JP4284901B2 - 電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハイブリッド型車両、電気自動車等の電動車両に搭載され、交流の電流を電動機械としての駆動モータに供給し、該駆動モータを駆動するようにした車両駆動装置においては、駆動モータのトルク、すなわち、電動機械トルクとしての駆動モータトルクが駆動輪に伝達され、該駆動輪において駆動力が発生させられるようになっている。
【０００３】
前記車両駆動装置においては、電動車両の全体の制御を行うために車両制御装置が、前記駆動モータの制御を行うために駆動モータ制御装置が配設され、該駆動モータ制御装置において、駆動モータに供給される電流と駆動モータトルクとが比例関係にあることを利用して、電流によるフィードバック制御によって駆動モータトルクによるフィードバック制御を間接的に行うようにしている。これに対して、前記駆動モータトルクを推定し、推定された駆動モータトルクと前記車両制御装置から送られてくる駆動モータトルクの目標値を表す駆動モータ目標トルクとの偏差をなくすように、駆動モータトルクによるフィードバック制御を直接的に行うこともできる。この場合、前記駆動モータトルクを推定するために、前記駆動モータに供給される交流の電流に基づいて駆動モータトルクを推定する第１の推定方法（特開平６−２８４５１１号公報参照）、及び前記駆動モータの電気的な出力、すなわち、電気的出力を表す交流の電力に基づいて駆動モータトルクを推定する第２の推定方法が提供されている。
【０００４】
また、前記駆動モータと駆動モータ制御装置との間にインバータが配設された車両駆動装置の場合、インバータは、駆動モータ制御装置から送られる駆動信号に基づいて駆動され、力行（駆動）時に、バッテリから直流の電流を受けて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の交流の電流を発生させ、各相の交流の電流を駆動モータに送り、電動車両の制動に伴う回生（発電）時に、駆動モータから各相の交流の電流を受けて、直流の電流を発生させ、該直流の電流をバッテリを送るようになっている。
【０００５】
この場合、バッテリからインバータに供給される直流の電力に基づいて駆動モータトルクを推定する第３の推定方法（特開平６−２８４５１１号公報参照）が提供されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の車両駆動装置においては、第１の推定方法の場合、駆動モータが駆動される回転速度のすべての領域、すなわち、全回転速度領域において、駆動モータトルクを推定する精度が高いが、例えば、減磁が原因になって駆動モータ自身の特性が変化すると、推定された駆動モータトルク、すなわち、推定トルク値と、実際の駆動モータトルク、すなわち、実トルク値との誤差が大きくなってしまう。
【０００７】
また、第２、第３の推定方法の場合、駆動モータ自身の特性が変化しても、前記推定トルク値と実トルク値との誤差が大きくなることはないが、駆動モータが駆動される回転速度が低い領域、すなわち、低回転速度領域において、駆動モータトルクを推定する精度が低くなってしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の車両駆動装置の問題点を解決して、全回転速度領域において、電動機械トルクを推定する精度を高くすることができ、電動機械自身の特性が変化しても、推定トルク値と実トルク値との誤差が大きくなることがない電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電動車両駆動制御装置においては、電動機械回転速度を検出する電動機械回転速度検出部と、検出された電動機械回転速度が閾（しきい）値より低いかどうかを判断する電動機械回転速度判断処理手段と、電動機械に供給される交流の電流を検出する交流電流検出部と、電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力を算出する電動機械電気的出力算出処理手段と、検出された電動機械回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流に基づいて電動機械トルクを推定し、検出された電動機械回転速度が閾値以上である場合に、前記電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力に基づいて、電動機械トルクを推定する推定処理手段とを有する。
【００１５】
本発明の電動車両駆動制御方法においては、電動機械回転速度を検出し、検出された電動機械回転速度が閾値より低いかどうかを判断し、電動機械に供給される交流の電流を検出し、電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力を算出し、検出された電動機械回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流に基づいて電動機械トルクを推定し、検出された電動機械回転速度が閾値以上である場合に、前記電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力に基づいて、電動機械トルクを推定する。
【００１６】
本発明のプログラムにおいては、コンピュータを、検出された電動機械回転速度が閾値より低いかどうかを判断する電動機械回転速度判断処理手段、電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力を算出する電動機械電気的出力算出処理手段、及び検出された電動機械回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流に基づいて電動機械トルクを推定し、検出された電動機械回転速度が閾値以上である場合に、前記電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力に基づいて、電動機械トルクを推定する推定処理手段として機能させる。
【００１７】
【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。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【００１９】
図において、３９は電動機械としての図示されない駆動モータの回転速度、すなわち、電動機械回転速度としての駆動モータ回転速度を検出する電動機械回転速度検出部としての駆動モータ回転速度検出部を構成する駆動モータロータ位置センサ、９１は検出された駆動モータ回転速度が閾値より低いかどうかを判断する電動機械回転速度判断処理手段としての駆動モータ回転速度判断処理手段、９２は駆動モータに供給される交流の電流を検出する交流電流検出部、９３は駆動モータへの電気的出力を算出する電動機械電気的出力算出処理手段としての駆動モータ電気的出力算出処理手段、９４は、検出された駆動モータ回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流に基づいて電動機械トルクとしての駆動モータトルクを推定し、検出された駆動モータ回転速度が閾値以上である場合に、前記駆動モータへの電気的出力に基づいて、駆動モータトルクを推定する推定処理手段である。
【００２０】
次に、電動車両としてのハイブリッド型車両について説明する。なお、電動車両として、ハイブリッド型車両に代えて、エンジン及び発電機を備えず、駆動モータだけを備えた電気自動車に本発明を適用することもできる。
【００２１】
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。
【００２２】
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、伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結され、更にエンジン１１と差動回転自在に、かつ、機械的に連結された第１の電動機械としての発電機（Ｇ）である。
【００２３】
前記出力軸１４は、スリーブ状の形状を有し、前記出力軸１２を包囲して配設される。また、前記第１のカウンタドライブギヤ１５はプラネタリギヤユニット１３よりエンジン１１側に配設される。
【００２４】
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、前記エンジン１１及び発電機１６と差動回転自在に、かつ、機械的に連結された第２の電動機械としての駆動モータ（Ｍ）２５及び駆動輪３７と、キャリヤＣＲは出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。また、前記キャリヤＣＲと車両駆動装置のケース１０との間にワンウェイクラッチＦが配設され、該ワンウェイクラッチＦは、エンジン１１から正方向の回転がキャリヤＣＲに伝達されたときにフリーになり、発電機１６又は駆動モータ２５から逆方向の回転がキャリヤＣＲに伝達されたときにロックされ、逆方向の回転がエンジン１１に伝達されないようにする。
【００２５】
さらに、前記発電機１６は、前記伝達軸１７に固定され、回転自在に配設されたロータ２１、該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２、及び該ステータ２２に巻装されたコイル２３から成る。前記発電機１６は、伝達軸１７を介して伝達される回転によって電力を発生させる。前記コイル２３は、図示されないバッテリに接続され、該バッテリに直流の電流を供給する。前記ロータ２１と前記ケース１０との間に発電機ブレーキＢが配設され、該発電機ブレーキＢを係合させることによってロータ２１を固定し、発電機１６の回転を機械的に停止させることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
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ＴＭを発生させる。そのために、前記コイル４２は前記バッテリに接続され、該バッテリからの直流の電流が交流の電流に変換され、前記コイル４２に供給されるようになっている。
【００２８】
そして、前記駆動輪３７をエンジン１１の回転と同じ方向に回転させるために、前記第１、第２の軸線と平行な第３の軸線上にカウンタシャフト３０が配設され、該カウンタシャフト３０に、第１のカウンタドリブンギヤ３１、及び該第１のカウンタドリブンギヤ３１より歯数が多い第２のカウンタドリブンギヤ３２が固定される。前記第１のカウンタドリブンギヤ３１と前記第１のカウンタドライブギヤ１５とが、また、前記第２のカウンタドリブンギヤ３２と前記第２のカウンタドライブギヤ２７とが噛合させられ、前記第１のカウンタドライブギヤ１５の回転が反転されて第１のカウンタドリブンギヤ３１に、前記第２のカウンタドライブギヤ２７の回転が反転されて第２のカウンタドリブンギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
なお、３８はロータ２１の位置、すなわち、第１の電動機械ロータ位置としての発電機ロータ位置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、第２の電動機械ロータ位置としての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。また、前記レゾルバを使用することなく、センサレス制御で発電機ロータ位置θＧ及び駆動モータロータ位置θＭを検出することもできる。
【００３２】
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１６の回転速度、すなわち、第１の電動機械回転速度としての発電機回転速度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第２の電動機械回転速度としての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γＶに基づいて車速Ｖを算出することができる。なお、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、発電機ロータ位置センサ３８を、発電機回転速度ＮＧを検出する第１の電動機械回転速度検出部としての発電機回転速度検出部として、駆動モータロータ位置センサ３９を、駆動モータ回転速度ＮＭを検出する第２の電動機械回転速度検出部としての駆動モータ回転速度検出部、及び車速Ｖを検出する車速検出部として機能させることができる。
【００３３】
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。
【００３４】
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通常走行時の車速線図、図５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。
【００３５】
前記プラネタリギヤユニット１３（図２）においては、キャリヤＣＲがエンジン１１と、サンギヤＳが発電機１６と、リングギヤＲが出力軸１４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。
【００３６】
また、エンジン１１のトルク、すなわち、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１６のトルク、すなわち、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。
【００３７】
そして、ハイブリッド型車両の通常走行時において、リングギヤＲ、キャリヤＣＲ及びサンギヤＳはいずれも正方向に回転させられ、図４に示されるように、リングギヤ回転速度ＮＲ、エンジン回転速度ＮＥ及び発電機回転速度ＮＧは、いずれも正の値を採る。また、前記リングギヤトルクＴＲ及び発電機トルクＴＧは、プラネタリギヤユニット１３の歯数によって決定されるトルク比でエンジントルクＴＥを按（あん）分することによって得られるので、図５に示されるトルク線図上において、リングギヤトルクＴＲと発電機トルクＴＧとを加えたものがエンジントルクＴＥになる。
【００３８】
次に、前記車両駆動装置の制御を行う電動車両駆動制御装置としてのハイブリッド型車両駆動制御装置について説明する。
【００３９】
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駆動制御装置の概念図である。
【００４０】
図において、１０はケース、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１３はプラネタリギヤユニット、１６は発電機（Ｇ）、Ｂは該発電機１６のロータ２１を固定するための発電機ブレーキ、２５は駆動モータ（Ｍ）、２８は前記発電機１６を駆動するための発電機インバータとしてのインバータ、２９は前記駆動モータ２５を駆動するための駆動モータインバータとしてのインバータ、３７は駆動輪、３８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。
【００４１】
そして、該インバータ２８の入口側に、インバータ２８に供給され、印加される直流の電圧、すなわち、発電機インバータ電圧ＶＧを検出するために第１の直流電圧検出部としての発電機インバータ電圧センサ７５が配設され、インバータ２９の入口側に、インバータ２９に供給され、印加される直流の電圧、すなわち、駆動モータインバータ電圧ＶＭを検出するために第２の直流電圧検出部としての駆動モータインバータ電圧センサ７６が配設され、インバータ２９に供給される直流の電流、すなわち、駆動モータインバータ電流ＩＭを検出するために直流電流検出部としての駆動モータインバータ電流センサ７７が配設される。前記発電機インバータ電圧ＶＧ、駆動モータインバータ電圧ＶＭ及び駆動モータインバータ電流ＩＭは車両制御装置５１に送られる。なお、前記バッテリ４３とインバータ２９との間に平滑用のコンデンサＣが接続される。
【００４２】
また、前記車両制御装置５１は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、車両駆動装置の全体の制御を行い、コンピュータとして機能する。前記車両制御装置５１は、エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９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、駆動信号ＳＧ１をインバータ２８に送る。そして、駆動モータ制御装置４９は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、前記駆動モータ２５の制御を行うために、駆動信号ＳＧ２をインバータ２９に送る。
【００４３】
前記インバータ２８は、駆動信号ＳＧ１に従って駆動され、力行時にバッテリ４３から直流の電流を受けて、相電流、すなわち、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発生させ、各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発電機１６に送り、回生（発電）時に発電機１６から各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に送る。
【００４４】
また、前記インバータ２９は、駆動信号ＳＧ２に従って駆動され、力行時にバッテリ４３から直流の電流を受けて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを発生させ、各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを駆動モータ２５に送り、回生時に駆動モータ２５から各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に送る。
【００４５】
そして、４４は前記バッテリ４３の状態、すなわち、バッテリ状態としてのバッテリ残量ＳＯＣを検出するバッテリ残量検出装置、５２はエンジン回転速度ＮＥを検出するエンジン回転速度センサ、５３は選速操作手段としての図示されないシフトレバーの位置、すなわち、シフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ、５４はアクセルペダル、５５は該アクセルペダル５４の位置（踏込量）、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部としてのアクセルスイッチ、６１はブレーキペダル、６２は該ブレーキペダル６１の位置（踏込量）、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部としてのブレーキスイッチ、６３はエンジン１１の温度ｔｍＥを検出するエンジン温度センサ、６４は発電機１６の温度、例えば、コイル２３（図２）の温度ｔｍＧを検出する発電機温度センサ、６５は駆動モータ２５の温度、例えば、コイル４２の温度ｔｍＭを検出する駆動モータ温度センサである。
【００４６】
そして、６６〜６９はそれぞれ各相の交流の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＭＵ、ＩＭＶを検出する交流電流検出部としての電流センサ、７２は前記バッテリ状態としてのバッテリ電圧ＶＢを検出するバッテリ４３用の電圧検出部としてのバッテリ電圧センサ、８１〜８３は、インバータ２９の出口側に配設され、前記駆動モータ２５に供給され、印加される各相の交流の電圧ＶＭＵ、ＶＭＶ、ＶＭＷを検出する交流電圧検出部としての電圧センサである。前記バッテリ電圧ＶＢは、発電機制御装置４７、駆動モータ制御装置４９及び車両制御装置５１に送られる。また、バッテリ状態として、バッテリ電流、バッテリ温度等を検出することもできる。なお、バッテリ残量検出装置４４、バッテリ電圧センサ７２、図示されないバッテリ電流センサ、図示されないバッテリ温度センサ等によってバッテリ状態検出部が構成される。また、電流ＩＧＵ、ＩＧＶは発電機制御装置４７及び車両制御装置５１に、電流ＩＭＵ、ＩＭＶ及び電圧ＶＭＵ、ＶＭＶ、ＶＭＷは駆動モータ制御装置４９及び車両制御装置５１に供給される。
【００４７】
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り、エンジン制御装置４６によってエンジン１１の駆動・停止を設定させたり、発電機制御装置４７に発電機ロータ位置θＧを、駆動モータ制御装置４９に駆動モータロータ位置θＭを送ったりする。そして、車両制御装置５１の指示に基づいて、エンジン制御装置４６は、エンジン回転速度ＮＥの目標値を表すエンジン目標回転速度ＮＥ^* を設定し、前記発電機制御装置４７は、発電機回転速度ＮＧの目標値を表す発電機目標回転速度ＮＧ^* 、及び第１の電動機械トルクとしての発電機トルクＴＧの目標値を表す発電機目標トルクＴＧ^* を設定し、前記駆動モータ制御装置４９は、第２の電動機械トルクとしての駆動モータトルクＴＭの目標値を表す駆動モータ目標トルクＴＭ^* 、及び駆動モータトルクＴＭの補正値を表す駆動モータトルク補正値δＴＭを設定する。
【００４８】
また、前記発電機制御装置４７の図示されない発電機回転速度算出処理手段は、発電機回転速度算出処理を行い、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を算出する。
【００４９】
そして、前記駆動モータ制御装置４９の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、駆動モータ回転速度算出処理を行い、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を算出する。また、前記駆動モータ回転速度算出処理手段は、前記出力軸回転速度を読み込んで駆動モータ回転速度ＮＭを算出することもできる。
【００５０】
そして、前記エンジン制御装置４６の図示されないエンジン回転速度算出処理手段は、エンジン回転速度算出処理を行い、エンジン回転速度ＮＥを算出し、推定する。
【００５１】
なお、前記発電機回転速度検出部及び発電機回転速度算出処理手段によって発電機回転速度算出手段を、前記駆動モータ回転速度検出部及び駆動モータ回転速度算出処理手段によって駆動モータ回転速度算出手段を、エンジン回転速度算出処理手段によってエンジン回転速度算出手段を構成することもできる。
【００５２】
本実施の形態においては、前記エンジン制御装置４６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、該エンジン回転速度ＮＥをエンジン回転速度センサ５２から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及びギヤ比γＶ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、車速検出部として、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。
【００５３】
次に、前記構成のハイブリッド型車両駆動制御装置の動作について説明する。
【００５４】
図７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駆動制御装置の動作を示す第１のメインフローチャート、図８は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第２のメインフローチャート、図９は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示す第３のメインフローチャート、図１０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１１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１２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１３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１０、１１及び１３において、横軸に車速Ｖを、縦軸に車両要求トルクＴＯ^* を、図１２において、横軸にエンジン回転速度ＮＥを、縦軸にエンジントルクＴＥを採ってある。
【００５５】
まず、車両制御装置５１（図６）の図示されない初期化処理手段は、初期化処理を行って各種の変量を初期値にする。次に、前記車両制御装置５１の図示されない車両要求トルク決定処理手段は、車両要求トルク決定処理を行い、アクセルスイッチ５５からアクセルペダル位置ＡＰを、ブレーキスイッチ６２からブレーキペダル位置ＢＰを読み込むとともに、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１０の第１の車両要求トルクマップを参照し、ブレーキペダル６１が踏み込まれた場合、前記記録装置に記録された図１１の第２の車両要求トルクマップを参照して、アクセルペダル位置ＡＰ、ブレーキペダル位置ＢＰ及び車速Ｖに対応させてあらかじめ設定された、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要な車両要求トルクＴＯ^* を決定する。
【００５６】
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。
【００５７】
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、運転者要求出力算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ^* と車速Ｖとを乗算することによって、運転者要求出力ＰＤ
ＰＤ＝ＴＯ^* ・Ｖ
を算出する。
【００５８】
次に、前記車両制御装置５１の図示されないバッテリ充放電要求出力算出処理手段は、バッテリ充放電要求出力算出処理を行い、前記バッテリ残量検出装置４４からバッテリ残量ＳＯＣを読み込み、該バッテリ残量ＳＯＣに基づいてバッテリ充放電要求出力ＰＢを算出する。
【００５９】
続いて、前記車両制御装置５１の図示されない車両要求出力算出処理手段は、車両要求出力算出処理を行い、前記運転者要求出力ＰＤとバッテリ充放電要求出力ＰＢとを加算することによって、車両要求出力ＰＯ
ＰＯ＝ＰＤ＋ＰＢ
を算出する。
【００６０】
次に、前記エンジン制御装置４６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１２のエンジン目標運転状態マップを参照し、前記車両要求出力ＰＯを表す線ＰＯ１、ＰＯ２、…と、各アクセルペダル位置ＡＰ１〜ＡＰ６におけるエンジン１１の効率が最も高くなる最適燃費曲線Ｌとが交差するポイントＡ１〜Ａ３、Ａｍを、エンジン目標運転状態であるエンジン１１の運転ポイントとして決定し、該運転ポイントにおけるエンジントルクＴＥ１〜ＴＥ３、ＴＥｍをエンジントルクＴＥの目標値を表すエンジン目標トルクＴＥ^* として決定し、前記運転ポイントにおけるエンジン回転速度ＮＥ１〜ＮＥ３、ＮＥｍをエンジン目標回転速度ＮＥ^* として決定する。
【００６１】
そして、前記エンジン制御装置４６は、前記記録装置に記録された図１３のエンジン駆動領域マップを参照して、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれているかどうかを判断する。図１３において、ＡＲ１はエンジン１１が駆動される駆動領域、ＡＲ２はエンジン１１の駆動が停止させられる停止領域、ＡＲ３はヒステリシス領域である。また、ＬＥ１は停止させられているエンジン１１が駆動されるライン、ＬＥ２は駆動されているエンジン１１の駆動が停止させられるラインである。なお、前記ラインＬＥ１は、バッテリ残量ＳＯＣが大きいほど図１３の右方に移動させられ、駆動領域ＡＲ１が狭くされ、バッテリ残量ＳＯＣが小さいほど図１３の左方に移動させられ、駆動領域ＡＲ１が広くされる。
【００６２】
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、エンジン制御装置４６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、エンジン制御装置４６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。そして、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれておらず、エンジン１１が停止させられている場合、前記駆動モータ制御装置４９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^* を駆動モータ目標トルクＴＭ^* として決定し、駆動モータ制御装置４９の図示されない駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ２５のトルク制御を行う。
【００６３】
また、エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれていて、かつ、エンジン１１が駆動されている場合、エンジン制御装置４６の図示されないエンジン制御処理手段は、エンジン制御処理を行い、所定の方法でエンジン１１の制御を行う。
【００６４】
次に、発電機制御装置４７の前記発電機目標回転速度算出処理手段は、発電機目標回転速度算出処理を行い、具体的には、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を読み込み、該駆動モータロータ位置θＭ、及び出力軸２６（図２）からリングギヤＲまでのギヤ比γＲ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。
【００６５】
ところで、前記構成のハイブリッド型車両をモータ・エンジン駆動モードで走行させているときに、発電機回転速度ＮＧが低い場合、消費電力が大きくなり、発電機１６の発電効率が低くなるとともに、ハイブリッド型車両の燃費がその分悪くなってしまう。そこで、発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が所定の回転速度より小さい場合、発電機ブレーキＢを係合させ、発電機１６を機械的に停止させ、前記燃費を良くするようにしている。
【００６６】
そのために、前記発電機制御装置４７は、前記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〕）以上であるかどうかを判断する。発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１以上である場合、発電機制御装置４７は、発電機ブレーキＢが解放されているかどうかを判断する。そして、該発電機ブレーキＢが解放されている場合、前記発電機制御装置４７の図示されない発電機回転速度制御処理手段は、発電機回転速度制御処理を行い、発電機１６のトルク制御を行う。また、前記発電機ブレーキＢが解放されていない場合、前記発電機制御装置４７の図示されない発電機ブレーキ解放制御処理手段は、発電機ブレーキ解放制御処理を行い、発電機ブレーキＢを解放する。
【００６７】
ところで、前記発電機回転速度制御処理において、発電機目標トルクＴＧ^* が決定され、該発電機目標トルクＴＧ^* に基づいて発電機１６のトルク制御が行われ、所定の発電機トルクＴＧが発生させられると、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。
【００６８】
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が変動し、前記リングギヤトルクＴＲが変動すると、変動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の変動に伴う発電機１６のイナーシャ（ロータ２１及びロータ軸のイナーシャ）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。
【００６９】
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。
【００７０】
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に加わるトルク、すなわち、サンギヤトルクＴＳは、発電機目標トルクＴＧ^* にイナーシャＩｎＧ分のトルク等価成分（イナーシャトルク）ＴＧＩ
ＴＧＩ＝ＩｎＧ・αＧ
を加算することによって得られ、
ＴＳ＝ＴＧ^* ＋ＴＧＩ
＝ＴＧ^* ＋ＩｎＧ・αＧ ……（３）
になる。なお、前記トルク等価成分ＴＧＩは、通常、ハイブリッド型車両の加速中は加速方向に対して負の値を、ハイブリッド型車両の減速中は加速方向に対して正の値を採る。また、角加速度αＧは、発電機回転速度ＮＧを微分することによって算出される。
【００７１】
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、
ＴＲ＝ρ・ＴＳ
＝ρ・（ＴＧ^* ＋ＴＧＩ）
＝ρ・（ＴＧ^* ＋ＩｎＧ・αＧ） ……（４）
になる。このように、発電機目標トルクＴＧ^* 及びトルク等価成分ＴＧＩからリングギヤトルクＴＲを算出することができる。
【００７２】
そこで、前記駆動モータ制御装置４９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、前記発電機目標トルクＴＧ^* 及びトルク等価成分ＴＧＩに基づいて出力軸２６におけるトルク、すなわち、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。すなわち、前記駆動軸トルク推定処理手段は、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駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、算出する。
【００７３】
なお、発電機ブレーキＢが係合させられる際に、発電機目標トルクＴＧ^* は零（０）にされるので、リングギヤトルクＴＲはエンジントルクＴＥと比例関係になる。そこで、発電機ブレーキＢが係合させられる際に、前記駆動軸トルク推定処理手段は、エンジン制御装置４６からエンジントルクＴＥを読み込み、前記トルク関係式によって、エンジントルクＴＥに基づいてリングギヤトルクＴＲを算出し、該リングギヤトルクＴＲ、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ＴＲ／ＯＵＴを推定する。
【００７４】
続いて、前記駆動モータ目標トルク決定処理手段は、駆動モータ目標トルク決定処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ^* から、前記駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを減算することによって、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴでは過不足する分を駆動モータ目標トルクＴＭ^* として決定する。
【００７５】
そして、前記駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、算出された駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴに基づいて駆動モータ２５のトルク制御を行い、駆動モータトルクＴＭを制御する。
【００７６】
また、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、発電機制御装置４７は、発電機ブレーキＢが係合させられているかどうかを判断する。そして、発電機ブレーキＢが係合させられていない場合、発電機制御装置４７の図示されない発電機ブレーキ係合制御処理手段は、発電機ブレーキ係合制御処理を行い、発電機ブレーキＢを係合させる。
【００７７】
続いて、駆動モータ制御装置４９の電動機械トルク推定処理手段としての図示されない駆動モータトルク推定処理手段は、電動機械トルク推定処理としての駆動モータトルク推定処理を行い、駆動モータトルクＴＭを推定し、推定された駆動モータトルクＴＭを車両制御装置５１に送り、処理を終了する。
【００７８】
次に、図７〜９のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 初期化処理を行う。
ステップＳ２ アクセルペダル位置ＡＰ及びブレーキペダル位置ＢＰを読み込む。
ステップＳ３ 車速Ｖを算出する。
ステップＳ４ 車両要求トルクＴＯ^* を決定する。
ステップＳ５ 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Ｓ６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Ｓ８に進む。
ステップＳ６ エンジン１１が停止中であるかどうかを判断する。エンジン１１が停止中である場合はステップＳ７に、停止中でない（駆動中である）場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ７ 急加速制御処理を行う。
ステップＳ８ 運転者要求出力ＰＤを算出する。
ステップＳ９ バッテリ充放電要求出力ＰＢを算出する。
ステップＳ１０ 車両要求出力ＰＯを算出する。
ステップＳ１１ エンジン１１の運転ポイントを決定する。
ステップＳ１２ エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれているかどうかを判断する。エンジン１１が駆動領域ＡＲ１に置かれている場合はステップＳ１３に、駆動領域ＡＲ１に置かれていない場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１３ エンジン１１が駆動されているかどうかを判断する。エンジン１１が駆動されている場合はステップＳ１７に、駆動されていない場合はステップＳ１５に進む。
ステップＳ１４ エンジン１１が駆動されているかどうかを判断する。エンジン１１が駆動されている場合はステップＳ１６に、駆動されていない場合はステップＳ２６に進む。
ステップＳ１５ エンジン始動制御処理を行う。
ステップＳ１６ エンジン停止制御処理を行う。
ステップＳ１７ エンジン制御処理を行う。
ステップＳ１８ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。
ステップＳ１９ 発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１以上であるかどうかを判断する。発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１以上である場合はステップＳ２０に、発電機目標回転速度ＮＧ^* の絶対値が第１の回転速度Ｎｔｈ１より小さい場合はステップＳ２１に進む。
ステップＳ２０ 発電機ブレーキＢが解放され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Ｓ２３に、解放されていない場合はステップＳ２４に進む。
ステップＳ２１ 発電機ブレーキＢが係合さ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Ｓ２８に、係合させられていない場合はステップＳ２２に進む。
ステップＳ２２ 発電機ブレーキ係合制御処理を行う。
ステップＳ２３ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ２４ 発電機ブレーキ解放制御処理を行う。
ステップＳ２５ 駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
ステップＳ２６ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ２７ 駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ２８ 駆動モータトルク推定処理を行い、処理を終了する。
【００７９】
次に、図７のステップＳ７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。
【００８０】
図１４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。
【００８１】
まず、前記急加速制御処理手段は、車両要求トルクＴＯ^* を読み込むとともに、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。続いて、前記発電機制御装置４７（図６）の図示されない発電機目標トルク算出処理手段は、発電機目標トルク算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ^* と駆動モータ目標トルクＴＭ^* との差トルクΔＴを算出し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* である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^* として算出し、決定する。
【００８２】
そして、前記駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ目標トルクＴＭ^* で駆動モータ２５のトルク制御を行う。また、前記発電機制御装置４７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、前記発電機目標トルクＴＧ^* に基づいて発電機１６のトルク制御を行う。
【００８３】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ７−１ 車両要求トルクＴＯ^* を読み込む。
ステップＳ７−２ 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Ｓ７−３ 発電機目標トルクＴＧ^* を算出する。
ステップＳ７−４ 駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ７−５ 発電機トルク制御処理を行い、リターンする。
【００８４】
次に、図９のステップＳ２７、及び図１４のステップＳ７−４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。
【００８５】
図１５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。
【００８６】
まず、駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ目標トルクＴＭ^* 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、続いて、バッテリ電圧ＶＢを読み込む。次に、前記駆動モータ制御処理手段は、前記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、前記駆動モータ制御装置４９の記録装置に記録された駆動モータ制御用の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^* を算出し、決定する。なお、ｄ軸電流指令値ＩＭｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ^* によって、駆動モータ２５用の交流電流指令値が構成される。
【００８７】
また、前記駆動モータ制御処理手段は、電流センサ６８、６９から電流ＩＭＵ、ＩＭＶを読み込むとともに、該電流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。
【００８８】
続いて、前記駆動モータ制御処理手段の図示されない交流電流算出処理手段は、交流電流算出処理を行い、３相／２相変換を行い、電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを、駆動モータ２５に供給される交流の電流であるｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに変換することによってｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑを算出する。なお、前記交流電流算出処理手段によって交流電流検出部９２（図１）が構成される。そして、前記駆動モータ制御処理手段の図示されない電圧指令値算出処理手段は、電圧指令値算出処理を行い、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を前記駆動モータ制御装置４９の図示されないドライブ処理手段に対して出力する。該ドライブ処理手段は、ドライブ処理を行い、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷに基づいて駆動信号ＳＧ２を前記インバータ２９に送る。なお、電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* によって駆動モータ２５用の交流電圧指令値が構成される。
【００８９】
次に、フローチャートについて説明する。なお、この場合、ステップＳ２７及びステップＳ７−４において同じ処理が行われるので、ステップＳ７−４について説明する。
ステップＳ７−４−１ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を読み込む。
ステップＳ７−４−２ 駆動モータロータ位置θＭを読み込む。
ステップＳ７−４−３ 駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。
ステップＳ７−４−４ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ７−４−５ 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Ｓ７−４−６ 電流ＩＭＵ、ＩＭＶを読み込む。
ステップＳ７−４−７ ３相／２相変換を行う。
ステップＳ７−４−８ 電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* を算出する。
ステップＳ７−４−９ ２相／３相変換を行う。
ステップＳ７−４−１０ パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを出力し、リターンする。
【００９０】
次に、図１４のステップＳ７−５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。
【００９１】
図１６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。
【００９２】
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を読み込むとともに、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、続いて、バッテリ電圧ＶＢを読み込む。次に、前記発電機トルク制御処理手段は、前記発電機目標トルクＴＧ^* 、発電機回転速度ＮＧ及びバッテリ電圧ＶＢに基づいて、前記発電機制御装置４７（図６）の記録装置に記録された発電機制御用の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^* を算出し、決定する。なお、ｄ軸電流指令値ＩＧｄ^* 及びｑ軸電流指令値ＩＧｑ^* によって発電機１６用の交流電流指令値が構成される。
【００９３】
また、前記発電機トルク制御処理手段は、電流センサ６６、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。
【００９４】
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を交流の電流である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を発電機制御装置４７の図示されないドライブ処理手段に出力する。該ドライブ処理手段は、ドライブ処理を行い、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷに基づいて駆動信号ＳＧ１を前記インバータ２８に送る。なお、電圧指令値ＶＧｄ^* 、ＶＧｑ^* によって発電機１６用の交流電圧指令値が構成される。
【００９５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ７−５−１ 発電機目標トルクＴＧ^* を読み込む。
ステップＳ７−５−２ 発電機ロータ位置θＧを読み込む。
ステップＳ７−５−３ 発電機回転速度ＮＧを算出する。
ステップＳ７−５−４ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ７−５−５ 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Ｓ７−５−６ 電流ＩＧＵ、ＩＧＶを読み込む。
ステップＳ７−５−７ ３相／２相変換を行う。
ステップＳ７−５−８ 電圧指令値ＶＧｄ^* 、ＶＧｑ^* を算出する。
ステップＳ７−５−９ ２相／３相変換を行う。
ステップＳ７−５−１０ パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを出力し、リターンする。
【００９６】
次に、図８のステップＳ１５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。
【００９７】
図１７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。
【００９８】
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、車速Ｖ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６）の運転ポイントを読み込む。なお、前記車速Ｖ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。
【００９９】
続いて、発電機制御装置４７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、及び前記ギヤ比γＲに基づいてリングギヤ回転速度ＮＲを算出するとともに、前記運転ポイントにおける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。
【０１００】
そして、前記エンジン制御装置４６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う。
【０１０１】
続いて、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^* 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。
【０１０２】
そして、前記駆動モータ制御装置４９は、ステップＳ２５〜Ｓ２７において行われたように、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定し、駆動モータ制御処理を行う。
【０１０３】
また、前記エンジン始動制御処理手段は、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。次に、前記エンジン始動制御処理手段は、エンジン１１が正常に駆動され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。
【０１０４】
また、エンジン回転速度ＮＥが始動回転速度ＮＥｔｈ１以下である場合、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^* に基づいて発電機回転速度制御処理を行い、続いて、前記駆動モータ制御装置４９は、ステップＳ２５〜Ｓ２７において行われたように、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定し、駆動モータ制御処理を行う。
【０１０５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１５−１ 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Ｓ１５−３に、０〔％〕でない場合はステップＳ１５−２に進む。
ステップＳ１５−２ スロットル開度θを０〔％〕にし、ステップＳ１５−１に戻る。
ステップＳ１５−３ 車速Ｖを読み込む。
ステップＳ１５−４ エンジン１１の運転ポイントを読み込む。
ステップＳ１５−５ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。
ステップＳ１５−６ 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Ｓ１５−１１に、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Ｓ１５−７に進む。
ステップＳ１５−７ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１５−８ 駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
ステップＳ１５−９ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ１５−１０ 駆動モータ制御処理を行い、ステップ１５−１に戻る。
ステップＳ１５−１１ 燃料噴射及び点火を行う。
ステップＳ１５−１２ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１５−１３ 駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
ステップＳ１５−１４ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ１５−１５ 駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ１５−１６ スロットル開度θを調整する。
ステップＳ１５−１７ 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Ｓ１５−１８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Ｓ１５−１１に戻る。
ステップＳ１５−１８ 所定時間が経過するのを待機し、経過するとリターンする。
【０１０６】
次に、図９のステップＳ２３、及び図１７のステップＳ１５−７、Ｓ１５−１２における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。
【０１０７】
図１８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。
【０１０８】
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^* を読み込み、発電機回転速度ＮＧを読み込むとともに、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。
【０１０９】
続いて、前記発電機トルク制御処理手段は、図１６の発電機トルク制御処理を行い、発電機１６（図６）のトルク制御を行う。
【０１１０】
次に、フローチャートについて説明する。なお、この場合、ステップＳ２３、及びステップＳ１５−７、Ｓ１５−１２において同じ処理が行われるので、ステップＳ１５−７について説明する。
ステップＳ１５−７−１ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を読み込む。
ステップＳ１５−７−２ 発電機回転速度ＮＧを読み込む。
ステップＳ１５−７−３ 発電機目標トルクＴＧ^* を算出する。
ステップＳ１５−７−４ 発電機トルク制御処理を行い、リターンする。
【０１１１】
次に、図８のステップＳ１６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。
【０１１２】
図１９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。
【０１１３】
まず、前記発電機制御装置４７（図６）は、発電機ブレーキＢが解放されているかどうかを判断する。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、前記発電機ブレーキ解放制御処理手段は、発電機ブレーキ解放制御処理を行い、発電機ブレーキＢを解放する。
【０１１４】
また、前記発電機ブレーキＢが解放されている場合、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。
【０１１５】
続いて、前記エンジン停止制御処理手段は、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、前記発電機制御装置４７が図１８の発電機回転速度制御処理を行った後、駆動モータ制御装置４９は、ステップＳ２５〜Ｓ２７において行われたように、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定し、駆動モータ制御処理を行う。
【０１１６】
次に、前記発電機制御装置４７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。
【０１１７】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１６−１ 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Ｓ１６−３に、解放されていない場合はステップＳ１６−２に進む。
ステップＳ１６−２ 発電機ブレーキ解放制御処理を行う。
ステップＳ１６−３ 燃料噴射及び点火を停止させる。
ステップＳ１６−４ スロットル開度θを０〔％〕にする。
ステップＳ１６−５ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を決定する。
ステップＳ１６−６ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ１６−７ 駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
ステップＳ１６−８ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ１６−９ 駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ１６−１０ 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Ｓ１６−１１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Ｓ１６−５に戻る。
ステップＳ１６−１１ 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。
【０１１８】
次に、図９のステップＳ２２における発電機ブレーキ係合制御処理のサブルーチンについて説明する。
【０１１９】
図２０は本発明の第１の実施の形態における発電機ブレーキ係合制御処理のサブルーチンを示す図である。
【０１２０】
まず、前記発電機ブレーキ係合制御処理手段は、発電機ブレーキＢ（図６）の係合を要求するための発電機ブレーキ要求をオフからオンにして、発電機目標回転速度ＮＧ^* に０〔ｒｐｍ〕をセットし、発電機制御装置４７が図１８の発電機回転速度制御処理を行った後、駆動モータ制御装置４９は、ステップＳ２５〜Ｓ２７において行われたように、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定し、駆動モータ制御処理を行う。
【０１２１】
次に、前記発電機ブレーキ係合制御処理手段は、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。続いて、前記駆動モータ制御装置４９は、ステップＳ２５〜Ｓ２７において行われたように、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定し、駆動モータ制御処理を行う。
【０１２２】
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、前記発電機ブレーキ係合制御処理手段は、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。
【０１２３】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２２−１ 発電機目標回転速度ＮＧ^* に０〔ｒｐｍ〕をセットする。
ステップＳ２２−２ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ２２−３ 駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
ステップＳ２２−４ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ２２−５ 駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ２２−６ 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Ｓ２２−７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Ｓ２２−２に戻る。
ステップＳ２２−７ 発電機ブレーキＢを係合させる。
ステップＳ２２−８ 駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
ステップＳ２２−９ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ２２−１０ 駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ２２−１１ 所定時間が経過したかどうかを判断し、所定時間が経過した場合はステップＳ２２−１２に進み、経過していない場合はステップＳ２２−７に戻る。
ステップＳ２２−１２ 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。
【０１２４】
次に、図９のステップＳ２４における発電機ブレーキ解放制御処理のサブルーチンについて説明する。
【０１２５】
図２１は本発明の第１の実施の形態における発電機ブレーキ解放制御処理のサブルーチンを示す図である。
【０１２６】
前記発電機ブレーキ係合制御処理において、発電機ブレーキＢ（図６）を係合している間、所定のエンジントルクＴＥが反力として発電機１６のロータ２１に加わるので、発電機ブレーキＢを単に解放すると、エンジントルクＴＥがロータ２１に伝達されるのに伴って、発電機トルク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。
【０１２７】
そこで、前記エンジン制御装置４６において、前記ロータ２１に伝達されるエンジントルクＴＥが推定又は算出され、前記発電機ブレーキ解放制御処理手段は、推定又は算出されたエンジントルクＴＥに相当するトルク、すなわち、エンジントルク相当分を読み込み、該エンジントルク相当分を発電機目標トルクＴＧ^* としてセットする。続いて、前記発電機トルク制御処理手段が図１６の発電機トルク制御処理を行った後、駆動モータ制御装置４９は、ステップＳ２５〜Ｓ２７において行われたように、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定し、駆動モータ制御処理を行う。
【０１２８】
続いて、発電機トルク制御処理が開始された後、所定時間が経過すると、前記発電機ブレーキ解放制御処理手段が、発電機ブレーキＢを解放し、発電機目標回転速度ＮＧ^* に０〔ｒｐｍ〕をセットした後、発電機回転速度制御手段は図１８の発電機回転速度制御処理を行う。続いて、前記駆動モータ制御装置４９は、ステップＳ２５〜Ｓ２７において行われたように、駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定し、駆動モータ制御処理を行う。なお、前記エンジントルク相当分は、エンジントルクＴＥに対する発電機トルクＴＧのトルク比を学習することによって推定又は算出される。
【０１２９】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２４−１ エンジントルク相当分を発電機目標トルクＴＧ^* にセットする。
ステップＳ２４−２ 発電機トルク制御処理を行う。
ステップＳ２４−３ 駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
ステップＳ２４−４ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ２４−５ 駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ２４−６ 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Ｓ２４−７に進み、経過していない場合はステップＳ２４−２に戻る。
ステップＳ２４−７ 発電機ブレーキＢを解放する。
ステップＳ２４−８ 発電機目標回転速度ＮＧ^* に０〔ｒｐｍ〕をセットする。
ステップＳ２４−９ 発電機回転速度制御処理を行う。
ステップＳ２４−１０ 駆動軸トルクＴＲ／ＯＵＴを推定する。
ステップＳ２４−１１ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を決定する。
ステップＳ２４−１２ 駆動モータ制御処理を行い、リターンする。
【０１３０】
次に、図９のステップＳ２８における駆動モータトルク推定処理のサブルーチンについて説明する。
【０１３１】
図２２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推定処理のサブルーチンを示す図、図２３は本発明における電力と駆動モータトルクとの関係を示す図である。なお、図２３において、横軸に電力ＰＭを、縦軸に駆動モータトルクＴＭを採ってある。この場合、前記電力ＰＭは、交流の電力ＰＭａｃ及び直流の電力ＰＭｄｃに共通である。
【０１３２】
ところで、前記駆動モータ制御装置４９（図６）において、前記駆動モータトルクＴＭが推定され、推定された駆動モータトルクＴＭと車両制御装置５１から送られてくる駆動モータ目標トルクＴＭ^* との偏差をなくすように駆動モータトルクＴＭによるフィードバック制御が行われる。そして、前記駆動モータトルクＴＭを推定するために、前記駆動モータ２５に供給される交流の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷに基づいて駆動モータトルクＴＭを推定する第１の推定方法、及び前記駆動モータ２５への電気的出力を表す交流の電力ＰＭａｃに基づいて駆動モータトルクＴＭを推定する第２の推定方法が提供されている。
【０１３３】
ところが、第１の推定方法の場合、駆動モータ２５が駆動される全回転速度領域において、駆動モータトルクＴＭを推定する精度が高いが、例えば、減磁が原因になり、駆動モータ２５自身の特性が変化すると、推定トルク値ＴＭｅと実トルク値との誤差が大きくなってしまう。
【０１３４】
また、第２の推定方法の場合、駆動モータ２５自身の特性が変化しても、前記推定トルク値ＴＭｅと実トルク値との誤差が大きくなることはないが、駆動モータ２５が駆動される低回転速度領域において、駆動モータトルクＴＭを推定する精度が低くなってしまう。
【０１３５】
図２３において、ラインＬａ〜Ｌｆは、それぞれ、駆動モータ回転速度ＮＭが３０００、１０００、７００、５００、３００、１００〔ｒｐｍ〕であるときの、電力ＰＭ（交流の電力ＰＭａｃ又は直流の電力ＰＭｄｃ）と駆動モータトルクＴＭとの関係を示す。ラインＬｃ〜Ｌｆで示されるように、駆動モータ回転速度ＮＭが低くなると、同じ電力ＰＭで駆動モータトルクＴＭが二つ存在することになる。例えば、ラインＬｆの場合、電力ＰＭの値がＰＭ１であるときの、駆動モータトルクＴＭの値はＴＭ１、ＴＭ２の二つになる。したがって、仮に、電力ＰＭに基づいて駆動モータトルクＴＭを推定しても、駆動モータトルクＴＭを推定する精度が低くなってしまう。
【０１３６】
そこで、第２の推定方法において、それより低くなると駆動モータトルクＴＭを推定する精度が低くなる駆動モータ回転速度ＮＭ、例えば、１０００〔ｒｐｍ〕が閾値（切換回転速度）ＮＭｔｈ１として設定される。
【０１３７】
前記駆動モータトルク推定処理手段は、駆動モータロータ位置センサ３９によって検出された駆動モータ回転速度ＮＭ、前記交流電流算出処理において３相／２相変換を行うことによって、電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷから変換されたｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑ、並びに前記電圧センサ８１〜８３によって検出された交流の電圧ＶＭＵ、ＶＭＶ、ＶＭＷを読み込む。そして、前記駆動モータトルク推定処理手段の駆動モータ回転速度判断処理手段９１（図１）は、駆動モータ回転速度判断処理を行い、駆動モータ２５が低回転速度領域で駆動されているかどうかを、前記駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ１より低いかどうかによって判断する。
【０１３８】
前記駆動モータ２５が低回転速度領域で駆動され、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ１より低い場合、前記駆動モータトルク推定処理手段の推定処理手段９４は、推定処理を行い、前記第１の推定方法で駆動モータトルクＴＭを推定する。すなわち、前記推定処理手段９４は、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに基づいて、推定トルク値ＴＭｅ
ＴＭｅ＝（ｋ１＋ｋ２・ＩＭｄ）・ＩＭｑ
を算出し、該推定トルク値ＴＭｅを駆動モータトルクＴＭとすることによって、駆動モータトルクＴＭを推定する。なお、前記式において、ｋ１、ｋ２は定数であり、該定数ｋ１、ｋ２は、駆動モータ２５における逆起電圧乗数、インダクタンス、損失、温度特性等を考慮して設定される。また、前記第１の推定方法において、前記推定処理手段９４は、駆動モータ制御装置４９の記録装置にあらかじめ記録された第１の駆動モータトルク推定マップを参照し、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに対応する駆動モータトルクＴＭを推定することもできる。
【０１３９】
前記駆動モータ２５が低回転速度領域で駆動されず、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ１以上である場合、前記推定処理手段９４は、前記第２の推定方法で駆動モータトルクＴＭを推定する。そのために、前記駆動モータトルク推定処理手段の電動機械電気的出力算出処理手段としての駆動モータ電気的出力算出処理手段９３は、電動機械電気的出力算出処理としての駆動モータ電気的出力算出処理を行い、３相／２相変換を行い、前記電圧ＶＭＵ、ＶＭＶ、ＶＭＷをｄ軸電圧ＶＭｄ及びｑ軸電圧ＶＭｑに変換し、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑ、並びにｄ軸電圧ＶＭｄ及びｑ軸電圧ＶＭｑに基づいて、電力ＰＭａｃ
ＰＭａｃ＝ＶＭｄ・ＩＭｄ＋ＶＭｑ・ＩＭｑ
を算出する。
【０１４０】
本実施の形態においては、前記電圧センサ８１〜８３によって検出された電圧ＶＭＵ、ＶＭＶ、ＶＭＷをｄ軸電圧ＶＭｄ及びｑ軸電圧ＶＭｑに変換するようにしているが、前記電圧センサ８１〜８３が配設されない場合、前記駆動モータ電気的出力算出処理手段９３は、前記駆動モータ制御処理において算出された電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* を読み込み、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑ、並びに電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* に基づいて、電力ＰＭａｃ
ＰＭａｃ＝ＶＭｄ^* ・ＩＭｄ＋ＶＭｑ^* ・ＩＭｑ
を算出することもできる。さらに、駆動モータ電気的出力算出処理手段９３は、電圧ＶＭＵ、ＶＭＶ、ＶＭＷ及び電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷに基づいて、電力ＰＭａｃ
ＰＭａｃ＝ＶＭＵ・ＩＭＵ＋ＶＭＶ・ＩＭＶ＋ＶＭＷ・ＩＭＷ
を算出することもできる。
【０１４１】
続いて、前記駆動モータトルク推定処理手段は、駆動モータ温度センサ６５によって検出された駆動モータ２５のコイル４２（図２）の温度ｔｍＭを読み込み、温度ｔｍＭの変化によって変化するコイル４２の巻線抵抗ＲＣ
ＲＣ＝ａ・ｔｍＭ＋ｂ （ａ、ｂは定数）
を算出し、該巻線抵抗ＲＣ、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに基づいて、駆動モータ２５の駆動モータ出力損失ＰＭＬ
ＰＭＬ＝ＲＣ・（ＩＭｄ² ＋ＩＭｑ² ）
を算出する。
【０１４２】
そして、前記推定処理手段９４は、前記電力ＰＭａｃ、駆動モータ出力損失ＰＭＬ及び駆動モータ回転速度ＮＭに基づいて、推定トルク値ＴＭｅ
ＴＭｅ＝（ＰＭａｃ−ＰＭＬ）／ＮＭ
を算出し、該推定トルク値ＴＭｅを駆動モータトルクＴＭとすることによって、駆動モータトルクＴＭを推定する。
【０１４３】
このように、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ１より低い場合、第１の推定方法で駆動モータトルクＴＭが推定されるが、駆動モータ２５のロータ４０に配設された図示されない永久磁石に対して減磁の要因となる磁束の変化頻度（回数）が小さく、永久磁石の温度が高くなることはないので、永久磁石が減磁することはなく、駆動モータ２５自身の特性が変化することがなく、また、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ１以上である場合、第２の推定方法で駆動モータトルクＴＭが推定されるので、推定トルク値ＴＭｅと実トルク値との誤差が大きくなることはない。
【０１４４】
したがって、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ１より低い場合、第１の推定方法で駆動モータトルクＴＭが推定され、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ１以上である場合、第２の推定方法で駆動モータトルクＴＭが推定されるので、全回転速度領域において、駆動モータトルクＴＭを推定する精度を高くすることができる。
【０１４５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２８−１ 駆動モータ回転速度ＮＭ、ｄ軸電流ＩＭｄ、ｑ軸電流ＩＭｑ及び電圧ＶＭＵ、ＶＭＶ、ＶＭＷを読み込む。
ステップＳ２８−２ 駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ１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ＮＭｔｈ１より低い場合はステップＳ２８−３に、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ１以上である場合はステップＳ２８−４に進む。
ステップＳ２８−３ ｄ軸電流ＩＭｄ、ｑ軸電流ＩＭｑに基づいて推定トルク値ＴＭｅを算出する。
ステップＳ２８−４ ３相／２相変換を行う。
ステップＳ２８−５ 交流の電力ＰＭａｃを算出する。
ステップＳ２８−６ 駆動モータ出力損失ＰＭＬを算出する。
ステップＳ２８−７ 交流の電力ＰＭａｃに基づいて推定トルク値ＴＭｅを算出する。
ステップＳ２８−８ 駆動モータトルクＴＭに推定トルク値ＴＭｅをセットし、リターンする。
【０１４６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１４７】
図２４は本発明の第２の実施の形態における駆動モータトルク推定処理のサブルーチンを示す図、図２５は本発明の第２の実施の形態における第２の駆動モータトルク推定マップを示す図である。なお、図２５において、Ｘ軸に駆動モータ回転速度ＮＭを、Ｙ軸に直流の電力ＰＭｄｃを、Ｚ軸に駆動モータトルクＴＭを採ってある。
【０１４８】
ところで、第２の電動機械としての駆動モータ２５（図６）と駆動モータ制御装置４９との間にインバータ２９が配設された車両駆動装置の場合、インバータ２９は、駆動モータ制御装置４９から送られる駆動信号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、該各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを駆動モータ２５に送り、回生時に駆動モータ２５から各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に送る。
【０１４９】
この場合、前記駆動モータトルクＴＭを推定するために、前記駆動モータ２５に供給される交流の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷに基づいて第２の電動機械トルクとしての駆動モータトルクＴＭを推定する第１の推定方法、及びバッテリ４３からインバータ２９に供給され、駆動モータ２５に供給される電気的出力を表す直流の電力ＰＭｄｃに基づいて駆動モータトルクＴＭを推定する第３の推定方法が使用される。
【０１５０】
そのために、電動機械トルク推定処理手段としての駆動モータトルク推定処理手段は、駆動モータロータ位置センサ３９によって検出された第２の電動機械回転速度としての駆動モータ回転速度ＮＭ、前記交流電流算出処理において３相／２相変換を行うことによって、電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷから変換されたｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑ、駆動モータインバータ電流センサ７７によって検出された駆動モータインバータ電流ＩＭ、並びに駆動モータインバータ電圧センサ７６によって検出された駆動モータインバータ電圧ＶＭを読み込むとともに、駆動モータ２５が低回転速度領域で駆動されるかどうかを、前記駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ２より低いかどうかによって判断する。そのために、第３の推定方法において、それより低くなると駆動モータトルクＴＭを推定する精度が低くなる駆動モータ回転速度ＮＭ、例えば、１０００〔ｒｐｍ〕が閾値ＮＭｔｈ２として設定される。
【０１５１】
そして、前記駆動モータ２５が低回転速度領域で駆動され、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ２より低い場合、前記駆動モータトルク推定処理手段の推定処理手段９４（図１）は、推定処理を行い、前記第１の推定方法で駆動モータトルクＴＭを推定する。すなわち、前記推定処理手段９４は、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに基づいて、推定トルク値ＴＭｅ
ＴＭｅ＝（ｋ１＋ｋ２・ＩＭｄ）・ＩＭｑ
を算出し、該推定トルク値ＴＭｅを駆動モータトルクＴＭとすることによって駆動モータトルクＴＭを推定する。なお、前記式において、ｋ１、ｋ２は定数であり、該定数ｋ１、ｋ２は、駆動モータ２５における逆起電圧乗数、インダクタンス、損失、温度特性等を考慮して設定される。また、前記第１の推定方法において、前記推定処理手段９４は、駆動モータ制御装置４９の記録装置にあらかじめ記録された第１の駆動モータトルク推定マップを参照し、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに対応する駆動モータトルクＴＭを推定することもできる。
【０１５２】
前記駆動モータ２５が低回転速度領域で駆動されず、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ２以上である場合、前記推定処理手段９４は、前記第３の推定方法で駆動モータトルクＴＭを推定する。すなわち、前記推定処理手段９４は、前記駆動モータインバータ電圧ＶＭ及び駆動モータインバータ電流ＩＭに基づいて、電力ＰＭｄｃ
ＰＭｄｃ＝ＶＭ・ＩＭ
を算出する。
【０１５３】
続いて、前記推定処理手段９４は、駆動モータ制御装置４９の記録装置に記録された図２５に示される第２の駆動モータトルク推定マップを参照し、電力ＰＭｄｃ及び駆動モータ回転速度ＮＭに対応する推定トルク値ＴＭｅを算出し、該推定トルク値ＴＭｅを駆動モータトルクＴＭとすることによって駆動モータトルクＴＭを推定する。この場合、前記第２の駆動モータトルク推定マップは、駆動モータ２５の駆動モータ出力損失ＰＭＬが考慮されて設定される。なお、前記第２の駆動モータトルク推定マップの近似式で、電力ＰＭｄｃ及び駆動モータ回転速度ＮＭに対応する推定トルク値ＴＭｅを算出することもできる。
【０１５４】
このように、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ２より低い場合、第１の推定方法で駆動モータトルクＴＭが推定されるが、駆動モータ２５のロータ４０（図２）に配設された図示されない永久磁石に対して減磁の要因となる磁束の変化頻度（回数）が小さく、永久磁石の温度が高くなることはないので、永久磁石が減磁することはなく、駆動モータ２５自身の特性が変化することがなく、また、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ２以上である場合、第３の推定方法で駆動モータトルクＴＭが推定されるので、推定トルク値ＴＭｅと実トルク値との誤差が大きくなることはない。
【０１５５】
したがって、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ２より低い場合、第１の推定方法で駆動モータトルクＴＭが推定され、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ２以上である場合、第３の推定方法で駆動モータトルクＴＭが推定されるので、全回転速度領域において、駆動モータトルクＴＭを推定する精度を高くすることができる。
【０１５６】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２８−１１ 駆動モータ回転速度ＮＭ、ｄ軸電流ＩＭｄ、ｑ軸電流ＩＭｑ及び駆動モータインバータ電流ＩＭ及び駆動モータインバータ電圧ＶＭを読み込む。
ステップＳ２８−１２ 駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ２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ＮＭｔｈ２より低い場合はステップＳ２８−１３に、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ２以上である場合はステップＳ２８−１４に進む。
ステップＳ２８−１３ ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに基づいて推定トルク値ＴＭｅを算出する。
ステップＳ２８−１４ 直流の電力ＰＭｄｃを算出する。
ステップＳ２８−１５ 直流の電力ＰＭｄｃに基づいて推定トルク値ＴＭｅを算出する。
ステップＳ２８−１６ 駆動モータトルクＴＭに推定トルク値ＴＭｅをセットし、リターンする。
【０１５７】
前記第１の実施の形態においては、第１、第２の推定方法に基づいて駆動モータトルクＴＭを推定し、第２の実施の形態においては、第１、第３の推定方法に基づいて駆動モータトルクＴＭを推定するようになっているが、第１〜第３の推定方法に基づいて駆動モータトルクＴＭを推定することもできる。
【０１５８】
この場合、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ３より低い場合、第１の推定方法で駆動モータトルクＴＭを推定し、駆動モータ回転速度ＮＭが閾値ＮＭｔｈ３以上である場合、第２、第３の推定方法で駆動モータトルクＴＭを推定する。その際、第２、第３の推定方法で算出された推定トルク値ＴＭｅのうち、いずれか一方を選択して駆動モータトルクＴＭとし、他方を補助（バックアップ）的に使用することができる。また、平均をとって駆動モータトルクＴＭとすることもできる。
【０１５９】
また、前記各実施の形態においては、第２の電動機械としての駆動モータ２５について、駆動モータトルクＴＭを推定するようにしているが、第１の電動機械としての発電機１６について、発電機トルクＴＧを推定することもできる。
【０１６０】
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。
【０１６１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動機械回転速度を検出する電動機械回転速度検出部と、検出された電動機械回転速度が閾値より低いかどうかを判断する電動機械回転速度判断処理手段と、電動機械に供給される交流の電流を検出する交流電流検出部と、電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力を算出する電動機械電気的出力算出処理手段と、検出された電動機械回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流に基づいて電動機械トルクを推定し、検出された電動機械回転速度が閾値以上である場合に、前記電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力に基づいて、電動機械トルクを推定する推定処理手段とを有する。
【０１６２】
この場合、検出された電動機械回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流に基づいて電動機械トルクを推定し、検出された電動機械回転速度が閾値以上である場合に、前記電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力に基づいて、電動機械トルクを推定するようになっているので、全回転速度領域において、電動機械トルクを推定する精度を高くすることができる。
【０１６３】
そして、検出された電動機械回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流に基づいて電動機械トルクが推定されるが、電動機械のロータに配設された永久磁石の温度が高くなることはないので、永久磁石が減磁することはなく、電動機械自身の特性が変化することがない。
また、電動機械回転速度が閾値以上である場合、前記電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力に基づいて電動機械トルクが推定されるので、推定トルク値と実トルク値との誤差が大きくなることはない。
【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電動車両駆動制御装置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通常走行時の車速線図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。
【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駆動制御装置の概念図である。
【図７】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駆動制御装置の動作を示す第１のメインフローチャートである。
【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駆動制御装置の動作を示す第２のメインフローチャートである。
【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駆動制御装置の動作を示す第３のメインフローチャートである。
【図１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】本発明の第１の実施の形態における発電機ブレーキ係合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発電機ブレーキ解放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駆動モータトルク推定処理のサブルーチンを示す図である。
【図２３】本発明における電力と駆動モータトルクとの関係を示す図である。
【図２４】本発明の第２の実施の形態における駆動モータトルク推定処理のサブルーチンを示す図である。
【図２５】本発明の第２の実施の形態における第２の駆動モータトルク推定マップを示す図である。
【符号の説明】
１１ エンジン
１３ プラネタリギヤユニット
１６ 発電機
２５ 駆動モータ
２９ インバータ
３７ 駆動輪
３９ 駆動モータロータ位置センサ
５１ 車両制御装置
９１ 駆動モータ回転速度判断処理手段
９２ 交流電流検出部
９３ 駆動モータ電気的出力算出処理手段
９４ 推定処理手段
ＣＲ キャリヤ
Ｒ リングギヤ
Ｓ サンギヤ

Claims (7)

1. 電動機械回転速度を検出する電動機械回転速度検出部と、検出された電動機械回転速度が閾値より低いかどうかを判断する電動機械回転速度判断処理手段と、電動機械に供給される交流の電流を検出する交流電流検出部と、電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力を算出する電動機械電気的出力算出処理手段と、検出された電動機械回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流に基づいて電動機械トルクを推定し、検出された電動機械回転速度が閾値以上である場合に、前記電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力に基づいて、電動機械トルクを推定する推定処理手段とを有することを特徴とする電動車両駆動制御装置。
2. 前記電動機械電気的出力算出処理手段は、電動機械に供給される交流の電流及び電圧に基づいて前記電気的出力である交流の電力を算出する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
3. 前記電動機械を駆動するためにインバータが配設され、前記電動機械電気的出力算出処理手段は、インバータに供給される直流の電流及び電圧に基づいて前記電気的出力である直流の電力を算出する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
4. 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するとともに、前記キャリヤとエンジンとが連結され、リングギヤと駆動輪とが連結され、サンギヤと発電機とが連結され、前記リングギヤ及び電動機械から出力された回転が駆動輪に伝達される請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
5. 前記推定処理手段は、検出された電動機械回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流について、電動機械ロータ位置に基づいて３相／２相変換を行い、３相／２相変換が行われた後の交流の電流に基づいて、前記電動機械トルクを推定する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
6. 電動機械回転速度を検出し、検出された電動機械回転速度が閾値より低いかどうかを判断し、電動機械に供給される交流の電流を検出し、電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力を算出し、検出された電動機械回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流に基づいて電動機械トルクを推定し、検出された電動機械回転速度が閾値以上である場合に、前記電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力に基づいて、電動機械トルクを推定することを特徴とする電動車両駆動制御方法。
7. コンピュータを、検出された電動機械回転速度が閾値より低いかどうかを判断する電動機械回転速度判断処理手段、電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力を算出する電動機械電気的出力算出処理手段、及び検出された電動機械回転速度が閾値より低い場合に、検出された交流の電流に基づいて電動機械トルクを推定し、検出された電動機械回転速度が閾値以上である場合に、前記電動機械への電気的出力である交流又は直流の電力に基づいて、電動機械トルクを推定する推定処理手段として機能させることを特徴とするプログラム。

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