JP4111155B2 - 駆動制御装置、駆動制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、駆動制御装置、駆動制御方法及びプログラム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。

この種のハイブリッド型車両において、エンジンの回転速度であるエンジン回転速度の目標値を表すエンジン目標回転速度に従ってエンジンを駆動している場合、エンジントルクはリングギヤのトルクであるリングギヤトルクとなってリングギヤに現れ、駆動輪に伝達されるようになっていて、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要なトルク、すなわち、車両要求トルクに対してリングギヤトルクが不足する分を、駆動モータのトルクである駆動モータトルクで補うようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

そこで、前記エンジン目標回転速度に基づいて発電機のトルクである発電機トルクを算出するとともに、該発電機トルクの目標値を表す発電機目標トルクを、リングギヤ上の値に換算してリングギヤトルクを算出し、該リングギヤトルクを更に駆動モータの出力軸上の値に換算して、駆動軸トルクを推定し、一方で、前記車両要求トルクを駆動モータの出力軸上の値に換算して出力軸要求トルクを算出し、該出力軸要求トルクと駆動軸トルクとの差を、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とするようにしている。

この場合、発電機目標トルクに基づいてそのままリングギヤトルクを算出し、駆動軸トルクを推定すると、発電機トルクが変化するときの発電機のイナーシャ（ロータ及びロータ軸のイナーシャ）分のトルクであるイナーシャトルクの影響がリングギヤトルクに現れてしまう。そこで、イナーシャトルクを見込んでリングギヤトルクを算出し、駆動軸トルクを推定するようにしている。
特開平９−１７０５３３号公報

しかしながら、前記従来の車両駆動装置においては、発電機の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になるが、該角加速度を算出するためには、レゾルバによって検出された発電機のロータ位置を２回微分する必要があり、レゾルバの特性によってロータ位置に周期的な変動が発生すると、算出される角加速度にばらつきが発生し、発電機のイナーシャトルクに誤差が発生してしまう。

したがって、イナーシャトルクに基づいて推定される駆動軸トルクにも誤差が発生し、駆動モータ目標トルクにも誤差が発生するので、ハイブリッド型車両を安定して走行させることができなくなってしまう。

そこで、角加速度をリミッタに送り、該リミッタによって過剰に大きい値及び過剰に小さい値を除去することが考えられるが、角加速度のばらつきを無くすことはできず、車両駆動装置を安定して駆動することができない。

本発明は、前記従来の車両駆動装置の問題点を解決して、電動車両を安定して走行させることができる駆動制御装置、駆動制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

そのために、本発明の駆動制御装置においては、発電機、駆動モータ、及び第１〜第３の差動要素を備え、第１の差動要素が発電機に、第２の差動要素が駆動モータに、第３の差動要素がエンジンにそれぞれ機械的に連結された差動回転装置を備えた駆動装置の制御を行う駆動制御装置において、少なくとも比例制御及び積分制御を行うフィードバック制御によって、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、前記比例制御及び積分制御のうちの前記積分制御における発電機目標トルクの積分項成分に基づいて積分項補正推定値を算出する推定処理手段と、前記積分項補正推定値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を有する。
そして、前記発電機目標トルクに基づいて発電機を制御し、前記駆動モータ目標トルクに基づいて駆動モータを制御する。

本発明によれば、駆動制御装置においては、発電機、駆動モータ、及び第１〜第３の差動要素を備え、第１の差動要素が発電機に、第２の差動要素が駆動モータに、第３の差動要素がエンジンにそれぞれ機械的に連結された差動回転装置を備えた駆動装置の制御を行う駆動制御装置において、少なくとも比例制御及び積分制御を行うフィードバック制御によって、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、前記比例制御及び積分制御のうちの前記積分制御における発電機目標トルクの積分項成分に基づいて積分項補正推定値を算出する推定処理手段と、前記積分項補正推定値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を有する。
そして、前記発電機目標トルクに基づいて発電機を制御し、前記駆動モータ目標トルクに基づいて駆動モータを制御する。

この場合、積分項補正推定値に基づいて駆動モータ目標トルクが算出されるので、駆動モータ目標トルクに誤差が発生することがなくなり、電動車両を安定して走行させることができる。

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であり、該出力軸１２はエンジン１１のクランクシャフト１９と連結される。また、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第１の電動機械としての発電機（Ｇ）である。前記エンジン１１及び発電機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。

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。

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。

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、駆動軸５０を介して駆動輪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。

前記ハイブリッド型車両には、補機としての図示されないエアコンが配設され、該エアコンを、エアコン用の駆動部としてのエアコン用モータ２４を駆動することによって作動させることができる。そのために、前記クランクシャフト１９に駆動側の回転体としての駆動プーリ１８が、エアコン用モータ２４の出力軸に従動側の回転体としての従動プーリ３４が取り付けられ、駆動プーリ１８と従動プーリ３４との間に回転伝達部材としてのベルト２０が張設される。また、前記エアコン用モータ２４と従動プーリ３４との間には、係脱部材としての図示されない電磁クラッチが配設され、該電磁クラッチを係脱することによって、前記エアコン用モータ２４を駆動したり停止させたりすることにより、エアコンを作動させたり停止させたりすることができる。

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の位置検出部としてのレゾルバ等のロータ位置センサ、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の位置検出部としてのレゾルバ等のロータ位置センサである。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。なお、５２はエンジン回転速度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、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。

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。

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の回転速度であるキャリヤ回転速度とエンジン回転速度ＮＥとが等しく、サンギヤＳの回転速度であるサンギヤ回転速度と発電機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駆動制御装置である電動車両駆動制御装置について説明する。

図６は本発明の実施の形態における電動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はロータ位置θＧ、θＭを検出するロータ位置センサ、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に供給する。前記各インバータ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、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（ＩＧＢＴ）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に印加される直流の電圧である発電機インバータ電圧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が配設され、インバータ２８に供給される直流の電流である発電機インバータ電流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に印加される直流の電圧である駆動モータインバータ電圧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が配設され、インバータ２９に供給される直流の電流である駆動モータインバータ電流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、前記発電機インバータ電圧ＶＧ及び発電機インバータ電流ＩＧは車両制御装置５１及び発電機制御装置４７に、駆動モータインバータ電圧ＶＭ及び駆動モータインバータ電流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う。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、前記車両制御装置５１、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は、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から直流の電流を受けて、各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発生させ、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、直流の電流を発生させ、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から直流の電流を受けて、各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを発生させ、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、直流の電流を発生させ、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、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、４５はエアコン用モータ２４を作動させたり、停止させたりするための電磁クラッチ、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は選速操作手段としての図示されない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）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（図２）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。

さらに、６６〜６９はそれぞれ各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＭＵ、ＩＭＶを検出する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バッテリ電圧ＶＢを検出するバッテリ４３用の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、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に送られる。

該車両制御装置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、ロータ位置θＭの変化率ΔθＭを算出し、該変化率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。

そして、車両制御装置５１は、エンジン目標回転速度ＮＥ^* 、発電機目標トルクＴＧ^* 、駆動モータ目標トルクＴＭ^* 、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^* 、駆動モータ２５の回転速度である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^* 等を設定する。

さらに、車両制御装置５１の図示されないエアコン作動処理手段は、エアコン作動処理を行い、所定のエアコン作動条件が成立すると、電磁クラッチ係合要求を発生させて電磁クラッチ４５を係合させ、所定のエアコン作動条件が成立しなくなると、電磁クラッチ解放要求を発生させて電磁クラッチ４５を解放する。

また、前記発電機制御装置４７の図示されない第１の回転速度算出処理手段は、第１の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を微分して変化率ΔθＧを算出することによって、前記発電機回転速度ＮＧを算出するとともに、発電機制御装置４７の図示されない第１の角加速度算出処理手段は、第１の角加速度算出処理を行い、前記変化率ΔθＧを更に微分して角加速度αＧを算出する。

そして、前記駆動モータ制御装置４９の図示されない第２の回転速度算出処理手段は、第２の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を微分して変化率ΔθＭを算出することによって、駆動モータ回転速度ＮＭを算出するとともに、前記駆動モータ制御装置４９の図示されない第２の角加速度算出処理手段は、第２の角加速度算出処理を行い、前記変化率ΔθＭを更に微分して角加速度αＭを算出する。

なお、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、ロータ位置センサ３８及び前記第１の回転速度算出処理手段を、発電機回転速度ＮＧを検出する第１の回転速度検出部としての発電機回転速度検出部として機能させたり、ロータ位置センサ３９及び前記第２の回転速度算出処理手段を、駆動モータ回転速度ＮＭを検出する第２の回転速度検出部としての駆動モータ回転速度検出部として、ロータ位置センサ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。

次に、前記構成の電動車両駆動制御装置の動作について説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるＰＩ制御処理部及び駆動モータ目標トルク算出処理部を示すブロック図、図７は本発明の実施の形態における電動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は本発明の実施の形態における電動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は本発明の実施の形態における電動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は本発明の実施の形態におけるエンジン駆動領域マップを示す図、図１４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、図１５は本発明の実施の形態における駆動軸トルク推定処理のサブルーチンを示す図である。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。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γＶに基づいて車速Ｖを算出する。

続いて、前記車両要求トルク決定処理手段は、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、駆動軸５０（図２）上の車両要求トルクＴＯ^* を決定する。

次に、前記車両制御装置５１の図示されない車両要求トルク判定処理手段は、車両要求トルク判定処理を行い、車両要求トルクＴＯ^* を駆動軸５０から出力軸２６までのギヤ比に基づいて出力軸２６上のトルクである出力軸要求トルクＴＯＵＴ^* に換算し、該出力軸要求トルクＴＯＵＴ^* 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。前記出力軸要求トルクＴＯＵＴ^* 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、出力軸要求トルクＴＯＵＴ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘ以下である場合、及び出力軸要求トルクＴＯＵＴ^* 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、運転者が要求する出力である運転者要求出力ＰＤ
ＰＤ＝ＴＯ^* ・Ｖ
を算出する。

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、前記車両制御装置５１の図示されない駆動判定処理手段は、駆動判定処理を行い、車両制御装置５１の前記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、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、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、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、エンジン始動要求を発生させてエンジン制御装置４６に送り、エンジン１１を始動させる。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、エンジン停止要求を発生させてエンジン制御装置４６に送り、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、前記出力軸要求トルクＴＯＵＴ^* を駆動モータ目標トルクＴＭ^* として算出するとともに決定し、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。そして、車両制御装置５１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、車両制御装置５１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、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^* の絶対値が閾（しきい）値Ｎｔｈ１（例えば、５００〔ｒｐｍ〕）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。

そのために、前記車両制御装置５１の図示されない発電機ブレーキ判定処理手段は、発電機ブレーキ判定処理を行い、前記発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が閾値Ｎｔｈ１以上であるかどうかを判断する。発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が閾値Ｎｔｈ１以上である場合、前記発電機ブレーキ判定処理手段は、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、前記車両制御装置５１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、発電機目標回転速度ＮＧ^* と実際の発電機回転速度ＮＧに基づいて発電機目標トルクＴＧ^* を算出し、該発電機目標トルクＴＧ^* に基づいて発電機１６のトルク制御を行う。

そのために、前記発電機回転速度制御処理手段のＰＩ制御処理手段としてのＰＩ制御処理部８１は、速度偏差算出処理手段としての減算器８２、リミッタｋ１、積分項成分算出処理手段としての演算器ｍ１、比例項成分算出処理手段としての演算器ｍ２、及び発電機目標トルク算出処理手段としての加算器８３を備え、フィードバック制御によるＰＩ制御処理を行う。

そして、前記減算器８２は、速度偏差算出処理を行い、前記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、速度偏差δＮＧ
δＮＧ＝ＮＧ^* −ＮＧ
を算出する。続いて、該速度偏差δＮＧは、リミッタｋ１によって上限値及び下限値を超える値が除去された後、演算器ｍ１に送られ、該演算器ｍ１は、積分項成分算出処理を行い、ゲインＫｉに基づいて前記速度偏差δＮＧの積分値に比例する積分項成分ＴＧｉ^*
ＴＧｉ^* ＝Ｋｉ・Σ（δＮＧ）
を算出し、加算器８３に送る。

また、前記速度偏差δＮＧは、演算器ｍ２にも送られ、該演算器ｍ２は、比例項成分算出処理を行い、前記速度偏差δＮＧに比例するゲインＫｐに基づいて比例項成分ＴＧｐ^*
ＴＧｐ^* ＝Ｋｐ・δＮＧ
を算出し、加算器８３に送る。

続いて、該加算器８３は、発電機目標トルク算出処理を行い、積分項成分ＴＧｉ^* 及び比例項成分ＴＧｐ^* を加算して、発電機目標トルクＴＧ^*
ＴＧ^* ＝ＴＧｉ^* ＋ＴＧｐ^*
を算出する。そして、前記発電機目標トルクＴＧ^* は、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に送られ、該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^* に基づいて発電機トルクＴＧをフィードバック制御する。

また、前記発電機ブレーキＢが解放されていない場合、前記車両制御装置５１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、発電機ブレーキ解放要求を発生させて発電機制御装置４７に送り、発電機ブレーキＢを解放させる。

一方、発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が閾値Ｎｔｈ１より小さい場合、前記発電機ブレーキ判定処理手段は、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、前記車両制御装置５１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、発電機ブレーキ係合要求を発生させて発電機制御装置４７に送り、発電機ブレーキＢを係合させる。

ところで、前記構成のハイブリッド型車両において、エンジントルクＴＥは、リングギヤトルクＴＲとなってリングギヤＲに現れ、駆動輪３７に伝達されるようになっていて、車両要求トルクＴＯ^* に対してリングギヤトルクＴＲが不足する分を、駆動モータトルクＴＭで補うようになっている。

そこで、車両制御装置５１の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処理部８５は、駆動モータ目標トルク算出処理を行い、車両要求トルクＴＯ^* を読み込むとともに、リングギヤトルクＴＲを算出し、該リングギヤトルクＴＲを出力軸２６上の値に換算して駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、前記出力軸要求トルクＴＯＵＴ^* と駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴとの差を表す差トルクδＴＯＵＴを駆動モータ目標トルクＴＭ^* とする。

そのために、前記駆動モータ目標トルク算出処理部８５は、出力軸要求トルク算出処理手段としての演算器ｍ３、駆動軸トルク推定処理手段としての駆動軸トルク推定処理部８６、及び差トルク算出処理手段としての減算器８７を備える。

この場合、発電機１６が駆動されるのに伴って、発電機１６のイナーシャＩｎＧがリングギヤトルクＴＲに影響を与える。そこで、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定するに当たり、イナーシャ補正を行い、発電機１６のイナーシャＩｎＧ分のトルク等価成分としてのイナーシャトルクＴＧＩを発電機目標トルクＴＧ^* から減算することによってサンギヤＳのトルクであるサンギヤトルクＴＳを算出し、該サンギヤトルクＴＳに基づいて駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定するようにしている。

ところが、前述されたように、イナーシャトルクＴＧＩを算出するために角加速度αＧが必要となるが、該角速度αＧを算出するためには、ロータ位置θＧを２回微分する必要があり、ロータ位置センサ３８の特性によってロータ位置θＧに周期的な変動が発生すると、算出される角加速度αＧにばらつきが発生し、イナーシャトルクＴＧＩに誤差が発生してしまう。

その場合、イナーシャトルクＴＧＩに基づいて推定される駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴにも誤差が発生し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* にも誤差が発生するので、ハイブリッド型車両を安定して走行させることができなくなってしまう。

ところで、本実施の形態において、前記発電機目標トルクＴＧ^* は、積分項成分ＴＧｉ^* 及び比例項成分ＴＧｐ^* を加算することによって算出されるようになっているが、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定するに当たり、前記積分項成分ＴＧｉ^* を使用し、積分項成分ＴＧｉ^* に基づいて、しかも、イナーシャ補正を行うことなく駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定することもできる。

ところが、積分項成分ＴＧｉ^* に基づいて駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定するに当たり、発電機１６が安定状態（過渡状態にない）に置かれ、発電機回転速度ＮＧの変動が小さい場合には、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する精度を高くすることができるが、何らかの理由で発電機１６が過渡状態に置かれ、発電機回転速度ＮＧの変動が大きい場合には、発電機目標トルクＴＧ^* のうち、比例項成分ＴＧｐ^* の占める割合が大きくなるので、発電機回転速度ＮＧの変化に追随して駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定することができなくなり、適正な駆動モータ目標トルクＴＭ^* を発生させることができなくなってしまう。

そこで、イナーシャ補正を行うことによって駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する第１の推定モードと、積分項成分ＴＧｉ^* に基づいて駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する第２の推定モードとを切り替え、発電機回転速度ＮＧの変動が大きい場合は、第１の推定モードで駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、発電機回転速度ＮＧの変動が小さい場合は、第２の推定モードで駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定するようになっている。

そのために、前記車両制御装置５１の図示されない推定モード切替条件判定処理手段は、推定モード切替条件判定処理を行い、第１、第２の切替条件が成立したかどうかを判断し、第１の切替条件が成立した場合、切替フラグＦｇをオンにし、第２の切替条件が成立した場合、切替フラグＦｇをオフにする。

この場合、推定モード切替条件判定処理手段は、発電機回転速度ＮＧが変動する要因となる事象として、例えば、エンジン１１、エアコン、発電機ブレーキＢ等の各種の機構部を作動させたり、停止させたりするための要求が発生させられたときに、第１の切替条件が成立したと判断する。

すなわち、例えば、エンジン１１を始動するためにエンジン始動要求が発生させられたかどうかを第１の判定条件とし、エンジン１１を停止させるためにエンジン停止要求が発生させられたかどうかを第２の判定条件とし、エアコンを作動させるための電磁クラッチ係合要求が発生させられたかどうかを第３の判定条件とし、電磁クラッチ解放要求が発生させられたかどうかを第４の判定条件とし、発電機ブレーキ係合要求が発生させられたかどうかを第５の判定条件とし、発電機ブレーキ解放要求が発生させられたかどうかを第６の判定条件としたとき、第１〜第６の判定条件のうちの少なくとも一つの判定条件が成立したときに、推定モード切替条件判定処理手段は、第１の切替条件が成立したと判断し、切替フラグＦｇをオンにする。

また、前記推定モード切替条件判定処理手段は、発電機回転速度ＮＧが安定してくると、第２の切替条件が成立したと判断する。

すなわち、例えば、エンジン目標トルクＴＥ^* 、エンジン目標回転速度ＮＥ^* 又は発電機目標回転速度ＮＧ^* の変化率が小さくなり、エンジン目標トルクＴＥ^* 、エンジン目標回転速度ＮＥ^* 又は発電機目標回転速度ＮＧ^* が安定したかどうかを第７の判定条件とし、エンジン目標回転速度ＮＥ^* がほぼ零（０）になったかどうかを第８の判定条件とし、エンジン目標回転速度ＮＥ^* が安定したかどうかを第９、第１０の判定条件とし、発電機ブレーキＢの係合が終了してから設定時間が経過したかどうか、又はエンジン目標トルクＴＥ^* が安定したかどうかを第１１の判定条件とし、発電機ブレーキＢの解放が終了してから設定時間が経過したかどうか、又はエンジン目標トルクＴＥ^* が安定したかどうかを第１２の判定条件としたとき、推定モード切替条件判定処理手段は、第２の切替条件が成立したと判断し、切替フラグＦｇをオフにする。

そして、前記駆動軸トルク推定処理部８６は、前記切替フラグＦｇのオン・オフに基づいて、推定モードを切り替えて駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。

そのために、前記駆動軸トルク推定処理部８６は、第１、第２の推定処理手段としての推定部８９、９１、及び推定値選択処理手段としてのセレクタ９２を備える。そして、前記推定部８９は、イナーシャトルク算出処理手段としての演算器ｍ５、サンギヤトルク算出処理手段としての減算器９３、及び第１の推定値算出処理手段としての演算器ｍ６を備え、前記推定部９１は、第２の推定値算出処理手段としての演算器ｍ７を備える。

また、前記セレクタ９２は、図示されない切替フラグ判定処理手段、及び選択スイッチＭＳＷを備え、前記切替フラグ判定処理手段は、切替フラグ判定処理を行い、切替フラグＦｇを読み込み、切替フラグＦｇがオンであるかどうかを判断し、切替フラグＦｇがオンである場合、前記選択スイッチＭＳＷは、第１の推定モードを選択し、推定部８９において算出された第１の推定値としてのイナーシャ補正推定値ＴＲ１を選択し、該イナーシャ補正推定値ＴＲ１を駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴとして減算器８７に送る。

そのために、前記推定部８９においては、前記発電機目標トルクＴＧ^* 及び角加速度αＧを読み込み、前記発電機目標トルクＴＧ^* を近似的に発電機トルクＴＧとし、前記トルク関係式に基づいて、前記発電機トルクＴＧをリングギヤＲ上の値に換算してリングギヤトルクＴＲを算出する。

すなわち、発電機１６のイナーシャをＩｎＧとしたとき、前記演算器ｍ５は、イナーシャトルク算出処理を行い、前記イナーシャＩｎＧ分のイナーシャトルクＴＧＩ
ＴＧＩ＝ＩｎＧ・αＧ
を算出し、減算器９３に送る。該減算器９３は、サンギヤトルク算出処理を行い、式（３）で表すように、発電機トルクＴＧから前記イナーシャトルクＴＧＩを減算することによって、サンギヤトルクＴＳ
ＴＳ＝ＴＧ^* −ＴＧＩ
＝ＴＧ^* −ＩｎＧ・αＧ ……（３）
を算出する。

続いて、演算器ｍ６は、第１の推定値算出処理を行い、前記トルク関係式に基づいて、リングギヤトルクＴＲ
ＴＲ＝ρ・ＴＳ
＝ρ・（ＴＧ^* −ＴＧＩ）
＝ρ・（ＴＧ^* −ＩｎＧ・αＧ） ……（４）
を算出する。続いて、前記演算器ｍ６は、リングギヤトルクＴＲを、出力軸１４から出力軸２６までのギヤ比に基づいて出力軸２６上のトルクに換算し、イナーシャ補正推定値ＴＲ１を算出する。

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。

一方、切替フラグＦｇがオフである場合、前記選択スイッチＭＳＷは、第２の推定モードを選択し、推定部９１において算出された積分項補正推定値ＴＲ２を選択し、該積分項補正推定値ＴＲ２を駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴとして減算器８７に送る。

そのために、推定部９１において、演算器ｍ７は、第２の推定値算出処理を行い、前記積分項成分ＴＧｉ^* を読み込み、前記トルク関係式に基づいて、積分項成分ＴＧｉ^* をリングギヤＲ上の値に換算してリングギヤトルクＴＲ
ＴＲ＝ρ・ＴＧｉ^* ……（５）
を算出する。続いて、前記演算器ｍ７は、リングギヤトルクＴＲを、出力軸１４から出力軸２６までのギヤ比に基づいて出力軸２６上のトルクに換算し、積分項補正推定値ＴＲ２を算出する。

このようにして、駆動軸トルク推定処理部８６において、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴが推定され、減算器８７に送られると、減算器８７は、差トルク算出処理を行い、前述されたように差トルクδＴＯＵＴを算出し、該差トルクδＴＯＵＴを駆動モータ目標トルクＴＭ^* として決定する。

続いて、前記車両制御装置５１は決定された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。そして、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、前記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。

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処理部８５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を、出力軸１４から出力軸２６までのギヤ比に基づいて出力軸２６上のトルクに換算し、前記駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。

このように、本実施の形態において、発電機１６が安定状態に置かれている間は、発電機目標トルクＴＧ^* の積分項成分ＴＧｉ^* に基づいて駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴが推定されるので、ロータ位置センサ３８の特性によってロータ位置θＧに周期的な変動が発生しても、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴに誤差が発生しないので、駆動モータ目標トルクＴＭ^* に誤差が発生することがない。したがって、ハイブリッド型車両を安定して走行させることができる。

また、発電機１６が過渡状態に置かれると、発電機目標トルクＴＧ^* についてイナーシャ補正が行われて駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴが推定されるので、発電機回転速度ＮＧの変動が大きい場合でも、発電機回転速度ＮＧの変化に追随して駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定することができ、適正な駆動モータ目標トルクＴＭ^* を発生させることができる。

また、発電機回転速度ＮＧが変動する要因となる事象として、例えば、エンジン１１、エアコン、発電機ブレーキＢ等の各種の機構部を作動させたり、停止させたりするための要求が発生させられたときに、第１の切替条件が成立したと判断するようになっているので、実際に発電機回転速度ＮＧが変動し始める前に推定モードを切り替えることができる。したがって、一層適正な駆動モータ目標トルクＴＭ^* を発生させることができる。

なお、発電機回転速度ＮＧが変動する要因となる事象として、例えば、エンジン目標回転速度ＮＥ^* の変化率δＮＥ^* が閾値δＮＥ^* ｔｈより大きくなった場合、エンジン目標トルクＴＥ^* の変化率δＴＥ^* が閾値δＴＥ^* ｔｈより大きくなった場合等に第１の切替条件が成立したと判断したり、発電機目標回転速度ＮＧ^* の変化率δＮＧ^* が閾値δＮＧ^* ｔｈより大きくなった場合、発電機目標トルクＴＧ^* の変化率δＴＧ^* が閾値δＴＧ^* ｔｈより大きくなった場合等に第１の切替条件が成立したと判断したりすることができる。また、これらの場合には、第２の切替条件が成立したかどうかを判断するために、変化率δＮＥ^* 、δＴＥ^* 、δＮＧ^* 、δＴＧ^* に他の閾値が設定される。

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 出力軸要求トルクＴＯＵＴ^* 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。出力軸要求トルクＴＯＵＴ^* 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、出力軸要求トルクＴＯＵＴ^* 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（駆動中である）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う。
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、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Ｓ２７に進む。
ステップＳ１５ エンジン始動制御処理を行う。
ステップＳ１６ エンジン停止制御処理を行う。
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 発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が閾値Ｎｔｈ１以上であるかどうかを判断する。発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が閾値Ｎｔｈ１以上である場合はステップＳ２０に、発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が閾値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が解放されたかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが解放された場合はステップ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が係合されたかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが係合された場合は処理を終了し、係合されていない（解放されている）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う。
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う。
ステップＳ２５ 推定モード切替条件判定処理を行う。
ステップＳ２６ 駆動軸トルク推定処理を行う。
ステップＳ２７ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ２８ 駆動モータ制御処理を行い、処理を終了する。

次に、図１４のフローチャートについて説明する。
ステップＳ２３−１ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を読み込む。
ステップＳ２３−２ 発電機回転速度ＮＧを読み込む。
ステップＳ２３−３ 発電機目標トルクＴＧ^* を算出する。
ステップＳ２３−４ 発電機トルク制御処理を行い、リターンする。

次に、図１５のフローチャートについて説明する。
ステップＳ２６−１ 切替フラグＦｇを読み込む。
ステップＳ２６−２ 切替フラグＦｇがオンであるかどうかを判断する。切替フラグＦｇがオンである場合はステップＳ２６−５に、オンでない（オフである）場合はステップＳ２６−３に進む。
ステップＳ２６−３ 積分項成分ＴＧｉ^* を読み込む。
ステップＳ２６−４ 積分項補正推定値ＴＲ２を算出する。
ステップＳ２６−５ 発電機目標トルクＴＧ^* 及び角加速度αＧを読み込む。
ステップＳ２６−６ イナーシャ補正推定値ＴＲ１を算出する。
ステップＳ２６−７ 駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、リターンする。

次に、ハイブリッド型車両が一定の車速Ｖで走行させられ、車両要求トルクＴＯ^* 及びエンジントルクＴＥが一定にされた状態から、運転者が、アクセルペダル５４を踏み込んでエンジン回転速度ＮＥを高くし、続いて、アクセルペダル５４を緩めてエンジン回転速度ＮＥを低くときの電動車両駆動制御装置の動作について説明する。

図１６は本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両の状態を示す速度線図、図１７は従来の電動車両駆動制御装置の動作を示すタイムチャート、図１８は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。

図において、ａ〜ｅはハイブリッド型車両の状態を表す。図１７に示されるように、タイミングｔ０でハイブリッド型車両が状態ａに置かれると、車両要求トルクＴＯ^* が一定にされ、エンジン１１が一定のエンジン回転速度ＮＥで駆動され、発電機１６が一定の発電機回転速度ＮＧで駆動される。このとき、発電機目標トルクＴＧ^* 及び駆動モータ目標トルクＴＭ^* は所定の初期値にされる。そして、駆動輪３７（図６）に出力される駆動トルクＴＯは一定の値を採る。

次に、タイミングｔ１でエアコンを作動させるための電磁クラッチ係合要求が発生させられると、ハイブリッド型車両が状態ｂに置かれ、エンジン目標回転速度ＮＥ^* が高くされ、これに伴って、発電機目標回転速度ＮＧ^* が高くされ、エンジン回転速度ＮＥ及び発電機回転速度ＮＧが徐々に高くなる。このとき、発電機１６の角加速度αＧが一定の正の値を採る。

続いて、タイミングｔ２で、エンジン回転速度ＮＥとエンジン目標回転速度ＮＥ^* とが等しくなり、発電機回転速度ＮＧと発電機目標回転速度ＮＧ^* とが等しくなって、ハイブリッド型車両が状態ｃに置かれると、その後も、エンジン１１のイナーシャによってエンジン回転速度ＮＥが、発電機１６のイナーシャＩｎＧによって発電機回転速度ＮＧが徐々に高くなり続けてオーバシュートし、タイミングｔ３でエンジン回転速度ＮＥ及び発電機回転速度ＮＧが最大値に達し、続いて、徐々に低くなり、タイミングｔ５でエンジン回転速度ＮＥはエンジン目標回転速度ＮＥ^* と、発電機回転速度ＮＧは発電機目標回転速度ＮＧ^* と等しくなる。

また、前記角加速度αＧは、タイミングｔ２から徐々に低くなり、タイミングｔ３で零になった後、負の方向において高くなり、タイミングｔ４で負の方向において最大値に達し、続いて、徐々に、負の方向において低くなり、タイミングｔ５で再び零になる。

次に、タイミングｔ６で電磁クラッチ解放要求が発生させられると、ハイブリッド型車両が状態ｄに置かれ、エンジン目標回転速度ＮＥ^* が低くされ、これに伴って、発電機目標回転速度ＮＧ^* が低くされ、エンジン回転速度ＮＥ及び発電機回転速度ＮＧが徐々に低くなる。また、角加速度αＧが負の値を採る。

続いて、タイミングｔ７で、エンジン回転速度ＮＥとエンジン目標回転速度ＮＥ^* とが等しくなり、発電機回転速度ＮＧと発電機目標回転速度ＮＧ^* とが等しくなって、ハイブリッド型車両が状態ｅに置かれると、その後も、エンジン１１のイナーシャによってエンジン回転速度ＮＥが、発電機１６のイナーシャＩｎＧによって発電機回転速度ＮＧが徐々に低くなり続けてオーバシュートし、タイミングｔ８でエンジン回転速度ＮＥ及び発電機回転速度ＮＧが最小値に達し、続いて、徐々に高くなり、タイミングｔ９でエンジン回転速度ＮＥはエンジン目標回転速度ＮＥ^* と、発電機回転速度ＮＧは発電機目標回転速度ＮＧ^* と等しくなる。

また、角加速度αＧは、タイミングｔ７から負の方向において低くなり、タイミングｔ８で零になった後、徐々に高くなり、タイミングｔ９で最大値に達し、続いて、徐々に低くなり、タイミングｔ１０で再び零になる。

ところで、従来の電動車両駆動制御装置においては、速度偏差δＮＧに基づいて積分項成分ＴＧｉ^* 及び比例項成分ＴＧｐ^* が算出され、積分項成分ＴＧｉ^* 及び比例項成分ＴＧｐ^* を加算することによって発電機目標トルクＴＧ^* が算出され、該発電機目標トルクＴＧ^* 及びイナーシャトルクＴＧＩに基づいてリングギヤトルクＴＲが算出されるようになっている。

したがって、タイミングｔ１〜ｔ２で積分項成分ＴＧｉ^* は所定の値から徐々に大きくなって最大値に達し、比例項成分ＴＧｐ^* は最大値から徐々に小さくなって零になるので、タイミングｔ１〜ｔ２で発電機目標トルクＴＧ^* はほぼ一定になる。そして、タイミングｔ２〜ｔ５で積分項成分ＴＧｉ^* は最大値から徐々に小さくなって所定の値になり、比例項成分ＴＧｐ^* は、タイミングｔ２〜ｔ３で負の方向において徐々に大きくなって最大値に達し、タイミングｔ３〜ｔ５で負の方向において徐々に小さくなって零になるので、発電機目標トルクＴＧ^* は、タイミングｔ２〜ｔ３で徐々に小さくなって所定の値になり、タイミングｔ３〜ｔ４で負の方向において徐々に大きくなって最大値に達し、タイミングｔ４〜ｔ５で負の方向において徐々に小さくなって所定の値になる。

また、タイミングｔ６〜ｔ７で積分項成分ＴＧｉ^* は所定の値から負の方向において徐々に大きくなって最大値に達し、比例項成分ＴＧｐ^* は負の方向において最大値から徐々に小さくなって所定の値になるので、タイミングｔ６〜ｔ７で発電機目標トルクＴＧ^* はほぼ一定になる。そして、タイミングｔ７〜ｔ１０で積分項成分ＴＧｉ^* は負の方向において最大値から徐々に小さくなって所定の値になり、比例項成分ＴＧｐ^* は、タイミングｔ７〜ｔ８で徐々に大きくなって最大値に達し、タイミングｔ８〜ｔ１０で徐々に小さくなって零になるので、発電機目標トルクＴＧ^* は、タイミングｔ７〜ｔ８で負の方向において徐々に小さくなって零になり、タイミングｔ８〜ｔ９で徐々に大きくなって最大値に達し、タイミングｔ９〜ｔ１０で徐々に小さくなって所定の値になる。

そして、前記発電機目標トルクＴＧ^* に基づいてリングギヤトルクＴＲが発生させられ、該リングギヤトルクＴＲに基づいて駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴが推定され、駆動モータ目標トルクＴＭ^* が発生させられ、その結果、駆動輪３７に駆動トルクＴＯが出力される。この場合、リングギヤトルクＴＲ、駆動モータ目標トルクＴＭ^* 及び駆動トルクＴＯは、いずれも発電機目標トルクＴＧ^* と同じパターン又は正負反転したパターンで推移する。

これに対して、本実施の形態においては、発電機１６の過渡状態で、発電機目標回転速度ＮＧ^* と発電機回転速度ＮＧとの速度偏差δＮＧに基づいて積分項成分ＴＧｉ^* が算出され、該積分項成分ＴＧｉ^* に基づいて積分項補正推定値ＴＲ２が算出されようになっている。

したがって、積分項成分ＴＧｉ^* は、タイミングｔ１〜ｔ２で零から徐々に大きくなって最大値に達し、タイミングｔ２〜ｔ５で最大値から徐々に小さくなって零になり、タイミングｔ６〜ｔ７で零から負の方向において徐々に大きくなって最大値に達し、タイミングｔ７〜ｔ１０で負の方向において最大値から徐々に小さくなって零になる。

そして、前記積分項成分ＴＧｉ^* に基づいて積分項補正推定値ＴＲ２が発生させられ、該積分項補正推定値ＴＲ２に基づいて駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴが推定され、駆動モータ目標トルクＴＭ^* が発生させられ、その結果、駆動輪３７に駆動トルクＴＯが出力されると、積分項補正推定値ＴＲ２、駆動モータ目標トルクＴＭ^* 及び駆動トルクＴＯは、いずれも発電機目標トルクＴＧ^* と同じパターン又は正負反転したパターンで推移する。

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。

本発明の実施の形態におけるＰＩ制御処理部及び駆動モータ目標トルク算出処理部を示すブロック図である。 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。 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。 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。 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。 本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の概念図である。 本発明の実施の形態における電動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。 本発明の実施の形態における電動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。 本発明の実施の形態における電動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。 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。 本発明の実施の形態における駆動軸トルク推定処理のサブルーチンを示す図である。 本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両の状態を示す速度線図である。 従来の電動車両駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

１６ 発電機
３８ ロータ位置センサ
４６ エンジン制御装置
４７ 発電機制御装置
４９ 駆動モータ制御装置
５１ 車両制御装置
８３ 加算器
８５ 駆動モータ目標トルク算出処理部
８９、９１ 推定部

Claims (5)

1. 発電機、駆動モータ、及び第１〜第３の差動要素を備え、第１の差動要素が発電機に、第２の差動要素が駆動モータに、第３の差動要素がエンジンにそれぞれ機械的に連結された差動回転装置を備えた駆動装置の制御を行う駆動制御装置において、少なくとも比例制御及び積分制御を行うフィードバック制御によって、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、前記比例制御及び積分制御のうちの前記積分制御における発電機目標トルクの積分項成分に基づいて積分項補正推定値を算出する推定処理手段と、前記積分項補正推定値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を有するとともに、前記発電機目標トルクに基づいて発電機を制御し、前記駆動モータ目標トルクに基づいて駆動モータを制御することを特徴とする駆動制御装置。
2. 前記発電機目標トルク算出処理手段は、回転速度検出部によって検出された発電機回転速度と、発電機回転速度の目標値を表す発電機目標回転速度との速度偏差に基づいて発電機目標トルクを算出する請求項１に記載の駆動制御装置。
3. 前記発電機目標トルクは、少なくとも前記速度偏差に比例する比例項成分、及び前記速度偏差の積分値に比例する積分項成分を加算することによって算出される請求項２に記載の駆動制御装置。
4. 発電機、駆動モータと、第１〜第３の差動要素を備え、第１の差動要素が発電機に、第２の差動要素が駆動モータに、第３の差動要素がエンジンにそれぞれ機械的に連結された差動回転装置を備えた駆動装置の駆動制御方法において、少なくとも比例制御及び積分制御を行うフィードバック制御によって、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、前記比例制御及び積分制御のうちの前記積分制御における発電機目標トルクの積分項成分に基づいて積分項補正推定値を算出し、該積分項補正推定値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とともに、前記発電機目標トルクに基づいて発電機を制御し、前記駆動モータ目標トルクに基づいて駆動モータを制御することを特徴とする駆動制御方法。
5. 発電機、駆動モータ、及び第１〜第３の差動要素を備え、第１の差動要素が発電機に、第２の差動要素が駆動モータに、第３の差動要素がエンジンにそれぞれ機械的に連結された差動回転装置を備えた駆動装置の制御を行う駆動制御装置において、コンピュータを、少なくとも比例制御及び積分制御を行うフィードバック制御によって、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、前記比例制御及び積分制御のうちの前記積分制御における発電機目標トルクの積分項成分に基づいて積分項補正推定値を算出する推定処理手段、並びに前記積分項補正推定値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して機能させるとともに、前記発電機目標トルクに基づいて発電機を制御し、前記駆動モータ目標トルクに基づいて駆動モータを制御することを特徴とするプログラム。

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