(57)【要約】    【課題】差動回転ユニットの耐久性を向上させることができるようにする。    【解決手段】電動機械と、エンジン及び前記電動機械と差動回転自在に連結された出力軸１４と、前記電動機械と連結された第１の差動回転要素、前記出力軸１４と連結された第２の差動回転要素、並びにエンジンと連結された第３の差動回転要素を備えるとともに、前記第１〜第３の差動回転要素のうちの一つの差動回転要素において、支持軸に対して回転自在に配設された回転体と、他の二つの差動回転要素とが回転係合させられる差動回転ユニットと、前記回転体の回転速度に基づいてエンジンの制御を行うエンジン制御処理手段９１とを有する。回転体の回転速度に基づいてエンジンの制御が行われるので、回転体の回転速度が上限値より高くなるのを防止することができる。【選択図】          図１
2005105957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機械と、エンジン及び前記電動機械と差動回転自在に連結された出力軸と、前記電動機械と連結された第１の差動回転要素、前記出力軸と連結された第２の差動回転要素、並びにエンジンと連結された第３の差動回転要素を備えるとともに、前記第１〜第３の差動回転要素のうちの一つの差動回転要素において、支持軸に対して回転自在に配設された回転体と、他の二つの差動回転要素とが回転係合させられる差動回転ユニットと、前記回転体の回転速度に基づいてエンジンの制御を行うエンジン制御処理手段とを有することを特徴とする電動車両駆動制御装置。
【請求項２】
前記エンジン制御処理手段は、前記回転体の回転速度を算出し、該回転体の回転速度が上限値以上であるかどうかを判断し、回転体の回転速度が上限値以上である場合に、前記回転体の回転速度が上限値より低くなるようにエンジン回転速度を制限する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項３】
前記エンジン制御処理手段は、前記回転体の回転速度を算出し、該回転体の回転速度が上限値以上であるかどうかを判断し、回転体の回転速度が上限値以上である場合に、前記回転体の回転速度が上限値より低くなるようにエンジントルクを制限する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項４】
前記エンジン制御処理手段は、エンジン回転速度を算出し、該エンジン回転速度が、前記回転体の回転速度の上限値に対応させて設定されたエンジン回転速度の下限値以下であるかどうかを判断し、エンジン回転速度が下限値以下である場合に、エンジン回転速度が下限値より高くなるようにエンジン回転速度を制限する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項５】
前記エンジン制御処理手段は、エンジン回転速度を算出し、該エンジン回転速度が、前記回転体の回転速度の上限値に対応させて設定されたエンジン回転速度の上限値以上であるかどうかを判断し、エンジン回転速度が上限値以上である場合に、前記エンジン回転速度が上限値より低くなるようにエンジン回転速度を制限する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項６】
前記エンジン制御処理手段は、制限されたエンジン回転速度をエンジン目標回転速度とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項７】
前記差動回転ユニットはプラネタリギヤユニットであり、第１の差動回転要素はサンギヤであり、第２の差動回転要素はリングギヤであり、第３の差動回転要素はキャリヤであり、前記エンジン制御処理手段は、前記キャリヤの支持軸に対して回転自在に配設されたピニオンギヤの回転速度に基づいてエンジンの制御を行う請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項８】
電動機械と、エンジン及び前記電動機械と差動回転自在に連結された出力軸と、前記電動機械と連結された第１の差動回転要素、前記出力軸と連結された第２の差動回転要素、並びにエンジンと連結された第３の差動回転要素を備えるとともに、前記第１〜第３の差動回転要素のうちの一つの差動回転要素において、支持軸に対して回転自在に配設された回転体と、他の二つの差動回転要素とが回転係合させられる差動回転ユニットと、前記電動機械、エンジン及び出力軸のうちの少なくとも二つの回転速度を検出する回転速度検出部と、該回転速度検出部によって検出された回転速度、及び前記差動回転ユニットにおける回転速度関係に基づいて、前記回転体の回転速度を算出する回転体回転速度算出処理手段とを有することを特徴とする電動車両駆動制御装置。
【請求項９】
前記回転体回転速度算出処理手段によって算出された回転体の回転速度に基づいてエンジンの制御を行うエンジン制御処理手段を有する請求項８に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項１０】
電動機械、エンジン及び前記電動機械と差動回転自在に連結された出力軸、並びに前記電動機械と連結された第１の差動回転要素、前記出力軸と連結された第２の差動回転要素、及びエンジンと連結された第３の差動回転要素とを備えるとともに、前記第１〜第３の差動回転要素のうちの一つの差動回転要素において、支持軸に対して回転自在に配設された回転体と、他の二つの差動回転要素とが回転係合させられる差動回転ユニットを有する電動車両駆動装置の電動車両駆動制御方法において、
前記回転体の回転速度に基づいてエンジンの制御を行うことを特徴とする電動車両駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両駆動制御装置及び電動車両駆動制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動車両としてのハイブリッド型車両に搭載され、エンジンのトルク、すなわち、エンジントルクの一部を、発電機（発電機モータ）に、残りを駆動輪に伝達するようにした車両駆動装置においては、サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤを備えた差動回転ユニットとしてのプラネタリギヤユニットを有し、前記キャリヤとエンジンとを連結し、リングギヤ及び駆動モータと駆動輪とを連結し、サンギヤと発電機とを連結し、前記リングギヤ及び駆動モータから出力された回転を駆動輪に伝達して駆動力を発生させるようにしている。
【０００３】
そして、前記車両駆動装置においては、駆動モータと駆動モータ制御装置との間にインバータが配設され、該インバータは、駆動モータ制御装置から送られる駆動信号に従って駆動され、バッテリから直流の電流を受けて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流を発生させ、各相の電流を駆動モータに供給するようになっている。そのために、前記インバータは複数の、例えば、６個のスイッチング素子としてのトランジスタを備え、各トランジスタは、一対ずつユニット化されて各相のトランジスタモジュール（ＩＧＢＴ）を構成する。したがって、各トランジスタに駆動信号を所定のパターンで送ると、トランジスタがオン・オフさせられ、各相の電流を発生させる。
【０００４】
そして、駆動モータ回転速度センサによって駆動モータの回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度を検出し、該駆動モータ回転速度に基づいて、例えば、駆動モータにおける駆動モータのトルク、すなわち、駆動モータトルク等の制御を行うようにしている。
【０００５】
また、発電機回転速度センサによって発電機の回転速度、すなわち、発電機回転速度を検出し、該発電機回転速度が所定の値以上にならないように、現在の車速に応じて目標となるエンジンの回転速度、すなわち、エンジン目標回転速度を上限値及び下限値によって制限するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３９００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の車両駆動装置においては、エンジンと連結されたキャリヤに、サンギヤ及びリングギヤと噛（し）合するピニオンが配設されるので、発電機回転速度を所定の値以上にならないようにすることができても、車速、エンジン回転速度等の車両の状態によっては、ピニオンの回転速度、すなわち、ピニオン回転速度が上限値を超えてしまうことがあり、その場合、プラネタリギヤユニットの耐久性が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来の車両駆動装置の問題点を解決して、差動回転ユニットの耐久性を向上させることができる電動車両駆動制御装置及び電動車両駆動制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、本発明の電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、エンジン及び前記電動機械と差動回転自在に連結された出力軸と、前記電動機械と連結された第１の差動回転要素、前記出力軸と連結された第２の差動回転要素、並びにエンジンと連結された第３の差動回転要素を備えるとともに、前記第１〜第３の差動回転要素のうちの一つの差動回転要素において、支持軸に対して回転自在に配設された回転体と、他の二つの差動回転要素とが回転係合させられる差動回転ユニットと、前記回転体の回転速度に基づいてエンジンの制御を行うエンジン制御処理手段とを有する。
【０００９】
本発明の他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記エンジン制御処理手段は、前記回転体の回転速度を算出し、該回転体の回転速度が上限値以上であるかどうかを判断し、回転体の回転速度が上限値以上である場合に、前記回転体の回転速度が上限値より低くなるようにエンジン回転速度を制限する。
【００１０】
本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記エンジン制御処理手段は、前記回転体の回転速度を算出し、該回転体の回転速度が上限値以上であるかどうかを判断し、回転体の回転速度が上限値以上である場合に、前記回転体の回転速度が上限値より低くなるようにエンジントルクを制限する。
【００１１】
本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記エンジン制御処理手段は、エンジン回転速度を算出し、該エンジン回転速度が、前記回転体の回転速度の上限値に対応させて設定されたエンジン回転速度の下限値以下であるかどうかを判断し、エンジン回転速度が下限値以下である場合に、エンジン回転速度が下限値より高くなるようにエンジン回転速度を制限する。
【００１２】
本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記エンジン制御処理手段は、エンジン回転速度を算出し、該エンジン回転速度が、前記回転体の回転速度の上限値に対応させて設定されたエンジン回転速度の上限値以上であるかどうかを判断し、エンジン回転速度が上限値以上である場合に、前記エンジン回転速度が上限値より低くなるようにエンジン回転速度を制限する。
【００１３】
本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記エンジン制御処理手段は、制限されたエンジン回転速度をエンジン目標回転速度とする。
【００１４】
本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記差動回転ユニットはプラネタリギヤユニットであり、第１の差動回転要素はサンギヤであり、第２の差動回転要素はリングギヤであり、第３の差動回転要素はキャリヤである。そして、前記エンジン制御処理手段は、前記キャリヤの支持軸に対して回転自在に配設されたピニオンギヤの回転速度に基づいてエンジンの制御を行う。
【００１５】
本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、エンジン及び前記電動機械と差動回転自在に連結された出力軸と、前記電動機械と連結された第１の差動回転要素、前記出力軸と連結された第２の差動回転要素、並びにエンジンと連結された第３の差動回転要素を備えるとともに、前記第１〜第３の差動回転要素のうちの一つの差動回転要素において、支持軸に対して回転自在に配設された回転体と、他の二つの差動回転要素とが回転係合させられる差動回転ユニットと、前記電動機械、エンジン及び出力軸のうちの少なくとも二つの回転速度を検出する回転速度検出部と、該回転速度検出部によって検出された回転速度、及び前記差動回転ユニットにおける回転速度関係に基づいて、前記回転体の回転速度を算出する回転体回転速度算出処理手段とを有する。
【００１６】
本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記回転体回転速度算出処理手段によって算出された回転体の回転速度に基づいてエンジンの制御を行うエンジン制御処理手段を有する。
【００１７】
本発明の電動車両駆動制御方法においては、電動機械、エンジン及び前記電動機械と差動回転自在に連結された出力軸、並びに前記電動機械と連結された第１の差動回転要素、前記出力軸と連結された第２の差動回転要素、及びエンジンと連結された第３の差動回転要素とを備えるとともに、前記第１〜第３の差動回転要素のうちの一つの差動回転要素において、支持軸に対して回転自在に配設された回転体と、他の二つの差動回転要素とが回転係合させられる差動回転ユニットを有する電動車両駆動装置に適用される。
【００１８】
そして、前記回転体の回転速度に基づいてエンジンの制御を行う。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、エンジン及び前記電動機械と差動回転自在に連結された出力軸と、前記電動機械と連結された第１の差動回転要素、前記出力軸と連結された第２の差動回転要素、並びにエンジンと連結された第３の差動回転要素を備えるとともに、前記第１〜第３の差動回転要素のうちの一つの差動回転要素において、支持軸に対して回転自在に配設された回転体と、他の二つの差動回転要素とが回転係合させられる差動回転ユニットと、前記回転体の回転速度に基づいてエンジンの制御を行うエンジン制御処理手段とを有する。
【００２０】
この場合、前記回転体の回転速度に基づいてエンジンの制御が行われるので、回転体の回転速度が上限値より高くなるのを防止することができる。したがって、差動回転ユニットの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、電動車両としてハイブリッド型車両について説明する。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【００２３】
図において、１６は電動機械としての発電機、１４は図示されないエンジン及び前記発電機１６と差動回転自在に連結された出力軸、１３は、前記発電機１６と連結された第１の差動回転要素としてのサンギヤＳ、前記出力軸１４と連結された第２の差動回転要素としてのリングギヤＲ、並びにエンジンと連結された第３の差動回転要素としてのキャリヤＣＲを備えるとともに、前記サンギヤＳ、リングギヤＲ及びキャリヤＣＲのうちの一つの差動回転要素において、支持軸としてのニードルＰａに対して回転自在に配設された回転体としてのピニオンＰと、他の二つの差動回転要素とが回転係合させられる差動回転ユニットとしてのプラネタリギヤユニット、９１は前記ピニオンＰの回転速度に基づいてエンジンの制御を行うエンジン制御処理手段である。
【００２４】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の概念図である。
【００２５】
図において、１１は第１の軸線上に配設されたエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は、前記第１の軸線上に配設され、前記エンジン１１を駆動することによって発生させられた回転を出力する出力軸、１３は、前記第１の軸線上に配設され、前記出力軸１２を介して入力された回転に対して変速を行う差動回転ユニットとしてのプラネタリギヤユニット、１４は前記第１の軸線上に配設され、前記プラネタリギヤユニット１３における変速後の回転が出力される出力軸、１５は該出力軸１４に固定された出力ギヤとしての第１のカウンタドライブギヤ、１６は、前記第１の軸線上に配設され、伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結され、更にエンジン１１と差動回転自在に、かつ、機械的に連結された第１の電動機械としての発電機（Ｇ）である。また、前記発電機１６は、車輪としての駆動輪３７と機械的に連結される。
【００２６】
前記出力軸１４は、スリーブ状の形状を有し、前記出力軸１２を包囲して配設される。また、前記第１のカウンタドライブギヤ１５はプラネタリギヤユニット１３よりエンジン１１側に配設される。
【００２７】
そして、前記プラネタリギヤユニット１３は、少なくとも、第１の差動回転要素としてのサンギヤＳ、該サンギヤＳと噛合する回転体としてのピニオンＰ、該ピニオンＰと噛合する第２の差動回転要素としてのリングギヤＲ、及び前記ピニオンＰを回転自在に支持する第３の差動回転要素としてのキャリヤＣＲを備えたシンプルプラネタリから成り、前記サンギヤＳは前記伝達軸１７を介して発電機１６と、リングギヤＲは、出力軸１４及び所定のギヤ列を介して、前記第１の軸線と平行な第２の軸線上に配設され、前記エンジン１１及び発電機１６と差動回転自在に、かつ、機械的に連結された第２の電動機械としての駆動モータ（Ｍ）２５及び駆動輪３７と、キャリヤＣＲは出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。すなわち、キャリヤＣＲは、前記ピニオンＰとサンギヤＳ及びリングギヤＲとを回転係合させて配設される。
【００２８】
前記ピニオンＰは、前記キャリヤＣＲに取り付けられた支持軸としてのニードルＰａに対して回転自在に支持され、したがって、キャリヤＣＲと共に、サンギヤＳに対して公転するとともに、ニードルＰａに対して自転する。
【００２９】
そして、前記駆動モータ２５は駆動輪３７と機械的に連結される。また、前記キャリヤＣＲと車両駆動装置としてのハイブリッド型車両駆動装置のケース１０との間にワンウェイクラッチＦが配設され、該ワンウェイクラッチＦは、エンジン１１から正方向の回転がキャリヤＣＲに伝達されたときにフリーになり、発電機１６又は駆動モータ２５から逆方向の回転がキャリヤＣＲに伝達されたときにロックされ、エンジン１１の回転を停止させ、逆方向の回転がエンジン１１に伝達されないようにする。したがって、エンジン１１の駆動を停止させた状態で発電機１６を駆動すると、前記ワンウェイクラッチＦによって、発電機１６から伝達されるトルクに対して反力が加えられる。なお、ワンウェイクラッチＦに代えて、前記キャリヤＣＲとケース１０との間に停止手段としての図示されないブレーキを配設することもできる。
【００３０】
そして、前記発電機１６は、前記伝達軸１７に固定され、回転自在に配設されたロータ２１、該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２、及び該ステータ２２に巻装されたコイル２３から成る。前記発電機１６は、伝達軸１７を介して伝達される回転によって電力を発生させる。前記コイル２３は、図示されないバッテリに接続され、該バッテリに直流の電流を供給する。前記ロータ２１と前記ケース１０との間に発電機ブレーキＢが配設され、該発電機ブレーキＢを係合させることによってロータ２１を固定し、発電機１６の回転を機械的に停止させることができる。
【００３１】
また、２６は、前記第２の軸線上に配設され、前記駆動モータ２５の回転が出力される出力軸、２７は該出力軸２６に固定された出力ギヤとしての第２のカウンタドライブギヤである。前記駆動モータ２５は、前記出力軸２６に固定され、回転自在に配設されたロータ４０、該ロータ４０の周囲に配設されたステータ４１、及び該ステータ４１に巻装されたコイル４２から成る。
【００３２】
前記駆動モータ２５は、コイル４２に供給される交流の電流であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流によって駆動モータトルクＴＭを発生させる。そのために、前記コイル４２は前記バッテリに接続され、該バッテリからの直流の電流が各相の電流に変換されて前記コイル４２に供給されるようになっている。
【００３３】
そして、前記駆動輪３７をエンジン１１の回転と同じ方向に回転させるために、前記第１、第２の軸線と平行な第３の軸線上にカウンタシャフト３０が配設され、該カウンタシャフト３０に、第１のカウンタドリブンギヤ３１、及び該第１のカウンタドリブンギヤ３１より歯数が多い第２のカウンタドリブンギヤ３２が固定される。前記第１のカウンタドリブンギヤ３１と前記第１のカウンタドライブギヤ１５とが、また、前記第２のカウンタドリブンギヤ３２と前記第２のカウンタドライブギヤ２７とが噛合させられ、前記第１のカウンタドライブギヤ１５の回転が反転されて第１のカウンタドリブンギヤ３１に、前記第２のカウンタドライブギヤ２７の回転が反転されて第２のカウンタドリブンギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００３４】
さらに、前記カウンタシャフト３０には前記第１のカウンタドリブンギヤ３１より歯数が少ないデフピニオンギヤ３３が固定される。
【００３５】
そして、前記第１〜第３の軸線と平行な第４の軸線上にディファレンシャル装置３６が配設され、該ディファレンシャル装置３６のデフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが噛合させられる。したがって、デフリングギヤ３５に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置３６によって分配され、駆動輪３７に伝達される。このように、エンジン１１によって発生させられた回転を第１のカウンタドリブンギヤ３１に伝達することができるだけでなく、駆動モータ２５によって発生させられた回転を第２のカウンタドリブンギヤ３２に伝達することができるので、エンジン１１及び駆動モータ２５を駆動することによってハイブリッド型車両を走行させることができる。
【００３６】
なお、３８はロータ２１の位置、すなわち、発電機ロータ位置θＧを検出するレゾルバ等の発電機ロータ位置センサ、３９はロータ４０の位置、すなわち、駆動モータロータ位置θＭを検出するレゾルバ等の駆動モータロータ位置センサである。そして、検出された発電機ロータ位置θＧは、図示されない車両制御装置及び図示されない発電機制御装置に、駆動モータロータ位置θＭは、車両制御装置及び図示されない駆動モータ制御装置に送られる。なお、５２はエンジン１１の回転速度、すなわち、エンジン回転速度ＮＥを検出する第１の回転速度算出部及びエンジン回転速度検出部としてのエンジン回転速度センサであり、エンジン回転速度ＮＥは、車両制御装置及び図示されないエンジン制御装置に送られる。
【００３７】
次に、前記プラネタリギヤユニット１３の動作について説明する。
【００３８】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの動作説明図、図４は本発明の第１の実施の形態における通常走行時の車速線図、図５は本発明の第１の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。
【００３９】
前記プラネタリギヤユニット１３（図２）においては、キャリヤＣＲがエンジン１１と、サンギヤＳが発電機１６と、リングギヤＲが出力軸１４及び所定のギヤ列を介して前記駆動モータ２５及び駆動輪３７とそれぞれ連結されるので、リングギヤＲの回転速度、すなわち、リングギヤ回転速度ＮＲと、出力軸１４に出力される回転速度、すなわち、出力軸回転速度とが等しく、キャリヤＣＲの回転速度とエンジン回転速度ＮＥとが等しく、サンギヤＳの回転速度と第１の電動機械回転速度としての発電機回転速度ＮＧとが等しくなる。そして、リングギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数のρ倍（本実施の形態においては２倍）にされると、    （ρ＋１）・ＮＥ＝１・ＮＧ＋ρ・ＮＲ
の関係が成立する。したがって、リングギヤ回転速度ＮＲ及び発電機回転速度ＮＧに基づいてエンジン回転速度ＮＥ
ＮＥ＝（１・ＮＧ＋ρ・ＮＲ）／（ρ＋１）              ……（１）
を算出することができる。なお、前記式（１）によって、プラネタリギヤユニット１３におけるサンギヤＳ、リングギヤＲ及びキャリヤＣＲの各回転速度の関係を表す回転速度関係式が構成される。この場合、該回転速度関係式に基づいて、発電機回転速度ＮＧ、エンジン回転速度ＮＥ及びリングギヤ回転速度Ｒのうちの少なくとも二つが分かると、他の一つを算出することができる。
【００４０】
また、エンジントルクＴＥ、リングギヤＲに発生させられるトルク、すなわち、リングギヤトルクＴＲ、及び発電機１６のトルク、すなわち、第１の電動機械トルクとしての発電機トルクＴＧは、
ＴＥ：ＴＲ：ＴＧ＝（ρ＋１）：ρ：１                  ……（２）
の関係になり、互いに反力を受け合う。なお、前記式（２）によって、プラネタリギヤユニット１３のトルク関係式が構成される。
【００４１】
そして、ハイブリッド型車両の通常走行時において、リングギヤＲ、キャリヤＣＲ及びサンギヤＳはいずれも正方向に回転させられ、図４に示されるように、リングギヤ回転速度ＮＲ、エンジン回転速度ＮＥ及び発電機回転速度ＮＧは、いずれも正の値を採る。また、前記リングギヤトルクＴＲ及び発電機トルクＴＧは、プラネタリギヤユニット１３の歯数によって決定されるトルク比でエンジントルクＴＥを按（あん）分することによって得られるので、図５に示されるトルク線図上において、リングギヤトルクＴＲと発電機トルクＴＧとを加えたものがエンジントルクＴＥになる。
【００４２】
次に、前記ハイブリッド型車両駆動装置の制御を行う電動車両駆動制御装置としてのハイブリッド型車両駆動制御装置について説明する。
【００４３】
図６は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の概念図である。
【００４４】
図において、１０はケース、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１３はプラネタリギヤユニット、１６は発電機（Ｇ）、Ｂは該発電機１６のロータ２１を固定するための発電機ブレーキ、２５は駆動モータ（Ｍ）、２８は前記発電機１６を駆動するための発電機インバータとしてのインバータ、２９は前記駆動モータ２５を駆動するための駆動モータインバータとしてのインバータ、３７は駆動輪、３８は発電機ロータ位置センサ、３９は駆動モータロータ位置センサ、４３はバッテリである。前記インバータ２８、２９は電源スイッチＳＷを介してバッテリ４３に接続され、該バッテリ４３は前記電源スイッチＳＷがオンのときに直流の電流を前記インバータ２８、２９に供給する。該各インバータ２８、２９は、いずれも、複数の、例えば、６個のスイッチング素子としてのトランジスタを備え、各トランジスタは、一対ずつユニット化されて各相のトランジスタモジュール（ＩＧＢＴ）を構成する。
【００４５】
そして、前記インバータ２８の入口側に、インバータ２８に印加される直流の電圧、すなわち、発電機インバータ電圧ＶＧを検出するために第１の直流電圧検出部としての発電機インバータ電圧センサ７５が配設され、インバータ２８に供給される直流の電流、すなわち、発電機インバータ電流ＩＧを検出するために第１の直流電流検出部としての発電機インバータ電流センサ７７が配設される。また、前記インバータ２９の入口側に、インバータ２９に印加される直流の電圧、すなわち、駆動モータインバータ電圧ＶＭを検出するために第２の直流電圧検出部としての駆動モータインバータ電圧センサ７６が配設され、インバータ２９に供給される直流の電流、すなわち、駆動モータインバータ電流ＩＭを検出するために第２の直流電流検出部としての駆動モータインバータ電流センサ７８が配設される。そして、前記発電機インバータ電圧ＶＧ及び発電機インバータ電流ＩＧは車両制御装置５１及び発電機制御装置４７に、駆動モータインバータ電圧ＶＭ及び駆動モータインバータ電流ＩＭは車両制御装置５１及び駆動モータ制御装置４９に送られる。なお、前記バッテリ４３とインバータ２８、２９との間に平滑用のコンデンサＣが接続される。
【００４６】
また、前記車両制御装置５１は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、ハイブリッド型車両駆動装置の全体の制御を行い、所定のプログラム、データ等に従ってコンピュータとして機能する。前記車両制御装置５１に、エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９が接続される。そして、前記エンジン制御装置４６は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、エンジン１１の制御を行うために、スロットル開度θ、バルブタイミング等の指示信号をエンジン１１及び車両制御装置５１に送る。また、前記発電機制御装置４７は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、前記発電機１６の制御を行うために、駆動信号ＳＧ１をインバータ２８に送る。そして、駆動モータ制御装置４９は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、前記駆動モータ２５の制御を行うために、駆動信号ＳＧ２をインバータ２９に送る。なお、前記エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９によって車両制御装置５１より下位に位置する第１の制御装置が、前記車両制御装置５１によって、エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９より上位に位置する第２の制御装置が構成される。また、前記前記エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９も、所定のプログラム、データ等に従ってコンピュータとして機能する。
【００４７】
前記インバータ２８は、駆動信号ＳＧ１に従って駆動され、力行時にバッテリ４３から直流の電流を受けて、各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発生させ、各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発電機１６に供給し、回生時に発電機１６から各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に供給する。
【００４８】
前記インバータ２９は、駆動信号ＳＧ２に従って駆動され、力行時にバッテリ４３から直流の電流を受けて、各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを発生させ、各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを駆動モータ２５に供給し、回生時に駆動モータ２５から各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に供給する。
【００４９】
そして、４４は前記バッテリ４３の状態、すなわち、バッテリ状態としてのバッテリ残量ＳＯＣを検出するバッテリ残量検出装置、５２はエンジン回転速度ＮＥを検出するエンジン回転速度センサ、５３は選速操作手段としての図示されないシフトレバーの位置、すなわち、シフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ、５４はアクセルペダル、５５は該アクセルペダル５４の位置（踏込量）、すなわち、アクセルペダル位置ＡＰを検出するアクセル操作検出部としてのアクセルスイッチ、６１はブレーキペダル、６２は該ブレーキペダル６１の位置（踏込量）、すなわち、ブレーキペダル位置ＢＰを検出するブレーキ操作検出部としてのブレーキスイッチ、６３はエンジン１１の温度ｔｍＥを検出するエンジン温度センサ、６４は発電機１６の温度、例えば、コイル２３（図２）の温度ｔｍＧを検出する発電機温度センサ、６５は駆動モータ２５の温度、例えば、コイル４２の温度ｔｍＭを検出する駆動モータ温度センサ、７０はインバータ２８の温度ｔｍＧＩを検出する第１のインバータ温度センサ、７１はインバータ２９の温度ｔｍＭＩを検出する第２のインバータ温度センサである。
【００５０】
なお、発電機１６、インバータ２８等によって第１の電動機械駆動部が、前記駆動モータ２５、インバータ２９等によって第２の電動機械駆動部が構成され、前記第１の電動機械駆動部の温度、すなわち、第１の駆動部温度として温度ｔｍＧ、ｔｍＧＩ等が検出され、第２の電動機械駆動部の温度、すなわち、第２の駆動部温度として前記温度ｔｍＭ、ｔｍＭＩ等が検出される。そして、温度ｔｍＧ、ｔｍＧＩ等は発電機制御装置４７に、温度ｔｍＭ、ｔｍＭＩ等は駆動モータ制御装置４９に送られる。また、図示されない油温センサによって、前記発電機１６及び駆動モータ２５を冷却するための油の温度ｔｍＯを、それぞれ第１、第２の電動機械駆動部に共通の駆動部温度として検出することもできる。その場合、発電機温度センサ６４、第１のインバータ温度センサ７０、油温センサ等によって第１の駆動部温度検出部が、駆動モータ温度センサ６５、第２のインバータ温度センサ７１、前記油温センサ等によって第２の駆動部温度検出部が構成される。
【００５１】
さらに、６６〜６９はそれぞれ各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＭＵ、ＩＭＶを検出する交流電流検出部としての電流センサ、７２は前記バッテリ状態としてのバッテリ電圧ＶＢを検出するバッテリ４３用の電圧検出部としてのバッテリ電圧センサである。前記バッテリ電圧ＶＢ及びバッテリ残量ＳＯＣは、発電機制御装置４７、駆動モータ制御装置４９及び車両制御装置５１に送られる。また、バッテリ状態として、バッテリ電流、バッテリ温度等を検出することもできる。なお、バッテリ残量検出装置４４、バッテリ電圧センサ７２、図示されないバッテリ電流センサ、図示されないバッテリ温度センサ等によってバッテリ状態検出部が構成される。また、電流ＩＧＵ、ＩＧＶは発電機制御装置４７及び車両制御装置５１に、電流ＩＭＵ、ＩＭＶは駆動モータ制御装置４９及び車両制御装置５１に供給される。
【００５２】
前記車両制御装置５１は、前記エンジン制御装置４６にエンジン制御信号を送り、エンジン制御装置４６によってエンジン１１の始動・停止を設定させる。また、前記車両制御装置５１の図示されない車速算出処理手段は、車速算出処理を行い、駆動モータロータ位置θＭの変化率ΔθＭを算出し、該変化率ΔθＭ、及び前記出力軸２６から駆動輪３７までのトルク伝達系におけるギヤ比γＶに基づいて車速Ｖを算出する。
【００５３】
そして、車両制御装置５１は、エンジン回転速度ＮＥの目標値を表すエンジン目標回転速度ＮＥ* 、発電機トルクＴＧの目標値を表す第１の電動機械目標トルクとしての発電機目標トルクＴＧ* 、及び駆動モータトルクＴＭの目標値を表す、第２の電動機械目標トルクとしての駆動モータ目標トルクＴＭ* を設定し、前記発電機制御装置４７は発電機回転速度ＮＧの目標値を表す第１の電動機械目標回転速度としての発電機目標回転速度ＮＧ* を、前記駆動モータ制御装置４９は駆動モータトルクＴＭの補正値を表す駆動モータトルク補正値δＴＭを設定する。なお、前記エンジン目標回転速度ＮＥ* 、発電機目標トルクＴＧ* 、駆動モータ目標トルクＴＭ* 等によって制御指令値が構成される。
【００５４】
また、前記発電機制御装置４７の図示されない発電機回転速度算出処理手段は、発電機回転速度算出処理を行い、前記発電機ロータ位置θＧを読み込み、該発電機ロータ位置θＧの変化率ΔθＧを算出することによって、前記発電機回転速度ＮＧを算出する。
【００５５】
そして、前記駆動モータ制御装置４９の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、駆動モータ回転速度算出処理を行い、前記駆動モータロータ位置θＭを読み込み、該駆動モータロータ位置θＭの変化率ΔθＭを算出することによって、第２の電動機械回転速度としての駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。
【００５６】
なお、前記発電機ロータ位置θＧと発電機回転速度ＮＧとは互いに比例し、駆動モータロータ位置θＭと駆動モータ回転速度ＮＭと車速Ｖとは互いに比例するので、発電機ロータ位置センサ３８及び前記発電機回転速度算出処理手段を、発電機回転速度ＮＧを検出する第２の回転速度算出部としての発電機回転速度検出部として機能させたり、駆動モータロータ位置センサ３９及び前記駆動モータ回転速度算出処理手段を、駆動モータ回転速度ＮＭを検出する第３の回転速度算出部としての駆動モータ回転速度検出部として、駆動モータロータ位置センサ３９及び前記車速算出処理手段を車速Ｖを検出する車速検出部として機能させたりすることもできる。
【００５７】
本実施の形態においては、前記エンジン回転速度センサ５２によってエンジン回転速度ＮＥを検出するようになっているが、エンジン回転速度ＮＥをエンジン制御装置４６において算出することができる。また、本実施の形態において、車速Ｖは前記車速算出処理手段によって駆動モータロータ位置θＭに基づいて算出されるようになっているが、リングギヤ回転速度ＮＲを検出し、該リングギヤ回転速度ＮＲに基づいて車速Ｖを算出したり、駆動輪３７の回転速度、すなわち、駆動輪回転速度に基づいて車速Ｖを算出したりすることもできる。その場合、車速検出部として、リングギヤ回転速度センサ、駆動輪回転速度センサ等が配設される。
【００５８】
次に、前記構成のハイブリッド型車両駆動制御装置の動作について説明する。
【００５９】
図７は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第１のメインフローチャート、図８は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第２のメインフローチャート、図９は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第３のメインフローチャート、図１０は本発明の第１の実施の形態における第１の車両要求トルクマップを示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における第２の車両要求トルクマップを示す図、図１２は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン目標運転状態マップを示す図、図１３は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン駆動領域マップを示す図、図１４は本発明の第１の実施の形態における発電機が無負荷の場合の車速線図を示す図である。なお、図１０、１１及び１３において、横軸に車速Ｖを、縦軸に車両要求トルクＴＯ* を、図１２において、横軸にエンジン回転速度ＮＥを、縦軸にエンジントルクＴＥを採ってある。
【００６０】
まず、車両制御装置５１（図６）の図示されない初期化処理手段は、初期化処理を行って各種の変量を初期値にする。次に、前記車両制御装置５１は、アクセルスイッチ５５からアクセルペダル位置ＡＰを、ブレーキスイッチ６２からブレーキペダル位置ＢＰを読み込む。そして、前記車速算出処理手段は、駆動モータロータ位置θＭを読み込み、該駆動モータロータ位置θＭの変化率ΔθＭを算出し、該変化率ΔθＭ及び前記ギヤ比γＶに基づいて車速Ｖを算出する。
【００６１】
続いて、前記車両制御装置５１の図示されない車両要求トルク決定処理手段は、車両要求トルク決定処理を行い、アクセルペダル５４が踏み込まれた場合、前記車両制御装置５１の記録装置に記録された図１０の第１の車両要求トルクマップを参照し、ブレーキペダル６１が踏み込まれた場合、前記記録装置に記録された図１１の第２の車両要求トルクマップを参照して、アクセルペダル位置ＡＰ、ブレーキペダル位置ＢＰ及び車速Ｖに対応させてあらかじめ設定された、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要な車両要求トルクＴＯ* を決定する。
【００６２】
次に、前記車両制御装置５１は、車両要求トルクＴＯ* が駆動モータトルクＴＭの最大値を表す第２の電動機械最大トルクとしての駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きいかどうかを判断する。車両要求トルクＴＯ* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きい場合、前記車両制御装置５１はエンジン１１が停止中であるかどうかを判断し、エンジン１１が停止中である場合、車両制御装置５１の図示されない急加速制御処理手段は、急加速制御処理を行い、駆動モータ２５及び発電機１６を駆動してハイブリッド型車両を走行させる。
【００６３】
また、車両要求トルクＴＯ* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘ以下である場合、及び車両要求トルクＴＯ* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きく、かつ、エンジン１１が停止中でない場合、前記車両制御装置５１の図示されない運転者要求出力算出処理手段は、運転者要求出力算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ* と車速Ｖとを乗算することによって、運転者要求出力ＰＤ
ＰＤ＝ＴＯ* ・Ｖ
を算出する。なお、前記車両要求トルクＴＯ* と駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘとを比較する場合、実際は、駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘに出力軸２６から駆動輪３７の駆動軸までのギヤ比γＭＡが乗算され、前記車両要求トルクＴＯ* と乗算値とが比較される。なお、前記ギヤ比γＭＡをあらかじめ見込んで、第１、第２の車両要求トルクマップを作成することもできる。
【００６４】
次に、前記車両制御装置５１の図示されないバッテリ充放電要求出力算出処理手段は、バッテリ充放電要求出力算出処理を行い、前記バッテリ残量検出装置４４からバッテリ残量ＳＯＣを読み込み、該バッテリ残量ＳＯＣに基づいてバッテリ充放電要求出力ＰＢを算出する。
【００６５】
続いて、前記車両制御装置５１の図示されない車両要求出力算出処理手段は、車両要求出力算出処理を行い、前記運転者要求出力ＰＤとバッテリ充放電要求出力ＰＢとを加算することによって、車両要求出力ＰＯ
ＰＯ＝ＰＤ＋ＰＢ
を算出する。
【００６６】
次に、前記車両制御装置５１の図示されないエンジン目標運転状態設定処理手段は、エンジン目標運転状態設定処理を行い、前記車両制御装置５１の記録装置に記録された図１２のエンジン目標運転状態マップを参照し、前記車両要求出力ＰＯを表す線ＰＯ１、ＰＯ２、…と、各アクセルペダル位置ＡＰ１〜ＡＰ６におけるエンジン１１の効率が最も高くなる最適燃費曲線Ｌとが交差するポイントＡ１〜Ａ３、Ａｍを、エンジン目標運転状態であるエンジン１１の運転ポイントとして決定し、該運転ポイントにおけるエンジントルクＴＥ１〜ＴＥ３、ＴＥｍをエンジントルクＴＥの目標値を表すエンジン目標トルクＴＥ* として決定し、前記運転ポイントにおけるエンジン回転速度ＮＥ１〜ＮＥ３、ＮＥｍをエンジン目標回転速度ＮＥ* として決定し、該エンジン目標回転速度ＮＥ* をエンジン制御装置４６に送る。
【００６７】
そして、該エンジン制御装置４６は、エンジン制御装置４６の記録装置に記録された図１３のエンジン駆動領域マップを参照して、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれているかどうかを判断する。図１３において、ＡＲ１はエンジン１１が駆動される駆動領域、ＡＲ２はエンジン１１の駆動が停止させられる停止領域、ＡＲ３はヒステリシス領域である。また、ＬＥ１は停止させられているエンジン１１が駆動されるライン、ＬＥ２は駆動されているエンジン１１の駆動が停止させられるラインである。なお、前記ラインＬＥ１は、バッテリ残量ＳＯＣが大きいほど図１３の右方に移動させられ、駆動領域ＡＲ１が狭くされ、バッテリ残量ＳＯＣが小さいほど図１３の左方に移動させられ、駆動領域ＡＲ１が広くされる。
【００６８】
そして、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれているにもかかわらず、エンジン１１が駆動されていない場合、エンジン制御装置４６の図示されないエンジン始動制御処理手段は、エンジン始動制御処理を行い、エンジン１１を始動する。また、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれていないにもかかわらず、エンジン１１が駆動されている場合、エンジン制御装置４６の図示されないエンジン停止制御処理手段は、エンジン停止制御処理を行い、エンジン１１の駆動を停止させる。そして、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれておらず、エンジン１１が駆動されていない場合、前記車両制御装置５１の図示されない駆動モータ目標トルク算出処理手段は、駆動モータ目標トルク算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ* を駆動モータ目標トルクＴＭ* として算出するとともに決定し、該駆動モータ目標トルクＴＭ* を駆動モータ制御装置４９に送る。駆動モータ制御装置４９の図示されない駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ２５のトルク制御を行う。
【００６９】
また、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれていて、かつ、エンジン１１が駆動されている場合、エンジン制御装置４６の図示されないエンジン駆動制御処理手段は、エンジン駆動制御処理を行い、所定の方法でエンジン１１の制御を行う。
【００７０】
次に、発電機制御装置４７の図示されない発電機目標回転速度算出処理手段は、発電機目標回転速度算出処理を行い、具体的には、車両制御装置５１から駆動モータロータ位置θＭを読み込み、該駆動モータロータ位置θＭ、及び出力軸２６（図２）からリングギヤＲまでのギヤ比γＲに基づいてリングギヤ回転速度ＮＲを算出するとともに、エンジン目標運転状態設定処理において決定されたエンジン目標回転速度ＮＥ* を読み込み、リングギヤ回転速度ＮＲ及びエンジン目標回転速度ＮＥ* に基づいて、前記回転速度関係式によって、発電機目標回転速度ＮＧ* を算出し、決定する。
【００７１】
ところで、前記構成のハイブリッド型車両を駆動モータ２５及びエンジン１１によって走行させているときに、発電機回転速度ＮＧが低い場合、消費電力が大きくなり、発電機１６の発電効率が低くなるとともに、ハイブリッド型車両の燃費がその分悪くなってしまう。そこで、発電機目標回転速度ＮＧ* の絶対値が所定の回転速度より小さい場合、発電機ブレーキＢを係合させ、発電機１６を機械的に停止させ、燃費を良くするようにしている。
【００７２】
そのために、前記発電機制御装置４７は、前記発電機目標回転速度ＮＧ* の絶対値が所定の第１の回転速度Ｎｔｈ１（例えば、５００〔ｒｐｍ〕）以上であるかどうかを判断する。発電機目標回転速度ＮＧ* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１以上である場合、発電機制御装置４７は、発電機ブレーキＢが解放されているかどうかを判断する。そして、該発電機ブレーキＢが解放されている場合、前記発電機制御装置４７の図示されない発電機回転速度制御処理手段は、発電機回転速度制御処理を行い、発電機１６のトルク制御を行う。また、前記発電機ブレーキＢが解放されていない場合、前記発電機制御装置４７の図示されない発電機ブレーキ解放制御処理手段は、発電機ブレーキ解放制御処理を行い、発電機ブレーキＢを解放する。
【００７３】
ところで、発電機目標トルクＴＧ* が設定され、前記発電機回転速度制御処理において、前記発電機目標トルクＴＧ* に基づいて発電機１６のトルク制御が行われ、所定の発電機トルクＴＧが発生させられると、前述されたように、エンジントルクＴＥ、リングギヤトルクＴＲ及び発電機トルクＴＧは互いに反力を受け合うので、発電機トルクＴＧがリングギヤトルクＴＲに変換されてリングギヤＲから出力される。
【００７４】
そして、リングギヤトルクＴＲがリングギヤＲから出力されるのに伴って、発電機回転速度ＮＧが変動し、前記リングギヤトルクＴＲが変動すると、変動したリングギヤトルクＴＲが駆動輪３７に伝達され、ハイブリッド型車両の走行フィーリングが低下してしまう。そこで、発電機回転速度ＮＧの変動に伴う発電機１６のイナーシャ（ロータ２１及びロータ軸のイナーシャ）分のトルクを見込んでリングギヤトルクＴＲを算出するようにしている。
【００７５】
そのために、前記車両制御装置５１の図示されないリングギヤトルク算出処理手段は、リングギヤトルク算出処理を行い、前記発電機目標トルクＴＧ* を読み込み、該発電機目標トルクＴＧ* 、及びサンギヤＳの歯数に対するリングギヤＲの歯数の比に基づいてリングギヤトルクＴＲを算出する。
【００７６】
すなわち、発電機１６のイナーシャをＩｎＧとし、発電機１６の角加速度（発電機ロータ位置θＧに対応する角速度ωの変化率、すなわち、回転変化率）をαＧとしたとき、サンギヤＳに加わるトルク、すなわち、サンギヤトルクＴＳは、発電機目標トルクＴＧ* にイナーシャＩｎＧ分のトルク等価成分（イナーシャトルク）ＴＧＩ
ＴＧＩ＝ＩｎＧ・αＧ
を減算することによって得られ、
ＴＳ＝ＴＧ* −ＴＧＩ
＝ＴＧ* −ＩｎＧ・αＧ                            ……（３）
になる。なお、エンジン回転速度ＮＥが一定の場合、前記トルク等価成分ＴＧＩは、通常、ハイブリッド型車両の加速中は加速方向に対して負の値を、ハイブリッド型車両の減速中は加速方向に対して正の値を採る。また、角加速度αＧは、発電機回転速度ＮＧを微分することによって算出される。
【００７７】
そして、リングギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数のρ倍であるとすると、リングギヤトルクＴＲは、サンギヤトルクＴＳのρ倍であるので、
ＴＲ＝ρ・ＴＳ
＝ρ・（ＴＧ* −ＴＧＩ）
＝ρ・（ＴＧ* −ＩｎＧ・αＧ）                    ……（４）
になる。このように、発電機目標トルクＴＧ* 及びトルク等価成分ＴＧＩからリングギヤトルクＴＲを算出することができる。
【００７８】
そこで、前記車両制御装置５１の図示されない駆動軸トルク推定処理手段は、駆動軸トルク推定処理を行い、前記発電機目標トルクＴＧ* 及びトルク等価成分ＴＧＩに基づいて出力軸２６におけるトルク、すなわち、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。すなわち、前記駆動軸トルク推定処理手段は、前記リングギヤトルクＴＲ、及びリングギヤＲの歯数に対する第２のカウンタドライブギヤ２７の歯数の比に基づいて駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、算出する。
【００７９】
なお、発電機ブレーキＢが係合させられる際に、発電機目標トルクＴＧ* は零（０）にされるので、リングギヤトルクＴＲはエンジントルクＴＥと比例関係になる。そこで、発電機ブレーキＢが係合させられる際に、前記駆動軸トルク推定処理手段は、車両制御装置５１を介してエンジントルクＴＥを読み込み、前記トルク関係式によって、エンジントルクＴＥに基づいてリングギヤトルクＴＲを算出し、該リングギヤトルクＴＲ、及びリングギヤＲの歯数に対する第２のカウンタドライブギヤ２７の歯数の比に基づいて前記駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
【００８０】
続いて、前記駆動モータ目標トルク算出処理手段は、駆動モータ目標トルク算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ* から前記駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを減算することによって、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴでは過不足する分を駆動モータ目標トルクＴＭ* として算出し、決定する。
【００８１】
そして、前記駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、決定された駆動モータ目標トルクＴＭ* に基づいて駆動モータ２５のトルク制御を行い、駆動モータトルクＴＭを制御する。
【００８２】
また、発電機目標回転速度ＮＧ* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１より小さい場合、発電機制御装置４７は、発電機ブレーキＢが係合させられているかどうかを判断する。そして、発電機ブレーキＢが係合させられていない場合、発電機制御装置４７の図示されない発電機ブレーキ係合制御処理手段は、発電機ブレーキ係合制御処理を行い、発電機ブレーキＢを係合させる。
【００８３】
ところで、前述されたように、エンジン１１と連結されたキャリヤＣＲにピニオンＰが配設されるので、車速Ｖ、エンジン回転速度ＮＥ等の車両の状態によって、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘ（本実施の形態においては、９０００〔ｒｐｍ〕）を超えると、プラネタリギヤユニット１３の耐久性が低下してしまう。
【００８４】
すなわち、図１４に示されるように、発電機回転速度ＮＧが負の値を採り、発電機１６が無負荷である場合に、エンジン１１が駆動されると、リングギヤ回転速度ＮＲは、発電機回転速度ＮＧの絶対値が大きいほど高くなり、ピニオン回転速度ＮＰは更に高くなる。
【００８５】
そこで、車両制御装置５１のエンジン制御処理手段９１（図１）は、エンジン制御処理を行い、現在のピニオン回転速度ＮＰを算出し、該ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘより高いかどうかを判断し、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘより高い場合に、第１のエンジン回転指標としてのエンジン回転速度ＮＥを制限し、そのために、第２のエンジン回転指標としてのエンジン目標回転速度ＮＥ* を制限する。
【００８６】
次に、図７〜９のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１  初期化処理を行う。
ステップＳ２  アクセルペダル位置ＡＰ及びブレーキペダル位置ＢＰを読み込む。
ステップＳ３  車速Ｖを算出する。
ステップＳ４  車両要求トルクＴＯ* を決定する。
ステップＳ５  車両要求トルクＴＯ* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きいかどうかを判断する。車両要求トルクＴＯ* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きい場合はステップＳ６に、車両要求トルクＴＯ* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘ以下である場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ６  エンジン１１が停止中であるかどうかを判断する。エンジン１１が停止中である場合はステップＳ７に、停止中でない場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ７  急加速制御処理を行う。
ステップＳ８  運転者要求出力ＰＤを算出する。
ステップＳ９  バッテリ充放電要求出力ＰＢを算出する。
ステップＳ１０  車両要求出力ＰＯを算出する。
ステップＳ１１  エンジン１１の運転ポイントを決定する。
ステップＳ１２  エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれているかどうかを判断する。エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれている場合はステップＳ１３に、置かれていない場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１３  エンジン１１が駆動されているかどうかを判断する。エンジン１１が駆動されている場合はステップＳ１７に、駆動されていない（停止させられている）場合はステップＳ１５に進む。
ステップＳ１４  エンジン１１が駆動されているかどうかを判断する。エンジン１１が駆動されている場合はステップＳ１６に、駆動されていない場合はステップＳ２６に進む。
ステップＳ１５  エンジン始動制御処理を行う。
ステップＳ１６  エンジン停止制御処理を行う。
ステップＳ１７  エンジン駆動制御処理を行う。
ステップＳ１８  発電機目標回転速度ＮＧ* を決定する。
ステップＳ１９  発電機目標回転速度ＮＧ* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１以上であるかどうかを判断する。発電機目標回転速度ＮＧ* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１以上である場合はステップＳ２０に、発電機目標回転速度ＮＧ* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１より小さい場合はステップＳ２１に進む。
ステップＳ２０  発電機ブレーキＢが解放されているかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが解放されている場合はステップＳ２３に、解放されていない場合はステップＳ２４に進む。
ステップＳ２１  発電機ブレーキＢが係合させられているかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが係合させられている場合はステップＳ２８に、係合させられていない場合はステップＳ２２に進む。
ステップＳ２２  発電機ブレーキ係合制御処理を行う。
ステップＳ２３  発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ２４  発電機ブレーキ解放制御処理を行う。
ステップＳ２５  駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
ステップＳ２６  駆動モータ目標トルクＴＭ* を決定する。
ステップＳ２７  駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ２８  エンジン制御処置を行い、処理を終了する。
【００８７】
次に、図９のステップＳ２８におけるエンジン制御処理のサブルーチンについて説明する。
【００８８】
図１５は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン制御処理のサブルーチンを示す図、図１６は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン制御処理の動作を示すタイムチャートである。
【００８９】
まず、前記エンジン制御処理手段９１（図１）の回転体回転速度算出処理手段としての図示されないピニオン回転速度算出処理手段は、回転体回転速度算出処理としてのピニオン回転速度算出処理を行い、リングギヤ回転速度ＮＲを読み込み、リングギヤＲの歯数Ｚｒに対するピニオンＰの歯数Ｚｐの比γｐｒ
γｐｒ＝Ｚｐ／Ｚｒ
及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて、ピニオン回転速度ＮＰ
ＮＰ＝（ＮＲ−ＮＥ）／γｐｒ
を算出する。このように、前記プラネタリギヤユニット１３における回転速度関係式に基づいて、ピニオン回転速度ＮＰを算出することができる。
【００９０】
続いて、前記エンジン制御処理手段９１の図示されないピニオン回転速度判定処理手段は、リングギヤ回転速度判定処理を行い、ピニオン回転速度ＮＰ及び上限値ＮＰｍａｘを読み込み、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘ以上であるかどうかを判断する。
【００９１】
そして、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘ以上である場合、前記エンジン制御処理手段９１の図示されない補正処理手段は、補正処理を行い、エンジン回転速度ＮＥを制限し、そのためにエンジン目標回転速度ＮＥ* を補正し、制限する。そのために、前記補正処理手段は、車速Ｖを読み込み、車両制御装置５１（図６）の記録装置にあらかじめ記録された図示されないエンジン回転速度マップを参照して、車速Ｖに対応するエンジン回転速度ＮＥの下限値を表すエンジン回転速度制限値ＮＥｔｈを読み込み、該エンジン回転速度制限値ＮＥｔｈをエンジン目標回転速度ＮＥ* とする。
【００９２】
なお、前記エンジン回転速度マップには、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘ以上にならないように、各車速Ｖに対応するエンジン回転速度制限値ＮＥｔｈがあらかじめ算出され、車速Ｖとエンジン回転速度制限値ＮＥｔｈとが互いに対応させて、記録装置に記録される。
【００９３】
一方、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘより低い場合、前記エンジン制御処理手段９１は、エンジン回転速度ＮＥを制限しない。また、エンジン目標回転速度ＮＥ* は補正されない。
【００９４】
図１６に示されるように、ピニオン回転速度ＮＰが高くなり、タイミングｔ１で上限値ＮＰｍａｘになると、車速Ｖに対応するエンジン回転速度制限値ＮＥｔｈが読み出され、該エンジン回転速度制限値ＮＥｔｈがエンジン目標回転速度ＮＥ* にされる。
【００９５】
このように、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘになると、エンジン回転速度ＮＥが制限されるので、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘより高くなるのを防止することができ、プラネタリギヤユニット１３の耐久性を向上させることができる。
【００９６】
本実施の形態においては、車両制御装置５１の記録装置にあらかじめ記録された前記エンジン回転速度マップを参照して、車速Ｖに対応するエンジン回転速度制限値ＮＥｔｈを読み込み、該エンジン回転速度制限値ＮＥｔｈをエンジン目標回転速度ＮＥ* とするようになっているが、前記記録装置にあらかじめエンジントルクマップを記録することもできる。
【００９７】
その場合、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘ以上である場合、前記補正処理手段は、エンジン目標トルクＴＥ* を補正することによって、エンジン回転速度ＮＥを制限する。そのために、補正処理手段は、車速Ｖを読み込み、前記エンジントルクマップを参照して、車速Ｖに対応するエンジントルクＴＥの下限値を表すエンジントルク制限値ＴＥｔｈを読み込む。続いて、前記補正処理手段は、図１２のエンジン目標運転状態マップを参照し、エンジントルク制限値ＴＥｔｈに対応するエンジン１１の運転ポイントにおけるエンジントルクＴＥをエンジン目標トルクＴＥ* として決定し、前記運転ポイントにおけるエンジン回転速度ＮＥをエンジン目標回転速度ＮＥ* とする。
【００９８】
なお、前記エンジントルクマップには、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘ以上にならないように、各車速Ｖに対応するエンジントルク制限値ＴＥｔｈがあらかじめ算出され、車速Ｖとエンジントルク制限値ＴＥｔｈとが互いに対応させて、記録装置に記録される。
【００９９】
この場合、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘになると、エンジントルクＴＥが制限され、エンジントルクＴＥに対応させてエンジン回転速度ＮＥを制限することができる。したがって、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘより高くなるのを防止することができる。その結果、プラネタリギヤユニット１３の耐久性を向上させることができる。
【０１００】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２８−１  ピニオン回転速度ＮＰを算出する。
ステップＳ２８−２  ピニオン回転速度ＮＰが上限値Ｎｐｍａｘ以上であるかどうかを判断する。ピニオン回転速度ＮＰが上限値Ｎｐｍａｘ以上である場合はステップＳ２８−３に、ピニオン回転速度ＮＯが上限値Ｎｐｍａｘより低い場合はステップＳ２８−４に進む。
ステップＳ２８−３  エンジン回転速度ＮＥを制限し、リターンする。
ステップＳ２８−４  エンジン回転速度ＮＥを制限せず、リターンする。
【０１０１】
ところで、本実施の形態においては、補正処理を行うためにリングギヤ回転速度ＮＲ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいてピニオン回転速度ＮＰを算出する必要があるので、制御規模が大きくなるだけでなく、処理速度が低くなってしまう。
【０１０２】
そこで、制御規模を小さくすることができ、処理速度を高くすることができるようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１０３】
図１７は本発明の第２の実施の形態におけるエンジン制御処理のサブルーチンを示す図、図１８は本発明の第２の実施の形態におけるエンジン回転速度マップを示す図である。なお、図１８において、横軸に車速Ｖを、縦軸にエンジン回転速度ＮＥを採ってある。
【０１０４】
この場合、車両制御装置５１（図６）の前記エンジン制御処理手段９１（図１）は、現在のエンジン回転速度ＮＥを算出し、該エンジン回転速度ＮＥが上限値ＮＥｍａｘ以上であるかどうか、又はエンジン回転速度ＮＥが下限値ＮＥｍｉｎ以下であるかどうかを判断し、エンジン回転速度ＮＥが上限値ＮＥｍａｘ以上であるか、又はエンジン回転速度ＮＥが下限値ＮＥｍｉｎ以下である場合に、第１のエンジン回転指標としてのエンジン回転速度ＮＥを制限し、そのために第２のエンジン回転指標としてのエンジン目標回転速度ＮＥ* を制限する。
【０１０５】
そのために、前記エンジン制御処理手段９１の図示されないエンジン回転速度判定処理手段は、エンジン回転速度判定処理を行い、エンジン回転速度ＮＥを読み込むとともに、車両制御装置５１の記録装置にあらかじめ記録された、図１８に示されるエンジン回転速度マップを参照して、車速Ｖに対応するエンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＥｍａｘ及び下限値ＮＥｍｉｎを読み込み、エンジン回転速度ＮＥが上限値ＮＥｍａｘ以上であるかどうか、又はエンジン回転速度ＮＥが下限値ＮＥｍｉｎ以下であるかどうかを判断する。
【０１０６】
図１８において、Ｌ１はエンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＥｍａｘを示すラインであり、エンジン回転速度ＮＥがラインＬ１で示される上限値ＮＥｍａｘ以上になると、発電機１６が正の方向に過剰に回転させられ、発電機回転速度ＮＧが上限値ＮＧｍａｘを超えてしまう。また、Ｌ３はエンジン回転速度ＮＥの下限値ＮＥｍｉｎを示すラインであり、エンジン回転速度ＮＥがラインＬ３で示される下限値ＮＥｍｉｎ以下になると、ピニオンＰが過剰に回転させられ、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘを超えてしまう。そして、Ｌ２は、発電機１６が負の方向に過剰に回転させられたときの発電機回転速度ＮＧの下限値ＮＧｍｉｎを示すラインである。さらに、Ｌ４は車速Ｖが負側であるときにピニオン回転速度ＮＰが過剰に回転させられたときのエンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＥｍａｘを示すラインである。
【０１０７】
なお、前記エンジン回転速度マップには、発電機回転速度ＮＧが上限値ＮＧｍａｘ以上にならないように、上限値ＮＧｍａｘに対応させて各車速Ｖに対応するエンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＥｍａｘがあらかじめ算出され、ピニオン回転速度ＮＰが上限値ＮＰｍａｘ以上にならないように、上限値ＮＰｍａｘに対応させて各車速Ｖに対応するエンジン回転速度ＮＥの下限値ＮＥｍｉｎがあらかじめ算出され、車速Ｖと上限値ＮＥｍａｘ及び下限値ＮＥｍｉｎとが互いに対応させて、記録装置に記録される。
【０１０８】
なお、リングギヤ回転速度ＮＲ、あらかじめ設定された上限値ＮＰｍａｘ、及びリングギヤＲの歯数Ｚｒに対するピニオンＰの歯数Ｚｐの比γｐｒ
γｐｒ＝Ｚｐ／Ｚｒ
に基づいて、エンジン回転速度ＮＥの下限値ＮＥｍｉｎ
ＮＥｍｉｎ＝ＮＲ−ＮＰｍａｘ・γｐｒ
を算出することができる。
【０１０９】
そして、エンジン回転速度ＮＥが上限値ＮＥｍａｘ以上であるか、又はエンジン回転速度ＮＥが下限値ＮＥｍｉｎ以下である場合、前記エンジン制御処理手段９１の前記補正処理手段は、エンジン回転速度ＮＥを制限し、エンジン目標回転速度ＮＥ* を補正する。すなわち、前記補正処理手段は、エンジン回転速度ＮＥが上限値ＮＥｍａｘ以上である場合、上限値ＮＥｍａｘをエンジン目標回転速度ＮＥ* とし、エンジン回転速度ＮＥが下限値ＮＥｍｉｎ以下である場合、下限値ＮＥｍｉｎをエンジン目標回転速度ＮＥ* する。
【０１１０】
一方、エンジン回転速度ＮＥが上限値ＮＥｍａｘより低く、かつ、下限値ＮＥｍｉｎより高い場合、前記エンジン制御処理手段９１は、エンジン回転速度ＮＥを制限しない。また、エンジン目標回転速度ＮＥ* は補正されない。
【０１１１】
このように、本実施の形態においては、補正処理を行うためにエンジン回転速度ＮＥを読み込むだけでよいので、制御規模を小さくすることができ、処理速度を高くすることができる。
【０１１２】
次に、図１７のフローチャートを説明する。
ステップＳ２８−１１  エンジン回転速度ＮＥを算出する。
ステップＳ２８−１２  エンジン回転速度ＮＥが上限値ＮＥｍａｘ以上であるかどうか、又はエンジン回転速度ＮＥが下限値ＮＥｍｉｎ以下であるかどうかを判断する。エンジン回転速度ＮＥが上限値ＮＥｍａｘ以上であるか、又はエンジン回転速度ＮＥが下限値ＮＥｍｉｎ以下である場合はステップＳ２８−１３に、エンジン回転速度ＮＥが上限値ＮＥｍａｘより低く、かつ、下限値ＮＥｍｉｎより高い場合はステップＳ２８−１４に進む。
ステップＳ２８−１３  エンジン回転速度ＮＥを制限し、リターンする。
ステップＳ２８−１４  エンジン回転速度ＮＥを制限せず、リターンする。
【０１１３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの動作説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における通常走行時の車速線図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の概念図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第１のメインフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第２のメインフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第３のメインフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における第１の車両要求トルクマップを示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における第２の車両要求トルクマップを示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン目標運転状態マップを示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン駆動領域マップを示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における発電機が無負荷の場合の車速線図を示す図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン制御処理の動作を示すタイムチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施の形態におけるエンジン制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態におけるエンジン回転速度マップを示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１１    エンジン
１３    プラネタリギヤユニット
１４    出力軸
１６    発電機
５２    エンジン回転速度センサ
９１    エンジン制御処理手段
ＣＲ    キャリヤ
Ｐ    ピニオン
Ｐａ    ニードル
Ｒ    リングギヤ
Ｓ    サンギヤ
【図１】
2005105957.tif 000003
【図２】
2005105957.tif 000004
【図３】
2005105957.tif 000005
【図４】
2005105957.tif 000006
【図５】
2005105957.tif 000007
【図６】
2005105957.tif 000008
【図７】
2005105957.tif 000009
【図８】
2005105957.tif 000010
【図９】
2005105957.tif 000011
【図１０】
2005105957.tif 000012
【図１１】
2005105957.tif 000013
【図１２】
2005105957.tif 000014
【図１３】
2005105957.tif 000015
【図１４】
2005105957.tif 000016
【図１５】
2005105957.tif 000017
【図１６】
2005105957.tif 000018
【図１７】
2005105957.tif 000019
【図１８】
2005105957.tif 000020