JP4055746B2 - 電動車両駆動制御装置及び電動車両駆動制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両駆動制御装置及び電動車両駆動制御方法に関するものである。

従来、電動車両としてのハイブリッド型車両に搭載され、エンジンのトルクである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、前記サンギヤと発電機とを連結し、リングギヤ及び駆動モータと駆動輪とを連結し、キャリヤとエンジンとを連結し、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。

ところで、前記車両駆動装置においては、前記駆動輪に伝達されるエンジントルクを調整するために、電動車両駆動制御装置が配設され、該電動車両駆動制御装置は、発電機のトルクである発電機トルクの目標値を表す発電機目標トルクから発電機のイナーシャ分のトルクであるイナーシャトルクを減算することによってイナーシャ補正トルクを算出し、該イナーシャ補正トルクに基づいて、駆動軸から出力されるトルクである駆動軸トルクを出力トルクとして推定し、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に対して、出力トルクが過不足する分を駆動モータを駆動することによって補うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−２９５１４０号公報

しかしながら、前記従来の電動車両駆動制御装置においては、例えば、イナーシャトルクを算出するために、発電機の角加速度が必要となるが、該角加速度は、ロータ位置を検出するための位置センサの検出誤差等の影響を受けて変動するので、ノイズ状の外乱成分を含んでしまい、イナーシャトルクもノイズ状の外乱成分を含んでしまう。したがって、イナーシャトルクに基づいて算出された駆動モータのトルクである駆動モータトルクの目標値を表す駆動モータ目標トルクで駆動モータを駆動すると、ハイブリッド型車両に振動が発生してしまう。

そこで、角加速度がノイズ状の外乱成分を含むのを抑制するために、角加速度を算出する際にフィルタを通すか、状態推定等の手段によって角加速度を推定することが考えられるが、角加速度を算出する際にフィルタを通すと、ノイズ状の外乱成分を除去することができるが、角加速度の算出に遅れが生じ、振動を抑制することができないだけでなく、振動が大きくなってしまうことがある。また、前記状態推定等の手段によって角加速度を推定すると、状態推定に使用されるモデルと実際の車両駆動装置との機械差によって、推定された角加速度と実際の角加速度との間に誤差が生じ、振動を発生させてしまう。

本発明は、前記従来の電動車両駆動制御装置の問題点を解決して、駆動モータを駆動して、車両要求トルクに対して出力トルクが過不足する分を確実に補うことができ、車両駆動装置に振動が発生するのを抑制することができる電動車両駆動制御装置及び電動車両駆動制御方法を提供することを目的とする。

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〜第３の差動要素を備えた差動回転装置を有し、前記第１の差動要素が発電機と、第２の差動要素が駆動輪及び駆動モータと、第３の差動要素がエンジンとそれぞれ機械的に連結されるようになっている。
そして、発電機トルクの目標値を表す発電機目標トルクを算出する発電機目標トルク算出処理手段と、前記発電機目標トルク又は該発電機目標トルクに対応した発電機トルク、及び前記発電機の角加速度に対応した発電機のイナーシャトルクに基づいて、イナーシャ補正トルクを算出するイナーシャ補正トルク算出処理手段と、車両要求トルク及び算出されたイナーシャ補正トルクに基づいて、駆動モータトルクの目標値を表す駆動モータ目標トルクを算出する駆動モータ目標トルク算出処理手段と、前記イナーシャ補正トルクによる出力トルクの変動を表す前記駆動モータの角加速度に基づいて、前記駆動モータ目標トルクを補正するダンピングトルク補正処理手段とを有する。

本発明によれば、電動車両駆動制御装置においては、第１〜第３の差動要素を備えた差動回転装置を有し、前記第１の差動要素が発電機と、第２の差動要素が駆動輪及び駆動モータと、第３の差動要素がエンジンとそれぞれ機械的に連結されるようになっている。
そして、発電機トルクの目標値を表す発電機目標トルクを算出する発電機目標トルク算出処理手段と、前記発電機目標トルク又は該発電機目標トルクに対応した発電機トルク、及び前記発電機の角加速度に対応した発電機のイナーシャトルクに基づいて、イナーシャ補正トルクを算出するイナーシャ補正トルク算出処理手段と、車両要求トルク及び算出されたイナーシャ補正トルクに基づいて、駆動モータトルクの目標値を表す駆動モータ目標トルクを算出する駆動モータ目標トルク算出処理手段と、前記イナーシャ補正トルクによる出力トルクの変動を表す前記駆動モータの角加速度に基づいて、前記駆動モータ目標トルクを補正するダンピングトルク補正処理手段とを有する。

この場合、車両要求トルク及びイナーシャ補正トルクに基づいて駆動モータ目標トルクを発生させて駆動モータを駆動したときに、電動車両に振動が発生した場合でも、ダンピングトルクが発生させられ、駆動モータ目標トルクが補正される。したがって、車両要求トルクに対して出力トルクが過不足する分を確実に補うことができ、車両駆動装置に振動が発生するのを抑制することができる。

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。なお、この場合、電動車両としてのハイブリッド型車両について説明する。

図２は本発明の第１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。

図において、１１は第１の軸線上に配設された駆動源としてのエンジン（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回転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駆動源としての、かつ、第１の電動機械としての発電機（Ｇ）である。また、該発電機１６は、車輪としての駆動輪３７と機械的に連結される。

前記出力軸１２上にダンパ装置Ｄが配設され、該ダンパ装置Ｄは、前記出力軸１２におけるエンジン１１側の入力部１２ａと、プラネタリギヤユニット１３側の出力部１２ｂとの間に接続され、前記入力部１２ａに取り付けられた図示されないドライブ部材、出力部１２ｂに取り付けられた図示されないドリブン部材、及びドライブ部材とドリブン部材との間に配設された付勢部材としての図示されないスプリングを備える。そして、前記入力部１２ａを介してドライブ部材に伝達されたエンジン１１のトルクであるエンジントルクＴＥは、スプリングに伝達され、該スプリングにおいて急激な変動が吸収された後、ドリブン部材に伝達され、出力部１２ｂに対して出力される。

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。

前記プラネタリギヤユニット１３は、少なくとも、第１の差動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の差動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の差動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、前記エンジン１１及び発電機１６と差動回転自在に、かつ、機械的に連結された駆動源としての、かつ、第２の電動機械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。そして、前記駆動モータ２５は駆動輪３７と機械的に連結される。また、前記キャリヤＣＲと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、エンジン１１の回転を停止させ、逆方向の回転がエンジン１１に伝達されないようにする。したがって、エンジン１１の駆動を停止させた状態で発電機１６を駆動すると、前記ワンウェイクラッチＦによって、発電機１６から伝達されるトルクに対して反力が加えられる。なお、ワンウェイクラッチＦに代えて、前記キャリヤＣＲとケース１０との間に停止手段としての図示されないブレーキを配設することもできる。

そして、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から成り、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。そのために、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。また、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。

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。

前記駆動モータ２５は、コイル４２に供給される交流の電流であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流によって駆動モータ２５のトルクである駆動モータトルク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各相の電流に変換されて前記コイル４２に供給されるようになっている。

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。

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。

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。

前記構成のハイブリッド型車両においては、変速操作部材としての図示されないシフトレバーを操作し、前進レンジ、後進レンジ、ニュートラルレンジ及びパーキングレンジのうちの所定のレンジを選択すると、図示されないシフト位置判別装置が、選択されたレンジを判別し、レンジ位置信号を発生させて図示されない車両制御装置に送る。

なお、３８はロータ２１の位置であるロータ位置θＧを検出する第１のロータ位置検出部としてのレゾルバ等の位置センサ、３９はロータ４０の位置であるロータ位置θＭを検出する第２のロータ位置検出部としてのレゾルバ等の位置センサである。そして、検出されたロータ位置θＧは、図示されない車両制御装置及び図示されない発電機制御装置に、ロータ位置θＭは、車両制御装置及び図示されない駆動モータ制御装置に送られる。また、５０は前記ディファレンシャル装置３６の出力軸としての駆動軸、５２はエンジン１１の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを検出するエンジン回転速度検出部としてのエンジン回転速度センサであり、検出されたエンジン回転速度ＮＥは、車両制御装置及び図示されないエンジン制御装置に送られる。そして、前記エンジン１１、プラネタリギヤユニット１３、発電機１６、駆動モータ２５、カウンタシャフト３０、ディファレンシャル装置３６等によって車両駆動装置が構成される。

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。

図３は本発明の第１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は本発明の第１の実施の形態における通常走行時の車速線図、図５は本発明の第１の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。

前記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及び所定のギヤ列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の回転速度である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である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１６の回転速度である発電機回転速度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。

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であるリングギヤトルク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。

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。

次に、前記車両駆動装置の制御を行う電動車両駆動制御装置としてのハイブリッド型車両駆動制御装置について説明する。

図６は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の概念図である。

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を駆動するための発電機インバータとしてのインバータ、２９は前記駆動モータ２５を駆動するための駆動モータインバータとしてのインバータ、３７は駆動輪、３８、３９は位置センサ、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に供給する。該各インバータ２８、２９は、いずれも、複数の、例えば、６個のスイッチング素子としてのトランジスタを備え、該各トランジスタは、一対ずつユニット化されて各相のトランジスタモジュールを構成する。

そして、前記インバータ２８の入口側に、インバータ２８に印加される直流電圧ＶＧを検出するために第１の直流電圧検出部としての発電機インバータ電圧センサ７５、及びインバータ２８に供給される直流電流ＩＧを検出するために第１の直流電流検出部としての発電機インバータ電流センサ７７が配設される。また、前記インバータ２９の入口側に、インバータ２９に印加される直流電圧ＶＭを検出するために第２の直流電圧検出部としての駆動モータインバータ電圧センサ７６、及びインバータ２９に供給される直流電流ＩＭを検出するために第２の直流電流検出部としての駆動モータインバータ電流センサ７８が配設される。そして、前記直流電圧ＶＧ及び直流電流ＩＧは車両制御装置５１及び発電機制御装置４７に、直流電圧ＶＭ及び直流電流ＩＭは車両制御装置５１及び駆動モータ制御装置４９に送られる。なお、前記バッテリ４３とインバータ２８、２９との間に平滑用のコンデンサＣが接続される。

また、前記車両制御装置５１は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、車両駆動装置の全体の制御を行い、所定のプログラム、データ等に従ってコンピュータとして機能する。前記車両制御装置５１に、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が接続される。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及び車両制御装置５１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、駆動信号ＳＧ１をインバータ２８に送る。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、駆動信号ＳＧ２をインバータ２９に送る。なお、前記エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９によって車両制御装置５１より下位に位置する第１の制御装置が、前記車両制御装置５１によって、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より上位に位置する第２の制御装置が構成される。また、前記エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９も、所定のプログラム、データ等に従ってコンピュータとして機能する。

前記インバータ２８は、駆動信号ＳＧ１に従って駆動され、力行時にバッテリ４３から直流電流を受けて各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発生させ、該各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発電機１６に供給し、回生時に発電機１６から各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを受けて直流電流を発生させ、バッテリ４３に供給する。

前記インバータ２９は、駆動信号ＳＧ２に従って駆動され、力行時にバッテリ４３から直流電流を受けて各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを発生させ、該各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを駆動モータ２５に供給し、回生時に駆動モータ２５から各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを受けて直流電流を発生させ、バッテリ４３に供給する。

そして、４４は前記バッテリ４３の状態である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センサ、５３はシフトポジション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）であるアクセルペダル位置ＡＰを検出するアクセル操作検出部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）であるブレーキペダル位置ＢＰを検出するブレーキ操作検出部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の温度ｔｍＧを検出する発電機温度センサ、６５は駆動モータ２５の温度、例えば、コイル４２の温度ｔｍＭを検出する駆動モータ温度センサ、７０はインバータ２８の温度ｔｍＧＩを検出する第１のインバータ温度センサ、７１はインバータ２９の温度ｔｍＭＩを検出する第２のインバータ温度センサである。なお、温度ｔｍＥはエンジン制御装置４６に、温度ｔｍＧ、ｔｍＧＩは発電機制御装置４７に、温度ｔｍＭ、ｔｍＭＩは駆動モータ制御装置４９に送られる。

さらに、６６〜６９はそれぞれ各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＭＵ、ＩＭＶを検出する交流電流検出部としての電流センサ、７２は前記バッテリ状態としての直流電圧、すなわち、バッテリ電圧ＶＢを検出する第３の直流電圧検出部としてのバッテリ電圧センサである。前記バッテリ電圧ＶＢ及びバッテリ残量ＳＯＣは、発電機制御装置４７、駆動モータ制御装置４９及び車両制御装置５１に送られる。また、バッテリ状態として、直流電流であるバッテリ電流、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部が構成される。また、電流ＩＧＵ、ＩＧＶは発電機制御装置４７及び車両制御装置５１に、電流ＩＭＵ、ＩＭＶは駆動モータ制御装置４９及び車両制御装置５１に供給される。

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り、エンジン制御装置４６によってエンジン１１の始動・停止を設定させる。

また、前記発電機制御装置４７の図示されない発電機回転速度算出処理手段は、発電機回転速度算出処理を行い、前記ロータ位置θＧを読み込み、該ロータ位置θＧを微分することによって変化率δθＧを算出し、該変化率δθＧを発電機１６の角速度ωＧとするとともに、発電機回転速度ＮＧとする。そして、前記発電機制御装置４７の図示されない発電機角加速度算出処理手段は、発電機角加速度算出処理を行い、前記変化率δθＧを更に微分することによって発電機１６の角加速度（回転変化率）αＧを算出する。

また、前記駆動モータ制御装置４９の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、駆動モータ回転速度算出処理を行い、前記ロータ位置θＭを読み込み、該ロータ位置θＭを微分することによって変化率δθＭを算出し、該変化率δθＭを駆動モータ２５の角速度ωＭとするとともに、駆動モータ２５の回転速度である駆動モータ回転速度ＮＭとする。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角加速度算出処理手段は、駆動モータ角加速度算出処理を行い、前記変化率δθＭを更に微分することによって駆動モータ２５の角加速度αＭを算出する。

さらに、前記車両制御装置５１の図示されない車速算出処理手段は、車速算出処理を行い、前記変化率δθＭを読み込み、該変化率δθＭ、及び駆動軸５０から前記出力軸２６までのギヤ比Ｋｄｍに基づいて車速Ｖを算出する。

そして、車両制御装置５１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^* 、発電機回転速度ＮＧの目標値を表す発電機目標回転速度ＮＧ^* 、発電機１６のトルクである発電機トルク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^* を設定し、エンジン目標回転速度ＮＥ^* をエンジン制御装置４６に、発電機目標回転速度ＮＧ^* 及び発電機目標トルクＴＧ^* を発電機制御装置４７に、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を駆動モータ制御装置４９に送る。なお、前記エンジン目標回転速度ＮＥ^* 、発電機目標回転速度ＮＧ^* 、発電機目標トルクＴＧ^* 、駆動モータ目標トルクＴＭ^* 等によって制御指令値が構成される。

また、前記ロータ位置θＧと発電機回転速度ＮＧとは互いに比例し、ロータ位置θＭと駆動モータ回転速度ＮＭと車速Ｖとは互いに比例するので、位置センサ３８及び前記発電機回転速度算出処理手段を、発電機回転速度ＮＧを検出する発電機回転速度検出部として機能させたり、位置センサ３９及び前記駆動モータ回転速度算出処理手段を、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部として機能させたり、位置センサ３９及び前記車速算出処理手段を、車速Ｖを検出する車速検出部として機能させたりすることもできる。

本実施の形態においては、前記エンジン回転速度センサ５２によってエンジン回転速度ＮＥを検出するようになっているが、エンジン回転速度ＮＥをエンジン制御装置４６において算出することができる。また、本実施の形態において、車速Ｖは、前記車速算出処理手段によってロータ位置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の回転速度である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、車速検出部として、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。

次に、前記構成のハイブリッド型車両駆動制御装置の動作について説明する。

図７は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第１のメインフローチャート、図８は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第２のメインフローチャート、図９は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第３のメインフローチャート、図１０は本発明の第１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１１は本発明の第１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１２は本発明の第１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１３は本発明の第１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１０、１１及び１３において、横軸に車速Ｖを、縦軸に車両要求トルクＴＯ^* を、図１２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。

まず、車両制御装置５１（図６）の図示されない初期化処理手段は、初期化処理を行って各種の変量を初期値にする。次に、前記車両制御装置５１は、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。そして、前記車速算出処理手段は、ロータ位置θＭを読み込み、該ロータ位置θＭの変化率δθＭを算出し、該変化率δθＭ及び前記ギヤ比Ｋｄｍに基づいて車速Ｖを算出する。

続いて、前記車両制御装置５１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１０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１１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。

次に、前記車両制御装置５１は、車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータトルクＴＭの最大値を表す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。

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が停止中でない場合、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。なお、前記車両要求トルクＴＯ^* と駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘとを比較する場合、実際は、駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘに前記ギヤ比Ｋｄｍが乗算され、前記車両要求トルクＴＯ^* と乗算値とが比較される。なお、前記ギヤ比Ｋｄｍをあらかじめ見込んで、第１、第２の車両要求トルクマップを作成することもできる。

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。

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。

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、前記車両制御装置５１の記録装置に記録された図１２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、ＰＯ２、…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^* として決定し、該エンジン目標回転速度ＮＥ^* をエンジン制御装置４６に送る。

そして、該エンジン制御装置４６は、エンジン制御装置４６の記録装置に記録された図１３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１３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の駆動が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の駆動が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１３の右方に移動させられて駆動領域ＡＲ１が狭くされ、バッテリ残量ＳＯＣが小さいほど図１３の左方に移動させられて駆動領域ＡＲ１が広くされる。

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、エンジン制御装置４６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、前記エンジン制御装置４６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。そして、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれておらず、エンジン１１が駆動されていない場合、前記車両制御装置５１は、前記車両要求トルクＴＯ^* を駆動モータ目標トルクＴＭ^* として決定し、該駆動モータ目標トルクＴＭ^* を駆動モータ制御装置４９に送る。該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のトルク制御を行う。

また、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、所定の方法でエンジン１１の制御を行う。

次に、車両制御装置５１の図示されない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、具体的には、位置センサ３９からロータ位置θＭを読み込み、該ロータ位置θＭ、及び出力軸２６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。

ところで、前記構成のハイブリッド型車両を駆動モータ２５及びエンジン１１によって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、発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値｜ＮＧ^* ｜が所定の回転速度よりＮｔｈ１（例えば、５００〔ｒｐｍ〕）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。

そのために、前記発電機制御装置４７は、前記絶対値｜ＮＧ^* ｜が所定の回転速度Ｎｔｈ１以上であるかどうかを判断する。絶対値｜ＮＧ^* ｜が回転速度Ｎｔｈ１以上である場合、発電機制御装置４７は、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。そして、該発電機ブレーキＢが解放されている場合、前記発電機制御装置４７の図示されない発電機回転速度制御処理手段は、発電機回転速度制御処理を行い、発電機１６を駆動する。また、前記発電機ブレーキＢが解放されていない場合、前記発電機制御装置４７の図示されない発電機ブレーキ解放制御処理手段は、発電機ブレーキ解放制御処理を行い、発電機ブレーキＢを解放する。

また、絶対値｜ＮＧ^* ｜が回転速度Ｎｔｈ１より小さい場合、発電機制御装置４７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する。そして、発電機ブレーキＢが係合させられていない場合、発電機制御装置４７の図示されない発電機ブレーキ係合制御処理手段は、発電機ブレーキ係合制御処理を行い、発電機ブレーキＢを係合させる。

ところで、前記発電機回転速度制御処理手段の発電機目標トルク算出処理手段は、発電機目標トルク算出処理を行い、発電機回転速度ＮＧと発電機目標回転速度ＮＧ^* との差に基づいて、発電機目標トルクＴＧ^* を算出する。そして、前記発電機回転速度制御処理において、前記発電機目標トルクＴＧ^* に基づいて発電機１６が駆動され、所定の発電機トルクＴＧが発生させられると、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から出力される際に、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が駆動軸５０（図２）に伝達され、該駆動軸５０に発生する第１の出力トルクとしての駆動軸トルクが変動し、車両要求トルクＴＯ^* に対して駆動軸トルクが過不足し、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、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算出処理手段は、駆動モータ目標トルク算出処理を行い、前記駆動軸トルクに対応させて駆動モータ目標トルクＴＭ^* を算出し、決定することによって、車両要求トルクＴＯ^* に対して前記駆動軸トルクが過不足する分を駆動モータ２５を駆動することによって補うようにしている。

続いて、前記駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、決定された駆動モータ目標トルクＴＭ^* に基づいて駆動モータ２５のトルク制御を行い、駆動モータトルクＴＭを制御する。

次に、図７〜９のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 初期化処理を行う。
ステップＳ２ アクセルペダル位置ＡＰ及びブレーキペダル位置ＢＰを読み込む。
ステップＳ３ 車速Ｖを算出する。
ステップＳ４ 車両要求トルクＴＯ^* を決定する。
ステップＳ５ 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Ｓ６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Ｓ８に進む。
ステップＳ６ 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Ｓ７に、停止中でない場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ７ 急加速制御処理を行い、処理を終了する。
ステップＳ８ 運転者要求出力ＰＤを算出する。
ステップＳ９ バッテリ充放電要求出力ＰＢを算出する。
ステップＳ１０ 車両要求出力ＰＯを算出する。
ステップＳ１１ エンジン１１の運転ポイントを決定する。
ステップＳ１２ 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Ｓ１３に、駆動領域ＡＲ１に置か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Ｓ１７に、駆動されていない（停止させられている）場合はステップＳ１５に進む。
ステップＳ１４ 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Ｓ２６に進む。
ステップＳ１５ エンジン始動制御処理を行い、処理を終了する。
ステップＳ１６ エンジン停止制御処理を行い、処理を終了する。
ステップＳ１７ エンジン制御処理を行う。
ステップＳ１８ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。
ステップＳ１９ 絶対値｜ＮＧ^* ｜が回転速度Ｎｔｈ１以上であるかどうかを判断する。絶対値｜ＮＧ^* ｜が回転速度Ｎｔｈ１以上である場合はステップＳ２０に、絶対値｜ＮＧ^* ｜が回転速度Ｎｔｈ１より小さい場合はステップＳ２１に進む。
ステップＳ２０ 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Ｓ２３に、解放されていない場合はステップＳ２４に進む。
ステップＳ２１ 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処理を終了し、係合させられていない場合はステップＳ２２に進む。
ステップＳ２２ 発電機ブレーキ係合制御処理を行い、処理を終了する。
ステップＳ２３ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ２４ 発電機ブレーキ解放制御処理を行い、処理を終了する。
ステップＳ２５ 駆動モータ目標トルク算出処理を行う。
ステップＳ２６ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ２７ 駆動モータ制御処理を行い、処理を終了する。

次に、図９のステップＳ２５における駆動モータ目標トルク算出処理について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における駆動モータ目標トルク算出処理部を示す図、図１４は従来のハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示すタイムチャート、図１５は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。なお、図１４及び１５において、説明の便宜上、ハイブリッド型車両は停止状態に置かれ、車速Ｖ及び駆動モータ回転速度ＮＭの目標値を表す駆動モータ目標回転速度ＮＭ^* は零（０）とし、エンジントルクＴＥ、実際のリングギヤトルクＴＲ及びエンジン回転速度ＮＥが一定にされ、車両要求トルクＴＯ^* は零にされる。

この場合、車両要求トルクＴＯ^* に対して駆動軸トルクが過不足する分を算出するに当たり、車両要求トルクＴＯ^* を駆動モータ２５の出力軸２６上の値である算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* に変換し、駆動軸トルクを出力軸２６上の値である第２の出力トルクとしての出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴに変換し、算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* に対して出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴが過不足する分を算出するようにしている。

図において、８１は前記駆動モータ目標トルク算出処理手段としての駆動モータ目標トルク算出部、ｇ１〜ｇ５は乗算器、ｓ１、ｓ２は減算器、ｍ１はリミッタ、ａ１は加算器である。前記減算器ｓ１によって補正トルク算出処理手段が構成され、減算器ｓ１は、補正トルク算出処理を行い、補正トルクＴｃを算出する。また、前記減算器ｓ２によって駆動モータ目標トルク発生処理手段が構成され、前記減算器ｓ２は、駆動モータ目標トルク発生処理を行い、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を発生させる。そして、前記乗算器ｇ３によってイナーシャトルク算出処理手段が構成され、乗算器ｇ３は、イナーシャトルク算出処理を行い、発電機１６（図２）のイナーシャＩｎＧ分のトルクであるイナーシャトルクＴＧＩを算出する。さらに、前記加算器ａ１によってイナーシャ補正トルク算出処理手段及び出力トルク推定処理手段が構成され、加算器ａ１は、イナーシャ補正トルク算出処理及び出力トルク推定処理を行い、イナーシャ補正トルクＴａｍを算出するとともに、出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを推定する。そして、乗算器ｇ５によってダンピングトルク算出処理手段が構成され、乗算器ｇ５は、ダンピングトルク算出処理を行い、ダンピングトルクＴｄｍを算出する。さらに、リミッタｍ１によってトルク制限処理手段が構成され、リミッタｍ１は、トルク制限処理を行い、減算器ｓ１から出力された補正トルクＴｃを制限する。

また、８２はイナーシャ補正処理手段としてのイナーシャ補正処理部であり、該イナーシャ補正処理部８２は、イナーシャ補正処理を行い、発電機目標トルクＴＧ^* 及びイナーシャトルクＴＧＩに基づいて、イナーシャ補正トルクＴａｍを算出して出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを推定し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を調整し、駆動軸トルクの過不足分を補う。そのために、イナーシャ補正処理部８２は、乗算器ｇ２〜ｇ４、減算器ｓ１、ｓ２及び加算器ａ１を備える。また、８３はダンピングトルク補正処理手段としてのダンピングトルク補正部であり、該ダンピングトルク補正部８３は、ダンピングトルク補正処理を行い、イナーシャ補正トルクＴａｍによる出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴの変動を表す出力トルク変動指標としての角加速度αＭ、及び補正係数としてのダンピング係数Ｋｍに基づいて、出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを補正する。そのために、ダンピングトルク補正部８３は、乗算器ｇ５、減算器ｓ１、ｓ２及び加算器ａ１を備える。なお、前記ダンピング係数Ｋｍは、イナーシャ補正トルクＴａｍに基づいて出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを推定し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を発生させたときに、出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴの変動を表すようにあらかじめ設定される。

本実施の形態においては、発電機目標トルクＴＧ^* 及びイナーシャトルクＴＧＩに基づいてイナーシャ補正トルクＴａｍが算出されるようになっているが、発電機目標トルクＴＧ^* に代えて、直流電流ＩＧ、電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷ等によって推定された発電機目標トルクＴＧ^* に対応した発電機トルクＴＧを使用することができる。

前記構成の駆動モータ目標トルク算出部８１は、駆動モータ目標トルク算出処理を行い、前述されたように、車両要求トルク決定処理において車両要求トルクＴＯ^* が決定されると、車両要求トルクＴＯ^* を読み込み、乗算器ｇ１に送り、該乗算器ｇ１において、前記ギヤ比Ｋｄｍを車両要求トルクＴＯ^* に乗算し、車両要求トルクＴＯ^* を出力軸２６上の算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* に変換し、該算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* を減算器ｓ２に送る。なお、前記ギヤ比Ｋｄｍは零又は正の値を採る。

また、発電機目標トルク算出処理において発電機目標トルクＴＧ^* が決定されると、駆動モータ目標トルク算出部８１は、発電機目標トルクＴＧ^* を読み込み、乗算器ｇ２に送り、該乗算器ｇ２において、伝達軸１７から出力軸２６までのギヤ比−Ｋｇｍを発電機目標トルクＴＧ^* に乗算し、発電機目標トルクＴＧ^* を出力軸２６上の算出値−Ｋｇｍ・ＴＧ^* に変換し、該算出値−Ｋｇｍ・ＴＧ^* を加算器ａ１に送る。なお、前記ギヤ比−Ｋｇｍは零又は負の値を採る。

さらに、前記駆動モータ目標トルク算出部８１は、発電機１６の角加速度αＧを読み込み、乗算器ｇ３に送り、該乗算器ｇ３において、イナーシャトルク算出処理を行い、発電機１６のイナーシャ（ロータ２１及び伝達軸１７のイナーシャ）ＩｎＧを角加速度αＧに乗算し、前記イナーシャトルクＴＧＩ
ＴＧＩ＝ＩｎＧ・αＧ
を算出して乗算器ｇ４に送る。続いて、前記駆動モータ目標トルク算出部８１は、乗算器ｇ４において、前記ギヤ比−ＫｇｍをイナーシャトルクＴＧＩに乗算し、イナーシャトルクＴＧＩを出力軸２６上の算出値−Ｋｇｍ・ＴＧＩに変換し、該算出値−Ｋｇｍ・ＴＧＩを減算器ｓ１に送る。

ところで、前述されたように、前記発電機目標トルクＴＧ^* で発電機１６が駆動されるのに伴って発電機トルクＴＧが発生させられ、リングギヤトルクＴＲがリングギヤＲから出力され、駆動軸５０に伝達されるが、発電機回転速度ＮＧが変動するのに伴って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が駆動軸５０に伝達され、車両要求トルクＴＯ^* に対して前記駆動軸トルクが過不足し、算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* に対して出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴが過不足してしまう。

そこで、駆動モータ目標トルク算出部８１は、加算器ａ１において、前記発電機目標トルクＴＧ^* に基づいて算出された算出値−Ｋｇｍ・ＴＧ^* からイナーシャトルクＴＧＩに基づいて算出された算出値−Ｋｇｍ・ＴＧＩを減算（実際は減算器ｓ１によって減算された値を加算）することによって、出力軸２６上におけるイナーシャ補正トルクＴａｍ
Ｔａｍ＝−Ｋｇｍ・ＴＧ^* −（−Ｋｇｍ・ＴＧＩ）
＝−Ｋｇｍ（ＴＧ^* −ＴＧＩ）
＝−Ｋｇｍ（ＴＧ^* −ＩｎＧ・αＧ） ……（３）
を算出し、該イナーシャ補正トルクＴａｍを出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴとして推定する。

そして、駆動モータ目標トルク算出部８１は、減算器ｓ２において、前記算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* に対して出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴが過不足する分を、駆動モータ目標トルクＴＭ^* として発生させ、該駆動モータ目標トルクＴＭ^* に従って駆動モータ２５を駆動する。なお、エンジン回転速度ＮＥが一定の場合、前記イナーシャトルクＴＧＩは、通常、ハイブリッド型車両の加速中は加速方向に対して負の値を、ハイブリッド型車両の減速中は加速方向に対して正の値を採る。

ところが、前述されたように、例えば、イナーシャトルクＴＧＩを算出するために、発電機１６の角加速度αＧが必要となるが、該角加速度αＧは、ロータ位置θＧを検出するための位置センサ３９の検出誤差等の影響を受けて変動するので、ノイズ状の外乱成分を含んでしまい、イナーシャトルクＴＧＩ及びイナーシャ補正トルクＴａｍもノイズ状の外乱成分を含んでしまう。したがって、イナーシャ補正トルクＴａｍがそのまま出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴとして使用され、該出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴに基づいて発生させられた駆動モータ目標トルクＴＭ’^* で駆動モータ２５を駆動すると、ハイブリッド型車両に振動が発生してしまう。

すなわち、図１４に示されるように、角加速度αＧに対してノイズ状の外乱成分が誤差分ΔαＧとして発生すると、実際の出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴが過不足する分がイナーシャ補正トルクＴａｍとして算出され、駆動モータ目標トルクＴＭ’^* が発生させられると、実際にハイブリッド型車両から出力される車両出力トルクＴＯに対して車両要求トルクＴＯ^* が振幅ε１で変動し、ハイブリッド型車両に振幅ε１の振動が発生する。なお、このとき、駆動モータ目標トルクＴＭ’^* で駆動モータ２５が駆動されるのに伴って、イナーシャ補正トルクＴａｍ及び駆動モータ目標トルクＴＭ^* に追随して駆動モータ回転速度ＮＭが振幅ε２で変化し、該駆動モータ回転速度ＮＭに対して遅れて角加速度αＭが変化する。

そこで、本実施の形態においては、前記出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴの変動を出力軸２６の挙動に基づいて算出するようにしている。この場合、例えば、駆動軸５０と、ディファレンシャル装置３６、デフリングギヤ３５、デフピニオンギヤ３３、カウンタシャフト３０、第２のカウンタドリブンギヤ３２及び第２のカウンタドライブギヤ２７を介して連結された駆動モータ２５の角加速度αＭに基づいて前記出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴの変動を算出する。

そして、前記イナーシャＩｎＧ及びイナーシャトルクＴＧＩを打ち消す方向のダンピングトルクＴｄｍを駆動モータ２５に印加し、角加速度αＭが零になるようにしている。

そのために、前記駆動モータ目標トルク算出部８１は、駆動モータ２５の角加速度αＭを読み込み、乗算器ｇ５に送り、該乗算器ｇ５において、ダンピング係数Ｋｍを角加速度αＭに乗算してダンピングトルクＴｄｍ
Ｔｄｍ＝Ｋｍ・αＭ
を算出して、減算器ｓ１に送る。

続いて、前記駆動モータ目標トルク算出部８１は、減算器ｓ１において、ダンピングトルクＴｄｍから算出値−Ｋｇｍ・ＴＧＩを減算し、算出値（Ｋｇｍ・ＴＧＩ＋Ｔｄｍ）を補正トルクＴｃとしてリミッタｍ１を介して加算器ａ１に送る。この場合、前記ダンピングトルクＴｄｍは、出力軸２６の挙動の大きさに比例して大きくされる。

したがって、前記駆動モータ目標トルク算出部８１は、加算器ａ１において、算出値−Ｋｇｍ・ＴＧ^* と補正トルクＴｃとを、すなわち、イナーシャ補正トルクＴａｍとダンピングトルクＴｄｍとを加算し、出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴ
ＴＭ／ＯＵＴ＝Ｔａｍ＋Ｔｄｍ
＝−Ｋｇｍ（ＴＧ^* −ＩｎＧ・αＧ）＋Ｋｍ・αＭ ……（４）
を算出し、該出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを減算器ｓ２に送る。

続いて、前記駆動モータ目標トルク算出部８１は、前記減算器ｓ２において、算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* から出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを減算し、駆動モータ目標トルクＴＭ^*
ＴＭ^* ＝Ｋｄｍ・ＴＯ^* −ＴＭ／ＯＵＴ
＝Ｋｄｍ・ＴＯ^* −｛−Ｋｇｍ（ＴＧ^* −ＩｎＧ・αＧ）
＋Ｋｍ・αＭ｝
＝Ｋｄｍ・ＴＯ^* −（Ｋｇｍ・Ｉｎｇ・αＧ＋
Ｋｍ・αＭ−Ｋｇｍ・ＴＧ^* ） ……（５）
を発生させることができる。

そして、前記車両制御装置５１（図６）は算出された駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定し、該駆動モータ目標トルクＴＭ^* を駆動モータ制御装置４９に送る。

なお、前記イナーシャトルクＴＧＩとダンピングトルクＴｄｍとは、常に打ち消し合うように算出されるので、イナーシャトルクＴＧＩ及びダンピングトルクＴｄｍに上限及び下限の制限をする場合、減算器ｓ１において補正トルクＴｃが算出された後に、上限及び下限の制限をする。すなわち、前記ダンピングトルクＴｄｍの算出値からイナーシャトルクＴＧＩの算出値−Ｋｇｍ・ＴＧＩが減算された後に、トルクの制限が行われる。

したがって、推定された出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴの誤差によってハイブリッド型車両に振動が発生するのを抑制することができるとともに、振動成分による電力消費を抑制することができる。

なお、発電機ブレーキＢが係合させられる際には、発電機目標トルクＴＧ^* は零にされるので、リングギヤトルクＴＲはエンジントルクＴＥと比例関係になる。そこで、発電機ブレーキＢが係合させられる際に、前記駆動モータ目標トルク算出部８１は、エンジントルクＴＥを読み込み、前記トルク関係式によって、エンジントルクＴＥに基づいてリングギヤトルクＴＲを算出し、該リングギヤトルク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出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを推定する。

このように、イナーシャ補正トルクＴａｍをそのまま出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴとして使用することなく、ダンピングトルクＴｄｍがイナーシャトルクＴＧＩを打ち消すように発生し、出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを補正するようになっているので、算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* に対して出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴが過不足する分を確実に補うことができ、出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを補正することができるので、ハイブリッド型車両に振動が発生するのを抑制することができる。

すなわち、図１５に示されるように、角加速度αＧに対してノイズ状の外乱成分が誤差分ΔαＧとして発生すると、実際の出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴが過不足する分がイナーシャ補正トルクＴａｍとして算出されるとともに、ダンピングトルクＴｄｍが算出される。その結果、イナーシャ補正トルクＴａｍをそのまま使用した駆動モータ目標トルクＴＭ’^* に対して振幅の小さい駆動モータ目標トルクＴＭ^* が発生させられることになり、実際の車両出力トルクＴＯに対して車両要求トルクＴＯ^* が小さい振幅ε３（＜ε１）で変動し、ハイブリッド型車両に振幅ε３の振動が発生する。なお、このとき、駆動モータ目標トルクＴＭ^* で駆動モータ２５が駆動されるのに伴って、イナーシャ補正トルクＴａｍ及び駆動モータ目標トルクＴＭ^* に追随して駆動モータ回転速度ＮＭが小さい振幅ε４（＜ε２）で変化し、該駆動モータ回転速度ＮＭに対して遅れて角加速度αＭが変化する。この場合、角加速度αＧの誤差分ΔαＧと角加速度αＭとが互いに打ち消し合うように変化する。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図１６は本発明の第２の実施の形態における駆動モータ目標トルク算出処理部を示す図である。

図において、８１は駆動モータ目標トルク算出処理手段としての駆動モータ目標トルク算出部、ｇ１１〜ｇ１４は乗算器、ｓ１１、ｓ１２は減算器、ｍ１１はリミッタ、ａ１１は加算器である。また、８２はイナーシャ補正処理手段としてのイナーシャ補正処理部であり、該イナーシャ補正処理部８２は、乗算器ｇ１２、ｇ１４、減算器ｓ１１、ｓ１２及び加算器ａ１１を備える。８３はダンピングトルク補正処理手段としてのダンピングトルク補正処理部であり、該ダンピングトルク補正処理部８３は、乗算器ｇ１３、減算器ｓ１２及び加算器ａ１１を備える。

前記減算器ｓ１１によって補正トルク算出処理手段が構成され、減算器ｓ１１は、補正トルク算出処理を行い、補正トルクＴｃを算出する。また、減算器ｓ１２によって駆動モータ目標トルク発生処理手段が構成され、減算器ｓ１２は、駆動モータ目標トルク発生処理を行い、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を発生させる。

そして、前記乗算器ｇ１２によってイナーシャトルク算出処理手段が構成され、乗算器ｇ１２は、イナーシャトルク算出処理を行い、イナーシャトルクＴＧＩを算出する。さらに、前記加算器ａ１１によってイナーシャ補正トルク算出処理手段及び出力トルク推定処理手段が構成され、加算器ａ１１は、イナーシャ補正トルク算出処理及び出力トルク推定処理を行い、イナーシャ補正トルクＴａｍを算出するとともに、出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを推定する。そして、乗算器ｇ１３によってダンピングトルク算出処理手段が構成され、乗算器ｇ１３は、ダンピングトルク算出処理を行い、ダンピングトルクＴｄｍを算出する。さらに、リミッタｍ１１によってトルク制限処理手段が構成され、リミッタｍ１１は、トルク制限処理を行い、加算器ａ１１から出力された出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを制限する。

前記構成の駆動モータ目標トルク算出部８１は、車両要求トルクＴＯ^* が決定されると、車両要求トルクＴＯ^* を読み込み、乗算器ｇ１１に送り、該乗算器ｇ１１において、前記ギヤ比Ｋｄｍを乗算し、車両要求トルクＴＯ^* を出力軸２６（図２）上の算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* に変換し、該算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* を減算器ｓ１２に送る。

また、駆動モータ目標トルク算出部８１は、発電機目標トルクＴＧ^* を読み込み、減算器ｓ１１に送るとともに、発電機１６の角加速度αＧを読み込み、乗算器ｇ１２に送り、該乗算器ｇ１２において、発電機１６のイナーシャＩｎＧを角加速度αＧに乗算し、前記イナーシャトルクＴＧＩ
ＴＧＩ＝ＩｎＧ・αＧ
を算出して減算器ｓ１１に送る。

そして、駆動モータ目標トルク算出部８１は、減算器ｓ１１において、前記発電機目標トルクＴＧ^* からイナーシャトルクＴＧＩを減算することによって、イナーシャ補正トルクＴａｍ’
Ｔａｍ’＝ＴＧ^* −ＴＧＩ
＝ＴＧ^* −ＩｎＧ・αＧ ……（６）
を算出し、該イナーシャ補正トルクＴａｍ’を乗算器ｇ１４に送る。

また、駆動モータ目標トルク算出部８１は、乗算器ｇ１４において、ギヤ比−Ｋｇｍをイナーシャ補正トルクＴａｍ’に乗算し、イナーシャ補正トルクＴａｍ’を出力軸２６上の算出値−Ｋｇｍ・Ｔａｍ’に変換して、出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴとして推定するようにしている。

ところが、前述されたように、角加速度αＧは、ノイズ状の外乱成分を含んでしまい、イナーシャトルクＴＧＩもノイズ状の外乱成分を含んでしまう。したがって、イナーシャトルクＴＧＩに基づいて算出された駆動モータ目標トルクＴＭ^* で駆動モータ２５を駆動すると、ハイブリッド型車両に振動が発生してしまう。

そこで、前記駆動モータ目標トルク算出部８１は、駆動モータ２５の角加速度αＭを読み込み、乗算器ｇ１３に送り、該乗算器ｇ１３において、出力トルク変動指標としてのダンピング係数Ｋｍを角加速度αＭに乗算してダンピングトルクＴｄｍ
Ｔｄｍ＝Ｋｍ・αＭ
を算出して、加算器ａ１１に送る。続いて、前記駆動モータ目標トルク算出部８１は、加算器ａ１１において前記算出値−Ｋｇｍ・Ｔａｍ’にダンピングトルクＴｄｍを加算し、出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴ
ＴＭ／ＯＵＴ＝−Ｋｇｍ・Ｔａｍ’＋Ｔｄｍ
＝−Ｋｇｍ（ＴＧ^* −ＩｎＧ・αＧ）＋Ｋｍ・αＭ ……（７）
を算出し、該出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴをリミッタｍ１１を介して減算器ｓ１２に送る。

続いて、前記駆動モータ目標トルク算出部８１は、前記減算器ｓ１２において、算出値Ｋｄｍ・ＴＯ^* から出力軸トルクＴＭ／ＯＵＴを減算し、駆動モータ目標トルクＴＭ^*
ＴＭ^* ＝Ｋｄｍ・ＴＯ^* −ＴＭ／ＯＵＴ
＝Ｋｄｍ・ＴＯ^* −｛−Ｋｇｍ（ＴＧ^* −ＩｎＧ・αＧ）
＋Ｋｍ・αＭ｝
＝Ｋｄｍ・ＴＯ^* −（Ｋｇｍ・Ｉｎｇ・αＧ＋
Ｋｍ・αＭ−Ｋｇｍ・ＴＧ^* ） ……（８）
を発生させることができる。

そして、前記車両制御装置５１（図６）は算出された駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定し、該駆動モータ目標トルクＴＭ^* を駆動モータ制御装置４９に送る。

また、各実施の形態においては、補正係数としてのダンピング係数Ｋｍを角加速度αＭに乗算してダンピングトルクＴｄｍを算出するようになっているが、ダンピング係数Ｋｍに代えて駆動モータ２５のイナーシャＩｎＭを補正係数として使用し、前記イナーシャＩｎＭを角加速度αＭに乗算してダンピングトルクＴｄｍ
Ｔｄｍ＝ＩｎＭ・αＭ
を算出することもできる。

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。

本発明の第１の実施の形態における駆動モータ目標トルク算出処理部を示す図である。 本発明の第１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。 本発明の第１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。 本発明の第１の実施の形態における通常走行時の車速線図である。 本発明の第１の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。 本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の概念図である。 本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第１のメインフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第２のメインフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第３のメインフローチャートである。 本発明の第１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。 本発明の第１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。 本発明の第１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。 本発明の第１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。 従来のハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。 本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。 本発明の第２の実施の形態における駆動モータ目標トルク算出処理部を示す図である。

符号の説明

１１ エンジン
１６ 発電機
２５ 駆動モータ
５１ 車両制御装置
８１ 駆動モータ目標トルク算出部
８２ イナーシャ補正処理部
８３ ダンピングトルク補正処理部
ｓ２、ｓ１２ 減算器

Claims (11)

1. 第１〜第３の差動要素を備えた差動回転装置を有し、前記第１の差動要素が発電機と、第２の差動要素が駆動輪及び駆動モータと、第３の差動要素がエンジンとそれぞれ機械的に連結された車両駆動装置の電動車両制御装置において、発電機トルクの目標値を表す発電機目標トルクを算出する発電機目標トルク算出処理手段と、前記発電機目標トルク又は該発電機目標トルクに対応した発電機トルク、及び前記発電機の角加速度に対応した発電機のイナーシャトルクに基づいて、イナーシャ補正トルクを算出するイナーシャ補正トルク算出処理手段と、車両要求トルク及び算出されたイナーシャ補正トルクに基づいて、駆動モータトルクの目標値を表す駆動モータ目標トルクを算出する駆動モータ目標トルク算出処理手段と、前記イナーシャ補正トルクによる出力トルクの変動を表す前記駆動モータの角加速度に基づいて、前記駆動モータ目標トルクを補正するダンピングトルク補正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。
2. 前記イナーシャトルクは、発電機の角加速度及びイナーシャに基づいて算出される請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
3. 前記ダンピングトルク補正処理手段は、駆動モータの角加速度及び所定の補正係数に基づいてダンピングトルクを算出し、該ダンピングトルクに基づいて駆動モータ目標トルクを補正する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
4. 前記補正係数はあらかじめ設定されたダンピング係数である請求項３に記載の電動車両駆動制御装置。
5. 前記補正係数は駆動モータのイナーシャである請求項３に記載の電動車両駆動制御装置。
6. 前記ダンピングトルク補正処理手段は、駆動モータの角加速度が零になるように前記駆動モータ目標トルクを補正する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
7. 前記イナーシャ補正処理手段は、発電機の角加速度にイナーシャを乗算することによってイナーシャ補正トルクを算出し、前記ダンピングトルク補正処理手段は、駆動モータの角加速度にイナーシャを乗算することによってダンピングトルクを算出する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
8. 前記ダンピングトルクの算出値から発電機のイナーシャトルクの算出値が減算された後に、リミッタによるトルクの制限が行われる請求項６に記載の電動車両駆動制御装置。
9. 前記発電機において、エンジントルクがエンジン目標トルクになるように発電機回転速度が制御され、前記駆動モータにおいて、駆動軸に出力される駆動軸トルクが、電動車両を走行させるのに必要な車両要求トルクになるように駆動モータトルクが制御される請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
10. 前記駆動モータ目標トルクは、前記車両要求トルクから前記イナーシャ補正トルクを減算することによって算出される算出値に、前記ダンピングトルクを加算することによって算出される請求項８に記載の電動車両駆動制御装置。
11. 第１〜第３の差動要素を備えた差動回転装置を有し、前記第１の差動要素が発電機と、第２の差動要素が駆動輪及び駆動モータと、第３の差動要素がエンジンとそれぞれ機械的に連結された車両駆動装置の電動車両制御方法において、発電機トルクの目標値を表す発電機目標トルクを算出し、該発電機目標トルク又は発電機目標トルクに対応した発電機トルク、及び前記発電機の角加速度に対応した発電機のイナーシャトルクに基づいて、イナーシャ補正トルクを算出し、車両要求トルク及び算出されたイナーシャ補正トルクに基づいて、駆動モータトルクの目標値を表す駆動モータ目標トルクを算出し、前記イナーシャ補正トルクによる出力トルクの変動を表す前記駆動モータの角加速度に基づいて、前記駆動モータ目標トルクを補正することを特徴とする電動車両駆動制御方法。

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