JP2009153281A - 電動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発電を主とした第１のＭＧと、このＭＧによる発電電力により車輪を駆動可能な第２のＭＧとを備えたハイブリッド車において、スリップが発生して車両の要求駆動トルクが急変した場合に、過電圧の発生を防止しながら、できるだけ速やかに第２のＭＧのトルクを車両の要求駆動トルクに対応したトルクに制御できるようにする。
【解決手段】スリップが検出されたときに第２のＭＧ１３の制御モードを総電力優先制御モードに切り換えて、第２のＭＧ１３の消費電力と第１のＭＧ１２の発電電力と電気負荷の消費電力とを合計した総電力が所定範囲内で且つ総電力の所定期間当りの変化量が所定値以下になるように第２のＭＧ１３の目標トルクを算出することで、総電力優先制御モード時の目標トルクを、総電力の変化を抑制して過電圧の発生を防止できる範囲内で、車両の要求駆動トルクに対応した目標トルクに近付けていくように設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電を主とした第１の電動機と、この電動機による発電電力により車両の車輪を駆動可能な第２の電動機とを備えた電動車両の制御装置に関する発明である。

近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請からハイブリッド車の需要が急速に拡大している。このハイブリッド車は、例えば特許文献１（特開２００７−２２１８９４号公報）に記載されているように、内燃機関と、主に発電機として使用される第１のＭＧ（モータジェネレータ）と、主に車輪を駆動する電動機として使用される第２のＭＧとを備え、内燃機関の動力を動力分割機構で二系統に分割して、一方の系統の出力で車輪を駆動すると共に、他方の系統の出力で第１のＭＧを駆動し、その発電電力を第２のＭＧに供給して第２のＭＧの動力でも車輪を駆動して走行できるようにしたものがある。

このような車両においては、車輪のスリップが検出されたときに第２の電動機（第２のＭＧ）のトルクを低下させてスリップを抑制するようにしたものがあるが、その際、第２の電動機のトルクが急低下して第２の電動機の消費電力が急低下すると、第２の電動機の消費電力に対して第１の電動機（第１のＭＧ）の発電電力が過剰になって、第２の電動機を駆動するインバータの入力電圧が急上昇してインバータに過電圧が印加されてしまう可能性がある。

このような過電圧の対策として、上記特許文献１では、車両の走行路面が低摩擦係数状態であると判定されたとき（つまりスリップが発生すると予測されるとき）に、予めインバータの入力電圧を低減し、スリップが検出されたときに第２の電動機のトルクを通常（スリップが検出されていないとき）よりも低い変化率で低下させるようにしている。
特開２００７−２２１８９４号公報

ところで、スリップが検出されて車両の要求駆動トルクが急低下したときには、過電圧の発生を防止できる範囲内であれば、できるだけ速やかに第２の電動機のトルクを車両の要求駆動トルクに対応したトルクまで低下させて、できるだけ速やかに車両の駆動トルクを要求駆動トルクに制御してスリップを抑制することが好ましい。

しかし、上記特許文献１の技術では、図５（ａ）に示すように、スリップが検出されたときに第２の電動機のトルクを通常よりも低い変化率で低下させるため、第２の電動機のトルクを速やかに車両の要求駆動トルクに対応したトルクに低下させることができず、その結果、車両の駆動トルクを速やかに要求駆動トルクに制御できないという欠点がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、車両の要求駆動トルクが急変した場合に、過電圧の発生を防止しながら、できるだけ速やかに第２の電動機のトルクを車両の要求駆動トルクに対応したトルクに制御することができて、トルク制御性を向上させることができる電動車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、発電を主とした第１の電動機と、この電動機による発電電力により車両の車輪を駆動可能な第２の電動機とを備えた電動車両の制御装置において、車両の要求駆動トルクに基づいて第２の電動機の目標トルク（以下「第１の目標トルク」という）を算出する第１の目標トルク算出手段と、第１の電動機の電力と第２の電動機の電力とから求めた総電力が所定範囲内で且つ総電力の所定期間当りの変化量が所定値以下になるように第２の電動機の目標トルク（以下「第２の目標トルク」という）を算出する第２の目標トルク算出手段とを備え、第２の電動機のトルクを第１の目標トルクになるように制御するトルク優先制御モードと、第２の電動機のトルクを第２の目標トルクになるように制御する総電力優先制御モードとを制御モード切換手段により切り換えるようにしたものである。

この構成では、通常時には、第２の電動機の制御モードをトルク優先制御モードに切り換えておくことで、車両の要求駆動トルクに基づいて第２の電動機の目標トルク（第１の目標トルク）を算出することができるため、トルク優先制御モード時の目標トルクは、車両の要求駆動トルクに対応した第１の目標トルク（車両の要求駆動トルクを実現する目標トルク）に設定することができる。

そして、車両の要求駆動トルクが急変する場合に、第２の電動機の制御モードを総電力優先制御モードに切り換えることで、第１の電動機の電力と第２の電動機の電力とから求めた総電力（電力収支）が所定範囲内で且つ総電力の所定期間当りの変化量が所定値以下になるように第２の電動機の目標トルク（第２の目標トルク）を算出することができるため、総電力優先制御モード時の目標トルクは、総電力の変化を抑制して過電圧の発生を防止できる範囲内で、車両の要求駆動トルクに対応した目標トルク（トルク優先制御モード時の目標トルク）に近付けていくように設定することができる。これにより、車両の要求駆動トルクが急変した場合に、過電圧の発生を防止しながら、できるだけ速やかに第２の電動機のトルクを車両の要求駆動トルクに対応したトルクに制御することができて、できるだけ速やかに車両の駆動トルクを要求駆動トルクに制御することが可能となり、トルク制御性を向上させることができる。

この場合、請求項２のように、車輪のスリップを検出するスリップ検出手段を設け、スリップが検出されたときにスリップ抑制制御手段により要求駆動トルクを制限するシステムでは、スリップが検出されたときに総電力優先制御モードに切り換えるようにすると良い。このようにすれば、スリップが検出されて車両の要求駆動トルクが急低下したときに、第２の電動機の制御モードを総電力優先制御モードに切り換えて、過電圧の発生を防止しながら、できるだけ速やかに第２の電動機のトルクを車両の要求駆動トルクに対応した第１の目標トルクに制御することができて、トルク制御性を向上させることができる。

更に、請求項３のように、スリップが検出されたときに第１の電動機の発電電力を発電電力低下制御手段により低下させるようにしても良い。このようにすれば、スリップが検出されたときに、第２の電動機の目標トルクが低下して第２の電動機の消費電力が低下しても、第１の電動機の発電電力を低下させることで、総電力の変化を効果的に抑制することができ、過電圧の発生を効果的に防止することができる。

或は、請求項４のように、車両の走行路面の状態を判定する路面状態判定手段を設け、走行路面が低摩擦係数状態であると判定されたときに第１の電動機の発電電力を発電電力低下制御手段により低下させるようにしても良い。このようにすれば、走行路面が低摩擦係数状態であると判定された時点で、スリップが発生すると予測して、スリップが発生する前に予め第１の電動機の発電電力を低下させておくことができる。

ところで、図６に示すように、車輪のスリップが間欠的に発生する状況（車輪のスリップとグリップが交互に繰り返される状況）では、第２の電動機の回転速度が振動（増減）するため、第２の電動機のトルク低下に伴って第２の電動機の消費電力が振動しながら低下することがある。このような場合、図６（ａ）に示すように、総電力の変化を抑制するように第１の電動機の目標発電電力を振動させながら低下させるようにすると、内燃機関の動力で第１の電動機を駆動するシステムのように第１の電動機の応答性があまり良くない場合には、第１の電動機の目標発電電力の変化に対して実際の発電電力を応答良く追従させることができないため、総電力の変化を抑制することができず、過電圧が発生する可能性がある。

この対策として、請求項５のように、第１の電動機の発電電力を低下させる際に第１の電動機の目標発電電力を所定値以下に維持するようにすると良い。このようにすれば、車輪のスリップが間欠的に発生したときのように第２の電動機の消費電力が振動しながら低下する場合でも、第１の電動機の目標発電電力を所定値以下に維持して、実際の発電電力を確実に低下させることができるため、総電力の変化を確実に抑制することができ、過電圧の発生を防止することができる。

また、請求項６のように、第１の電動機及び第２の電動機と電力の授受を行うバッテリを備えている場合には、第２の目標トルク算出手段は、第１の電動機の電力と第２の電動機の電力とから求めた総電力がバッテリの最大許容充電電力及び最大許容放電電力を越えないように第２の電動機の目標トルク（第２の目標トルク）を算出するようにすると良い。このようにすれば、総電力がバッテリの最大許容充電電力や最大許容放電電力を越えることを防止して、バッテリの電力授受量を許容範囲内に抑えることができ、バッテリを保護することができる。

更に、請求項７のように、第１の電動機の発電電力乃至バッテリの電力で駆動される電気負荷を備えている場合には、第２の目標トルク算出手段は、第１の電動機の電力と第２の電動機の電力と電気負荷の消費電力とから求めた総電力がバッテリの最大許容充電電力及び最大許容放電電力を越えないように第２の電動機の目標トルク（第２の目標トルク）を算出するようにしても良い。このようにすれば、第１の電動機や第２の電動機以外の電気負荷を含めた総電力がバッテリの最大許容充電電力や最大許容放電電力を越えることを防止して、バッテリの電力授受量を確実に許容範囲内に抑えることができ、バッテリを確実に保護することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてハイブリッド車の駆動システムの概略構成を説明する。
ハイブリッド車には、内燃機関であるエンジン１１と第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）１２と第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）１３が搭載され、エンジン１１と第２のＭＧ１３が車輪１４を駆動する動力源となる。エンジン１１のクランク軸１５の動力は、動力分割機構である遊星ギヤ機構１６で二系統に分割される。この遊星ギヤ機構１６は、中心で回転するサンギヤ１７と、このサンギヤ１７の外周を自転しながら公転するプラネタリギヤ１８と、このプラネタリギヤ１８の外周を回転するリングギヤ１９とから構成され、プラネタリギヤ１８には図示しないキャリアを介してエンジン１１のクランク軸１５が連結され、リングギヤ１９には第２のＭＧ１３の回転軸と車輪１４の駆動軸２０が連結され、サンギヤ１７には、主に発電機として使用する第１のＭＧ１２の回転軸が連結されている。この場合、第１のＭＧ１２が特許請求の範囲でいう第１の電動機に相当し、第２のＭＧ１３が特許請求の範囲でいう第２の電動機に相当する。

第１のＭＧ１２と第２のＭＧ１３は、それぞれインバータ２７，２８を介してバッテリ２９と電力を授受するようになっている。また、エンジン１１には、クランク軸１５が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ３１が取り付けられ、このクランク角センサ３１の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。更に、第１のＭＧ１２と第２のＭＧ１３には、それぞれロータの回転位置を検出する回転位置センサ３２，３３が取り付けられ、これらの回転位置センサ３２，３３の出力信号に基づいて第１のＭＧ１２の回転速度と第２のＭＧ１３の回転速度が検出される。

ハイブリッドＥＣＵ３０は、ハイブリッド車全体を総合的に制御するコンピュータであり、アクセル開度を検出するアクセルセンサ２１、自動変速機のシフトレンジを検出するシフトスイッチ２２、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ２３等の各種のセンサやスイッチの出力信号を読み込んで、車両の運転状態を検出し、要求走行モードを判定する。このハイブリッドＥＣＵ３０は、エンジン１１の運転を制御するエンジンＥＣＵ２４と、第１のＭＧ１２の運転を制御する第１のＭＧ−ＥＣＵ２５と、第２のＭＧ１３の運転を制御する第２のＭＧ−ＥＣＵ２６との間で制御信号を送受信し、各ＥＣＵ２４〜２６によって要求走行モードに応じてエンジン１１と第１のＭＧ１２と第２のＭＧ１３の運転を制御する。

例えば、発進時や低中速走行時（エンジン１１の燃費効率が悪い領域）は、エンジン１１を停止させた状態に維持して第２のＭＧ１３の動力のみで走行するモータ走行モードを選択する。このモータ走行モードでは、第２のＭＧ１３の動力のみで駆動軸２０を駆動して車輪１４を駆動する。この際、第２のＭＧ１３の回転力の一部が遊星ギヤ機構１６のリングギヤ１９に伝達され、それによってリングギヤ１９が回転してプラネタリギヤ１８が自転し、サンギヤ１７が回転することで、第１のＭＧ１２が駆動されて回転する。

また、モータ走行モード中にエンジン１１を始動する場合には、第１のＭＧ１２にトルクを発生して、遊星ギヤ機構１６のサンギヤ１７にトルクを作用させ、それによってサンギヤ１７の外周に沿ってプラネタリギヤ１８の公転速度を変化させることで、エンジン１１のクランク軸１５を回転駆動してエンジン１１を始動する。

通常走行時は、エンジン１１の燃費効率が最大となるように、エンジン１１のクランク軸１５の動力を遊星ギヤ機構１６によって第１のＭＧ１２側と駆動軸２０側（第２のＭＧ１３の回転軸側）の二系統に分割し、その一方の系統の出力で駆動軸２０を駆動して車輪１４を駆動し、他方の系統の出力で第１のＭＧ１２を駆動し、それによって発電した電力を第２のＭＧ１３に供給して第２のＭＧ１３の動力でも車輪１４を駆動する。

急加速時は、最もトルクが要求されるため、通常走行時の発電電力の他にバッテリ２９の直流電力も加えてインバータ２８で交流電力に変換して第２のＭＧ１３に供給し、第２のＭＧ１３を運転する。これより、エンジン１１と第２のＭＧ１３の両方の動力で駆動軸２０を駆動して車輪１４を駆動することで、加速性能を向上させる。

減速時や制動時には、車輪１４が第２のＭＧ１３を駆動して発電機として作動させ、車両の減速エネルギや制動エネルギを電力に変換してバッテリ２９に充電する。

また、ハイブリッドＥＣＵ３０は、車輪１４のスリップを検出したとき（例えば、スリップが発生中及びスリップ終了から所定時間以内の期間）に、トラクション制御フラグをオンにセットし、車両の要求駆動トルクを制限して第２のＭＧ１３のトルクを低下させることでスリップを抑制するスリップ抑制制御手段として機能するが、その際、第２のＭＧ１３のトルクが急低下して第２のＭＧ１３の消費電力が急低下すると、第２のＭＧ１３の消費電力に対して第１のＭＧ１２の発電電力が過剰になって、第２のＭＧ１３を駆動するインバータ２８の入力電圧が急上昇してインバータ２８に過電圧が印加されてしまう可能性がある。

このような過電圧の対策として、ハイブリッドＥＣＵ３０は、後述する図２乃至図４のトルク制御用の各ルーチンを実行することで、通常時（非スリップ検出時）には、トルク優先制御モードで第２のＭＧ１３のトルクを制御し、車輪１４のスリップを検出したときには、総電力優先制御モードに切り換えて第２のＭＧ１３のトルクを制御する。

トルク優先制御モードでは、車両の要求駆動トルクとエンジン１１の目標トルクに基づいて第２のＭＧ１３の目標トルクＴ1 を算出することで、トルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 を、車両の要求駆動トルクに対応した第１の目標トルク（車両の要求駆動トルクを実現する目標トルク）に設定し、第２のＭＧ１３のトルクをトルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 になるように制御する。このトルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 は、特許請求の範囲でいう第１の目標トルクに相当する。

一方、総電力優先制御モードでは、第２のＭＧ１３の消費電力と、第１のＭＧ１２の発電電力と、図示しない電気負荷（例えば、第１のＭＧ１２の発電電力乃至バッテリ２９の電力で駆動される空調装置等）の消費電力とを合計した総電力（電力収支）が所定範囲内で且つ総電力の所定期間当りの変化量が所定値以下になるように第２のＭＧ１３の目標トルクＴ2 を算出することで、総電力優先制御モード時の目標トルクＴ2 を、総電力の変化を抑制して過電圧の発生を防止できる範囲内で、車両の要求駆動トルクに対応した第１の目標トルク（トルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 ）に近付けていくように設定し、第２のＭＧ１３のトルクを総電力優先制御モード時の目標トルクＴ2 になるように制御する。この総電力優先制御モード時の目標トルクＴ2 は、特許請求の範囲でいう第２の目標トルクに相当する。

尚、総電力（電力収支）を求める際に、第２のＭＧ１３及び電気負荷の消費電力をプラス値とした場合には第１のＭＧ１２の発電電力をマイナス値とし、第２のＭＧ１３及び電気負荷の消費電力をマイナス値とした場合には第１のＭＧ１２の発電電力をプラス値とすれば良い。

以下、ハイブリッドＥＣＵ３０が実行する図２乃至図４に示すトルク制御用の各ルーチンの処理内容を説明する。

［トルク制御メインルーチン］
図２に示すトルク制御メインルーチンは、ハイブリッドＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、車両の要求駆動トルクとエンジン１１の目標トルクに基づいて第２のＭＧ１３の目標トルクＴ１を算出することで、トルク優先制御モード時の目標トルクＴ１を車両の要求駆動トルクに対応した第１の目標トルク（車両の要求駆動トルクを実現する目標トルク）に設定する。このステップ１０１の処理が特許請求の範囲でいう第１の目標トルク算出手段としての役割を果たす。

この後、ステップ１０２に進み、後述する図３の総電力優先制御モード時の目標トルク算出ルーチンを実行することで、第２のＭＧ１３の消費電力と第１のＭＧ１２の発電電力と電気負荷（例えば空調装置等）の消費電力とから求めた総電力（電力収支）が所定範囲内で且つ総電力の変化量が所定値以下になるように第２のＭＧ１３の総電力優先制御モード時の目標トルクＴ2 （第２の目標トルク）を算出する。

この後、ステップ１０３に進み、スリップ発生中か又はスリップ終了から所定時間以内であるか否かを判定する。この際、スリップの検出方法は、例えば、駆動車輪１４の回転速度と非駆動車輪（図示せず）の回転速度とに基づいて駆動車輪１４の滑り率を算出し、この滑り率が所定のスリップ判定値を越えたときにスリップが発生していると判定する。この機能が特許請求の範囲でいうスリップ検出手段としての役割を果たす。尚、スリップの検出方法は、適宜変更しても良いことは言うまでもない。

このステップ１０３で、スリップが発生中か又はスリップ終了から所定時間以内であると判定された場合には、ステップ１０４に進み、第２のＭＧ１３の制御モードを総電力優先制御モードに切り換える。

一方、ステップ１０３で、スリップ発生中でなく且つスリップ終了から所定時間以内でもないと判定された場合には、ステップ１０５に進み、第２のＭＧ１３の制御モードをトルク優先制御モードに切り換える。これらのステップ１０４、１０５の処理が特許請求の範囲でいう制御モード切換手段としての役割を果たす。

この後、ステップ１０６に進み、上記ステップ１０４又は上記ステップ１０５で選択された制御モードで第２のＭＧのトルクを制御するように第２のＭＧ−ＥＣＵ２６に指示する。

［総電力優先制御モード時の目標トルク算出ルーチン］
図３に示す総電力優先制御モード時の目標トルク算出ルーチンは、前記図２のトルク制御メインルーチンのステップ１０２で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう第２の目標トルク算出手段としての役割を果たす。

本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、第２のＭＧ１３の総電力優先制御モード時の目標トルク下限値Ｔd を次のようにして算出する。

まず、第２のＭＧ１３の消費電力と第１のＭＧ１２の発電電力と電気負荷（例えば空調装置等）の消費電力とを合計した総電力の絶対値が所定値（例えばバッテリ２９の最大許容充電電力Ｐa1）以下となる目標トルク下限値Ｔd1を次式により算出する。
Ｔd1＝（Ｐa1−Ｐb ）／Ｎm
ここで、Ｐb は第１のＭＧ１２の発電電力と電気負荷の消費電力とを合計した電力であり、Ｎm は第２のＭＧ１３の回転速度である。

更に、総電力の変化量（例えば今回値と前回値との差）の絶対値が所定値（例えばバッテリ２９の最大許容充電電力変化量ΔＰa1）以下となる目標トルク下限値Ｔd2を次式により算出する。
Ｔd2＝（ΔＰa1−ΔＰb ＋Ｐm.0 ）／Ｎm

ここで、ΔＰb は第１のＭＧ１２の発電電力と電気負荷の消費電力とを合計した電力の変化量（例えば今回値と前回値との差）であり、Ｐm.0 は第２のＭＧ１３の消費電力の前回値である。

このようにして求めた２つの目標トルク下限値Ｔd1，Ｔd2のうちの大きい方を最終的な目標トルク下限値Ｔd として選択する。これにより、総電力がバッテリ２９の最大許容充電電力を越えず且つ総電力の変化量がバッテリ２９の最大許容充電電力変化量を越えないように目標トルク下限値Ｔd を設定する。

この後、ステップ２０２に進み、第２のＭＧ１３の総電力優先制御モード時の目標トルク上限値Ｔu を次のようにして算出する。

まず、第２のＭＧ１３の消費電力と第１のＭＧ１２の発電電力と電気負荷（例えば空調装置等）の消費電力とを合計した総電力の絶対値が所定値（例えばバッテリ２９の最大許容放電電力Ｐa2）以下となる目標トルク上限値Ｔu1を次式により算出する。
Ｔu1＝（Ｐa2−Ｐb ）／Ｎm

更に、総電力の変化量（例えば今回値と前回値との差）の絶対値が所定値（例えばバッテリ２９の最大許容放電電力変化量ΔＰa2）以下となる目標トルク上限値Ｔu2を次式により算出する。
Ｔu2＝（ΔＰa2−ΔＰb ＋Ｐm.0 ）／Ｎm

このようにして求めた２つの目標トルク上限値Ｔu1，Ｔu2のうちの小さい方を最終的な目標トルク上限値Ｔu として選択する。これにより、総電力がバッテリ２９の最大許容放電電力を越えず且つ総電力の変化量がバッテリ２９の最大許容放電電力変化量を越えないように目標トルク上限値Ｔu を設定する。

この後、ステップ２０３に進み、トルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 （車両の要求駆動トルクに対応した第１の目標トルク）が目標トルク下限値Ｔd よりも小さいか否かを判定し、トルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 が目標トルク下限値Ｔd よりも小さいと判定された場合には、ステップ２０５に進み、総電力優先制御モード時の目標トルクＴ2 （第２の目標トルク）を目標トルク下限値Ｔd に設定する。
Ｔ2 ＝Ｔd

一方、上記ステップ２０３で、トルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 が目標トルク下限値Ｔd 以上であると判定された場合には、ステップ２０４に進み、トルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 （車両の要求駆動トルクに対応した第１の目標トルク）が目標トルク上限値Ｔu よりも大きいか否かを判定し、トルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 が目標トルク上限値Ｔu よりも大きいと判定された場合には、ステップ２０６に進み、総電力優先制御モード時の目標トルクＴ2 を目標トルク上限値Ｔu に設定する。
Ｔ2 ＝Ｔd

また、上記ステップ２０３でトルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 が目標トルク下限値Ｔd 以上であると判定され且つ上記ステップ２０４でトルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 が目標トルク上限値Ｔu 以下である（Ｔd ＜Ｔ1 ＜Ｔu ）と判定された場合には、ステップ２０７に進み、総電力優先制御モード時の目標トルクＴ2 をトルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 と同じ値に設定する。
Ｔ2 ＝Ｔ1

以上の処理により、総電力優先制御モード時の目標トルクＴ2 （第２の目標トルク）を、総電力の変化を抑制して過電圧の発生を防止できる範囲内で車両の要求駆動トルクに対応した第１の目標トルク（トルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 ）に近付けていくように設定する。

［目標発電電力算出ルーチン］
図４に示す目標発電電力算出ルーチンは、ハイブリッドＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、第２のＭＧ１３の回転速度と要求駆動トルクとに基づいて要求発電電力Ｐgrq を算出する。

この後、ステップ３０２に進み、スリップ発生中か又はスリップ終了から所定時間以内であるか否かを判定し、スリップが発生中か又はスリップ終了から所定時間以内であると判定された場合には、ステップ３０３に進み、今回の要求発電電力Ｐgrq が前回までの要求発電電力の最小値Ｐgrq(min)よりも小さいか否かを判定する。

このステップ３０３で、今回の要求発電電力Ｐgrq が前回までの要求発電電力の最小値Ｐgrq(min)よりも小さいと判定された場合には、ステップ３０４に進み、要求発電電力の最小値Ｐgrq(min)を今回の要求発電電力Ｐgrq で更新する。
Ｐgrq(min)＝Ｐgrq

一方、上記ステップ３０３で、今回の要求発電電力Ｐgrq が前回までの要求発電電力の最小値Ｐgrq(min)以上であると判定された場合には、要求発電電力の最小値Ｐgrq(min)を更新することなく、ステップ３０５に進む。

このステップ３０５では、要求発電電力の最小値Ｐgrq(min)を、最終的な目標発電電力Ｐgtagとして設定する。
Ｐgtag＝Ｐgrq(min)

これらのステップ３０３〜３０５の処理により、スリップが検出されたときに第１のＭＧ１２の目標発電電力を所定値（要求発電電力の最小値）に維持して第１のＭＧ１２の発電電力を低下させる。これらのステップ３０３〜３０５の処理が特許請求の範囲でいう発電電力低下制御手段としての役割を果たす。

一方、上記ステップ３０２で、スリップ発生中でなく且つスリップ終了から所定時間以内でもないと判定された場合には、ステップ３０６に進み、今回の要求発電電力Ｐgrq をそのまま最終的な目標発電電力Ｐgtagとして設定する。
Ｐgtag＝Ｐgrq

従来は、図５（ａ）に示すように、スリップが検出されたとき（トラクション制御フラグがオンされたとき）に、第２のＭＧのトルクを通常よりも低い変化率で低下させるため、第２のＭＧのトルクを速やかに車両の要求駆動トルクに対応したトルクに低下させることができず、車両の駆動トルクを速やかに要求駆動トルクに制御することができないという欠点があった。

これに対して、本実施例では、図５（ｂ）に示すように、スリップが検出されたとき（トラクション制御フラグがオンされたとき）に、第２のＭＧ１３の制御モードを総電力優先制御モードに切り換えて、第２のＭＧ１３の消費電力と第１のＭＧ１２の発電電力と電気負荷の消費電力とを合計した総電力（電力収支）が所定範囲内で且つ総電力の所定期間当りの変化量が所定値以下になるように第２のＭＧ１３の目標トルクＴ2 （第２の目標トルク）を算出することで、総電力優先制御モード時の目標トルクＴ2 を、総電力の変化を抑制して過電圧の発生を防止できる範囲内で、車両の要求駆動トルクに対応した第１の目標トルク（トルク優先制御モード時の目標トルクＴ1 ）に近付けていくように設定する。これにより、スリップが検出されて車両の要求駆動トルクが急低下したときに、インバータ２８に過電圧が印加されることを防止しながら、できるだけ速やかに第２のＭＧ１３のトルクを車両の要求駆動トルクに対応したトルクに制御することができて、できるだけ速やかに車両の駆動トルクを要求駆動トルクに制御することが可能となり、トルク制御性を向上させることができる。

しかも、本実施例では、総電力優先制御モード中に第２のＭＧ１３の目標トルクＴ2 を設定する際に、第２のＭＧ１３の消費電力と第１のＭＧ１２の発電電力と電気負荷の消費電力とを合計した総電力がバッテリ２９の最大許容充電電力及び最大許容放電電力を越えないように第２のＭＧ１３の目標トルクＴ2 （第２の目標トルク）を設定するようにしたので、総電力がバッテリ２９の最大許容充電電力や最大許容放電電力を越えることを防止して、バッテリ２９の電力授受量を許容範囲内に抑えることができ、バッテリ２９を保護することができる。

尚、上記実施例では、第２のＭＧ１３の消費電力と第１のＭＧ１２の発電電力と電気負荷の消費電力とを合計した総電力がバッテリ２９の最大許容充電電力及び最大許容放電電力を越えないように第２のＭＧ１３の目標トルクＴ2 を設定するようにしたが、電気負荷の影響が小さい場合には、第２のＭＧ１３の消費電力と第１のＭＧ１２の発電電力とを合計した総電力がバッテリ２９の最大許容充電電力及び最大許容放電電力を越えないように第２のＭＧ１３の目標トルクＴ2 を設定するようにしても良い。

また、本実施例では、スリップが検出されたときに第１のＭＧ１２の発電電力を低下させるようにしたので、スリップが検出されたときに第２のＭＧ１３の目標トルクが低下して第２のＭＧ１３の消費電力が低下しても、第１のＭＧ１２の発電電力を低下させることで、総電力の変化を効果的に抑制することができ、過電圧の発生を効果的に防止することができる。

ところで、図６に示すように、スリップが間欠的に発生する状況（スリップとグリップが交互に繰り返される状況）では、第２のＭＧ１３の回転速度が振動（増減）するため、第２のＭＧ１３のトルク低下に伴って第２のＭＧ１３の消費電力が振動しながら低下することがある。このような場合、図６（ａ）に示すように、総電力の変化を抑制するように第１のＭＧ１２の目標発電電力を振動させながら低下させるようにすると、エンジン１１の動力で第１のＭＧ１２を駆動するシステムのように第１のＭＧ１２の応答性があまり良くない場合には、第１のＭＧ１２の目標発電電力の変化に対して実際の発電電力を応答良く追従させることができないため、総電力の変化を抑制することができず、過電圧が発生する可能性がある。

この対策として、本実施例では、図６（ｂ）に示すように、第１のＭＧ１２の発電電力を低下させる際に、第１のＭＧ１２の目標発電電力を所定値（要求発電電力の最小値）に維持するようにしたので、スリップが間欠的に発生したときのように第２のＭＧ１３の消費電力が振動しながら低下する場合でも、第１のＭＧ１２の目標発電電力を所定値に維持して、実際の発電電力を確実に低下させることができるため、総電力の変化を確実に抑制することができ、過電圧の発生を防止することができる。

尚、上記実施例では、第１のＭＧ１２の発電電力を低下させる際に、第１のＭＧ１２の目標発電電力を要求発電電力の最小値に維持するようにしたが、これに限定されず、第１のＭＧ１２の目標発電電力を予め設定した所定値に維持するようにしたり、或は、所定値以下に制限するようにしても良い。

また、上記実施例では、スリップが検出されたときに第１のＭＧ１２の発電電力を低下させるようにしたが、車両の走行路面が低摩擦係数状態であると判定されたときに第１のＭＧ１２の発電電力を低下させるようにしても良い。このようにすれば、走行路面が低摩擦係数状態であると判定された時点で、スリップが発生すると予測して、スリップが発生する前に予め第１のＭＧ１２のの発電電力を低下させておくことができる。

この場合、走行路面の摩擦係数の判定方法は、例えば、駆動車輪１４の回転速度と非駆動車輪（図示せず）の回転速度とに基づいて駆動車輪１４の滑り率を算出すると共に、第１のＭＧ１２の目標トルクと第２のＭＧ１３の目標トルクとに基づいて車両の駆動力を算出し、これらの駆動力と滑り率とに基づいて走行路面の摩擦係数を判定する。この機能が特許請求の範囲でいう路面状態判定手段としての役割を果たす。尚、走行路面の摩擦係数の判定方法は、適宜変更しても良い。

また、上記実施例では、スリップが検出されたときに第２のＭＧ１３の制御モードを総電力優先制御モードに切り換えるようにしたが、これに限定されず、スリップが検出されたとき以外でも車両の要求駆動トルクが急変する場合に第２のＭＧ１３の制御モードを総電力優先制御モードに切り換えるようにしても良い。

その他、本発明は、上記実施例で説明した駆動システムのハイブリッド車に限定されず、発電を主とした第１の電動機と、この電動機の発電電力により車輪を駆動可能な第２の電動機とを備えた電動車両に広く適用して実施できる等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

本発明の一実施例におけるハイブリッド車の駆動システムの概略構成図である。 トルク制御メインルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 総電力優先制御モード時の目標トルク算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 目標発電電力算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 （ａ）は従来のトルク制御を説明するタイムチャートであり、（ｂ）は本実施例のトルク制御を説明するタイムチャートである。 （ａ）は比較例の目標発電電力の設定方法を説明するタイムチャートであり、（ｂ）は本実施例の目標発電電力の設定方法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（内燃機関）、１２…第１のＭＧ、１３…第２のＭＧ、１４…車輪、１５…クランク軸、１６…遊星ギヤ機構、２４…エンジンＥＣＵ、２５…第１のＭＧ−ＥＣＵ、２６…第２のＭＧ−ＥＣＵ、２７，２８…インバータ、２９…バッテリ、３０…ハイブリッドＥＣＵ（第１の目標トルク算出手段，第２の目標トルク算出手段，制御モード切換手段，スリップ検出手段，発電電力低下制御手段）

Claims (7)

1. 発電を主とした第１の電動機と、該第１の電動機の発電電力により車両の車輪を駆動可能な第２の電動機とを備えた電動車両の制御装置において、
   車両の要求駆動トルクに基づいて前記第２の電動機の目標トルク（以下「第１の目標トルク」という）を算出する第１の目標トルク算出手段と、
   前記第１の電動機の発電乃至消費電力と前記第２の電動機の消費乃至発電電力とから求めた総電力が所定範囲内で且つ該総電力の所定期間当りの変化量が所定値以下になるように前記第２の電動機の目標トルク（以下「第２の目標トルク」という）を算出する第２の目標トルク算出手段と、
   前記第２の電動機のトルクを前記第１の目標トルクになるように制御するトルク優先制御モードと、前記第２の電動機のトルクを前記第２の目標トルクになるように制御する総電力優先制御モードとを切り換える制御モード切換手段と
   を備えていることを特徴とする電動車両の制御装置。
2. 前記車輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、
   前記スリップ検出手段によりスリップが検出されたときに前記要求駆動トルクを制限するスリップ抑制制御手段とを備え、
   前記制御モード切換手段は、前記スリップ検出手段によりスリップが検出されたときに前記総電力優先制御モードに切り換えることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の制御装置。
3. 前記スリップ検出手段によりスリップが検出されたときに前記第１の電動機の発電電力を低下させる発電電力低下制御手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の電動車両の制御装置。
4. 前記車両の走行路面の状態を判定する路面状態判定手段を備え、
   前記路面状態判定手段により走行路面が低摩擦係数状態であると判定されたときに前記第１の電動機の発電電力を低下させる発電電力低下制御手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の電動車両の制御装置。
5. 前記発電電力低下制御手段は、前記第１の電動機の目標発電電力を所定値以下に維持することを特徴とする請求項３又は４に記載の電動車両の制御装置。
6. 前記第１の電動機及び前記第２の電動機と電力の授受を行うバッテリを備え、
   前記第２の目標トルク算出手段は、前記第１の電動機の発電乃至消費電力と前記第２の電動機の消費乃至発電電力とから求めた総電力が前記バッテリの最大許容充電電力及び最大許容放電電力を越えないように前記第２の目標トルクを算出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電動車両の制御装置。
7. 前記第１の電動機の発電電力乃至前記バッテリの電力で駆動される電気負荷を備え、
   前記第２の目標トルク算出手段は、前記第１の電動機の発電乃至消費電力と前記第２の電動機の消費乃至発電電力と前記電気負荷の消費電力とから求めた総電力が前記バッテリの最大許容充電電力及び最大許容放電電力を越えないように前記第２の目標トルクを算出することを特徴とする請求項６に記載の電動車両の制御装置。

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