JP3876729B2 - ハイブリッド型車両駆動制御装置、ハイブリッド型車両駆動装置の制御方法及びそのプログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド型車両駆動制御装置、ハイブリッド型車両駆動装置の制御方法及びそのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンのトルク、すなわち、エンジントルクの一部を発電機（発電機モータ）に、残りを駆動輪に伝達するようにしたハイブリッド型車両においては、サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤを備えたプラネタリギヤユニットを有し、前記キャリヤとエンジンとを連結し、リングギヤと駆動輪とを連結し、サンギヤと発電機とを連結し、前記リングギヤ及び駆動モータから出力された回転を駆動輪に伝達して駆動力を発生させるようにしている。
【０００３】
この種のハイブリッド型車両においては、駆動モータの回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度が低い領域において、駆動モータのトルク、すなわち、駆動モータトルクはエンジントルクより大きいので、発進時には、駆動モータだけが駆動され、エンジンの駆動が停止させられ、モータ駆動モードで走行させられる。これに伴って、発電機は振り回される。そして、発進後、車速がエンジンを始動するのに適したエンジン始動車速に到達すると、発電機を駆動することによって、エンジンの回転速度、すなわち、エンジン回転速度を点火に適した回転速度まで高くしてエンジンを始動し、その後、駆動モータ及びエンジンが駆動されて、ハイブリッド型車両はモータ・エンジン駆動モードで走行させられる。その後、発電機のトルク、すなわち、発電機トルクが制御され、エンジントルクを支えるのに必要な反力が発生させられる。
【０００４】
ところで、前記ハイブリッド型車両において、アクセルペダルが大きく踏み込まれて急加速が行われると、前記駆動モータトルクが大きくなり、駆動モータに供給される電流が大きくなって、バッテリ電圧が急激に低くなる。そして、前記発電機トルクの最大トルクは、バッテリ電圧が低くなるほど小さくなるので、急加速が行われるのに伴ってバッテリ電圧が急激に低くなると、発電機トルクが小さくなり、エンジントルクを支えることができなくなってしまう。その結果、エンジンが吹き上がり、エンジン回転速度が急激に高くなってしまう。
【０００５】
そこで、急加速が行われる際にエンジントルクを小さくし、エンジンが吹き上がるのを防止するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のハイブリッド型車両においては、エンジントルクを小さくすることによって、エンジンを最適燃費曲線から外れたポイントで駆動することになり、エンジンの効率が低くなってしまうだけでなく、排気ガスの状態が悪化してしまう。
【０００７】
また、エンジントルクを小さくすると、発電機による発電量が少なくなるので、駆動モータトルクがその分小さくなってしまう。したがって、ハイブリッド型車両としての総合出力が小さくなってしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来のハイブリッド型車両の問題点を解決して、急加速が行われる際にエンジンが吹き上がることがなく、排気ガスの状態が悪化することがなく、総合出力を大きくすることができるハイブリッド型車両駆動制御装置、ハイブリッド型車両駆動装置の制御方法及びその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、本発明のハイブリッド型車両駆動制御装置においては、エンジンと機械的に連結された発電機と、該発電機によって発生させられる電流、及びバッテリ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駆動モータと、前記バッテリのバッテリ状態を検出するバッテリ状態検出手段と、前記発電機の回転状態及びバッテリ状態に基づいて、該バッテリ状態の最低限界値を読み込み、現在のバッテリ状態と最低限界値との差に基づいて、駆動モータ目標トルクの最大限界値を算出し、現在のバッテリ状態が前記最低限界値を超えないように、かつ、前記最大限界値を超えないように駆動モータ目標トルクを設定する駆動モータ目標トルク設定処理手段とを有する。
【００１０】
本発明の他のハイブリッド型車両駆動制御装置においては、さらに、前記駆動モータ目標トルク設定処理手段は、発電機が吹き上がらないバッテリ状態の最低限界値を算出する。
【００１１】
本発明の更に他のハイブリッド型車両駆動制御装置においては、さらに、前記駆動モータ目標トルク設定処理手段は、少なくとも発電機が現在の回転状態を維持することができるバッテリ状態の最低限界値を算出する。
【００１３】
本発明の更に他のハイブリッド型車両駆動制御装置において、さらに、前記駆動モータ目標トルク設定処理手段は、駆動モータ目標トルクを、バッテリ状態を発電機によって発電された電力だけで賄うことができる値に設定する。
【００１４】
本発明の更に他のハイブリッド型車両駆動制御装置において、さらに、前記駆動モータ目標トルク設定処理手段は、現在のバッテリ状態と最低限界値との差に基づいて、駆動モータ目標トルクの補正値を算出し、駆動モータ目標トルクを前記補正値で補正する。
【００１５】
本発明の更に他のハイブリッド型車両駆動制御装置において、さらに、前記駆動モータ及び駆動輪に機械的に連結された出力軸と、少なくとも３個の歯車要素を備え、各歯車要素が、前記エンジン、発電機及び前記出力軸とそれぞれ連結された差動歯車装置とを有する。
【００１６】
本発明のハイブリッド型車両駆動装置の制御方法においては、エンジンと機械的に連結された発電機によって電流を発生させ、発電機によって発生させられる電流、及びバッテリ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モータを駆動し、前記バッテリのバッテリ状態を検出し、前記発電機の回転状態及びバッテリ状態に基づいて、該バッテリ状態の最低限界値を読み込み、現在のバッテリ状態と最低限界値との差に基づいて、駆動モータ目標トルクの最大限界値を算出し、現在のバッテリ状態が前記最低限界値を超えないように、かつ、前記最大限界値を超えないように駆動モータ目標トルクを設定する。
【００１７】
本発明のハイブリッド型車両駆動装置の制御方法のプログラムにおいて、エンジンと機械的に連結された発電機、該発電機によって発生させられる電流、及びバッテリ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駆動モータ、並びに前記バッテリのバッテリ状態を検出するバッテリ状態検出手段を備えたハイブリッド型車両駆動装置の制御方法に適用される。
【００１８】
そして、コンピュータを、前記発電機の回転状態及びバッテリ状態に基づいて、該バッテリ状態の最低限界値を読み込み、現在のバッテリ状態と最低限界値との差に基づいて、駆動モータ目標トルクの最大限界値を算出し、現在のバッテリ状態が前記最低限界値を超えないように、かつ、前記最大限界値を超えないように駆動モータ目標トルクを設定する駆動モータ目標トルク設定処理手段として機能させる。
【００１９】
【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。この場合、ハイブリッド型車両に適用されるハイブリッド型車両駆動制御装置及びハイブリッド型車両駆動装置の制御方法について説明する。
【００２０】
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駆動制御装置の機能ブロック図である。
【００２１】
図において、１６はエンジン１１と機械的に連結された発電機、２５は、該発電機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駆動モータ、７２は前記バッテリ４３のバッテリ状態を検出するバッテリ状態検出手段としてのバッテリ電圧センサ、９０は、前記バッテリ状態に基づいて、駆動モータ目標トルクを設定する駆動モータ目標トルク設定処理手段である。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。前記駆動モータ２５は、前記発電機１６と互いに機械的に連結される。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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。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、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。
【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、発電機回転速度ＮＧを検出し、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２５の回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度ＮＭを検出することができる。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及び車速Ｖ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を、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させることもできる。
【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。
【００３６】
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。
【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、前記構成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を示す概念図である。
【００４０】
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。
【００４１】
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、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。前記車両制御装置５１、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は所定のプログラム、データ等に基づいてコンピュータとして機能する。
【００４２】
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から各電流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。
【００４３】
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から各電流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。
【００４４】
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２）の温度を検出する発電駆動部温度検出手段としての発電機温度センサ、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、発電駆動部温度検出手段として、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使用することもできる。
【００４５】
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及び直流電圧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、図示されないインバータ入口電圧センサによって、バッテリ状態及び直流電圧として、インバータ２９の入口側の直流の電圧を検出することができる。なお、バッテリ電圧センサ７２、インバータ入口電圧センサ等によって、バッテリ状態検出手段及び直流電圧検出部が構成される。
【００４６】
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。
【００４７】
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、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、駆動モータ回転速度算出処理を行い、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、エンジン回転速度算出処理を行い、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。
【００４８】
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、駆動モータロータ位置θＭ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。
【００４９】
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。
【００５０】
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第１の車両要求トルクマップを示す図、図１０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１１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１２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９、１０及び１２において、横軸に車速Ｖを、縦軸に車両要求トルクＴＯ^* を、図１１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。
【００５１】
まず、車両制御装置５１（図６）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９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１０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。
【００５２】
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。
【００５３】
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（停止中でない）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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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１１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Ｐ０１〜Ｐ０３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。
【００５７】
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１２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１２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１２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１２の左方に移動させられ、駆動領域ＡＲ１が広くされる。
【００５８】
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。
【００５９】
そして、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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^* ＋ＩｎＧ・αＧ）
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。
【００６６】
続いて、車両制御装置５１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、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ＴＲ／ＯＵＴ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ＴＲ／ＯＵＴが推定される。
【００６７】
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^* 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。
【００６８】
そして、前記車両制御装置５１の駆動モータ目標トルク制限処理手段としての駆動モータ目標トルク設定処理手段９０（図１）は、駆動モータ目標トルク制限処理としての駆動モータ目標トルク設定処理を行い、アクセルペダル５４が大きく踏み込まれて急加速が行われたときに、前記駆動モータトルクＴＭが大きくなりすぎないように、バッテリ電圧ＶＢに基づいて駆動モータ目標トルクＴＭ^* を設定し、制限する。続いて、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。
【００６９】
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ＴＲ／ＯＵＴ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設定処理を行う。
ステップＳ２２ 駆動モータ制御処理を行い、処理を終了する。
【００７０】
次に、図７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。
【００７１】
図１３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。
【００７２】
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。
【００７３】
そして、前記急加速制御処理手段の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。
【００７４】
次に、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。
【００７５】
次に、図８のステップＳ２２及び図１３のステップＳ６−４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。
【００７６】
図１４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。
【００７７】
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^* 及び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、前記車両制御装置５１の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。
【００７８】
また、前記駆動モータ制御処理手段は、電流センサ６８（図６）、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。
【００７９】
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。
【００８０】
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Ｓ２２とステップＳ６−４とは同じであるので、ステップＳ６−４について説明する。
ステップＳ６−４−１ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を読み込む。
ステップＳ６−４−２ 駆動モータロータ位置θＭを読み込む。
ステップＳ６−４−３ 駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。
ステップＳ６−４−４ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ６−４−５ 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Ｓ６−４−６ 電流ＩＭＵ、ＩＭＶを読み込む。
ステップＳ６−４−７ ３相／２相変換を行う。
ステップＳ６−４−８ 電圧指令値ＶＭｄ^* 、ＶＭｑ^* を算出する。
ステップＳ６−４−９ ２相／３相変換を行う。
ステップＳ６−４−１０ パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを出力し、リターンする。
【００８１】
次に、図１３のステップＳ６−５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。
【００８２】
図１５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。
【００８３】
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^* 及び発電機ロータ位置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、前記車両制御装置５１の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。
【００８４】
また、前記発電機トルク制御処理手段は、電流センサ６６（図６）、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。
【００８５】
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。
【００８６】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ６−５−１ 発電機目標トルクＴＧ^* を読み込む。
ステップＳ６−５−２ 発電機ロータ位置θＧを読み込む。
ステップＳ６−５−３ 発電機回転速度ＮＧを算出する。
ステップＳ６−５−４ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ６−５−５ 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Ｓ６−５−６ 電流ＩＧＵ、ＩＧＶを読み込む。
ステップＳ６−５−７ ３相／２相変換を行う。
ステップＳ６−５−８ 電圧指令値ＶＧｄ^* 、ＶＧｑ^* を算出する。
ステップＳ６−５−９ ２相／３相変換を行う。
ステップＳ６−５−１０ パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを出力し、リターンする。
【００８７】
次に、図８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。
【００８８】
図１６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。
【００８９】
まず、前記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、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６）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及びギヤ比γＲに基づいて算出される。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
次に、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、所定時間が経過するとリターンする。
【００９５】
次に、図１６のステップＳ１４−６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。
【００９６】
図１７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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１４−６−１ 発電機目標回転速度ＮＧ^* を読み込む。
ステップＳ１４−６−２ 発電機回転速度ＮＧを読み込む。
ステップＳ１４−６−３ 発電機目標トルクＴＧ^* を決定する。
ステップＳ１４−６−４ 発電機トルク制御処理を行い、リターンする。
【０１００】
次に、図８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１８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６）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、図１７に示されるものと同様の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、図１７に示されるものと同様の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、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８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１９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^* の絶対値が第１の所定の回転速度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の所定の回転速度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６）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、図１７に示されるものと同様の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の絶対値が第２の所定の回転速度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の所定の回転速度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の所定の回転速度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、図１７に示されるものと同様の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、図１７に示されるものと同様の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、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の所定の回転速度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の所定の回転速度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の所定の回転速度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の所定の回転速度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の所定の回転速度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の所定の回転速度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８のステップＳ２１における駆動モータ目標トルク設定処理のサブルーチンについて説明する。
【０１１７】
図２０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設定処理のサブルーチンを示す図、図２１は本発明の第１の実施の形態における発電機駆動状態マップを示す図、図２２は本発明の第１の実施の形態におけるバッテリ特性を示す図、図２３は本発明の第１の実施の形態における車両制御装置の動作を示すタイムチャートである。なお、図２１において、横軸に発電機回転速度ＮＧを、縦軸に発電機トルクＴＧを、図２２において、横軸にバッテリ電流ＩＢを、縦軸にバッテリ電圧ＶＢを採ってある。
【０１１８】
まず、駆動モータ目標トルク設定処理手段９０（図１）は、駆動モータ目標トルク設定処理を行い、バッテリ電圧センサ７２によって検出されたバッテリ状態を表すバッテリ電圧ＶＢ、駆動モータ目標トルクＴＭ^* 、発電機トルクＴＧ及び発電機回転速度ＮＧを読み込む。なお、前記発電機トルクＴＧとして最新の発電機目標トルクＴＧ^* を使用したり、トルクセンサ等によって検出された発電機トルクを使用したりすることができる。
【０１１９】
続いて、駆動モータ目標トルク設定処理手段９０の図示されない最低限界値算出処理手段は、図２１の発電機駆動状態マップを参照し、発電機回転速度ＮＧ及び発電機トルクＴＧによって表される発電機１６（図６）の回転状態を表す運転ポイントから、発電機１６が吹き上がらないバッテリ電圧ＶＢの最低限界値、すなわち、最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを算出し、決定する。この場合、最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎは、少なくとも発電機１６が現在の回転状態を維持することができるバッテリ電圧ＶＢでもある。
【０１２０】
なお、計算誤差、制御遅れ等を考慮して最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎに余裕を持たせることができる。例えば、発電機駆動状態マップ上の最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎが２５４〔Ｖ〕である場合、１０〔Ｖ〕の余裕を持たせ、２６４〔Ｖ〕にすることができる。
【０１２１】
次に、前記駆動モータ目標トルク設定処理手段９０の図示されない制限値算出処理手段は、現在のバッテリ状態を表す前記バッテリ電圧ＶＢが最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを超えてそれ以下にならないように、以下の式に基づいて、駆動モータ目標トルクＴＭ^* の最大限界値、すなわち、駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘを算出し、設定して、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限する。すなわち、バッテリ電圧ＶＢと最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎとの差ΔＶＢは、
ΔＶＢ＝ＶＢ−ＶＢｍｉｎ
であり、該差ΔＶＢに対応するバッテリ電流ＩＢの余裕値ΔＩＢｍａｘは、
ΔＩＢｍａｘ＝ΔＶＢ・Ｋ
Ｋ：ＩＢ／ＶＢで決まる係数
になる。そして、前記余裕値ΔＩＢｍａｘによって決まる駆動モータ２５の最大の出力ＰＭｍａｘは、
ＰＭｍａｘ＝ＶＢｍｉｎ・ΔＩＢｍａｘ・μＢ−ＴＭ・ＮＭ・μＭ−ＴＧ・ＮＧ・μＧ
になり、駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘは、
ＴＭｍａｘ＝ＰＭｍａｘ／ＮＭ
になる。なお、μＢ、μＭ、μＧは、それぞれバッテリ４３、駆動モータ２５及び発電機１６の効率である。また、駆動モータトルクＴＭ及び発電機トルクＴＧの単位は、力行（駆動）側を正とし、回生（発電）側を負とする。前記駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘを、差ΔＶＢのＰＩ制御を行うことによって算出することもできる。
【０１２２】
続いて、前記駆動モータ目標トルク設定処理手段９０は、駆動モータ目標トルクＴＭ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより小さいかどうかを判断し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより小さい場合、現在の駆動モータ目標トルクＴＭ^* をそのまま駆動モータ目標トルクＴＭ^* として設定し、駆動モータ目標トルクＴＭ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘ以上である場合、駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘを駆動モータ目標トルクＴＭ^* として設定して、それを超えないように駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限する。
【０１２３】
このように、バッテリ電圧ＶＢが読み込まれ、該バッテリ電圧ＶＢ、及び発電機１６が吹き上がらない最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎに基づいて、駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘが算出され、駆動モータ目標トルクＴＭ^* が、駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘ以上にならないように制限されるので、図２３に示されるように、タイミングｔ１からｔ２にかけて、アクセルペダル５４が大きく踏み込まれて急加速が行われ、車速Ｖが急激に高くされても、前記駆動モータトルクＴＭが大きくならない。そして、駆動モータ２５に供給される電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷが大きくならないので、バッテリ電圧ＶＢが急激に低くなることがない。したがって、発電機トルクＴＧが小さくならず、エンジントルクＴＥを支えることができるので、エンジン１１が吹き上がることがなく、エンジン回転速度ＮＥが急激に高くなるのを防止することができる。
【０１２４】
また、エンジン１１が吹き上が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ないので、エンジン１１を最適燃費曲線上のポイントで駆動することができ、エンジン１１の効率を高くすることができる。その結果、ハイブリッド型車両の出力トルクＴＯで表される総合出力を大きくすることができる。
【０１２５】
また、エンジントルクＴＥを小さくする必要がないので、発電機１６の発電量Ｑが少なくなるのを防止することができる。その結果、駆動モータトルクＴＭをその分大きくすることができる。
【０１２６】
さらに、エンジン１１を最適燃費曲線上のポイントで駆動することができ、スロットル開度θを急激に変化させる必要がないので、排気ガスの状態が悪化するのを防止することができる。
【０１２７】
ところで、エンジン１１は、例えば、エアコン等を作動させたとき等のように、シフトポジションＳＰとは関係なく始動することがあり、エンジン１１の始動に伴ってバッテリ電圧ＶＢは一時的に低くなるが、エンジン１１の始動が終了すると、バッテリ電圧ＶＢは回復する。そこで、エンジン１１を始動した場合のように、エンジン１１が定常状態にない場合、すなわち、発電機回転速度ＮＧが閾値ＮＧｔｈより低いか、又はエンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎｉｄより低い場合、前記最低限界値算出処理手段は、最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを算出せず、駆動モータ目標トルクＴＭ^* は制限されない。
【０１２８】
なお、ハイブリッド型車両が縁石等に乗り上げたときのように、車速Ｖ及び駆動モータ回転速度ＮＭが極めて低い場合に、アクセルペダル５４が大きく踏み込まれると、駆動モータ２５及び発電機１６が駆動されて、バッテリ電圧ＶＢが急激に低くなってしまう。そこで、発電機回転速度ＮＧが閾値ＮＧｔｈ以上であり、かつ、エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎｉｄ以上である場合には、駆動モータ回転速度ＮＭに関係なく、最低限界値算出処理手段は最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを算出する。
【０１２９】
また、図２１における発電機トルクＴＧが水平に延びる最大トルク領域においては、最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎがいずれの値を採っても発電機１６によって十分な発電機トルクＴＧを発生させることができ、エンジントルクＴＥを支えることができる。そこで、発電機トルクＴＧが最大トルク領域にある場合、前記最低限界値算出処理手段は最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを算出しない。
【０１３０】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２１−１ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ２１−２ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を読み込む。
ステップＳ２１−３ 発電機トルクＴＧを読み込む。
ステップＳ２１−４ 発電機回転速度ＮＧを読み込む。
ステップＳ２１−５ 最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを決定する。
ステップＳ２１−６ 駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘを決定する。
ステップＳ２１−７ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより小さいかどうかを判断する。駆動モータ目標トルクＴＭ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘより小さい場合はステップＳ２１−８に、駆動モータ目標トルクＴＭ^* が駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘ以上である場合はステップＳ２１−９に進む。
ステップＳ２１−８ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* に駆動モータ目標トルクＴＭ^* をセットし、リターンする。
ステップＳ２１−９ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* に駆動モータ最大トルクＴＭｍａｘをセットし、リターンする。
【０１３１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１３２】
図２４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設定処理のサブルーチンを示す図である。
【０１３３】
まず、駆動モータ目標トルク設定処理手段９０（図１）は、駆動モータ目標トルク設定処理を行い、バッテリ状態を表すバッテリ電圧ＶＢ、駆動モータ目標トルクＴＭ^* 、発電機トルクＴＧ及び発電機回転速度ＮＧを読み込む。
【０１３４】
続いて、駆動モータ目標トルク設定処理手段９０の図示されない最低限界値算出処理手段は、図２１の発電機駆動状態マップを参照し、発電機１６（図６）の回転状態を表す運転ポイントから最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを算出し、決定する。
【０１３５】
そして、前記駆動モータ目標トルク設定処理手段９０の図示されない制限値算出処理手段は、図１４に示される駆動モータ制御処理を行い、バッテリ電圧ＶＢが最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎに値αを加算した値（ＶＢｍｉｎ＋α）以下であるかどうかを判断し、バッテリ電圧ＶＢが値（ＶＢｍｉｎ＋α）以下である場合、駆動モータ目標トルクＴＭ^* の最大限界値ＴＧ・ＮＧ／ＮＭを算出し、最大限界値ＴＧ・ＮＧ／ＮＭを駆動モータ目標トルクＴＭ^* として設定して、それを超えないように駆動モータ目標トルクＴＭ^* を制限する。
【０１３６】
該最大限界値ＴＧ・ＮＧ／ＮＭは、発電機トルクＴＧと発電機回転速度ＮＧとを乗算して得られた値を、駆動モータ回転速度ＮＭで除算することによって得られ、現在のバッテリ状態を表すバッテリ電圧ＶＢと最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎとの差に対応し、発電機１６によって発電された電力だけでバッテリ電圧ＶＢを賄うことができるトルクを表す。なお、前記値αは、計算誤差、制御遅れ等を考慮して最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎに加算される余裕であるが、前記最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを決定する際に余裕を持たせてある場合は、加算する必要はない。
【０１３７】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２１−１１ バッテリ電圧ＶＢを読み込む。
ステップＳ２１−１２ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を読み込む。
ステップＳ２１−１３ 発電機トルクＴＧを読み込む。
ステップＳ２１−１４ 発電機回転速度ＮＧを読み込む。
ステップＳ２１−１５ 最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを決定する。
ステップＳ２１−１６ 駆動モータ制御処理を行う。
ステップＳ２１−１７ バッテリ電圧ＶＢが値（ＶＢｍｉｎ＋α）以下であるかどうかを判断する。バッテリ電圧ＶＢが値（ＶＢｍｉｎ＋α）以下である場合はステップＳ２１−１８に進み、バッテリ電圧ＶＢが値（ＶＢｍｉｎ＋α）より大きい場合はステップＳ２１−１６に戻る。
ステップＳ２１−１８ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* を最大限界値ＴＧ・ＮＧ／ＮＭにし、リターンする。
【０１３８】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【０１３９】
図２５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設定処理のサブルーチンを示す図である。
【０１４０】
まず、駆動モータ目標トルク設定処理手段９０（図１）は、駆動モータ目標トルク設定処理を行い、発電機回転速度ＮＧ、エンジン回転速度ＮＥ及び発電機トルクＴＧを読み込む。なお、該発電機トルクＴＧとして最新の発電機目標トルクＴＧ^* を使用したり、トルクセンサ等によって検出された発電機トルクを使用したりすることができる。
【０１４１】
次に、前記駆動モータ目標トルク設定処理手段９０は、エンジン１１（図６）が始動されていて、エンジン１１が定常状態にあるかどうかを判断する。そのために、駆動モータ目標トルク設定処理手段９０は、発電機回転速度ＮＧが閾（しきい）値ＮＧｔｈ（例えば、３０００〔ｒｐｍ〕）以上であり、かつ、エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎｉｄ以上であるかどうかを判断する。
【０１４２】
そして、エンジン１１が定常状態にあり、発電機回転速度ＮＧが閾値ＮＧｔｈ以上であり、かつ、エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎｉｄ以上である場合、前記駆動モータ目標トルク設定処理手段９０の図示されない最低限界値算出処理手段は、図２１の発電機駆動状態マップを参照し、発電機１６の回転状態を表す運転ポイントから最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを算出し、決定する。
【０１４３】
続いて、前記駆動モータ目標トルク設定処理手段９０の図示されない制限値算出処理手段は、現在のバッテリ状態を表すバッテリ電圧ＶＢが最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎ以下にならないように、駆動モータ目標トルクＴＭ^* を補正して制限する。そのために、前記制限値算出処理手段は、前記最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎに値αを加算した値（ＶＢｍｉｎ＋α）をバッテリ電圧目標値ＶＢ^* として算出する。該バッテリ電圧目標値ＶＢ^* は、発電機１６が吹き上がらないようにするためのバッテリ電圧ＶＢの目標値を表し、該バッテリ電圧目標値ＶＢ^* によって直流電圧目標値及び最低限界値が構成される。
【０１４４】
また、前記値αは、計算誤差、制御遅れ等を考慮して最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎに加算される余裕であるが、前記最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎを決定する際に余裕を持たせてある場合は、加算する必要はない。
【０１４５】
次に、前記制限値算出処理手段は、バッテリ電圧ＶＢとバッテリ電圧目標値ＶＢ^* との差、すなわち、電圧偏差δＶＢ
δＶＢ＝ＶＢ−ＶＢ^*
を算出し、該電圧偏差δＶＢに基づいて、駆動モータトルクＴＭのＰＩ制御を行う。すなわち、制限値算出処理手段は、駆動モータトルクＴＭの比例項及び積分項から成る補正値δＴＭ
δＴＭ＝Ｋｐ・δＶＢ＋Ｋｉ・∫δＶＢｄｔ
を算出する。なお、Ｋｐは比例項のゲイン、Ｋｉは積分項のゲインである。
【０１４６】
そして、前記制限値算出処理手段は、補正値δＴＭが正の値を採るかどうかを判断し、補正値δＴＭが正の値を採る場合、モータ目標トルクＴＭ^* に補正値δＴＭを加算した値をモータ目標トルクＴＭ^* とし、補正値δＴＭが零又は負の値を採る場合、補正値δＴＭを零にするとともに、積分項の値Ｋｉ・∫δＶＢｄｔを零にする。
【０１４７】
このように、アクセルペダル５４が大きく踏み込まれて急加速が行われ、車速Ｖが急激に高くされても、駆動モータ目標トルクＴＭ^* が前記補正値δＴＭで補正されるので、駆動モータ２５に供給される電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷが大きくならない。したがって、バッテリ電圧ＶＢが急激に低くなることがない。なお、補正された後の駆動モータ目標トルクＴＭ^* は、発電機１６によって発電された電力だけでバッテリ電圧ＶＢを賄うことができるトルクを表す。
【０１４８】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２１−２１ 発電機回転速度ＮＧを読み込む。
ステップＳ２１−２２ エンジン回転速度ＮＥを読み込む。
ステップＳ２１−２３ 発電機トルクＴＧを読み込む。
ステップＳ２１−２４ 発電機回転速度ＮＧが閾値ＮＧｔｈ以上であり、かつ、エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎｉｄ以上であるかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧが閾値ＮＧｔｈ以上であり、かつ、エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎｉｄ以上である場合はステップＳ２１−２６に、発電機回転速度ＮＧが閾値ＮＧｔｈより低く、かつ、エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎｉｄより低い場合はステップＳ２１−２５に進む。
ステップＳ２１−２５ 補正値δＴＭに零をセットし、値∫δＶＢｄｔに零をセットする。
ステップＳ２１−２６ バッテリ電圧目標値ＶＢ^* に、最低限界バッテリ電圧ＶＢｍｉｎに値αを加算した値をセットする。
ステップＳ２１−２７ 電圧偏差δＶＢに、バッテリ電圧ＶＢからバッテリ電圧目標値ＶＢ^* を減算した値をセットする。
ステップＳ２１−２８ 補正値δＴＭを算出する。
ステップＳ２１−２９ 補正値δＴＭが零より大きいかどうかを判断する。補正値δＴＭが零より大きい場合はステップＳ２１−３０に、補正値δＴＭが零以下である場合はステップＳ２１−２５に進む。
ステップＳ２１−３０ 駆動モータ目標トルクＴＭ^* に駆動モータ目標トルクＴＭ^* に補正値δＴＭを加算した値をセットし、処理を終了する。
【０１４９】
前記各実施の形態においてはワンウェイクラッチＦ（図２）が配設されているが、必ずしも必要ではない。ワンウェイクラッチＦを配設しない場合、図７及び１３の急加速制御処理を省略することができる。
【０１５０】
また、前記各実施の形態においては、発電機ブレーキＢが配設されているが、必ずしも必要ではない。発電機ブレーキＢを配設しない場合、図８及び１９の発電機・発電機ブレーキオン／オフ制御処理を省略することができる。
【０１５１】
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。
【０１５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ハイブリッド型車両駆動制御装置においては、エンジンと機械的に連結された発電機と、該発電機によって発生させられる電流、及びバッテリ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駆動モータと、前記バッテリのバッテリ状態を検出するバッテリ状態検出手段と、前記発電機の回転状態及びバッテリ状態に基づいて、該バッテリ状態の最低限界値を読み込み、現在のバッテリ状態と最低限界値との差に基づいて、駆動モータ目標トルクの最大限界値を算出し、現在のバッテリ状態が前記最低限界値を超えないように、かつ、前記最大限界値を超えないように駆動モータ目標トルクを設定する駆動モータ目標トルク設定処理手段とを有する。
【０１５３】
この場合、発電機の回転状態及びバッテリ状態に基づいて、バッテリ状態の最低限界値を読み込み、現在のバッテリ状態と最低限界値との差に基づいて、駆動モータ目標トルクの最大限界値を算出し、現在のバッテリ状態が最低限界値を超えないように、かつ、最大限界値を超えないように駆動モータ目標トルクが設定されるので、アクセルペダルが大きく踏み込まれて急加速が行われ、車速が急激に高くされても、駆動モータトルクが大きくならない。そして、駆動モータに供給される電流が大きくならないので、バッテリ状態が急激に低くなることがない。したがって、発電機トルクが小さくならず、エンジントルクを支えることができるので、エンジンが吹き上がることがなく、エンジン回転速度が急激に高くなるのを防止することができる。
【０１５４】
また、エンジンが吹き上が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ので、エンジンを最適燃費曲線上のポイントで駆動することができ、エンジンの効率を高くすることができる。その結果、ハイブリッド型車両の総合出力を大きくすることができる。
【０１５５】
また、エンジントルクを小さくする必要がないので、発電機の発電量が少なくなるのを防止することができる。したがって、駆動モータトルクがその分大きくすることができるので、ハイブリッド型車両の総合出力を一層大きくすることができる。
【０１５６】
さらに、エンジンを最適燃費曲線上のポイントで駆動することができ、スロットル開度を急激に変化させる必要がないので、排気ガスの状態が悪化することがない。
【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を示す概念図である。
【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第１の車両要求トルクマップを示す図である。
【図１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】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設定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駆動状態マップを示す図である。
【図２２】本発明の第１の実施の形態におけるバッテリ特性を示す図である。
【図２３】本発明の第１の実施の形態における車両制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【図２４】本発明の第２の実施の形態における駆動モータ目標トルク設定処理のサブルーチンを示す図である。
【図２５】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設定処理のサブルーチンを示す図である。
【符号の説明】
１１ エンジン
１３ プラネタリギヤユニット
１４ 出力軸
１６ 発電機
２５ 駆動モータ
３７ 駆動輪
４３ バッテリ
４６ エンジン制御装置
４７ 発電機制御装置
４９ 駆動モータ制御装置
５１ 車両制御装置
７２ バッテリ電圧センサ
９０ 駆動モータ目標トルク設定処理手段
ＣＲ キャリヤ
Ｒ リングギヤ
Ｓ サンギヤ

Claims (8)

1. エンジンと機械的に連結された発電機と、該発電機によって発生させられる電流、及びバッテリ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駆動モータと、前記バッテリのバッテリ状態を検出するバッテリ状態検出手段と、前記発電機の回転状態及びバッテリ状態に基づいて、該バッテリ状態の最低限界値を読み込み、現在のバッテリ状態と最低限界値との差に基づいて、駆動モータ目標トルクの最大限界値を算出し、現在のバッテリ状態が前記最低限界値を超えないように、かつ、前記最大限界値を超えないように駆動モータ目標トルクを設定する駆動モータ目標トルク設定処理手段とを有することを特徴とするハイブリッド型車両駆動制御装置。
2. 前記駆動モータ目標トルク設定処理手段は、発電機が吹き上がらないバッテリ状態の最低限界値を算出する請求項１に記載のハイブリッド型車両駆動制御装置。
3. 前記駆動モータ目標トルク設定処理手段は、少なくとも発電機が現在の回転状態を維持することができるバッテリ状態の最低限界値を算出する請求項１に記載のハイブリッド型車両駆動制御装置。
4. 前記駆動モータ目標トルク設定処理手段は、駆動モータ目標トルクを、バッテリ状態を発電機によって発電された電力だけで賄うことができる値に設定する請求項１に記載のハイブリッド型車両駆動制御装置。
5. 前記駆動モータ目標トルク設定処理手段は、現在のバッテリ状態と最低限界値との差に基づいて、駆動モータ目標トルクの補正値を算出し、駆動モータ目標トルクを前記補正値で補正する請求項１に記載のハイブリッド型車両駆動制御装置。
6. 前記駆動モータ及び駆動輪に機械的に連結された出力軸と、少なくとも３個の歯車要素を備え、各歯車要素が、前記エンジン、発電機及び前記出力軸とそれぞれ連結された差動歯車装置とを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド型車両駆動制御装置。
7. エンジンと機械的に連結された発電機によって電流を発生させ、発電機によって発生させられる電流、及びバッテリ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モータを駆動し、前記バッテリのバッテリ状態を検出し、前記発電機の回転状態及びバッテリ状態に基づいて、該バッテリ状態の最低限界値を読み込み、現在のバッテリ状態と最低限界値との差に基づいて、駆動モータ目標トルクの最大限界値を算出し、現在のバッテリ状態が前記最低限界値を超えないように、かつ、前記最大限界値を超えないように駆動モータ目標トルクを設定することを特徴とするハイブリッド型車両駆動装置の制御方法。
8. エンジンと機械的に連結された発電機、該発電機によって発生させられる電流、及びバッテリ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駆動モータ、並びに前記バッテリのバッテリ状態を検出するバッテリ状態検出手段を備えたハイブリッド型車両駆動装置の制御方法のプログラムにおいて、コンピュータを、前記発電機の回転状態及びバッテリ状態に基づいて、該バッテリ状態の最低限界値を読み込み、現在のバッテリ状態と最低限界値との差に基づいて、駆動モータ目標トルクの最大限界値を算出し、現在のバッテリ状態が前記最低限界値を超えないように、かつ、前記最大限界値を超えないように駆動モータ目標トルクを設定する駆動モータ目標トルク設定処理手段として機能させることを特徴とするハイブリッド型車両駆動装置の制御方法のプログラム。

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