JP4147749B2 - 電動車両用駆動装置及びハイブリッド型車両用駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両用駆動装置及びハイブリッド型車両用駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンを駆動することによって駆動輪に駆動力を発生させて走行させられるようにした車両においては、アクセルペダルが踏み込まれるとエンジンの回転速度、すなわち、エンジン回転速度が高くなるとともに、エンジンによって発生させられるトルク、すなわち、エンジントルクが大きくなる。また、駆動モータを駆動することによって駆動輪に駆動力を発生させて走行させられるようにした電動車両においては、アクセルペダルが踏み込まれると、駆動モータの回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度が高くなるとともに、駆動モータによって発生させられるトルク、すなわち、駆動モータトルクが大きくなる。
【０００３】
ところで、前記駆動モータの応答性はエンジンの応答性より高い。したがって、電動車両において、前記アクセルペダルを急激に踏み込むと、駆動モータ回転速度が急激に高くなり、駆動モータトルクが急激に大きくなり、それに伴って駆動モータのモータケースが反力を受け、該反力によって車体に振動が発生したり、ドライブシャフトに捩（ねじ）り振動が発生したりして走行フィーリングが悪くなってしまう。また、前記アクセルペダルの急激な踏込み及び戻しを短時間で繰り返し行った場合には、駆動モータと駆動輪との間のトルク伝達系を構成する変速用のギヤ、ディファレンシャルギヤ、ドライブシャフト等に存在するバックラッシュによって歯打ち音が発生してしまう。その結果、変速用のギヤ、ディファレンシャルギヤ、ドライブシャフト等に衝撃荷重が加わってトルク伝達系の耐久性を低下させてしまう。また、前記歯打ち音によって車体が共振すると、走行フィーリングが悪くなってしまう。
【０００４】
図２は従来の電動車両の第１のトルク特性図である。
【０００５】
図に示されるように、所定のタイミングｔ１でアクセルペダルを急激に踏み込むと、駆動モータトルクは急激に大きくなり、それに伴って、ドライブシャフトに捩り振動が発生し、電動車両を駆動するための駆動力に大きな振動が発生する。
【０００６】
そこで、前記アクセルペダルを踏み込んだときに、駆動モータトルクの変化率を低くし、駆動モータ回転速度が急激に高くなるのを防止するとともに、歯打ち音が発生するのを抑制するようにしている。
【０００７】
図３は従来の電動車両の第２のトルク特性図である。
【０００８】
図に示されるように、所定のタイミングｔ１でアクセルペダルを踏み込んだときに、駆動モータトルクの変化率を低くすると、駆動モータ回転速度が急激に高くなるのを防止することができ、それに伴って、前記駆動力に大きな振動が発生するのを抑制することができる。なお、前記駆動モータトルクの変化率を低くするのに伴って電動車両の加速性が低くなるが、前記変化率は、発進時、急加速時等において電動車両を十分に加速させることができ、運転者の要求を満たすことができる程度に設定される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の電動車両においては、前記変化率を、発進時、急加速時等において電動車両を十分に加速させることができ、運転者の要求を満たすことができる程度に設定すると、駆動モータ回転速度が高い領域、すなわち、高車速領域において、駆動モータトルクが変化するのに伴って、駆動モータを駆動することによって消費される電力、すなわち、駆動モータの消費電力が大きく変化してしまう。
【００１０】
図４は駆動モータトルクと消費電力との関係を示す図である。
【００１１】
図において、Ｐｗ１は駆動モータ回転速度が低い領域、すなわち、低車速領域における駆動モータの消費電力、Ｐｗ２は高車速領域における駆動モータの消費電力である。
【００１２】
一般に、駆動モータの消費電力は、
（駆動モータトルク）×（駆動モータ回転速度）×（モータ効率）
で表される。したがって、駆動モータトルクの変化率を、発進時、急加速時等において電動車両を十分に加速させることができ、運転者の要求を満たすことができる程度に設定すると、低車速領域においては、駆動モータトルクが変化するのに伴って消費電力Ｐｗ１は大きく変化しないのに対して、高車速領域においては、駆動モータトルクが変化するのに伴って消費電力Ｐｗ２は大きく変化する。そして、消費電力Ｐｗ２が大きく変化するのに伴ってバッテリの電圧、すなわち、バッテリ電圧ＶＢも大きく変化してしまう。
【００１３】
図５はバッテリの充放電特性図である。なお、図において、横軸に充電及び放電の別を、縦軸にバッテリ電圧ＶＢを採ってある。
【００１４】
バッテリは内部に抵抗成分を有するので、バッテリ電圧ＶＢは、放電時に低くなり、充電時に高くなる特性を有する。したがって、前記駆動モータの消費電力Ｐｗ１（図４）、Ｐｗ２が変化すると、バッテリ電圧ＶＢがその分変化する。すなわち、低車速領域において消費電力Ｐｗ１が図４に示されるように立ち上がると、バッテリは充電状態Ｓｔ１から放電状態Ｓｔ２に変化し、それに伴って、バッテリ電圧ＶＢは、大きく変化せず、わずかに低くなる。ところが、高車速領域において消費電力Ｐｗ２が図４に示されるように立ち上がると、バッテリは充電状態Ｓｔ１から放電状態Ｓｔ３に変化し、それに伴って、バッテリ電圧ＶＢは、大きく変化し、かなり低くなる。
【００１５】
また、前記駆動モータのほかに、エンジン及び発電機を備えたハイブリッド型車両において、エンジンを駆動して発電機によって発電を行っている場合、バッテリ電圧ＶＢが低くなるのに伴って、発電機の発電能力である発電機トルクが低下する。
【００１６】
図６は発電機の特性図である。なお、図において、横軸に発電機の回転速度、すなわち、発電機回転速度を、縦軸に発電機のトルク、すなわち、発電機トルクを採ってある。
【００１７】
図において、ＶＢ１〜ＶＢ３はバッテリ電圧であり、該バッテリ電圧ＶＢ１〜ＶＢ３は、
ＶＢ１＜ＶＢ２＜ＶＢ３
である。エンジントルクＴＥでエンジンを駆動して発電機によって発電を行っている場合、エンジンと発電機との間のギヤ比をｋとしたとき、発電機トルクは−ＴＥ／ｋで表される。
【００１８】
ところで、一般に発電機においては、バッテリ電圧ＶＢが低くなると、発電機トルクが低下する。したがって、例えば、低車速領域においては、消費電力Ｐｗ１が図４に示されるように立ち上がると、バッテリ電圧はＶＢ１からＶＢ２に変化するので、発電機トルクが低下する。この場合、発電機回転速度を駆動ポイントｐｔ１から駆動ポイントｐｔ２に急速に低くすることができるので、発電機トルクの低下に追随することができる。
【００１９】
これに対して、高車速領域においては、消費電力Ｐｗ２が図４に示されるように立ち上がると、バッテリ電圧はＶＢ１からＶＢ３に変化するので、発電機トルクが急激に低下する。この場合、発電機回転速度を低くするのに時間がかかり、発電トルクの低下に追随することができない。したがって、エンジンの吹上りが発生するのを防止するために、エンジントルクＴＥを小さくする必要がある。
【００２０】
ところが、エンジントルクＴＥを小さくしようとすると、エンジンの運転ポイントが最適燃料曲線から外れてしまう。
【００２１】
図７はエンジン運転状態マップを示す図である。なお、図において、横軸にエンジン回転速度を、縦軸にエンジントルクＴＥを採ってある。
【００２２】
図において、Ｌ１は最適燃料曲線であり、エンジンの運転ポイントｑｔ１を最適燃料曲線Ｌ１上に置いてエンジンを駆動するのが望ましいが、エンジン回転速度を一定にしたままエンジントルクＴＥを小さくしようとすると、運転ポイントｑｔ２が最適燃料曲線Ｌ１から外れてしまう。その場合、燃費が悪くなってしまう。また、バッテリ電圧ＶＢが低くなるのに追従させてエンジントルクＴＥを小さくしようとすると、スロットル開度が急激に小さくなるので、排ガス中の有害物質が多くなってしまう。
【００２３】
また、発電機回転速度を急速に低くするためには、発電機トルクに十分に余裕を持たせる必要がある。したがって、発電機が大型化するだけでなく、ハイブリッド型車両のコストが高くなってしまう。
【００２４】
本発明は、前記従来の電動車両及びハイブリッド型車両の問題点を解決して、走行フィーリングを良くすることができ、発進時、急加速時等において十分に加速させることができ、高車速領域において、駆動モータトルクが変化するのに伴って駆動モータの消費電力が大きく変化するのを防止することができる電動車両用駆動装置及びハイブリッド型車両用駆動装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電動車両用駆動装置においては、電力を蓄えるバッテリと、該バッテリに蓄えられた電力を受けて駆動され、駆動モータトルクを発生させる駆動モータと、該駆動モータの駆動に対応して変化する駆動モータ目標トルクを変量として算出する変量算出処理手段と、前記変量の変化率を算出する変量変化率算出処理手段と、前記変量の変化率を制限値に基づいて制限する変量制限処理手段とを有する。
そして、前記制限値は前記駆動モータの回転速度に対応させて変更される。
【００３５】
【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。なお、本実施の形態においては、駆動モータのほかに、エンジン及び発電機を備えた車両、すなわち、ハイブリッド型車両に配設されたハイブリッド型車両用駆動装置について説明するが、本発明を、エンジン及び発電機を備えない車両、すなわち、電動車両に配設された電動車両用駆動装置に適用することもできる。
【００３６】
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用駆動装置の機能ブロック図である。
【００３７】
４３は電力を蓄えるバッテリ、２５は、該バッテリ４３に蓄えられた電力を受けて駆動され、駆動モータトルクを発生させる駆動モータ、９１は前記駆動モータ２５の駆動に対応して変化する変量を算出する変量算出処理手段、９２は前記変量の変化率を算出する変量変化率算出処理手段、９３は前記変量の変化率を制限値に基づいて制限する変量制限処理手段である。
【００３８】
図８は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両用駆動装置の概念図である。
【００３９】
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、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（Ｇ）である。
【００４０】
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。
【００４１】
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、前記発電機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。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、逆方向の回転がエンジン１１に伝達されないようにする。
【００４２】
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の回転を停止させることができる。
【００４３】
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。
【００４４】
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の電流が交流の電流に変換されて供給されるようになっている。
【００４５】
そして、該駆動輪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。
【００４６】
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。
【００４７】
そして、前記第１〜第３の軸線と平行な第４の軸線上にディファレンシャル装置３６が配設され、該ディファレンシャル装置３６のデフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが噛合させられる。したがって、デフリングギヤ３５に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置３６によって分配され、駆動輪３７に伝達される。このように、エンジン１１によって発生させられた回転を第１のカウンタドリブンギヤ３１に伝達することができるだけでなく、駆動モータ２５によって発生させられた回転を第２のカウンタドリブンギヤ３２に伝達することができるので、エンジン１１及び駆動モータ２５を駆動することによってハイブリッド型車両を走行させることができる。
【００４８】
なお、３８はロータ２１の位置、すなわち、発電機ロータ位置θＧを検出するレゾルバ等の発電機ロータ位置センサ、３９はロータ４０の位置、すなわち、駆動モータロータ位置θＭを検出するレゾルバ等の駆動モータロータ位置センサである。
【００４９】
前記発電機ロータ位置θＧの変化率ΔθＧを算出することによって発電機回転速度ＮＧを算出し、前記駆動モータロータ位置θＭの変化率ΔθＭを算出することによって駆動モータ回転速度ＮＭを算出することができる。また、前記変化率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ＧＭＷに基づいて車速Ｖを算出することができる。このように、発電機ロータ位置θＧは発電機回転速度ＮＧに対応し、駆動モータロータ位置θＭは駆動モータ回転速度ＮＭに対応するので、実質的に、発電機ロータ位置センサ３８は発電機回転速度ＮＧを検出する発電機回転速度検出手段として、駆動モータロータ位置センサ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検出手段及び車速Ｖを検出する車速検出手段として機能する。
【００５０】
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。
【００５１】
図９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１０は本発明の第１の実施の形態における通常走行時の車速線図、図１１は本発明の第１の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。
【００５２】
図に示されるように、プラネタリギヤユニット１３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、すなわち、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、すなわち、出力軸回転速度とが等しく、キャリヤＣＲの回転速度とエンジン回転速度ＮＥとが等しく、サンギヤＳの回転速度と発電機回転速度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。
【００５３】
また、エンジントルクＴＥ、リングギヤＲに発生させられるトルク、すなわち、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。
【００５４】
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１０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１１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。
【００５５】
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。
【００５６】
図１２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概念図である。
【００５７】
図において、１０はケース、１１はエンジン、１３はプラネタリギヤユニット、１６はエンジントルクＴＥの少なくとも一部を受けて電力を発生させ、かつ、エンジン回転速度ＮＥを制御するための発電機、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、２８は発電機１６を駆動するためのインバータ、２９は駆動モータ２５を駆動するためのインバータ、３７は駆動輪、３８は発電機ロータ位置センサ、３９は駆動モータロータ位置センサ、４３は電力を蓄えるバッテリである。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に送る。なお、前記バッテリ４３の正の極性の端子と負の極性の端子との間に平滑用のコンデンサＣが接続される。また、前記発電機１６、インバータ２８及び図示されない冷却系によって発電駆動部が構成される。前記駆動モータ２５は、前記発電機１６によって発生させられる電流、及びバッテリ４３から供給される電流のうちの少なくとも一方によって駆動される。
【００５８】
また、５１は図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、ハイブリッド型車両の全体の制御を行う車両制御装置であり、該車両制御装置５１は、エンジン制御手段としてのエンジン制御装置４６、発電機制御手段としての発電機制御装置４７、及び駆動モータ制御手段としての駆動モータ制御装置４９を備える。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、インバータ２８に駆動信号ＳＧ１を送る。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、インバータ２９に駆動信号ＳＧ２を送る。
【００５９】
前記インバータ２８は、駆動信号ＳＧ１に基づいて駆動され、力行（駆動）時にバッテリ４３から直流の電流を受けて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発生させ、各電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発電機１６に送り、回生（発電）時に発電機１６からＵ相、Ｖ相及びＷ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に送る。
【００６０】
また、前記インバータ２９は、駆動信号ＳＧ２に基づいて駆動され、力行時にバッテリ４３から直流の電流を受けて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを発生させ、各電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを駆動モータ２５に送り、回生時に駆動モータ２５からＵ相、Ｖ相及びＷ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に送る。
【００６１】
また、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、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は図示されない選速操作手段としての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）、すなわち、アクセルペダル位置ＡＰ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の位置（踏込量）、すなわち、ブレーキペダル位置ＢＰ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、６３はエンジン１１の温度ｔｍ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８）の温度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の温度を検出する駆動モータ温度センサである。なお、インバータ２８の温度を検出するインバータ温度センサ、冷却系の油の温度を検出する油温センサ等を配設することもできる。
【００６２】
そして、６６〜６９はそれぞれ電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＭＵ、ＩＭＶを検出する電流センサ、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電圧センサである。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手段が構成される。
【００６３】
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、発電機ロータ位置θＧを読み込んで発電機回転速度ＮＧを算出したり、駆動モータロータ位置θＭを読み込んで駆動モータ回転速度ＮＭを算出したり、前記回転速度関係式によってエンジン回転速度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、エンジン目標回転速度ＮＥ^* を設定したり、前記発電機制御装置４７に発電機回転速度ＮＧの目標値、すなわち、発電機目標回転速度ＮＧ^* 、及び発電機トルクＴＧの目標値、すなわち、発電機目標トルク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、駆動モータ目標トルクＴＭ^* 及び駆動モータトルク補正値δＴＭを設定したりする。
【００６４】
そのために、前記車両制御装置５１の図示されない発電機回転速度算出処理手段は、前記発電機ロータ位置θＧを読み込んで発電機回転速度ＮＧを算出し、前記車両制御装置５１の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、前記駆動モータロータ位置θＭを読み込んで駆動モータ回転速度ＮＭを算出し、前記車両制御装置５１の図示されないエンジン回転速度算出処理手段は、前記回転速度関係式によってエンジン回転速度ＮＥを算出する。なお、前記発電機回転速度算出処理手段、前記駆動モータ回転速度算出処理手段及び前記エンジン回転速度算出処理手段は、それぞれ、発電機回転速度ＮＧ、駆動モータ回転速度ＮＭ及びエンジン回転速度ＮＥを検出する発電機回転速度検出手段、駆動モータ回転速度検出手段及びエンジン回転速度検出手段として機能する。
【００６５】
本実施の形態においては、前記車両制御装置５１によってエンジン回転速度ＮＥが算出されるようになっているが、エンジン回転速度センサ５２からエンジン回転速度ＮＥを読み込むこともできる。また、本実施の形態において、車速Ｖは、変化率ΔθＭ、及び出力軸２６から駆動輪３７までのギヤ比ＧＭＷに基づいて算出されるようになっているが、リングギヤ回転速度ＮＲを検出し、該リングギヤ回転速度ＮＲ及び前記ギヤ比ＧＭＷに基づいて車速Ｖを算出したり、駆動輪３７の回転速度、すなわち、駆動輪回転速度に基づいて車速Ｖを算出したりすることもできる。その場合、車速検出手段として、リングギヤ回転速度センサ、駆動輪回転速度センサ等が配設される。
【００６６】
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。
【００６７】
図１３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第１のメインフローチャート、図１４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第２のメインフローチャート、図１５は本発明の第１の実施の形態における第１の車両要求トルクマップを示す図、図１６は本発明の第１の実施の形態における第２の車両要求トルクマップを示す図、図１７は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン目標運転状態マップを示す図、図１８は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン駆動領域マップを示す図である。なお、図１５、１６及び１８において、横軸に車速Ｖを、縦軸に車両要求トルクＴＯ^* を、図１７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。
【００６８】
まず、車両制御装置５１（図１２）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を読み込むとともに、駆動モータロータ位置センサ３９から駆動モータロータ位置θＭを読み込んで、車速Ｖを算出し、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１５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１６の第２の車両要求トルクマップを参照して、アクセルペダル位置ＡＰ、ブレーキペダル位置ＢＰ及び車速Ｖに対応させてあらかじめ設定された、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要な車両要求トルクＴＯ^* を決定する。
【００６９】
続いて、前記車両制御装置５１は、車両要求トルクＴＯ^* があらかじめ駆動モータ２５の定格として設定されている駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きいかどうかを判断する。車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きい場合、前記車両制御装置５１はエンジン１１が停止中であるかどうかを判断し、エンジン１１が停止中である場合、車両制御装置５１の図示されない急加速制御処理手段は、急加速制御処理を行い、駆動モータ２５及び発電機１６を駆動してハイブリッド型車両を走行させる。なお、前記駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘは、出力軸２６に出力される駆動モータ２５の最大トルク、及び前記ギヤ比ＧＭＷに基づいて算出される。
【００７０】
また、車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘ以下である場合、及び車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きく、かつ、エンジン１１が駆動中である場合、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、前記車両要求トルクＴＯ^* と車速Ｖとを乗算することによって、運転者要求出力ＰＤ
ＰＤ＝ＴＯ^* ・Ｖ
を算出する。
【００７１】
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、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。
【００７２】
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、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。
【００７３】
続いて、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、前記記録装置に記録された図１７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〜ＰＯ３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Ｌ１１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^* として決定する。
【００７４】
そして、前記車両制御装置５１は、前記記録装置に記録された図１８のエンジン駆動領域マップを参照して、エンジン１１が駆動領域に置かれているかどうかを判断する。図１８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が駆動を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は駆動を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が駆動を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１８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１８の左方に移動させられ、駆動領域ＡＲ１が広くされる。
【００７５】
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１１を始動する。また、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれていないにもかかわらず、エンジン１１が駆動されている場合、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１１の駆動を停止させる。
【００７６】
また、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれていて、しかも、エンジン１１が駆動されている場合、前記車両制御装置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、周知の方法でエンジン１１の制御を行う。
【００７７】
続いて、車両制御装置５１は、駆動モータロータ位置θＭを読み込み、該駆動モータロータ位置θＭ、及び出力軸２６（図８）からリングギヤＲまでのギヤ比ＧＭＲ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。
【００７８】
続いて、車両制御装置５１の図示されない発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段は、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行い、発電機ブレーキＢのオン・オフ（係合・解放）制御を行うとともに、発電機回転速度制御処理を行うことによって発電機１６の回転速度制御を行うか、又は発電機トルク制御処理を行うことによって発電機１６のトルク制御を行う。
【００７９】
ところで、前述されたように、エンジントルクＴＥ、リングギヤトルクＴＲ及び発電機トルクＴＧは互いに反力を受け合うので、発電機トルクＴＧがリングギヤトルクＴＲに変換されてリングギヤＲから出力される。そして、リングギヤトルクＴＲがリングギヤＲから出力されるのに伴って、発電機回転速度ＮＧが変化し、前記リングギヤトルクＴＲが変化すると、変化したリングギヤトルクＴＲが駆動輪３７に伝達され、ハイブリッド型車両の走行フィーリングが低下してしまう。そこで、発電機回転速度ＮＧの変化に伴う発電機１６のイナーシャ分のトルクを見込んでリングギヤトルクＴＲを算出するようにしている。
【００８０】
そのために、前記車両制御装置５１の図示されないリングギヤトルク算出処理手段は、リングギヤトルク算出処理を行い、前記発電機回転速度制御処理において決定された発電機目標トルクＴＧ^* を読み込み、該発電機目標トルクＴＧ^* 、及びサンギヤＳの歯数に対するリングギヤＲの歯数の比に基づいてリングギヤトルクＴＲを算出する。
【００８１】
すなわち、発電機１６のイナーシャをＩｎＧとし、発電機１６の角加速度（回転変化率）をαＧとしたとき、サンギヤＳに加わるサンギヤトルクＴＳは、
ＴＳ＝ＴＧ^* ＋ＩｎＧ・αＧ
になる。
【００８２】
そして、リングギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数のρ倍であるとすると、リングギヤトルクＴＲは、サンギヤトルクＴＳのρ倍であるので、

になる。このように、発電機目標トルクＴＧ^* からリングギヤトルクＴＲを算出することができる。
【００８３】
続いて、車両制御装置５１の図示されない駆動軸トルク推定処理手段は、駆動軸トルク推定処理を行い、前記リングギヤトルクＴＲ、及びリングギヤＲから出力軸２６までのギヤ比ＧＭＲに基づいて、すなわち、リングギヤＲの歯数に対する第２のカウンタドライブギヤ２７の歯数の比に基づいて、エンジントルクＴＥによってプラネタリギヤユニット１３を介して出力軸２６に発生させられるトルク、すなわち、駆動軸トルクＴＲｏｕｔを推定する。なお、発電機ブレーキＢが係合させられる際には、リングギヤトルクＴＲはエンジントルクＴＥと比例関係になり、前記リングギヤトルクＴＲ、及びリングギヤＲの歯数に対する第２のカウンタドライブギヤ２７の歯数の比に基づいて前記駆動軸トルクＴＲｏｕｔが推定される。
【００８４】
続いて、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決定処理手段は、駆動モータ目標トルク決定処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ^* 及び前記ギヤ比ＧＭＷに基づいて、出力軸２６における駆動軸要求トルクＴＲｏｕｔ^* を算出し、該駆動軸要求トルクＴＲｏｕｔ^* から前記駆動軸トルクＴＲｏｕｔを減算することによって、駆動軸トルクＴＲｏｕｔでは加不足する分を駆動モータ目標トルクＴＭ^* として決定する。なお、本実施の形態において、前記駆動モータ目標トルク決定処理手段は、駆動モータ２５の駆動に対応して変化する変量として、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。前記駆動モータ目標トルク決定処理手段によって変量算出処理手段９１（図１）が構成される。
【００８５】
そして、前記車両制御装置５１の変量制限処理手段９３としての図示されない駆動モータ目標トルク制限処理手段は、駆動モータ目標トルク制限処理を行い、高車速領域において、駆動モータトルクＴＭが変化するのに伴って駆動モータ２５の消費電力が大きく変化するのを防止することができるように、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限する。続いて、前記車両制御装置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の制御を行う。
【００８６】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ アクセルペダル位置ＡＰ及びブレーキパダル位置ＢＰを読み込む。
ステップＳ２ 車速Ｖを算出する。
ステップＳ３ 車両要求トルクＴＯ^* を決定する。
ステップＳ４ 車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きいかどうかを判断する。車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより大きい場合はステップＳ５に、車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘ以下である場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ５ 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Ｓ６に、停止中でない場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ６ 急加速制御処理を行い、処理を終了する。
ステップＳ７ 運転者要求出力ＰＤを算出する。
ステップＳ８ バッテリ充放電要求出力ＰＢを算出する。
ステップＳ９ 車両要求出力ＰＯを算出する。
ステップＳ１０ エンジン１１の運転ポイントを決定する。
ステップＳ１１ エンジン１１が駆動領域に置かれているかどうかを判断する。
エンジン１１が駆動領域に置かれている場合はステップＳ１２に、置かれていない場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１２ 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Ｓ１５に、駆動されていない場合はステップＳ１９に進む。
ステップＳ１４ エンジン始動制御処理を行う。
ステップＳ１５ エンジン停止制御処理を行う。
ステップＳ１６ エンジン制御処理を行う。
ステップＳ１７ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。
ステップＳ１８ 発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を行う。
ステップＳ１９ 駆動軸トルクＴＲｏｕｔを推定する。
ステップＳ２０ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ２１ 駆動モータ目標トルク制限処理を行う。
ステップＳ２２ 駆動モータ制御処理を行い、処理を終了する。
【００８７】
次に、図１３のステップＳ６における急加速制御処理のサブルーチンについて説明する。
【００８８】
図１９は本発明の第１の実施の形態における急加速制御処理のサブルーチンを示す図である。
【００８９】
まず、前記急加速制御処理手段は、車両要求トルクＴＯ^* を読み込み、該車両要求トルクＴＯ^* と駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘとの差トルクΔＴを算出し、駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘでは不足する分を発電機目標トルクＴＧ^* として決定する。
【００９０】
そして、前記急加速制御処理手段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、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘにして駆動モータ２５の制御を行う。また、前記急加速制御処理手段の図示されない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、決定された発電機目標トルクＴＧ^* に基づいて発電機１６のトルク制御を行う。
【００９１】
次に、図１９のフローチャートについて説明する。
ステップＳ６−１ 車両要求トルクＴＯ^* を読み込む。
ステップＳ６−２ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* に駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘをセットする。
ステップＳ６−３ 発電機目標トルクＴＧ^* に車両要求トルクＴＯ^* と駆動モータ目標トルクＴＭ^* との差トルクΔＴをセットする。
ステップＳ６−４ 駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ６−５ 発電機トルク制御処理を行い、リターンする。
【００９２】
次に、図１４のステップＳ１４におけるエンジン始動制御処理のサブルーチンについて説明する。
【００９３】
図２０は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動制御処理のサブルーチンを示す図である。
【００９４】
まず、エンジン始動制御処理手段は、スロットル開度θを読み込み、スロットル開度θが０〔％〕である場合に、リングギヤ回転速度ＮＲを読み込み、かつ、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１１（図１２）の運転ポイントを読み込む。なお、前記リングギヤ回転速度ＮＲは、前述されたように、駆動モータロータ位置θＭに基づいて算出される。
【００９５】
続いて、エンジン始動制御処理手段は、前記リングギヤ回転速度ＮＲ、及び前記運転ポイントにおける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。
【００９６】
前記エンジン始動制御処理手段の発電機回転速度制御処理手段は、発電機目標回転速度ＮＧ^* に基づいて発電機回転速度制御処理を行い、発電機回転速度ＮＧを高くし、それに伴って、エンジン回転速度ＮＥを高くする。
【００９７】
そして、前記エンジン始動制御処理手段は、エンジン回転速度ＮＥとあらかじめ設定された始動回転速度ＮＥｔｈ１とを比較し、エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１より高いかどうかを判断する。エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１より高い場合、エンジン始動制御処理手段は、エンジン１１において燃料噴射及び点火を行い、エンジン回転速度ＮＥがエンジン目標回転速度ＮＥ^* になるようにスロットル開度θを調整する。
【００９８】
続いて、前記エンジン始動制御処理手段は、エンジン１１が正常に動作しているかどうかを判断するために、発電機トルクＴＧが、エンジン１１の始動に伴うモータリングトルクＴＥｔｈより小さいかどうかを判断し、発電機トルクＴＧがモータリングトルクＴＥｔｈより小さい状態で所定時間が経過するのを待機する。
【００９９】
次に、図２０のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１４−１ スロットル開度θが０〔％〕であるかどうかを判断する。
スロットル開度θが０〔％〕である場合はステップＳ１４−３に、０〔％〕でない場合はステップＳ１４−２に進む。
ステップＳ１４−２ スロットル開度θを０〔％〕にし、ステップＳ１４−１に戻る。
ステップＳ１４−３ リングギヤ回転速度ＮＲを読み込む。
ステップＳ１４−４ エンジン１１の運転ポイントを読み込む。
ステップＳ１４−５ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。
ステップＳ１４−６ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１４−７ エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１より高いかどうかを判断する。エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１より高い場合はステップＳ１４−８に進み、エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１以下である場合はステップＳ１４−３に戻る。
ステップＳ１４−８ 燃料噴射及び点火を行う。
ステップＳ１４−９ スロットル開度θを調整する。
ステップＳ１４−１０ 発電機トルクＴＧがモータリングトルクＴＥｔｈより小さいかどうかを判断する。発電機トルクＴＧがモータリングトルクＴＥｔｈより小さい場合はステップＳ１４−１１に進み、発電機トルクＴＧがモータリングトルクＴＥｔｈ以上である場合はステップＳ１４−１に戻る。
ステップＳ１４−１１ 所定時間が経過するのを待機し、リターンする。
【０１００】
次に、図１４のステップＳ１５におけるエンジン停止制御処理のサブルーチンについて説明する。
【０１０１】
図２１は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン停止制御処理のサブルーチンを示す図である。
【０１０２】
まず、エンジン停止制御処理手段は、発電機ブレーキＢ（図１２）が解放されているかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが解放されておらず、係合させられている場合、前記エンジン停止制御処理手段は、エンジントルクＴＥ相当分を発電機目標トルクＴＧ^* にセットする。次に、前記エンジン停止制御処理手段の発電機トルク制御処理手段は、前記発電機目標トルクＴＧ^* に従って発電機トルク制御処理を行う。そして、所定時間が経過すると、前記エンジン停止制御処理手段の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う。その後、前記エンジン停止制御処理手段は発電機ブレーキＢを解放する。なお、前記エンジントルクＴＥ相当分は、エンジントルクＴＥに対する発電機トルクＴＧの比、すなわち、トルク比を学習することによって算出される。
【０１０３】
また、前記発電機ブレーキＢが解放されている場合、及び前記発電機回転速度制御処理が行われた場合、エンジン停止制御処理手段は、エンジン１１における燃料噴射及び点火を停止させ、スロットル開度θを０〔％〕にする。
【０１０４】
続いて、前記エンジン停止制御処理手段は、エンジン目標回転速度ＮＥ^* を０〔ｒｐｍ〕とし、前記リングギヤ回転速度ＮＲを読み込み、該リングギヤ回転速度ＮＲ及びエンジン目標回転速度ＮＥ^* （０〔ｒｐｍ〕）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^* を決定する。そして、前記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う。
【０１０５】
次に、前記エンジン停止制御処理手段は、エンジン回転速度ＮＥが停止回転速度ＮＥｔｈ２以下であるかどうかを判断し、エンジン回転速度ＮＥが停止回転速度ＮＥｔｈ２以下である場合、発電機１６に対するスイッチングを停止させ、発電機１６のシャットダウンを行う。
【０１０６】
次に、図２１のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１５−１ 発電機ブレーキＢが解放されているかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが解放されている場合はステップＳ１５−７に、解放されていない場合はステップＳ１５−２に進む。
ステップＳ１５−２ エンジントルクＴＥ相当分を発電機目標トルクＴＧ^* にセットする。
ステップＳ１５−３ 発電機トルク制御処理を行う。
ステップＳ１５−４ 所定時間が経過したかどうかを判断する。所定時間が経過した場合はステップＳ１５−５に進み、経過していない場合はステップＳ１５−３に戻る。
ステップＳ１５−５ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１５−６ 発電機ブレーキＢを解放する。
ステップＳ１５−７ 燃料噴射及び点火を停止させる。
ステップＳ１５−８ スロットル開度θを０〔％〕にする。
ステップＳ１５−９ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。
ステップＳ１５−１０ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１５−１１ エンジン回転速度ＮＥが停止回転速度ＮＥｔｈ２以下であるかどうかを判断する。エンジン回転速度ＮＥが停止回転速度ＮＥｔｈ２以下である場合はステップＳ１５−１２に進み、エンジン回転速度ＮＥが停止回転速度ＮＥｔｈ２より大きい場合はステップＳ１５−９に戻る。
ステップＳ１５−１２ 発電機１６に対するスイッチングを停止させ、リターンする。
【０１０７】
次に、図１４のステップＳ１８における発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理のサブルーチンについて説明する。
【０１０８】
図２２は本発明の第１の実施の形態における発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理のサブルーチンを示す図である。
【０１０９】
まず、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段は、発電機目標回転速度ＮＧ^* を読み込み、該発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が所定の第１の回転速度Ｎｔｈ１（例えば、５００〔ｒｐｍ〕）より小さいかどうかを判断する。発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１より小さい場合、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段は、発電機ブレーキＢ（図１２）が解放されているかどうかを判断し、発電機ブレーキＢが解放されている場合、発電機目標回転速度ＮＧ^* に０〔ｒｐｍ〕をセットする。
【０１１０】
そして、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段の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う。
【０１１１】
次に、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段は、発電機回転速度ＮＧの絶対値が所定の第２の回転速度Ｎｔｈ２（例えば、１００〔ｒｐｍ〕）より小さいかどうかを判断し、発電機回転速度ＮＧの絶対値が第２の回転速度Ｎｔｈ２より小さい場合、発電機ブレーキＢを係合させる。そして、発電機ブレーキＢが係合させられた状態で所定時間が経過すると、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段は、発電機１６に対するスイッチングを停止させ、発電機１６のシャットダウンを行う。
【０１１２】
一方、発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が前記第１の回転速度Ｎｔｈ１以上である場合、発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段は、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し、係合させられていない場合、前記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う。
【０１１３】
また、発電機ブレーキＢが係合させられている場合、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段は、前記エンジントルクＴＥ相当分を発電機目標トルクＴＧ^* にセットする。そして、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段の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う。
【０１１４】
続いて、発電機トルク制御処理が行われた後、所定時間が経過すると、前記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う。そして、前記発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理手段は発電機ブレーキＢを解放する。
【０１１５】
次に、図２２のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１８−１ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を読み込む。
ステップＳ１８−２ 発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１より小さいかどうかを判断する。発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１より小さい場合はステップＳ１８−３に、発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１以上である場合はステップＳ１８−４に進む。
ステップＳ１８−３ 発電機ブレーキＢが解放されているかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが解放されている場合はステップＳ１８−５に進み、解放されていない場合はリターンする。
ステップＳ１８−４ 発電機ブレーキＢが係合させられているかどうかを判断する。発電機ブレーキＢが係合させられている場合はステップＳ１８−１２に、係合させられていない場合はステップＳ１８−１１に進む。
ステップＳ１８−５ 発電機目標回転速度ＮＧ^* に０〔ｒｐｍ〕をセットする。
ステップＳ１８−６ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１８−７ 発電機回転速度ＮＧの絶対値が第２の回転速度Ｎｔｈ２より小さいかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧの絶対値が第２の回転速度Ｎｔｈ２より小さい場合はステップＳ１８−８に進み、発電機回転速度ＮＧの絶対値が第２の回転速度Ｎｔｈ２以上である場合はステップＳ１８−６に戻る。
ステップＳ１８−８ 発電機ブレーキＢを係合させる。
ステップＳ１８−９ 所定時間が経過したかどうかを判断する。所定時間が経過した場合はステップＳ１８−１０に進み、経過していない場合はステップＳ１８−８に戻る。
ステップＳ１８−１０ 発電機１６に対するスイッチングを停止させ、リターンする。
ステップＳ１８−１１ 発電機回転速度制御処理を行い、リターンする。
ステップＳ１８−１２ エンジントルクＴＥ相当分を発電機目標トルクＴＧ^* にセットする。
ステップＳ１８−１３ 発電機トルク制御処理を行う。
ステップＳ１８−１４ 所定時間が経過したかどうかを判断する。所定時間が経過した場合はステップＳ１８−１５に進み、経過していない場合はステップＳ１８−１２に戻る。
ステップＳ１８−１５ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１８−１６ 発電機ブレーキＢを解放し、リターンする。
【０１１６】
次に、図２２のステップＳ１８−６の発電機回転速度制御処理のサブルーチンについて説明する。なお、図２０のステップＳ１４−６、図２１のステップＳ１５−５、Ｓ１５−１０、図２２のステップＳ１８−１１、Ｓ１８−１５の発電機回転速度制御処理については、ステップＳ１８−６の発電機回転速度制御処理と同じ処理が行われるので、その説明を省略する。
【０１１７】
図２３は本発明の第１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。
【０１１８】
まず、前記発電機回転速度制御処理手段は、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、発電機目標回転速度ＮＧ^* と発電機回転速度ＮＧとの差回転速度ΔＮＧに基づいてＰＩ制御を行い、発電機目標トルクＴＧ^* を算出し、決定する。この場合、差回転速度ΔＮＧが大きいほど、発電機目標トルクＴＧ^* は大きくされ、正負も考慮される。
【０１１９】
続いて、前記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は発電機トルク制御処理を行い、発電機１６のトルク制御を行う。
【０１２０】
次に、図２３のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１８−６−１ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を読み込む。
ステップＳ１８−６−２ 発電機回転速度ＮＧを読み込む。
ステップＳ１８−６−３ 発電機目標トルクＴＧ^* を決定する。
ステップＳ１８−６−４ 発電機トルク制御処理を行い、リターンする。
【０１２１】
次に、図２３のステップＳ１８−６−４における発電機トルク制御処理のサブルーチンについて説明する。なお、図１９のステップＳ６−５、図２１のステップＳ１５−３、及び図２２のステップＳ１８−１３の発電機トルク制御処理については、ステップＳ１８−６−４の発電機トルク制御処理と同じ処理が行われるので、その説明を省略する。
【０１２２】
図２４は本発明の第１の実施の形態における発電機トルク制御処理のサブルーチンを示す図である。
【０１２３】
まず、前記発電機トルク制御処理手段は、発電機目標トルクＴＧ^* を読み込み、発電機ロータ位置θＧを読み込み、該発電機ロータ位置θＧに基づいて発電機回転速度ＮＧを算出し、バッテリ電圧ＶＢを読み込む。続いて、前記発電機トルク制御処理手段は、発電機目標トルクＴＧ^* 、発電機回転速度ＮＧ及びバッテリ電圧ＶＢに基づいて、前記記録装置に記録された電流指令値マップを参照し、ｄ軸電流指令値ＩＧｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＧｑ^* を決定する。
【０１２４】
また、前記発電機トルク制御処理手段は、電流センサ６６（図１２）、６７から電流ＩＧＵ、ＩＧＶを読み込むとともに、電流ＩＧＵ、ＩＧＶに基づいて電流ＩＧＷ
ＩＧＷ＝ＩＧＵ−ＩＧＶ
を算出する。なお、電流ＩＧＷを電流ＩＧＵ、ＩＧＶと同様に電流センサによって検出することもできる。
【０１２５】
続いて、前記発電機トルク制御処理手段は、３相／２相変換を行い、電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷをｄ軸電流ＩＧｄ及びｑ軸電流ＩＧｑに変換し、該ｄ軸電流ＩＧｄ及びｑ軸電流ＩＧｑ、並びに前記ｄ軸電流指令値ＩＧｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＧｑ^* に基づいて、電圧指令値ＶＧｄ^* 、ＶＧｑ^* を算出する。そして、前記発電機トルク制御処理手段は、２相／３相変換を行い、電圧指令値ＶＧｄ^* 、ＶＧｑ^* を電圧指令値ＶＧＵ^* 、ＶＧＶ^* 、ＶＧＷ^* に変換し、該電圧指令値ＶＧＵ^* 、ＶＧＶ^* 、ＶＧＷ^* に基づいて、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを算出し、該パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを発電機トルク制御処理手段のドライブ処理手段に出力する。該ドライブ処理手段は、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷに基づいて前記インバータ２８に駆動信号ＳＧ１を送る。
【０１２６】
次に、図２４のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１８−６−４−１ 発電機目標トルクＴＧ^* を読み込む。
ステップＳ１８−６−４−２ 発電機ロータ位置θＧを読み込む。
ステップＳ１８−６−４−３ 発電機回転速度ＮＧを算出する。
ステップＳ１８−６−４−４ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ１８−６−４−５ ｄ軸電流指令値ＩＧｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＧｑ^* を決定する。
ステップＳ１８−６−４−６ 電流ＩＧＵ、ＩＧＶを読み込む。
ステップＳ１８−６−４−７ ３相／２相変換を行う。
ステップＳ１８−６−４−８ 電圧指令値ＶＧｄ^* 、ＶＧｑ^* を算出する。
ステップＳ１８−６−４−９ ２相／３相変換を行う。
ステップＳ１８−６−４−１０ パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを出力し、リターンする。
【０１２７】
ところで、前述されたように、駆動モータトルクＴＭの変化率を、発進時、急加速時等においてハイブリッド型車両を十分に加速させることができ、運転者の要求を満たすことができる程度に設定すると、高車速領域において駆動モータ２５の消費電力が大きく変化し、それに伴って、バッテリ電圧ＶＢが低くなり、発電機１６の発電機トルクが低下してしまう。
【０１２８】
この場合、発電機回転速度ＮＧを低くするのに時間がかかり、発電機トルクの低下に追随することができないので、エンジン１１の吹上りが発生するのを防止するために、エンジントルクＴＥを小さくすると、エンジン１１の運転ポイントが最適燃料曲線Ｌ１１（図１７）から外れてしまう。
【０１２９】
そこで、前記駆動モータ目標トルクＴＭ^* が決定されると、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段によって、駆動モータ目標トルクＴＭ^* が制限されるようになっている。
【０１３０】
次に、図１４のステップＳ２１における駆動モータ目標トルク制限処理のサブルーチンについて説明する。
【０１３１】
図２５は本発明の第１の実施の形態における駆動モータ目標トルク制限処理のサブルーチンを示す図、図２６は本発明の第１の実施の形態における駆動モータトルクと消費電力との関係を示す図である。
【０１３２】
図２６において、ＴＭ１は低車速時、例えば、低車速領域における駆動モータ２５（図１）の駆動モータトルク、ＴＭ２は高車速時、例えば、高車速領域における駆動モータ２５の駆動モータトルク、Ｐｗ１１は低車速時、例えば、低車速領域における駆動モータ２５の消費電力、Ｐｗ１２は高車速時、例えば、高車速領域における駆動モータ２５の消費電力である。
【０１３３】
まず、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は駆動モータ目標トルクＴＭ^* を読み込み、続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段の図示されない車速領域判定処理手段は、車速領域判定処理を行い、駆動モータ回転速度ＮＭを読み込み、前記駆動モータ回転速度ＮＭが閾（しきい）値ＮＭｔｈより低いかどうかを判断し、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈより低い場合、駆動モータ回転速度ＮＭは低車速領域に属し、駆動モータ２５は低車速領域で駆動されていると判断し、駆動モータ回転速度ＮＭｔｈ以上である場合、駆動モータ回転速度ＮＭは高車速領域に属し、駆動モータ２５は高車速領域で駆動されていると判断する。
【０１３４】
続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段の駆動モータトルク変化率設定処理手段は、駆動モータトルク変化率設定処理を行い、駆動モータ２５が低車速領域で駆動されている場合、低車速領域における制限値としての最大変化率ΔＴＭ１を設定し、駆動モータ２５が高車速領域で駆動されている場合、高車速領域における制限値としての最大変化率ΔＴＭ２を設定する。
【０１３５】
そのために、前記車両制御装置５１の記録装置の駆動モータトルク変化率マップには、駆動モータトルクＴＭを図２６に示されるように変化させることができるように、低車速領域における駆動モータトルクＴＭの変化率ΔＴＭの最大値が前記最大変化率ΔＴＭ１として、高車速領域における駆動モータトルクＴＭの変化率ΔＴＭの最大値が前記最大変化率ΔＴＭ２（＜ΔＴＭ１）として設定される。
【０１３６】
続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段の変量変化率算出処理手段９２（図１）は、変量変化率算出処理を行い、低車速領域における最大変化率ΔＴＭ１が設定されると、前記駆動モータ目標トルクＴＭ^* の変化率ΔＴＭ^* を算出する。そして、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、該変化率ΔＴＭ^* と前記最大変化率ΔＴＭ１とを比較し、変化率ΔＴＭ^* が最大変化率ΔＴＭ１以下である場合、前記変化率ΔＴＭ^* を駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限するための変化率ΔＴＭ^* としてセットし、変化率ΔＴＭ^* が最大変化率ΔＴＭ１より大きい場合、前記最大変化率ΔＴＭ１を駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限するための変化率ΔＴＭ^* としてセットする。
【０１３７】
続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、前記変化率ΔＴＭ^* に基づいて駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限する。したがって、図２６に示されるように、低車速領域において駆動モータトルクＴＭ１は早めに立ち上がる。
【０１３８】
また、前記変量変化率算出処理手段９２は、高車速領域における最大変化率ΔＴＭ２が設定されると、前記駆動モータ目標トルクＴＭ^* の変化率ΔＴＭ^* を算出する。そして、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、前記変化率ΔＴＭ^* と前記最大変化率ΔＴＭ２とを比較し、変化率ΔＴＭ^* が最大変化率ΔＴＭ２以下である場合、前記変化率ΔＴＭ^* を駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限するための変化率ΔＴＭ^* としてセットし、変化率ΔＴＭ^* が最大変化率ΔＴＭ２より大きい場合、前記最大変化率ΔＴＭ２を駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限するための変化率ΔＴＭ^* としてセットする。
【０１３９】
続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、前記変化率ΔＴＭ^* に基づいて駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限する。したがって、図２６に示されるように、高車速領域において駆動モータトルクＴＭ２は緩く立ち上がる。
【０１４０】
このように、駆動モータ目標トルク制限処理手段は、駆動モータ回転速度ＮＭに対応させて、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を変化率ΔＴＭ^* に基づいて制限し、駆動モータ回転速度ＮＭが高くなるに従って変化率ΔＴＭ^* を小さくする。すなわち、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、駆動モータ２５を駆動するに当たり、駆動モータ回転速度ＮＭが低車速領域に属する場合、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を最大変化率ΔＴＭ１以下の変化率ΔＴＭ^* で、駆動モータ回転速度ＮＭが高車速領域に属する場合、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を最大変化率ΔＴＭ２以下の変化率ΔＴＭ^* で変化させる。
【０１４１】
この場合、最大変化率ΔＴＭ１、ΔＴＭ２は、それぞれ、低車速領域及び高車速領域において、駆動モータ回転速度ＮＭが急激に高くなるのを防止し、ハイブリッド型車両の駆動力に大きな振動が発生するのを抑制することができる程度の低い値で、かつ、ハイブリッド型車両の加速性が低くならず、発進時、急加速時等においてハイブリッド型車両を十分に加速させることができ、運転者の要求を満たすことができる程度の値に設定される。したがって、ハイブリッド型車両の走行フィーリングを良くすることができる。
【０１４２】
前記駆動モータ２５の消費電力は、前述されたように、
（駆動モータトルクＴＭ）×（駆動モータ回転速度ＮＭ）×（モータ効率）
で表される。
【０１４３】
したがって、低車速領域においては、発進時、急加速時等においてハイブリッド型車両を十分に加速させることができ、運転者の要求を満たすことができる程度に前記変化率ΔＴＭ^* が設定されても、駆動モータトルクＴＭが変化するのに伴って消費電力Ｐｗ１１は大きく変化しない。一方、高車速領域においては、前記変化率ΔＴＭ^* が低車速領域における変化率ΔＴＭ^* より低く設定されるので、前記駆動モータトルクＴＭ２が変化するのに伴って消費電力Ｐｗ１２は大きく変化しない。
【０１４４】
すなわち、高車速領域における変化率ΔＴＭ^* が低車速領域における変化率ΔＴＭ^* より低く設定されるので、消費電力Ｐｗ１１の変化率ΔＰｗ１１と消費電力Ｐｗ１２の変化率ΔＰｗ１２とは等しく、しかも、低くされる。したがって、低車速領域及び高車速領域において、消費電力Ｐｗ１１、Ｐｗ１２が大きく変化するのを防止することができる。
【０１４５】
この場合、駆動モータ回転速度ＮＭに対応させて前記変化率ΔＴＭ^* が制限されることによって、駆動モータ回転速度ＮＭに対応させて消費電力Ｐｗ１１、Ｐｗ１２が制限され、駆動モータ回転速度ＮＭが高くなるに従って消費電力Ｐｗ１１、Ｐｗ１２が大きくされる。
【０１４６】
そして、消費電力Ｐｗ１１、Ｐｗ１２が大きく変化するのが防止されるので、バッテリ電圧ＶＢは大きく変化しない。したがって、駆動モータトルクＴＭが不足することがない。また、高車速領域において、発電機回転速度ＮＧを急速に低くする必要がなくなるので、発電機トルクＴＧに十分に余裕を持たせる必要がない。その結果、発電機１６を小型化することができ、ハイブリッド型車両のコストを低くすることができる。
【０１４７】
また、エンジン１１の吹上りが発生するのを防止するためにエンジントルクを小さくする必要がない。したがって、エンジン１１の運転ポイントが最適燃料曲線から外れることがないので、燃費を良くすることができる。また、スロットル開度θが急激に小さくなることがないので、排ガス中の有害物質を少なくすることができる。
【０１４８】
なお、車両が電動車両の場合、車速Ｖと駆動モータ回転速度ＮＭとが対応するので、車速Ｖが閾値Ｖｔｈより低いかどうかを判断し、車速Ｖが閾値ｔｈより低い場合、車速Ｖは低車速領域に属し、駆動モータ２５は低車速領域で駆動されていると判断し、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以上である場合、車速Ｖは高車速領域に属し、駆動モータ２５は高車速領域で駆動されていると判断する。
【０１４９】
本実施の形態においては、低車速時と高車速時とを分けるために、低車速領域及び高車速領域の二つの車速領域を設定し、各車速領域で変化率ΔＴＭ^* を異ならせるようにしているが、低車速領域及び高車速領域のほかに中車速領域等の他の一つ以上の車速領域を設定し、各車速領域で変化率を異ならせることもできる。また、検出された車速Ｖと変化率ΔＴＭ^* とを対応させ、変化率ΔＴＭ^* を連続的に変化させることもできる。
【０１５０】
また、本実施の形態においては、各変化率ΔＴＭ^* はいずれも一定の値にされるが、変化率ΔＴＭ^* を、時間をパラメータとする変数で表すこともできる。その場合、駆動モータトルクＴＭ１、ＴＭ２をそれぞれ変化させるのに必要な時間のうちの長い方の時間で駆動モータトルクＴＭ１、ＴＭ２を積分し、積分値σＴＭ１、σＴＭ２を算出したとき、
σＴＭ１＞σＴＭ２
にされる。
【０１５１】
さらに、本実施の形態においては、変化率ΔＰｗ１１と変化率ΔＰｗ１２とを等しく設定するようになっているが、変化率ΔＴＭ２が変化率ΔＴＭ１より低くされるのであれば、変化率ΔＰｗ１１、ΔＰｗ１２は必ずしも等しく設定する必要はない。
【０１５２】
次に、フローチャートについて説明する。
【０１５３】
図２５のフローチャートの説明を入力又は修正してください。
ステップＳ２１−１ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を読み込む。
ステップＳ２１−２ 駆動モータ回転速度ＮＭを読み込む。
ステップＳ２１−３ 駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈより低いかどうかを判断する。駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈより低い場合はステップＳ２１−４に、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ以上である場合はステップＳ２１−５に進む。
ステップＳ２１−４ 低車速領域における最大変化率ΔＴＭ１を設定する。
ステップＳ２１−５ 高車速領域における最大変化率ΔＴＭ２を設定する。
ステップＳ２１−６ 変化率ΔＴＭ^* が最大変化率ΔＴＭ１より大きいかどうかを判断する。変化率ΔＴＭ^* が最大変化率ΔＴＭ１より大きい場合はステップＳ２１−８に、変化率ΔＴＭ^* が最大変化率ΔＴＭ１以下である場合はステップＳ２１−７に進む。
ステップＳ２１−７ 変化率ΔＴＭ^* に変化率ΔＴＭ^* をセットする。
ステップＳ２１−８ 変化率ΔＴＭ^* に最大変化率ΔＴＭ１をセットする。
ステップＳ２１−９ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限し、リターンする。
ステップＳ２１−１０ 変化率ΔＴＭ^* が最大変化率ΔＴＭ２より大きいかどうかを判断する。変化率ΔＴＭ^* が最大変化率ΔＴＭ２より大きい場合はステップＳ２１−１２に、変化率ΔＴＭ^* が最大変化率ΔＴＭ２以下である場合はステップＳ２１−１１に進む。
ステップＳ２１−１１ 変化率ΔＴＭ^* に変化率ΔＴＭ^* をセットし、ステップＳ９に進む。
ステップＳ２１−１２ 変化率ΔＴＭ^* に最大変化率ΔＴＭ１をセットし、ステップＳ９に進む。
【０１５４】
次に、図１４のステップＳ２２における駆動モータ制御処理のサブルーチンについて説明する。
【０１５５】
図２７は本発明の第１の実施の形態における駆動モータ制御処理のサブルーチンを示す図である。
【０１５６】
まず、駆動モータ制御処理手段は、図１４のステップＳ２１において制限された駆動モータ目標トルクＴＭ^* を読み込み、駆動モータロータ位置θＭを読み込み、該駆動モータロータ位置θＭに基づいて駆動モータ回転速度ＮＭを算出し、バッテリ電圧ＶＢを読み込む。続いて、前記駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ目標トルクＴＭ^* 、駆動モータ回転速度ＮＭ及びバッテリ電圧ＶＢに基づいて、前記記録装置に記録された電流指令値マップを参照し、ｄ軸電流指令値ＩＭｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ^* を決定する。
【０１５７】
また、前記駆動モータ制御処理手段は、電流センサ６８（図１２）、６９から電流ＩＭＵ、ＩＭＶを読み込むとともに、電流ＩＭＵ、ＩＭＶに基づいて電流ＩＭＷ
ＩＭＷ＝ＩＭＵ−ＩＭＶ
を算出する。なお、電流ＩＭＷを電流ＩＭＵ、ＩＭＶと同様に電流センサによって検出することもできる。
【０１５８】
続いて、前記駆動モータ制御処理手段は、３相／２相変換を行い、電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷをｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに変換し、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑ、並びに前記ｄ軸電流指令値ＩＭｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ^* に基づいて、電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* を算出する。そして、前記駆動モータ制御処理手段は、２相／３相変換を行い、電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* を電圧指令値ＶＭＵ^* 、ＶＭＶ^* 、ＶＭＷ^* に変換し、該電圧指令値ＶＭＵ^* 、ＶＭＶ^* 、ＶＭＷ^* に基づいて、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを算出し、該パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを駆動モータ制御処理手段のドライブ処理手段に出力する。該ドライブ処理手段は、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷに基づいて前記インバータ２９に駆動信号ＳＧ２を送る。
【０１５９】
次に、図２７のフローチャートについて説明する。
ステップＳ２２−１ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を読み込む。
ステップＳ２２−２ 駆動モータロータ位置θＭを読み込む。
ステップＳ２２−３ 駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。
ステップＳ２２−４ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ２２−５ ｄ軸電流指令値ＩＭｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ^* を決定する。
ステップＳ２２−６ 電流ＩＭＵ、ＩＭＶを読み込む。
ステップＳ２２−７ ３相／２相変換を行う。
ステップＳ２２−８ 電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* を算出する。
ステップＳ２２−９ ２相／３相変換を行う。
ステップＳ２２−１０ パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを出力し、リターンする。
【０１６０】
ところで、ハイブリッド型車両の慣性によって、車速Ｖは直ちには変化しないと仮定すると、駆動モータ回転速度ＮＭも直ちには変化しない。そこで、アクセルペダル５４を急激に踏み込んだときの車両要求トルクＴＯ^* に基づいて駆動軸要求トルクＴＲｏｕｔ^* を算出することができる。また、該駆動軸要求トルクＴＲｏｕｔ^* と現在の駆動モータ回転速度ＮＭとを乗算することによって駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔを算出することができる。一方、現在の駆動軸トルクＴＲｏｕｔと現在の駆動モータ回転速度ＮＭとを乗算することによって、現在の駆動軸出力ＰＣを算出することができる。
【０１６１】
そこで、前記駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔと駆動軸出力ＰＣとの出力差分ΔＰの変化率を制限するようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１６２】
図２８は本発明の第２の実施の形態における駆動モータ目標トルク制限処理のサブルーチンを示す図である。
【０１６３】
この場合、変量制限処理手段９３（図１）としての駆動モータ目標トルク制限処理手段は、駆動モータ目標トルク制限処理を行い、車両要求トルクＴＯ^* を読み込み、該車両要求トルクＴＯ^* 及びギヤ比ＧＭＷに基づいて駆動軸要求トルクＴＲｏｕｔ^* を算出することができる。次に、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、駆動モータ回転速度ＮＭを読み込み、前記駆動軸要求トルクＴＲｏｕｔ^* と駆動モータ回転速度ＮＭとを乗算することによって、駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔ
ＰＲｏｕｔ＝ＴＲｏｕｔ^* ・ＮＭ
を算出する。
【０１６４】
続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段の図示されない出力差分算出処理手段は、駆動軸トルクＴＲｏｕｔを読み込み、該駆動軸トルクＴＲｏｕｔと前記駆動モータ回転速度ＮＭとを乗算することによって、現在の駆動軸出力ＰＣ
ＰＣ＝ＴＲｏｕｔ・ＮＭ
を算出し、前記駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔと現在の駆動軸出力ＰＣとの差、すなわち、出力差分ΔＰ
ΔＰ＝ＰＲｏｕｔ−ＰＣ
を算出する。なお、前記出力差分算出処理手段は、前記駆動モータ２５の駆動に対応して変化する変量を表す電力の変化率として出力差分ΔＰを算出する変量変化率算出処理手段９２を構成する。
【０１６５】
続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、前記出力差分ΔＰが、あらかじめ設定された制限値としての電力変化率制限値ΔＰｔｈ１より大きいかどうかを判断し、出力差分ΔＰが電力変化率制限値ΔＰｔｈ１より大きい場合、出力差分ΔＰに電力変化率制限値ΔＰｔｈ１をセットする。
【０１６６】
次に、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、現在の駆動軸出力ＰＣに前記出力差分ΔＰにセットされた電力変化率制限値ΔＰｔｈ１を加算し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限するための駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔを算出する。続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、前記駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔを駆動モータ回転速度ＮＭで除算することによって、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を算出し、制限する。
【０１６７】
なお、前記電力変化率制限値ΔＰｔｈ１は、低車速領域及び高車速領域において、駆動モータ回転速度ＮＭが急激に高くなるのを防止し、ハイブリッド型車両の駆動力に大きな振動が発生するのを抑制することができる程度の低い値で、かつ、ハイブリッド型車両の加速性が低くならず、発進時、急加速時等においてハイブリッド型車両を十分に加速させることができ、運転者の要求を満たすことができる程度の値に設定される。
【０１６８】
例えば、電力変化率を４０〔ｋＷ／ｓ〕で制限し、駆動モータ目標トルク制限処理が２〔ｍｓ〕で行われている場合、前記電力変化率制限値ΔＰｔｈ１は８０〔Ｗ〕になる。
【０１６９】
次に、フローチャートについて説明する。
【０１７０】
図２８のフローチャートの説明を入力又は修正してください。
ステップＳ２１−２１ 車両要求トルクＴＯ^* を読み込む。
ステップＳ２１−２２ 駆動モータ回転速度ＮＭを読み込む。
ステップＳ２１−２３ 駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔを算出する。
ステップＳ２１−２４ 現在の駆動軸出力ＰＣを算出する。
ステップＳ２１−２５ 出力差分ΔＰを算出する。
ステップＳ２１−２６ 出力差分ΔＰが電力変化率制限値ΔＰｔｈ１より大きいかどうかを判断する。出力差分ΔＰが電力変化率制限値ΔＰｔｈ１より大きい場合はステップＳ２１−２７に、出力差分ΔＰが電力変化率制限値ΔＰｔｈ１以下の場合はステップＳ２１−２８に進む。
ステップＳ２１−２７ 出力差分ΔＰに電力変化率制限値ΔＰｔｈ１をセットする。
ステップＳ２１−２８ 駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔに現在の駆動軸出力ＰＣに出力差分ΔＰを加算した値をセットする。
ステップＳ２１−２９ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限し、リターンする。
【０１７１】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【０１７２】
図２９は本発明の第３の実施の形態における駆動モータ目標トルク制限処理のサブルーチンを示す図である。
【０１７３】
この場合、前記変量制限処理手段９３（図１）としての駆動モータ目標トルク制限処理手段は、駆動モータ目標トルク制限処理を行い、車両要求トルクＴＯ^* を読み込み、該車両要求トルクＴＯ^* 及びギヤ比ＧＭＷに基づいて駆動軸要求トルクＴＲｏｕｔ^* を算出することができる。次に、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、駆動モータ回転速度ＮＭを読み込み、前記駆動軸要求トルクＴＲｏｕｔ^* と駆動モータ回転速度ＮＭとを乗算することによって、駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔ
ＰＲｏｕｔ＝ＴＲｏｕｔ^* ・ＮＭ
を算出する。
【０１７４】
続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段の図示されない出力差分算出処理手段は、駆動軸トルクＴＲｏｕｔを読み込み、該駆動軸トルクＴＲｏｕｔと前記駆動モータ回転速度ＮＭとを乗算することによって、現在の駆動軸出力ＰＣＰＣ＝ＴＲｏｕｔ・ＮＭ
を算出し、出力差分ΔＰ
ΔＰ＝ＰＲｏｕｔ−ＰＣ
を算出する。なお、前記出力差分算出処理手段は、前記駆動モータ２５の駆動に対応して変化する変量を表す電流の変化率として出力差分ΔＰを算出する変量変化率算出処理手段９２を構成する。
【０１７５】
次に、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、バッテリ電圧ＶＢを読み込み、該バッテリ電圧ＶＢとあらかじめ設定された制限値としての電流変化率制限値ΔＩｔｈとを乗算し、電力変化率制限値ΔＰｔｈ２を算出する。
【０１７６】
続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、前記出力差分ΔＰが、前記電力変化率制限値ΔＰｔｈ２より大きいかどうかを判断し、出力差分ΔＰが電力変化率制限値ΔＰｔｈ２より大きい場合、出力差分ΔＰに電力変化率制限値ΔＰｔｈ２をセットし、前記出力差分ΔＰを駆動モータ回転速度ＮＭで除算することによって、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を算出し、制限する。
【０１７７】
次に、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、現在の駆動軸出力ＰＣに前記出力差分ΔＰにセットされた電力変化率制限値ΔＰｔｈ２を加算し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限するための駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔを算出する。続いて、前記駆動モータ目標トルク制限処理手段は、前記駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔを駆動モータ回転速度ＮＭで除算することによって、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を算出し、制限する。
【０１７８】
なお、前記電力変化率制限値ΔＰｔｈ２は、低車速領域及び高車速領域において、駆動モータ回転速度ＮＭが急激に高くなるのを防止し、ハイブリッド型車両の駆動力に大きな振動が発生するのを抑制することができる程度の低い値で、かつ、ハイブリッド型車両の加速性が低くならず、発進時、急加速時等においてハイブリッド型車両を十分に加速させることができ、運転者の要求を満たすことができる程度の値に設定される。
【０１７９】
なお、例えば、電流変化率を１００〔Ａ／秒〕で制限した場合、駆動モータ目標トルク制限処理が２〔ｍ秒〕で実行される場合、電流変化率制限値ΔＩｔｈは０．２〔Ａ〕になる。
【０１８０】
次に、フローチャートについて説明する。
【０１８１】
図２９のフローチャートの説明を入力又は修正してください。
ステップＳ２１−３１ 車両要求トルクＴＯ^* を読み込む。
ステップＳ２１−３２ 駆動モータ回転速度ＮＭを読み込む。
ステップＳ２１−３３ 駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔを算出する。
ステップＳ２１−３４ 現在の駆動軸出力ＰＣを算出する。
ステップＳ２１−３５ 出力差分ΔＰを算出する。
ステップＳ２１−３６ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ２１−３７ 電力変化率制限値ΔＰｔｈ２を算出する。
ステップＳ２１−３８ 出力差分ΔＰが電力変化率制限値ΔＰｔｈ２より大きいかどうかを判断する。出力差分ΔＰが電力変化率制限値ΔＰｔｈ２より大きい場合はステップＳ２１−３９に、出力差分ΔＰが電力変化率制限値ΔＰｔｈ２以下の場合はステップＳ２１−４０に進む。
ステップＳ２１−３９ 出力差分ΔＰに電力変化率制限値ΔＰｔｈ２をセットする。
ステップＳ２１−４０ 駆動軸要求出力ＰＲｏｕｔに現在の駆動軸出力ＰＣに出力差分ΔＰを加算した値をセットする。
ステップＳ２１−４１ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限し、リターンする。
【０１８２】
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。
【０１８３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動車両用駆動装置においては、電力を蓄えるバッテリと、該バッテリに蓄えられた電力を受けて駆動され、駆動モータトルクを発生させる駆動モータと、該駆動モータの駆動に対応して変化する駆動モータ目標トルクを変量として算出する変量算出処理手段と、前記変量の変化率を算出する変量変化率算出処理手段と、前記変量の変化率を制限値に基づいて制限する変量制限処理手段とを有する。
そして、前記制限値は前記駆動モータの回転速度に対応させて変更される。
【０１８４】
この場合、駆動モータの駆動に対応して変化する駆動モータ目標トルクが変量として算出され、該変量の変化率が算出され、該変量の変化率が制限値に基づいて制限される。したがって、発進時、急加速時等において電動車両を十分に加速させることができ、運転者の要求を満たすことができる程度に駆動モータトルクの変化率を設定することができる。その結果、駆動力に大きな振動が発生するのを抑制することができるので、電動車両の走行フィーリングを良くすることができる。
【０１８５】
また、低車速時及び高車速時において、駆動モータトルクが変化するのに伴って駆動モータの消費電力が大きく変化するのを防止することができるので、バッテリ電圧を安定させることができる。その結果、バッテリ電圧が急激に低くなることがないので、駆動モータの駆動モータトルクが不足することがない。
【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用駆動装置の機能ブロック図である。
【図２】従来の電動車両の第１のトルク特性図である。
【図３】従来の電動車両の第２のトルク特性図である。
【図４】駆動モータトルクと消費電力との関係を示す図である。
【図５】バッテリの充放電特性図である。
【図６】発電機の特性図である。
【図７】エンジン運転状態マップを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両用駆動装置の概念図である。
【図９】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１０】本発明の第１の実施の形態における通常走行時の車速線図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。
【図１２】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概念図である。
【図１３】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第１のメインフローチャートである。
【図１４】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第２のメインフローチャートである。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における第１の車両要求トルクマップを示す図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態における第２の車両要求トルクマップを示す図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン目標運転状態マップを示す図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン駆動領域マップを示す図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態における急加速制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図２１】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン停止制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図２２】本発明の第１の実施の形態における発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図２３】本発明の第１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。
【図２４】本発明の第１の実施の形態における発電機トルク制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図２５】本発明の第１の実施の形態における駆動モータ目標トルク制限処理のサブルーチンを示す図である。
【図２６】本発明の第１の実施の形態における駆動モータトルクと消費電力との関係を示す図である。
【図２７】本発明の第１の実施の形態における駆動モータ制御処理のサブルーチンを示す図である。
【図２８】本発明の第２の実施の形態における駆動モータ目標トルク制限処理のサブルーチンを示す図である。
【図２９】本発明の第３の実施の形態における駆動モータ目標トルク制限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
１６ 発電機
２５ 駆動モータ
４３ バッテリ
５６ ＣＰＵ
９１ 変量算出処理手段
９２ 変量変化率算出処理手段
９３ 変量制限処理手段

Claims (6)

1. 電力を蓄えるバッテリと、該バッテリに蓄えられた電力を受けて駆動され、駆動モータトルクを発生させる駆動モータと、該駆動モータの駆動に対応して変化する駆動モータ目標トルクを変量として算出する変量算出処理手段と、前記変量の変化率を算出する変量変化率算出処理手段と、前記変量の変化率を制限値に基づいて制限する変量制限処理手段とを有するとともに、前記制限値は前記駆動モータの回転速度に対応させて変更されることを特徴とする電動車両用駆動装置。
2. 前記駆動モータの回転速度が高くなるほど、制限値が小さくされる請求項１に記載の電動車両用駆動装置。
3. 複数の回転速度領域に基づいて前記制限値が変更される請求項１又は２に記載の電動車両用駆動装置。
4. 回転速度に対応させて前記制限値が連続的に変更される請求項１又は２に記載の電動車両用駆動装置。
5. 前記駆動モータの回転速度は車速に基づいて求められる請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動車両用駆動装置。
6. エンジントルクの少なくとも一部を受けて電力を発生させ、かつ、エンジン回転速度を制御するための発電機と、該発電機によって発生させられた電力を蓄えるバッテリと、前記発電機によって発生させられた電力、及びバッテリに蓄えられた電力のうちの少なくとも一方を受けて駆動され、駆動モータトルクを発生させる駆動モータと、前記駆動モータの駆動に対応して変化する駆動モータ目標トルクを変量として算出する変量算出処理手段と、前記変量の変化率を算出する変量変化率算出処理手段と、前記変量の変化率を制限値に基づいて制限する変量制限処理手段とを有するとともに、前記制限値は駆動モータの回転速度に対応させて変更されることを特徴とするハイブリッド型車両用駆動装置。

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