JP4010123B2 - ハイブリッド型車両駆動装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド型車両駆動装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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発電機（発電機モータ）に、残りを駆動輪に伝達するようにしたハイブリッド型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、リングギヤ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駆動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】
この種のハイブリッド型車両駆動装置においては、回転速度が低い領域において、エンジンの効率が極めて低く、駆動モータによって発生させられるトルク、すなわち、駆動モータトルクはエンジントルクより大きいので、発進時には、駆動モータだけが駆動され、エンジンの駆動が停止させられ、ハイブリッド型車両はモータ駆動モードで走行させられる。このとき、エンジンには摺（しゅう）動抵抗があり、しかも、発電機と比べてイナーシャが大きいので、エンジンは回転することなく、発電機は振り回される。そして、発進後、車速がエンジンを始動するのに適したエンジン始動車速に到達すると、発電機を駆動することによって、エンジンの回転速度、すなわち、エンジン回転速度を、エンジンを点火するのに適した回転速度まで高くしてエンジンを始動し、その後は、駆動モータ及びエンジンが駆動されて、ハイブリッド型車両はモータ・エンジン駆動モードで走行させられる。また、発電機のトルク、すなわち、発電機トルクが制御され、エンジントルクを支えるのに必要な反力が発生させられる。
【０００４】
ところで、ハイブリッド型車両をモータ・エンジン駆動モードで走行させているときに、発電機の回転速度、すなわち、発電機回転速度が低い場合、消費電力が大きくなり、発電機の発電効率が低くなるとともに、ハイブリッド型車両の燃費がその分悪くなってしまう。そこで、発電機回転速度の絶対値が所定の回転速度より小さい場合、発電機ブレーキを係合させ、発電機を機械的に停止させ、燃費を良くするようにしている。
【０００５】
この場合、発電機ブレーキを係合している間、所定のエンジントルクが反力として発電機のロータに加わっているので、発電機ブレーキを単に解放すると、エンジントルクがロータに伝達され、それに伴って、発電機トルク及びエンジントルクが大きく変化し、ショックが発生してしまう。
【０００６】
そこで、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行い、前記ロータに伝達されるエンジントルクを推定又は算出し、該エンジントルクに相当する発電機トルクを算出し、該発電機トルクをエンジントルクと逆方向に発生させた後、発電機ブレーキを解放するようにしている（特開平９−１００８５３号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のハイブリッド型車両駆動装置において、エンジントルク及び発電機トルクの推定又は算出は、エンジン及び発電機を通常の使用環境で駆動することを前提に行われるので、エンジン及び発電機が特殊な使用環境、例えば、低温時に駆動される場合には、推定又は算出されるエンジントルクが実際にエンジンによって発生させられるエンジントルクより大きくなる傾向があるとともに、算出される発電機トルクが実際に発電機によって発生させられる発電機トルクより小さくなる傾向があり、エンジントルクと発電機トルクとのトルク差が大きくなってしまう。
【０００８】
したがって、発電機回転速度の絶対値が所定の回転速度より小さい場合に発電機ブレーキを係合させると、発電機ブレーキを解放する際に前記トルク差が大きくなる分だけショックが発生してしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来のハイブリッド型車両駆動装置の問題点を解決して、モータ・エンジン駆動モードで走行させているときにショックが発生するのを防止することができるハイブリッド型車両駆動装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のハイブリッド型車両駆動装置においては、エンジンを備えたエンジン駆動部と、前記エンジンと差動回転自在に、かつ、機械的に連結された発電機を備えた発電機駆動部と、前記発電機の回転を機械的に停止させる発電機ブレーキと、所定の条件に応じて前記発電機ブレーキを係脱させ、かつ、発電機ブレーキの解放時に、エンジントルクに相当する発電機トルクを発生させる一連の制御から成る発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行う発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段と、前記エンジン駆動部及び発電機駆動部のうちの少なくとも一方の温度を検出する駆動部温度検出手段と、検出された温度が判定基準温度より低い場合に、前記一連の制御から成る発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を禁止する発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理手段とを有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動装置の機能ブロック図である。
【００１９】
図において、９０はエンジン１１を備えたエンジン駆動部、９１は前記エンジン１１と差動回転自在に、かつ、機械的に連結された発電機１６を備えた発電機駆動部、Ｂは前記発電機１６の回転を機械的に停止させる発電機ブレーキ、９３は該発電機ブレーキＢを係脱させ、かつ、解放時にエンジントルクに相当する発電機トルクを発生させて発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行う発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段、９４は前記エンジン駆動部９０及び発電機駆動部９１のうちの少なくとも一方の温度を検出する駆動部温度検出手段、９５は検出された温度に基づいて、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を禁止する発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理手段である。
【００２０】
図２は本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両の概念図である。
【００２１】
図において、１１は第１の軸線上に配設されたエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は前記第１の軸線上に配設され、前記エンジン１１を駆動することによって発生させられた回転を出力する出力軸、１３は前記第１の軸線上に配設され、前記出力軸１２を介して入力された回転に対して変速を行う差動歯車装置としてのプラネタリギヤユニット、１４は前記第１の軸線上に配設され、前記プラネタリギヤユニット１３における変速後の回転が出力される出力軸、１５は該出力軸１４に固定された出力ギヤとしての第１のカウンタドライブギヤ、１６は前記第１の軸線上に配設され、伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結され、更にエンジン１１と差動回転自在に、かつ、機械的に連結された第１の電動機としての発電機（Ｇ）である。
【００２２】
前記出力軸１４は、スリーブ状の形状を有し、前記出力軸１２を包囲して配設される。また、前記第１のカウンタドライブギヤ１５はプラネタリギヤユニット１３よりエンジン１１側に配設される。
【００２３】
そして、前記プラネタリギヤユニット１３は、少なくとも、第１の歯車要素としてのサンギヤＳ、該サンギヤＳと噛（し）合するピニオンＰ、該ピニオンＰと噛合する第２の歯車要素としてのリングギヤＲ、及び前記ピニオンＰを回転自在に支持する第３の歯車要素としてのキャリヤＣＲを備え、前記サンギヤＳは前記伝達軸１７を介して発電機１６と、リングギヤＲは出力軸１４及び所定のギヤ列を介して、前記第１の軸線と平行な第２の軸線上に配設され、前記発電機１６と互いに機械的に連結された第２の電動機としての駆動モータ（Ｍ）２５及び駆動輪３７と、キャリヤＣＲは出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。また、前記キャリヤＣＲとハイブリッド型車両駆動装置のケース１０との間にワンウェイクラッチＦが配設され、該ワンウェイクラッチＦは、エンジン１１から正方向の回転がキャリヤＣＲに伝達されたときにフリーになり、発電機１６又は駆動モータ２５から逆方向の回転がキャリヤＣＲに伝達されたときにロックされ、逆方向の回転がエンジン１１に伝達されないようにする。
【００２４】
さらに、前記発電機１６は、前記伝達軸１７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、伝達軸１７を介して伝達される回転によって電力を発生させる。前記コイル２３は、図示されないバッテリに接続され、該バッテリに直流の電流を供給する。前記ロータ２１と前記ケース１０との間に発電機ブレーキＢが配設され、該発電機ブレーキＢ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、２６は前記第２の軸線上に配設され、前記駆動モータ２５の回転が出力される出力軸、２７は該出力軸２６に固定された出力ギヤとしての第２のカウンタドライブギヤである。前記駆動モータ２５は、前記出力軸２６に固定され、回転自在に配設されたロータ４０、該ロータ４０の周囲に配設されたステータ４１、及び該ステータ４１に巻装されたコイル４２から成る。
【００２６】
前記駆動モータ２５は、コイル４２に供給される電流によって駆動モータトルクＴＭを発生させる。そのために、前記コイル４２は前記バッテリに接続され、該バッテリからの直流の電流が交流の電流に変換されて供給されるようになっている。
【００２７】
そして、前記駆動輪３７をエンジン１１の回転と同じ方向に回転させるために、前記第１、第２の軸線と平行な第３の軸線上にカウンタシャフト３０が配設され、該カウンタシャフト３０に、第１のカウンタドリブンギヤ３１、及び該第１のカウンタドリブンギヤ３１より歯数が多い第２のカウンタドリブンギヤ３２が固定される。前記第１のカウンタドリブンギヤ３１と前記第１のカウンタドライブギヤ１５とが、また、前記第２のカウンタドリブンギヤ３２と前記第２のカウンタドライブギヤ２７とが噛合させられ、前記第１のカウンタドライブギヤ１５の回転が反転されて第１のカウンタドリブンギヤ３１に、前記第２のカウンタドライブギヤ２７の回転が反転されて第２のカウンタドリブンギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００２８】
さらに、前記カウンタシャフト３０には前記第１のカウンタドリブンギヤ３１より歯数が少ないデフピニオンギヤ３３が固定される。
【００２９】
そして、前記第１〜第３の軸線と平行な第４の軸線上にディファレンシャル装置３６が配設され、該ディファレンシャル装置３６のデフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが噛合させられる。したがって、デフリングギヤ３５に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置３６によって分配され、駆動輪３７に伝達される。このように、エンジン１１によって発生させられた回転を第１のカウンタドリブンギヤ３１に伝達することができるだけでなく、駆動モータ２５によって発生させられた回転を第２のカウンタドリブンギヤ３２に伝達することができるので、エンジン１１及び駆動モータ２５を駆動することによってハイブリッド型車両を走行させることができる。
【００３０】
なお、３８はロータ２１の位置、すなわち、発電機ロータ位置θＧを検出するレゾルバ等の発電機ロータ位置センサ、３９はロータ４０の位置、すなわち、駆動モータロータ位置θＭを検出するレゾルバ等の駆動モータロータ位置センサである。
【００３１】
前記発電機ロータ位置θＧの変化率ΔθＧを算出することによって発電機回転速度ＮＧを検出し、前記駆動モータロータ位置θＭの変化率ΔθＭを算出することによって駆動モータ２５の回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度ＮＭを検出することができる。また、前記変化率ΔθＭ、及び前記出力軸２６から駆動輪３７までのトルク伝達系におけるギヤ比γＶに基づいて車速Ｖを算出することができる。なお、発電機ロータ位置θＧは発電機回転速度ＮＧに対応し、駆動モータロータ位置θＭは駆動モータ回転速度ＮＭに対応するので、発電機ロータ位置センサ３８を、発電機回転速度ＮＧを検出する発電機回転速度検出手段として、駆動モータロータ位置センサ３９を、駆動モータ回転速度ＮＭを検出する駆動モータ回転速度検出手段、及び車速Ｖを検出する車速検出手段として機能させることもできる。
【００３２】
次に、前記プラネタリギヤユニット１３の動作について説明する。
【００３３】
図３は本発明の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの動作説明図、図４は本発明の実施の形態における通常走行時の車速線図、図５は本発明の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。
【００３４】
図２及び３に示されるように、プラネタリギヤユニット１３（図２）においては、キャリヤＣＲがエンジン１１と、サンギヤＳが発電機１６と、リングギヤＲが出力軸１４を介して前記駆動モータ２５及び駆動輪３７とそれぞれ連結されるので、リングギヤＲの回転速度、すなわち、リングギヤ回転速度ＮＲと、出力軸１４に出力される回転速度、すなわち、出力軸回転速度とが等しく、キャリヤＣＲの回転速度とエンジン回転速度ＮＥとが等しく、サンギヤＳの回転速度と発電機回転速度ＮＧとが等しくなる。そして、リングギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数のρ倍（本実施の形態においては２倍）にされると、
（ρ＋１）・ＮＥ＝１・ＮＧ＋ρ・ＮＲ
の関係が成立する。したがって、リングギヤ回転速度ＮＲ及び発電機回転速度ＮＧに基づいてエンジン回転速度ＮＥ
ＮＥ＝（１・ＮＧ＋ρ・ＮＲ）／（ρ＋１） ……（１）
を算出することができる。なお、前記式（１）によって、プラネタリギヤユニット１３の回転速度関係式が構成される。
【００３５】
また、エンジントルクＴＥ、リングギヤＲに発生させられるトルク、すなわち、リングギヤトルクＴＲ、及び発電機トルクＴＧは、
ＴＥ：ＴＲ：ＴＧ＝（ρ＋１）：ρ：１ ……（２）
の関係になり、互いに反力を受け合う。なお、前記式（２）によって、プラネタリギヤユニット１３のトルク関係式が構成される。
【００３６】
そして、ハイブリッド型車両の通常走行時において、リングギヤＲ、キャリヤＣＲ及びサンギヤＳはいずれも正方向に回転させられ、図４に示されるように、リングギヤ回転速度ＮＲ、エンジン回転速度ＮＥ及び発電機回転速度ＮＧは、いずれも正の値を採る。また、前記リングギヤトルクＴＲ及び発電機トルクＴＧは、プラネタリギヤユニット１３の歯数によって決定されるトルク比でエンジントルクＴＥを按（あん）分することによって得られるので、図５に示されるトルク線図上において、リングギヤトルクＴＲと発電機トルクＴＧとを加えたものがエンジントルクＴＥになる。
【００３７】
次に、前記構成のハイブリッド型車両の制御装置について説明する。
【００３８】
図６は本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両の制御装置を示す概念図である。
【００３９】
図において、１０はケース、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１３はプラネタリギヤユニット、１６は発電機（Ｇ）、Ｂは該発電機１６のロータ２１を固定するための発電機ブレーキ、２５は駆動モータ（Ｍ）、２８は前記発電機１６を駆動するためのインバータ、２９は前記駆動モータ２５を駆動するためのインバータ、３７は駆動輪、３８は発電機ロータ位置センサ、３９は駆動モータロータ位置センサ、４３はバッテリである。前記インバータ２８、２９は電源スイッチＳＷを介してバッテリ４３に接続され、該バッテリ４３は前記電源スイッチＳＷがオンのときに直流の電流を前記インバータ２８、２９に送る。なお、前記バッテリ４３とインバータ２９との間に平滑用のコンデンサＣが接続される。また、前記エンジン１１、又は図示されないエンジン吸気系、エンジン排気系、エンジン冷却系等によってエンジン駆動部９０（図１）が構成され、前記発電機１６、インバータ２８及び図示されない発電機冷却系によって発電機駆動部９１が構成される。
【００４０】
また、５１は図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、ハイブリッド型車両の全体の制御を行う車両制御装置であり、該車両制御装置５１は、エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９を備える。そして、前記エンジン制御装置４６は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、エンジン１１の制御を行うために、スロットル開度θ、バルブタイミング等の指示信号をエンジン１１に送る。また、前記発電機制御装置４７は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、前記発電機１６の制御を行うために、インバータ２８に駆動信号ＳＧ１を送る。そして、駆動モータ制御装置４９は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、前記駆動モータ２５の制御を行うために、インバータ２９に駆動信号ＳＧ２を送る。
【００４１】
前記インバータ２８は、駆動信号ＳＧ１に基づいて駆動され、力行（駆動）時にバッテリ４３から直流の電流を受けて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発生させ、各電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発電機１６に送り、回生（発電）時に発電機１６からＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に送る。
【００４２】
また、前記インバータ２９は、駆動信号ＳＧ２に基づいて駆動され、力行時にバッテリ４３から直流の電流を受けて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを発生させ、各電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを駆動モータ２５に送り、回生時に駆動モータ２５からＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に送る。
【００４３】
そして、４４は前記バッテリ４３の状態、すなわち、バッテリ状態としてのバッテリ残量ＳＯＣを検出するバッテリ残量検出装置、５２はエンジン回転速度ＮＥを検出するエンジン回転速度センサ、５３は図示されない選速操作手段としてのシフトレバーの位置、すなわち、シフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ、５４はアクセルペダル、５５は該アクセルペダル５４の位置（踏込量）、すなわち、アクセルペダル位置ＡＰを検出するアクセル操作検出手段としてのアクセルスイッチ、６１はブレーキペダル、６２は該ブレーキペダル６１の位置（踏込量）、すなわち、ブレーキペダル位置ＢＰを検出するブレーキ操作検出手段としてのブレーキスイッチ、６３はエンジン１１の温度ｔｍＥを検出する第１の駆動部温度検出手段としてのエンジン温度センサ、６４は発電機１６の温度、例えば、コイル２３（図２）の温度ｔｍＧを検出する第２の駆動部温度検出手段としての発電機温度センサ、６５は駆動モータ２５の温度、例えば、コイル４２の温度を検出する第３の駆動部温度検出手段としての駆動モータ温度センサである。前記エンジン温度センサ６３及び発電機温度センサ６４によって駆動部検出手段９４が構成される。なお、第１の駆動部温度検出手段として、エンジン冷却系の温度を検出するエンジン冷却系温度センサ、エンジン排気系の温度を検出するエンジン排気系温度センサ等を使用したり、第２の駆動部温度検出手段として、インバータ２８の温度を検出するインバータ温度センサ、前記発電機冷却系の油の温度を検出する油温センサ等を使用したりすることもできる。
【００４４】
そして、６６〜６９はそれぞれ電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＭＵ、ＩＭＶを検出する電流センサ、７２は前記バッテリ状態としてのバッテリ電圧ＶＢを検出するバッテリ電圧センサである。また、バッテリ状態として、バッテリ電流、バッテリ温度等を検出することもできる。なお、バッテリ残量検出装置４４、バッテリ電圧センサ７２、図示されないバッテリ電流センサ、図示されないバッテリ温度センサ等によってバッテリ状態検出手段が構成される。
【００４５】
前記車両制御装置５１は、前記エンジン制御装置４６にエンジン制御信号を送ってエンジン１１の駆動・停止を設定したり、発電機ロータ位置θＧを読み込んで発電機回転速度ＮＧを算出したり、駆動モータロータ位置θＭを読み込んで駆動モータ回転速度ＮＭを算出したり、前記回転速度関係式によってエンジン回転速度ＮＥを算出したり、エンジン制御装置４６にエンジン回転速度ＮＥの目標値を表すエンジン目標回転速度ＮＥ^* を設定したり、前記発電機制御装置４７に、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^* 、及び発電機トルクＴＧの目標値を表す発電機目標トルクＴＧ^* を設定したり、前記駆動モータ制御装置４９に、駆動モータトルクＴＭの目標値を表す駆動モータ目標トルクＴＭ^* 、及び駆動モータトルクＴＭの補正値を表す駆動モータトルク補正値δＴＭを設定したりする。
【００４６】
そのために、前記車両制御装置５１の図示されない発電機回転速度算出処理手段は、前記発電機ロータ位置θＧを読み込んで発電機回転速度ＮＧを算出し、前記車両制御装置５１の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、前記駆動モータロータ位置θＭを読み込んで駆動モータ回転速度ＮＭを算出し、前記車両制御装置５１の図示されないエンジン回転速度算出処理手段は、前記回転速度関係式によってエンジン回転速度ＮＥを算出する。なお、前記発電機回転速度算出処理手段、前記駆動モータ回転速度算出処理手段及び前記エンジン回転速度算出処理手段は、それぞれ、発電機回転速度ＮＧ、駆動モータ回転速度ＮＭ及びエンジン回転速度ＮＥを検出する発電機回転速度検出手段、駆動モータ回転速度検出手段及びエンジン回転速度検出手段として機能する。
【００４７】
本実施の形態においては、前記車両制御装置５１によってエンジン回転速度ＮＥが算出されるようになっているが、エンジン回転速度センサ５２からエンジン回転速度ＮＥを読み込むこともできる。また、本実施の形態において、車速Ｖは、駆動モータロータ位置θＭに基づいて算出されるようになっているが、リングギヤ回転速度ＮＲを検出し、該リングギヤ回転速度ＮＲに基づいて車速Ｖを算出したり、駆動輪３７の回転速度、すなわち、駆動輪回転速度に基づいて車速Ｖを算出したりすることもできる。その場合、車速検出手段として、リングギヤ回転速度センサ、駆動輪回転速度センサ等が配設される。
【００４８】
次に、前記構成のハイブリッド型車両の動作について説明する。
【００４９】
図７は本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両の動作を示す第１のメインフローチャート、図８は本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両の動作を示す第２のメインフローチャート、図９は本発明の実施の形態における第１の車両要求トルクマップを示す図、図１０は本発明の実施の形態における第２の車両要求トルクマップを示す図、図１１は本発明の実施の形態におけるエンジン目標運転状態マップを示す図、図１２は本発明の実施の形態におけるエンジン駆動領域マップを示す図である。なお、図９、１０及び１２において、横軸に車速Ｖを、縦軸に車両要求トルクＴＯ^* を、図１１において、横軸にエンジン回転速度ＮＥを、縦軸にエンジントルクＴＥを採ってある。
【００５０】
まず、車両制御装置５１（図６）の図示されない車両要求トルク決定処理手段は、車両要求トルク決定処理を行い、アクセルスイッチ５５からアクセルペダル位置ＡＰを、ブレーキスイッチ６２からブレーキペダル位置ＢＰを読み込むとともに、駆動モータロータ位置センサ３９から駆動モータロータ位置θＭを読み込んで、車速Ｖを算出し、アクセルペダル５４が踏み込まれた場合、前記車両制御装置５１の記録装置に記録された図９の第１の車両要求トルクマップを参照し、ブレーキペダル６１が踏み込まれた場合、前記記録装置に記録された図１０の第２の車両要求トルクマップを参照して、アクセルペダル位置ＡＰ、ブレーキペダル位置ＢＰ及び車速Ｖに対応させてあらかじめ設定された、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^* を決定する。
【００５１】
続いて、前記車両制御装置５１は、車両要求トルクＴＯ^* があらかじめ駆動モータ２５の定格として設定されている駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きいかどうかを判断する。車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きい場合、前記車両制御装置５１はエンジン１１が停止中であるかどうかを判断し、エンジン１１が停止中である場合、車両制御装置５１の図示されない急加速制御処理手段は、急加速制御処理を行い、駆動モータ２５及び発電機１６を駆動してハイブリッド型車両を走行させる。
【００５２】
また、車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘ以下である場合、及び車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きく、かつ、エンジン１１が駆動中である場合、前記車両制御装置５１の図示されない運転者要求出力算出処理手段は、運転者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
ＰＤ＝ＴＯ^* ・Ｖ
を算出する。
【００５３】
次に、前記車両制御装置５１の図示されないバッテリ充放電要求出力算出処理手段は、バッテリ充放電要求出力算出処理を行い、前記バッテリ残量検出装置４４からバッテリ残量ＳＯＣを読み込み、該バッテリ残量ＳＯＣに基づいてバッテリ充放電要求出力ＰＢを算出する。
【００５４】
続いて、前記車両制御装置５１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
ＰＯ＝ＰＤ＋ＰＢ
を算出する。
【００５５】
次に、前記車両制御装置５１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、前記記録装置に記録された図１１のエンジン目標運転状態マップを参照し、前記車両要求出力ＰＯを表す線ＰＯ１〜ＰＯ３と、各アクセルペダル位置ＡＰ１〜ＡＰ６におけるエンジン１１の効率が最も高くなる最適燃費曲線Ｌとが交差するポイントＡ１〜Ａ３、Ａｍを、エンジン目標運転状態であるエンジン１１の運転ポイントとして決定し、該運転ポイントにおけるエンジントルクＴＥ１〜ＴＥ３、ＴＥｍをエンジントルクＴＥの目標値を表すエンジン目標トルクＴＥ^* として決定し、前記運転ポイントにおけるエンジン回転速度ＮＥ１〜ＮＥ３、ＮＥｍをエンジン目標回転速度ＮＥ^* として決定する。
【００５６】
そして、前記車両制御装置５１は、前記記録装置に記録された図１２のエンジン駆動領域マップを参照して、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれているかどうかを判断する。図１２において、ＡＲ１はエンジン１１が駆動される駆動領域、ＡＲ２はエンジン１１が駆動を停止させられる停止領域、ＡＲ３はヒステリシス領域である。また、ＬＥ１は停止させられているエンジン１１が駆動されるライン、ＬＥ２は駆動されているエンジン１１が駆動を停止させられるラインである。なお、前記ラインＬＥ１は、バッテリ残量ＳＯＣが大きいほど図１２の右方に移動させられ、駆動領域ＡＲ１が狭くされ、バッテリ残量ＳＯＣが小さいほど図１２の左方に移動させられ、駆動領域ＡＲ１が広くされる。
【００５７】
そして、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１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、車両制御装置５１の図示されないエンジン始動制御処理手段は、エンジン始動制御処理を行い、エンジン１１を始動する。また、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれていないにもかかわらず、エンジン１１が駆動されている場合、車両制御装置５１の図示されないエンジン停止制御処理手段は、エンジン停止制御処理を行い、エンジン１１の駆動を停止させる。
【００５８】
そして、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれていて、かつ、エンジン１１が駆動されている場合、エンジン制御装置４６の図示されないエンジン制御処理手段は、エンジン制御処理を行い、周知の方法でエンジン１１の制御を行う。その結果、ハイブリッド型車両はモータ・エンジン駆動モードで走行させられる。
【００５９】
次に、車両制御装置５１は、駆動モータロータ位置θＭを読み込み、該駆動モータロータ位置θＭ、及び出力軸２６（図２）からリングギヤＲまでのギヤ比γＲに基づいてリングギヤ回転速度ＮＲ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ＮＲ及びエンジン目標回転速度ＮＥ^* に基づいて、前記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。
【００６０】
続いて、車両制御装置５１の図示されない発電機ブレーキ制御処理手段は、発電機ブレーキ制御処理を行い、前記エンジン駆動部９０（図１）及び発電機駆動部９１の温度に基づいて、発電機１６の制御及び発電機ブレーキＢのオン・オフ（係合・解放）制御を行う。なお、該発電機ブレーキＢのオン・オフ制御を行うのに伴って、後述される発電機回転速度制御処理による発電機１６の回転速度制御、又は後述される発電機トルク制御処理による発電機１６のトルク制御が行われる。
【００６１】
ところで、前述されたように、エンジントルクＴＥ、リングギヤトルクＴＲ及び発電機トルクＴＧは互いに反力を受け合うので、発電機トルクＴＧがリングギヤトルクＴＲに変換されてリングギヤＲから出力される。そして、リングギヤトルクＴＲがリングギヤＲから出力されるのに伴って、発電機回転速度ＮＧが変動し、前記リングギヤトルクＴＲが変動すると、変動したリングギヤトルクＴＲが駆動輪３７に伝達され、ハイブリッド型車両の走行フィーリングが低下してしまう。そこで、発電機回転速度ＮＧの変動に伴う発電機１６のイナーシャ分のトルクを見込んでリングギヤトルクＴＲを算出するようにしている。
【００６２】
そのために、前記車両制御装置５１の図示されないリングギヤトルク算出処理手段は、リングギヤトルク算出処理を行い、前記発電機回転速度制御処理において決定された発電機目標トルクＴＧ^* を読み込み、該発電機目標トルクＴＧ^* 、及びサンギヤＳの歯数に対するリングギヤＲの歯数の比に基づいてリングギヤトルクＴＲを算出する。
【００６３】
すなわち、発電機１６のイナーシャをＩｎＧとし、発電機１６の角加速度（回転変化率）をαＧとしたとき、サンギヤＳに加わるサンギヤトルクＴＳは、
ＴＳ＝ＴＧ^* ＋ＩｎＧ・αＧ
になる。
【００６４】
そして、リングギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数のρ倍であるとすると、リングギヤトルクＴＲは、サンギヤトルクＴＳのρ倍であるので、
ＴＲ＝ρ・ＴＳ
＝ρ・（ＴＧ^* ＋ＩｎＧ・αＧ）
になる。このように、発電機目標トルクＴＧ^* からリングギヤトルクＴＲを算出することができる。
【００６５】
続いて、車両制御装置５１は、前記リングギヤトルクＴＲ、及びリングギヤＲの歯数に対する第２のカウンタドライブギヤ２７の歯数の比に基づいて、エンジントルクＴＥによってプラネタリギヤユニット１３を介して出力軸２６に発生させられるトルク、すなわち、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。なお、発電機ブレーキＢが係合させられる際には、リングギヤトルクＴＲはエンジントルクＴＥと比例関係になり、前記リングギヤトルクＴＲ、及びリングギヤＲの歯数に対する第２のカウンタドライブギヤ２７の歯数の比に基づいて前記駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴが推定される。
【００６６】
続いて、前記車両制御装置５１の図示されない駆動モータ目標トルク決定処理手段は、駆動モータ目標トルク決定処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ^* から、前記駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを減算することによって、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴでは過不足する分を駆動モータ目標トルクＴＭ^* として決定する。
【００６７】
そして、前記駆動モータ制御装置４９の図示されない駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ２５の制御を行う。
【００６８】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ アクセルペダル位置ＡＰ及びブレーキパダル位置ＢＰを読み込む。
ステップＳ２ 車速Ｖを算出する。
ステップＳ３ 車両要求トルクＴＯ^* を決定する。
ステップＳ４ 車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きいかどうかを判断する。車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きい場合はステップＳ５に、車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘ以下である場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ５ エンジン１１が停止中であるかどうかを判断する。エンジン１１が停止中である場合はステップＳ６に、停止中でない（駆動中である）場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ６ 急加速制御処理を行い、処理を終了する。
ステップＳ７ 運転者要求出力ＰＤを算出する。
ステップＳ８ バッテリ充放電要求出力ＰＢを算出する。
ステップＳ９ 車両要求出力ＰＯを算出する。
ステップＳ１０ エンジン１１の運転ポイントを決定する。
ステップＳ１１ エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれているかどうかを判断する。エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれている場合はステップＳ１２に、置かれていない場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１２ エンジン１１が駆動されているかどうかを判断する。エンジン１１が駆動されている場合はステップＳ１６に、駆動されていない場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１３ エンジン１１が駆動されているかどうかを判断する。エンジン１１が駆動されている場合はステップＳ１５に、駆動されていない場合はステップＳ１９に進む。
ステップＳ１４ エンジン始動制御処理を行う。
ステップＳ１５ エンジン停止制御処理を行う。
ステップＳ１６ エンジン制御処理を行う。
ステップＳ１７ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。
ステップＳ１８ 発電機ブレーキ制御処理を行う。
ステップＳ１９ 駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
ステップＳ２０ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ２１ 駆動モータ制御処理を行い、処理を終了する。
【００６９】
次に、図７のステップＳ６における急加速制御処理のサブルーチンについて説明する。
【００７０】
図１３は本発明の実施の形態における急加速制御処理のサブルーチンを示す図である。
【００７１】
まず、前記急加速制御処理手段は、車両要求トルクＴＯ^* を読み込み、該車両要求トルクＴＯ^* と駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘとの差トルクΔＴを算出し、駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘでは不足する分を発電機目標トルクＴＧ^* として決定する。
【００７２】
そして、前記急加速制御処理手段の駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘにして駆動モータ２５（図６）の制御を行う。また、前記急加速制御処理手段の発電機トルク制御処理手段は、発電機トルク制御処理を行い、前記発電機目標トルクＴＧ^* に基づいて発電機１６のトルク制御を行う。
【００７３】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ６−１ 車両要求トルクＴＯ^* を読み込む。
ステップＳ６−２ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* に駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘをセットする。
ステップＳ６−３ 発電機目標トルクＴＧ^* に車両要求トルクＴＯ^* と駆動モータ目標トルクＴＭ^* との差トルクΔＴをセットする。
ステップＳ６−４ 駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ６−５ 発電機トルク制御処理を行い、リターンする。
【００７４】
次に、図１３のステップＳ６−４における駆動モータ制御処理のサブルーチンについて説明する。
【００７５】
図１４は本発明の実施の形態における駆動モータ制御処理のサブルーチンを示す図である。
【００７６】
まず、駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ目標トルクＴＭ^* 及び駆動モータロータ位置θＭを読み込み、該駆動モータロータ位置θＭに基づいて駆動モータ回転速度ＮＭを算出するとともに、バッテリ電圧ＶＢを読み込む。続いて、前記駆動モータ制御処理手段は、前記駆動モータ目標トルクＴＭ^* 、駆動モータ回転速度ＮＭ及びバッテリ電圧ＶＢに基づいて、前記記録装置に記録された駆動モータ制御用の電流指令値マップを参照し、ｄ軸電流指令値ＩＭｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ^* を決定する。
【００７７】
また、前記駆動モータ制御処理手段は、電流センサ６８（図６）、６９から電流ＩＭＵ、ＩＭＶを読み込むとともに、電流ＩＭＵ、ＩＭＶに基づいて電流ＩＭＷ
ＩＭＷ＝ＩＭＵ−ＩＭＶ
を算出する。なお、電流ＩＭＷを電流ＩＭＵ、ＩＭＶと同様に電流センサによって検出することもできる。
【００７８】
続いて、前記駆動モータ制御処理手段は、３相／２相変換を行い、電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷをｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに変換し、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑ、並びに前記ｄ軸電流指令値ＩＭｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ^* に基づいて、電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* を算出する。そして、前記駆動モータ制御処理手段は、２相／３相変換を行い、電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* を電圧指令値ＶＭＵ^* 、ＶＭＶ^* 、ＶＭＷ^* に変換し、該電圧指令値ＶＭＵ^* 、ＶＭＶ^* 、ＶＭＷ^* に基づいて、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを算出し、該パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを駆動モータ制御処理手段のドライブ処理手段に出力する。該ドライブ処理手段は、ドライブ処理を行い、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷに基づいて前記インバータ２９に駆動信号ＳＧ２を送る。
【００７９】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ６−４−１ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を読み込む。
ステップＳ６−４−２ 駆動モータロータ位置θＭを読み込む。
ステップＳ６−４−３ 駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。
ステップＳ６−４−４ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ６−４−５ ｄ軸電流指令値ＩＭｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ^* を決定する。
ステップＳ６−４−６ 電流ＩＭＵ、ＩＭＶを読み込む。
ステップＳ６−４−７ ３相／２相変換を行う。
ステップＳ６−４−８ 電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* を算出する。
ステップＳ６−４−９ ２相／３相変換を行う。
ステップＳ６−４−１０ パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを出力し、リターンする。
【００８０】
次に、図１３のステップＳ６−５における発電機トルク制御処理のサブルーチンについて説明する。
【００８１】
図１５は本発明の実施の形態における発電機トルク制御処理のサブルーチンを示す図である。
【００８２】
まず、前記発電機トルク制御処理手段は、発電機目標トルクＴＧ^* 及び発電機ロータ位置θＧを読み込み、該発電機ロータ位置θＧに基づいて発電機回転速度ＮＧを算出するとともに、バッテリ電圧ＶＢを読み込む。続いて、前記発電機トルク制御処理手段は、前記発電機目標トルクＴＧ^* 、発電機回転速度ＮＧ及びバッテリ電圧ＶＢに基づいて、前記記録装置に記録された発電機制御用の電流指令値マップを参照し、ｄ軸電流指令値ＩＧｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＧｑ^* を決定する。
【００８３】
また、前記発電機トルク制御処理手段は、電流センサ６６、６７から電流ＩＧＵ、ＩＧＶを読み込むとともに、電流ＩＧＵ、ＩＧＶに基づいて電流ＩＧＷ
ＩＧＷ＝ＩＧＵ−ＩＧＶ
を算出する。なお、電流ＩＧＷを電流ＩＧＵ、ＩＧＶと同様に電流センサによって検出することもできる。
【００８４】
続いて、前記発電機トルク制御処理手段は、３相／２相変換を行い、電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷをｄ軸電流ＩＧｄ及びｑ軸電流ＩＧｑに変換し、該ｄ軸電流ＩＧｄ及びｑ軸電流ＩＧｑ、並びに前記ｄ軸電流指令値ＩＧｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＧｑ^* に基づいて、電圧指令値ＶＧｄ^* 、ＶＧｑ^* を算出する。そして、前記発電機トルク制御処理手段は、２相／３相変換を行い、電圧指令値ＶＧｄ^* 、ＶＧｑ^* を電圧指令値ＶＧＵ^* 、ＶＧＶ^* 、ＶＧＷ^* に変換し、該電圧指令値ＶＧＵ^* 、ＶＧＶ^* 、ＶＧＷ^* に基づいて、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを算出し、該パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを発電機トルク制御処理手段のドライブ処理手段に出力する。該ドライブ処理手段は、ドライブ処理を行い、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷに基づいて前記インバータ２８に駆動信号ＳＧ１を送る。
【００８５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ６−５−１ 発電機目標トルクＴＧ^* を読み込む。
ステップＳ６−５−２ 発電機ロータ位置θＧを読み込む。
ステップＳ６−５−３ 発電機回転速度ＮＧを算出する。
ステップＳ６−５−４ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ６−５−５ ｄ軸電流指令値ＩＧｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＧｑ^* を決定する。
ステップＳ６−５−６ 電流ＩＧＵ、ＩＧＶを読み込む。
ステップＳ６−５−７ ３相／２相変換を行う。
ステップＳ６−５−８ 電圧指令値ＶＧｄ^* 、ＶＧｑ^* を算出する。
ステップＳ６−５−９ ２相／３相変換を行う。
ステップＳ６−５−１０ パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを出力し、リターンする。
【００８６】
次に、図８のステップＳ１４におけるエンジン始動制御処理のサブルーチンについて説明する。
【００８７】
図１６は本発明の実施の形態におけるエンジン始動制御処理のサブルーチンを示す図である。
【００８８】
まず、エンジン始動制御処理手段は、スロットル開度θを読み込み、スロットル開度θが０〔％〕である場合に、リングギヤ回転速度ＮＲを読み込み、かつ、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１１（図６）の運転ポイントを読み込む。なお、前記リングギヤ回転速度ＮＲは、前述されたように、駆動モータロータ位置θＭに基づいて算出される。
【００８９】
続いて、エンジン始動制御処理手段は、前記リングギヤ回転速度ＮＲ、及び前記運転ポイントにおけるエンジン目標回転速度ＮＥ^* に基づいて、前記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。
【００９０】
前記エンジン始動制御処理手段の発電機回転速度制御処理手段は、発電機目標回転速度ＮＧ^* に基づいて発電機回転速度制御処理を行い、発電機回転速度ＮＧを高くし、それに伴ってエンジン回転速度ＮＥを高くする。
【００９１】
そして、前記エンジン始動制御処理手段は、エンジン回転速度ＮＥとあらかじめ設定された始動回転速度ＮＥｔｈ１とを比較し、エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１より高いかどうかを判断する。エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１より高い場合、エンジン始動制御処理手段は、エンジン１１において燃料噴射及び点火を行い、エンジン回転速度ＮＥがエンジン目標回転速度ＮＥ^* になるようにスロットル開度θを調整する。
【００９２】
続いて、前記エンジン始動制御処理手段は、エンジン１１が正常に駆動されているかどうかを判断するために、発電機トルクＴＧが、エンジン１１の始動に伴うモータリングトルクＴＥｔｈより小さいかどうかを判断し、発電機トルクＴＧがモータリングトルクＴＥｔｈより小さい状態で所定時間が経過するのを待機する。
【００９３】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１４−１ スロットル開度θが０〔％〕であるかどうかを判断する。スロットル開度θが０〔％〕である場合はステップＳ１４−３に、０〔％〕でない場合はステップＳ１４−２に進む。
ステップＳ１４−２ スロットル開度θを０〔％〕にし、ステップＳ１４−１に戻る。
ステップＳ１４−３ リングギヤ回転速度ＮＲを読み込む。
ステップＳ１４−４ エンジン１１の運転ポイントを読み込む。
ステップＳ１４−５ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。
ステップＳ１４−６ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１４−７ エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１より高いかどうかを判断する。エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１より高い場合はステップＳ１４−８に進み、エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１以下である場合はステップＳ１４−３に戻る。
ステップＳ１４−８ 燃料噴射及び点火を行う。
ステップＳ１４−９ スロットル開度θを調整する。
ステップＳ１４−１０ 発電機トルクＴＧがモータリングトルクＴＥｔｈより小さいかどうかを判断する。発電機トルクＴＧがモータリングトルクＴＥｔｈより小さい場合はステップＳ１４−１１に進み、発電機トルクＴＧがモータリングトルクＴＥｔｈ以上である場合はステップＳ１４−１に戻る。
ステップＳ１４−１１ 所定時間が経過するのを待機し、リターンする。
【００９４】
次に、図１６のステップＳ１４−６における発電機回転速度制御処理のサブルーチンについて説明する。
【００９５】
図１７は本発明の実施の形態における発電機回転速度制御処理のサブルーチンを示す図である。
【００９６】
まず、前記発電機回転速度制御処理手段は、発電機目標回転速度ＮＧ^* 及び発電機回転速度ＮＧを読み込み、発電機目標回転速度ＮＧ^* と発電機回転速度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。
【００９７】
続いて、前記発電機回転速度制御処理手段の発電機トルク制御処理手段は、発電機トルク制御処理を行い、発電機１６（図６）のトルク制御を行う。
【００９８】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１４−６−１ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を読み込む。
ステップＳ１４−６−２ 発電機回転速度ＮＧを読み込む。
ステップＳ１４−６−３ 発電機目標トルクＴＧ^* を決定する。
ステップＳ１４−６−４ 発電機トルク制御処理を行い、リターンする。
【００９９】
次に、図８のステップＳ１５におけるエンジン停止制御処理のサブルーチンについて説明する。
【０１００】
図１８は本発明の実施の形態におけるエンジン停止制御処理のサブルーチンを示す図である。
【０１０１】
まず、前記エンジン停止制御処理手段は、発電機ブレーキＢ（図６）が解放されているかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが解放されておらず、係合させられている場合、前記エンジン停止制御処理手段は、エンジントルクＴＥ相当分を発電機目標トルクＴＧ^* にセットする。次に、前記エンジン停止制御処理手段の発電機トルク制御処理手段は、前記発電機目標トルクＴＧ^* に従って発電機トルク制御処理を行う。そして、所定時間が経過すると、前記エンジン停止制御処理手段の発電機回転速度制御処理手段は、図１７に示されるものと同様の発電機回転速度制御処理を行う。その後、前記エンジン停止制御処理手段は発電機ブレーキＢを解放する。なお、前記エンジントルクＴＥ相当分は、エンジントルクＴＥに対する発電機トルクＴＧのトルク比を学習することによって算出される。
【０１０２】
また、前記発電機ブレーキＢが解放されている場合、及び前記発電機回転速度制御処理が行われた場合、エンジン停止制御処理手段は、エンジン１１における燃料噴射及び点火を停止させ、スロットル開度θを０〔％〕にする。
【０１０３】
続いて、前記エンジン停止制御処理手段は、エンジン目標回転速度ＮＥ^* を０〔ｒｐｍ〕とし、前記リングギヤ回転速度ＮＲを読み込み、該リングギヤ回転速度ＮＲ及びエンジン目標回転速度ＮＥ^* （０〔ｒｐｍ〕）に基づいて、前記回転速度関係式によって、発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。そして、前記発電機回転速度制御処理手段は、図１７に示されるものと同様の発電機回転速度制御処理を行う。
【０１０４】
次に、前記エンジン停止制御処理手段は、エンジン回転速度ＮＥが停止回転速度ＮＥｔｈ２以下であるかどうかを判断し、エンジン回転速度ＮＥが停止回転速度ＮＥｔｈ２以下である場合、発電機１６に対するスイッチングを停止させ、発電機１６のシャットダウンを行う。
【０１０５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１５−１ 発電機ブレーキＢが解放されているかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが解放されている場合はステップＳ１５−７に、解放されていない場合はステップＳ１５−２に進む。
ステップＳ１５−２ エンジントルクＴＥ相当分を発電機目標トルクＴＧ^* にセットする。
ステップＳ１５−３ 発電機トルク制御処理を行う。
ステップＳ１５−４ 所定時間が経過したかどうかを判断する。所定時間が経過した場合はステップＳ１５−５に進み、経過していない場合はステップＳ１５−３に戻る。
ステップＳ１５−５ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１５−６ 発電機ブレーキＢを解放する。
ステップＳ１５−７ 燃料噴射及び点火を停止させる。
ステップＳ１５−８ スロットル開度θを０〔％〕にする。
ステップＳ１５−９ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。
ステップＳ１５−１０ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１５−１１ エンジン回転速度ＮＥが停止回転速度ＮＥｔｈ２以下であるかどうかを判断する。エンジン回転速度ＮＥが停止回転速度ＮＥｔｈ２以下である場合はステップＳ１５−１２に進み、エンジン回転速度ＮＥが停止回転速度ＮＥｔｈ２より大きい場合はステップＳ１５−９に戻る。
ステップＳ１５−１２ 発電機１６に対するスイッチングを停止させ、リターンする。
【０１０６】
次に、図８のステップＳ１８における発電機ブレーキ制御処理のサブルーチンについて説明する。
【０１０７】
図１９は本発明の実施の形態における発電機ブレーキ制御処理のサブルーチンを示す図、図２０はエンジントルク特性を示す図、図２１は発電機トルク特性を示す図、図２２は本発明の実施の形態における発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理のサブルーチンを示す図、図２３は本発明の実施の形態における発電機ブレーキ制御処理の動作を説明するタイムチャートである。なお、図２０において、横軸にエンジン回転速度ＮＥを、縦軸にエンジントルクＴＥを、図２１において、横軸に発電機回転速度ＮＧを、縦軸に発電機トルクＴＧを採ってある。
【０１０８】
前記構成のハイブリッド型車両をモータ・エンジン駆動モードで走行させているときに、発電機回転速度ＮＧが低い場合、消費電力が大きくなり、発電機１６（図６）の発電効率が低くなるとともに、ハイブリッド型車両の燃費がその分悪くなってしまう。そこで、発電機回転速度ＮＧの絶対値が所定の回転速度より小さい場合、発電機ブレーキＢを係合させ、発電機１６を機械的に停止させ、前記燃費を良くするようにしている。
【０１０９】
この場合、発電機ブレーキＢを係合している間、所定のエンジントルクＴＥが反力として発電機１６のロータ２１（図２）に加わっているので、発電機ブレーキＢを単に解放すると、エンジントルクＴＥがロータ２１に伝達されるのに伴って、発電機トルクＴＧ及びエンジントルクＴＥが大きく変化し、ショックが発生してしまう。
【０１１０】
そこで、エンジン制御装置４６において、前記ロータ２１に伝達されるエンジントルクＴＥを推定又は算出し、前記発電機ブレーキ制御処理手段の発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段９３（図１）は、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行い、前記エンジントルクＴＥに相当する発電機トルクＴＧを算出し、該発電機トルクＴＧをエンジントルクＴＥと逆方向に発生させた後、発電機ブレーキＢを解放するようにしている。
【０１１１】
ところが、エンジントルクＴＥの推定又は算出、及び発電機トルクＴＧの算出は、エンジン１１及び発電機１６を通常の使用環境で駆動することを前提に行われるので、エンジン１１及び発電機１６が特殊な使用環境、例えば、低温時に駆動される場合には、推定又は算出されるエンジントルクＴＥが実際にエンジン１１によって発生させられるエンジントルクＴＥより大きくなる傾向があるとともに、算出される発電機トルクＴＧが実際に発電機１６によって発生させられる発電機トルクＴＧより小さくなる傾向があり、エンジントルクＴＥと発電機トルクＴＧとのトルク差が大きくなってしまう。
【０１１２】
したがって、発電機回転速度ＮＧの絶対値が所定の回転速度より小さい場合に発電機ブレーキＢを係合させると、発電機ブレーキＢを解放する際に前記トルク差が大きくなる分だけショックが発生してしまう。
【０１１３】
図２０において、Ｌ１は高温時のエンジントルクＴＥを示す線、Ｌ２は低温時のエンジントルクＴＥを示す線である。
【０１１４】
したがって、低温時に、実際のエンジントルクＴＥが小さくなり、例えば、線Ｌ２上の値を採ると、エンジン制御装置４６において推定又は算出されるエンジントルクＴＥは、実際にエンジン１１によって発生させられるエンジントルクＴＥより大きくなってしまう。
【０１１５】
また、図２１において、Ｌ３は高温時の発電機トルクＴＧを示す線、Ｌ４は低温時の発電機トルクＴＧを示す線である。
【０１１６】
したがって、低温時に、実際の発電機トルクＴＧが大きくなり、例えば、ラインＬ４上の値を採ると、エンジン制御装置４６において推定又は算出される発電機トルクＴＧは、実際に発電機１６によって発生させられる発電機トルクＴＧより小さくなってしまう。
【０１１７】
そこで、エンジン１１及び発電機１６が低温時に駆動される場合、前記発電機ブレーキ制御処理手段の発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理手段９５は、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理を行い、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を禁止するようにしている。そのために、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理手段９５は、エンジン１１の温度ｔｍＥ、及び発電機１６のコイル２３の温度ｔｍＧを読み込み、温度ｔｍＥについて第１の判定条件が成立したかどうか、及び温度ｔｍＧについて第２の判定条件が成立したかどうかを判断する。この場合、温度ｔｍＥがエンジン１１の温度特性に基づいて設定された第１の判定基準温度ｔｍＥｔｈ、例えば、３０〔℃〕より低い場合、前記第１の判定条件が成立し、温度ｔｍＥが３０〔℃〕以上である場合、前記第１の判定条件は成立せず、また、温度ｔｍＧが発電機１６の温度特性に基づいて設定された第２の判定基準温度ｔｍＧｔｈ、例えば、２０〔℃〕より低い場合、前記第２の判定条件が成立し、温度ｔｍＧが２０〔℃〕以上である場合、前記第２の判定条件は成立しない。
【０１１８】
すなわち、前記第１、第２の判定条件のいずれも成立しない場合、前記発電機・発電機ブレーキ制御処理手段９３は、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行い、前記第１、第２の判定条件の少なくともいずれか一方が成立する場合、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理手段９５は、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理を行い、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を禁止する。
【０１１９】
次に、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理について説明する。
【０１２０】
まず、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段９３は、発電機目標回転速度ＮＧ^* を読み込み、タイミングｔ１で前記発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が所定の第１の回転速度Ｎｔｈ１（例えば、５００〔ｒｐｍ〕）より小さいかどうかを判断する。発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１より小さくなると、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段９３は、発電機ブレーキＢが解放されているかどうかを判断し、発電機ブレーキＢが解放されている場合、発電機ブレーキ要求をオフからオンにして、発電機目標回転速度ＮＧ^* に０〔ｒｐｍ〕をセットする。
【０１２１】
そして、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段９３の発電機回転速度制御処理手段は、ステップＳ１４−６の発電機回転速度制御処理と同様の発電機回転速度制御処理を行う。
【０１２２】
次に、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段９３は、タイミングｔ２で発電機回転速度ＮＧの絶対値が所定の第２の回転速度Ｎｔｈ２（例えば、１００〔ｒｐｍ〕）より小さいかどうかを判断し、発電機回転速度ＮＧの絶対値が第２の回転速度Ｎｔｈ２より小さい場合、発電機ブレーキＢをオフからオンにして係合させる。そして、発電機ブレーキＢが係合させられた状態で所定時間が経過すると、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段９３は、発電機１６に対するスイッチングを停止させ、発電機１６のシャットダウンを行う。
【０１２３】
一方、タイミングｔ１で発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が前記第１の回転速度Ｎｔｈ１以上である場合、又は、タイミングｔ３で発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が前記第１の回転速度Ｎｔｈ１以上である場合、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段９３は、発電機ブレーキＢが係合させられているかどうかを判断し、発電機ブレーキＢが係合させられていない場合、前記発電機回転速度制御処理手段は、ステップＳ１４−６の発電機回転速度制御処理と同様の発電機回転速度制御処理を行う。
【０１２４】
また、発電機ブレーキＢが係合させられている場合、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段９３は、前記エンジントルクＴＥ相当分を発電機目標トルクＴＧ^* にセットする。そして、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段９３の発電機トルク制御処理手段は、発電機トルク制御処理を行う。
【０１２５】
続いて、発電機トルク制御処理が行われた後、所定時間が経過すると、前記発電機回転速度制御処理手段は、ステップＳ１４−６の発電機回転速度制御処理と同様の発電機回転速度制御処理を行う。そして、タイミングｔ４で前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段９３は、発電機ブレーキＢをオンからオフにして解放する。
【０１２６】
このように、エンジン１１及び発電機１６が特殊な使用環境、例えば、低温時に駆動される場合には、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理が禁止されるので、発電機回転速度ＮＧが低い場合でも、発電機ブレーキＢが係合させられることがない。
【０１２７】
したがって、モータ・エンジン駆動モードで走行させているときに発電機ブレーキＢが解放されることがなくなるので、ショックが発生するのを防止することができる。
【０１２８】
次に、図１９のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１８−１ エンジン１１の温度ｔｍＥが３０〔℃〕より低いかどうかを判断する。温度ｔｍＥが３０〔℃〕より低い場合はステップＳ１８−４に、温度ｔｍＥが３０〔℃〕以上である場合はステップＳ１８−２に進む。
ステップＳ１８−２ 発電機１６の温度ｔｍＧが２０〔℃〕より低いかどうかを判断する。温度ｔｍＧが２０〔℃〕より低い場合はステップＳ１８−４に、温度ｔｍＧが２０〔℃〕以上である場合はステップＳ１８−３に進む。
ステップＳ１８−３ 発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行い、リターンする。
ステップＳ１８−４ 発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理を行い、リターンする。
【０１２９】
次に、図２０のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１８−３−１ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を読み込む。
ステップＳ１８−３−２ 発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が所定の第１の回転速度Ｎｔｈ１より小さいかどうかを判断する。発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１より小さい場合はステップＳ１８−３−３に、発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１以上である場合はステップＳ１８−３−４に進む。
ステップＳ１８−３−３ 発電機ブレーキＢが解放されているかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが解放されている場合はステップＳ１８−３−５に進み、解放されていない場合はリターンする。
ステップＳ１８−３−４ 発電機ブレーキＢが係合させられているかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが係合させられている場合はステップＳ１８−３−１２に、係合させられていない場合はステップＳ１８−３−１１に進む。
ステップＳ１８−３−５ 発電機目標回転速度ＮＧ^* に０〔ｒｐｍ〕をセットする。
ステップＳ１８−３−６ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１８−３−７ 発電機回転速度ＮＧの絶対値が所定の第２の回転速度Ｎｔｈ２より小さいかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧの絶対値が第２の回転速度Ｎｔｈ２より小さい場合はステップＳ１８−３−８に進み、発電機回転速度ＮＧの絶対値が第２の回転速度Ｎｔｈ２以上である場合はステップＳ１８−３−６に戻る。
ステップＳ１８−３−８ 発電機ブレーキＢを係合させる。
ステップＳ１８−３−９ 所定時間が経過したかどうかを判断する。所定時間が経過した場合はステップＳ１８−３−１０に進み、経過していない場合はステップＳ１８−３−８に戻る。
ステップＳ１８−３−１０ 発電機１６に対するスイッチングを停止させ、リターンする。
ステップＳ１８−３−１１ 発電機回転速度制御処理を行い、リターンする。
ステップＳ１８−３−１２ エンジントルクＴＥ相当分を発電機目標トルクＴＧ^* にセットする。
ステップＳ１８−３−１３ 発電機トルク制御処理を行う。
ステップＳ１８−３−１４ 所定時間が経過したかどうかを判断する。所定時間が経過した場合はステップＳ１８−３−１５に進み、経過していない場合はステップＳ１８−３−１２に戻る。
ステップＳ１８−３−１５ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１８−３−１６ 発電機ブレーキＢを解放し、リターンする。
【０１３０】
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。
【０１３１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ハイブリッド型車両駆動装置においては、エンジンを備えたエンジン駆動部と、前記エンジンと差動回転自在に、かつ、機械的に連結された発電機を備えた発電機駆動部と、前記発電機の回転を機械的に停止させる発電機ブレーキと、所定の条件に応じて前記発電機ブレーキを係脱させ、かつ、発電機ブレーキの解放時に、エンジントルクに相当する発電機トルクを発生させる一連の制御から成る発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行う発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段と、前記エンジン駆動部及び発電機駆動部のうちの少なくとも一方の温度を検出する駆動部温度検出手段と、検出された温度が判定基準温度より低い場合に、前記一連の制御から成る発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を禁止する発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理手段とを有する。
【０１３２】
この場合、検出された温度が判定基準温度より低い場合に、前記一連の制御から成る発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理が禁止されるので、発電機回転速度が低い場合でも、発電機ブレーキが係合させられることがない。
【０１３３】
したがって、モータ・エンジン駆動モードで走行させているときに発電機ブレーキが解放されることがなくなるので、ショックが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両の概念図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの動作説明図である。
【図４】本発明の実施の形態における通常走行時の車速線図である。
【図５】本発明の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両の制御装置を示す概念図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両の動作を示す第１のメインフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両の動作を示す第２のメインフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態における第１の車両要求トルクマップを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における第２の車両要求トルクマップを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるエンジン目標運転状態マップを示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態におけるエンジン駆動領域マップを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態における急加速制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態における駆動モータ制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態における発電機トルク制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態におけるエンジン始動制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態における発電機回転速度制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態におけるエンジン停止制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態における発電機ブレーキ制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図２０】エンジントルク特性を示す図である。
【図２１】発電機トルク特性を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態における発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態における発電機ブレーキ制御処理の動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１１ エンジン
１３ プラネタリギヤユニット
１６ 発電機
２５ 駆動モータ
９０ エンジン駆動部
９１ 発電機駆動部
９３ 発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段
９４ 駆動部温度検出手段
９５ 発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理手段
Ｂ 発電機ブレーキ
ＣＲ キャリヤ
Ｒ リングギヤ
Ｓ サンギヤ

Claims (6)

1. エンジンを備えたエンジン駆動部と、前記エンジンと差動回転自在に、かつ、機械的に連結された発電機を備えた発電機駆動部と、前記発電機の回転を機械的に停止させる発電機ブレーキと、所定の条件に応じて前記発電機ブレーキを係脱させ、かつ、発電機ブレーキの解放時に、エンジントルクに相当する発電機トルクを発生させる一連の制御から成る発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行う発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段と、前記エンジン駆動部及び発電機駆動部のうちの少なくとも一方の温度を検出する駆動部温度検出手段と、検出された温度が判定基準温度より低い場合に、前記一連の制御から成る発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を禁止する発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理手段とを有することを特徴とするハイブリッド型車両駆動装置。
2. 前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理手段は、前記エンジン駆動部の温度が第１の判定基準温度より低い場合に、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を禁止する請求項１に記載のハイブリッド型車両駆動装置。
3. 前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御禁止処理手段は、前記発電機駆動部の温度が第２の判定基準温度より低い場合に、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を禁止する請求項１又は２に記載のハイブリッド型車両駆動装置。
4. 少なくとも第１〜第３の歯車要素を備えるとともに、第１の歯車要素が前記発電機に、第３の歯車要素が前記エンジンに連結されるプラネタリギヤユニットを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド型車両駆動装置。
5. 前記エンジン及び発電機と機械的に連結された駆動モータを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド型車両駆動装置。
6. エンジンを備えたエンジン駆動部、前記エンジンと差動回転自在に、かつ、機械的に連結された発電機を備えた発電機駆動部、及び前記発電機の回転を機械的に停止させる発電機ブレーキを有するハイブリッド型車両駆動装置の制御方法において、所定の条件に応じて前記発電機ブレーキを係脱させ、かつ、発電機ブレーキの解放時に、エンジントルクに相当する発電機トルクを発生させる一連の制御から成る発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行い、前記エンジン駆動部及び発電機駆動部のうちの少なくとも一方の温度を検出し、検出された温度が判定基準温度より低い場合に、前記一連の制御から成る発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を禁止することを特徴とするハイブリッド型車両駆動装置の制御方法。

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