JP2012192819A - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両用駆動装置において、差動用電動機用の駆動回路の耐久性低下を生じるほどその駆動回路が発熱することを防止すると共に、ドライバビリティの悪化を抑えることができる制御装置を提供する。
【解決手段】目標第１電動機回転速度Ｎgtagは、それが零近傍回転速度範囲RNgz内とされる場合であって、且つ、第１電動機トルクＴgが予め定められたトルク判定値ＴgA以上である場合には、上記零近傍回転速度範囲RNgz外の回転速度に設定される。従って、上記差動用電動機である第１電動機MG1用の駆動回路の耐久性を低下させるほどその駆動回路が発熱することを、防止できる。更に、第１電動機トルクＴgが加味されるので、第１電動機回転速度Ｎgが上記零近傍回転速度範囲RNgzを外して段階的に変化することが不必要には行われなくなり、ドライバビリティの悪化を抑えることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両走行用の駆動力源に含まれる電動機を制御する制御装置に関する。

エンジンからの動力を駆動輪へ出力し差動用電動機により差動状態が制御される電気式差動機構を備えたハイブリッド車両において、前記差動用電動機の回転速度が所定の目標回転速度となるようにその差動用電動機を制御する車両用駆動装置の制御装置が、従来からよく知られている。例えば、特許文献１に開示されたハイブリッド車両の制御装置がそれである。その特許文献１の制御装置は、前記差動用電動機である第１の電動発電機の瞬時の目標回転速度と将来の目標回転速度とを逐次算出する。そして、その瞬時の目標回転速度とその将来の目標回転速度との両方が、零を含む所定の回転速度範囲内である場合には、前記第１の電動発電機の回転速度がその所定の回転速度範囲内に入らないように前記所定の目標回転速度を設定した上で、その第１の電動発電機を制御する。

特開２０００−１８４５０６号公報 特開２００５−０４５８６３号公報 特開平１０−０８４６０２号公報 特開２００６−１８７１６９号公報

一般的に、ハイブリッド車両では、前記電動発電機はインバータによって駆動制御されている。特許文献１の制御装置は、前記第１の電動発電機を駆動するインバータがその耐久性低下を生じるほど発熱することを、上記のように第１の電動発電機の目標回転速度を設定することで防止している。ここで、上記インバータが発熱するためにはその前提として、上記第１の電動発電機に供給される駆動電流が大きいこと、すなわち、その第１の電動発電機のトルクが大きいことが必要である。しかし、特許文献１の制御装置は、前記第１の電動発電機の回転速度が前記所定の回転速度範囲内に入らないように前記所定の目標回転速度を設定する際に、上記第１の電動発電機のトルクを加味せずにその所定の目標回転速度を設定するものであった。従って、特許文献１の制御装置は、前記インバータの発熱抑制の観点から、前記第１の電動発電機の回転速度が前記所定の回転速度範囲内に入らないようにする必要が無い場合においても、前記第１の電動発電機の回転速度が前記所定の回転速度範囲内に入らないように第１の電動発電機を制御していた。そのため、上記第１の電動発電機の回転速度が上記所定の回転速度範囲を外して段階的に変化することが不必要に発生し、ドライバビリティを不必要に悪化させる可能性があった。なお、このような課題は未公知である。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンからの動力を駆動輪へ出力し差動用電動機により差動状態が制御される電気式差動機構を備えた車両用駆動装置において、前記インバータのような上記差動用電動機用の駆動回路の耐久性低下を生じるほどその駆動回路が発熱することを防止すると共に、ドライバビリティの悪化を抑えることができる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、（ａ）エンジンからの動力を駆動輪へ出力し差動用電動機により差動状態が制御される電気式差動機構を備えた車両用駆動装置において、前記差動用電動機の回転速度が所定の目標回転速度となるようにその差動用電動機を制御する車両用駆動装置の制御装置であって、（ｂ）前記差動用電動機の目標回転速度が、零を含む予め定められた回転速度範囲内とされる場合であって、且つ、前記差動用電動機のトルクが予め定められたトルク判定値以上である場合には、前記目標回転速度を前記予め定められた回転速度範囲外の回転速度に設定することを特徴とする。

このようにすれば、たとえばインバータのような上記差動用電動機用の駆動回路の耐久性を低下させるほどその駆動回路が発熱することを、防止することができる。更に、上記差動用電動機のトルクが加味された上で、その差動用電動機の目標回転速度が前記予め定められた回転速度範囲外の回転速度に設定されるので、例えば上記差動用電動機の駆動電流が小さいことでその差動用電動機の駆動回路の発熱のおそれがないような場合には、上記差動用電動機の回転速度が上記予め定められた回転速度範囲を外して段階的に変化することが回避される。そのため、ドライバビリティの悪化を抑えることができる。

ここで、好適には、前記差動用電動機のトルクが予め定められたトルク判定値以上である場合とは、その差動用電動機のトルクが、その差動用電動機の駆動電流が所定値以上となる予め定められたトルク領域内である場合である。

本発明が適用される車両用駆動装置を説明するための骨子図である。 図１の車両用駆動装置を制御するための制御装置として機能する電子制御装置に入力される信号を例示した図であると共に、その電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明するための機能ブロック線図である。 図２の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、エンジン走行モードにおいて第１電動機回転速度を制御する制御作動を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両用駆動装置８を説明するための骨子図である。図１に示すように、車両用駆動装置８は、走行用の動力を出力する一般的に知られた自動車用ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンであるエンジン１４と、そのエンジン１４と駆動輪４０（図２参照）との間に介装された車両用動力伝達装置１０（以下、「動力伝達装置１０」という）とを備えている。動力伝達装置１０はエンジン１４からの駆動力を駆動輪４０に伝達するトランスアクスルである。そして、動力伝達装置１０は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスアクスル（Ｔ／Ａ）ケース１２（以下、「ケース１２」という）内において、エンジン１４側から順番に、そのエンジン１４の出力軸１５（例えばクランク軸）に作動的に連結されてエンジン１４からのトルク変動等による脈動を吸収するダンパー１６、そのダンパー１６を介してエンジン１４によって回転駆動させられる入力軸１８、第１電動機MG1、動力分配機構として機能する第１遊星歯車装置２０、減速装置として機能する第２遊星歯車装置２２、および、駆動輪４０に動力伝達可能に連結された第２電動機MG2を備えている。

この動力伝達装置１０は、例えば前輪駆動すなわちＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型の車両６の前方に横置きされ、駆動輪４０を駆動するために好適に用いられるものである。動力伝達装置１０では、エンジン１４の動力がカウンタギヤ対３２の一方を構成する動力伝達装置１０の出力回転部材としての出力歯車２４からカウンタギヤ対３２、ファイナルギヤ対３４、差動歯車装置（終減速機）３６および一対の車軸３８等を順次介して一対の駆動輪４０へ伝達される（図２参照）。このように、本実施例では、入力軸１８とエンジン１４とはダンパー１６を介して作動的に連結されており、エンジン１４の出力軸１５がエンジン１４の出力回転部材であることはもちろんであるが、この入力軸１８もエンジン１４の出力回転部材に相当する。図１に示されているように、車両用駆動装置８はトルクコンバータのような流体伝動装置を備えていない。

入力軸１８は、両端がボールベアリング２６および２８によって回転可能に支持されており、一端がダンパー１６を介してエンジン１４に連結されることでエンジン１４により回転駆動させられる。また、他端には潤滑油供給装置としてのオイルポンプ３０が連結されており入力軸１８が回転駆動されることによりオイルポンプ３０が回転駆動させられて、動力伝達装置１０の各部例えば第１遊星歯車装置２０、第２遊星歯車装置２２、ボールベアリング２６、および２８等に潤滑油が供給される。

第１遊星歯車装置２０は、エンジン１４と駆動輪４０との間の動力伝達経路の一部を構成しており、エンジン１４からの動力を駆動輪４０へ出力する差動機構である。そして、第１遊星歯車装置２０は、第１電動機MG1により差動状態が制御される電気式差動機構として機能する。具体的に、第１遊星歯車装置２０は、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第１サンギヤＳ１、第１ピニオンギヤＰ１、その第１ピニオンギヤＰ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、および、第１ピニオンギヤＰ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を回転要素（要素）として備えている。第１遊星歯車装置２０のギヤ比ρ１は、第１サンギヤＳ１の歯数をＺ_S1とし第１リングギヤＲ１の歯数をＺ_R1とすれば、「ρ１＝Ｚ_S1／Ｚ_R1」で算出される。

そして、第１遊星歯車装置２０は、入力軸１８に伝達されたエンジン１４の出力を機械的に分配する機械的な動力分配機構であって、エンジン１４の出力を第１電動機MG1および出力歯車２４に分配する。つまり、この第１遊星歯車装置２０においては、第１回転要素としての第１キャリヤＣＡ１は入力軸１８すなわちエンジン１４に連結され、第２回転要素としての第１サンギヤＳ１は第１電動機MG1に連結され、第３回転要素としての第１リングギヤＲ１は出力歯車２４すなわちその出力歯車２４に作動的に連結された駆動輪４０に連結されている。これより、第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＡ１、第１リングギヤＲ１は、それぞれ相互に相対回転可能となることから、エンジン１４の出力が第１電動機MG1および出力歯車２４に分配されると共に、第１電動機MG1に分配されたエンジン１４の出力で第１電動機MG1が発電され、その発電された電気エネルギが蓄電されたりその電気エネルギで第２電動機MG2が回転駆動されるので、動力伝達装置１０は、例えば無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、第１遊星歯車装置２０の差動状態が第１電動機MG1により制御されることにより、エンジン１４の所定回転に拘わらず出力歯車２４の回転が連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。また、第１遊星歯車装置２０では、第１電動機MG1が無負荷状態とされて空転させられることで第１キャリヤＣＡ１と第１リングギヤＲ１との間の動力伝達が遮断されるので、第１遊星歯車装置２０は、エンジン１４と駆動輪４０との間の動力伝達を遮断可能な動力伝達遮断装置としても機能する。

第２遊星歯車装置２２は、シングルピニオン型の遊星歯車装置である。第２遊星歯車装置２２は、第２サンギヤＳ２、第２ピニオンギヤＰ２、その第２ピニオンギヤＰ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、および、第２ピニオンギヤＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を回転要素として備えている。なお、第１遊星歯車装置２０のリングギヤＲ１および第２遊星歯車装置２２のリングギヤＲ２は一体化された複合歯車となっており、その外周部に出力歯車２４が設けられている。そのため、本実施例では、リングギヤＲ１の回転速度Ｎr1とリングギヤＲ２の回転速度Ｎr2と出力歯車２４の回転速度Ｎoutとは互いに同一である。

この第２遊星歯車装置２２においては、第２キャリヤＣＡ２は非回転部材であるケース１２に連結されることで回転が阻止され、第２サンギヤＳ２は第２電動機MG2に連結され、第２リングギヤＲ２は出力歯車２４に連結されている。すなわち、第２電動機MG2は出力歯車２４と第１遊星歯車装置２０のリングギヤＲ１とに第２遊星歯車装置２２を介して連結されている。これにより、例えば発進時などは第２電動機MG2が回転駆動することにより、第２サンギヤＳ２が回転させられ、第２遊星歯車装置２２によって減速させられて出力歯車２４に回転が伝達される。

本実施例の第１電動機MG1及び第２電動機MG2は何れも、発電機能をも有する所謂モータジェネレータである。具体的に第１電動機MG1及び第２電動機MG2は、周方向に配設された複数の永久磁石と回転軸とを含むロータと、回転軸心まわりに回転磁界を形成する三相コイルが巻回された非回転部材のステータとを備えた同期電動発電機である。第１電動機MG1及び第２電動機MG2では、上記複数の永久磁石が発生させる磁界と上記三相コイルが発生させる磁界との相互作用により上記ロータが回転駆動され、或いは、それらの相互作用により上記三相コイルの端子間に起電力が生じさせられる。このような構成から、第１電動機MG1及び第２電動機MG2は、上記三相コイルに通電される駆動電流が大きいほど、大きなトルクを発生させる。第１電動機MG1及び第２電動機MG2はそれぞれインバータ５８（図２参照）を介して蓄電装置５９に電気的に接続されており、第１電動機MG1と第２電動機MG2と蓄電装置５９とは相互に電力授受可能な構成となっている。差動用電動機として機能する第１電動機MG1は反力を発生させるためのジェネレータ（発電）機能を少なくとも備えている。また、走行用電動機として機能する第２電動機MG2は車両６の駆動力を出力するためのモータ（電動機）機能を少なくとも備えており、駆動輪４０へ走行用の動力を出力する。上記蓄電装置５９は、例えば、鉛蓄電池などのバッテリ（二次電池）又はキャパシタなどであって、第１電動機MG1及び第２電動機MG2に電力を供給し且つそれらの各電動機MG1，MG2から電力の供給を受けることが可能な電気エネルギ源である。

上述のように構成された車両用駆動装置８では、電子制御装置８０（図２参照）は、例えば、キーがキースロットに挿入された後、フットブレーキ４５が操作された状態でパワースイッチが操作されることにより制御が起動されると、運転者の要求出力に対応するアクセルペダル４１（図２参照）の操作量であるアクセル開度（アクセル操作量）Ａccに基づいてその運転者の要求出力を算出し、燃費が良く排ガス量の少ない運転となるようにエンジン１４および／または第２電動機MG2から要求出力を発生させる。例えば、電子制御装置８０は、エンジン１４を停止し専ら第２電動機MG2を駆動源とするモータ走行モード、エンジン１４の動力で第１電動機MG1により発電を行いながら第２電動機MG2を駆動源として走行する充電走行モード、エンジン１４の動力を機械的に駆動輪４０に伝えて走行するエンジン走行モード等を、走行状態に応じて切り換える。そのエンジン走行モードでは、エンジン１４と共に第２電動機MG2も必要に応じて駆動状態とされて第２電動機MG2がアシストトルクを出力することがある。なお、例えば、燃費とは単位燃料消費量当たりの走行距離等であり、燃費の向上とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が長くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率（＝燃料消費量／駆動輪出力）が小さくなることである。逆に、燃費の低下とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が短くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率が大きくなることである。

また、電子制御装置８０は、上記エンジン走行モードでは、エンジン１４が例えば最適燃費曲線等の予め定められた動作曲線に従って作動するように第１電動機MG1によってエンジン１４の回転速度Ｎe（以下、エンジン回転速度Ｎeという）を制御する。このとき、電子制御装置８０は、エンジン回転速度Ｎeの制御及び第１電動機MG1の発電量の制御に伴い、第１遊星歯車装置２０の変速比γ０（＝入力軸１８の回転速度／出力歯車２４の回転速度）をその変速可能な変化範囲内で無段階に制御する。すなわち、第１電動機MG1により第１遊星歯車装置２０の差動状態を連続的に制御する。具体的には、電子制御装置８０は、エンジン出力Ｐeの目標値である目標エンジン出力Ｐetagが得られる目標エンジン動作点（エンジン１４の目標動作点）を前記最適燃費曲線上において逐次決定し、その目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度ＮeおよびエンジントルクＴeをそれぞれ目標エンジン回転速度Ｎetagおよび目標エンジントルクＴetagとして逐次決定する。そして、その目標エンジントルクＴetagがエンジン１４から出力されるようにスロットル開度θthを逐次調節すると共に、エンジン回転速度Ｎeがその目標エンジン回転速度Ｎetagに一致するように第１電動機MG1により第１遊星歯車装置２０の差動状態を制御する。なお、前記最適燃費曲線は、エンジン１４を動作させる基準となる基準動作曲線であって、運転性能と燃費性能とを両立するように予め実験的に設定されたものである。

また、後進走行は、例えば、第２電動機MG2を逆方向へ回転駆動することによって達成される。このとき、電子制御装置８０は、第１電動機MG1は空転状態として、エンジン１４の作動状態に関係なく出力歯車２４が逆回転することを許容する。

さらに、電子制御装置８０は、コースト走行時には車両６の有する慣性エネルギーで第２電動機MG2を回転駆動することにより電力として回生し、蓄電装置５９にその電力を蓄える。

また、電子制御装置８０は、前記モータ走行モードでは、エンジン１４の運転を停止した状態で蓄電装置５９からの電力により第２電動機MG2を駆動してその第２電動機MG2のみを車両６の駆動力源とする。このモータ走行モードでは、運転を停止しているエンジン１４の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、例えば第１電動機MG1を無負荷状態とすることにより空転させて、第１遊星歯車装置２０の差動作用によりエンジン回転速度Ｎeを零乃至略零に維持する。つまり、モータ走行モードでは、エンジン１４の運転が単に停止させられるだけではなく、エンジン１４の回転も停止させられる。

図２は、本実施例の車両用駆動装置８を制御するための制御装置として機能する電子制御装置８０に入力される信号を例示した図であると共に、電子制御装置８０に備えられた制御機能の要部を説明するための機能ブロック線図である。この電子制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン１４、第１電動機MG1、第２電動機MG2に関するハイブリッド駆動制御等の車両制御を実行するものである。

電子制御装置８０には、図２に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン１４のシリンダブロックに設けられたエンジン水温センサ５１からのエンジン水温TEMP_Wを表す信号、エンジン回転速度Ｎeを表すエンジン回転速度センサ５０からの信号、出力歯車２４の回転速度Ｎout（以下、「出力回転速度Ｎout」という）に対応する車速Ｖを表す車速センサ５２からの信号、常用ブレーキであるフットブレーキ４５の操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ４６からのフットブレーキ操作を表す信号、運転者の要求出力に対応するアクセルペダル４１の操作量であるアクセル開度Ａccを表すアクセル開度センサ４２からの信号、エンジン１４の吸気管に設けられエンジン１４の吸入空気量を電動で調節する電子スロットル弁のスロットル開度θthを表すスロットル弁開度センサ４３からの信号、第１電動機MG1の回転速度Ｎg（以下、「第１電動機回転速度Ｎg」という）を表す信号、第２電動機MG2の回転速度Ｎm（以下、「第２電動機回転速度Ｎm」という）を表す信号、蓄電装置５９の充電残量（充電状態）SOCを表す信号、シフトレバーの操作位置（操作ポジション）Ｐ_OPEを検出する為の位置センサであるレバー操作位置センサ４８からの操作ポジションＰ_OPEに応じたシフトレバー位置信号、第１電動機MG1のトルクＴg（以下、「第１電動機トルクＴg」という）に対応する第１電動機MG1の駆動電流を表す信号、第２電動機MG2のトルクＴm（以下、「第２電動機トルクＴm」という）に対応する第２電動機MG2の駆動電流を表す信号、水冷のインバータ５８の温度すなわちインバータ水温TEMPinvを表す信号等が、それぞれ供給される。なお、第１電動機MG1が発電する際には、上記第１電動機MG1の駆動電流を第１電動機MG1の発電電流と呼んでもよい。

また、電子制御装置８０からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御のための制御信号例えば前記電子スロットル弁のスロットル開度θthを操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号やエンジン１４の燃料噴射装置による吸気管或いはエンジン１４の筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号やエンジン１４の点火装置によるエンジン１４の点火時期を指令する点火信号、各電動機MG1，MG2の作動を指令する指令信号等が、それぞれ出力される。電子制御装置８０は、スロットル開度θthをアクセル開度Ａccに応じて調節するスロットル制御では、予め定められた関係に従ってアクセル開度Ａccが増加するほどスロットル開度θthを増加させる。そのスロットル開度θthの増加に伴いエンジン１４に吸入される吸入空気量も増加する。

図２に示すように、電子制御装置８０は、目標エンジン動作点決定手段９０と、目標第１電動機回転速度ベース値算出手段９２と、目標第１電動機回転速度判断手段９４と、第１電動機トルク判断手段９６と、目標第１電動機回転速度設定手段９８と、ハイブリッド制御手段１００とを備えている。

目標エンジン動作点決定手段９０は、前記目標エンジン出力Ｐetagに基づいて、エンジン回転速度Ｎeの目標値である目標エンジン回転速度Ｎetagを決定する目標エンジン回転速度決定手段として機能すると共に、エンジントルクＴeの目標値である目標エンジントルクＴetagを決定する目標エンジントルク決定手段として機能する。具体的には、目標エンジン動作点決定手段９０は、前記最適燃費曲線を予め記憶しており、上記目標エンジン出力Ｐetagが得られる目標エンジン動作点をその最適燃費曲線上において逐次決定し、その目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度ＮeおよびエンジントルクＴeをそれぞれ目標エンジン回転速度Ｎetagおよび目標エンジントルクＴetagとして逐次決定する。上記目標エンジン出力Ｐetagは、運転者の要求出力が得られるように予め定められた関係から、アクセル開度Ａccおよび車速Ｖ等に基づいて逐次決定される。

目標第１電動機回転速度ベース値算出手段９２は、第２電動機回転速度Ｎmに対応するリングギヤＲ１の回転速度Ｎr1と第１遊星歯車装置２０のギヤ比ρ１（＝Ｚ_S1／Ｚ_R1）と目標エンジン動作点決定手段９０が決定した目標エンジン回転速度Ｎetagとに基づいて、第１電動機回転速度Ｎgの暫定的な目標値である目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbを逐次算出する。具体的には、下記式（１）により、上記目標エンジン回転速度Ｎetagを達成する第１電動機回転速度Ｎgを上記目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbとして算出する。
Ｎgb＝（Ｎetag−Ｎr1）／ρ１＋Ｎetag ・・・（１）

目標第１電動機回転速度判断手段９４は、第１電動機回転速度Ｎgの零を含む予め定められた回転速度範囲RNgzである零近傍回転速度範囲RNgzを予め記憶しており、第１電動機回転速度Ｎgの目標値である目標第１電動機回転速度Ｎgtagが上記零近傍回転速度範囲RNgz内とされるか否かを判断する。ここで、後述する目標第１電動機回転速度設定手段９８が、基本的には前記目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbをそのまま目標第１電動機回転速度Ｎgtagとするので、上記目標第１電動機回転速度Ｎgtagが上記零近傍回転速度範囲RNgz内とされる場合とは、目標第１電動機回転速度ベース値算出手段９２が算出した目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbがその零近傍回転速度範囲RNgz内である場合である。零近傍回転速度範囲RNgzは、第１電動機回転速度Ｎgが零又は零付近であることを判定するために予め実験的に設定された判定範囲であり、具体的には、その範囲RNgzの上限値は回転速度零判定値Ｎgzero（Ｎgzero＞０）とされ且つ下限値は「−Ｎgzero」とされている。従って、目標第１電動機回転速度判断手段９４は、上記のように、目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbが零近傍回転速度範囲RNgz内であるか否かを判断するのであるが、具体的には、その目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbの絶対値が回転速度零判定値Ｎgzero以下か否かを判断する。そして、その目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbの絶対値が回転速度零判定値Ｎgzero以下であれば、目標第１電動機回転速度Ｎgtagが上記零近傍回転速度範囲RNgz内とされるものと判断する。

第１電動機トルク判断手段９６は、第１電動機MG1の駆動電流から第１電動機トルクＴgを逐次算出し、その第１電動機トルクＴgの絶対値が予め定められたトルク判定値ＴgA（ＴgA＞０）以上であるか否かを逐次判断する。例えば、第１電動機MG1において３相のうちの１相に対し連続的に電流集中した場合にインバータ５８の耐久性を低下させるほどの発熱がインバータ５８に生じると判断される第１電動機トルクＴgの下限値が、予め実験的に求められており、上記トルク判定値ＴgAはその第１電動機トルクＴgの下限値とされている。なお、上記トルク判定値ＴgAはインバータ水温TEMPinvに応じて可変、すなわち、トルク判定値ＴgAはインバータ水温TEMPinvが低いほど大きくされても差し支えない。

目標第１電動機回転速度設定手段９８は、目標第１電動機回転速度判断手段９４および第１電動機トルク判断手段９６の判断に応じて目標第１電動機回転速度Ｎgtagを逐次設定する。詳細には、目標第１電動機回転速度設定手段９８は、目標第１電動機回転速度判断手段９４によって前記目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbの絶対値が前記回転速度零判定値Ｎgzeroよりも大きいと判断された場合、または、第１電動機トルク判断手段９６によって第１電動機トルクＴgの絶対値が前記トルク判定値ＴgA未満であると判断された場合には、上記目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbをそのまま目標第１電動機回転速度Ｎgtagとして設定する。その一方で、目標第１電動機回転速度設定手段９８は、目標第１電動機回転速度判断手段９４によって目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbの絶対値が回転速度零判定値Ｎgzero以下であると判断され、且つ、第１電動機トルク判断手段９６によって第１電動機トルクＴgの絶対値がトルク判定値ＴgA以上であると判断された場合には、目標第１電動機回転速度Ｎgtagを前記零近傍回転速度範囲RNgz外の回転速度に設定する。具体的にはその場合、目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbが零以上であれば、目標第１電動機回転速度Ｎgtagを回転速度零判定値Ｎgzeroに設定し、目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbが零未満であれば、目標第１電動機回転速度Ｎgtagを回転速度零判定値Ｎgzeroに「−１」を乗じた値（＝−Ｎgzero）に設定する。なお、上記回転速度零判定値Ｎgzeroは上記零近傍回転速度範囲RNgzの境界値であるが、目標第１電動機回転速度Ｎgtagをその境界値Ｎgzero又は−Ｎgzeroに設定することは、上記零近傍回転速度範囲RNgz外の回転速度に設定することに含まれる。

ハイブリッド制御手段１００は、エンジン回転速度ＮeとエンジントルクＴeとスロットル開度θthとをパラメータとする予め定められた関係から、エンジントルクＴeが前記目標エンジントルクＴetagになるようにスロットル開度θthを逐次調節する。それと共に、ハイブリッド制御手段１００は、第１電動機回転速度Ｎgが、目標第１電動機回転速度設定手段９８により設定された目標第１電動機回転速度Ｎgtagとなるように、第１電動機MG1を逐次制御する。言い換えれば、その目標第１電動機回転速度Ｎgtagに第１電動機回転速度Ｎgを一致させるように、第１電動機トルクＴg、すなわち、第１電動機MG1の駆動電流を逐次制御する。このように、ハイブリッド制御手段１００は、エンジン制御手段として機能すると共に、第１電動機制御手段として機能する。

図３は、電子制御装置８０の制御作動の要部、すなわち、前記エンジン走行モードにおいて第１電動機回転速度Ｎgを制御する制御作動を説明するためのフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。この図３のフローチャートはエンジン１４の駆動中において実行される。

先ず、目標エンジン動作点決定手段９０に対応するステップ（以下、「ステップ」を省略する）ＳＡ１においては、目標エンジン回転速度Ｎetagが決定される。具体的には、前記目標エンジン出力Ｐetagが得られる目標エンジン動作点が前記最適燃費曲線上において決定され、その目標エンジン動作点が示すエンジン回転速度Ｎeが目標エンジン回転速度Ｎetagとして決定される。ＳＡ１の次はＳＡ２に移る。

目標第１電動機回転速度ベース値算出手段９２に対応するＳＡ２においては、目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbが算出される。具体的には、ＳＡ１にて決定された目標エンジン回転速度Ｎetagが前記式（１）によって目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbに変換される。ＳＡ２の次はＳＡ３に移る。

目標第１電動機回転速度判断手段９４に対応するＳＡ３においては、ＳＡ２にて算出された目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbの絶対値が前記回転速度零判定値Ｎgzero以下か否かが判断される。このＳＡ３の判断が肯定された場合、すなわち、目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbの絶対値が回転速度零判定値Ｎgzero以下である場合には、ＳＡ４に移る。一方、このＳＡ３の判断が否定された場合には、ＳＡ６に移る。

第１電動機トルク判断手段９６に対応するＳＡ４においては、第１電動機トルクＴgの絶対値が前記トルク判定値ＴgA以上であるか否かが判断される。言い換えれば、第１電動機トルクＴgが、第１電動機MG1の駆動電流が上記トルク判定値ＴgAに対応する所定の電流値以上となる予め定められたトルク領域内であるか否かが判断される。このＳＡ４の判断が肯定された場合、すなわち、第１電動機トルクＴgの絶対値がトルク判定値ＴgA以上である場合には、ＳＡ５に移る。一方、このＳＡ４の判断が否定された場合には、ＳＡ６に移る。

目標第１電動機回転速度設定手段９８に対応するＳＡ５においては、目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbが零以上であれば、目標第１電動機回転速度Ｎgtagが回転速度零判定値Ｎgzeroにされる（Ｎgtag＝Ｎgzero）。その一方で、目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbが零未満であれば、目標第１電動機回転速度Ｎgtagが、回転速度零判定値Ｎgzeroに「−１」を乗じた値（＝−Ｎgzero）にされる（Ｎgtag＝−Ｎgzero）。ＳＡ５の次はＳＡ７に移る。

目標第１電動機回転速度設定手段９８に対応するＳＡ６においては、目標第１電動機回転速度Ｎgtagが前記目標第１電動機回転速度ベース値Ｎgbにされる（Ｎgtag＝Ｎgb）。

ハイブリッド制御手段１００に対応するＳＡ７においては、第１電動機回転速度Ｎgが、ＳＡ５またはＳＡ６にて決定された目標第１電動機回転速度Ｎgtagとなるように、第１電動機MG1が制御される。

本実施例によれば、第１電動機回転速度Ｎgが所定の目標回転速度すなわち目標第１電動機回転速度Ｎgtagとなるように第１電動機MG1が制御される。そして、上記目標第１電動機回転速度Ｎgtagは、その目標第１電動機回転速度Ｎgtagが、零を含む予め定められた回転速度範囲である前記零近傍回転速度範囲RNgz内とされる場合であって、且つ、第１電動機トルクＴgの絶対値が予め定められた前記トルク判定値ＴgA以上である場合には、上記零近傍回転速度範囲RNgz外の回転速度に設定される。従って、たとえばインバータ５８のような第１電動機MG1用の駆動回路の耐久性を低下させるほどその駆動回路が発熱することを、防止することができる。更に、第１電動機トルクＴgが加味された上で、目標第１電動機回転速度Ｎgtagが前記零近傍回転速度範囲RNgz外の回転速度に設定されるので、例えば第１電動機MG1の駆動電流が小さいことでその第１電動機MG1の駆動回路に発熱のおそれがないような場合には、第１電動機回転速度Ｎgが上記零近傍回転速度範囲RNgzを外して段階的に変化することが回避される。そのため、ドライバビリティの悪化を抑えることができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

例えば、前述の実施例の第１遊星歯車装置２０において、第１キャリヤＣＡ１はエンジン１４に連結され、第１サンギヤＳ１は第１電動機MG1に連結され、第１リングギヤＲ１は出力歯車２４に連結されているが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン１４、第１電動機MG1、出力歯車２４は、それぞれ第１遊星歯車装置２０の３つの回転要素ＣＡ１、Ｓ１、Ｒ１のうちのいずれと連結されていても差し支えない。

また、前述の実施例において、第２遊星歯車装置２２のリングギヤＲ２は第１遊星歯車装置２０のリングギヤＲ１に対し一体的に連結されているが、上記リングギヤＲ２の連結先は、上記リングギヤＲ１に限定されるものではなく、例えば第１遊星歯車装置２０の第１キャリヤＣＡ１に連結されていても差し支えない。また、上記リングギヤＲ２は、上記リングギヤＲ１ではなく第１遊星歯車装置２０と駆動輪４０との間の動力伝達経路のどこかに連結されていても差し支えない。

また、前述の実施例において、出力歯車２４と駆動輪４０との間の動力伝達経路に変速機は設けられていないが、その動力伝達経路に、手動変速機もしくは自動変速機が設けられていても差し支えない。

また、前述の実施例において、入力軸１８はダンパー１６を介してエンジン１４に連結されているが、そのダンパー１６が無く、入力軸１８が直接に或いは伝動ベルトや歯車等を介してエンジン１４に連結されていても差し支えない。

また、前述の実施例の動力伝達装置１０において、エンジン１４と第１遊星歯車装置２０との間にクラッチ等の動力断続装置は設けられていないが、そのような動力断続装置がエンジン１４と第１遊星歯車装置２０との間に介装されていても差し支えない。また、第１電動機MG1及び第２電動機MG2に関しても同様であり、上記動力断続装置が、第１電動機MG1と第１遊星歯車装置２０との間または第２電動機MG2と第２遊星歯車装置２２との間に介装されていても差し支えない。

また前述の実施例においては、第1電動機MG1の運転状態が制御されることにより、第１遊星歯車装置２０はその変速比が連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能するものであるが、例えば第１遊星歯車装置２０の変速比を連続的ではなく差動作用を利用して敢えて段階的に変化させるものであってもよい。

また、前述の実施例において、第１遊星歯車装置２０および第２遊星歯車装置２２は何れもシングルプラネタリであるが、それらの一方または両方がダブルプラネタリであっても差し支えない。

また前述の実施例においては、第１遊星歯車装置２０を構成する第１キャリヤＣＡ１にはエンジン１４が動力伝達可能に連結され、第１サンギヤＳ１には第１電動機MG1が動力伝達可能に連結され、第１リングギヤＲ１には駆動輪４０への動力伝達経路が連結されているが、例えば、第１遊星歯車装置２０が２つの遊星歯車装置に置き換えられて、その２つの遊星歯車装置がそれを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、その遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン、電動機、駆動輪が動力伝達可能に連結されており、その遊星歯車装置の回転要素に連結されたクラッチ又はブレーキの制御により有段変速と無段変速とに切換可能な構成であってもよい。

また、前述の実施例の第２電動機MG2はエンジン１４から駆動輪４０までの動力伝達経路の一部を構成する出力歯車２４に第２遊星歯車装置２２を介して連結されているが、第２電動機MG2がその出力歯車２４に連結されていることに加え、クラッチ等の係合要素を介して第１遊星歯車装置２０にも連結可能とされており、第１電動機MG1の代わりに第２電動機MG2によって第１遊星歯車装置２０の差動状態を制御可能とする動力伝達装置１０の構成であってもよい。

８：車両用駆動装置
１４：エンジン
２０：第１遊星歯車装置（電気式差動機構）
４０：駆動輪
８０：電子制御装置（制御装置）
MG1：第１電動機（差動用電動機）

Claims (1)

1. エンジンからの動力を駆動輪へ出力し差動用電動機により差動状態が制御される電気式差動機構を備えた車両用駆動装置において、前記差動用電動機の回転速度が所定の目標回転速度となるように該差動用電動機を制御する車両用駆動装置の制御装置であって、
   前記差動用電動機の目標回転速度が、零を含む予め定められた回転速度範囲内とされる場合であって、且つ、前記差動用電動機のトルクが予め定められたトルク判定値以上である場合には、前記目標回転速度を前記予め定められた回転速度範囲外の回転速度に設定する
   ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
   

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