JP2001057714A

JP2001057714A - モータ走行車の駆動装置

Info

Publication number: JP2001057714A
Application number: JP11225673A
Authority: JP
Inventors: Nobuhide Seo; 宣英瀬尾; Hiroyuki Kusuki; 寛之楠木; Masahiro Tsuchiya; 昌弘土屋; Seiichi Nakabayashi; 精一中林; Kenji Takakura; 健治高椋
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2001-02-27

Abstract

(57)【要約】【課題】走行用のモータに要求される動作状態が急変
してもスムーズな走行が可能なモータ走行車の駆動装置
の提供。【解決手段】走行モータが出力すべきトルク目標値Ｍ
ｂの前回の制御周期と今回の制御周期における差分ΔＭ
ｂの絶対値が所定値Ｋｍ１またはＫｍ２の値より大きい
ときには、トルクショックの発生を抑制すべく、そのト
ルク目標値Ｍｂが現在設定されているヒステリシス（制
御不感帯）の上下限値Ｍｂｕ，Ｍｂｌの範囲内に有るか
否かを判断し(S9,S10)、当該範囲外のときには当該トル
ク目標値Ｍｂに応じて当該上下限値を更新し(S11,S1
2)、そのトルク目標値Ｍｂに１次遅れ処理を施してから
インバータに出力する(S13,S14)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば駆動源とし
てエンジンと電気モータとを併用するハイブリッド車両
等のモータ走行車の駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電動機（電気モータ）を駆動
源とするモータ走行車が提案されており、このようなモ
ータ走行車の一例として、特開平９−３０８０２０号に
は、車両の減速が検出されてから短時間で加速が検出さ
れたときには、電気モータの回転トルクの増加をアクセ
ル開度に応じた所定時間にわたって制限することによ
り、その電気モータの駆動力を伝達系に発生するトルク
ショックを抑制する制御技術が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例によれば、
所定時間が経過するまでは伝達系に発生するトルクショ
ックを抑制することができるが、その所定時間の経過後
にはアクセル開度に応じた本来の回転トルクに急変す
る。このため、例えば、アクセルが全開状態のとき等の
ように、搭載されている電気モータの出力特性を最大限
に利用した急加速が要求されている場合には、当該所定
時間経過後の回転トルクの変動自体が駆動系にトルクシ
ョック（車体振動）を発生させることが予想される。

【０００４】そこで本発明は、走行用のモータに要求さ
れる動作状態が急変してもスムーズな走行が可能なモー
タ走行車の駆動装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るモータ走行車の駆動装置は、以下の構
成を特徴とする。

【０００６】即ち、車輪を駆動するモータと、そのモー
タの駆動制御を行う制御手段を備えるモータ走行車の駆
動装置であって、前記制御手段は、前記モータが前記車
輪から回転トルクを受けながら回転している場合におい
て、該回転トルクとは反対方向の回転トルクを前記モー
タから前記車輪に伝達させることが要求されたときに、
その反対方向の回転トルクを発生させるべく前記モータ
を駆動することによって発生する振動（例えば、前記モ
ータのトルク特性及び／または前記モータの回転動作を
前記車輪に伝達する駆動軸の剛性に起因して発生する振
動）を、例えば、前記モータの駆動制御系における制御
出力に対して施されるヒステリシス要素及び／または遅
れ要素によって抑制する振動抑制手段を含むことを特徴
とする。

【０００７】また、例えば前記制御手段は、前記モータ
が前記車輪から回転トルクを受けながら回転していると
きに前記モータに電力回生を行わせ、前記振動抑制手段
は、前記電力回生が行われているときの前記モータの回
転方向とは反対方向に前記モータが駆動されることによ
って発生する振動を抑制することを特徴とし、特に、前
記モータのトルク特性に応じた最大限の急加速が要求さ
れたときに、その急加速を達成させるべく前記モータが
駆動されることによって発生する振動を抑制することを
特徴とする。

【０００８】また、好ましくは前記モータ走行車に要求
される加速度合を検出する検出手段を更に備え、前記制
御手段は、前記モータの回転方向とは反対方向に前記モ
ータを駆動するときであって、前記検出手段によって所
定の加速度より小さな加速が要求されていることが検出
されたときに、前記振動抑制手段の作動を制限すると良
い。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
走行用のモータに要求される動作状態が急変してもスム
ーズな走行が可能なモータ走行車の駆動装置の提供が実
現する。

【００１０】即ち、請求項１の発明によれば、ハイブリ
ッド車両等のモータ走行車両において（請求項８）、例
えば、前記電力回生が行われているときの前記モータの
回転方向とは反対方向に前記モータが駆動されることに
よって発生する振動（請求項２）、前記モータの出力特
性により発生する振動（請求項３）、前記モータのトル
ク特性及び／または前記モータの回転動作を前記車輪に
伝達する駆動軸の剛性に起因して発生する振動（請求項
５）等によって発生するトルクショックを抑制すること
ができる。

【００１１】また、請求項４の発明によれば、本来は制
御応答性に優れるモータの制御を不必要に緩慢にするこ
とを防止することができる。

【００１２】また、請求項６の発明によれば、比較的簡
単な制御構成により請求項１の発明を実現することがで
きる。

【００１３】また、請求項７の発明によれば、構造的に
トルクショックが起き易い後輪駆動の車両において効果
的に振動を抑制することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るモータ走行車
の駆動装置を、代表的なモータ走行車であるハイブリッ
ド車両に適用した一実施形態として、図面を参照して詳
細に説明する。

【００１５】はじめに、本実施形態に係るモータ走行車
の駆動装置を実施可能な、ハイブリッド車両の全体構成
例について概説する。

【００１６】図１は、本実施形態に適用可能なハイブリ
ッド車両の機械的構成を例示すブロック図である。

【００１７】図１に示すように、本実施形態に係るハイ
ブリッド車両は、駆動力を発生するためのパワーユニッ
トとして、車両前方のエンジンルーム内に、鉛蓄電池や
Ｎｉ−Ｈ２（ニッケル水素）電池、或いはパワーコンデ
ンサが使用されるバッテリ３から供給される電力により
駆動される走行モータ（トラクションモータ）２と、ガ
ソリン等の液体燃料の爆発力により駆動されるエンジン
１とを併用して走行し、後述する車両の走行状態に応じ
て、走行モータ２のみによる走行、エンジンのみによる
走行、或いは走行モータ２及び／またはジェネレータ・
モータ（Ｇ・Ｍ）４とエンジン１の双方による走行とが
実現される。

【００１８】エンジン１は、トルクコンバータ５を介し
てクラッチ６の締結により自動変速機（ＡＴ）７に駆動
力を伝達する。自動変速機７は、エンジン１から入力さ
れた駆動力を走行状態に応じて（或いは運転者の操作に
より）所定のトルク及び回転数に変換して、ギヤトレイ
ン１１及び差動機構８を介して駆動輪９、１０に伝達す
る。また、エンジン１は、バッテリ３を充電するために
ジェネレータ・モータ４を駆動する。尚、本実施形態で
は、エンジン１の燃焼を制御する際の空燃比を、所謂理
論空燃比λ＝１とする。

【００１９】走行モータ２は、バッテリ３から供給され
る電力により駆動され、ギアトレイン１１を介して駆動
輪９、１０に駆動力を伝達する。

【００２０】ジェネレータ・モータ４は、通常時はエン
ジン１により駆動されてバッテリを充電するが、エンジ
ン始動時にはバッテリ３からの供給電力によってエンジ
ン１をクランキングさせたり、急加速時にエンジン１を
介して車輪９、１０に駆動力を伝達させることができ
る。

【００２１】エンジン１には、例えば、エンジンの燃焼
室内に直接燃料を噴射する、所謂直噴式や、或いは、エ
ンジン始動時のポンピングロスを低減可能な、所謂可変
バルブタイミング式の低燃費ガソリンエンジンが搭載さ
れ、エンジン１の始動性を向上させている。

【００２２】走行モータ２、並びにジェネレータ・モー
タ４には、例えば三相同期電動機が使用される。

【００２３】電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）１００
は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及
びインバータ回路等からなり、走行モータ２やエンジン
１の出力トルクや回転数等の制御、後述する本実施形態
における特徴的な動作制御等を行うと共に、それらの制
御が実現するようにエンジン１を制御すべく、点火時期
や燃料噴射量等の制御を行う。

【００２４】また、ＥＣＵ１００は、エンジン１の作動
時にジェネレータ・モータ４にて発電された電力を、走
行モータ２に供給したり、バッテリ３に充電させるよう
に、ジェネレータ・モータ４に通電する電流の位相制御
を行う。

【００２５】次に、下記図１０を参照して主要な状態下
におけるエンジン１、ジェネレータ・モータ４、走行モ
ータ２及びバッテリ３の制御について説明する。尚、図
１０において「力行」とは駆動トルクを出力している状
態を意味する。

【００２６】図１０は、ハイブリッド車両の走行状態に
応じたＥＣＵによるエンジン、ジェネレータ・モータ、
走行モータ、並びにバッテリに対する制御を説明する図
である。

【００２７】［停車時］図１０に示すように、停車時に
おいては、エンジン１、ジェネレータ・モータ４、走行
モータ２は停止される。但し、エンジン１は、冷間時と
バッテリ蓄電量低下時に運転され、ジェネレータ・モー
タ４は、エンジン運転中にはそのエンジンの回転トルク
を利用する発電機として機能し、そのときジェネレータ
・モータ４によって発電された電力はバッテリ３に充電
される。

【００２８】［緩発進時］アクセルが緩く踏み込まれた
緩発進時においては、図１０に示すように、エンジン
１、ジェネレータ・モータ４は停止され、走行モータ２
が駆動トルクを出力する。

【００２９】［急発進時］急発進時においては、図１０
に示すように、ジェネレータ・モータ４と走行モータ２
とが駆動トルクを出力し、エンジン１は始動後高出力で
運転される。このとき、バッテリ３は、ジェネレータ・
モータ４と走行モータ２とに放電する。

【００３０】［エンジン始動時］エンジン始動時におい
ては、図１０に示すように、ジェネレータ・モータ４が
エンジン１をクランキングするために駆動トルクを出力
してエンジン１が起動される。このとき、バッテリ３
は、ジェネレータ・モータ４に放電する。

【００３１】［定常低負荷走行時］アクセルの開度量
（踏み込み量）が比較的小さい定常低負荷走行時におい
ては、図１０に示すように、エンジン１、ジェネレータ
・モータ４は停止され、走行モータ２が駆動トルクを出
力する。このとき、バッテリ３は、走行モータ２に放電
する。但し、エンジン１は、冷間時とバッテリ蓄電量低
下時とに運転され、ジェネレータ・モータ４は、エンジ
ン運転中にはそのエンジンの回転トルクを利用する発電
機として機能し、そのときジェネレータ・モータ４によ
って発電された電力はバッテリ３に充電される。

【００３２】［定常中負荷走行時］アクセルの開度量が
上記の「定常低負荷走行時」と比較してやや大きい定常
中負荷走行時においては、図１０に示すように、走行モ
ータ２は無出力とされ、エンジン１は高効率領域で運転
される。このとき、バッテリ３は、走行モータ２には放
電せず、ジェネレータ・モータ４は、高効率領域で運転
中のエンジン１の回転トルクを利用する発電機として機
能し、そのときジェネレータ・モータ４によって発電さ
れた電力はバッテリ３に充電される。

【００３３】［定常高負荷走行時］アクセルの開度量が
上記の「定常中負荷走行時」と比較して大きい定常高負
荷走行時においては、図１０に示すように、エンジン１
は高出力運転され、ジェネレータ・モータ４と走行モー
タ２とが車輪駆動軸に対して回転トルクを出力する。こ
のとき、バッテリ３は、ジェネレータ・モータ４と走行
モータ２とに放電する。但し、ジェネレータ・モータ４
は、バッテリ蓄電量低下時はバッテリ３を充電する。

【００３４】［急加速時］車両走行中においてアクセル
が急激に踏み込まれた急加速時においては、図１０に示
すように、エンジン１は高出力運転され、ジェネレータ
・モータ４と走行モータ２とが走行のために回転トルク
を出力する。このとき、バッテリ３は、ジェネレータ・
モータ４と走行モータ２とに放電する。

【００３５】［減速時（回生制動時）］車両走行中にお
いてアクセルの開度量が全閉状態となった減速時におい
ては、図１０に示すように、エンジン１及びジェネレー
タ・モータ４は停止され、走行モータ２は、車両が惰性
走行することにより車輪駆動軸を回転させるトルクによ
って発電する発電機として機能し、これにより発生した
回生電力は、バッテリ３を充電する。

【００３６】次に、図２乃至図７に示す動作説明図を参
照して、本実施形態にて適用可能なハイブリッド車両の
走行状態に応じた駆動力の伝達形態について説明する。

【００３７】［発進＆低速走行時］図２に示すように、
発進及び低速走行時には、ＥＣＵ１００は走行モータ２
のみを駆動させ、この走行モータ２による駆動力をギア
トレイン１１を介して駆動輪９、１０に伝達する。ま
た、発進後の低速走行時においても走行モータ２による
走行となる。

【００３８】［加速時］図３に示すように、加速時にお
いて、ＥＣＵ１００は、上記の走行モータ２による低速
走行状態からエンジン１を始動させた後でクラッチ６を
締結させ、エンジン１の出力軸の回転トルクを、ギアト
レイン１１を介して駆動輪９、１０に駆動力を伝達させ
る、或いは、急加速が要求されているときには、クラッ
チ６を締結させた後も引き続き走行モータ２を駆動する
ことにより、エンジン１と走行モータ２とによる駆動力
を併せて駆動輪９、１０に伝達する。

【００３９】［定常走行時］図４に示すように、定常走
行時には、ＥＣＵ１００は、エンジン１のみを駆動さ
せ、エンジン１からギアトレイン１１を介して駆動輪
９、１０に駆動力を伝達する。定常走行とは、エンジン
回転数が２０００〜３０００ｒｐｍ程度の最も高効率と
なる領域を使用する走行形態である。

【００４０】［減速時］図５に示すように、減速時に
は、クラッチ６を解放して、駆動輪９、１０の駆動力が
ギアトレイン１１を介して走行モータ２に伝達され、こ
れにより走行モータ２が回生した電力がバッテリ３が充
電される。

【００４１】［定常走行時＆充電時］図６に示すよう
に、定常走行＆充電時には、クラッチ６を締結して、エ
ンジン１からギアトレイン１１を介して駆動輪９、１０
に駆動力が伝達されると共に、エンジン１はジェネレー
タ・モータ４を駆動してバッテリ３を充電する。

【００４２】［充電時］図７に示すように、充電時に
は、クラッチ６を解放してエンジン１から自動変速機７
に駆動力が伝達されないようにし、エンジン１はジェネ
レータ・モータ４を駆動してバッテリ３を充電する。

【００４３】［通常時］図８に示すように、通常時、即
ちバッテリ３がジェネレータ・モータ４を駆動するのに
十分な蓄電量を有するときには、ＥＣＵ１００はバッテ
リ３からジェネレータ・モータ４へ電力を供給し、ジェ
ネレータ・モータ４はエンジン１をクランキングさせ
る。

【００４４】尚、上述した本実施形態に係るハイブリッ
ド車両においては、クラッチ６を用いて制御したが、こ
の方式に限られるものではなく、自動変速機７のＮ（ニ
ュートラル）レンジと、Ｄ（ドライブ）レンジとの遷移
を制御することによって同様のクラッチ機能を実現して
も良い。

【００４５】［ハイブリッド車両の電気的構成］図９
は、本実施形態に適用可能なハイブリッド車両の電気的
構成を示すブロック図である。

【００４６】図９に示すように、ＥＣＵ１００には、車
速Ｖを検出する車速センサ１０１からの信号、エンジン
１の出力軸回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ
１０２からの信号、エンジン１に供給される電圧を検出
する電圧センサ１０３からの信号、ドライバによるアク
セルペダルの開度（踏み込み量）を検出するアクセル開
度センサ１０４からの信号、ガソリン残量センサ１０５
からの信号、バッテリ３の蓄電残量を検出する蓄電残量
センサ１０６からの信号、セレクトレバーによるシフト
レンジを検出するシフトレンジセンサ１０７からの信
号、エンジン１を冷却水の温度を検出する水温センサ１
０８からの信号、エンジンのクランク角度を検出するク
ランク角度センサ１０９からの信号が入力され、更にそ
の他センサとして自動変速機４の作動油温度を検出する
油温センサからの信号等が入力される。

【００４７】そして、入力された上記の複数種類の検出
信号に基づいて、ＥＣＵ１００は、車両の運転状態に関
するデータ、車速、エンジン回転数、電圧、ガソリン残
量、バッテリの蓄電残量、シフトレンジ、電力供給系統
等をＬＣＤ等の表示部１３に表示させる。

【００４８】また、ＥＣＵ１００は、上記の各種センサ
信号に基づいて、エンジン１のスロットルバルブ１１
０、インジェクタ１１１、ディストリビュータ１１２及
びＥＧＲバルブ１１３に対して制御信号を出力すること
により、図１０、並びに図２乃至図７を参照して上述し
た各走行動作に応じて、エンジン１の点火時期や燃料噴
射量の制御等を行うと共に、走行モータ２への供給電力
量やジェネレータ・モータ４への供給電力量や発電量の
制御等を行う。

【００４９】以上、本実施形態に適用可能なハイブリッ
ド車両の全体構成について説明したが、本実施形態に係
るハイブリッド車両の駆動装置は、走行モータ２による
走行中において当該車両が減速状態から加速状態に遷移
するときの制御処理、即ち上記の［減速時（回生制動
時）］から［定常低負荷走行時］、或いは［減速時］
（図５）から［加速時］（図３）に制御が遷移する際の
制御方法に特徴を有する。このため、上述した各走行動
作（運転モード）を実現するためにＥＣＵ１００の不図
示のＣＰＵが実行する制御処理については、一般的な制
御ロジックを採用するものとし、本実施形態における詳
細な説明は省略し、以下の説明においては、本実施形態
に係る特徴的な動作制御処理について説明する。

【００５０】図１１は、本実施形態におけるハイブリッ
ド車両の駆動装置における駆動系を示す模式図である。

【００５１】同図において、インバータ２０は、バッテ
リ３からの供給電力を用いて、３相同期電動機である走
行モータ２及びジェネレータ・モータ４の動作を制御す
る。また、インバータ２０は、ＥＣＵ１００の制御によ
り、走行モータ２及びジェネレータ・モータ４に３相交
流電圧を印加するに際して、その交流電圧の位相をジェ
ネレータ・モータに発生する逆起電力の位相に対して連
続的に変更することができ、その交流電圧の位相を当該
逆起電力の位相に対して進めたときに、それらのモータ
を電動機として動作させ、遅らせたときにはバッテリ３
に蓄電する発電機として動作させる。

【００５２】走行モータ２及びジェネレータ・モータ４
は、図１５に示すように、電動機として動作する駆動状
態、或いは発電機として動作する回生状態においても、
出力軸（ロータ）の回転数が大きくなるのに応じて、出
力可能な回転トルクの最大値が小さくなる一般的な出力
特性を有する。

【００５３】車輪９及び１０及びそれらを駆動する駆動
軸は、図１１に示すように、走行モータ２に対する慣性
系として作用する。

【００５４】一般に、このような構造を備えるハイブリ
ッド車両において、走行モータ２が駆動シャフトからの
回転トルクを受けて電力回生を行っているとき、或いは
車速が減速しつつあるときに急加速が要求された場合に
は、図１６に示すように、その回転トルクとは反対方向
の回転トルク（反力）を走行モータ２が駆動シャフトに
加えるに際してトルクショックが生じ、設定された加速
要求に応じた目標トルクを出力すべき走行モータ２の制
御系にハンチングが生じる。この現象は、上記の走行モ
ータ２に対する慣性系、駆動シャフトの剛性、走行モー
タ２の制御応答の遅れ、並びに図１５に示す出力特性
（例えば、当該ハイブリッド車両が急加速している状態
において、ある時点の回転数において走行モータ２が出
力可能な回転トルクの最大値が出力されているときに、
更に走行モータ２の回転数の上昇が要求されたときに
は、上述した電動機の一般的な出力特性に起因して回転
トルクが低下するという特性）が原因となって生じる。
この現象は、車両前側のエンジンルーム内に搭載された
走行モータによる駆動力を、プロペラシャフトを介して
後輪に伝達する構造のハイブリッド車両において特に顕
著に現れる。

【００５５】そこで、本実施形態では、走行モータ２が
出力すべき指令値（目標トルク）をインバータ２０に対
して出力するのに先立って、その指令値に適当な制御不
感帯及び１次遅れフィルタによる処理を施してから出力
することにより、上記のトルクショックを抑制する。

【００５６】以下、上述した動作を実現するＥＣＵ１０
０のＣＰＵ（不図示）が行う制御処理について説明す
る。

【００５７】図１２は、本実施形態における制御処理を
示すフローチャートであり、例えば当該ハイブリッド車
両のイグニッションキースイッチがオンに操作されるこ
とにより開始される。

【００５８】同図において、ステップＳ１：走行モータ
目標（要求）トルクＭｂの前回の制御周期における値で
あるＭｂｏ、走行モータ目標トルクＭｂのヒステリシス
処理後の値であるＭｂｎ、走行モータ目標トルクＭｂの
１次遅れ処理後の値であるＭｂｓ、ヒステリシス変数の
上限値Ｍｂｕ、ヒステリシス変数の下限値Ｍｂｌの各値
を０に初期化する。

【００５９】ステップＳ２：現在のアクセル開度を表わ
すスロットル開度センサ１０４の検出信号を入手する。

【００６０】ステップＳ３：ステップＳ２で入手したス
ロットル開度に応じて、一般的な手法により、走行モー
タ２が出力すべき回転トルクを表わす走行モータ目標ト
ルクＭｂを設定する。

【００６１】ステップＳ４：ステップＳ３にて設定され
た最新の走行モータ目標トルクＭｂと、前回の制御周期
における走行モータ目標トルクＭｂｏとの差分であるΔ
Ｍｂを算出すると共に、その最新の値Ｍｂを、前回の制
御周期における走行モータ目標トルクとしてＭｂｏに代
入する。

【００６２】ステップＳ５：走行モータ２が出力する回
転トルクが回生側から駆動側に変更されたことを検出す
べく、ステップＳ３にて設定された最新の走行モータ目
標トルクＭｂと、現在設定されている１次遅れ処理後の
走行モータ目標トルクＭｂｓとの積を採り、その積の値
が０より小さいか否かを判断し、ＹＥＳ（Ｍｂ×Ｍｂｓ
＜０）のときにはステップＳ６に進み、ＮＯ（Ｍｂ×Ｍ
ｂｓ≧０）のときにはステップＳ７進む。

【００６３】ステップＳ６：ステップＳ５にてＭｂ×Ｍ
ｂｓ＜０であるため、トルク特性が今回の制御周期と前
回の制御周期とでは反転したと判断できる。本ステップ
では、ステップＳ４で算出した差分ΔＭｂの絶対値が所
定値Ｋｍ１より大きいか否かを判断し、ＹＥＳ（｜ΔＭ
ｂ｜＞Ｋｍ１）のときにはステップＳ９に進み、ＮＯ
（｜ΔＭｂ｜≦Ｋｍ１）のときにはステップＳ８に進
む。

【００６４】ステップＳ７：ステップＳ５にてＭｂ×Ｍ
ｂｓ≧０であるため、トルク特性が今回の制御周期と前
回の制御周期とは同じであると判断できる。本ステップ
では、ステップＳ４で算出した差分ΔＭｂの絶対値が所
定値Ｋｍ２（但し、Ｋｍ１＞Ｋｍ２）より大きいか否か
を判断し、ＹＥＳ（｜ΔＭｂ｜＞Ｋｍ２）のときにはス
テップＳ９に進み、ＮＯ（｜ΔＭｂ｜≦Ｋｍ２）のとき
にはステップＳ８に進む。

【００６５】ステップＳ８：ステップＳ６及びステップ
Ｓ７の判断において当該差分ΔＭｂの絶対値は所定値Ｋ
ｍ１及びＫｍ２の値以下であり、何れの場合も急加速ま
たは急減速は要求されていないと判断できるため、本ス
テップでは、ステップＳ３にて設定された最新の走行モ
ータ目標トルクＭｂを、１次遅れ処理後の走行モータ目
標トルクＭｂｓにそのまま代入し、その代入値を今回の
制御周期における指令値としてインバータ２０に出力す
べくステップＳ１４に進む。

【００６６】ステップＳ９，ステップＳ１０：ステップ
Ｓ６及びステップＳ７の判断において当該差分ΔＭｂの
絶対値は所定値Ｋｍ１及びＫｍ２の値より大きく、何れ
の場合も急加速または急減速が要求されていると判断で
き、駆動系に発生するトルクショックを抑制する処理が
必要であると判断できる。そこで、ステップＳ９及びス
テップＳ１０の判断ステップでは、ステップＳ３にて設
定された最新の走行モータ目標トルクＭｂが現在設定さ
れているヒステリシス変数の上限値Ｍｂｕと下限値Ｍｂ
ｌとの範囲内に有るか、或いは外れているかを判断する
ことにより、ヒステリシス変数の上限値Ｍｂｕ及び下限
値Ｍｂｌの更新の要非判断を行う。具体的には、ステッ
プＳ９の判断でＭｂ＞ＭｂｕのときにはステップＳ１２
に進み、ステップＳ１０の判断では、Ｍｂｌ≧Ｍｂのと
きにはステップＳ１３に進み、Ｍｂｌ＜Ｍｂ＜Ｍｂｕの
ときには現在のヒステリシス範囲内に当該最新の走行モ
ータ目標トルクＭｂが有るため上限値Ｍｂｕ及び下限値
Ｍｂｌの更新は行わずにステップＳ１３に進む。

【００６７】ステップＳ１１：ステップＳ１０の判断に
てＭｂ＜Ｍｂｌであり、ステップＳ３にて設定された最
新の走行モータ目標トルクＭｂが現在のヒステリシス範
囲（制御不感帯）の下限値より小さいため、その下限値
を更新する必要が有る。そこで、本ステップでは、当該
走行モータ目標トルクＭｂをヒステリシス処理後の走行
モータ目標トルクＭｂｎと、新たな下限値Ｍｂｌとに代
入すると共に、その新たな下限値Ｍｂｌに所定のヒステ
リシス範囲を表わすＫｍｈを加算することにより、当該
新たな下限値Ｍｂｌに応じたヒステリシス変数の上限値
Ｍｂｕを算出する。

【００６８】ステップＳ１２：ステップＳ９の判断にて
Ｍｂ＞Ｍｂｕであり、ステップＳ３にて設定された最新
の走行モータ目標トルクＭｂが現在のヒステリシス範囲
（制御不感帯）の上限値を越えているため、その上限値
を更新する必要が有る。そこで、本ステップでは、当該
走行モータ目標トルクＭｂをヒステリシス処理後の走行
モータ目標トルクＭｂｎと、新たな上限値Ｍｂｕとに代
入すると共に、その新たな上限値Ｍｂｕから所定のヒス
テリシス範囲を表わすＫｍｈを差し引くことにより、当
該新たな上限値Ｍｂｕに応じたヒステリシス変数の下限
値Ｍｂｌを算出する。

【００６９】ステップＳ１３：本ステップでは、インバ
ータ２０に出力すべき指令値に対する１次遅れフィルタ
処理を施すべく、ステップＳ１１またはステップＳ１２
で新たに設定された、或いはＭｂｌ＜Ｍｂ＜Ｍｂｕのと
きには前回以前の制御周期にて既に設定されているヒス
テリシス処理後の走行モータ目標トルクＭｂｎから１次
遅れ処理後の走行モータ目標トルクＭｂｓを差し引いた
値と、所定の１次遅れ定数Ｋｍｆとの積を算出すると共
に、その積に当該走行モータ目標トルクＭｂｓを加算す
ることにより、今回の制御周期における１次遅れ処理後
の走行モータ目標トルクＭｂｓを算出する。

【００７０】ステップＳ１４：ステップＳ１３にて算出
した１次遅れ処理後の走行モータ目標トルクＭｂｓをイ
ンバータ２０に出力し、ステップＳ２に戻る。

【００７１】上述した制御処理によれば、急加速または
急減速が要求されているときには、図１３に示すよう
に、ステップＳ３にて設定された走行モータ目標トルク
Ｍｂに対して、ＥＣＵ１００がインバータ２０に実際に
出力する指令値はステップＳ１４にて出力する１次遅れ
処理後の走行モータ目標トルクＭｂｓであるため、その
目標トルクＭｂｓに応じて走行モータ２が発生する回転
トルクには１次遅れを発生させることができる。

【００７２】このような処理によれば、走行モータ２の
トルク特性に応じた最大限の急加速が要求されたとき
（例えばアクセルが全開状態のとき）等のように、走行
モータ２に要求される（設定される）動作状態が急変し
ても、その急加速を達成させるべく走行モータ２が駆動
されることによって当該モータ自身に発生する振動、走
行モータ２に対する慣性系、駆動シャフトの剛性、走行
モータ２の制御応答の遅れが複合して発生するトルクシ
ョックを、図１４に示すように抑制することができ、減
速から加速への走行状態の遷移をスムーズに行わせるこ
とができると共に、スロットル開度に応じて設定される
走行モータ目標トルクＭｂに応じて、ヒステリシス範囲
Ｋｍｈの設定を連続的に更新することができ、常に最適
な制御不感帯処理を行うことができる。

【００７３】また、前記の処理は、ステップＳ６乃至ス
テップＳ８、並びにステップＳ１で説明したように、急
加速または急減速が要求されていないときには実行され
ないため、走行モータ２の制御応答性を不必要に悪化さ
せることはない。

【００７４】尚、図１２に示す処理においては、ステッ
プＳ７を設けることにより、ステップＳ５の判断におい
て回転トルクの極性の変化を検出しない場合にも上記の
トルクショックの抑制処理を行う処理構成としたが、最
も問題となるのは回転トルクの極性の変化が発生した場
合であるため、ステップＳ５の判断でＮＯのとき（極性
が同じとき）にはステップＳ８に進むように構成しても
良い。

【００７５】また、上述した本実施形態においては、算
出された走行モータ目標トルクＭｂに対してヒステリシ
ス処理と１次遅れ処理とを両方与える制御構成とした
が、この構成に限られるものではなく、何れか一方の処
理だけを施す制御構成としても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に適用可能なハイブリッド車両の機
械的構成を例示すブロック図である。

【図２】本実施形態に適用可能なハイブリッド車両の発
進＆低速走行時の駆動力の伝達形態を説明する図であ
る。

【図３】本実施形態に適用可能なハイブリッド車両の加
速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。

【図４】本実施形態に適用可能なハイブリッド車両の定
常走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。

【図５】本実施形態に適用可能なハイブリッド車両の減
速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。

【図６】本実施形態に適用可能なハイブリッド車両の定
常走行＆充電時の駆動力の伝達形態を説明する図であ
る。

【図７】本実施形態に適用可能なハイブリッド車両の充
電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。

【図８】本実施形態に適用可能なハイブリッド車両のエ
ンジン始動時の駆動力の伝達形態を説明する図である。

【図９】本実施形態に適用可能なハイブリッド車両の電
気的構成を示すブロック図である。

【図１０】ハイブリッド車両の走行状態に応じたＥＣＵ
によるエンジン、ジェネレータ・モータ、走行モータ、
並びにバッテリに対する制御を説明する図である。

【図１１】本実施形態におけるハイブリッド車両の駆動
装置の制御系の構成を示すブロック図である。

【図１２】本実施形態における制御処理を示すフローチ
ャートである。

【図１３】急加速が要求されたときにＥＣＵがインバー
タに出力する走行モータ目標トルクＭｂｓを説明する図
である。

【図１４】本実施形態における制御処理が行われたとき
の回転トルクの変動を例示する図である。

【図１５】走行モータとして使用する一般的な３相同期
電動機の出力特性を示す図である。

【図１６】一般的なハイブリッド車両において減速状態
から加速状態に遷移したときに派生する回転トルクの変
動を例示する図である。

【符号の説明】

１：エンジン，２：走行モータ，３：バッテリ，４：ジェネレータ・モータ，５：トルクコンバータ，６：クラッチ，７：自動変速機，８：差動機構，９，１０：車輪，１１：ギヤトレイン，２０：インバータ，１００：ＥＣＵ，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土屋昌弘広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者中林精一広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者高椋健治広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内Ｆターム(参考） 3G093 AA05 AA07 AA16 AB00 BA02 BA33 CB06 CB07 DB05 DB21 EB00 EC02 FA00 FA11 FB06 5H115 PA01 PG04 PI16 PI24 PI29 PO17 PU10 PU24 PU25 PV09 QE01 QE08 QE10 QH02 QI04 QN03 QN12 QN25 RB08 RE05 SE04 SE05 SE08 SJ12 TB01 TE02 TE08 TE10 TI02 TO02 TO13 TO21 TO30 5H570 AA21 BB06 CC04 DD04 FF01 FF02 FF04 FF07 FF10 HB07 JJ03 JJ08 JJ17 JJ18 KK06 PP02 5H576 AA15 BB04 CC04 DD02 DD05 EE09 FF01 FF02 FF04 FF07 FF10 HB01 JJ03 JJ10 JJ17 JJ18 KK06 LL01 PP01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車輪を駆動するモータと、そのモータの
駆動制御を行う制御手段を備えるモータ走行車の駆動装
置であって、前記制御手段は、前記モータが前記車輪から回転トルク
を受けながら回転している場合において、該回転トルク
とは反対方向の回転トルクを前記モータから前記車輪に
伝達させることが要求されたときに、その反対方向の回
転トルクを発生させるべく前記モータを駆動することに
よって発生する振動を抑制する振動抑制手段を含むこと
を特徴とするモータ走行車の駆動装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記モータが前記車輪
から回転トルクを受けながら回転しているときに前記モ
ータに電力回生を行わせ、前記振動抑制手段は、前記電力回生が行われているとき
の前記モータの回転方向とは反対方向に前記モータが駆
動されることによって発生する振動を抑制することを特
徴とする請求項１記載のモータ走行車の駆動装置。
【請求項３】前記振動抑制手段は、前記モータの回転
方向とは反対方向に前記モータが駆動されているとき
に、前記モータのトルク特性に応じた最大限の急加速が
要求されたときに、その急加速を達成させるべく前記モ
ータが駆動されることによって発生する振動を抑制する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のモータ
走行車の駆動装置。
【請求項４】前記モータ走行車に要求される加速度合
を検出する検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記モータの回転方向とは反対方向に
前記モータを駆動するときであって、前記検出手段によ
って所定の加速度より小さな加速が要求されていること
が検出されたときに、前記振動抑制手段の作動を制限す
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載のモー
タ走行車の駆動装置。
【請求項５】前記振動は、前記モータのトルク特性及
び／または前記モータの回転動作を前記車輪に伝達する
駆動軸の剛性に起因して発生する振動であることを特徴
とする請求項１記載のモータ走行車の駆動装置。
【請求項６】前記振動抑制手段は、前記モータの駆動
制御系における制御出力に対して施されるヒステリシス
要素または遅れ要素による処理であることを特徴とする
請求項１記載のモータ走行車の駆動装置。
【請求項７】前記モータ走行車は、前記モータによる
駆動力を駆動軸を介して後輪に伝達する構造の車両であ
ることを特徴とする請求項１記載のモータ走行車の駆動
装置。
【請求項８】前記モータ走行車は、前記モータによる
駆動力とエンジンによる駆動力とを併用するハイブリッ
ド車両であることを特徴とする請求項１記載のモータ走
行車の駆動装置。