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【発明の名称】 電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びそのプログラム
【発明者】 【氏名】柳田 将義
【住所又は居所】愛知県安城市藤井町高根１０番地 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内

【氏名】大越 利夫
【住所又は居所】愛知県安城市藤井町高根１０番地 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内

【氏名】小島 博幸
【住所又は居所】愛知県安城市藤井町高根１０番地 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内
【要約】 【課題】ゼロ回転制御及び弱め界磁制御が行われているときでも、エネルギー収支を正確に判定することができるようにする。

【解決手段】電動機械と、インバータ２９と、電動機械の制御を行う第１の制御装置と、第１の制御装置の上位に位置する第２の制御装置とを有する。そして、第２の制御装置は、電動機械を駆動したときに発生する動力損失を算出する動力損失算出処理手段９１、並びに動力損失、電動機械を駆動するためにインバータ２９に入力される電力、及び電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力に基づいて電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断するエネルギー収支判定処理手段９３を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電動機械と、駆動信号に従って駆動され、バッテリから直流の電流を受けて交流の電流を発生させ、該交流の電流を前記電動機械に供給するインバータと、前記電動機械の制御を行う第１の制御装置と、該第１の制御装置の上位に位置する第２の制御装置とを有するとともに、該第２の制御装置は、前記電動機械を駆動したときに発生する動力損失を算出する動力損失算出処理手段、並びに前記動力損失、前記電動機械を駆動するために前記インバータに入力される電力、及び前記電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力に基づいて電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて前記第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断するエネルギー収支判定処理手段を備えることを特徴とする電動車両駆動制御装置。
【請求項２】 前記第２の制御装置は、制御指令値を出力し、前記第１の制御装置は、第２の制御装置から出力された制御指令値を受けて、該制御指令値及び実測値の関係に基づいて前記インバータに駆動信号を送る請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項３】 前記エネルギー収支判定処理手段は、所定の判定変量に基づいて、前記電動機械を駆動するために前記インバータに入力される電力を算出する電力算出処理手段、及び所定の判定変量に基づいて、前記電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力を算出する動力算出処理手段を備える請求項１又は２に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項４】 前記動力損失算出処理手段は、電動機械の回転速度及び電動機械のトルクに基づいて動力損失を算出する請求項１又は２に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項５】 前記動力損失算出処理手段は、電動機械の回転速度、電動機械のトルク及びバッテリ電圧に基づいて動力損失を算出する請求項１又は２に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項６】 前記電力算出処理手段は、インバータの入口側の電流及び電圧に基づいて電力を算出する請求項３に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項７】 前記動力算出処理手段は、前記電動機械の回転速度及び目標トルクに基づいて動力を算出する請求項３に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項８】 前記電動機械はエンジンと機械的に連結される請求項１又は２に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項９】 エンジンと機械的に連結された第１の電動機械と、駆動輪と機械的に連結された第２の電動機械とを有するとともに、前記インバータは前記第２の電動機械に交流の電流を供給し、前記動力損失算出処理手段は、前記第２の電動機械を駆動したときに発生する動力を算出し、前記エネルギー収支判定処理手段は、前記第２の電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて前記第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断する請求項１又は２に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項１０】 少なくとも第１〜第３の歯車要素を備え、第１の歯車要素が前記第１の電動機械に、第２の歯車要素が前記第２の電動機械に、第３の歯車要素が前記エンジンに連結されるプラネタリギヤユニットを有する請求項９に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項１１】 駆動信号に従ってインバータを駆動し、該インバータにおいて、バッテリからの直流の電流に基づいて交流の電流を発生させ、該交流の電流を電動機械に供給し、第１の制御装置によって前記電動機械の制御を行い、第２の制御装置によって、電動機械を駆動したときに発生する動力損失を算出し、該動力損失、前記電動機械を駆動するために前記インバータに入力される電力、及び前記電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力に基づいて電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて前記第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断することを特徴とする電動車両駆動制御方法。
【請求項１２】 コンピュータを、電動機械を駆動したときに発生する動力損失を算出する動力損失算出処理手段、並びに前記動力損失、前記電動機械を駆動するためにインバータに入力される電力、及び前記電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力に基づいて電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて下位に位置する制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断するエネルギー収支判定処理手段として機能させることを特徴とする電動車両駆動制御方法のプログラム。
【発明の詳細な説明】【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そのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動車両としての電気自動車に搭載され、電動機械としての駆動モータのトルク、すなわち、駆動モータトルクを発生させ、該駆動モータトルクを駆動輪に伝達するようにした車両駆動装置において、駆動モータは、力行（駆動）時に、バッテリから直流の電流を受けて駆動され、前記駆動モータトルクを発生させ、回生（発電）時に、電気自動車のイナーシャによってトルクを受け、直流の電流を発生させ、該電流をバッテリに供給するようになっている。
【０００３】また、電動車両としてのハイブリッド型車両に搭載され、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車両駆動装置においては、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。
【０００４】ところで、前記車両駆動装置においては、いずれも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、該インバータは、駆動モータ制御装置から送られる駆動信号に従って駆動され、バッテリから直流の電流を受けて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流を発生させ、各相の電流を駆動モータに供給するようになっている。そして、駆動モータ回転速度センサによって駆動モータの回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度を検出し、該駆動モータ回転速度に基づいて、例えば、駆動モータにおけるトルク制御等の制御を行うようにしている。
【０００５】ところで、前記インバータ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をＩＭとし、前記インバータに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をＶＭとしたとき、前記駆動モータを駆動するために前記インバータに入力される電力Ｐｖｉは、次の式で算出することができる。
【０００６】Ｐｖｉ＝ＩＭ・ＶＭまた、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をＴＭ* とし、前記駆動モータ回転速度をＮＭとしたときの、前記駆動モータを駆動したときの駆動モータから出力される動力Ｐｎｔは、次の式で算出することができる。
【０００７】Ｐｎｔ＝ＴＭ* ・ＮＭそして、動力Ｐｎｔ及び電力Ｐｖｉが比例関係にあるので、駆動モータにおける損失を考慮すると、理論上、次のエネルギー収支関係式が成立する。
【０００８】Ｐｎｔ＝Ｋ・ＰｖｉＫ（０＜Ｋ＜１）：比例定数そこで、前記エネルギー収支関係式が成立するかどうかによって、駆動モータにおけるエネルギー収支を判定し、エネルギー収支を判定するための変量、すなわち、判定変量が異常であるかどうか、例えば、前記駆動モータ回転速度センサによる駆動モータ回転速度ＮＭの検出に異常が発生したかどうかを判断することができる。そして、前記エネルギー収支関係式が成立しない場合、例えば、前記駆動モータ回転速度ＮＭの検出に異常が発生したと判断するようにしている（特開２０００−１４１９９号公報参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の車両駆動装置においては、駆動モータ回転速度ＮＭの目標値を表す駆動モータ目標回転速度ＮＭ* を零（０）にして駆動モータを駆動するゼロ回転制御が行われているとき、高速領域において界磁の磁束量を少なくする弱め界磁制御が行われているとき等においては、駆動モータにおけるエネルギー収支を正確に判定することができない。
【００１０】すなわち、ゼロ回転制御においては、駆動モータ回転速度ＮＭが零になるので、計算上、前記動力Ｐｎｔも零になるが、実際は駆動モータ目標回転速度ＮＭ*を零にして駆動モータが駆動されるので、電力Ｐｖｉは消費され、零にはならない。したがって、動力Ｐｎｔ及び電力Ｐｖｉは、前述されたような比例関係にはならないので、駆動モータにおけるエネルギー収支を正確に判定することができない。
【００１１】また、弱め界磁制御においては、界磁の磁束量を少なくするためにｄ軸電流を供給する必要があるので、前記動力Ｐｎｔに対して電力Ｐｖｉがその分多く消費される。したがって、この場合も、動力Ｐｎｔ及び電力Ｐｖｉは、前述されたような比例関係にはならないので、駆動モータにおけるエネルギー収支を正確に判定することができない。
【００１２】その結果、前記駆動モータ回転速度ＮＭの検出に異常が発生したかどうかを正確に判断することができないので、駆動モータ回転速度ＮＭに基づいて駆動モータのトルク制御を行った場合、トルク制御を円滑に行うことができない。
【００１３】しかも、駆動モータ回転速度ＮＭを、例えば、車速を算出するために使用することがあるので、車両として様々な不具合が生じることがある。
【００１４】本発明は、前記従来の車両駆動装置の問題点を解決して、ゼロ回転制御が行われているとき、弱め界磁制御が行われているとき等でも、エネルギー収支を正確に判定することができ、電動機械の制御を円滑に行うことができる電動車両駆動制御装置、電動車両駆動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。
【００１５】
【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、電動機械と、駆動信号に従って駆動され、バッテリから直流の電流を受けて交流の電流を発生させ、該交流の電流を前記電動機械に供給するインバータと、前記電動機械の制御を行う第１の制御装置と、該第１の制御装置の上位に位置する第２の制御装置とを有する。
【００１６】そして、該第２の制御装置は、前記電動機械を駆動したときに発生する動力損失を算出する動力損失算出処理手段、並びに前記動力損失、前記電動機械を駆動するために前記インバータに入力される電力、及び前記電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力に基づいて電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて前記第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断するエネルギー収支判定処理手段を備える。
【００１７】本発明の他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記第２の制御装置は、制御指令値を出力する。そして、前記第１の制御装置は、第２の制御装置から出力された制御指令値を受けて、該制御指令値及び実測値の関係に基づいて前記インバータに駆動信号を送る。
【００１８】本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記エネルギー収支判定処理手段は、所定の判定変量に基づいて、前記電動機械を駆動するために前記インバータに入力される電力を算出する電力算出処理手段、及び所定の判定変量に基づいて、前記電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力を算出する動力算出処理手段を備える。
【００１９】本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記動力損失算出処理手段は、電動機械の回転速度及び電動機械のトルクに基づいて動力損失を算出する。
【００２０】本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記動力損失算出処理手段は、電動機械の回転速度、電動機械のトルク及びバッテリ電圧に基づいて動力損失を算出する。
【００２１】本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記電力算出処理手段は、インバータの入口側の電流及び電圧に基づいて電力を算出する。
【００２２】本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記動力算出処理手段は、前記電動機械の回転速度及び目標トルクに基づいて動力を算出する。
【００２３】本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、前記電動機械はエンジンと機械的に連結される。
【００２４】本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、エンジンと機械的に連結された第１の電動機械と、駆動輪と機械的に連結された第２の電動機械とを有する。そして、前記インバータは前記第２の電動機械に交流の電流を供給する。また、前記動力損失算出処理手段は、前記第２の電動機械を駆動したときに発生する動力を算出し、前記エネルギー収支判定処理手段は、前記第２の電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて前記第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断する。
【００２５】本発明の更に他の電動車両駆動制御装置においては、さらに、少なくとも第１〜第３の歯車要素を備え、第１の歯車要素が前記第１の電動機械に、第２の歯車要素が前記第２の電動機械に、第３の歯車要素が前記エンジンに連結されるプラネタリギヤユニットを有する。
【００２６】本発明の電動車両駆動制御方法においては、駆動信号に従ってインバータを駆動し、該インバータにおいて、バッテリからの直流の電流に基づいて交流の電流を発生させ、該交流の電流を電動機械に供給し、第１の制御装置によって前記電動機械の制御を行い、第２の制御装置によって、電動機械を駆動したときに発生する動力損失を算出し、該動力損失、前記電動機械を駆動するために前記インバータに入力される電力、及び前記電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力に基づいて電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて前記第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断する。
【００２７】本発明の電動車両駆動制御方法のプログラムにおいては、コンピュータを、電動機械を駆動したときに発生する動力損失を算出する動力損失算出処理手段、並びに前記動力損失、前記電動機械を駆動するためにインバータに入力される電力、及び前記電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力に基づいて電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて下位に位置する制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断するエネルギー収支判定処理手段として機能させる。
【００２８】
【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。
【００２９】図１は本発明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。
【００３０】図において、２５は電動機械としての駆動モータ、２９は、駆動信号に従って駆動され、図示されないバッテリから直流の電流を受けて交流の電流を発生させ、該交流の電流を前記駆動モータ２５に供給するインバータ、４９は前記駆動モータ２５の制御を行う第１の制御装置としての駆動モータ制御装置、５１は該駆動モータ制御装置４９の上位に位置する第２の制御装置としての車両制御装置である。
【００３１】そして、該車両制御装置５１は、前記駆動モータ２５を駆動したときに発生する駆動モータ２５における損失、すなわち、動力損失を算出する動力損失算出処理手段９１、並びに前記動力損失、前記駆動モータ２５を駆動するために前記インバータ２９に入力される電力、及び前記駆動モータ２５を駆動したときに駆動モータ２５から出力される動力に基づいて駆動モータ２５におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて前記駆動モータ制御装置４９以下のシステムが異常であるかどうかを判断するエネルギー収支判定処理手段９３を備える。
【００３２】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、エンジン、発電機及び駆動モータを備えた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、発電機を備えず、エンジン及び駆動モータを備えたパラレル式のハイブリッド型車両に本発明を適用することもできる。
【００３３】図２は本発明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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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、かつ、駆動輪３７と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と車両駆動装置としてのハイブリッド型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。
【００３７】そして、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。
【００３８】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。
【００３９】前記駆動モータ２５は、コイル４２に供給される交流の電流であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の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各相の電流に変換されて前記コイル４２に供給されるようになっている。
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】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。
【００４３】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。そして、検出された発電機ロータ位置θＧは、車両制御装置５１（図１）及び図示されない発電機制御装置に、駆動モータロータ位置θＭは車両制御装置５１及び駆動モータ制御装置４９に送られる。
【００４４】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。
【００４５】図３は本発明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は本発明の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。
【００４６】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１６の回転速度、すなわち、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。
【００４７】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１６のトルク、すなわち、電動機械トルクとしての発電機トルク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。
【００４８】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。
【００４９】次に、前記ハイブリッド型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。
【００５０】図６は本発明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。
【００５１】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に供給する。
【００５２】そして、該インバータ２８の入口側に、インバータ２８に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２８に供給される直流の電流、すなわち、発電機インバータ電流ＩＧを検出するために第１の直流電流検出部としての発電機インバータ電流センサ７７が配設される。また、前記インバータ２９の入口側に、インバータ２９に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を検出するために第２の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７８が配設される。そして、前記発電機インバータ電圧ＶＧ、発電機インバータ電流ＩＧ、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２８、２９との間に平滑用のコンデンサＣが接続される。
【００５３】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。なお、前記エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９によって車両制御装置５１より下位に位置する第１の制御装置が、前記車両制御装置５１によって、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より上位に位置する第２の制御装置が構成される。
【００５４】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、各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発生させ、各相の電流ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷを発電機１６に供給し、回生時に発電機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に供給する。
【００５５】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検出部としての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を検出する温度検出部としての駆動モータ温度センサである。
【００５６】そして、６６〜６９はそれぞれ各相の電流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。
【００５７】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・停止を設定させる。また、前記車両制御装置５１の図示されない車速算出処理手段は、車速算出処理を行い、駆動モータロータ位置θＭの変化率ΔθＭを算出し、該変化率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。
【００５８】そして、車両制御装置５１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* 、発電機トルクＴＧの目標値を表す発電機目標トルクＴＧ*、及び駆動モータトルクＴＭの目標値を表す駆動モータ目標トルクＴＭ* 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* 、前記駆動モータ制御装置４９は駆動モータトルク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。なお、前記エンジン目標回転速度ＮＥ* 、発電機目標トルクＴＧ* 、駆動モータ目標トルクＴＭ* 等によって制御指令値が構成される。
【００５９】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を読み込み、該発電機ロータ位置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を算出する。
【００６０】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、前記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を算出する。
【００６１】なお、前記発電機ロータ位置θＧと発電機回転速度ＮＧとは互いに比例し、駆動モータロータ位置θＭと駆動モータ回転速度ＮＭと車速Ｖとは互いに比例するので、発電機ロータ位置センサ３８及び前記発電機回転速度算出処理手段を、発電機回転速度ＮＧを検出する発電機回転速度検出部として機能させたり、駆動モータロータ位置センサ３９及び前記駆動モータ回転速度算出処理手段を、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部として、又は車速Ｖを検出する車速検出部として機能させたりすることもできる。
【００６２】本実施の形態においては、前記エンジン回転速度センサ５２によってエンジン回転速度ＮＥを検出するようになっているが、エンジン回転速度ＮＥをエンジン制御装置４６において算出することができる。また、本実施の形態において、車速Ｖは前記車速算出処理手段によって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。
【００６３】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。
【００６４】図７は本発明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。
【００６５】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。そして、前記車速算出処理手段は、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の変化率ΔθＭを算出し、該変化率ΔθＭ及び前記ギヤ比γＶに基づいて車速Ｖを算出する。
【００６６】続いて、前記車両要求トルク決定処理手段は、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。
【００６７】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。
【００６８】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ＰＤＰＤ＝ＴＯ* ・Ｖを算出する。
【００６９】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。
【００７０】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ＰＯＰＯ＝ＰＤ＋ＰＢを算出する。
【００７１】次に、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、前記車両制御装置５１の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* として決定し、該エンジン目標回転速度ＮＥ* をエンジン制御装置４６に送る。
【００７２】そして、該エンジン制御装置４６は、エンジン制御装置４６の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。
【００７３】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、前記車両制御装置５１の図示されない駆動モータ目標トルク算出処理手段は、駆動モータ目標トルク算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ* を駆動モータ目標トルクＴＭ* として算出するとともに決定し、該駆動モータ目標トルクＴＭ* を駆動モータ制御装置４９に送る。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。
【００７４】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。
【００７５】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。
【００７６】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。
【００７７】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。
【００７８】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。
【００７９】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。
【００８０】そのために、前記車両制御装置５１の図示されないリングギヤトルク算出処理手段は、リングギヤトルク算出処理を行い、前記発電機目標トルクＴＧ* を読み込み、該発電機目標トルクＴＧ* 、及びサンギヤＳの歯数に対するリングギヤＲの歯数の比に基づいてリングギヤトルクＴＲを算出する。
【００８１】すなわち、発電機１６のイナーシャをＩｎＧとし、発電機１６の角加速度（回転変化率）をαＧとしたとき、サンギヤＳに加わるトルク、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）ＴＧＩＴＧＩ＝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。
【００８２】そして、リングギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数のρ倍であるとすると、リングギヤトルクＴＲは、サンギヤトルクＴＳのρ倍であるので、 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。
【００８３】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。
【００８４】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。
【００８５】続いて、前記駆動モータ目標トルク算出処理手段は、駆動モータ目標トルク算出処理を行い、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* として算出し、決定する。
【００８６】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、決定された駆動モータ目標トルクＴＭ* 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。
【００８７】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。
【００８８】続いて、車両制御装置５１のエネルギー収支判定処理手段９３（図１）は、エネルギー収支判定処理を行い、駆動モータ２５におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいてフェールセーフを行う。
【００８９】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 エネルギー収支判定処理を行い、処理を終了する。
【００９０】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。
【００９１】図１４は本発明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。
【００９２】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、前記車両制御装置５１（図１）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、決定し、該発電機目標トルクＴＧ* を発電機制御装置４７（図６）に送る。
【００９３】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。
【００９４】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。
【００９５】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。
【００９６】図１５は本発明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。
【００９７】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。続いて、前記駆動モータ回転速度算出処理手段は、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の変化率ΔθＭを算出することによって駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。そして、前記駆動モータ制御処理手段は、バッテリ電圧ＶＢを読み込む。なお、駆動モータ回転速度ＮＭ及びバッテリ電圧ＶＢによって実測値が構成される。
【００９８】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（図６）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。
【００９９】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ＩＭＷＩＭＷ＝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。
【０１００】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、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。そして、前記駆動モータ制御処理手段の図示されない交流電圧指令値算出処理手段は、交流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。また、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。
【０１０１】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。
【０１０２】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。
【０１０３】図１６は本発明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。
【０１０４】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。
【０１０５】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ＩＧＷＩＧＷ＝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。
【０１０６】続いて、前記発電機トルク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ＩＧＵ、ＩＧＶ、ＩＧＷをｄ軸電流ＩＧｄ及びｑ軸電流ＩＧｑに変換することによって、ｄ軸電流ＩＧｄ及びｑ軸電流ＩＧｑを算出する。そして、前記発電機トルク制御処理手段の図示されない交流電圧指令値算出処理手段は、交流電圧指令値算出処理を行い、前記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。また、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。
【０１０７】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。
【０１０８】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。
【０１０９】図１７は本発明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。
【０１１０】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、前記車速算出処理手段によって算出された車速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。
【０１１１】続いて、前記発電機目標回転速度算出処理手段は、前述されたように、発電機目標回転速度算出処理を行い、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。
【０１１２】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。
【０１１３】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。
【０１１４】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。
【０１１５】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。
【０１１６】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。
【０１１７】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。
【０１１８】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。
【０１１９】図１８は本発明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。
【０１２０】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。
【０１２１】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。
【０１２２】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。
【０１２３】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。
【０１２４】図１９は本発明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。
【０１２５】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。
【０１２６】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。
【０１２７】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。
【０１２８】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。
【０１２９】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。
【０１３０】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。
【０１３１】図２０は本発明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。
【０１３２】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。
【０１３３】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。
【０１３４】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。
【０１３５】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。
【０１３６】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。
【０１３７】図２１は本発明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。
【０１３８】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。
【０１３９】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。
【０１４０】そして、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。
【０１４１】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。
【０１４２】次に、図９のステップＳ２８におけるエネルギー収支判定処理のサブルーチンについて説明する。
【０１４３】図２２は本発明の実施の形態におけるエネルギー収支判定処理のサブルーチンを示す図、図２３は本発明の実施の形態における動力損失マップを示す図である。なお、図２３において、横軸に駆動モータ回転速度ＮＭを、縦軸に駆動モータトルクＴＭを採ってある。
【０１４４】前述されたように、前記車両駆動装置においては、駆動モータ２５（図６）と駆動モータ制御装置４９（図１）との間にインバータ２９が配設され、該インバータ２９は、駆動モータ制御装置４９から送られる駆動信号ＳＧ２に従って駆動され、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に供給するようになっている。
【０１４５】ところで、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、及び駆動モータインバータ電流センサ７８によって検出された駆動モータインバータ電流ＩＭに基づいて、前記駆動モータ２５を駆動するために前記インバータ２９に入力される電力Ｐｖｉを次の式で算出することができる。
【０１４６】Ｐｖｉ＝ＩＭ・ＶＭまた、該電力Ｐｖｉを駆動モータ２５に供給して駆動モータ２５を駆動したときに、前記駆動モータ２５を駆動したときの駆動モータ２５から出力される動力Ｐｎｔを、前記駆動モータ目標トルク算出処理手段によって算出された駆動モータ目標トルクＴＭ* 、及び前記駆動モータ回転速度算出処理手段によって算出された駆動モータ回転速度ＮＭに基づいて、次の式で算出することができる。
【０１４７】Ｐｎｔ＝ＴＭ* ・ＮＭしたがって、動力損失をＰＬＳとすると、理論上、次のエネルギー収支関係式が成立する。
【０１４８】Ｐｖｉ−ＰＬＳ＝Ｐｎｔところが、前記駆動モータインバータ電圧ＶＭの検出、駆動モータインバータ電流ＩＭの検出、駆動モータ目標トルクＴＭ* の算出、及び駆動モータ回転速度ＮＭの算出のうちの少なくとも一つに異常が発生すると、前記エネルギー収支関係式は成立しない。
【０１４９】そこで、駆動モータ２５におけるエネルギー収支を判定するために、前記駆動モータインバータ電圧ＶＭを第１の判定変量とし、駆動モータインバータ電流ＩＭを第２の判定変量とし、駆動モータ目標トルクＴＭ* を第３の判定変量とし、駆動モータ回転速度ＮＭを第４の判定変量としたとき、前記エネルギー収支関係式に基づいて、第１〜第４の判定変量が異常であるかどうかを判断するようにしている。
【０１５０】そのために、前記車両制御装置５１の動力損失算出処理手段９１は、動力損失算出処理を行い、車両制御装置５１の記録装置に記録された図２３に示される動力損失マップを参照し、駆動モータ目標回転速度ＮＭ* 及び駆動モータトルクＴＭに対応する動力損失ＰＬＳの値ρｉ（ｉ＝１、２、…）を読み出して算出する。なお、前記動力損失ＰＬＳは、ρｉ＜ρｉ＋１の関係にあり、駆動モータトルクＴＭが大きいほど、駆動モータ回転速度ＮＭが低いほど大きくなる。
【０１５１】また、前記エネルギー収支判定処理手段９３の図示されない電力算出処理手段は、電力算出処理を行い、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を読み込んで前記電力Ｐｖｉを算出するとともに、前記エネルギー収支判定処理手段９３の図示されない動力算出処理手段は、動力算出処理を行い、駆動モータ目標トルクＴＭ* 及び駆動モータ回転速度ＮＭを読み込んで前記動力Ｐｎｔを算出する。
【０１５２】前記エネルギー収支判定処理手段９３は、前記動力損失ＰＬＳ、電力Ｐｖｉ及び動力Ｐｎｔを読み込み、前記電力Ｐｖｉから動力損失ＰＬＳ及び動力Ｐｎｔを減算することによって得られる値の絶対値をエネルギー収支誤差ΔＰｍΔＰｍ＝｜Ｐｖｉ−ＰＬＳ−Ｐｎｔ｜として算出し、該エネルギー収支誤差ΔＰｍが閾（しきい）値Ｐｍｔｈより大きいかどうか、すなわち、次の式が成立するかどうかを判断することによって駆動モータ２５におけるエネルギー収支を判定する。
【０１５３】ΔＰｍ＞Ｐｍｔｈそして、エネルギー収支誤差ΔＰｍが閾値Ｐｍｔｈより大きい場合、前記エネルギー収支判定処理手段９３は、第１〜第４の判定変量のうちの少なくとも一つが異常であり、前記駆動モータインバータ電圧ＶＭの検出、駆動モータインバータ電流ＩＭの検出、駆動モータ目標トルクＴＭ* の算出、及び駆動モータ回転速度ＮＭの算出のうちの少なくとも一つに異常が発生したと判断し、フェールセーフを行う。
【０１５４】また、エネルギー収支誤差ΔＰｍが閾値Ｐｍｔｈ以下である場合、前記エネルギー収支判定処理手段９３は、第１〜第４の判定変量がいずれも正常であり、前記駆動モータインバータ電圧ＶＭの検出、駆動モータインバータ電流ＩＭの検出、駆動モータ目標トルクＴＭ* の算出、及び駆動モータ回転速度ＮＭの算出のいずれもにも異常が発生していないと判断する。
【０１５５】前記フェールセーフにおいて、前記エネルギー収支判定処理手段９３は、他の手法によって、前記駆動モータインバータ電圧ＶＭの検出、駆動モータインバータ電流ＩＭの検出、駆動モータ目標トルクＴＭ* の算出、及び駆動モータ回転速度ＮＭの算出を行い、検出値及び算出値に基づいて、エネルギー収支を判定する。
【０１５６】なお、前記第１、第２の判定変量によって、前記インバータ２９の入口側の判定変量、及び前記電力Ｐｖｉを算出するための判定変量が構成され、前記第３、第４の判定変量によって、前記インバータ２９の出口側の判定変量、及び動力Ｐｎｔを算出するための判定変量が構成される。
【０１５７】また、エネルギー収支関係式において、駆動モータ目標トルクＴＭ* を使用することなく、実際に発生させられ、トルクセンサ等によって検出された駆動モータトルクＴＭ、前記駆動モータ制御装置４９によって推定された駆動モータトルクＴＭ等を第３の判定変量として使用することもできる。その場合、駆動モータトルクＴＭの検出値の検出に異常が発生したかどうかを判断したり、駆動モータトルクＴＭの推定値の推定に異常が発生したかどうかを判断したりする。
【０１５８】なお、本実施の形態において、前記動力損失マップには、駆動モータ回転速度ＮＭ及び駆動モータトルクＴＭに対応する動力損失ＰＬＳが記録されているが、駆動モータ回転速度ＮＭ、駆動モータトルクＴＭ及びバッテリ電圧ＶＢに対応する動力損失ＰＬＳを記録することもできる。その場合、前記エネルギー収支判定処理手段９３は、駆動モータ回転速度ＮＭ、駆動モータトルクＴＭ及びバッテリ電圧ＶＢに対する 動力損失ＰＬＳを読み出してエネルギー収支を判定する。
【０１５９】また、動力損失ＰＬＳを、動力損失マップを参照することなく、前記動力損失算出処理手段９１が、駆動モータトルクＴＭ及び駆動モータ回転速度ＮＭをパラメータとする動力損失関数ｆによって、次の式で算出することもできる。
【０１６０】ＰＬＳ＝ｆ（ＴＭ、ＮＭ）
さらに、動力損失ＰＬＳを、前記動力損失算出処理手段９１が、駆動モータトルクＴＭ、駆動モータ回転速度ＮＭ及びバッテリ電圧ＶＢをパラメータとする動力損失関数ｆによって、次の式で算出することもできる。
【０１６１】ＰＬＳ＝ｆ（ＴＭ、ＮＭ、ＶＢ）
なお、コイル４２の温度ｔｍＭを駆動モータ温度センサ６５によって検出し、検出された温度ｔｍＭに基づいて駆動モータ２５のロータ４０（図２）の永久磁石の温度を推定し、動力損失ＰＬＳの温度補正を行うこともできる。そのために、前記動力損失算出処理手段９１の図示されない温度補正処理手段は、温度補正処理を行い、温度ｔｍＭを読み込み、該温度ｔｍＭに基づいて動力損失ＰＬＳの温度補正を行う。
【０１６２】ところで、駆動モータ目標回転速度ＮＭ* を零にして駆動モータ２５を駆動するゼロ回転制御が行われているときに、駆動モータ回転速度ＮＭが零になるので、計算上、前記動力Ｐｎｔも零になるが、実際は駆動モータ目標回転速度ＮＭ*を零にして駆動モータ２５が駆動されるので、電力Ｐｖｉは消費され、零にはならない。
【０１６３】ところが、本実施の形態においては、消費される電力Ｐｖｉが動力損失ＰＬＳとして算出されるので、駆動モータ２５におけるエネルギー収支を正確に判定することができる。
【０１６４】また、高速領域において界磁の磁束量を少なくする弱め界磁制御が行われているときに、界磁の磁束量を少なくするためにｄ軸電流ＩＭｄを供給する必要があるので、動力Ｐｎｔに対して電力Ｐｖｉはその分多く消費される。
【０１６５】ところが、本実施の形態においては、ｄ軸電流ＩＭｄが流れることによって消費される電力Ｐｖｉが動力損失ＰＬＳとして算出されるので、駆動モータ２５におけるエネルギー収支を正確に判定することができる。
【０１６６】このように、動力損失ＰＬＳ及び所定の判定変量に基づいて、エネルギー収支を正確に判定することができるので、第１〜第４の判定変量のうちの少なくとも一つが異常であり、前記駆動モータインバータ電圧ＶＭの検出、駆動モータインバータ電流ＩＭの検出、駆動モータ目標トルクＴＭ* の算出、及び駆動モータ回転速度ＮＭの算出のうちの少なくとも一つに異常が発生したかどうかを正確に判断することができる。したがって、例えば、駆動モータ２５のトルク制御を行った場合、トルク制御を円滑に行うことができる。
【０１６７】また、車両制御装置５１のエネルギー収支判定処理手段９３によって、駆動モータ制御装置４９以下のシステムが異常であるかどうかを判断されるので、駆動モータ制御装置４９による制御システム機能と、車両制御装置５１による異常の判断機能とを分散させることができる。したがって、駆動モータ制御装置４９自体が異常である場合でも、駆動モータ制御装置４９以下のシステム、例えば、各種のセンサ類、インバータ２９、駆動モータ２５等が異常であるかどうかを確実に判断することができる。
【０１６８】次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２８−１ 電力Ｐｖｉを算出する。
ステップＳ２８−２ 動力Ｐｎｔを算出する。
ステップＳ２８−３ 動力損失ＰＬＳを算出する。
ステップＳ２８−４ エネルギー収支誤差ΔＰｍが閾値Ｐｍｔｈより大きいかどうかを判断する。エネルギー収支誤差ΔＰｍが閾値Ｐｍｔｈより大きい場合はステップＳ２８−５に進み、エネルギー収支誤差ΔＰｍが閾値Ｐｍｔｈ以下である場合はリターンする。
ステップＳ２８−５ フェールセーフを行い、リターンする。
【０１６９】本実施の形態においては、駆動モータ２５におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて所定の判定変量が異常であるかどうかを判断するようになっているが、発電機１６におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて所定の判定変量が異常であるかどうかを判断することもできる。
【０１７０】また、本実施の形態においては、エンジン目標回転速度ＮＥ* 、発電機目標トルクＴＧ* 及び駆動モータ目標トルクＴＭ* が制御指令値としてそれぞれエンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９に送られるようになっているが、エンジン目標トルクＴＥ* 、発電機目標回転速度ＮＧ* 及び駆動モータ目標回転速度ＮＭ* をそれぞれエンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９に送ったり、電流指令値を発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９に送ったりすることもできる。
【０１７１】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。
【０１７２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、駆動信号に従って駆動され、バッテリから直流の電流を受けて交流の電流を発生させ、該交流の電流を前記電動機械に供給するインバータと、前記電動機械の制御を行う第１の制御装置と、該第１の制御装置の上位に位置する第２の制御装置とを有する。
【０１７３】そして、該第２の制御装置は、前記電動機械を駆動したときに発生する動力損失を算出する動力損失算出処理手段、並びに前記動力損失、前記電動機械を駆動するために前記インバータに入力される電力、及び前記電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力に基づいて電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて前記第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断するエネルギー収支判定処理手段を備える。
【０１７４】この場合、エネルギー収支判定処理手段は、動力損失、前記電動機械を駆動するために前記インバータに入力される電力、及び前記電動機械を駆動したときに電動機械から出力される動力に基づいて電動機械におけるエネルギー収支を判定し、判定結果に基づいて前記第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断する。
【０１７５】例えば、電動機械の目標となる回転速度を零にして電動機械を駆動するゼロ回転制御が行われているときに、電動機械の回転速度が零になるので、計算上、前記動力も零になるが、実際は電動機械の目標となる回転速度を零にして電動機械が駆動されるので、電力は消費され、零にはならない。
【０１７６】ところが、消費される電力が動力損失として算出されるので、電動機械におけるエネルギー収支を正確に判定することができる。
【０１７７】また、高速領域において界磁の磁束量を少なくする弱め界磁制御が行われているときに、界磁の磁束量を少なくするためにｄ軸電流を供給する必要があるので、動力に対して電力はその分多く消費される。
【０１７８】ところが、ｄ軸電流が流れることによって消費される電力が動力損失として算出されるので、電動機械におけるエネルギー収支を正確に判定することができる。
【０１７９】このように、動力損失及び所定の判定変量に基づいて、エネルギー収支を正確に判定することができるので、判定変量のうちの少なくとも一つが異常であるかどうかを正確に判断し、前記第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断することができる。したがって、電動機械の制御を円滑に行うことができる。
【０１８０】また、第２の制御装置のエネルギー収支判定処理手段によって、第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを判断されるので、第１の制御装置による制御システム機能と、第２の制御装置による異常の判断機能とを分散させることができる。したがって、第１の制御装置自体が異常である場合でも、第１の制御装置以下のシステムが異常であるかどうかを確実に判断することができる。
【出願人】 【識別番号】０００１００７６８
【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
【住所又は居所】愛知県安城市藤井町高根１０番地
【出願日】 平成１３年１１月２６日（２００１．１１．２６）
【代理人】 【識別番号】１０００９６４２６
【弁理士】
【氏名又は名称】川合 誠 （外２名）
【公開番号】 特開２００３−１６４０１０（Ｐ２００３−１６４０１０Ａ）
【公開日】 平成１５年６月６日（２００３．６．６）
【出願番号】 特願２００１−３５８８６８（Ｐ２００１−３５８８６８）