(57)【要約】【課題】モータ電圧の跳ね上がりを防止して、モータへの電力供給系の不具合を回避することを課題とする。【解決手段】発電機１２で得られた直流電力をドライブユニット１４で交流電力に変換してモータ３に供給制御し、モータ側クラッチ１０の締結が開始された後、モータ側クラッチ１０が完全に締結されていないものと判別された場合には、モータ３に供給されるｄ軸電流をモータ側クラッチ１０が完全に締結されたときよりも増加させてモータ３に供給して駆動制御する。【選択図】図１
2007223454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンで主駆動輪が駆動され、交流用のモータで得られた回転駆動力がクラッチを介して従駆動輪に選択的に伝達されて前記従駆動輪が選択的に駆動されるハイブリッド車両のモータ制御装置において、
前記エンジンで得られた動力で回転駆動されて直流電力を発電する発電機と、
前記モータの回転数と、前記クラッチの前記従駆動輪側に連結されている一方のクラッチ板の回転数との回転数差に基づいて、前記クラッチが完全に締結されているか否かを判別するクラッチ締結判別手段と、
前記発電機で得られた直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給制御し、前記クラッチの締結が開始された後、前記クラッチ締結判別手段で前記クラッチが完全に締結されていないものと判別された場合には、前記クラッチが完全に締結されたときよりも増加させたｄ軸電流を前記モータに供給して、前記モータの回転駆動をベクトル制御するモータ制御手段と
を有することを特徴とするハイブリッド車両のモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータに要求される要求トルクと前記モータに流れる励磁電流とに基づいて前記モータで発生する誘起電圧を推定し、その推定結果に基づいてｄ軸電流の増加量を設定する
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両のモータ制御装置。
【請求項３】
前記クラッチ締結判別手段で前記クラッチが完全に締結されたものと判別された場合には、前記ｄ軸電流を徐々に減少させて、四輪駆動時に前記モータに供給されるｄ軸電流とする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後輪の一方を内燃機関（エンジン）で回転駆動するハイブリッド車両の前後輪の他方を選択的に回転駆動する電動機（モータ）を制御するハイブリッド車両のモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献に記載された技術では、エンジンによって前輪を回転駆動するとともに、エンジンにより発電機を回転駆動して得られた電力で駆動されるモータで後輪を選択的に回転駆動している。
【０００３】
すなわち、後輪にはクラッチを介してモータの回転駆動力が伝達され、クラッチが締結されているときにはモータで得られた回転駆動力が後輪に伝達されて四輪駆動となる一方、クラッチが切り離されているときには、モータの回転駆動力は後輪には伝達されず二輪駆動となる。
【特許文献１】特開２００４−２０１４５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来のハイブリッド車両においては、クラッチを介してモータで得られた回転駆動力を選択的に一方の駆動輪に伝達していた。このため、クラッチが完全に締結される前にトルク指令に基づいてモータを回転駆動してクラッチが完全に締結された瞬間に、モータ側の回転と車輪側の回転との差によりクラッチの摩擦面で摩擦振動が発生することに加えて、急激なトルク変動によりモータの回転軸に捻れが生じるおそれがある。  これらにより、モータで回転変動が生じて誘起電圧が発生しモータ電圧が跳ね上がり、モータ電圧がモータに供給される供給電圧を上回って受給関係のバランスが崩れるおそれがあった。受給関係が崩れると、モータ側から発電機側に電流が逆流するおそれがあり、発電機からモータに電力を供給する供給系に不具合を招くおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータ電圧の跳ね上がりを防止して、モータへの電力供給系の不具合を回避するハイブリッド車両のモータ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】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、エンジンで主駆動輪が駆動され、交流用のモータで得られた回転駆動力がクラッチを介して従駆動輪に選択的に伝達されて前記従駆動輪が選択的に駆動されるハイブリッド車両のモータ制御装置において、前記エンジンで得られた動力で回転駆動されて直流電力を発電する発電機と、前記モータの回転数と、前記クラッチの前記従駆動輪側に連結されている一方のクラッチ板の回転数との回転数差に基づいて、前記クラッチが完全に締結されているか否かを判別するクラッチ締結判別手段と、前記発電機で得られた直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給制御し、前記クラッチの締結が開始された後、前記クラッチ締結判別手段で前記クラッチが完全に締結されていないものと判別された場合には、前記クラッチが完全に締結されたときよりも増加させたｄ軸電流を前記モータに供給して、前記モータの回転駆動をベクトル制御するモータ制御手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
上記特徴の請求項１記載の発明によれば、クラッチの非完全締結時に、発電機に対してモータ側が過剰電圧となることを回避することが可能となり、発電機からモータへの電力供給系の不具合を防止することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のハイブリッド車両のモータ制御装置において、前記モータに要求される要求トルクと前記モータに流れる励磁電流とに基づいて前記モータで発生する誘起電圧を推定し、その推定結果に基づいてｄ軸電流の増加量を設定することを特徴とする。
【０００９】
上記特徴の請求項２記載の発明によれば、モータで発生する余剰電力を消費するｄ軸電流を最適に設定することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のハイブリッド車両のモータ制御装置において、前記クラッチ締結判別手段で前記クラッチが完全に締結されたものと判別された場合には、前記ｄ軸電流を徐々に減少させて、四輪駆動時に前記モータに供給されるｄ軸電流とすることを特徴とする。
【００１１】
上記特徴の請求項３記載の発明によれば、円滑にモータのトルクを要求トルクに移行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の実施例１に係るハイブリッド車両の構成を示す図である。図１に示す実施例１のハイブリッド車両は、内燃機関のエンジン１で前後輪の一方の主駆動輪２が回転駆動され、交流用のモータ３で前後輪の他方の従駆動輪４が選択的に回転駆動される。すなわち、エンジン１で得られた動力はエンジン側クラッチ５、変速機６ならびにデファレンシャルギア７を介して主駆動輪２側の車軸に伝達され、車軸に取り付けられた主駆動輪２が回転駆動される。一方、モータ３で得られた回転駆動力は回転数センサ８、吸収部材９、モータ側クラッチ１０ならびにデファレンシャルギア１１を介して従駆動輪４側の車軸に選択的に伝達され、車軸に取り付けられた従駆動輪４が選択的に回転駆動される。したがって、モータ側クラッチ１０が締結状態にあっては車両は四輪駆動される一方、モータ側クラッチ１０が非締結状態にあっては車両は二輪駆動される。
【００１４】
回転数センサ８は、モータ３の回転数を計測し、計測した回転数を後述するモータコントロールユニット１３ならびに車両コントロールユニット１５に与える。吸収部材９は、例えばスプリング等から構成されて、モータ側クラッチ１０の締結時に締結衝撃を緩和する。
【００１５】
エンジン１には、ベルト等を介して発電機１２が連結されている。この発電機１２は、エンジン１で得られた動力で回転駆動され、車両コントロールユニット１５の制御の下に所望の直流電力を発電する。
【００１６】
モータコントロールユニット１３は、発電機１２で得られた直流電力をモータ３に供給される交流電力に変換するインバータからなるドライブユニット１４を含み、モータ３に設置された温度センサ（図示せず）で計測されたモータ温度、ならびに回転数センサ８で計測されたモータ回転数を入力し、これらの計測値ならびに車両コントロールユニット１５の制御の下にモータ３を駆動制御する。
【００１７】
モータコントロールユニット１３は、交流用のモータ３におけるｑ軸電流成分（トルク寄与成分）とｄ軸電流成分（無効電流）とをそれぞれ独立して制御する公知のベクトル制御によりモータ３を駆動制御する。
【００１８】
車両コントロールユニット１５は、本ハイブリッド車両の運転を制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ等により実現される。車両コントロールユニット１５は、回転数センサ８ならびに本ハイブリッド車両の運転に必要な情報を収集するセンサ（図示せず）からの信号を読み込み、読み込んだ各種信号ならびに予め内部に保有する制御ロジック（プログラム）に基づいて、モータ側クラッチ１０、発電機１２、モータコントロールユニット１３を含む本ハイブリッド車両の構成要素に指令を送り、以下に説明する本実施例の特徴的なモータ制御動作を含む本ハイブリッド車両の運転／停止に必要なすべての動作を統括管理して制御する。
【００１９】
次に、図２のフローチャートを参照して、モータ側クラッチ１０の締結前後のモータ制御動作について説明する。
【００２０】
図２において、先ずモータ側クラッチ１０の締結が要求されているか否かを判別する（ステップＳ２０）。判別の結果、要求されている場合には、回転数センサ８で計測されたモータ３の回転数（ＭＲＰＭ）を取得する（ステップＳ２１）。続いて、モータ側クラッチ１０におけるデファレンシャルギア１１側のクラッチ板の回転数を算出する（ステップＳ２２）。この回転数は、例えば車速や車輪速とデファレンシャルギア１１のギア比とに基づいて算出する。
【００２１】
次に、モータ３の回転数とデファレンシャルギア１１側のクラッチ板の回転数とに基づいて、モータ側クラッチ１０が完全に締結されているか否かを判別する（ステップＳ２３）。すなわち、モータ３の回転数とデファレンシャルギア１１側のクラッチ板の回転数とが予め設定された判別回転数差以内に収まっているか否かを判別し、収まっていない場合にはモータ側クラッチ１０がまだ完全に締結されていない非完全締結状態であると判別する一方、収まっている場合には完全締結状態であると判別する。なお、上記判別回転数差は、予め実験等により求めておき、車両コントロールユニット１５の記憶装置に記憶される。
【００２２】
判別の結果、モータ側クラッチ１０が完全に締結されていないものと判別された場合には、ドライブユニット１４を介して発電機１２から供給される供給電流の内、先に説明したモータ３のベクトル制御におけるｄ軸電流の非完全締結時ｄ軸電流目標値（Ｉｄ＿ｃｏｎ）を算出する（ステップＳ２４）。その後、算出したｄ軸電流目標値をモータ３に供給されるｄ軸電流として設定し、モータ３の回転駆動をベクトル制御する。
【００２３】
非完全締結時ｄ軸電流目標値は、図３（ａ）に示すような非完全締結時用のｄ軸電流マップに基づいて算出
される。この非完全締結時用のｄ軸電流マップは、クラッチが完全に締結されたときのｄ軸電流の目標値（Ｉｄ＿ｔｉｅ）を算出する際に用いる、図３（ｂ）に示すような完全締結時用のｄ軸電流マップに基づいて作成される。
【００２４】
完全締結時用のｄ軸電流マップは、モータ側クラッチ１０が完全に締結されたときのモータ３の回転数（ＭＲＰＭ）と、アクセルペダルの踏み込み量やスロットル開度に応じて算出された要求トルクに基づいてｄ軸電流が最適化されるように予め実験やシミュレーション等により求めマップ化して記憶しておく。このような完全締結時用のｄ軸電流マップで設定された完全締結時ｄ軸電流目標値に対して、非完全締結時ｄ軸電流目標値は、予め設定されたオフセット値を加えて増加させて、非完全締結時用のｄ軸電流マップを作成する。
【００２５】
ｄ軸電流の増加によりモータ３の出力トルクを変えることなくモータ電圧を完全締結時に比べて高く設定することで、前述した余剰電力による電圧の跳ね上がりを吸収する作用効果が得られるようにするために、非完全締結時におけるモータ３の誘起電圧を推定し、この推定値に基づいて上記オフセット値を決定する。非完全締結時におけるモータ３の誘起電圧は、例えばモータ３の界磁電流と要求トルクとをパラメータとして実験を行い、その実験結果に基づいて先のパラメータと誘起電圧との関係を求め、その関係に基づいて推定するようにしてもよい。
【００２６】
また、モータ側クラッチ１０が締結指令を受けた直後の非完全締結状態においては、モータ３への要求トルクを満足させるだけの電力が発電機１２からモータ３に供給されていないので、モータ３のトルクは要求トルクよりも低い予め設定された非完全締結時トルクに設定されてモータ３が駆動制御される。この非完全締結時トルクは、例えばそのときに設定されているｄ軸電流目標値等により決定される。
【００２７】
次に、先のステップＳ２３の判別結果において、モータ側クラッチ１０が完全に締結されているものと判別された場合には、先に説明した図３（ａ）に示す完全締結時用のｄ軸電流マップを参照して、完全締結時ｄ軸電流目標値（Ｉｄ＿ｔｉｅ）を算出する（ステップＳ２５）。算出後、車両コントロールユニット１５で計測された完全締結後の時間が予め設定された過渡期間を経過したか否かを判別する（ステップＳ２６）。判別の結果、過渡期間が経過していない場合には、過渡時ｄ軸電流目標値（Ｉｄ＿ｃｈ）を算出し、算出値をｄ軸電流目標値とする（ステップＳ２７）。
【００２８】
過渡時ｄ軸電流目標値は、例えば非完全締結時ｄ軸電流目標値と完全締結時ｄ軸電流目標値とをパラメータとして一次遅れの伝達関数を用いて算出する。これにより、モータ側クラッチ１０が完全に締結された直後から上記過渡期間の間に、ｄ軸電流を非完全締結時ｄ軸電流目標値から過渡時ｄ軸電流目標値を通過して完全締結時ｄ軸電流目標値まで徐々に減少させる。
【００２９】
これに対して、上記過渡期間の間にモータ３の供給電流の内ｑ軸電流を徐々に増加させて、モータ３のトルクを先の非完全締結時トルクから要求トルクへと徐々に増加させ、モータ３のトルクを要求トルクに到達させる。
【００３０】
一方、先のステップＳ２６における過渡期間の判別の結果、過渡期間が経過している場合には、先のステップＳ２５で算出した値をｄ軸電流目標値としてモータ３を駆動制御する。
【００３１】
このように、上記実施例においては、モータ３の駆動制御に関する各諸量の変化を表す図４のタイミングチャートに示すように、モータ側クラッチ１０が非完全締結時には、完全締結時に比べてｄ軸電流を多く流すことで、完全締結時に比べてモータ３の運転損失が大きな状態でモータ電圧が高く設定されてモータ３が駆動制御される。したがって、モータ側クラッチ１０の締結が開始された際にモータ側３とデファレンシャルギア１１側との間の回転数差によるモータ３の回転変動にともなって誘起電圧が発生してモータ電圧の跳ね上がりが生じた場合であっても、この余剰電力により発生する電圧はｄ軸電流の無効電流として消費（熱エネルギーとして消費）することが可能となる。
【００３２】
これにより、モータ３にトルクを発生させることなく、すなわちトルク変動を招くことなくモータ電圧の跳ね上がりを吸収して抑制することが可能となり、モータ３側から発電機１２側に電流が逆流するといった、発電機１２からモータ３に電力を供給する供給系の不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１に係るハイブリッド車両の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係るモータ制御の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１に係るｄ軸電流マップを示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係る各諸量の変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１…エンジン
２…主駆動輪
３…モータ
４…従駆動輪
５…エンジン側クラッチ
６…変速機
７，１１…デファレンシャルギア
８…回転数センサ
９…吸収部材
１０…モータ側クラッチ
１２…発電機
１３…モータコントロールユニット
１４…ドライブユニット
１５…車両コントロールユニット
【図１】
2007223454.tif 000003
【図２】
2007223454.tif 000004
【図３】
2007223454.tif 000005
【図４】
2007223454.tif 000006