JP2009035191A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の駆動力制御装置において、制御遅れを抑制することで初期スリップを抑制して高精度なトラクション制御を可能とする。
【解決手段】エンジン１２とモータ１６，１９の駆動トルクを制御するＨＶ−ＥＣＵ２０と、ブレーキアクチュエータ３８の制動トルクを制御するブレーキＥＣＵ４０と、モータ１９の回転速度を検出する回転位置検出センサ３５と、駆動輪２８の回転速度を検出する車輪速センサ４７とを設け、ブレーキＥＣＵ４０は、駆動輪２８の回転速度に基づいてスリップを検出すると共に第１トルクダウン量を算出し、ＨＶ−ＥＣＵ２０に出力する一方、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、モータ１９の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出すると共に第２トルクダウン量を算出し、第１トルクダウン量と第２トルクダウン量に応じてモータ１９の駆動トルクを制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の駆動力制御装置に関し、特にエンジンと電気モータを動力源として走行可能なハイブリッド車両の駆動力制御装置に関するものである。

近年、燃料の燃焼によりトルクを出力するエンジンと、電力の供給によりトルクを出力する電気モータとを搭載し、このエンジンと電気モータのトルクを車輪に伝達することで走行可能とするハイブリッド車両が提案されている。このようなハイブリッド車両では、運転状態に応じてエンジン及び電気モータの駆動と停止を制御することにより、電気モータのトルクだけで車輪を駆動したり、エンジンと電気モータの両者のトルクにより車輪を駆動するようにしており、電気モータはバッテリに蓄積された電力により駆動することができ、このバッテリのエネルギが低下したときには、エンジンを駆動してバッテリの充電を行うようにしている。

即ち、ハイブリッド車両において、駆動源としてエンジン及び電気モータが設けられると共に、エンジン及び電気モータの動力を合成して車輪に伝達するプラネタリギヤが設けられている。具体的には、エンジンの出力軸がプラネタリギヤのキャリヤに連結され、電気モータの出力軸がプラネタリギヤのリングギヤに連結されると共に、リングギヤに連結されたスプロケットから車輪に対して動力が伝達されるように構成されている。また、プラネタリギヤとエンジンとの間には発電機が設けられており、この発電機の回転軸がプラネタリギヤのサンギヤに連結されている。そのため、エンジンの動力がプラネタリギヤにより車輪及び発電機に分割されることとなり、発電機の回転速度を制御することにより、エンジンの回転速度を制御することができる。つまり、プラネタリギヤにより構成される動力分割機構は、エンジンの回転速度を変換する機能と、エンジンの動力を車輪及び発電機に分割する機能を有している。

また、このハイブリッド車両には、ブレーキ装置として、ブレーキペダルから入力された操作量に応じて制動力、つまり、ブレーキホイールシリンダへ供給する制動油圧を電気的に制御する電子制御式ブレーキ装置（ＥＣＢ：Electronically Controlled Brake）が知られている。このＥＣＢは、ブレーキペダルの操作量をブレーキペダルストロークセンサで検出し、このブレーキペダルの操作量に基づいて制動油圧を調整し、ブレーキホイールシリンダを作動して各車輪に制動力を発生させる。従って、ＥＣＢは、４輪独立でスムーズに制動力を制御することができ、ＡＢＳ、ブレーキアシスト、ＴＲＣ、ＶＳＣの各機能を最大限に発揮させることができる。

車両のモータトラクション制御装置として、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された車両のモータトラクション制御装置では、ブレーキコントローラは、車輪速センサが検出した車輪速から車輪のスリップ量を演算し、このスリップ量からスリップ用トルク制限値を演算し、統合コントローラは、モータ回転数センサが検出した角速度から角加速度及び角加速度トルク制限値を演算し、スリップ用トルク制限値、角加速度及び角加速度トルク制限値、路面摩擦係数に基づいてモータトルク指令値を決定している。

特開２００６−１３６１７６号公報

一般に、ハイブリット車両では、駆動系を制御するＨＶ−ＥＣＵ（統合コントローラ）と制動系を制御するブレーキＥＣＵ（ブレーキコントローラ）とがＣＡＮ等の通信方式により接続されている。このシステムでは、通信による制御遅れが発生する。上述した従来の車両のモータトラクション制御装置では、ブレーキコントローラが車輪速からスリップ量を演算し、スリップ用トルク制限値をＣＡＮ通信により統合コントローラに出力し、この統合コントローラは、角速度から角加速度及び角加速度トルク制限値を演算し、スリップ用トルク制限値、角加速度及び角加速度トルク制限値、路面摩擦係数に基づいてモータトルク指令値を決定し、モータ駆動トルクを制御している。

そのため、車両のスリップが発生してから、このスリップを収束させるためにモータの駆動トルクを低下させるまでの間に、ＣＡＮの通信遅れが作用し、車両の初期スリップを適正に抑制することが困難となる。例えば、車両が上り坂の雪道で停止している状態から発進するとき、スリップを検出してからトルクダウン制御が実行されるまでに、ＣＡＮ通信の遅れが発生すると、スリップを直ちに収束できずに登坂性能が低下してしまう。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、制御遅れを抑制することで初期スリップを抑制して高精度なトラクション制御を可能とする車両の駆動力制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両の駆動力制御装置は、車両の運転状態に応じてモータの駆動トルクを制御する駆動力制御部と、前記車両の運転状態に応じて車両の制動トルクを制御する制動力制御部と、前記モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出部と、駆動輪の回転速度を検出する駆動輪速度検出部とを備え、前記制動力制御部は、前記駆動輪速度検出部が検出した駆動輪の回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第１トルクダウン量を算出し、前記駆動力制御部に出力する一方、前記駆動力制御部は、前記モータ回転速度検出部が検出した前記モータの回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第２トルクダウン量を算出し、前記第１トルクダウン量及び前記第２トルクダウン量に応じて前記モータの駆動トルクを制御することを特徴とするものである。

本発明の車両の駆動力制御装置では、前記駆動力制御部は、前記モータの回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第２トルクダウン量を算出し、該第２トルクダウン量に応じて前記モータの駆動トルクを制御すると共に、前記第２トルクダウン量を前記制動力制御部に出力し、該制動力制御部は、前記駆動輪の回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出し、前記第２トルクダウン量を加味して前記第１トルクダウン量を算出し、前記駆動力制御部に出力することを特徴としている。

本発明の車両の駆動力制御装置では、前記駆動力制御部は、前記モータの回転速度から角加速度を算出し、該角加速度と基準路面摩擦係数を比較して前記駆動輪のスリップを検出すると共に、前記角加速度に基づいて前記第２トルクダウン量を算出することを特徴としている。

本発明の車両の駆動力制御装置では、駆動源として前記モータ及びエンジンを有し、前記モータはモータ制御部によりモータトルクが制御可能であり、前記エンジンはエンジン制御部によりエンジントルクが制御可能であり、前記駆動力制御部は、前記モータ制御部及び前記エンジン制御部を制御することで車両の駆動トルクを制御可能であることを特徴としている。

本発明の車両の駆動力制御装置では、ＣＡＮ通信により各種データの送受信が行わせることを特徴としている。

本発明の車両の駆動力制御装置によれば、制動力制御部は、駆動輪の回転速度に基づいてスリップを検出すると共に車両の第１トルクダウン量を算出し、駆動力制御部に出力する一方、駆動力制御部は、モータの回転速度に基づいて駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第２トルクダウン量を算出し、第１トルクダウン量及び第２トルクダウン量に応じてモータの駆動トルクを制御するので、駆動力制御部は、制動力制御部からの第１トルクダウン量の入力遅れに拘らず、第２トルクダウン量に応じてモータの駆動トルクを制御することができ、制御遅れを抑制することで初期スリップを抑制し、高精度なトラクション制御を行うことができる。

以下に、本発明に係る車両の駆動力制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施例に係る車両の駆動力制御装置を表す概略構成図、図２は、本実施例の車両の駆動力制御装置が適用されたハイブリッド車両の概略構成図、図３は、本実施例の車両の駆動力制御装置によるトラクション制御を表すフローチャートである。

本実施例の車両の駆動力制御装置が適用される車両は、ハイブリッド車両であって、動力源として、エンジンと電気モータと発電機が搭載されており、このエンジンと電気モータと発電機は、動力分配統合機構により接続され、エンジンの出力を発電機と駆動輪とに振り分けると共に、電気モータからの出力を駆動輪に伝達したり、減速機を介してドライブシャフトから駆動輪に伝達される駆動力に関する変速機として機能する。

即ち、図２に示すように、本実施例のハイブリッド車両１１は、エンジン１２と、エンジン１２の出力軸としてのクランクシャフト１３にダンパ１４を介して接続された３軸式の動力分配統合機構１５と、動力分配統合機構１５に接続された発電可能なモータ（ＭＧ１）１６と、動力分配統合機構１５に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸１７に取り付けられた減速ギヤ１８と、この減速ギヤ１８に接続されたモータ（ＭＧ２）１９と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶ−ＥＣＵと称する。）２０とを有している。

エンジン１２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、このエンジン１２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵと称する。）２１により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御指令を受けている。エンジンＥＣＵ２１は、ＨＶ−ＥＣＵ２０と通信可能であり、ＨＶ−ＥＣＵ２０からの制御信号によりエンジン１２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン１２の運転状態に関するデータをＨＶ−ＥＣＵ２０に出力する。

動力分配統合機構１５は、外歯歯車のサンギヤ２２と、このサンギヤ２２と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ２３と、サンギヤ２２に噛合すると共にリングギヤ２３に噛合する複数のピニオンギヤ２４と、複数のピニオンギヤ２４を自転、且つ、公転自在に保持するキャリア２５とを有し、サンギヤ２２とリングギヤ２３とキャリア２５とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構１５にて、キャリア２５にはエンジン１２のクランクシャフト１３が、サンギヤ２２にはモータ１９が、リングギヤ２３にはリングギヤ軸１７を介して減速ギヤ１８がそれぞれ連結されている。そして、モータ１６が発電機として機能するときにはキャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力をサンギヤ２２側とリングギヤ２３側にそのギヤ比に応じて分配し、モータ１６が電動機として機能するときにはキャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力とサンギヤ２２から入力されるモータ１６からの動力を統合してリングギヤ２３側に出力する。リングギヤ２３に出力された動力は、リングギヤ軸１７からギヤ機構２６及びデファレンシャルギヤ２７を介して、最終的には車両の駆動輪２８に出力される。

モータ１６及びモータ１９は、いずれも発電機として駆動することができると共に、電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ２９，３０を介してバッテリ３１と電力のやりとりを行なう。インバータ２９，３０とバッテリ３１とを接続する電力ライン３２は、各インバータ２９，３０が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータ１６，１９いずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。従って、バッテリ３１は、モータ１６，１９のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータ１６，１９により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ３１は充放電されない。

モータ１６，１９は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵと称する。）３３により駆動制御されている。モータＥＣＵ３３には、モータ１６，１９を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータ１６，１９の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３４，３５からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ１６，１９に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ３３からは、インバータ２９，３０へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ３３は、ＨＶ−ＥＣＵ２０と通信しており、ＨＶ−ＥＣＵ２０からの制御信号によってモータ１６，１９を駆動制御すると共に必要に応じてモータ１６，１９の運転状態に関するデータをＨＶ−ＥＣＵ２０に出力する。

バッテリ３１は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵと称する。）３６によって管理されている。バッテリＥＣＵ３６には、バッテリ３１を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ３１の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ３１の出力端子に接続された電力ライン３２に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ３１に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ３１の状態に関するデータを通信によりＨＶ−ＥＣＵ２０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ３６では、バッテリ３１を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

このように構成された実施例のハイブリッド車両１１は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度と、車速に基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸１７に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求駆動力がリングギヤ軸１７に出力されるように、エンジン１２とモータ１６とモータ１９が駆動制御される。

エンジン１２とモータ１６とモータ１９の駆動制御としては、要求駆動力に見合う駆動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を駆動制御すると共に、エンジン１２から出力される駆動力の全てが動力分配統合機構１５とモータ１６とモータ１９とによってトルク変換されてリングギヤ軸１７に出力されるように、モータ１６及びモータ１９を駆動制御するトルク変換運転モード、要求駆動力とバッテリ３１の充放電に必要な電力との和に見合う駆動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を駆動制御すると共に、バッテリ３１の充放電を伴ってエンジン１２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構１５とモータ１６とモータ１９とによるトルク変換を伴って要求駆動力がリングギヤ軸１７に出力されるようモータ１６及びモータ１９を駆動制御する充放電運転モード、エンジン１２の駆動を停止してモータ１９からの要求駆動力に見合う駆動力をリングギヤ軸１７に出力するよう駆動制御するモータ運転モードなどがある。

また、車両には、電気制御式油圧ブレーキ装置が設けられている。この油圧ブレーキ装置は、ブレーキペダルのペダルストローク（操作量）に応じて作動するマスタシリンダ３７と、車両の走行状態に応じてマスタシリンダ３７からの制動油圧を制御するブレーキアクチュエータ（油圧制御部）３８と、各駆動輪２８に対応して設けられたブレーキホイールシリンダ３９を有している。上述したＨＶ−ＥＣＵ２０には、このブレーキアクチュエータ３８を制御するブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵと称する。）４０も接続されている。

なお、上述したモータ１９は、主として駆動力を発生させるが、駆動輪２８の回転を利用して発電（回生発電）することもでき、発電機として機能することも可能である。このとき、駆動輪２８には回生ブレーキが作用するので、これをフットブレーキやエンジンブレーキと併用することにより、車両を制動させることができる。

従って、このブレーキＥＣＵ４０は、ブレーキペダルのペダルストロークまたはそれによって得られるマスタシリンダ３７の液圧に応じてドライバの要求制動力を検出し、ＨＶ−ＥＣＵ２０に対してこの要求制動力を出力する。ＨＶ−ＥＣＵ２０は、モータＥＣＵ３３にこの要求制動力を出力し、モータＥＣＵ３３は回生ブレーキを制御すると共に、その実行値、つまり、実行した回生制動力をＨＶ−ＥＣＵ２０に出力する。ＨＶ−ＥＣＵ２０は要求制動力から回生制動力を減算して要求油圧制動力を設定し、ブレーキＥＣＵ４０は、この要求油圧制動力に基づいてブレーキアクチュエータ３８を制御し、各ブレーキホイールシリンダ３９を作動する。

ＨＶ−ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ４１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４１の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４３と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを有している。

そして、このＨＶ−ＥＣＵ２０には、図１及び図２に示すように、イグニッション信号を出力するイグニッションスイッチ４４、アクセルペダルのペダルストローク踏み込み量（以下、アクセル開度）を検出するアクセルペダルポジションセンサ４５、シフトレバーの操作位置を検出するシフト位置センサ４６が入力ポートを介して接続されている。

一方、ブレーキＥＣＵ４０には、各駆動輪２８の回転速度を検出する車輪速センサ４７、ステアリングによる操舵角を検出するステアリングセンサ４８、車両の加速度及び減速度を検出するＧセンサ４９、車両のヨー角を検出するヨーレイトセンサ５０、車両の速度を検出する車速センサ５１、ブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキペダルストローク）を検出するブレーキペダルストロークセンサ５２が入力ポートを介して接続されている。

ＨＶ−ＥＣＵ２０は、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３３、バッテリＥＣＵ３６とはシリアル通信により接続され、ブレーキＥＣＵ４０とはＣＡＮ（Control Area Network）通信により接続されており、ＨＶ−ＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３３、バッテリＥＣＵ３６、ブレーキＥＣＵ４０との間で、各種制御信号やデータのやりとりを行っている。

ところで、ハイブリット車両１１では、エンジン１２やモータ１６，１９などの駆動系を制御するＨＶ−ＥＣＵ２０と、制動系を制御するブレーキＥＣＵ４０とがＣＡＮ通信により接続されており、このＣＡＮ通信は、シリアル通信に比べて通信速度が遅くて制御遅れが発生するおそれがある。

即ち、ブレーキＥＣＵ４０は、車両のスリップを検出すると、このスリップ量と路面摩擦係数に基づいてトルクダウン量を算出し、このトルクダウン量をＨＶ−ＥＣＵ２０に出力する。ＨＶ−ＥＣＵ２０は、受取ったトルクダウン量に基づいてエンジンＥＣＵ２１やモータＥＣＵ３３を制御してエンジン１２やモータ１６，１９の駆動トルクを低下させ、車両のスリップを抑制している。そのため、ブレーキＥＣＵ４０とＨＶ−ＥＣＵ２０との間でのＣＡＮ通信による遅れが発生すると、車両がスリップしてから、このスリップを収束させるために駆動トルクを低下させるまでの時間が長くなり、車両の初期スリップを適正に抑制することが困難となる。

そこで、本実施例のハイブリッド車両１１における駆動力制御装置では、ハイブリッド車両１１の運転状態に応じてモータ１９の駆動トルクを制御する駆動力制御部としてのＨＶ−ＥＣＵ２０と、ハイブリッド車両１１の運転状態に応じて制動トルクを制御する制動力制御部としてのブレーキＥＣＵ４０と、モータ１９の回転速度を検出するモータ回転速度検出部としての回転位置検出センサ３５と、駆動輪２８の回転速度を検出する駆動輪速度検出部としての車輪速センサ４７を有し、ブレーキＥＣＵ４０は、車輪速センサ４７が検出した駆動輪２８の回転速度に基づいてスリップを検出すると共に第１トルクダウン量を算出し、ＣＡＮ通信を用いてＨＶ−ＥＣＵ２０に出力する一方、このＨＶ−ＥＣＵ２０は、回転位置検出センサ３５が検出したモータ回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出すると共に第２トルクダウン量を算出し、第１トルクダウン量及び第２トルクダウン量に応じてエンジン１２やモータ１９の駆動トルクを制御している。

具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、モータ１９の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出すると共に第２トルクダウン量を算出し、第２トルクダウン量に応じてモータ１９の駆動トルクを制御すると共に、第２トルクダウン量をＣＡＮ通信を用いてブレーキＥＣＵ４０に出力し、このブレーキＥＣＵ４０は、駆動輪２８の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出し、第２トルクダウン量を加味して第１トルクダウン量を算出し、ＣＡＮ通信を用いてＨＶ−ＥＣＵ２０に出力している。

即ち、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、モータ１９の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出すると共に、第２トルクダウン量を算出し、第２トルクダウン量に応じてモータ１９の駆動トルクを制御する。そのため、ＣＡＮ通信による制御遅れをなくして初期スリップを適正に抑制することができる。また、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、この第２トルクダウン量の実行値をＣＡＮ通信を用いてブレーキＥＣＵ４０に出力すると、このブレーキＥＣＵ４０は、駆動輪２８の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出し、第２トルクダウン量を加味して第１トルクダウン量を算出し、ＣＡＮ通信を用いてＨＶ−ＥＣＵ２０に出力する。そのため、初期のスリップが抑制されて後のスリップを高精度に抑制することができる。

なお、本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置にて、ブレーキＥＣＵ４０は、ＡＢＳ制御と、ＴＲＣ・ＶＳＣ制御と、回生ブレーキ制御が可能となっている。このＡＢＳ制御は、車両の前後車輪における制動力配分と左右車輪における制動力配分とを適切に行うことで、積載状態、加減速時、旋回制動時における車両安定性を確保する。ＴＲＣ制御は、滑りやすい路面での車両の走行時や旋回走行時に、モータの駆動制御とブレーキ装置の制動制御を行うことでスリップを抑制し、路面状況に応じた駆動力を確保して車両の発進加速性、直進性及び旋回安定性を確保する。ＶＳＣ制御は、車両の旋回走行時に、モータ及びエンジンの駆動制御とブレーキ装置の制動制御を行うことで、車輪の横滑りを抑制する。回生ブレーキ制御は、車両の減速時に、路面から駆動輪に伝わる駆動力を利用してモータで発電を行うと共に、回生ブレーキを作用させることで、燃費を向上する。

ここで、上述した本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置によるトラクション制御について、図３のフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、図３のフローチャートに表すトラクション制御ルーチンは、ＨＶ−ＥＣＵ２０により初期スリップを抑制するために実行されるものであり、同時に、ブレーキＥＣＵ４０によりスリップを抑制するためのトラクション制御が実行される。なお、このＨＶ−ＥＣＵ２０により実行されるトラクション制御にて、使用されるＴＲＣ制御の許可信号、基本路面摩擦抵抗μ、基準トルクＴｓは、所定のサンプリング周期でブレーキＥＣＵ４０から入力されており、ＣＡＮ通信による遅れは発生しない。

本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置によるトラクション制御において、図３に示すよう、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、ステップＳ１１にて、回転位置検出センサ３５が検出したモータ回転速度（角速度）ωを読込み、ステップＳ１２にて、このモータ回転速度、つまり、角速度ωを微分することで、角加速度ｄω／ｄｔを算出する。そして、ステップＳ１３にて、モータ１９によるＴＲＣ制御が許可されるか、つまり、ＨＶ−ＥＣＵ２０が正常にモータ１９を制御しているかどうかを判定する。ここで、モータ１９によるＴＲＣ制御が許可されないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ１３にて、モータ１９によるＴＲＣ制御が許可されると判定されたら、ステップＳ１４にて、角加速度ｄω／ｄｔが基本路面摩擦抵抗μに基づいて設定された所定値より大きいかどうかを判定する。即ち、この角加速度ｄω／ｄｔが基本路面摩擦抵抗μに基づいて設定された所定値より大きい場合には、駆動輪２８のスリップが発生するものと推定される。

ステップＳ１４にて、角加速度ｄω／ｄｔが基本路面摩擦抵抗μに基づいて設定された所定値より大きいと判定されたら、駆動輪２８のスリップが発生するものと推定されることから、ステップＳ１５にて、トルクダウン量Ｔｄｏｗｎ（第２トルクダウン量）を算出する。ここでは、トルクダウン量Ｔｄｏｗｎを、角加速度ｄω／ｄｔに基づいて、予め設定されたトルクダウンマップＴｄｏｗｎＭａｐ、トルクダウン計算式Ｔｄｏｗｎ２、前回のトルクダウン量Ｔｄｏｗｎ_{（ｎ−１）}で求められたものうちの最も大きいものを選択して用いる。この場合、トルクダウンマップＴｄｏｗｎＭａｐは、予め実験により求められたマップであり、トルクダウン計算式Ｔｄｏｗｎ２は、急激なスリップが発生したときに適用される計算式である。また、前回のトルクダウン量Ｔｄｏｗｎ_{（ｎ−１）}を用いるのは、スリップしたときの角加速度ｄω／ｄｔを前回よりも小さくするためである。

ステップＳ１６では、ステップＳ１５で求めたトルクダウン量Ｔｄｏｗｎから各種誤差ｃｏｎｓｔ（＝０でもよい）を減算することで、過剰なトルクダウンを抑制する。そして、ステップＳ１７にて、車両の基準トルクＴｓからトルクダウン量Ｔｄｏｗｎを減算することで、車両の目標トルクＴｔ_（ｎ）を算出し、ステップＳ１８にて、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、この目標トルクＴｔ_（ｎ）に基づいてモータ１９の駆動力を低下させる。

一方、ステップＳ１４にて、角加速度ｄω／ｄｔが基本路面摩擦抵抗μに基づいて設定された所定値より大きくないと判定されたら、駆動輪２８のスリップが発生しないものと推定されることから、ステップＳ１９にて、前回の目標トルクＴｔ_{（ｎ−１）}が基準トルクＴｓより小さいかどうかを判定する。ここで、前回の目標トルクＴｔ_{（ｎ−１）}が基準トルクＴｓより小さいと判定されたら、ステップＳ２０にて、基準トルクＴｓ_{（ｎ−１）}に基本路面摩擦抵抗μに基づいて設定されたトルクアップ量Ｔｕｐを加算することで、車両の目標トルクＴｔ_（ｎ）を算出する。また、ステップＳ１９にて、前回の目標トルクＴｔ_{（ｎ−１）}が基準トルクＴｓより小さくないと判定されたら、ステップＳ２１にて、前回の目標トルクＴｔ_{（ｎ−１）}を車両の目標トルクＴｔ_（ｎ）に設定する。そして、ステップＳ１８にて、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、この目標トルクＴｔ_（ｎ）に基づいてモータ１９の駆動力を制御する。

なお、上述したように、ＨＶ−ＥＣＵ２０が、モータ１９の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出すると共に第２トルクダウン量（トルクダウン量Ｔｄｏｗｎ）を算出し、この第２トルクダウン量に応じてモータ１９の駆動トルクを低下させるとき、ブレーキＥＣＵ４０は、駆動輪２８の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出し、このスリップ量に基づいて第１トルクダウン量を算出している。そして、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、実行した第２トルクダウン量をＣＡＮ通信を用いてブレーキＥＣＵ４０に衆力すると、このブレーキＥＣＵ４０は、第１トルクダウン量に第２トルクダウン量を加味して第１トルクダウン量を補正し、このトルクダウン量をＣＡＮ通信を用いてＨＶ−ＥＣＵ２０に出力する。

従って、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、モータ１９の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出し、角加速度ｄω／ｄｔに基づいて第２トルクダウン量（トルクダウン量Ｔｄｏｗｎ）を算出し、この第２トルクダウン量に応じてモータ１９の駆動トルクを制御するため、ＣＡＮ通信による制御遅れがなく、駆動輪２８の初期スリップが早期に抑制される。また、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、この第２トルクダウン量の実行値をＣＡＮ通信を用いてブレーキＥＣＵ４０に出力し、ブレーキＥＣＵ４０は、駆動輪２８の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出し、第２トルクダウン量を加味して第１トルクダウン量を算出し、ＣＡＮ通信を用いてＨＶ−ＥＣＵ２０に出力するため、初期のスリップが抑制されて後のスリップを高精度に適正に継続して抑制される。

例えば、車両が上り坂の雪道で停止している状態から発進するとき、初期スリップが発生すると、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、モータ１９の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出してモータ１９の駆動トルクを低下させるため、スリップを検出してからトルクダウン制御が実行されるまでの制御時間が短縮され、ハイブリッド車両１１の登坂性能が低下することがない。

このように本実施例の車両の駆動力制御装置にあっては、エンジン１２とモータ１６，１９の駆動トルクを制御するＨＶ−ＥＣＵ２０と、ブレーキアクチュエータ３８の制動トルクを制御するブレーキＥＣＵ４０と、モータ１９の回転速度を検出する回転位置検出センサ３５と、駆動輪２８の回転速度を検出する車輪速センサ４７とを設け、ブレーキＥＣＵ４０は、駆動輪２８の回転速度に基づいてスリップを検出すると共に第１トルクダウン量を算出し、ＨＶ−ＥＣＵ２０に出力する一方、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、モータ１９の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出すると共に第２トルクダウン量を算出し、第１トルクダウン量と第２トルクダウン量に応じてモータ１９の駆動トルクを制御している。

従って、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、ブレーキＥＣＵ４０からの第１トルクダウン量の入力遅れに拘らず、第２トルクダウン量に応じてモータ１９の駆動トルクを制御することができ、制御遅れを抑制することで初期スリップを抑制し、高精度なトラクション制御を行うことができる。

また、本実施例の車両の駆動力制御装置では、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、モータ１９の回転速度に基づいて駆動輪２８のスリップを検出すると共に第２トルクダウン量を算出し、この第２トルクダウン量に応じてモータ１９の駆動トルクを制御すると共に、第２トルクダウン量をブレーキＥＣＵ４０に出力し、このブレーキＥＣＵ４０は、駆動輪２８の回転速度に基づいてスリップを検出し、第２トルクダウン量を加味して第１トルクダウン量を算出し、ＨＶ−ＥＣＵ２０に出力している。

従って、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、モータ１９の回転速度に基づいてモータ１９の駆動トルクを低下することで、駆動輪２８の初期スリップを抑制することができ、その後、駆動輪２８の回転速度を加味してモータ１９の駆動トルクを制御することで、駆動輪２８のスリップを継続して抑制することができ、高精度なスリップ制御を行うことができる。

また、本実施例の車両の駆動力制御装置では、ＨＶ−ＥＣＵ２０は、モータ１９の回転速度から角加速度を算出し、この角加速度と基準路面摩擦係数を比較して駆動輪２８のスリップを検出すると共に、角加速度に基づいて第２トルクダウン量を算出している。従って、常時、ＨＶ−ＥＣＵ２０に入力されているモータ１９の回転速度に基づいて角加速度を算出し、この角加速度と基準路面摩擦係数を比較してモータ１９の駆動トルクを制御することで、駆動輪２８のスリップを早期に抑制することができる。

以上のように、本発明に係る車両の駆動力制御装置は、制御遅れを抑制することで初期スリップを抑制して高精度なトラクション制御を可能とするものであり、特に、エンジンと電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両に適用して有用である。

本発明の一実施例に係る車両の駆動力制御装置を表す概略構成図である。 本実施例の車両の駆動力制御装置が適用されたハイブリッド車両の概略構成図である。 本実施例の車両の駆動力制御装置によるトラクション制御を表すフローチャートである。

符号の説明

１１ ハイブリッド車両
１２ エンジン
１５ 動力分配統合機構
１６ モータ（ＭＧ１）
１９ モータ（ＭＧ２）
２０ ハイブリッド用電子制御ユニット、ＨＶ−ＥＣＵ（駆動力制御部）
２１ エンジン用電子制御ユニット、エンジンＥＣＵ
３１ バッテリ
３３ モータ用電子制御ユニット、モータＥＣＵ
３５ 回転位置検出センサ（モータ回転速度検出部）
３６ バッテリ用電子制御ユニット、バッテリＥＣＵ
３７ ブレーキマスタシリンダ
３８ ブレーキアクチュエータ
３９ ブレーキホイールシリンダ
４０ ブレーキ用電子制御ユニット、ブレーキＥＣＵ（制動力制御部）
４７ 車輪速センサ（駆動輪速度検出部）
５１ 車速センサ
５２ ブレーキペダルストロークセンサ

Claims (5)

1. 車両の運転状態に応じてモータの駆動トルクを制御する駆動力制御部と、前記車両の運転状態に応じて車両の制動トルクを制御する制動力制御部と、前記モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出部と、駆動輪の回転速度を検出する駆動輪速度検出部とを備え、
   前記制動力制御部は、前記駆動輪速度検出部が検出した駆動輪の回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第１トルクダウン量を算出し、前記駆動力制御部に出力する一方、前記駆動力制御部は、前記モータ回転速度検出部が検出した前記モータの回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第２トルクダウン量を算出し、前記第１トルクダウン量及び前記第２トルクダウン量に応じて前記モータの駆動トルクを制御することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 前記駆動力制御部は、前記モータの回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第２トルクダウン量を算出し、該第２トルクダウン量に応じて前記モータの駆動トルクを制御すると共に、前記第２トルクダウン量を前記制動力制御部に出力し、該制動力制御部は、前記駆動輪の回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出し、前記第２トルクダウン量を加味して前記第１トルクダウン量を算出し、前記駆動力制御部に出力することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
3. 前記駆動力制御部は、前記モータの回転速度から角加速度を算出し、該角加速度と基準路面摩擦係数を比較して前記駆動輪のスリップを検出すると共に、前記角加速度に基づいて前記第２トルクダウン量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動力制御装置。
4. 駆動源として前記モータ及びエンジンを有し、前記モータはモータ制御部によりモータトルクが制御可能であり、前記エンジンはエンジン制御部によりエンジントルクが制御可能であり、前記駆動力制御部は、前記モータ制御部及び前記エンジン制御部を制御することで車両の駆動トルクを制御可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両の駆動力制御装置。
5. 前記駆動力制御部と前記制動力制御部は、ＣＡＮ通信により各種データの送受信が行わせることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の車両の駆動力制御装置。

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