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
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Description
【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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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