JP5801551B2 - ハイブリッド電気自動車の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド電気自動車の制御装置に関するものである。

例えば低μ路等において、自動車を制動させる際には、ブレーキペダルの踏み方や路面μの状態によっては駆動輪がロックすることがある。例えば、路面が凍結して路面μがきわめて低くなっていれば、ブレーキペダルを踏み込むと駆動輪がロックすることがある。
同様に、例えば低μ路等において、自動車を発進又は加速させる際にも、アクセルペダルの踏み方や路面μの状態によっては駆動輪が空転することがある。例えば、左右駆動輪の一方の路面が凍結して路面μがきわめて低くなっていれば、アクセルペダルを踏み込むとこの一方の駆動輪が空転することがある。

駆動輪がロックすると車両の制動性が大きく低下し、ドライバビリティの悪化を招き、最悪の場合、車両の姿勢変化を招いて車両の制動に支障を来たしてしまう。
同様に、駆動輪が空転すると車両の発進性や加速性が低下し、ドライバビリティの悪化を招き、最悪の場合、駆動輪のスタックを招いて車両の走行に支障を来たしてしまう。
駆動輪のロックを抑制する技術としては、いわゆる、アンチスロックブレーキシステム（ＡＢＳ）がある。

また、駆動輪の空転を抑制する技術としては、いわゆる、アンチスピンレギュレータ（ＡＳＲ）と呼ばれるものが開発されている。このＡＳＲでは、駆動輪のブレーキ及びエンジン（内燃機関）のトルクを制御することにより、駆動輪の空転を抑制する。
一方、近年、走行駆動源として、エンジンと電動発電機（以下、単に、モータとも言う）とを装備したパラレル式のハイブリッド電気自動車が開発されており、このハイブリッド電気自動車においても、上記と同様に、路面状況やドライバのアクセル操作によって駆動輪が空転することがあり、このような駆動輪の空転を抑制したい。

例えば、特許文献１には、駆動源としてエンジンとモータとを備え、発進時に、アクセル開度に応じた指示トルクにてモータでトルクをアシストするものにおいて、このトルクアシスト中に車輪のスリップが検知された場合、モータのアシストトルクを車輪のスリップが検知されないときに比べ減少させる技術が提案されている。これにより、発進時にモータによるトルクアシストを行う場合のアシストトルク指示値を最適化し、発進時の応答性と車両挙動の安定とを両立させることができる。

特開２００８−６８７０４号公報

パラレル式のハイブリッド電気自動車では、上述のように、駆動輪のスリップ（ロック又は空転）が発生した際に、モータに正もしくは負のトルクを付加することによりスリップを抑制させることができる。特に、モータはエンジンに比べて制御応答性が高いという特性から、駆動輪のスリップを速やかに抑制させることが可能になる。
一方、このような駆動輪のスリップを抑制する制御では、ドライバ要求トルクと駆動輪にかかるトルクが不一致になるため、車両のドライバビリティの観点からは、このような制御はできるだけ早く終了させたい。

しかし、制御の終了のさせ方によっては、車両の挙動安定性を低下させるおそれもあるので、制御の終了条件が成立したからといって即座に制御することができない場合がある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、駆動源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド電気自動車において、駆動輪のスリップに対してモータのトルク制御を用いて適切にスリップの抑制を行ない且つかかるモータのトルク制御を適切に終了させることができるようにした、ハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することを１つの目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、走行駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンと前記モータとの間に介装され前記エンジンを駆動系から切り離すクラッチと、変速機を介して前記走行駆動源からの出力トルクが伝達される駆動輪とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置であって、前記駆動輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、前記車両の車体速と前記駆動輪の車輪速とから前記駆動輪の実スリップ率又は該実スリップ率に対応するパラメータ値である実スリップ対応値（実スリップ率又は従動輪と駆動輪との実回転速度差）を算出するスリップ対応値算出手段と、前記スリップ検出手段により前記駆動輪のスリップが検出されたら、前記駆動輪のスリップ率又は該スリップ率に対応するパラメータ値であるスリップ対応値の目標値帯域を設定し、前記スリップ対応値算出手段により算出された前記実スリップ対応値が前記目標値帯域になるように少なくとも前記モータの出力トルクを制御する、目標スリップ制御を行なう出力トルク制御手段とを備え、前記出力トルク制御手段は、前記目標スリップ制御中に前記実スリップ対応値が安定する第１の制御終了条件が成立したら前記目標スリップ制御を緩やかに終了し、前記目標スリップ制御中にドライバの加速要求中であることをオア条件として含む第２の制御終了条件が成立したら前記第１の制御終了条件が成立していなくても前記目標スリップ制御を速やかに終了することを特徴としている。

前記出力トルク制御手段は、前記車両のアクセルペダル踏込状態に基づいて前記ドライバの加速要求を判定することが好ましい。
前記第１の制御終了条件は、前記実スリップ対応値が前記目標値帯域内にある状態が予め設定された時間継続することであることが好ましい。
前記第２の制御終了条件には、前記変速機の切り替え操作中であることもオア条件として含まれることが好ましい。

前記駆動輪のスリップは、前記駆動輪のロックによるスリップ及び前記駆動輪の空転によるスリップを含むことが好ましい。
前記出力トルク制御手段は、前記スリップ対応値算出手段により算出された前記実スリップ対応値と、前記目標値帯域との差に基づくフィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御）によって前記モータの出力トルクを制御することが好ましい。

本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、駆動輪のスリップが検出されたら、駆動輪のスリップ率又は該スリップ率に対応するパラメータ値であるスリップ対応値の目標値帯域を設定し、実スリップ対応値が目標値帯域になるように少なくともモータの出力トルクを制御するので、応答性のよいモータの出力トルクを利用して駆動輪のスリップ率を適切に制御することができる。

そして、目標スリップ制御中に実スリップ対応値が安定する第１の制御終了条件が成立したら目標スリップ制御を緩やかに終了する。この場合は、目標スリップ制御を実施していることに起因して実スリップ対応値が安定しているので、目標スリップ制御を終了すると実スリップ対応値が再び不安定となる、つまり、駆動輪のスリップが顕著になることが考えられるので、目標スリップ制御を緩やかに終了することによって、このような場合にも対応しやすくなる。

また、ドライバの加速要求中であることをオア条件として含む第２の制御終了条件が成立したら目標スリップ制御を速やかに終了する。目標スリップ制御中であっても、ドライバの加速要求があれば、駆動輪のスリップ抑制よりもドライバの要求トルクを優先して速やかに目標スリップ制御を終了することにより、ドライバビリティの悪化を防ぐことができる。
この場合、目標スリップ制御を速やかに終了した結果、再び駆動輪のスリップが増大することが考えられるが、ドライバの加速要求がなくなれば再び目標スリップ制御を実施し、一方、駆動輪のスリップが増大しても敢えてドライバの加速要求が続けば、ドライバの加速意思を尊重し、目標スリップ制御は実施しない。

車両のアクセルペダル踏込状態に基づいてドライバの加速要求を判定すると、ドライバの加速要求を速やか且つ適切に判定することができる。
また、第１の制御終了条件を、実スリップ対応値が目標値帯域内にある状態が予め設定された時間継続することとすれば、スリップ対応値の安定を適切に判定することができる。

第２の制御終了条件に、変速機の切り替え操作中であることもオア条件として含めれば、変速機の切り替え操作中には速やかに目標スリップ制御が終了され、変速機の切り替え操作を支障なく行なうことができる。
また、走行駆動源の出力トルク制御に、実スリップ対応値と目標値との差に基づくフィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御）を用いることにより、モータの出力トルクを適切に制御することができる。

本発明の一実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の動力系及びその制御装置の構成図である。 本発明の一実施形態にかかるロックスリップ率（スリップ対応値）の特性及びその目標値を説明するグラフである。 本発明の一実施形態にかかる空転スリップ率（スリップ対応値）の特性及びその目標値を説明するグラフである。 本発明の一実施形態にかかる制御を説明するフローチャートである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１は本実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の動力系及びその制御装置の構成図、図２は本制御装置のブロック図、図３は本制御にかかるスリップ率の特性及びその目標値を説明するグラフ、図４はその制御を説明するフローチャートである。これらの図を参照して説明する。

〔動力系の構成〕
まず、本実施形態にかかる制御装置が適用されるハイブリッド電気自動車の動力系の構成を説明する。
本実施形態にかかるハイブリッド電気自動車は、例えば、トラック又はバスといった商用車であり、中でも、乗用車に比べて車体の大きい大型車，中型車であり、ディーゼルエンジンを搭載している。

図１に示すように、車両（ここでは、車両前部）には、駆動系として、エンジン（内燃機関）１，クラッチユニット２，モータ（電動発電機）３及び変速機（トランスミッション）４を備えており、更に、変速機４は、プロペラシャフト５，リアディファレンシャル（リアデフ）６，ドライブシャフト７，７を介して駆動輪である後輪８，８と動力伝達可能に接続されている。なお、前輪９，９は従動輪となっている。

本実施形態では、変速機４に、いわゆるデュアルクラッチ式変速機（以下、ＤＣＴとも言う）が用いられている。このＤＣＴは、クラッチと変速ギヤ機構とが、奇数段と偶数段との二系統に分かれており、２つのクラッチを掛け替えることにより極めて短時間（クラッチの掛け替え時間のみ）で変速を行なうことができる。
つまり、クラッチユニット２には、第１クラッチ２Ａと第２クラッチ２Ｂとが同一軸線上に並んで配設されている。これらの第１クラッチ２Ａ及び第２クラッチ２Ｂは、図示しないクラッチアクチュエータによってそれぞれの接続及び遮断が独立して行われるようになっている。

また、変速機４には、２速，４速，６速の偶数段の変速段のギヤ対を装備した第１変速ギヤ機構４Ａと、１速，３速，５速の奇数段の変速段のギヤ対を装備した第２変速ギヤ機構４Ｂとが、同一軸線上に並んで配設されている。
第１クラッチ２Ａ及び第２クラッチ２Ｂの各入力側はエンジン１の出力軸１Ａに接続され、第１クラッチ２Ａの出力側は第１変速ギヤ機構４Ａの入力軸（第１入力軸）４０Ａに、第２クラッチ２Ｂの出力側は第２変速ギヤ機構４Ｂの入力軸（第２入力軸）４０Ｂに、それぞれ接続されている。

第１入力軸４０Ａは中空軸であり、第２入力軸４０Ｂの外周に同軸状に配置される。第１入力軸４０Ａには２速ドライブギヤ４２ａ，４速ドライブギヤ４４ａ，６速ドライブギヤ４６ａが回転自在に装備され、第２入力軸４０Ｂの第１入力軸４０Ａの端部から突出した部分には１速ドライブギヤ４１ａ，３速ドライブギヤ４３ａ，５速ドライブギヤ４５ａが回転自在に装備されている。

なお、モータ３は、クラッチユニット２と第１，第２変速ギヤ機構４Ａ，４Ｂとの間の第１入力軸４０Ａの外周に装備されている。つまり、第１入力軸４０Ａの外周には、モータ３の回転子（ロータ）３１Ａが固設され、この回転子３Ａの外周には、図示しない変速機ケーシングに支持されて固定子（ステータ）３Ｂが回転子３Ａと対向して配置され、力行時には電力供給を受けて回転子３Ａを回転させ、回生時には回転子３Ａ側の回転によって発電し、回転子３Ａ側に発電負荷に応じた制動力を付与する。

また、第１入力軸４０Ａ及び第２入力軸４０Ｂの隣には、カウンタ軸４０Ｃが入力軸４０Ａ，４０Ｂと平行に配備されている。カウンタ軸４０Ｃには、２速ドリブンギヤ４２ｂ，４速ドリブンギヤ４４ｂ，６速ドリブンギヤ４６ｂ及び１速ドリブンギヤ４１ｂ，３速ドリブンギヤ４３ｂ，５速ドリブンギヤ４５ｂが固設され、それぞれ対応する変速段のドライブギヤと噛合している。このカウンタ軸４０Ｃは、ギヤ対４８を介してプロペラシャフト５と連結されており、カウンタ軸４０Ｃは、プロペラシャフト５と連動する。

上記のように、各ドライブギヤ４１ａ〜４６ａはいずれも入力軸４０Ａ又は４０Ｂに回転自在に軸支されているが、それぞれ同期装置４７ａ〜４７ｄを通じて、各入力軸４０Ａ，４０Ｂと一体に回転するようになっている。２速ドライブギヤ４２ａを例示して説明すると、同期装置４７ａは、入力軸４０Ａ又は４０Ｂに一体回転し且つ軸方向にスライド可能に装備されたスリーブ４７ｓｌと、このスリーブ４７ｓｌをスライド駆動する図示しないアクチュエータと、各ドライブギヤにそれぞれ固設されたクラッチギヤ４７ｃｇとからなり、スリーブ４７ｓｌがスライドしてクラッチギヤ４７ｃｇと係合すると、係合したクラッチギヤ４７ｃｇが固設されたドライブギヤが対応する入力軸４０Ａ又は４０Ｂと一体回転する。

したがって、例えば２速段を達成する場合、２速ドライブギヤ４２ａのクラッチギヤ４７ｃｇに、対応するスリーブ４７ｓｌをスライドさせて係合させれば、２速ドライブギヤ４２ａが入力軸４０Ａと一体に回転するようになり、この時、第１クラッチ２Ａが接続されていれば、エンジン１，第１クラッチ２Ａ，第１入力軸４０Ａ，２速ドライブギヤ４２ａ，２速ドリブンギヤ４２ｂ，カウンタ軸４０Ｃ，ギヤ対４８，プロペラシャフト５，リアデフ６，ドライブシャフト７，７，駆動輪８，８という動力伝達経路が形成され、エンジン１の回転は、２速段に応じた変速比で変速されて駆動輪８，８に伝達される。

同様に、４速段，６速段の場合も、各クラッチギヤ４７ｃｇに対応するスリーブ４７ｓｌを係合させ第１クラッチ２Ａを接続させれば達成することができる。
１速段，３速段，４速段の場合も、同様に、各クラッチギヤ４７ｃｇに対応するスリーブ４７ｓｌを係合させ第２クラッチ２Ｂを接続させれば達成することができる。
したがって、例えば、２速段から３速段にシフトアップするには、２速ドライブギヤ４２ａのクラッチギヤ４７ｃｇに、対応するスリーブ４７ｓｌを係合させ、第１クラッチ２Ａを接続した２速段走行状態において、第２クラッチ２Ｂを遮断した状態で、３速ドライブギヤ４３ａのクラッチギヤ４７ｃｇに、対応するスリーブ４７ｓｌを係合させておいて、第１クラッチ２Ａを切り離しつつ第２クラッチ２Ｂを接続していく、いわゆるクラッチ掛け替えを行なう。２速段走行中に、切替先の変速段（この場合、３速段）のクラッチギヤ４７ｃｇとスリーブ４７ｓｌとの係合を予め実施しておくことができるので、トルク伝達に影響する変速動作はクラッチ掛け替えのみとなり、実質的に速やかな変速（変速段の切替）を行なえる。

このように、第１クラッチ２Ａと第２クラッチ２Ｂとの一方を接続する際には、他方を遮断するが、本駆動系の場合、第１入力軸４０Ａにモータ３が装備されているので、第１クラッチ２Ａと第２クラッチ２Ｂとの両方を遮断しても、モータ３とは動力伝達できるので、両クラッチ２Ａ，２Ｂを遮断して、モータ３単独による駆動トルクでの走行や、エンジンブレーキを利用することなく回生制動主体の制動を実現することができる。

なお、モータ３は、インバータ３１によって作動を制御される。インバータ３１は、力行時には、バッテリ（例えば、リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池の単電池（セル）が複数個直列接続された電池群）３２からモータ３に電力を供給して出力トルクを発生させる電動機として機能させ、回生制動時には、車両の運動エネルギを用いて電力を発電（回生発電）する発電機としてモータ３を機能させ、回生発電による電力を、通常状態ではバッテリ３２の充電に用いる。

〔制御系の全体構成〕
上述のエンジン１，クラッチ２Ａ，２Ｂ，モータ３，バッテリ３２及びインバータ３１の制御又は管理は、コンピュータを用いた電子制御によって行なわれるようになっている。
エンジン１を制御するためにエンジンＥＣＵ６１が、モータ３を操作するインバータ３１を制御するためにインバータＥＣＵ６２が、バッテリ３２を管理するためにバッテリＥＣＵ６３が、それぞれ設けられ、これらのエンジンＥＣＵ６１，インバータＥＣＵ６２，バッテリＥＣＵ６３及びクラッチ２を制御するために、車両ＥＣＵ６０が設けられている。

これらの各ＥＣＵ６０，６１，６２，６３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力回路等からなるコンピュータであって、適宜の機器類が付設又は接続されている。
車両ＥＣＵ６０は、車両の走行状態（例えば、車速，加速度）や、駆動輪８のスリップ状態や、車両への駆動又は制動指令の状態（例えば、アクセル操作量やブレーキ操作量）や、バッテリ３２の充電量（以下、充電量の値を「ＳＯＣ」で示す）等に基づいて、エンジンＥＣＵ６１，インバータＥＣＵ６２，バッテリＥＣＵ６３及びクラッチ２Ａ，２Ｂを制御する。

また、バッテリＥＣＵ６３には、バッテリ３２の充放電電流を検出するバッテリ電流センサ５１と、バッテリ３２の充放電電圧を検出するバッテリ電圧センサ５２と、バッテリ３２の充放電回数を検出するバッテリ充放電カウンタ５４とが接続されており、バッテリ３２の充電量ＳＯＣは、このバッテリＥＣＵ６３によって、バッテリ３２の充放電時の電流，電圧に基づいて算出される。したがって、バッテリＥＣＵ６３は、バッテリ充電量検出手段に相当する。

これらの各センサ５１，５２やカウンタ５４は、バッテリ３２の各セルに接続され、この各セルの電流，電圧，充放電回数を検出してもよいし、幾つかのセルに対して一つのセンサが接続され、この幾つかのセルの電流，電圧，充放電回数を検出してもよいし、これらの各セルに対してまたは幾つかのセルに対して１つのセンサを接続することを適宜組み合わせて各センサを配設してもよい。

また、インバータＥＣＵ６２は、インバータ３１を制御することにより、インバータ３１に接続されたモータ３，バッテリ３２の電力の授受を管理する。例えば、モータ３の回生発電による発電電力を、通常状態であればバッテリ３２の充電にあてるが、バッテリ３２の充電が不可能な場合には、他の電力消費機器へ供給しうる。
車両ＥＣＵ６０は、駆動時には、アクセル操作量に基づいて、車両に必要な駆動トルクを設定すると共に、エンジン１とモータ３との何れを使用するか或いは両方を使用するかを設定し、エンジン１とモータ３との両方を使う場合には駆動トルクの配分を行なう。エンジンＥＣＵ６１やインバータＥＣＵ６２は、車両ＥＣＵ６０により設定された駆動トルクを出力するようにエンジン１又はモータ３の作動を制御する。

例えば車両の発進時には、基本的には、クラッチ２を切ってモータ３のみの駆動トルクを用い、その後の走行時には、エンジン１を始動させてクラッチ２を接続して、エンジン１の駆動トルクを主体に、モータ３の駆動トルクを補助的に用いて走行する。ただし、バッテリ３２の充電量が不足している場合や、バッテリ３２の温度が所定温度以上に昇温している場合には、発進時や走行時にモータ３を用いずエンジン１のみを用いて走行する。

また、制動時には、基本的には、クラッチ２を切って駆動輪８の回転エネルギをモータ３のみに送って回生発電を行なう。この回生発電による電力は、通常は、バッテリ３２の充電に用いられる。
ただし、バッテリ３２の充電量ＳＯＣが上限又は上限の近傍に達している場合や、バッテリ３２の温度が所定温度以上に昇温している場合には、回生発電による電力をバッテリ３２の充電に用いることはできない。

つまり、バッテリ３２は充電量が過剰に高くなると劣化が促進される。また、充電量が過剰に低下しても劣化を招く。そこで、車両ＥＣＵ６０は、バッテリ３２の充電量も管理する。
そして、本装置の場合、車両ＥＣＵ６０は、上記のハイブリッド電気自動車特有の各制御に加えて、駆動輪８のスリップ状態を、クラッチ２Ａ，２Ｂの断接状態及び車両の走行状態に基づいて制御するスリップ制御を実施する点が特徴的である。このスリップ制御について、以下に説明する。

〔スリップ制御〕
まず、このスリップ制御は、駆動輪８のロック時及び空転時における駆動輪８のスリップ率又はこのスリップ率に対応するパラメータ値であるスリップ対応値について、目標値を設定し、実際のスリップ対応値（実スリップ対応値）がこの目標値になるように制御するものである。ここでは、スリップ対応値がスリップ率λ自体である場合を説明する。そこで、ここでは、スリップ制御について、スリップ率制御と呼ぶ。

なお、駆動輪８のロック時における駆動輪８のスリップ率λ_ａは、車体速Ｖと駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗとから下式（１）によって定義される。なお、ここでは、車体速Ｖは従動輪（前輪）９の車輪速Ｖ_ｆｗから求めることとする。
λ_ａ＝（Ｖ−Ｖ_ｄｗ）／Ｖ ・・・（１）

また、駆動輪８の空転時における駆動輪８のスリップ率λ_ｂは、車体速Ｖと駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗとから下式（２）によって定義される。なお、ここでも、車体速Ｖは従動輪（前輪）９の車輪速Ｖ_ｆｗから求めることとする。
λ_ｂ＝（Ｖ−Ｖ_ｄｗ）／Ｖ_ｄｗ・・・（２）

スリップ対応値としては、このスリップ率λ_ａ，λ_ｂ以外に、ロック時スリップ率λ_ａに対応するパラメータ値として、例えば、駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗと従動輪９の車輪速Ｖ_ｆｗとの回転速度差ΔＶ（＝Ｖ_ｄｗ−Ｖ_ｆｗ）を用いてもよく、空転時スリップ率λ_ｂに対応するパラメータ値として、例えば、駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗと車体速Ｖとの回転速度差ΔＶ（＝Ｖ_ｄｗ−Ｖ）を用いてもよい。

車両ＥＣＵ６０には、かかるスリップ率制御のために、車両の走行状態が発進状態か加速状態かを判定する車両状態判定手段６０ａと、駆動輪８のスリップを検出するスリップ検出手段６０ｂと、車体速Ｖと駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗとから駆動輪８の実スリップ率λ_ｒを算出するスリップ率算出手段（スリップ対応値算出手段）６０ｃと、駆動輪８のスリップ時に、駆動輪８のスリップ率λの目標値である目標スリップ率λ_ｔｂを設定する目標スリップ率設定手段（目標値設定手段）６０ｄと、駆動輪８のスリップ率λが目標スリップ率λ_ｔｂになるようにモータ３及びエンジン１の出力トルク（回生時等の負のトルクも含む）を制御する出力トルク制御手段（モータ制御手段及びエンジン制御手段）６０ｅと、目標スリップ率制御の終了を判定する終了判定手段６０ｈとを、何れもコンピュータソフトウェアによる機能要素として備えている。

また、車両ＥＣＵ６０には、かかるスリップ率制御のために、駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗを検出する車輪速センサ５５と、車体速Ｖに相当する従動輪（前輪）９の車輪速Ｖ_ｆｗを検出する車輪速センサ５６とから、それぞれの検出信号が入力されるようになっている。なお、各クラッチ２Ａ，２Ｂのそれぞれの断接状態を検出する手段としては、各クラッチ２Ａ，２Ｂの可動要素のストロークを検出するストロークセンサでもよい。

車両状態判定手段６０ａは、車体速Ｖから、車両の発進と走行中の加速とを判定する。つまり、車体速Ｖの増加状態が予め設定された時間以上継続すると車両が加速中であると判定し、この時、車両の加速開始時の車体速Ｖが予め設定された微小閾値（車両の停止を判定する閾値）Ｖ_０未満であれば、この加速を発進と判定し、車体速Ｖが微小閾値Ｖ_０以上であれば、この加速を走行中の加速と判定する。

スリップ検出手段６０ｂは、車輪速センサ５５により検出される駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗの時間変化率ΔＶ_ｄｗの大きさ|ΔＶ_ｄｗ｜が予め設定された基準変化率ΔＶ_ｄｗ１を超えたら、駆動輪８にスリップが発生していると判定する。つまり、駆動輪８のロックによるスリップ開始時には、駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗが瞬時に急減するのでこれをとらえて、駆動輪８のスリップを判定する。また、駆動輪８の空転によるスリップ開始時には、駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗが瞬時に急増するのでこれをとらえて、駆動輪８のスリップを判定する。判定閾値である基準変化率ΔＶ_ｄｗ１は、駆動輪８が路面をグリップしているときの時間変化率の最大値（車両の最大加速度に対応する）よりも大きい値が設定される。なお、このスリップ判定がされたら、その後、スリップ率制御を終えるまでは、駆動輪８はスリップしているものと判定を続行する。なお、このスリップ判定については、駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗと従動輪９の車輪速Ｖ_ｆｗとの差ΔＶ（＝Ｖ_ｄｗ−Ｖ_ｆｗ）の大きさ|ΔＶ｜（＝|（Ｖ_ｄｗ−Ｖ）|）が基準差ΔＶ１を超えたら、駆動輪８にスリップが発生していると判定してもよい。

スリップ率算出手段６０ｃは、車体速Ｖと駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗとから、上記の式（１）によってロック時における駆動輪８の実スリップ率λ_ｒａを算出する。また、上記の式（２）によって空転時における駆動輪８の実スリップ率λ_ｒｂを算出する。
目標スリップ率設定手段６０ｄは、スリップ検出手段６０ｂにより駆動輪８のスリップが検出されたら、ロック時には、図２に示すように予め設定された目標スリップ率帯域λ_ｔａを設定し、空転時には、車両状態判定手段６０ａにより判定された車両の走行状態に基づいて、駆動輪８の目標スリップ率帯域λ_ｔｂを設定する。

つまり、ロック時の目標スリップ率λ_ｔａは、図２に示すように、路面μとタイヤ横力Ｆｙとの両方が一定以上のレベルの帯域を、目標スリップ率帯域λ_ｔａに設定する。なお、この目標スリップ率帯域λ_ｔａは、車両に搭載されるアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の一般的な作動領域も含まれるので、ＡＢＳが装備されていれば、目標スリップ率帯域λ_ｔａ及びその周辺でＡＢＳも作動し、目標スリップ率制御がＡＢＳと協働して車輪のスリップ（ロック）を抑制することになる。

また、空転時の目標スリップ率λ_ｔｂは、図３に示すように、車両の走行状態が発進状態か加速状態かによって設定される、複数の目標スリップ率帯域λ_ｔｂが用意されている。第１の目標スリップ率帯域λ_ｔｂ１は、発進時の目標スリップ率帯域λ_ｔｂである。第２の目標スリップ率帯域λ_ｔｂ２は、加速時の目標スリップ率帯域λ_ｔｂである。車両の発進時の目標スリップ率帯域λ_ｔｂである第１の目標スリップ率帯域λ_ｔｂ１はスリップ率λが大きい（即ち、スリップが少ない）領域に設定され、一方、車両の加速時の目標スリップ率帯域λ_ｔｂである第２の目標スリップ率帯域λ_ｔｂ２はスリップ率λが小さい（即ち、スリップが大きい）領域に設定されている。

これは、車両の発進時には、駆動輪８のスリップを確実に抑えて発進することが最も重要であるため、車両の発進時の目標スリップ率帯域λ_ｔｂ１は、スリップ率λが大きい（即ち、スリップが少ない）領域に設定されている。
一方、車両の走行時には、駆動輪８のタイヤは適度に滑っているときに最大摩擦力を発揮する特性があるので、駆動輪８のスリップをある程度許容した方が、加速性を良好にすることができる。このため、車両の加速時の目標スリップ率帯域λ_ｔｂ２は、スリップ率λが小さい（即ち、スリップが大きい）領域に設定されている。

出力トルク制御手段６０ｅは、駆動輪８のスリップ時に、スリップ率算出手段６０ｃにより算出された実スリップ率λ_ｒが目標スリップ率設定手段６０ｄにより設定された目標スリップ率帯域λ_ｔ内になるようにモータ３及びエンジン１の出力トルクを制御する。
ここでは、実スリップ率λ_ｒが目標スリップ率帯域λ_ｔから外れたら、実スリップ率λ_ｒと目標スリップ率帯域λ_ｔとの偏差、つまり、実スリップ率λ_ｒが目標スリップ率帯域λ_ｔ内に入るのに必要な値Δλに基づくフィードバック制御によって、モータ３及びエンジン１の出力トルクを制御する。

出力トルク制御手段６０ｅでは、モータ３のみを使用した走行であれば、目標出力トルクＴ_ｔが全てモータ３で達成されるように、インバータＥＣＵ６２に指令信号を出力し、エンジン１のみを使用した走行であれば、目標出力トルクＴ_ｔが全てエンジン１で達成されるように、エンジンＥＣＵ６１に指令信号を出力する。また、モータ３とエンジン１とを共に使用した走行であれば、目標出力トルクＴ_ｔがエンジン１とモータ３との各分担目標トルクに割り振って、エンジンＥＣＵ６１，インバータＥＣＵ６２にそれぞれ指令信号を出力する。

終了判定手段６０ｈは、目標スリップ率制御の終了を判定する駆動輪８の実スリップ率λ_ｒが目標スリップ率帯域λ_ｔの状態が予め設定された所定時間以上継続した場合（第１の制御終了条件が達成された場合）には、目標スリップ率制御を終了するものと判定する。この第１の制御終了条件により目標スリップ率制御を終了する場合は、目標スリップ率制御を緩やかに終了する。つまり、駆動源（特に、モータ３）の出力トルクを目標スリップ率制御のためのトルクから、ドライバの要求するトルク（アクセルペダル操作量に対応するトルク）に、小さな勾配で復帰させる。

また、終了判定手段６０ｈは、上記の目標スリップ率制御が達成される終了条件（第１の制御終了条件）以外の終了条件（第２の制御終了条件）が達成された場合にも、目標スリップ率制御を終了するものと判定する。この第２の制御終了条件には、目標スリップ率制御中にドライバの加速要求があったこと、変速機の切り替え操作中であること、関連する機器等の何らかのフェールが発生したこと、が含まれる。これらの何れかが成立すれば、第２の制御終了条件が達成されたことになる。なお、ドライバの加速要求は、アクセルペダル操作量に基づいて判定する。

この第２の制御終了条件により目標スリップ率制御を終了する場合は、目標スリップ率制御を速やかに終了する。つまり、駆動源（特に、モータ３）の出力トルクを目標スリップ率制御のためのトルクから、ドライバの要求するトルク（アクセルペダル操作量に対応するトルク）に、大きな勾配で復帰させる。

〔作用，効果〕
本発明の一実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置は、上述のように構成されているので、例えば図４に示すように、目標スリップ率制御が実施される。なお、図４に示す処理は所定の制御周期で実施されるものとする。

図４に示すように、まず、車両ＥＣＵ６０は、車輪速センサ５６により検出される従動輪９の車輪速を車体速Ｖとして取得し、車輪速センサ５５により検出される駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗを取得する（ステップＳ１０）。
次に、スリップ検出手段６０ｂにより、駆動輪８にロックによるスリップが発生しているかを判定する（ステップＳ２０）。ここで、駆動輪８にロックによるスリップが発生していれば、スリップ率算出手段６０ｃにより、車体速Ｖと駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗとから駆動輪８のロック時における実スリップ率λ_ｒを算出する（ステップＳ６０）。そして、予め設定された駆動輪８のロック対応の目標スリップ率λ_ｔａを設定する（ステップＳ９０）。

一方、駆動輪８にロックによるスリップが発生していなければ、スリップ検出手段６０ｂにより、駆動輪８に空転によるスリップが発生しているかを判定する（ステップＳ３０）。ここで、駆動輪８に空転によるスリップが発生していれば、スリップ率算出手段６０ｃにより、車体速Ｖと駆動輪８の車輪速Ｖ_ｄｗとから駆動輪８の空転時における実スリップ率λ_ｒを算出する（ステップＳ４０）。

次に、車両状態判定手段６０ａにより判定された車両の走行状態が発進状態であるか加速状態であるかを判定し（ステップＳ５０）、この判定結果から、駆動輪８の空転対応の目標スリップ率λ_ｔｂを設定する。
つまり、車両の発進時には、目標スリップ率帯域λ_ｔｂとして第１の目標スリップ率帯域λ_ｔｂ１を設定する（ステップＳ７０）。また、車両の加速時には、目標スリップ率帯域λ_ｔｂとして第２の目標スリップ率帯域λ_ｔｂ２を設定する（ステップＳ８０）。

こうして目標スリップ率帯域λ_ｔａ，λ_ｔｂが設定されると、出力トルク制御手段６０ｅは、駆動輪８のスリップ時に、スリップ率算出手段６０ｃにより算出された実スリップ率λ_ｒが目標スリップ率設定手段６０ｄにより設定された目標スリップ率帯域λ_ｔａ，λ_ｔｂ内になるように駆動源（特に、モータ３）の出力トルクを制御する（ステップＳ１００）。

この出力トルク制御には、実スリップ率λ_ｒと目標スリップ率帯域λ_ｔａ，λ_ｔｂとの偏差、即ち、実スリップ率λ_ｒが目標スリップ率帯域λ_ｔａ，λ_ｔｂ内に入るのに必要な値Δλに基づくフィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御）を用いる。
このように、本スリップ率制御では、駆動輪８のスリップが検出されたら、状況に応じた駆動輪８の目標スリップ率λ_ｔを設定し、実スリップ率λ_ｒが目標スリップ率λ_ｔになるように駆動源の出力トルクを制御するので、駆動輪８のスリップ率を適切に制御することができる。

特に、車両が発進状態の場合の目標スリップ率λ_ｔを、車両が加速状態の場合の目標値よりも低スリップ側（スリップ率なら高い側）に設定するので、発進時には、駆動輪８のスリップを確実に抑えて発進することができ、走行中の加速時には、スリップをある程度許容することにより、走行性能を良好に確保しながら駆動輪８のスリップを抑えることができる。

また、目標スリップ率λ_ｔを、幅を持った帯域として設定することにより、制御を安定させることができる。
このような目標スリップ率制御中に、終了判定手段６０ｈは、第１の制御終了条件、つまり、目標スリップ率制御が達成されることによる制御終了の条件が成立したかを判定する（ステップＳ１１０）。

ここで、第１の制御終了条件が成立しなければ、終了判定手段６０ｈは、第２の制御終了条件、つまり、目標スリップ率制御中にドライバの加速要求があったこと、変速機の切り替え操作中であること、関連する機器等の何らかのフェールが発生したこと、の何れかが成立したかを判定する（ステップＳ１２０）。
出力トルク制御手段６０ｅは、第２の制御終了条件が成立したら、駆動源（特に、モータ３）の出力トルクを目標スリップ率制御のためのトルクから、ドライバの要求するトルク（アクセルペダル操作量に対応するトルク）に、大きな勾配で速やかに復帰させて（ステップＳ１３０）、駆動源の出力トルクがドライバの要求するトルクに達したかを判定し（ステップＳ１６２）、出力トルクがドライバ要求トルクに達したら、目標スリップ率制御を終了する（ステップＳ１７０）。

このような制御によって、目標スリップ率制御中であっても、ドライバの加速要求があれば、駆動輪のスリップ抑制よりもドライバの要求トルクを優先して速やかに目標スリップ制御を終了することにより、ドライバビリティの悪化を防ぐことができる。
また、目標スリップ率制御中に、変速機の切り替え操作が行なわれる場合は、速やかに目標スリップ制御が終了され、変速機の切り替え操作を支障なく行なうことができる。

さらに、目標スリップ率制御中に関連する機器等の何らかのフェールが発生した場合も目標スリップ率制御による弊害（たとえばスリップ率を算出するための車輪速が異常値を示した場合，目標スリップ率制御中のトルクも異常値を示すおそれがあり，この場合は正常な制御ができなくなる）のおそれを速やかに回避することができる。
一方、ステップＳ１１０において、第１の制御終了条件が成立したら、出力トルク制御手段６０ｅは、駆動源（特に、モータ３）の出力トルクを目標スリップ率制御のためのトルクから、ドライバの要求するトルク（アクセルペダル操作量に対応するトルク）に、小さな勾配で緩やかに復帰させる（ステップＳ１４０）。

次に、終了判定手段６０ｈは、出力トルクを小さな勾配で緩やかに復帰させているときに、第２の制御終了条件が成立したか否かを判定し（ステップＳ１５０）、第２の制御終了条件が成立していない場合（ステップＳ１５０のＮＯ）には、出力トルク制御手段６０ｅは、小さな勾配で緩やかなトルク復帰を継続して、駆動源の出力トルクがドライバの要求するトルクに達したかを判定し（ステップＳ１６２）、出力トルクがドライバ要求トルクに達したら、目標スリップ率制御を終了する（ステップＳ１７０）。

この場合は、目標スリップ制御を実施していることに起因して実スリップ率が安定しているので、目標スリップ率制御を終了すると実スリップ率が再び不安定となる、つまり、駆動輪のスリップが顕著になるおそれが考えられるので、目標スリップ率制御を緩やかに終了することによって、このような場合にも対応しやすくなる。
また、終了判定手段６０ｈは、出力トルクを小さな勾配で緩やかに復帰させているときに、第２の制御終了条件が成立した場合（ステップＳ１５０のＹＥＳ）には、出力トルク制御手段６０ｅは、駆動源の出力トルクを目標スリップ率制御のためのトルクから、ドライバの要求するトルクに、大きな勾配で速やかに復帰させて（ステップＳ１６０）、駆動源の出力トルクがドライバの要求するトルクに達したかを判定し（ステップＳ１６２）、出力トルクがドライバ要求トルクに達したら、目標スリップ率制御を終了する（ステップＳ１７０）。

上述のように出力トルクを小さな勾配で緩やかに復帰させている最中に、第２の制御終了条件が成立した場合には、駆動源の出力トルクを目標スリップ率制御のためのトルクから、ドライバの要求するトルクに、大きな勾配で速やかに復帰させることにより、ドライバビリティの悪化を防ぐことができる。

〔その他〕
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、かかる実施形態の一部を変更したり、かかる実施形態の一部のみを適用したりして、実施することができる。

例えば、上記の実施形態では、駆動輪のスリップとして、駆動輪のロックによるスリップ及と駆動輪の空転によるスリップとを共に対象としているが、これらのいずれかを対象に制御してもよい。
また、上記の実施形態では、クラッチと変速ギヤ機構とが、奇数段と偶数段との二系統に分かれたデュアルクラッチ式変速機が例示されているが、本発明は、クラッチが１つのみで変速ギヤ機構も分かれていないシングルクラッチ式変速機にも適用しうるものである。

また、上記の実施形態では、大型又は中型の商用車への適用例を説明したが、本発明の対象はかかる自動車に限定されず、また、自動車以外の車両（例えば、鉄道車両）への適用も可能である。
また、車両に搭載されるエンジンもディーゼルエンジンに限定されない。

１ エンジン（内燃機関）
２ クラッチユニット
２Ａ 第１クラッチ
２Ｂ 第２クラッチ
３ モータ（電動発電機）
４ 変速機（トランスミッション）
４Ａ 第１変速ギヤ機構
４Ｂ 第２変速ギヤ機構
５ プロペラシャフト
６ リアディファレンシャル（リアデフ）
７ ドライブシャフト
８ 駆動輪（後輪）
９ 従動輪（前輪）
３１ インバータ
３２ バッテリ
４０Ａ 第１入力軸
４０Ｂ 第２入力軸
５５ 車輪速センサ（駆動輪）
５６ 車輪速センサ（従動輪）
６０ 車両ＥＣＵ
６０ａ 車両状態判定手段
６０ｂ スリップ検出手段
６０ｃ スリップ率算出手段（スリップ対応値算出手段）
６０ｄ 目標スリップ率設定手段（目標値設定手段）
６０ｅ 出力トルク制御手段（モータ制御手段及びエンジン制御手段）
６０ｈ 終了判定手段
６１ エンジンＥＣＵ
６２ インバータＥＣＵ
６３ バッテリＥＣＵ

Claims (6)

1. 走行駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンと前記モータとの間に介装され前記エンジンを駆動系から切り離すクラッチと、変速機を介して前記走行駆動源からの出力トルクが伝達される駆動輪とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置であって、
   前記駆動輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、
   前記車両の車体速と前記駆動輪の車輪速とから前記駆動輪の実スリップ率又は該実スリップ率に対応するパラメータ値である実スリップ対応値を算出するスリップ対応値算出手段と、
   前記スリップ検出手段により前記駆動輪のスリップが検出されたら、前記駆動輪のスリップ率又は該スリップ率に対応するパラメータ値であるスリップ対応値の目標値帯域を設定し、前記スリップ対応値算出手段により算出された前記実スリップ対応値が前記目標値帯域になるように少なくとも前記モータの出力トルクを制御する、目標スリップ制御を行なう出力トルク制御手段とを備え、
   前記出力トルク制御手段は、前記目標スリップ制御中に前記実スリップ対応値が安定する第１の制御終了条件が成立したら前記目標スリップ制御を緩やかに終了し、前記目標スリップ制御中にドライバの加速要求中であることをオア条件として含む第２の制御終了条件が成立したら前記第１の制御終了条件が成立していなくても前記目標スリップ制御を速やかに終了することを特徴とする、ハイブリッド電気自動車の制御装置。
2. 前記出力トルク制御手段は、前記車両のアクセルペダル踏込状態に基づいて前記ドライバの加速要求を判定する
   ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
3. 前記第１の制御終了条件は、前記実スリップ対応値が前記目標値帯域内にある状態が予め設定された時間継続することである
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
4. 前記第２の制御終了条件には、前記変速機の切り替え操作中であることもオア条件として含まれる
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
5. 前記駆動輪のスリップは、前記駆動輪のロックによるスリップ及び前記駆動輪の空転によるスリップを含む
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
6. 前記出力トルク制御手段は、前記スリップ対応値算出手段により算出された前記実スリップ対応値と、前記目標値帯域との差に基づくフィードバック制御によって前記モータの出力トルクを制御する
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のハイブリッド電気自動車の制御装
   置。

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