JP3815220B2 - ハイブリッド型車両及びその制御方法 - Google Patents
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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、エンジンのトルク、すなわち、トルクの一部を発電機モータに、残りを駆動輪に分配するハイブリッド型車両においては、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、サンギヤと発電機モータとを連結し、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】
前記構成のハイブリッド型車両においては、駆動モータ及びエンジンを駆動して走行させる際に発電機モータによって発電が行われるようになっているが、発電機モータの回転速度、すなわち、発電機モータ回転速度が低いと消費電力が大きくなり、発電効率がその分低くなる。そこで、発電機モータのロータとケーシングとの間に固定手段としてのブレーキを配設し、発電機モータ回転速度が５００〔ｒｐｍ〕以下になると、前記ブレーキを係合させることによって発電機モータの回転を固定し、その後、車速に基づいて算出されるプラネタリギヤユニットの出力軸の回転速度、すなわち、出力回転速度、及び発電効率が高いエンジン運転ポイントのエンジンの回転速度、すなわち、エンジン回転速度に基づいて発電機モータ回転速度を算出し、該発電機モータ回転速度が５００〔ｒｐｍ〕より高くなると、前記ブレーキを解放し、回転の固定を解除することによってロータを回転させるようにしている。
【０００４】
ところで、ブレーキが係合させられている間、エンジンのトルク、すなわち、エンジントルクが反力としてロータに加わっているので、単にブレーキを解放すると、前記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モータ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。
【０００５】
そこで、ロータに伝達されるエンジントルクを推定し、該エンジントルクに相当する発電機モータトルクをエンジントルクと逆方向に発生させた後に、ブレーキを解放することによって、ショックが発生するのを抑制するようにしている（特開平９−１００８５３号公報参照）。
【０００６】
【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においては、エンジンの使用環境、例えば、エンジンオイルの温度等のほかに、エンジン自体の固体差、例えば、エンジンのイナーシャによって、推定されたエンジントルクと実際のエンジントルクとに差が生じるのでショックが発生するのを十分に抑制することができない。
【０００７】
本発明は、前記従来のハイブリッド型車両の問題点を解決して、固定手段による回転の固定を解除するのに伴ってショックが発生するのを十分に抑制することができるハイブリッド型車両及びその制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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においては、発電機モータと、駆動輪に連結された出力軸と、少なくとも３個の歯車要素を備え、各歯車要素がエンジン、発電機モータ及び出力軸にそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記発電機モータの回転速度が低下したときに作動させられ、前記発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段と、該固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段と、前記回転の固定を解除したときのエンジントルクを推定するエンジントルク算出処理手段と、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値を算出する補正値算出処理手段と、前記推定エンジントルクを前記補正値によって補正するエンジントルク補正処理手段とを有する。
【０００９】
本発明の他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記補正値算出処理手段は、固定手段による回転の固定が解除されている状態で補正値を算出する。
【００１０】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記補正値算出処理手段は、前記推定エンジントルクに対する発電機モータトルクの比に基づいて補正値を算出する。
【００１１】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記推定エンジントルクはエンジンの運転状態に基づいて推定される。
【００１２】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記補正値は、複数の変動値を平均することによって算出される。
【００１３】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、発電機モータと、駆動輪に連結された出力軸と、少なくとも３個の歯車要素を備え、各歯車要素がエンジン、発電機モータ及び出力軸にそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記発電機モータの回転速度が低下したときに作動させられ、前記発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段と、該固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段と、前記回転の固定を解除したときのエンジントルクを推定するエンジントルク算出処理手段と、発電機モータの角加速度に基づいて補正値を算出する補正値算出処理手段と、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルクを前記補正値によって補正するエンジントルク補正処理手段とを有する。
【００１４】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記補正値算出処理手段は、固定手段による回転の固定が解除されたときの角加速度を算出する。
【００１５】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、補正された推定エンジントルクに相当するエンジントルク相当分を算出するエンジントルク相当分算出処理手段と、前記発電機モータによってエンジントルク相当分を発生させてトルク制御を行うトルク制御処理手段と、前記エンジントルク相当分が発生させられた状態で前記固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段とを有する。
【００１６】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記出力軸と駆動輪との間に駆動モータが連結される。
【００１７】
本発明のハイブリッド型車両の制御方法においては、エンジン、発電機モータ、及び該発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段を備えたハイブリッド型車両に適用される。
【００１８】
そして、前記回転を解除したときのエンジントルクを推定し、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値を算出し、前記推定エンジントルクを前記補正値によって補正する。
【００１９】
本発明の他のハイブリッド型車両の制御方法においては、エンジン、発電機モータ、及び該発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段を備えたハイブリッド型車両に適用される。
【００２０】
そして、前記回転を解除したときのエンジントルクを推定し、発電機モータの角加速度に基づいて補正値を算出し、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルクを前記補正値によって補正する。
【００２１】
【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。
【００２２】
図１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機能ブロック図である。
【００２３】
図において、１１はエンジン、１６は発電機モータ、１３は駆動輪に連結された出力軸１４と、サンギヤＳ、リングギヤＲ及びキャリヤＣＲを備え、各サンギヤＳ、リングギヤＲ及びキャリヤＣＲが前記エンジン１１、発電機モータ１６及び出力軸１４にそれぞれ連結された差動歯車装置としてのプラネタリギヤユニット、Ｂは前記発電機モータ１６の回転を機械的に固定するための固定手段としてのブレーキ、９１は推定によって算出された推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値を算出する補正値算出処理手段、９２は前記推定エンジントルクを前記補正値によって補正するエンジントルク補正処理手段である。
【００２４】
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。
【００２５】
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、同様に前記第１の軸線上に配設された伝達軸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と機械的に連結された第１の電動機としての発電機モータ（Ｇ）である。
【００２６】
前記出力軸１４はスリーブ形状を有し、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。
【００２７】
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を介して発電機モータ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、発電機モータ１６、又は前記第１の軸線と平行な第２の軸線上に配設され、前記発電機モータ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。なお、前記出力軸１４と駆動モータ２５及び駆動輪３７とは機械的に接続される。
【００２８】
さらに、前記発電機モータ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。前記発電機モータ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、該バッテリに直流電流を供給する。前記ロータ２１と前記ケース１０との間に固定手段としてのブレーキＢが配設され、該ブレーキＢを係合させることによってロータ２１を固定し、発電機モータ１６の回転を機械的に固定することができる。そのために、前記ブレーキＢの図示されない油圧サーボと油圧供給源とが切換バルブによって接続され、該切換バルブにソレノイドが配設される。したがって、後述される車両制御装置５１によってソレノイド信号を送り、前記切換バルブを切り換えて、前記油圧供給源の油圧を前記油圧サーボに対して給排し、ブレーキＢを係脱することができる。
【００２９】
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。
【００３０】
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電流が交流電流に変換されて供給されるようになっている。なお、前記発電機モータ１６及び駆動モータ２５と駆動輪３７とは機械的に連結される。
【００３１】
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。また、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。なお、３８は発電機モータ１６の回転速度、すなわち、発電機モータ回転速度ＮＧを検出する発電機モータ回転速度センサ、３９は駆動モータ２５の回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度ＮＭを検出する駆動モータ回転速度センサである。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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車速線図である。
【００３７】
この場合、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が発電機モータ１６と、リングギヤＲが出力軸１４を介して前記駆動輪３７とそれぞれ連結されるので、リングギヤＲの回転速度と出力軸１４の回転速度、すなわち、出力回転速度ＮＯとが等しく、キャリヤＣＲの回転速度とエンジン１１の回転速度、すなわち、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モータ回転速度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・ＮＯ
の関係が成立する。したがって、出力回転速度ＮＯ及び発電機モータ回転速度ＮＧに基づいてエンジン回転速度ＮＥ
ＮＥ＝（１・ＮＧ＋ρ・ＮＯ）／（ρ＋１） ……（１）
を算出することができる。
【００３８】
また、エンジン１１のトルク、すなわち、エンジントルクＴＥ、出力軸１４のトルク、すなわち、出力トルクＴＯ及び発電機モータ１６のトルク、すなわち、発電機モータトルクＴＧは、
ＴＥ：ＴＯ：ＴＧ＝（ρ＋１）：ρ：１
の関係になり、互いに反力を受け合う。
【００３９】
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。
【００４０】
図５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制御装置を示すブロック図である。
【００４１】
図において、１１はエンジン、１６は発電機モータ、２５は駆動モータ、４３はバッテリである。４６は前記エンジン１１の制御を行うエンジン制御手段としてのエンジン制御装置であり、該エンジン制御装置４６はスロットル開度θ等の指示信号をエンジン１１に送る。４７は前記発電機モータ１６の制御を行う発電機モータ制御手段としての発電機モータ制御装置であり、該発電機モータ制御装置４７は発電機モータ１６に電流指令値ＩＧを送る。４９は前記駆動モータ２５の制御を行う駆動モータ制御手段としての駆動モータ制御装置であり、該駆動モータ制御装置４９は駆動モータ２５に電流指令値ＩＭを送る。
【００４２】
また、５１は、図示されないＣＰＵ、記憶装置等から成り、ハイブリッド型車両の全体の制御を行う車両制御装置、４４は前記バッテリ４３の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はアクセルペダル、５３は車速Ｖを検出する車速センサ、５５は前記アクセルペダル５２の踏込量、すなわち、アクセル開度α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の踏込量β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、３８は発電機モータ回転速度ＮＧを検出する発電機モータ回転速度センサ、３９は駆動モータ回転速度ＮＭを検出する駆動モータ回転速度センサ、７２は前記バッテリ４３の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。なお、バッテリ残量検出装置４４及びバッテリ電圧センサ７２によってバッテリ状態検出手段が構成される。
【００４３】
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、前記発電機モータ回転速度ＮＧ及び駆動モータ回転速度ＮＭを読み込み、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、すなわち、目標エンジン回転速度ＮＥ* を設定したり、前記発電機モータ制御装置４７に発電機モータ回転速度ＮＧの目標値、すなわち、目標発電機モータ回転速度ＮＧ* 、及び発電機モータトルクＴＧの目標値、すなわち、目標発電機モータトルク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、すなわち、目標駆動モータトルクＴＭ* 及び駆動モータトルク補正値δＴＭを設定したりする。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、前記車両制御装置５１がエンジン回転速度ＮＥを算出するようになっているが、図示されないエンジン回転速度センサを配設し、該エンジン回転速度センサによってエンジン回転速度ＮＥを検出することもできる。また、本実施の形態において、車速Ｖは、出力回転速度ＮＯによって検出されるようになっているが、リングギヤＲの回転速度、駆動輪３７の回転速度等によって検出することもできる。
【００４５】
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。
【００４６】
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の動作を示すメインフローチャート、図７は本発明の第１の実施の形態におけるエンジントルク相当分算出処理のサブルーチンを示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における学習制御処理のサブルーチンを示す図、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の動作を示すタイムチャートである。
【００４７】
前記構成のハイブリッド型車両においては、駆動モータ２５（図２）及びエンジン１１を駆動して走行させる際に発電機モータ１６によって発電が行われるようになっているが、発電機モータ回転速度ＮＧが低いと消費電力が大きくなり、発電効率がその分低くなる。そこで、発電機モータ回転速度ＮＧが５００〔ｒｐｍ〕以下になり、ブレーキ領域が係合領域（オフ）になると、前記ブレーキＢを係合させる（オンにする）ことによってロータ２１を停止させ、その後、車速Ｖに基づいて算出されるプラネタリギヤユニット１３の出力回転速度ＮＯ、及び発電効率が高いエンジン運転ポイントのエンジン回転速度ＮＥに基づいて発電機モータ回転速度ＮＧを算出し、該発電機モータ回転速度ＮＧがタイミングｔ１で５００〔ｒｐｍ〕より高くなり、ブレーキ領域が解放領域（オン）になると、前記ブレーキＢを解放することによってロータ２１を回転させるようにしている。
【００４８】
ところで、前記係合領域において、ブレーキＢが係合させられている間、エンジントルクＴＥが反力としてロータ２１に加わっているので、同じタイミングｔ１で単にブレーキＢを解放すると、前記エンジントルクＴＥがロータ２１に伝達され、発電機モータトルク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。
【００４９】
そこで、前記車両制御装置５１の図示されない推定トルク補正処理手段としてのエンジントルク相当分算出処理手段は、エンジントルク相当分算出処理を行い、ブレーキＢを解放したときに実際にロータ２１に伝達されるエンジントルクＴＥａに相当する発電機モータトルクＴＧを、学習制御処理に基づいてエンジントルク相当分ＴＧａとして算出する。
【００５０】
続いて、前記車両制御装置５１の図示されない目標発電機モータトルク設定処理手段は、目標発電機モータトルク設定処理を行い、前記エンジントルク相当分ＴＧａを読み込み、該エンジントルク相当分ＴＧａを目標発電機モータトルクＴＧ* として発電機モータ制御装置４７に送り、設定する。
【００５１】
そして、前記発電機モータ制御装置４７の図示されないトルク制御処理手段は、トルク制御処理を行い、車両制御装置５１から目標発電機モータトルクＴＧ* が送られてくると、該目標発電機モータトルクＴＧ* に基づいて発電機モータトルク指令値ＳＴＧ* を算出する。続いて、前記発電機モータ制御装置４７の図示されない電流指令値発生処理手段は、前記発電機モータトルクＴＧと前記発電機モータトルク指令値ＳＴＧ* との偏差ΔＴＧが０になるように電流指令値ＩＧを発生させ、該電流指令値ＩＧを発電機モータ１６に送り、発電機モータ１６を駆動する。このようにして、発電機モータ１６においてエンジントルク相当分ＴＧａの発電機モータトルクＴＧが発生させられ、トルク制御が行われる。続いて、車両制御装置５１の図示されない解除処理手段としての解放処理手段は、解放処理を行い、ブレーキＢを解放する。
【００５２】
ところで、ブレーキ領域が解放領域にあり、ブレーキＢが解放されているときに、前記発電機モータ制御装置４７によって発電機モータ１６の回転速度制御が行われ、その間に、車両制御装置５１の図示されない補正値算出処理手段としての学習制御処理手段は学習制御処理を行う。そして、前記エンジントルク相当分算出処理手段は、学習制御処理において算出された学習値γａに基づいてエンジントルク相当分ＴＧａが算出される。
【００５３】
そのために、前記車両制御装置５１の図示されないエンジントルク算出処理手段は、エンジン１１の運転状態に基づいてエンジントルク算出処理を行い、車速Ｖを読み込み、該車速Ｖ及びプラネタリギヤユニット１３から駆動輪３７までのギヤ比に基づいて出力回転速度ＮＯを算出し、該出力回転速度ＮＯ及び発電機モータ回転速度ＮＧに基づいて、前記式（１）によってエンジン回転速度ＮＥを算出する。続いて、前記エンジントルク算出処理手段は、エンジン制御装置４６からスロットル開度θを読み込み、図示されないエンジントルクマップを参照し、前記スロットル開度θ及び前記エンジン回転速度ＮＥに対応するエンジントルクＴＥを算出する。
【００５４】
また、前記車両制御装置５１の図示されない発電機モータトルク算出処理手段は、発電機モータトルク算出処理を行い、図示されない発電機モータトルクマップを参照し、発電機モータ回転速度ＮＧ及びバッテリ電圧ＶＢに対応する発電機モータトルクＴＧを算出する。
【００５５】
続いて、前記学習制御処理手段の学習値算出処理手段は、学習値算出処理を行い、前記エンジントルクＴＥ及び発電機モータトルクＴＧを読み込み、エンジントルクＴＥに対する発電機モータトルクＴＧの比、すなわち、トルク比γを算出する。本実施の形態において、前記学習値算出処理手段は、所定の制御周期ごとに前記トルク比γを算出し、過去の所定の複数回にわたって算出されたトルクγの平均値を学習値γａとして算出する。なお、前記学習値γａによって、推定されるエンジントルクＴＥを補正するための補正値が構成される。
【００５６】
このようにして、エンジントルクＴＥ及び発電機モータトルクＴＧに基づいて学習値γａが算出されると、前記エンジントルク相当分算出処理手段は、前記エンジントルク算出処理手段によって算出された推定エンジントルク、すなわち、推定されたエンジントルクＴＥに前記学習値γａを乗算することによって、エンジントルクＴＥを補正し、エンジントルク相当分ＴＧａを算出する。
【００５７】
このように、前記エンジントルクＴＥ及び学習値γａに基づいてエンジントルク相当分ＴＧａが算出され、前記ブレーキＢを解放するに当たり、発電機モータ１６が駆動されてエンジントルク相当分ＴＧａが発生させられるので、エンジン１１の使用環境、例えば、エンジンオイルの温度等による影響、及びエンジン１１自体の固体差、例えば、エンジン１１のイナーシャによる影響が、ブレーキＢが解放された後のロータ２１に加わるのを防止することができる。
【００５８】
したがって、発電機モータトルクＴＧ及びエンジントルクＴＥが大きく変化するのを防止することができるので、ショックが発生するのを十分に抑制することができる。
【００５９】
次に、図６のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１ ブレーキ領域が係合領域にあるかどうかを判断する。ブレーキ領域が係合領域にある場合は処理を終了し、ない場合はステップＳ２に進む。
ステップＳ２ ブレーキＢが係合させられているかどうかを判断する。ブレーキＢが係合させられている場合はステップＳ３に、係合させられていない場合はステップＳ６に進む。
ステップＳ３ エンジントルク相当分算出処理を行う。
ステップＳ４ エンジントルク相当分ＴＧａを発生させる。
ステップＳ５ ブレーキＢを解放し、処理を終了する。
ステップＳ６ 回転速度制御を行う。
ステップＳ７ 学習制御処理を行い、処理を終了する。
【００６０】
次に、図７のフローチャートについて説明する。
ステップＳ３−１ エンジントルクＴＥに学習値γａを乗算し、処理を終了する。
【００６１】
次に、図８のフローチャートについて説明する。
ステップＳ７−１ トルク比γに基づいて学習値γａを算出し、処理を終了する。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、学習制御処理においてトルク比γを算出することによって学習値γａを算出し、前記エンジントルクＴＥに学習値γａを乗算することによってエンジントルク相当分ＴＧａを算出するようになっているが、学習制御処理において、エンジントルクＴＥと発電機モータトルクＴＧとの差を算出することによって学習値を算出し、前記前記エンジントルクＴＥに学習値γａを加算することによってエンジントルク相当分を算出することもできる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６４】
図１０は本発明の第２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メインフローチャート、図１１は本発明の第２の実施の形態における学習制御処理のサブルーチンを示す図である。
【００６５】
この場合、ブレーキ領域が解放領域にあり、固定手段としてのブレーキＢ（図２）が解放されているときに、発電機モータ制御手段としての発電機モータ制御装置４７（図５）によって発電機モータ１６の回転速度制御が行われるが、該回転速度制御が行われるのに当たり、学習制御処理は行われない。
【００６６】
そして、ブレーキ領域が解放領域にあり、ブレーキＢが係合させられているときに、前記車両制御装置５１の図示されない推定トルク算出処理手段としてのエンジントルク相当分算出処理手段は、エンジントルク相当分算出処理を行い、ブレーキＢを解放したときに実際にロータ２１に伝達されるエンジントルクＴＥａに相当する発電機モータトルクＴＧを、学習制御処理によってエンジントルク相当分ＴＧａとして算出する。
【００６７】
続いて、前記車両制御装置５１の図示されない目標発電機モータトルク設定処理手段は、目標発電機モータトルク設定処理を行い、前記エンジントルク相当分ＴＧａを読み込み、該エンジントルク相当分ＴＧａを目標発電機モータトルクＴＧ* として発電機モータ制御装置４７に送り、設定する。
【００６８】
そして、前記発電機モータ制御装置４７は、車両制御装置５１から目標発電機モータトルクＴＧ* が送られてくると、該目標発電機モータトルクＴＧ* に基づいて発電機モータトルク指令値ＳＴＧ* を算出する。続いて、前記発電機モータ制御装置４７の図示されない電流指令値発生処理手段は、前記発電機モータトルクＴＧと前記発電機モータトルク指令値ＳＴＧ* との偏差ΔＴＧが０になるように電流指令値ＩＧを発生させ、該電流指令値ＩＧを発電機モータ１６に送り、発電機モータ１６を駆動する。このようにして、発電機モータ１６においてエンジントルク相当分ＴＧａの発電機モータトルクＴＧが発生させられ、トルク制御が行われる。続いて、車両制御装置５１の図示されない解除処理手段としての解放処理手段は、解放処理を行い、ブレーキＢを解放する。
【００６９】
そして、ブレーキＢが解放されたときに、前記車両制御装置５１の図示されない学習制御処理手段は、学習制御処理を行う。そして、車両制御装置５１のエンジントルク補正処理手段９２の図示されないエンジントルク相当分算出処理手段は、学習制御処理において算出された学習値γｂに基づいてエンジントルク相当分ＴＧａを算出する。
【００７０】
そのために、前記学習制御処理手段の学習値算出処理手段は、学習値算出処理を行い、前記ブレーキＢを解放したときの、発電機モータ回転速度センサ３８によって検出された発電機モータ回転速度ＮＧを読み込み、ブレーキＢが解放されるのに伴って変化した発電機モータ回転速度ＮＧの変化量ΔＮＧを角加速度ω′として算出し、該角加速度ω′と発電機モータ１６のイナーシャＩ〔ｋｇ・ｍ2 〕とを乗算することによって、エンジントルクＴＥと発電機モータトルクＴＧとの差をトルク差ΔＴとして算出する。
【００７１】
続いて、前記学習値算出処理手段は、所定の制御周期ごとに前記トルク差ΔＴを算出し、過去の所定の複数回にわたって算出されたトルク差ΔＴの平均値を学習値ΔＴａとして算出する。なお、前記学習値ΔＴａによって、推定されるエンジントルクＴＥを補正するための補正値が構成される。
【００７２】
このようにして、学習値ΔＴａが算出されると、前記エンジントルク相当分算出処理手段は、前記エンジントルク算出処理手段によって算出され、かつ、推定されたエンジントルクＴＥに前記学習値ΔＴａを加算することによって、エンジントルクＴＥを補正し、エンジントルク相当分ＴＧａを算出する。
【００７３】
このように、前記エンジントルクＴＥ及び学習値ΔＴａに基づいてエンジントルク相当分ＴＧａが算出され、前記ブレーキＢを解放するに当たり、発電機モータ１６が駆動されてエンジントルク相当分ＴＧａが発生させられるので、エンジン１１の使用環境、例えば、エンジンオイルの温度等による影響、及びエンジン１１自体の固体差、例えば、エンジン１１のイナーシャによる影響が、ブレーキＢが解放された後のロータ２１に加わるのを防止することができる。
【００７４】
したがって、発電機モータトルクＴＧ及びエンジントルクＴＥが大きく変化するのを防止することができるので、ショックが発生するのを十分に抑制することができる。
【００７５】
次に、図１０のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１１ ブレーキ領域が係合領域にあるかどうかを判断する。ブレーキ領域が係合領域にある場合は処理を終了し、ない場合はステップＳ１２に進む。ステップＳ１２ ブレーキＢが係合させられているかどうかを判断する。ブレーキＢが係合させられている場合はステップＳ１４に、係合させられていない場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３ 回転速度制御を行い、処理を終了する。
ステップＳ１４ エンジントルク相当分算出処理を行う。
ステップＳ１５ エンジントルク相当分ＴＧａを発生させる。
ステップＳ１６ ブレーキＢを解放する。
ステップＳ１７ 学習制御処理を行い、処理を終了する。
【００７６】
次に、図１１のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１７−１ 発電機モータ回転速度ＮＧの変化量ΔＮＧに基づいて学習値ΔＴａを算出し、処理を終了する。
【００７７】
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。
【００７８】
【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においては、発電機モータと、駆動輪に連結された出力軸と、少なくとも３個の歯車要素を備え、各歯車要素がエンジン、発電機モータ及び出力軸にそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記発電機モータの回転速度が低下したときに作動させられ、前記発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段と、該固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段と、前記回転の固定を解除したときのエンジントルクを推定するエンジントルク算出処理手段と、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値を算出する補正値算出処理手段と、前記推定エンジントルクを前記補正値によって補正するエンジントルク補正処理手段とを有する。
【００７９】
この場合、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値が算出され、前記推定エンジントルクが前記補正値によって補正されるので、エンジンの使用環境、例えば、エンジンオイルの温度等による影響、及びエンジン自体の固体差、例えば、エンジンのイナーシャによる影響が、固定手段による回転の固定が解除された後の発電機モータのロータに加わるのを防止することができる。
【００８０】
したがって、発電機モータトルク及びエンジントルクが大きく変化するのを防止することができるので、ショックが発生するのを十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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機能ブロック図である。
【図２】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３】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。
【図４】本発明の第１の実施の形態における車速線図である。
【図５】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制御装置を示すブロック図である。
【図６】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動作を示すメインフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるエンジントルク相当分算出処理のサブルーチンを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における学習制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図９】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動作を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の第２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メインフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における学習制御処理のサブルーチンを示す図である。
【符号の説明】
１１ エンジン
１３ プラネタリギヤユニット
１４ 出力軸
１６ 発電機モータ
２５ 駆動モータ
３７ 駆動輪
４７ 発電機モータ制御装置
５１ 車両制御装置
９１ 補正値算出処理手段
９２ エンジントルク補正処理手段
Ｂ ブレーキ
ＣＲ キャリヤ
Ｒ リングギヤ
Ｓ サンギヤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド型車両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、エンジンのトルク、すなわち、トルクの一部を発電機モータに、残りを駆動輪に分配するハイブリッド型車両においては、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、サンギヤと発電機モータとを連結し、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】
前記構成のハイブリッド型車両においては、駆動モータ及びエンジンを駆動して走行させる際に発電機モータによって発電が行われるようになっているが、発電機モータの回転速度、すなわち、発電機モータ回転速度が低いと消費電力が大きくなり、発電効率がその分低くなる。そこで、発電機モータのロータとケーシングとの間に固定手段としてのブレーキを配設し、発電機モータ回転速度が５００〔ｒｐｍ〕以下になると、前記ブレーキを係合させることによって発電機モータの回転を固定し、その後、車速に基づいて算出されるプラネタリギヤユニットの出力軸の回転速度、すなわち、出力回転速度、及び発電効率が高いエンジン運転ポイントのエンジンの回転速度、すなわち、エンジン回転速度に基づいて発電機モータ回転速度を算出し、該発電機モータ回転速度が５００〔ｒｐｍ〕より高くなると、前記ブレーキを解放し、回転の固定を解除することによってロータを回転させるようにしている。
【０００４】
ところで、ブレーキが係合させられている間、エンジンのトルク、すなわち、エンジントルクが反力としてロータに加わっているので、単にブレーキを解放すると、前記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モータ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。
【０００５】
そこで、ロータに伝達されるエンジントルクを推定し、該エンジントルクに相当する発電機モータトルクをエンジントルクと逆方向に発生させた後に、ブレーキを解放することによって、ショックが発生するのを抑制するようにしている（特開平９−１００８５３号公報参照）。
【０００６】
【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においては、エンジンの使用環境、例えば、エンジンオイルの温度等のほかに、エンジン自体の固体差、例えば、エンジンのイナーシャによって、推定されたエンジントルクと実際のエンジントルクとに差が生じるのでショックが発生するのを十分に抑制することができない。
【０００７】
本発明は、前記従来のハイブリッド型車両の問題点を解決して、固定手段による回転の固定を解除するのに伴ってショックが発生するのを十分に抑制することができるハイブリッド型車両及びその制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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においては、発電機モータと、駆動輪に連結された出力軸と、少なくとも３個の歯車要素を備え、各歯車要素がエンジン、発電機モータ及び出力軸にそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記発電機モータの回転速度が低下したときに作動させられ、前記発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段と、該固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段と、前記回転の固定を解除したときのエンジントルクを推定するエンジントルク算出処理手段と、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値を算出する補正値算出処理手段と、前記推定エンジントルクを前記補正値によって補正するエンジントルク補正処理手段とを有する。
【０００９】
本発明の他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記補正値算出処理手段は、固定手段による回転の固定が解除されている状態で補正値を算出する。
【００１０】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記補正値算出処理手段は、前記推定エンジントルクに対する発電機モータトルクの比に基づいて補正値を算出する。
【００１１】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記推定エンジントルクはエンジンの運転状態に基づいて推定される。
【００１２】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記補正値は、複数の変動値を平均することによって算出される。
【００１３】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、発電機モータと、駆動輪に連結された出力軸と、少なくとも３個の歯車要素を備え、各歯車要素がエンジン、発電機モータ及び出力軸にそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記発電機モータの回転速度が低下したときに作動させられ、前記発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段と、該固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段と、前記回転の固定を解除したときのエンジントルクを推定するエンジントルク算出処理手段と、発電機モータの角加速度に基づいて補正値を算出する補正値算出処理手段と、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルクを前記補正値によって補正するエンジントルク補正処理手段とを有する。
【００１４】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記補正値算出処理手段は、固定手段による回転の固定が解除されたときの角加速度を算出する。
【００１５】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、補正された推定エンジントルクに相当するエンジントルク相当分を算出するエンジントルク相当分算出処理手段と、前記発電機モータによってエンジントルク相当分を発生させてトルク制御を行うトルク制御処理手段と、前記エンジントルク相当分が発生させられた状態で前記固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段とを有する。
【００１６】
本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記出力軸と駆動輪との間に駆動モータが連結される。
【００１７】
本発明のハイブリッド型車両の制御方法においては、エンジン、発電機モータ、及び該発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段を備えたハイブリッド型車両に適用される。
【００１８】
そして、前記回転を解除したときのエンジントルクを推定し、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値を算出し、前記推定エンジントルクを前記補正値によって補正する。
【００１９】
本発明の他のハイブリッド型車両の制御方法においては、エンジン、発電機モータ、及び該発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段を備えたハイブリッド型車両に適用される。
【００２０】
そして、前記回転を解除したときのエンジントルクを推定し、発電機モータの角加速度に基づいて補正値を算出し、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルクを前記補正値によって補正する。
【００２１】
【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。
【００２２】
図１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機能ブロック図である。
【００２３】
図において、１１はエンジン、１６は発電機モータ、１３は駆動輪に連結された出力軸１４と、サンギヤＳ、リングギヤＲ及びキャリヤＣＲを備え、各サンギヤＳ、リングギヤＲ及びキャリヤＣＲが前記エンジン１１、発電機モータ１６及び出力軸１４にそれぞれ連結された差動歯車装置としてのプラネタリギヤユニット、Ｂは前記発電機モータ１６の回転を機械的に固定するための固定手段としてのブレーキ、９１は推定によって算出された推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値を算出する補正値算出処理手段、９２は前記推定エンジントルクを前記補正値によって補正するエンジントルク補正処理手段である。
【００２４】
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。
【００２５】
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、同様に前記第１の軸線上に配設された伝達軸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と機械的に連結された第１の電動機としての発電機モータ（Ｇ）である。
【００２６】
前記出力軸１４はスリーブ形状を有し、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。
【００２７】
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を介して発電機モータ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、発電機モータ１６、又は前記第１の軸線と平行な第２の軸線上に配設され、前記発電機モータ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。なお、前記出力軸１４と駆動モータ２５及び駆動輪３７とは機械的に接続される。
【００２８】
さらに、前記発電機モータ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。前記発電機モータ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、該バッテリに直流電流を供給する。前記ロータ２１と前記ケース１０との間に固定手段としてのブレーキＢが配設され、該ブレーキＢを係合させることによってロータ２１を固定し、発電機モータ１６の回転を機械的に固定することができる。そのために、前記ブレーキＢの図示されない油圧サーボと油圧供給源とが切換バルブによって接続され、該切換バルブにソレノイドが配設される。したがって、後述される車両制御装置５１によってソレノイド信号を送り、前記切換バルブを切り換えて、前記油圧供給源の油圧を前記油圧サーボに対して給排し、ブレーキＢを係脱することができる。
【００２９】
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。
【００３０】
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電流が交流電流に変換されて供給されるようになっている。なお、前記発電機モータ１６及び駆動モータ２５と駆動輪３７とは機械的に連結される。
【００３１】
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。また、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。なお、３８は発電機モータ１６の回転速度、すなわち、発電機モータ回転速度ＮＧを検出する発電機モータ回転速度センサ、３９は駆動モータ２５の回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度ＮＭを検出する駆動モータ回転速度センサである。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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車速線図である。
【００３７】
この場合、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が発電機モータ１６と、リングギヤＲが出力軸１４を介して前記駆動輪３７とそれぞれ連結されるので、リングギヤＲの回転速度と出力軸１４の回転速度、すなわち、出力回転速度ＮＯとが等しく、キャリヤＣＲの回転速度とエンジン１１の回転速度、すなわち、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モータ回転速度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・ＮＯ
の関係が成立する。したがって、出力回転速度ＮＯ及び発電機モータ回転速度ＮＧに基づいてエンジン回転速度ＮＥ
ＮＥ＝（１・ＮＧ＋ρ・ＮＯ）／（ρ＋１） ……（１）
を算出することができる。
【００３８】
また、エンジン１１のトルク、すなわち、エンジントルクＴＥ、出力軸１４のトルク、すなわち、出力トルクＴＯ及び発電機モータ１６のトルク、すなわち、発電機モータトルクＴＧは、
ＴＥ：ＴＯ：ＴＧ＝（ρ＋１）：ρ：１
の関係になり、互いに反力を受け合う。
【００３９】
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。
【００４０】
図５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制御装置を示すブロック図である。
【００４１】
図において、１１はエンジン、１６は発電機モータ、２５は駆動モータ、４３はバッテリである。４６は前記エンジン１１の制御を行うエンジン制御手段としてのエンジン制御装置であり、該エンジン制御装置４６はスロットル開度θ等の指示信号をエンジン１１に送る。４７は前記発電機モータ１６の制御を行う発電機モータ制御手段としての発電機モータ制御装置であり、該発電機モータ制御装置４７は発電機モータ１６に電流指令値ＩＧを送る。４９は前記駆動モータ２５の制御を行う駆動モータ制御手段としての駆動モータ制御装置であり、該駆動モータ制御装置４９は駆動モータ２５に電流指令値ＩＭを送る。
【００４２】
また、５１は、図示されないＣＰＵ、記憶装置等から成り、ハイブリッド型車両の全体の制御を行う車両制御装置、４４は前記バッテリ４３の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はアクセルペダル、５３は車速Ｖを検出する車速センサ、５５は前記アクセルペダル５２の踏込量、すなわち、アクセル開度α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の踏込量β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、３８は発電機モータ回転速度ＮＧを検出する発電機モータ回転速度センサ、３９は駆動モータ回転速度ＮＭを検出する駆動モータ回転速度センサ、７２は前記バッテリ４３の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。なお、バッテリ残量検出装置４４及びバッテリ電圧センサ７２によってバッテリ状態検出手段が構成される。
【００４３】
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、前記発電機モータ回転速度ＮＧ及び駆動モータ回転速度ＮＭを読み込み、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、すなわち、目標エンジン回転速度ＮＥ* を設定したり、前記発電機モータ制御装置４７に発電機モータ回転速度ＮＧの目標値、すなわち、目標発電機モータ回転速度ＮＧ* 、及び発電機モータトルクＴＧの目標値、すなわち、目標発電機モータトルク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、すなわち、目標駆動モータトルクＴＭ* 及び駆動モータトルク補正値δＴＭを設定したりする。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、前記車両制御装置５１がエンジン回転速度ＮＥを算出するようになっているが、図示されないエンジン回転速度センサを配設し、該エンジン回転速度センサによってエンジン回転速度ＮＥを検出することもできる。また、本実施の形態において、車速Ｖは、出力回転速度ＮＯによって検出されるようになっているが、リングギヤＲの回転速度、駆動輪３７の回転速度等によって検出することもできる。
【００４５】
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。
【００４６】
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の動作を示すメインフローチャート、図７は本発明の第１の実施の形態におけるエンジントルク相当分算出処理のサブルーチンを示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における学習制御処理のサブルーチンを示す図、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の動作を示すタイムチャートである。
【００４７】
前記構成のハイブリッド型車両においては、駆動モータ２５（図２）及びエンジン１１を駆動して走行させる際に発電機モータ１６によって発電が行われるようになっているが、発電機モータ回転速度ＮＧが低いと消費電力が大きくなり、発電効率がその分低くなる。そこで、発電機モータ回転速度ＮＧが５００〔ｒｐｍ〕以下になり、ブレーキ領域が係合領域（オフ）になると、前記ブレーキＢを係合させる（オンにする）ことによってロータ２１を停止させ、その後、車速Ｖに基づいて算出されるプラネタリギヤユニット１３の出力回転速度ＮＯ、及び発電効率が高いエンジン運転ポイントのエンジン回転速度ＮＥに基づいて発電機モータ回転速度ＮＧを算出し、該発電機モータ回転速度ＮＧがタイミングｔ１で５００〔ｒｐｍ〕より高くなり、ブレーキ領域が解放領域（オン）になると、前記ブレーキＢを解放することによってロータ２１を回転させるようにしている。
【００４８】
ところで、前記係合領域において、ブレーキＢが係合させられている間、エンジントルクＴＥが反力としてロータ２１に加わっているので、同じタイミングｔ１で単にブレーキＢを解放すると、前記エンジントルクＴＥがロータ２１に伝達され、発電機モータトルク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。
【００４９】
そこで、前記車両制御装置５１の図示されない推定トルク補正処理手段としてのエンジントルク相当分算出処理手段は、エンジントルク相当分算出処理を行い、ブレーキＢを解放したときに実際にロータ２１に伝達されるエンジントルクＴＥａに相当する発電機モータトルクＴＧを、学習制御処理に基づいてエンジントルク相当分ＴＧａとして算出する。
【００５０】
続いて、前記車両制御装置５１の図示されない目標発電機モータトルク設定処理手段は、目標発電機モータトルク設定処理を行い、前記エンジントルク相当分ＴＧａを読み込み、該エンジントルク相当分ＴＧａを目標発電機モータトルクＴＧ* として発電機モータ制御装置４７に送り、設定する。
【００５１】
そして、前記発電機モータ制御装置４７の図示されないトルク制御処理手段は、トルク制御処理を行い、車両制御装置５１から目標発電機モータトルクＴＧ* が送られてくると、該目標発電機モータトルクＴＧ* に基づいて発電機モータトルク指令値ＳＴＧ* を算出する。続いて、前記発電機モータ制御装置４７の図示されない電流指令値発生処理手段は、前記発電機モータトルクＴＧと前記発電機モータトルク指令値ＳＴＧ* との偏差ΔＴＧが０になるように電流指令値ＩＧを発生させ、該電流指令値ＩＧを発電機モータ１６に送り、発電機モータ１６を駆動する。このようにして、発電機モータ１６においてエンジントルク相当分ＴＧａの発電機モータトルクＴＧが発生させられ、トルク制御が行われる。続いて、車両制御装置５１の図示されない解除処理手段としての解放処理手段は、解放処理を行い、ブレーキＢを解放する。
【００５２】
ところで、ブレーキ領域が解放領域にあり、ブレーキＢが解放されているときに、前記発電機モータ制御装置４７によって発電機モータ１６の回転速度制御が行われ、その間に、車両制御装置５１の図示されない補正値算出処理手段としての学習制御処理手段は学習制御処理を行う。そして、前記エンジントルク相当分算出処理手段は、学習制御処理において算出された学習値γａに基づいてエンジントルク相当分ＴＧａが算出される。
【００５３】
そのために、前記車両制御装置５１の図示されないエンジントルク算出処理手段は、エンジン１１の運転状態に基づいてエンジントルク算出処理を行い、車速Ｖを読み込み、該車速Ｖ及びプラネタリギヤユニット１３から駆動輪３７までのギヤ比に基づいて出力回転速度ＮＯを算出し、該出力回転速度ＮＯ及び発電機モータ回転速度ＮＧに基づいて、前記式（１）によってエンジン回転速度ＮＥを算出する。続いて、前記エンジントルク算出処理手段は、エンジン制御装置４６からスロットル開度θを読み込み、図示されないエンジントルクマップを参照し、前記スロットル開度θ及び前記エンジン回転速度ＮＥに対応するエンジントルクＴＥを算出する。
【００５４】
また、前記車両制御装置５１の図示されない発電機モータトルク算出処理手段は、発電機モータトルク算出処理を行い、図示されない発電機モータトルクマップを参照し、発電機モータ回転速度ＮＧ及びバッテリ電圧ＶＢに対応する発電機モータトルクＴＧを算出する。
【００５５】
続いて、前記学習制御処理手段の学習値算出処理手段は、学習値算出処理を行い、前記エンジントルクＴＥ及び発電機モータトルクＴＧを読み込み、エンジントルクＴＥに対する発電機モータトルクＴＧの比、すなわち、トルク比γを算出する。本実施の形態において、前記学習値算出処理手段は、所定の制御周期ごとに前記トルク比γを算出し、過去の所定の複数回にわたって算出されたトルクγの平均値を学習値γａとして算出する。なお、前記学習値γａによって、推定されるエンジントルクＴＥを補正するための補正値が構成される。
【００５６】
このようにして、エンジントルクＴＥ及び発電機モータトルクＴＧに基づいて学習値γａが算出されると、前記エンジントルク相当分算出処理手段は、前記エンジントルク算出処理手段によって算出された推定エンジントルク、すなわち、推定されたエンジントルクＴＥに前記学習値γａを乗算することによって、エンジントルクＴＥを補正し、エンジントルク相当分ＴＧａを算出する。
【００５７】
このように、前記エンジントルクＴＥ及び学習値γａに基づいてエンジントルク相当分ＴＧａが算出され、前記ブレーキＢを解放するに当たり、発電機モータ１６が駆動されてエンジントルク相当分ＴＧａが発生させられるので、エンジン１１の使用環境、例えば、エンジンオイルの温度等による影響、及びエンジン１１自体の固体差、例えば、エンジン１１のイナーシャによる影響が、ブレーキＢが解放された後のロータ２１に加わるのを防止することができる。
【００５８】
したがって、発電機モータトルクＴＧ及びエンジントルクＴＥが大きく変化するのを防止することができるので、ショックが発生するのを十分に抑制することができる。
【００５９】
次に、図６のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１ ブレーキ領域が係合領域にあるかどうかを判断する。ブレーキ領域が係合領域にある場合は処理を終了し、ない場合はステップＳ２に進む。
ステップＳ２ ブレーキＢが係合させられているかどうかを判断する。ブレーキＢが係合させられている場合はステップＳ３に、係合させられていない場合はステップＳ６に進む。
ステップＳ３ エンジントルク相当分算出処理を行う。
ステップＳ４ エンジントルク相当分ＴＧａを発生させる。
ステップＳ５ ブレーキＢを解放し、処理を終了する。
ステップＳ６ 回転速度制御を行う。
ステップＳ７ 学習制御処理を行い、処理を終了する。
【００６０】
次に、図７のフローチャートについて説明する。
ステップＳ３−１ エンジントルクＴＥに学習値γａを乗算し、処理を終了する。
【００６１】
次に、図８のフローチャートについて説明する。
ステップＳ７−１ トルク比γに基づいて学習値γａを算出し、処理を終了する。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、学習制御処理においてトルク比γを算出することによって学習値γａを算出し、前記エンジントルクＴＥに学習値γａを乗算することによってエンジントルク相当分ＴＧａを算出するようになっているが、学習制御処理において、エンジントルクＴＥと発電機モータトルクＴＧとの差を算出することによって学習値を算出し、前記前記エンジントルクＴＥに学習値γａを加算することによってエンジントルク相当分を算出することもできる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６４】
図１０は本発明の第２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メインフローチャート、図１１は本発明の第２の実施の形態における学習制御処理のサブルーチンを示す図である。
【００６５】
この場合、ブレーキ領域が解放領域にあり、固定手段としてのブレーキＢ（図２）が解放されているときに、発電機モータ制御手段としての発電機モータ制御装置４７（図５）によって発電機モータ１６の回転速度制御が行われるが、該回転速度制御が行われるのに当たり、学習制御処理は行われない。
【００６６】
そして、ブレーキ領域が解放領域にあり、ブレーキＢが係合させられているときに、前記車両制御装置５１の図示されない推定トルク算出処理手段としてのエンジントルク相当分算出処理手段は、エンジントルク相当分算出処理を行い、ブレーキＢを解放したときに実際にロータ２１に伝達されるエンジントルクＴＥａに相当する発電機モータトルクＴＧを、学習制御処理によってエンジントルク相当分ＴＧａとして算出する。
【００６７】
続いて、前記車両制御装置５１の図示されない目標発電機モータトルク設定処理手段は、目標発電機モータトルク設定処理を行い、前記エンジントルク相当分ＴＧａを読み込み、該エンジントルク相当分ＴＧａを目標発電機モータトルクＴＧ* として発電機モータ制御装置４７に送り、設定する。
【００６８】
そして、前記発電機モータ制御装置４７は、車両制御装置５１から目標発電機モータトルクＴＧ* が送られてくると、該目標発電機モータトルクＴＧ* に基づいて発電機モータトルク指令値ＳＴＧ* を算出する。続いて、前記発電機モータ制御装置４７の図示されない電流指令値発生処理手段は、前記発電機モータトルクＴＧと前記発電機モータトルク指令値ＳＴＧ* との偏差ΔＴＧが０になるように電流指令値ＩＧを発生させ、該電流指令値ＩＧを発電機モータ１６に送り、発電機モータ１６を駆動する。このようにして、発電機モータ１６においてエンジントルク相当分ＴＧａの発電機モータトルクＴＧが発生させられ、トルク制御が行われる。続いて、車両制御装置５１の図示されない解除処理手段としての解放処理手段は、解放処理を行い、ブレーキＢを解放する。
【００６９】
そして、ブレーキＢが解放されたときに、前記車両制御装置５１の図示されない学習制御処理手段は、学習制御処理を行う。そして、車両制御装置５１のエンジントルク補正処理手段９２の図示されないエンジントルク相当分算出処理手段は、学習制御処理において算出された学習値γｂに基づいてエンジントルク相当分ＴＧａを算出する。
【００７０】
そのために、前記学習制御処理手段の学習値算出処理手段は、学習値算出処理を行い、前記ブレーキＢを解放したときの、発電機モータ回転速度センサ３８によって検出された発電機モータ回転速度ＮＧを読み込み、ブレーキＢが解放されるのに伴って変化した発電機モータ回転速度ＮＧの変化量ΔＮＧを角加速度ω′として算出し、該角加速度ω′と発電機モータ１６のイナーシャＩ〔ｋｇ・ｍ2 〕とを乗算することによって、エンジントルクＴＥと発電機モータトルクＴＧとの差をトルク差ΔＴとして算出する。
【００７１】
続いて、前記学習値算出処理手段は、所定の制御周期ごとに前記トルク差ΔＴを算出し、過去の所定の複数回にわたって算出されたトルク差ΔＴの平均値を学習値ΔＴａとして算出する。なお、前記学習値ΔＴａによって、推定されるエンジントルクＴＥを補正するための補正値が構成される。
【００７２】
このようにして、学習値ΔＴａが算出されると、前記エンジントルク相当分算出処理手段は、前記エンジントルク算出処理手段によって算出され、かつ、推定されたエンジントルクＴＥに前記学習値ΔＴａを加算することによって、エンジントルクＴＥを補正し、エンジントルク相当分ＴＧａを算出する。
【００７３】
このように、前記エンジントルクＴＥ及び学習値ΔＴａに基づいてエンジントルク相当分ＴＧａが算出され、前記ブレーキＢを解放するに当たり、発電機モータ１６が駆動されてエンジントルク相当分ＴＧａが発生させられるので、エンジン１１の使用環境、例えば、エンジンオイルの温度等による影響、及びエンジン１１自体の固体差、例えば、エンジン１１のイナーシャによる影響が、ブレーキＢが解放された後のロータ２１に加わるのを防止することができる。
【００７４】
したがって、発電機モータトルクＴＧ及びエンジントルクＴＥが大きく変化するのを防止することができるので、ショックが発生するのを十分に抑制することができる。
【００７５】
次に、図１０のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１１ ブレーキ領域が係合領域にあるかどうかを判断する。ブレーキ領域が係合領域にある場合は処理を終了し、ない場合はステップＳ１２に進む。ステップＳ１２ ブレーキＢが係合させられているかどうかを判断する。ブレーキＢが係合させられている場合はステップＳ１４に、係合させられていない場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３ 回転速度制御を行い、処理を終了する。
ステップＳ１４ エンジントルク相当分算出処理を行う。
ステップＳ１５ エンジントルク相当分ＴＧａを発生させる。
ステップＳ１６ ブレーキＢを解放する。
ステップＳ１７ 学習制御処理を行い、処理を終了する。
【００７６】
次に、図１１のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１７−１ 発電機モータ回転速度ＮＧの変化量ΔＮＧに基づいて学習値ΔＴａを算出し、処理を終了する。
【００７７】
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。
【００７８】
【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においては、発電機モータと、駆動輪に連結された出力軸と、少なくとも３個の歯車要素を備え、各歯車要素がエンジン、発電機モータ及び出力軸にそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記発電機モータの回転速度が低下したときに作動させられ、前記発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段と、該固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段と、前記回転の固定を解除したときのエンジントルクを推定するエンジントルク算出処理手段と、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値を算出する補正値算出処理手段と、前記推定エンジントルクを前記補正値によって補正するエンジントルク補正処理手段とを有する。
【００７９】
この場合、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値が算出され、前記推定エンジントルクが前記補正値によって補正されるので、エンジンの使用環境、例えば、エンジンオイルの温度等による影響、及びエンジン自体の固体差、例えば、エンジンのイナーシャによる影響が、固定手段による回転の固定が解除された後の発電機モータのロータに加わるのを防止することができる。
【００８０】
したがって、発電機モータトルク及びエンジントルクが大きく変化するのを防止することができるので、ショックが発生するのを十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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機能ブロック図である。
【図２】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３】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。
【図４】本発明の第１の実施の形態における車速線図である。
【図５】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制御装置を示すブロック図である。
【図６】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動作を示すメインフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるエンジントルク相当分算出処理のサブルーチンを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における学習制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図９】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動作を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の第２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メインフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における学習制御処理のサブルーチンを示す図である。
【符号の説明】
１１ エンジン
１３ プラネタリギヤユニット
１４ 出力軸
１６ 発電機モータ
２５ 駆動モータ
３７ 駆動輪
４７ 発電機モータ制御装置
５１ 車両制御装置
９１ 補正値算出処理手段
９２ エンジントルク補正処理手段
Ｂ ブレーキ
ＣＲ キャリヤ
Ｒ リングギヤ
Ｓ サンギヤ
Claims (11)
- 発電機モータと、駆動輪に連結された出力軸と、少なくとも３個の歯車要素を備え、各歯車要素がエンジン、発電機モータ及び出力軸にそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記発電機モータの回転速度が低下したときに作動させられ、前記発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段と、該固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段と、前記回転の固定を解除したときのエンジントルクを推定するエンジントルク算出処理手段と、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値を算出する補正値算出処理手段と、前記推定エンジントルクを前記補正値によって補正するエンジントルク補正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。
- 前記補正値算出処理手段は、固定手段による回転の固定が解除されている状態で補正値を算出する請求項１に記載のハイブリッド型車両。
- 前記補正値算出処理手段は、前記推定エンジントルクに対する発電機モータトルクの比に基づいて補正値を算出する請求項２に記載のハイブリッド型車両。
- 前記推定エンジントルクはエンジンの運転状態に基づいて推定される請求項１に記載のハイブリッド型車両。
- 前記補正値は、複数の変動値を平均することによって算出される請求項１に記載のハイブリッド型車両。
- 発電機モータと、駆動輪に連結された出力軸と、少なくとも３個の歯車要素を備え、各歯車要素がエンジン、発電機モータ及び出力軸にそれぞれ連結された差動歯車装置と、前記発電機モータの回転速度が低下したときに作動させられ、前記発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段と、該固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段と、前記回転の固定を解除したときのエンジントルクを推定するエンジントルク算出処理手段と、発電機モータの角加速度に基づいて補正値を算出する補正値算出処理手段と、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルクを前記補正値によって補正するエンジントルク補正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。
- 前記補正値算出処理手段は、固定手段による回転の固定が解除されたときの角加速度を算出する請求項６に記載のハイブリッド型車両。
- 補正された推定エンジントルクに相当するエンジントルク相当分を算出するエンジントルク相当分算出処理手段と、前記発電機モータによってエンジントルク相当分を発生させてトルク制御を行うトルク制御処理手段と、前記エンジントルク相当分が発生させられた状態で前記固定手段による回転の固定を解除する解除処理手段とを有する請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド型車両。
- 前記出力軸と駆動輪との間に駆動モータが連結される請求項１又は８に記載のハイブリッド型車両。
- 発電機モータ、及び該発電機モータの回転速度が低下したときに、発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段を備えたハイブリッド型車両の制御方法において、前記回転の固定を解除したときのエンジントルクを推定し、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルク及び発電機モータトルクに基づいて補正値を算出し、前記推定エンジントルクを前記補正値によって補正することを特徴とするハイブリッド型車両の制御方法。
- 発電機モータ、及び該発電機モータの回転速度が低下したときに、発電機モータの回転を機械的に固定するための固定手段を備えたハイブリッド型車両の制御方法において、前記回転の固定を解除したときのエンジントルクを推定し、発電機モータの角加速度に基づいて補正値を算出し、推定されたエンジントルクによって表される推定エンジントルクを前記補正値によって補正することを特徴とするハイブリッド型車両の制御方法。
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