップ収束時におけるレートリミッタを用いた余剰発電防止作用を示すタイムチャートである。
【図１０】レートリミッタの有無に応じた車輪のスリップ量を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
Ｅ  エンジン
MG1  第１モータジェネレータ
MG2  第２モータジェネレータ
OS  出力スプロケット
TM  動力分割機構
１  エンジンコントローラ
２  モータコントローラ
３  パワーコントロールユニット
４  バッテリ
５  ブレーキコントローラ
６  統合コントローラ
７  アクセル開度センサ
８  車速センサ
９  エンジン回転数センサ
１０  第１モータジェネレータ回転数センサ
１１  第２モータジェネレータ回転数センサ
１２  前左車輪速センサ
１３  前右車輪速センサ
１４  後左車輪速センサ
１５  後右車輪速センサ
１６  操舵角センサ
１７  マスタシリンダ圧センサ
１８  ブレーキストロークセンサ
１９  ブレーキ液圧ユニット
２０  前左車輪ホイールシリンダ
２１  前右車輪ホイールシリンダ
２２  後左車輪ホイールシリンダ
２３  後右車輪ホイールシリンダ
【図１】
2008087649.tif 000003
【図２】
2008087649.tif 000004
【図３】
2008087649.tif 000005
【図４】
2008087649.tif 000006
【図５】
2008087649.tif 000007
【図６】
2008087649.tif 000008
【図７】
2008087649.tif 000009
【図８】
2008087649.tif 000010
【図９】
2008087649.tif 000011
【図１０】
2008087649.tif 000012
【図１１】
2008087649.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月30日(2006.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
ところが、レートリミッタを用いた場合、過電圧は防止できるものの、実行トルクの収束が遅くなり、車輪のファーストスリップが大きくなる。図１０,１１は、スリップが急激に収束した場合の車輪の回転数を示すタイムチャートで、図１０はレートリミッタ無しの場合、図１１はレートリミッタ有りの場合を示している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
図１０，１１を見れば明らかなように、レートリミッタを使用しない場合は、車輪のスリップが小さく抑えられているが、レートリミッタを使用した場合、実行トルクの収束が遅れるため、車輪速の過回転を抑制することができない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
【図１】実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車両における駆動力性能特性図と駆動力概念図である。
【図３】実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車両における回生協調による制動力性能をあらわす対比特性図である。
【図４】実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車両における各車両モードを示す共線図である。
【図５】実施例１のハイブリッド車両の強電系回路図である。
【図６】実施例１の統合コントローラ６にて実行されるモータトラクション制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例１のトルク収束レートリミッタ設定マップである。
【図８】スリップ収束時の余剰発電量を示すタイムチャートである。
【図９】スリップ収束時におけるレートリミッタを用いた余剰発電防止作用を示すタイムチャートである。
【図１０】レートリミッタ無しの場合の車輪のスリップ量を示すタイムチャートである。
【図１１】レートリミッタ有りの場合の車輪のスリップ量を示すタイムチャートである。