(57)【要約】【課題】第１の電動機と第２の電動機との電力収支のバランスを採ることができ、電動車両の燃費を良くすることができるようにする。【解決手段】第１、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が伝動軸１５を介して第２の電動機に、第３の回転要素がエンジン１１に連結された差動装置と、変速機１８と、変速機１８による変速に伴って、第１の電動機の回転速度を制御する電動機制御処理手段と、第１、第２の電動機において発生させられる消費電力ＰＧ、ＰＭを調整する電力調整処理手段とを有する。第１、第２の電動機の電力収支のバランスを採ることができるので、バッテリから第１、第２の電動機に出力を供給する必要がなくなり、電動車両の燃費を良くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電動機と、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が前記第１の電動機に、第２の回転要素が伝動軸を介して前記第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンに連結された差動装置と、前記伝動軸に伝達された回転の変速を行う変速機と、変速機による変速に伴って、第１の電動機の回転速度を制御する電動機制御処理手段と、第１の電動機の回転速度の制御に伴って、第２の電動機に供給される出力を制御して、第１、第２の電動機において発生させられる消費電力を調整する電力調整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】
前記電動機制御処理手段は、エンジン回転速度の変化を抑制するように第１の電動機の回転速度を制御する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項３】
前記電力調整処理手段は、第１、第２の電動機において発生させられる消費電力を加算して得られる総消費電力が零以下になるように、出力を制御する請求項１又は２に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項４】
前記電力調整処理手段は、第１の電動機において発電が行われているときに、第２の電動機が力行で駆動されるように、出力を制御する請求項１又は２に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項５】
前記電力調整処理手段は、第１の電動機が力行で駆動されているときに、第２の電動機において回生が行われるように、出力を制御する請求項１又は２に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項６】
変速に伴って、イナーシャによる回転速度の変動を補償するイナーシャ補償トルクを算出する補償トルク算出処理手段と、前記第１の電動機の目標となるトルクを前記イナーシャ補償トルクに従って修正する目標トルク修正処理手段とを有する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項７】
第１の電動機、第２の電動機、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が前記第１の電動機に、第２の回転要素が伝動軸を介して前記第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンに連結された差動装置、及び前記伝動軸に伝達された回転の変速を行う変速機を有する電動車両駆動制御装置の制御方法において、変速機による変速に伴って、第１の電動機の回転速度を制御し、第１の電動機の回転速度の制御に伴って、第２の電動機に供給される出力を制御して、第１、第２の電動機において発生させられる消費電力を調整することを特徴とする電動車両駆動制御装置の制御方法。
【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その制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動車両、例えば、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第１の電動機としての発電機に、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、変速機を介してリングギヤ及び第２の電動機としての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】
ところで、エンジンを駆動し、エンジントルクを発生させ、前記変速機を介して駆動輪に伝達してハイブリッド型車両を走行させているときに、変速機において変速を行う際、変速の前後でエンジンの回転速度、すなわち、エンジン回転速度が変化すると、変速ショックが発生してしまう。そこで、変速の前後でエンジン回転速度の変化を抑制するように、発電機の回転速度、すなわち、発電機回転速度を制御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２００５−６１４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の車両駆動装置においては、発電機とモータとの電力収支のバランスが崩れることがあり、それに伴って、燃費が悪くなってしまう。
【０００５】
本発明は、前記従来の車両駆動装置の問題点を解決して、第１の電動機と第２の電動機との電力収支のバランスを採ることができ、電動車両の燃費を良くすることができる電動車両駆動制御装置及びその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】
【０００６】
そのために、本発明の電動車両駆動制御装置においては、第１の電動機と、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が前記第１の電動機に、第２の回転要素が伝動軸を介して前記第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンに連結された差動装置と、前記伝動軸に伝達された回転の変速を行う変速機と、変速機による変速に伴って、第１の電動機の回転速度を制御する電動機制御処理手段と、第１の電動機の回転速度の制御に伴って、第２の電動機に供給される出力を制御して、第１、第２の電動機において発生させられる消費電力を調整する電力調整処理手段とを有する。
【０００７】
本発明の他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記電動機制御処理手段は、エンジン回転速度の変化を抑制するように第１の電動機の回転速度を制御する。
【０００８】
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、前記電力調整処理手段は、第１、第２の電動機において発生させられる消費電力を加算して得られる総消費電力が零以下になるように、出力を制御する。
【０００９】
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、前記電力調整処理手段は、第１の電動機において発電が行われているときに、第２の電動機が力行で駆動されるように、出力を制御する。
【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、前記電力調整処理手段は、第１の電動機が力行で駆動されているときに、第２の電動機において回生が行われるように、出力を制御する。
【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、変速に伴って、イナーシャによる回転速度の変動を補償するイナーシャ補償トルクを算出する補償トルク算出処理手段と、前記第１の電動機の目標となるトルクを前記イナーシャ補償トルクに従って修正する目標トルク修正処理手段とを有する。
【００１２】
本発明の電動車両駆動制御装置の制御方法においては、第１の電動機、第２の電動機、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が前記第１の電動機に、第２の回転要素が伝動軸を介して前記第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンに連結された差動装置、及び前記伝動軸に伝達された回転の変速を行う変速機を有する電動車両駆動制御装置に適用されるようになっている。
【００１３】
そして、変速機による変速に伴って、第１の電動機の回転速度を制御し、第１の電動機の回転速度の制御に伴って、第２の電動機に供給される出力を制御して、第１、第２の電動機において発生させられる消費電力を調整する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電動車両駆動制御装置においては、第１の電動機と、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が前記第１の電動機に、第２の回転要素が伝動軸を介して前記第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンに連結された差動装置と、前記伝動軸に伝達された回転の変速を行う変速機と、変速機による変速に伴って、第１の電動機の回転速度を制御する電動機制御処理手段と、第１の電動機の回転速度の制御に伴って、第２の電動機に供給される出力を制御して、第１、第２の電動機において発生させられる消費電力を調整する電力調整処理手段とを有する。
【００１５】
この場合、変速に伴って、第１の電動機の回転速度が制御され、第１の電動機の回転速度の制御に伴って、第２の電動機に供給される出力が制御されて、第１、第２の電動機において発生させられる消費電力が調整される。
【００１６】
したがって、第１、第２の電動機の電力収支のバランスを採ることができるので、バッテリから第１、第２の電動機に出力を供給する必要がなくなり、電動車両の燃費を良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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、電動車両としてのハイブリッド型車両を駆動するための電動車両駆動制御装置及びその制御方法について説明する。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態における車両駆動装置の概念図である。
【００１９】
図において、１０は車両駆動装置、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は該エンジン１１を駆動することによって発生させられた回転及びエンジントルクＴＥが出力される出力軸であり、該出力軸１２は車両駆動装置１０の入力軸を兼ねる。また、１３は、前記出力軸１２を介して入力されたエンジントルクＴＥを分配する差動装置としてのプラネタリギヤユニット、１４、１５は該プラネタリギヤユニット１３において発生させられた回転を受け、かつ、プラネタリギヤユニット１３において分配されたエンジントルクＴＥを受ける伝動軸、１６は伝動軸１４を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された第１の電動機としての、かつ、第１の電動機械としての発電機（Ｇ）、２５は伝動軸１５を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された第２の電動機としての、かつ、第２の電動機械としてのモータ（Ｍ）である。
【００２０】
１８は前記伝動軸１５を介してプラネタリギヤユニット１３及びモータ２５と連結された変速機であり、該変速機１８は、伝動軸１５を介して入力された回転を変速し、変速された回転を出力軸１９に出力する。
【００２１】
そして、該出力軸１９に図示されないディファレンシャル装置が接続され、該ディファレンシャル装置は、出力軸１９を介して伝達された回転を分配し、図示されない駆動輪に伝達する。このように、エンジン１１、発電機１６、モータ２５及び駆動輪は、互いに機械的に連結される。
【００２２】
前記プラネタリギヤユニット１３は、シングルプラネタリギヤから成り、第１のサンギヤＳ１、該第１のサンギヤＳ１と噛（し）合する第１のピニオンＰ１、該第１のピニオンＰ１と噛合する第１のリングギヤＲ１、及び前記第１のピニオンＰ１を回転自在に支持する第１のキャリヤＣＲ１を備え、前記第１のサンギヤＳ１は前記伝動軸１４を介して発電機１６と、第１のリングギヤＲ１は、伝動軸１５を介してモータ２５及び変速機１８と、前記第１のキャリヤＣＲ１は出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。前記第１のサンギヤＳ１、第１のリングギヤＲ１及び第１のキャリヤＣＲ１によって第１の差動要素が構成され、第１のサンギヤＳ１によって第１の回転要素が、第１のリングギヤＲ１によって第２の回転要素が、第１のキャリヤＣＲ１によって第３の回転要素が構成される。
【００２３】
前記発電機１６は、前記伝動軸１４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、伝動軸１４を介して伝達される回転によって交流の電流であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流を発生させる。また、発電機１６は、必要に応じて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流を受けて発電機１６のトルク、すなわち、発電機トルクＴＧを発生させ、伝動軸１４に出力する。
【００２４】
そして、前記ロータ２１と前記車両駆動装置１０のケースＣｓとの間に図示されない発電機ブレーキが配設され、該発電機ブレーキ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。
【００２５】
また、前記モータ２５は、前記伝動軸１５に固定され、回転自在に配設されたロータ２６、該ロータ２６の周囲に配設されたステータ２７、及び該ステータ２７に巻装されたコイル２８から成る。前記モータ２５は、図示されないバッテリから供給されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流によってモータ２５のトルク、すなわち、モータトルクＴＭを発生させ、伝動軸１５に出力する。
【００２６】
前記変速機１８は、シングルプラネタリギヤから成る第１、第２のギヤユニット３１、３２を備えるとともに、摩擦係合要素としてのクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２及びワンウェイクラッチＦ１を備える。
【００２７】
前記第１のギヤユニット３１は、第２のサンギヤＳ２、該第２のサンギヤＳ２と噛合する第２のピニオンＰ２、該第２のピニオンＰ２と噛合する第２のリングギヤＲ２、及び前記第２のピニオンＰ２を回転自在に支持する第２のキャリヤＣＲ２を備え、第２のギヤユニット３２は、第３のサンギヤＳ３、該第３のサンギヤＳ３と噛合する第３のピニオンＰ３、該第３のピニオンＰ３と噛合する第３のリングギヤＲ３、及び前記第３のピニオンＰ３を回転自在に支持する第３のキャリヤＣＲ３を備える。
【００２８】
前記第２のサンギヤＳ２、第２のリングギヤＲ２及び第２のキャリヤＣＲ２によって第２の差動要素が、前記第３のサンギヤＳ３、第３のリングギヤＲ３及び第３のキャリヤＣＲ３によって第３の差動要素が構成される。
【００２９】
そして、前記第２のサンギヤＳ２は、クラッチＣ２を介して伝動軸１５と連結されるとともに、ブレーキＢ１を介してケースＣｓと連結され、第２のリングギヤＲ２は第３のキャリヤＣＲ３と連結され、第２のキャリヤＣＲ２は、第３のリングギヤＲ３と連結されるとともに、クラッチＣ０を介して伝動軸１５と連結され、ワンウェイクラッチＦ１を介してケースＣｓと連結される。
【００３０】
また、第３のサンギヤＳ３は、クラッチＣ１を介して伝動軸１５と連結され、第３のリングギヤＲ３は、第２のキャリヤＣＲ２と連結されるとともに、ワンウェイクラッチＦ１を介してケースＣｓと連結され、ブレーキＢ２を介してケースＣｓと連結され、第３のキャリヤＣＲ３は、第２のリングギヤＲ２と連結されるとともに、出力軸１９と連結される。
【００３１】
次に、前記変速機１８の動作について説明する。
【００３２】
図３は本発明の実施の形態における変速機の作動表を示す図、図４は本発明の実施の形態における変速機の速度線図である。
【００３３】
図において、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２はクラッチ、Ｂ１、Ｂ２はブレーキ、Ｆ１はワンウェイクラッチ、１ＳＴ、２ＮＤ、３ＲＤ、４ＴＨは前進走行における１速〜４速を、ＲＥＶは後進走行を表す。また、○はクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２が係合させられ、ワンウェイクラッチＦ１がロックの状態に置かれることを、（○）はエンジンブレーキ時にブレーキＢ２が係合させられることを、その他は、クラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２が解放され、ワンウェイクラッチＦ１がフリーの状態に置かれることを表す。
【００３４】
Ｓ２は第２のサンギヤ、Ｒ２は第２のリングギヤ、ＣＲ２は第２のキャリヤ、Ｓ３は第３のサンギヤ、Ｒ３は第３のリングギヤ、ＣＲ３は第３のキャリヤである。
【００３５】
そして、λ１は第２のリングギヤＲ２の歯数に対する第２のサンギヤＳ２の歯数の比、λ２は第３のリングギヤＲ３の歯数に対する第３のサンギヤＳ３の歯数の比である。なお、図４における−１、０、１、２及び３は回転が入力される各軸、すなわち、回転軸の回転速度を１としたときの、相対的な回転速度を表す。
【００３６】
前記構成の変速機１８（図２）において、前進走行の１速において、クラッチＣ１が係合させられ、ワンウェイクラッチＦ１がロックの状態に置かれる。このとき、クラッチＣ１が係合させられるのに伴って伝動軸１５の回転が第３のサンギヤＳ３に入力され、第３のサンギヤＳ３が回転速度１で回転させられる。一方、ワンウェイクラッチＦ１がロックの状態になるのに伴って、第３のリングギヤＲ３の回転速度が零（０）になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、減速された１速の回転が出力される。
【００３７】
また、前進走行の２速において、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が係合させられる。このとき、クラッチＣ１が係合させられるのに伴って伝動軸１５の回転が第３のサンギヤＳ３に入力され、第３のサンギヤＳ３が回転速度１で回転させられる。一方、ブレーキＢ２が係合させられるのに伴って、第２のサンギヤＳ２の回転速度が零になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、減速され、１速より高い２速の回転が出力される。
【００３８】
次に、前進走行の３速において、クラッチＣ０及びＣ１が係合させられる。このとき、クラッチＣ０が係合させられるのに伴って伝動軸１５の回転が第２のキャリヤＣＲ２に入力され、第２のキャリヤＣＲ２が回転速度１で回転させられる。一方、クラッチＣ１が係合させられるのに伴って伝動軸１５の回転が第３のサンギヤＳ３に入力され、第３のサンギヤＳ３が回転速度１で回転させられる。その結果、変速機１８は直結状態になり、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、伝動軸１５の回転速度と同じ３速の回転が出力される。
【００３９】
続いて、前進走行の４速において、クラッチＣ０及びブレーキＢ１が係合させられる。このとき、クラッチＣ０が係合させられるのに伴って伝動軸１５の回転が第２のキャリヤＣＲ２に入力され、第２のキャリヤＣＲ２が回転速度１で回転させられる。一方、ブレーキＢ１が係合させられるのに伴って、第２のサンギヤＳ２の回転速度が零になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、増速され、伝動軸１５の回転速度より高い４速の回転が出力される。
【００４０】
また、後進走行においては、クラッチＣ２及びブレーキＢ２が係合させられる。このとき、クラッチＣ２が係合させられるのに伴って伝動軸１５の回転が第２のサンギヤＳ２に入力され、第２のサンギヤＳ２が回転速度１で回転させられる。一方、ブレーキＢ２が係合させられるのに伴って、第３のリングギヤＲ３の回転速度が零になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、伝動軸１５の回転と逆方向の回転が出力される。
【００４１】
次に、電動車両駆動制御装置について説明する。
【００４２】
図１は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置のブロック図である。
【００４３】
図において、１０は車両駆動装置、１１はエンジン、１２は出力軸であり、前記車両駆動装置１０は、プラネタリギヤユニット１３、伝動軸１４、１５、発電機１６、モータ２５、変速機１８、出力軸１９、前記変速機１８のクラッチＣ０（図２）、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２を係脱させるための図示されない油圧サーボに対して油を給排する油圧制御装置３５、前記エンジン１１の回転を受けて作動させられ、所定の油圧を機械的に発生させ、油圧制御装置３５に供給するポンプ（メカＯ／Ｐ）３６等を備える。
【００４４】
前記出力軸１９には、ディファレンシャル装置３８が連結され、該ディファレンシャル装置３８は、出力軸１９を介して伝達された回転を分配し、駆動輪３９に伝達する。
【００４５】
また、４１は、前記発電機１６を駆動するためのインバータ、及びモータ２５を駆動するためのインバータを備えたインバータ装置、４３は前記発電機１６を流れる電流を検出する電流検出部としての電流センサ、４５はモータ２５を流れる電流を検出する電流検出部としての電流センサ、４６はバッテリ、４７はバッテリ電圧Ｖｂを検出するバッテリ電圧検出部としてのバッテリ電圧センサ、４８は発電機１６の回転速度、すなわち、発電機回転速度ＮＧを検出する回転速度検出部としての回転速度センサ、４９はモータ２５の回転速度、すなわち、モータ回転速度ＮＭを検出する回転速度検出部としての回転速度センサ、５０はエンジン１１の回転速度、すなわち、エンジン回転速度ＮＥを検出する回転速度検出部としての回転速度センサ、５３は油圧制御装置３５における油圧を検出する油圧検出部としての油圧センサ、５４は油圧制御装置３５における油温を検出する油温検出部としての油温センサ、５９は出力軸１９の回転速度に基づいて車速Ｖを検出する車速検出部としての車速センサである。なお、エンジン回転速度ＮＥ、発電機回転速度ＮＧ及びモータ回転速度ＮＭによって、それぞれエンジン１１、発電機１６及びモータ２５の駆動状態を判定するための駆動状態判定指標が構成され、回転速度センサ４８〜５０によって駆動状態判定指標検出部が構成される。また、前記車速Ｖによってハイブリッド型車両の走行負荷が構成され、車速センサ５９によって走行負荷検出部が構成される。
【００４６】
そして、５１は所定の油圧を電気的に発生させ、油圧制御装置３５に供給するポンプ（電動Ｏ／Ｐ）、５２は該ポンプ５１を駆動するための電動Ｏ／Ｐ用インバータ、５５はハイブリッド型車両の全体の制御を行う車両制御装置、５６はエンジン１１の制御を行うエンジン制御装置、５７は発電機１６及びモータ２５の制御を行う発電機・モータ制御装置、５８は変速機１８の制御を行う変速機制御装置である。
【００４７】
なお、前記車両制御装置５５は、前記エンジン制御装置５６にエンジン制御信号を送り、エンジン制御装置５６によってエンジン１１の始動・停止を設定させる。
【００４８】
また、車両制御装置５５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の目標値を表す発電機目標トルクＴＧ* 、及びモータトルクＴＭの目標値を表すモータ目標トルクＴＭ* を設定し、前記発電機・モータ制御装置５７は、発電機回転速度ＮＧの目標値を表す発電機目標回転速度ＮＧ* 、モータトルクＴＭの補正値を表すモータトルク補正値δＴＭ等を設定する。
【００４９】
次に、前記電動車両制御装置の動作について説明する。
【００５０】
図５は本発明の実施の形態における電動車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、前記変速機制御装置５８の図示されない変速段設定処理手段は、変速段設定処理を行い、図示されないアクセルペダルの踏込量に基づいて検出されたエンジン負荷を表すアクセル開度Ａｃ、前記車速Ｖ等を読み込み、変速機制御装置５８に内蔵された図示されない記録装置の変速マップを参照し、変速段を設定する。そして、変速機制御装置５８の図示されない変速要求処理手段は、変速要求処理を行い、設定された変速段に基づいて変速が必要かどうかを判断し、変速が必要な場合は、変速要求を発生させる。また、変速機制御装置５８の図示されない変速処理手段は、変速処理を行い、変速要求に基づいて変速制御を行い、変速出力を発生させ、変速を開始する。
【００５２】
そして、車両制御装置５５の図示されない車両要求トルク算出処理手段は、車両要求トルク算出処理を行い、前記アクセル開度Ａｃ、車速Ｖ等を読み込み、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* を算出する。
【００５３】
次に、前記車両制御装置５５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を算出し、図示されないバッテリ残量センサによって検出されたバッテリ残量ＳＯＣに基づいてバッテリ充放電要求出力ＰＢを算出し、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を算出する。
【００５４】
続いて、前記車両制御装置５５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、前記車両要求出力ＰＯ、アクセル開度Ａｃ等に基づいてエンジン１１の運転ポイントを決定し、次に、該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、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５６に送る。
【００５５】
そして、該エンジン制御装置５６の図示されない始動要求処理手段は、始動要求処理を行い、エンジン１１が駆動領域に置かれているかどうかを判断し、駆動領域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５６の図示されない始動処理手段は、始動処理を行い、エンジン１１を始動するためのエンジン始動要求を発生させる。次に、前記エンジン制御装置５６の図示されないエンジン始動処理手段は、エンジン始動処理を行い、エンジン始動要求が発生させられると、エンジン始動信号を発生させる。
【００５６】
続いて、エンジン１１が始動されると、その後は、エンジン１１及びモータ２５を駆動し、エンジントルクＴＥ及びモータトルクＴＭが前記変速機１８を介して駆動輪３９に伝達されて、ハイブリッド型車両を走行させる。
【００５７】
ところで、エンジン１１及びモータ２５を駆動してハイブリッド型車両を走行させているときに、変速機１８において変速を行うに当たり、所定の変速段間の変速において、変速の前後でモータ回転速度ＮＭが変化することがある。このとき、モータ回転速度ＮＭの変化によってエンジン回転速度ＮＥが変化すると、変速ショックが発生してしまう。そこで、前記発電機・モータ制御装置５７の第１の電動機制御処理手段としての図示されない第１の電動機械制御処理手段は、第１の電動機械制御処理を行い、前記エンジン目標回転速度ＮＥ* に基づいて発電機回転速度ＮＧを制御するようにしている。
【００５８】
そのために、前記第１の電動機械制御処理手段の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、回転速度センサ４９によって検出されたモータ回転速度ＮＭを読み込み、伝動軸１５から第１のリングギヤＲ１までのギヤ比に基づいてリングギヤ回転速度ＮＲ１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ＮＲ１及びエンジン目標回転速度ＮＥ* に基づいて、プラネタリギヤユニット１３の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。そして、前記発電機制御処理手段の発電機トルク算出処理手段は、発電機トルク算出処理を行い、前記回転速度センサ４８によって検出された発電機回転速度ＮＧを読み込み、該発電機回転速度ＮＧと発電機目標回転速度ＮＧ* との差回転速度ΔＮＧに基づいてＰＩ制御を行い、発電機目標トルクＴＧ* を算出し、決定する。この場合、差回転速度ΔＮＧが大きいほど、発電機目標トルクＴＧ* は大きくされ、正負も考慮される。
【００５９】
このようにして発電機目標トルクＴＧ* が算出されると、前記第１の電動機械制御処理手段の発電機駆動処理手段は、発電機駆動処理を行い、発電機目標トルクＴＧ* に従って電流指令値及び電圧指令値を発生させ、発電機１６を駆動する。その結果、発電機回転速度ＮＧを制御することができる。
【００６０】
ところが、発電機回転速度ＮＧを制御する場合、発電機１６自体が有するイナーシャＩｇ及び制御遅れによって、エンジン回転速度ＮＥが変化すると、エンジン回転速度ＮＥの変化量に対応してエンジン１１においてイナーシャトルクＴＩｅが発生し、変速ショックが発生してしまい、運転者に不快感を与えてしまう。
【００６１】
また、エンジン回転速度ＮＥの変化に伴って、ハイブリッド型車両の駆動力が変化すると、運転者に違和感を与えてしまう。
【００６２】
そこで、前記第１の電動機械制御処理手段は、イナーシャＩｇに対応させてエンジン回転速度ＮＥの変化を抑制するように発電機１６の制御を行うようにしている。
【００６３】
図６は本発明の実施の形態における変速時の速度線図の変化の例を示す図である。
【００６４】
例えば、図に示されるように、変速機１８（図１）において変速が行われ、速度線図が線Ｌ１に示す変速前の状態から線Ｌ２に示す変速後の状態に変化して、伝動軸１５の回転速度が低くなると、モータ回転速度ＮＭがΔωｍだけ低くなる。このとき、モータ回転速度ＮＭの変化に伴って、エンジン回転速度ＮＥが変化すると、変速ショックが発生してしまう。そこで、変速の前後でエンジン回転速度ＮＥが変化することがないように、発電機回転速度ＮＧがΔωｇだけ高くされる。
【００６５】
ところが、発電機回転速度ＮＧを制御する際、発電機１６自体が有するイナーシャＩｇ及び制御遅れによって、発電機回転速度ＮＧをΔωｇだけ高くすることができない場合には、エンジン回転速度ＮＥがその分低くなり、該エンジン回転速度ＮＥの変化量に対応してエンジン１１においてイナーシャトルクＴＩｅが発生し、変速ショックが発生してしまい、運転者に不快感を与えてしまう。
【００６６】
また、エンジン回転速度ＮＥの変化に伴って、ハイブリッド型車両の駆動力が変化すると、運転者に違和感を与えてしまう。
【００６７】
前記変速処理手段は、変速要求が発生させられると、変速出力を発生させ、変速制御を開始する。なお、前記変速要求及び変速出力は、前記変速機１８において変速制御を開始するための変速開始指標を構成する。
【００６８】
続いて、前記第１の電動機械制御処理手段の補償トルク算出処理手段は、補償トルク算出処理を行い、発電機１６の角加速度αｇ及びイナーシャＩｇに基づいて、変速に伴うイナーシャＩｇによるエンジン回転速度ＮＥの変動を補償する発電機１６のイナーシャ補償トルクＴｇｉを算出する。そのために、補償トルク算出処理手段は、発電機・モータ制御装置５７のＣＰＵにおける制御周期をΔｔとし、モータ２５の角加速度をαｍとしたとき、角加速度αｇ、αｍは、
αｇ＝Δωｇ／Δｔ
αｍ＝Δωｍ／Δｔ
になる。そして、第１のリングギヤＲ１の歯数に対する第１のサンギヤＳ１の歯数の比をλとすると、
αｍ：αｇ＝λ：１
になるので、次のように、角加速度αｇを比λ及び角加速度αｍで表すことができる。
【００６９】
αｇ＝１／λ・αｍ
したがって、前記イナーシャ補償トルクＴｇｉは、
Ｔｇｉ＝Ｉｇ・αｇ
＝Ｉｇ／λ・αｍ
になる。
【００７０】
次に、前記第１の電動機械制御処理手段の目標トルク修正処理手段は、目標トルク修正処理を行い、発電機目標トルクＴＧ* を読み込み、該発電機目標トルクＴＧ* をイナーシャ補償トルクＴｇｉに従って修正する。そのために、本実施の形態において、目標トルク修正処理手段は、修正後の発電機目標トルクＴＧ* を修正目標トルクとしての修正発電機目標トルクＴＧ* ′としたとき、
ＴＧ* ′＝ＴＧ* ＋Ｔｇｉ
になる。
【００７１】
したがって、前記発電機駆動処理手段は、修正発電機目標トルクＴＧ* ′に従って電流指令値及び電圧指令値を発生させ、発電機１６を駆動する。その結果、イナーシャＩｇ及び制御遅れによって、エンジン回転速度ＮＥが変化することがなくなり、エンジン１１においてイナーシャトルクＴＩｅが発生するのを防止することができるので、エンジントルクＴＥを一定にすることができる。さらに、変速ショックが発生するのを防止することができ、運転者に不快感を与えることがなくなる。
【００７２】
また、ハイブリッド型車両の駆動力が変化するのを防止することができるので、運転者に違和感を与えることがなくなる。
【００７３】
このようにして変速制御が行われ、続いて、変速処理手段は、モータ回転速度ＮＭを読み込み、モータ回転速度ＮＭの変化率を算出し、該変化率が閾（しきい）値より小さくなったかどうかによって、変速が終了したかどうかを判断する。そして、変速が終了すると、変速処理手段は変速制御を終了する。
【００７４】
ところで、前述されたように、発電機回転速度ＮＧを制御するのに伴って、発電機１６及びモータ２５の各消費電力ＰＧ、ＰＭが変動するが、それに伴って、発電機１６とモータ２５との電力収支のバランスが崩れ、発電機１６の消費電力ＰＧとモータ２５の消費電力ＰＭとを加算して得られる総消費電力ＰＴが正の値を採ると、発電機１６及びモータ２５から成る電力系において電力が不足することになり、バッテリ４６から不足した分の電力が供給され、燃費が悪くなってしまう。
【００７５】
そこで、変速が行われている間に、前記発電機・モータ制御装置５７の図示されない電力調整処理手段としての、かつ、第２の電動機制御処理手段としての第２の電動機械制御処理手段は、電力調整処理としての第２の電動機械制御処理を行い、消費電力ＰＧ、ＰＭを調整するようにしている。すなわち、第２の電動機械制御処理手段は、変速が行われている間に、発電機１６において発電が行われている場合、発電機１６において発生させられた負の消費電力ＰＧの分だけモータ２５を力行で駆動し、正の消費電力ＰＭを発生させ、モータ２５において電力を消費する。また、発電機１６が力行で駆動されている場合、発電機１６において発生させられた正の消費電力ＰＧの分だけモータ２５を回生で駆動し、負の消費電力ＰＭを発生させ、モータ２５によって回生電流を発生させる。
【００７６】
そのために、前記第２の電動機械制御処理手段は、電流センサ４３、４５によって検出された電流ｉｇ、ｉｍを読み込み、電流ｉｇと電流ｉｍとを加算して得られる電流加算値ｉｔ
ｉｔ＝ｉｇ＋ｉｍ
が零になるように電流ｉｍを発生させ、モータ２５に出力として供給する。
【００７７】
したがって、発電機１６とモータ２５との電力収支のバランスを採ることができ、発電機１６の消費電力ＰＧとモータ２５の消費電力ＰＭとを加算して得られる総消費電力ＰＴを零にすることができる。その結果、バッテリ４６から発電機１６及びモータ２５に電力を供給する必要がなくなり、ハイブリッド型車両の燃費を良くすることができる。
【００７８】
本実施の形態においては、電流ｉｇと等しい電流ｉｍを発生させるようにしているが、第２の電動機械制御処理手段は、電流ｉｇ、ｉｍ及びバッテリ電圧センサ４７によって検出されたバッテリ電圧Ｖｂを読み込み、消費電力ＰＧ、ＰＭ
ＰＧ＝ｉｇ・Ｖｂ
ＰＭ＝ｉｍ・Ｖｂ
を算出し、総消費電力ＰＴが零になるように、電流ｉｍを発生させることができる。
【００７９】
ところで、本実施の形態においては、総消費電力ＰＴを零にするようにしているが、総消費電力ＰＴが負の値を採る場合、発電機１６及びモータ２５から成る電力系において電力が過剰になる。その場合、バッテリ４６に過剰分の電力が供給されるが、燃費は悪くはならない。そこで、総消費電力ＰＴが正の値を採る場合にだけ、発電機１６とモータ２５との電力収支のバランスを採るようにすることができる。
【００８０】
そのために、第２の電動機械制御処理手段は、電流ｉｇ、ｉｍを読み込み、電流加算値ｉｔが正の値を採るかどうかを判断し、電流加算値ｉｔが正の値を採る場合、電流加算値ｉｔが零になるように電流ｉｍを発生させ、モータ２５に供給する。また、第２の電動機械制御処理手段は、電流加算値ｉｔが零なるか、負の値を採るように電流ｉｍを発生させることもできる。
【００８１】
また、本実施の形態においては、総消費電力ＰＴを零にするようにしているが、総消費電力ＰＴが負の値を採る場合、発電機１６及びモータ２５から成る電力系において電力が過剰になるが、燃費は悪くならない。そこで、総消費電力ＰＴが所定の負の値を採るようにしてもよい。
【００８２】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１  変速要求が発生させられたかどうかを判断する。変速要求が発生させられた場合はステップＳ２に進み、変速要求が発生させられていない場合はリターンする。
ステップＳ２  変速を開始する。
ステップＳ３  発電機１６のイナーシャ補償トルクＴｇｉを算出する。
ステップＳ４  エンジン回転速度ＮＥが一定になるように発電機回転速度ＮＧを制御する。
ステップＳ５  発電機１６を流れる電流ｉｇを検出する。
ステップＳ６  モータ２５を流れる電流ｉｍを制御する。
ステップＳ７  変速を終了し、リターンする。
【００８３】
次に、消費電力ＰＧ、ＰＭを調整しない場合、及び消費電力ＰＧ、ＰＭを調整する場合の車両駆動装置１０の動作について説明する。
【００８４】
図７は消費電力を調整しない場合の車両駆動装置の動作を示すタイムチャート、図８は本発明の実施の形態における車両駆動装置の動作を示すタイムチャートである。
【００８５】
図において、τ１は変速が開始されてから終了されるまでの区間、τ２は変速が開始されてからクラッチＣ０（図２）、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２の係脱が行われ、変速機１８に入力される回転の回転速度が変化しない区間であるトルク相、τ３はクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２の係脱が行われ、変速機１８に入力される回転の回転速度が変化する区間であるイナーシャ相である。
【００８６】
そして、変速に伴って、出力軸１９に出力される出力トルクＴＯＵＴ、変速機１８に入力される入力トルクＴＩＮ、エンジントルクＴＥ、発電機トルクＴＧ及びモータトルクＴＭから成る各トルク、変速に伴って係合させられる摩擦係合要素の係合側トルクＴｍ、及び変速に伴って解放される摩擦係合要素の解放側トルクＴｒから成る係合要素トルク、エンジン回転速度ＮＥ、発電機回転速度ＮＧ及びモータ回転速度ＮＭから成る各回転速度、並びに発電機１６の消費電力ＰＧ、モータ２５の消費電力ＰＭ、及び消費電力ＰＧ、ＰＭを加算した総消費電力ＰＴが示される。
【００８７】
そして、図７においては、タイミングｔ１で変速出力が発生させられて、変速が開始されるのに伴って、トルク相τ２が開始される。トルク相τ２において、係合側トルクＴｍが大きくなり、解放側トルクＴｒが小さくなり、トルク分担が行われる。このとき、エンジントルクＴＥ、発電機トルクＴＧ、モータトルクＴＭ、エンジン回転速度ＮＥ、発電機回転速度ＮＧ、モータ回転速度ＮＭ、消費電力ＰＧ、ＰＭ及び総消費電力ＰＴは変化しない。また、エンジントルクＴＥは正の値を、発電機トルクＴＧ及びモータトルクＴＭは負の値を、エンジン回転速度ＮＥ及びモータ回転速度ＮＭは正の値を、発電機回転速度ＮＧは負の値を採る。消費電力ＰＧは負の値を、消費電力ＰＭは正の値を採り、総消費電力ＰＴは零になる。
【００８８】
続いて、タイミングｔ２でトルク相τ２が終了し、イナーシャ相τ３が開始され、タイミングｔ３でイナーシャ相τ３が終了する。該イナーシャ相τ３でモータトルクＴＭが大きくなり、零になった後、正の方向に大きくなる。また、モータ回転速度ＮＭは低くなる。このとき、エンジン回転速度ＮＥが変化することがないように発電機回転速度ＮＧが制御され、発電機回転速度ＮＧは正の方向に高くなり、零になった後、正の値を採る。それに伴って、発電機トルクＴＧが小さくなる。
【００８９】
この場合、モータトルクＴＭが大きくなるのに伴って、消費電力ＰＭは大きくなり、零になった後、正の方向に大きくなる。また、発電機トルクＴＧは負の値を採るので、発電機回転速度ＮＧが負の値から大きくなるのに伴って、消費電力ＰＧは小さくなり、零になった後、負の方向に大きくなる。その結果、総消費電力ＰＴが正の値を採るので、発電機１６とモータ２５との電力収支のバランスが崩れてしまう。
【００９０】
これに対して、図８においては、タイミングｔ１１で変速出力が発生させられて、変速が開始されるのに伴って、トルク相τ２が開始される。該トルク相τ２において、係合側トルクＴｍが大きくなり、解放側トルクＴｒが小さくなり、トルク分担が行われる。このとき、エンジントルクＴＥ、発電機トルクＴＧ、モータトルクＴＭ、エンジン回転速度ＮＥ、発電機回転速度ＮＧ、モータ回転速度ＮＭ、消費電力ＰＧ、ＰＭ及び総消費電力ＰＴは変化しない。また、エンジントルクＴＥは正の値を、発電機トルクＴＧ及びモータトルクＴＭは負の値を、エンジン回転速度ＮＥ及びモータ回転速度ＮＭは正の値を、発電機回転速度ＮＧは負の値を採る。消費電力ＰＧは負の値を、消費電力ＰＭは正の値を採り、総消費電力ＰＴは零になる。
【００９１】
続いて、タイミングｔ１２でトルク相τ２が終了し、イナーシャ相τ３が開始され、タイミングｔ１３でイナーシャ相τ３が終了する。該イナーシャ相τ３でモータトルクＴＭが大きくなり、零になった後、正の方向に大きくなる。また、モータ回転速度ＮＭは低くなる。このとき、エンジン回転速度ＮＥが変化することがないように発電機回転速度ＮＧが制御され、発電機回転速度ＮＧは正の方向に高くなり、零になった後、正の値を採る。
【００９２】
この場合、モータトルクＴＭが大きくなるのに伴って、消費電力ＰＭは大きくなり、零になった後、正の方向に大きくなる。また、発電機トルクＴＧが負の値を採るので、発電機回転速度ＮＧが負の値から大きくなるのに伴って、消費電力ＰＧは小さくなり、零になった後、負の方向に大きくなるが、モータ２５に供給される電流が制御され、総消費電力ＰＴが零になるので、発電機１６とモータ２５との電力収支のバランスを採ることができる。
【００９３】
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】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における車両駆動装置の概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における変速機の作動表を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における変速機の速度線図である。
【図５】本発明の実施の形態における電動車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における変速時の速度線図の変化の例を示す図である。
【図７】消費電力を調整しない場合の車両駆動装置の動作を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施の形態における車両駆動装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
１１    エンジン
１３    プラネタリギヤユニット
１４、１５    伝動軸
１６    発電機
１８    変速機
２５    モータ
５５    車両制御装置
Ｓ１    サンギヤ
Ｒ１    リングギヤ
ＣＲ１    キャリヤ
【図１】
2007118698.tif 000003
【図２】
2007118698.tif 000004
【図３】
2007118698.tif 000005
【図４】
2007118698.tif 000006
【図５】
2007118698.tif 000007
【図６】
2007118698.tif 000008
【図７】
2007118698.tif 000009
【図８】
2007118698.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月2日(2005.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2007118698.tif 000011
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2007118698.tif 000012