Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
VEHICULAR CONTROL DEVICE, AND VEHICLE HAVING THE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/093494
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a hybrid automobile (1), which comprises a rotation sensor (7) for detecting the rotation number (Nm) of a motor generator (MG2). The fluctuations of the rotation number (Nm) of the motor generator (MG2) reflect those of a first torque to occur at a power transmission member including a drive shaft (8). The hybrid automobile (1) further comprises a control device (30) for controlling, on the basis of the rotation number (Nm) detected by the rotation sensor (7), a second torque to be transmitted from the motor generator (MG2) through the spindle of the motor generator (MG2) to the power transmission member. If the first torque is a vibration torque for fluctuating the spindle of the motor generator (MG2) in positive and negative directions, the control device (30) controls the second torque in a manner to reduce the difference between the absolute value of the maximum and the absolute value of the minimum of that vibration torque.

Inventors:
KAWAMOTO ATSUSHI (JP)
NISHIGAYA MASABUMI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/050285
Publication Date:
July 30, 2009
Filing Date:
January 13, 2009
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
TOYOTA MOTOR CO LTD (JP)
KAWAMOTO ATSUSHI (JP)
NISHIGAYA MASABUMI (JP)
International Classes:
B60L15/20; B60K6/445; B60K6/46; B60L7/12; B60L50/16; B60W10/08; B60W20/00
Foreign References:
JP2003284207A2003-10-03
JP2001057714A2001-02-27
JP2001028809A2001-01-30
JPH06191307A1994-07-12
Attorney, Agent or Firm:
FUKAMI, Hisao (Nakanoshima Central Tower 22nd Floor, 2-7, Nakanoshima 2-chome, Kita-ku, Osaka-sh, Osaka 05, JP)
Download PDF:
Claims:
 回転軸を有する動力源(MG2)と、駆動輪(25)と、前記動力源(MG2)の前記回転軸と前記駆動輪(25)とに結合されるとともに、前記動力源(MG2)からの動力を前記駆動輪(25)に伝達可能に構成された動力伝達部材(8)とを備える車両の制御装置であって、
 前記動力伝達部材(8)に生じる第1のトルクを検出するトルク検出部(7)と、
 前記トルク検出部(7)が検出した前記第1のトルクに基づいて、前記動力源(MG2)から前記回転軸を介して前記動力伝達部材(8)に伝達される第2のトルクを制御する動力制御部(30)とを備え、
 前記動力制御部(30)は、前記第1のトルクが前記回転軸を正方向および負方向に回転させるよう変動する振動トルクである場合には、前記振動トルクの最大値の絶対値と前記振動トルクの最小値の絶対値との差分が小さくなるように前記第2のトルクを制御する、車両の制御装置。
 前記動力制御部(30)は、前記差分が0に等しくなるように、前記第2のトルクを制御する、請求の範囲第1項に記載の車両の制御装置。
 前記動力制御部(30)は、前記第1のトルクが前記振動トルクである場合には、前記第2のトルクの絶対値を、前記振動トルクの発生直前において前記動力伝達部材(8)に伝達されるトルクの絶対値よりも小さくする、請求の範囲第2項に記載の車両の制御装置。
 前記動力制御部(30)は、前記第2のトルクの絶対値が0になるように前記第2のトルクを制御する、請求の範囲第3項に記載の車両の制御装置。
 前記動力源(MG2)は、回転電機であって、
 前記動力制御部(30)は、前記車両の制動時に前記回転電機が回生制動を行なうように前記第2のトルクを制御するとともに、前記車両の前記制動時に前記振動トルクが生じたことを検出した場合には、前記回生制動により生じる回生エネルギを小さくすることにより前記第2のトルクの絶対値を低下させる、請求の範囲第3項に記載の車両の制御装置。
 前記動力制御部(30)は、前記第1のトルクが前記振動トルクである場合には、前記第2のトルクの絶対値を、前記振動トルクの発生直前において前記動力伝達部材(8)に伝達されるトルクの絶対値よりも小さくする、請求の範囲第1項に記載の車両の制御装置。
 前記動力制御部(30)は、前記第2のトルクの絶対値が0になるように前記第2のトルクを制御する、請求の範囲第6項に記載の車両の制御装置。
 前記動力源(MG2)は、回転電機であって、
 前記動力制御部(30)は、前記車両の制動時に前記回転電機が回生制動を行なうように前記第2のトルクを制御するとともに、前記車両の前記制動時に前記振動トルクが生じたことを検出した場合には、前記回生制動により生じる回生エネルギを小さくすることにより前記第2のトルクの絶対値を低下させる、請求の範囲第6項に記載の車両の制御装置。
 回転軸を有する動力源(MG2)と、
 駆動輪(25)と、
 前記動力源(MG2)の前記回転軸と前記駆動輪(25)とに結合されるとともに、前記動力源(MG2)からの動力を前記駆動輪(25)に伝達可能に構成された動力伝達部材(8)と、
 前記動力伝達部材(8)に生じる第1のトルクを検出するトルク検出部(7)と、
 前記トルク検出部(7)が検出した前記第1のトルクに基づいて、前記動力源(MG2)から前記回転軸を介して前記動力伝達部材(8)に伝達される第2のトルクを制御する動力制御部(30)とを備え、
 前記動力制御部(30)は、前記第1のトルクが前記回転軸を正方向および負方向に回転させるよう変動する振動トルクである場合には、前記振動トルクの最大値の絶対値と前記振動トルクの最小値の絶対値との差分が小さくなるように前記第2のトルクを制御する、車両。
 前記動力制御部(30)は、前記差分が0に等しくなるように、前記第2のトルクを制御する、請求の範囲第9項に記載の車両。
 前記動力制御部(30)は、前記第1のトルクが前記振動トルクである場合には、前記第2のトルクの絶対値を、前記振動トルクの発生直前において前記動力伝達部材(8)に伝達されるトルクの絶対値よりも小さくする、請求の範囲第10項に記載の車両。
 前記動力制御部(30)は、前記第2のトルクの絶対値が0になるように前記第2のトルクを制御する、請求の範囲第11項に記載の車両。
 前記動力源(MG2)は、回転電機であって、
 前記動力制御部(30)は、前記車両の制動時に前記回転電機が回生制動を行なうように前記第2のトルクを制御するとともに、前記車両の前記制動時に前記振動トルクが生じたことを検出した場合には、前記回生制動により生じる回生エネルギを小さくすることにより前記第2のトルクの絶対値を低下させる、請求の範囲第11項に記載の車両。
 前記動力制御部(30)は、前記第1のトルクが前記振動トルクである場合には、前記第2のトルクの絶対値を、前記振動トルクの発生直前において前記動力伝達部材(8)に伝達されるトルクの絶対値よりも小さくする、請求の範囲第9項に記載の車両。
 前記動力制御部(30)は、前記第2のトルクの絶対値が0になるように前記第2のトルクを制御する、請求の範囲第14項に記載の車両。
 前記動力源(MG2)は、回転電機であって、
 前記動力制御部(30)は、前記車両の制動時に前記回転電機が回生制動を行なうように前記第2のトルクを制御するとともに、前記車両の前記制動時に前記振動トルクが生じたことを検出した場合には、前記回生制動により生じる回生エネルギを小さくすることにより前記第2のトルクの絶対値を低下させる、請求の範囲第14項に記載の車両。
Description:
車両の制御装置およびそれを備 る車両

 本発明は、車両の制御装置およびそれを える車両に関し、特に、車両の駆動系に過 なトルクが生じることを抑制する車両の制 装置およびそれを備える車両に関する。

 近年、ハイブリッド自動車、電気自動車、 料電池車のような、動力源としてモータを 載した自動車が環境の点から注目を集めて る。たとえば特開2002-78105号公報(特許文献1) は、エンジンとモータとを動力源として備え るハイブリッド車両を開示する。この文献で は、ハイブリッド車両の制動時にモータが回 生制動を行なうことが開示されている。

特開2002-78105号公報

特開2007-126073号公報

 しかしながら、特開2002-78105号公報(特許 献1)には、ハイブリッド自動車の駆動系(た えばドライブシャフト)に生じるトルクを抑 するための方法については具体的に開示さ ていない。

 本発明の目的は、駆動系に過大なトルク 生じることを抑制することが可能な車両の 御装置、およびそれを備える車両を提供す ことである。

 本発明は要約すれば、回転軸を有する動 源と、駆動輪と、動力源の回転軸と駆動輪 に結合されるとともに、動力源からの動力 駆動輪に伝達可能に構成された動力伝達部 とを備える車両の制御装置である。制御装 は、動力伝達部材に生じる第1のトルクを検 出するトルク検出部と、トルク検出部が検出 した第1のトルクに基づいて、動力源から回 軸を介して動力伝達部材に伝達される第2の ルクを制御する動力制御部とを備える。動 制御部は、第1のトルクが回転軸を正方向お よび負方向に回転させるよう変動する振動ト ルクである場合には、振動トルクの最大値の 絶対値と振動トルクの最小値の絶対値との差 分が小さくなるように第2のトルクを制御す 。

 好ましくは、動力制御部は、差分が0に等し くなるように、第2のトルクを制御する。
 好ましくは、動力制御部は、第1のトルクが 振動トルクである場合には、第2のトルクの 対値を、振動トルクの発生直前において動 伝達部材に伝達されるトルクの絶対値より 小さくする。

 より好ましくは、動力制御部は、第2のト ルクの絶対値が0になるように第2のトルクを 御する。

 より好ましくは、動力源は、回転電機で る。動力制御部は、車両の制動時に、回転 機が回生制動を行なうように第2のトルクを 制御する。動力制御部は、車両の制動時に振 動トルクが生じたことを検出した場合には、 回生制動により生じる回生エネルギを小さく することにより第2のトルクの絶対値を低下 せる。

 好ましくは、動力制御部は、第1のトルク が振動トルクである場合には、第2のトルク 絶対値を、振動トルクの発生直前において 力伝達部材に伝達されるトルクの絶対値よ も小さくする。

 より好ましくは、動力制御部は、第2のト ルクの絶対値が0になるように第2のトルクを 御する。

 より好ましくは、動力源は、回転電機で る。動力制御部は、車両の制動時に、回転 機が回生制動を行なうように第2のトルクを 制御する。動力制御部は、車両の制動時に振 動トルクが生じたことを検出した場合には、 回生制動により生じる回生エネルギを小さく することにより第2のトルクの絶対値を低下 せる。

 本発明の他の局面に従うと、車両であっ 、回転軸を有する動力源と、駆動輪と、動 伝達部材と、トルク検出部と、動力制御部 を備える。動力伝達部材は、動力源の回転 と駆動輪とに結合されるとともに、動力源 らの動力を駆動輪に伝達可能に構成される トルク検出部は、動力伝達部材に生じる第1 のトルクを検出する。動力制御部は、トルク 検出部が検出した第1のトルクに基づいて、 力源から回転軸を介して動力伝達部材に伝 される第2のトルクを制御する。動力制御部 、第1のトルクが回転軸を正方向および負方 向に回転させるよう変動する振動トルクであ る場合には、振動トルクの最大値の絶対値と 振動トルクの最小値の絶対値との差分が小さ くなるように第2のトルクを制御する。

 好ましくは、動力制御部は、差分が0に等し くなるように、第2のトルクを制御する。
 好ましくは、動力制御部は、第1のトルクが 振動トルクである場合には、第2のトルクの 対値を、振動トルクの発生直前において動 伝達部材に伝達されるトルクの絶対値より 小さくする。

 より好ましくは、動力制御部は、第2のト ルクの絶対値が0になるように第2のトルクを 御する。

 より好ましくは、動力源は、回転電機で る。動力制御部は、車両の制動時に、回転 機が回生制動を行なうように第2のトルクを 制御する。動力制御部は、車両の制動時に振 動トルクが生じたことを検出した場合には、 回生制動により生じる回生エネルギを小さく することにより第2のトルクの絶対値を低下 せる。

 好ましくは、動力制御部は、第1のトルク が振動トルクである場合には、第2のトルク 絶対値を、振動トルクの発生直前において 力伝達部材に伝達されるトルクの絶対値よ も小さくする。

 より好ましくは、動力制御部は、第2のト ルクの絶対値が0になるように第2のトルクを 御する。

 より好ましくは、動力源は、回転電機で る。動力制御部は、車両の制動時に、回転 機が回生制動を行なうように第2のトルクを 制御する。動力制御部は、車両の制動時に振 動トルクが生じたことを検出した場合には、 回生制動により生じる回生エネルギを小さく することにより第2のトルクの絶対値を低下 せる。

 本発明によれば、駆動系に過大なトルク 生じることを抑制することが可能になる。

本発明の実施の形態に係るハイブリッ 自動車1の構成を示すブロック図である。 図1に示したハイブリッド自動車1につ てインバータおよび昇圧ユニット周辺を詳 に示した回路図である。 ハイブリッド自動車1の駆動系に関する 部分を示す模式図である。 ハイブリッド自動車1が凹凸を有する路 面を走行する状態を示す図である。 図4に示した路面をハイブリッド自動車 1が走行する場合における駆動系のトルクの 動を示した図である。 本実施の形態に従う実効トルクTeの制 に用いられるパラメータを説明する図であ 。 本実施の形態に従う実効トルクTeの制 を説明するフローチャートである。 駆動系に振動トルクが発生したときの ータジェネレータMG2の回転数Nmの変化を示 図である。 本実施の形態による実効トルクTeの制 が行なわれた場合の、駆動系トルクの変動 示した図である。

符号の説明

 1 ハイブリッド自動車、4,6 ギヤ、5 ブ ーキペダルストロークセンサ、7,27 回転数 ンサ、8 ドライブシャフト、9 アクセルセ サ、10,13,21 電圧センサ、11,24U,24V,28U,28V 電 センサ、12 コンバータ、14,14A インバータ 15,15A U相アーム、16,16A V相アーム、17,17A W アーム、20 昇圧ユニット、20L,20R 前輪、22R, 22L 後輪、25 駆動輪、30 制御装置、200 エン ジン、B バッテリ、B0~Bn 電池ユニット、C1,C2  キャパシタ、D1~D8 ダイオード、DG デファ ンシャルギヤ、L1 リアクトル、MG1,MG2 モー ジェネレータ、N1,N2 ノード、PG プラネタ ギヤ、Q1~Q8 IGBT素子、SR1,SR2 システムメイン リレー。

 以下、本発明の実施の形態について図面 参照して詳しく説明する。なお、図中同一 たは相当部分には同一の符号を付してそれ についての説明は繰返さない。

 図1は、本発明の実施の形態に係るハイブ リッド自動車1の構成を示すブロック図であ 。

 図1を参照して、ハイブリッド自動車1は 前輪20R,20Lと、後輪22R,22Lと、エンジン200と、 プラネタリギヤPGと、デファレンシャルギヤD Gと、ギヤ4,6と、ドライブシャフト8とを含む

 ハイブリッド自動車1は、さらに、バッテ リBと、バッテリBの出力する直流電力を昇圧 る昇圧ユニット20と、昇圧ユニット20との間 で直流電力を授受するインバータ14,14Aとを含 む。

 ハイブリッド自動車1は、さらに、プラネ タリギヤPGを介してエンジン200の動力を受け 、発電を行なうモータジェネレータMG1と、 転軸がプラネタリギヤPGに接続されるモー ジェネレータMG2とを含む。インバータ14,14A モータジェネレータMG1,MG2に接続され、交流 力と昇圧ユニット20からの直流電力との変 を行なう。

 プラネタリギヤPGは、サンギヤと、リン ギヤと、サンギヤおよびリングギヤの両方 噛合うピニオンギヤと、ピニオンギヤをサ ギヤの周りに回転可能に支持するプラネタ キャリヤとを含む。プラネタリギヤPGは第1~ 3の回転軸を有する。第1の回転軸はエンジ 200に接続されるプラネタリキャリヤの回転 である。第2の回転軸はモータジェネレータM G1に接続されるサンギヤの回転軸である。第3 の回転軸はモータジェネレータMG2に接続され るリングギヤの回転軸である。

 この第3の回転軸にはギヤ4が取付けられ このギヤ4はギヤ6を駆動することによりデフ ァレンシャルギヤDGに動力を伝達する。デフ レンシャルギヤDGはギヤ6から受ける動力を ドライブシャフト8を介して前輪20R,20Lに伝 するとともに、ギヤ6,4を介して前輪20R,20Lの 転力(ドライブシャフト8の回転力)をプラネ リギヤPGの第3の回転軸に伝達する。

 なお、プラネタリギヤPG、ギヤ4,6、デフ レンシャルギヤDGおよびドライブシャフト8 、モータジェネレータMG2の回転軸からの動 を駆動輪(前輪20L,20R)に伝達するためのもの あり、本発明における「動力伝達部材」の 構成例として図1に示したものである。

 プラネタリギヤPGはエンジン200,モータジ ネレータMG1,MG2の間で動力を分割する役割を 果たす。すなわちプラネタリギヤPGの3つの回 転軸のうちの2つの回転軸の回転が定まれば る1つの回転軸の回転は自ずと定められる。 たがって、エンジン200を最も効率のよい領 で動作させつつ、モータジェネレータMG1の 電量を制御してモータジェネレータMG2を駆 させることにより車速の制御を行ない、全 としてエネルギ効率のよい自動車を実現し いる。

 直流電源であるバッテリBは、たとえば、 ニッケル水素またはリチウムイオンなどの二 次電池からなり、直流電力を昇圧ユニット20 供給するとともに、昇圧ユニット20からの 流電力によって充電される。

 昇圧ユニット20はバッテリBから受ける直 電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧を ンバータ14,14Aに供給する。インバータ14,14A 供給された直流電圧を交流電圧に変換して エンジン始動時にはモータジェネレータMG1 駆動制御する。また、エンジン始動後には モータジェネレータMG1が発電した交流電力 インバータ14,14Aによって直流に変換されて 昇圧ユニット20によってバッテリBの充電に 切な電圧に変換されバッテリBが充電される 。

 また、インバータ14,14Aはモータジェネレ タMG2を駆動する。モータジェネレータMG2は ンジン200を補助して前輪20R,20Lを駆動する。 制動時には、モータジェネレータMG2は回生運 転を行ない、車輪の回転エネルギを電気エネ ルギに変換する。得られた電気エネルギは、 インバータ14,14Aおよび昇圧ユニット20を経由 てバッテリBに戻される。

 バッテリBは、組電池であり、直列に接続 された複数の電池ユニットB0~Bnを含む。昇圧 ニット20とバッテリBとの間にはシステムメ ンリレーSR1,SR2が設けられ車両非運転時には 高電圧が遮断される。

 ハイブリッド自動車1は、さらに、運転者 からの加速要求指示を受ける入力部であるア クセルペダルの位置を検出するアクセルセン サ9と、運転者によるブレーキペダルの操作 を検出するブレーキペダルストロークセン 5と、バッテリBに取付けられる電圧センサ10 、アクセルセンサ9からのアクセル開度Acc、 ブレーキペダルストロークセンサ5からのブ ーキペダル操作量Brkおよび電圧センサ10の電 圧値VBに応じてエンジン200、インバータ14,14A よび昇圧ユニット20を制御する制御装置30と を含む。電圧センサ10は、バッテリBの電圧VB 検出して制御装置30に送信する。

 なお、ハイブリッド自動車1の制動は、制 御装置30がモータジェネレータMG2の回生制動 および油圧ブレーキ(図示せず)の制動力を 調制御することによって行なわれる。した って、ハイブリッド自動車1の制動時におい は、制御装置30は、モータジェネレータMG2 回生動作を行なわずに、油圧ブレーキのみ 作動させることも可能である。つまりモー ジェネレータMG2の回生制動力は制御装置30に より制御可能である。

 図2は、図1に示したハイブリッド自動車1 ついてインバータおよび昇圧ユニット周辺 詳細に示した回路図である。

 図2を参照して、ハイブリッド自動車1は バッテリBと、電圧センサ10と、システムメ ンリレーSR1,SR2と、キャパシタC1と、昇圧ユ ット20と、インバータ14,14Aと、電流センサ24U ,24Vと、モータジェネレータMG1,MG2と、エンジ 200と、制御装置30とを備える。

 モータジェネレータMG1は走行時において 主として発電機として動作し、車両停止状 、あるいはエンジン停止状態で走行するEV(E lectric Vehicle)走行からの加速時においてはエ ジン200をクランキングするためのモータと て動作する。モータジェネレータMG2は駆動 である前輪20R,20Lの回転と同期して回転する 。エンジン200、モータジェネレータMG1,MG2は 図1に示したプラネタリギヤPGに接続されて る。したがってエンジンの回転軸およびモ タジェネレータMG1,MG2の回転軸のうちのいず か2つの回転軸の回転数が定められると、他 の1つの回転軸の回転数は強制的に定まる。

 バッテリBは、ニッケル水素またはリチウ ムイオン等の二次電池である。電圧センサ10 、バッテリBから出力される直流電圧値VBを 出し、検出した直流電圧値VBを制御装置30へ 出力する。システムメインリレーSR1,SR2は、 御装置30からの信号SEによりオン/オフされる 。より具体的には、システムメインリレーSR1 ,SR2は、H(論理ハイ)レベルの信号SEによりオン され、L(論理ロー)レベルの信号SEによりオフ れる。キャパシタC1は、システムメインリ ーSR1,SR2のオン時において、バッテリBの端子 間電圧を平滑化する。

 昇圧ユニット20は、電圧センサ21と、リア クトルL1と、コンバータ12と、キャパシタC2と を含む。リアクトルL1は、その一方端がシス ムメインリレーSR1を介してバッテリBの正極 と接続される。

 電流センサ11は、バッテリBと昇圧ユニッ 20との間に流れる直流電流を検出し、その 出した電流を直流電流値IBとして制御装置30 出力する。

 コンバータ12は、電圧VHを出力するコンバ ータ12の出力端子間に直列に接続されるIGBT(In sulated Gate Bipolar Transistor)素子Q1,Q2と、IGBT素 Q1,Q2にそれぞれ並列に接続されるダイオー D1,D2とを含む。

 リアクトルL1の他方端はIGBT素子Q1のエミ タおよびIGBT素子Q2のコレクタに接続される ダイオードD1のカソードはIGBT素子Q1のコレク タと接続され、ダイオードD1のアノードはIGBT 素子Q1のエミッタと接続される。ダイオードD 2のカソードはIGBT素子Q2のコレクタと接続さ 、ダイオードD2のアノードはIGBT素子Q2のエミ ッタと接続される。

 電圧センサ21はコンバータ12の入力側の電 圧を電圧値VLとして検出する。電流センサ11 リアクトルL1に流れる電流を電流値IBとして 出する。キャパシタC2はコンバータ12の出力 側に接続され、コンバータ12から送られたエ ルギを蓄積するとともに、電圧の平滑化を なう。電圧センサ13は、コンバータ12の出力 側の電圧すなわちキャパシタC2の電極間の電 を電圧値VHとして検出する。

 ハイブリッド自動車1においては、エンジ ン200とモータジェネレータMG1とが機械的動力 をやり取りする。あるときにはモータジェネ レータMG1はエンジン200の始動を行ない、また あるときにはモータジェネレータMG1はエンジ ン200の動力を受けて発電を行なうジェネレー タとして働く。モータジェネレータMG1はイン バータ14によって駆動される。

 インバータ14は、コンバータ12から昇圧電 位を受けてモータジェネレータMG1を駆動する 。また、インバータ14は、モータジェネレー MG1が発電された電力をコンバータ12に戻す このときコンバータ12は、降圧回路として動 作するように制御装置30によって制御される

 インバータ14は、U相アーム15と、V相アー 16と、W相アーム17とを含む。U相アーム15、V アーム16、およびW相アーム17は、コンバー 12の出力ライン間に並列に接続される。

 U相アーム15は、直列接続されたIGBT素子Q3, Q4と、IGBT素子Q3,Q4とそれぞれ並列に接続され ダイオードD3,D4とを含む。ダイオードD3のカ ソードはIGBT素子Q3のコレクタと接続され、ダ イオードD3のアノードはIGBT素子Q3のエミッタ 接続される。ダイオードD4のカソードはIGBT 子Q4のコレクタと接続され、ダイオードD4の アノードはIGBT素子Q4のエミッタと接続される 。

 V相アーム16は、直列接続されたIGBT素子Q5, Q6と、IGBT素子Q5,Q6とそれぞれ並列に接続され ダイオードD5,D6とを含む。ダイオードD5のカ ソードはIGBT素子Q5のコレクタと接続され、ダ イオードD5のアノードはIGBT素子Q5のエミッタ 接続される。ダイオードD6のカソードはIGBT 子Q6のコレクタと接続され、ダイオードD6の アノードはIGBT素子Q6のエミッタと接続される 。

 W相アーム17は、直列接続されたIGBT素子Q7, Q8と、IGBT素子Q7,Q8とそれぞれ並列に接続され ダイオードD7,D8とを含む。ダイオードD7のカ ソードはIGBT素子Q7のコレクタと接続され、ダ イオードD7のアノードはIGBT素子Q7のエミッタ 接続される。ダイオードD8のカソードはIGBT 子Q8のコレクタと接続され、ダイオードD8の アノードはIGBT素子Q8のエミッタと接続される 。

 各相アームの中間点は、モータジェネレ タMG1の各相コイルの各相端に接続されてい 。すなわち、モータジェネレータMG1は、三 の永久磁石モータであり、U,V,W相の3つのコ ルは各々一方端が中点に共に接続されてい 。そして、U相コイルの他方端がIGBT素子Q3,Q4 の接続ノードに接続される。またV相コイル 他方端がIGBT素子Q5,Q6の接続ノードに接続さ る。またW相コイルの他方端がIGBT素子Q7,Q8の 続ノードに接続される。

 電流センサ24U,24Vは、モータジェネレータ MG1のU,V相のステータコイルに流れる電流の電 流値IU1,IV1をモータ電流値MCRT1として検出し、 モータ電流値MCRT1を制御装置30へ出力する。 ータジェネレータMG1の回転数Ngは回転数セン サ27によって検出される。

 制御装置30は、モータジェネレータMG1に 応するトルク指令値、モータ回転数Ng、電圧 値VB,VL,VH、電流値IBおよびモータ電流値MCRT1を 受ける。

 インバータ14Aは、ノードN1とノードN2との 間にインバータ14と並列的に接続され、また ンバータ14と共に昇圧ユニット20に接続され る。

 インバータ14Aは、コンバータ12から昇圧 位を受けてモータジェネレータMG2を駆動す 。また、インバータ14Aは、回生制動に伴い ータジェネレータMG2において発電された電 をコンバータ12に戻す。このときコンバータ 12は、降圧回路として動作するように制御装 30によって制御される。モータジェネレー MG2の回転数Nmは回転数センサ7によって検出 れる。

 インバータ14Aは、U相アーム15Aと、V相ア ム16Aと、W相アーム17Aとを含む。U相アーム15A 、V相アーム16A、およびW相アーム17Aは、コン ータ12の出力ライン間に並列に接続される U相アーム15A、V相アーム16A、およびW相アー 17Aの構成は、U相アーム15、V相アーム16、お びW相アーム17とそれぞれ同様であるので説 は繰返さない。

 インバータ14AのU,V,W相アームの中間点は モータジェネレータMG2のU,V,W相コイルの各一 方端にそれぞれ接続されている。すなわち、 モータジェネレータMG2は、三相の永久磁石モ ータであり、U,V,W相の3つのコイルの他方端が 中点に共に接続されている。

 電流センサ28U,28Vは、モータジェネレータ MG2のU,V相のステータコイルに流れる電流の電 流値IU2,IV2をモータ電流値MCRT2として検出し、 モータ電流値MCRT2を制御装置30へ出力する。

 制御装置30は、モータジェネレータMG1に 応するトルク指令値、モータ回転数Ng、電圧 値VB,VLおよびVH、電流値IBおよびモータ電流値 MCRT1を受ける。制御装置30は、さらにモータ ェネレータMG2に対応するトルク指令値、モ タ回転数Nm、およびモータ電流値MCRT2を受け 。制御装置30は、さらに、アクセル開度Acc ブレーキペダル操作量Brkを受ける。

 制御装置30は、これらの受けた入力に応 て、昇圧ユニット20に対して昇圧指示PWU,降 指示PWDおよび停止指示STPを出力する。

 また、制御装置30は、インバータ14に対し ては、コンバータ12の出力である直流電圧を ータジェネレータMG1を駆動するための交流 圧に変換する駆動指示PWMI1と、モータジェ レータMG1で発電された交流電圧を直流電圧 変換してコンバータ12側に戻す回生指示PWMC1 を出力する。

 さらに、制御装置30は、インバータ14Aに しては、コンバータ12の出力である直流電圧 をモータジェネレータMG2を駆動するための交 流電圧に変換する駆動指示PWMI2と、モータジ ネレータMG2で発電された交流電圧を直流電 に変換してコンバータ12側に戻す回生指示PW MC2とを出力する。

 なお、回生制動には、ハイブリッド自動 を運転するドライバによるフットブレーキ 作があった場合の回生発電を伴う制動が含 れる。また、回生制動には、フットブレー を操作しない場合であっても、走行中にア セルペダルをオフすることによって、回生 電をさせながら車両を減速させたりまたは 速を中止させたりするときの状態が含まれ 。

 図3は、ハイブリッド自動車1の駆動系に する部分を示す模式図である。図3を参照し 、駆動輪25は、図1に示した前輪20R、20Lをま めて表したものである。モータジェネレー MG2がエンジン200とともにハイブリッド自動 1を駆動する場合、あるいは、モータジェネ レータMG2のみがハイブリッド自動車1を駆動 る場合には、モータジェネレータMG2がトル を出力する。このトルクによりギヤ4、6、デ ファレンシャルギヤDGおよびドライブシャフ 8が駆動される。よって駆動輪25が回転する

 モータジェネレータMG2による回生制動時 おいては、駆動輪25の回転力が、ドライブ ャフト8、デファレンシャルギヤDG、ギヤ4,6 介してモータジェネレータMG2に入力される すなわちモータジェネレータMG2にトルクが 力される。これによりモータジェネレータMG 2が発電する。

 モータジェネレータMG2に発生するトルク モータトルクTmとし、モータジェネレータMG 2に対して入出力されるトルクを実効トルクTe とする。実効トルクTeはTe=Tm+Tlの関係式によ 表される。ここでTlは、モータジェネレータ MG2内部の潤滑油の粘性抵抗等に起因した、モ ータジェネレータMG2の回転を妨げる力(トル )である。以後はこのトルクを「引きずりト クTl」と呼ぶことにする。また、ドライブ ャフト8は、ばね要素としての機能を有する

 ここでハイブリッド自動車1が凹凸を有す る路面を走行しているとする。ハイブリッド 自動車が急制動を行ない、かつそのモータが 回生制動を行なう場合、路面からドライブシ ャフトに入力されるトルク、およびモータの 回生トルクがドライブシャフトを含む駆動系 に加わることが考えられる。この場合、駆動 系に大きなトルクが発生する可能性がある。 ただし、このような現象については未だ公知 となっていない。

 しかし、上述した状況が生じることを想 して駆動系の強度を高める場合、駆動系を 成する部品の大型化が生じ得る。さらに、 動系の重量が増えることも生じ得る。さら 、高価な部品が必要になることも考えられ 。

 図4に示すように、ハイブリッド自動車1 凹凸のある路面を走行した場合、ドライブ ャフト8に大きなトルクが発生する可能性が る。なお、路面上の複数の突起は、ほぼ等 隔で存在するものとする。たとえば、図4に 示した路面をハイブリッド自動車1が走行す 場合、その駆動輪が上下に振動するものの サスペンションによって車体の振動が抑制 れることが考えられる。また、路面上の突 にハイブリッド自動車1が乗り上げることに って駆動輪が空転することと、駆動輪が路 に再び接触することとが繰返されることが えられる。

 これらの場合には、その強さおよび方向 周期的に変動するトルクがドライブシャフ 8に生じる。このトルクにより、ドライブシ ャフト8にたとえば捩れ振動が生じる。なお その強さおよび方向が周期的に変動するト クを、以下では「振動トルク」とも呼ぶ。

 なお、ハイブリッド自動車1がこのような 路面にさしかかったとき、あるいはハイブリ ッド自動車1がその路面を走行中に運転者が ブレーキを踏むことが考えられる。しかし モータジェネレータMG2の慣性モーメントが きいため、ドライブシャフト8の回転を止め うとする力(ドライブシャフト8の回転方向 正方向とすると、負方向のトルク)が大きく る。さらに、上述の振動トルクがドライブ ャフト8に発生する。これにより、ドライブ シャフト8に大きなトルクが生じ得る。

 図5は、図4に示した路面をハイブリッド 動車1が走行する場合における駆動系のトル の変動を示した図である。図5および図4を 照して、駆動系(代表的にはドライブシャフ 8であるがこれに限定されるものではない) は、実効トルクTeが生じる。これは、モータ ジェネレータMG2に回生トルクが入力されたこ とを示す。ハイブリッド自動車1が図4に示し 路面を走行することによって、駆動系には 実効トルクTeに加えて、振動トルクが生じ 。なお、図4に示すように、路面上の突起物 間隔がほぼ等間隔であるため、振動トルク 一旦増加するものの、その後減少する。

 また、振動トルクが正である場合には、 ータジェネレータMG2の回転軸を第1の方向に 回転させるトルクが動力伝達部材に生じ、振 動トルクが負である場合には、モータジェネ レータMG2の回転軸を、第1の方向と反対の第2 方向に回転させるトルクが動力伝達部材に じる。第1の方向は、ドライブシャフトの回 転方向と同じ方向でもよいし、逆方向でもよ い。

 Tminは、その絶対値が最も大きいトルクで ある。トルクTminは、実効トルクTeと、振動ト ルクの振幅の最大値との和であるので、大き なトルクとなる。トルクTminが生じた場合に えて駆動系の強度を高める場合には、駆動 を構成する部品が大きくなったり重たくな たりすることが考えられる。さらに、構成 品として高価な部品を使用する必要がある とも考えられる。

 一方、図5に示した駆動系トルクの正の最 大値と、駆動系トルクの負の値の最大絶対値 (負の値の絶対値のうち、最も大きなもの)と 異なる。これにより、トルクTminは大きな値 となる。したがって、実効トルクTeの絶対値 振動トルクが発生する直前の値より小さく れば、トルクTminの絶対値を小さくすること ができるので、駆動系に入力されるトルクの 最大値を小さくすることができる。

 詳細に説明すると、本実施の形態では、 5に示した駆動系トルクの正の最大値と、駆 動系トルクの負の値の最大絶対値との差分を 小さくするように、実効トルクTeが制御され 。この場合、実効トルクTeの絶対値を低下 せることにより、その差分が小さくなる。 たがって、正のトルクあるいは負のトルク いずれか一方が著しく大きな状態を回避で る。よって、駆動系に入力されるトルクの 大値を小さくすることができる。なお駆動 に入力されるトルクが大きくなった場合に 、制御装置30が、回生制動時におけるモータ ジェネレータMG2の実効トルクTeの絶対値を低 させたり、回生エネルギ量を0にすることに よって実効トルクの値を0にしたりする。

 図6は、本実施の形態に従う実効トルクTe 制御に用いられるパラメータを説明する図 ある。図6を参照して、本実施の形態に従う 実効トルクTeの制御では、正側最大変動トル Th_max、負側最大変動トルクTh_minが用いられ 。最大トルクTmaxは、駆動系に生じるトルク の正の最大値である。正側最大変動トルクTh_ maxは、実効トルクTeから最大トルクTmaxまでの 値である。

 最小トルクTminは、駆動系に生じるトルク の負の値のうち、その絶対値が最大となる値 (ただしTminは負の値)である。負側最大変動ト ルクTh_minは、実効トルクTeから最小トルクTmin までの値である。なお、Th_minは正の値である 。

 図7は、本実施の形態に従う実効トルクTe 制御を説明するフローチャートである。こ フローチャートに示す処理は、たとえば一 の時間ごと、あるいは所定の条件の成立時 メインルーチンから呼び出されて実行され 。

 図7および図2を参照して、処理が開始さ ると、ステップS01において、制御装置30は、 ブレーキペダル操作量Brkに基づいて、ハイブ リッド自動車1の急制動が行なわれたか否か 判定する。制御装置30は、ブレーキペダル操 作量Brkの単位時間(たとえば1秒)あたりの増加 量が予め定められたしきい値よりも大きい場 合に、急制動が行なわれたと判定する。この 場合(ステップS01においてYES)、処理はステッ S1に進む。一方、急制動が行なわれていな と制御装置30が判定した場合(ステップS01に いてNO)、全体の処理はメインルーチンに戻 れる。

 ステップS1において、制御装置30は、駆動 系に大トルクが発生したか否かを判定する。 本実施の形態では、ステップS1の判定処理は 回転数センサ7が検出したモータジェネレー タMG2の回転数Nmに基づいて行なわれる。

 図8は、駆動系に振動トルクが発生したと きのモータジェネレータMG2の回転数Nmの変化 示す図である。図8を参照して、駆動系に振 動トルクが発生した場合、その振動トルクに よって、モータジェネレータMG2の回転数Nm(モ ータ回転数)は、正方向および負方向に周期 に変動する。さらに、その回転数の絶対値 時間が経過するにつれて大きくなる。

 制御装置30は、たとえば回転数センサ7が 出した回転数Nmが正のしきい値Nmaxを上回り かつ、負のしきい値Nminを下回るよう変化す る場合に、駆動系に大トルクが発生したと判 定する。しきい値Nmax,Nminは、実験などによっ て予め定められた値である。なお、制御装置 30は、モータジェネレータMG2の回転数Nmがし い値Nmaxを上回る場合、あるいはモータジェ レータMG2の回転数Nmがしきい値Nminを下回る 合のいずれか一方の場合において駆動系に トルクが発生したと判定してもよい。

 再び図7および図2を参照して、ステップS1 において駆動系に大トルクが発生したと判定 された場合(ステップS1においてYES)、ステッ S2の処理が実行される。ステップS2において 制御装置30は、正側最大変動トルクTh_max,負 最大変動トルクTh_min,および引きずりトルク Tlを算出する。

 たとえば、制御装置30は、正側最大変動 ルクTh_maxおよび負側最大変動トルクTh_minの 々をモータジェネレータMG2の回転数Nmと対応 付けるマップを予め記憶する。このマップは 、たとえば実験結果に基づいて、制御装置30 記憶される情報である。そして、制御装置3 0は、回転数センサ7から受けるモータジェネ ータMG2の回転数Nmと、このマップとから、 側最大変動トルクTh_maxおよび負側最大変動 ルクTh_minを算出する。

 引きずりトルクTlは、たとえば上記した 側最大変動トルクTh_max(および負側最大変動 ルクTh_min)の算出と同様に、モータジェネレ ータMG2の回転数Nmと引きずりトルクTlとの関 が定義されたマップ、および回転数センサ7 検出した回転数Nmから算出されてもよい。 のマップは、たとえば実験結果に基づいて 制御装置30に記憶される情報である。なお、 引きずりトルクTlは一定値とあってもよい。

 ステップS3において、制御装置30は、モー タトルクTmを制御する。モータトルクTmが制 されることにより実効トルクが制御される

 モータトルクTmは、ステップS2において算 出された正側最大変動トルクTh_max、負側最大 変動トルクTh_minおよび引きずりトルクTlを以 の式(1)に代入することにより算出される。

 Tm=-(Th_max+Th_min)/2-Tl ・・・(1)
 制御装置30は、この式に従って算出された ータトルクTmがモータジェネレータMG2で発生 するように、回生指示PWMC2(あるいは駆動指示 PWMI2)を生成し、その生成した回生指示PWMC2(あ るいは駆動指示PWMI2)をインバータ14Aに出力す る。

 ステップS3の処理が終了すると全体の処 はメインルーチンに戻される。また、ステ プS1において、駆動系に大トルクが発生して いないと判定された場合(ステップS1において NO)も同様に、全体の処理はメインルーチンに 戻される。

 図9は、本実施の形態による実効トルクTe 制御が行なわれた場合の、駆動系トルクの 動を示した図である。図8および図9を参照 て、大トルクが発生した場合(ステップS1に いてYES)には、制御装置30は、正側最大変動 ルクTh_max、負側最大変動トルクTh_minおよび きずりトルクTlを算出する(ステップS2)。そ て、制御装置30は、算出した正側最大変動ト ルクTh_max、負側最大変動トルクTh_minおよび引 きずりトルクTlを、予め定められた式(1)に代 することによりモータトルクTmを算出する( テップS3)。そして制御装置30は、その算出 たモータトルクTmがモータジェネレータMG2に おいて発生するようにインバータ14Aを制御す る。

 ここで、図5を参照して、最大トルクTmax 、Tmax=Th_max+Teとの式により表される(Teは負の 値)。また、Te=Tm+Tlである。したがって、式(1) およびこれらの式から、最大トルクTmaxは以 の式(2)に従って表される。

 Tmax=Th_max-(Th_max+Th_min)/2=(Th_max-Th_min)/2 ・・・ (2)
 一方、図5より、最小トルクTminはTmin=-Th_min-T eとの式により表される。式(1)および上述の から、最小トルクTminは以下の式(3)に従って される。

 Tmax=Th_min-(Th_max+Th_min)/2=-(Th_max-Th_min)/2 ・・ (3)
 式(2)および式(3)からTmax=-Tminの関係が導かれ る。すなわち、最大トルクTmaxの絶対値と最 トルクTminの絶対値との差分が0になる。この ように急制動時に実効トルクTeを制御する(実 効トルクTeを、振動トルクの発生直前におい 動力伝達部材に伝達されるトルクの絶対値 り小さくすることにより、通常の場合に比 して回生エネルギを小さくする、または回 エネルギを0にする)ことによって、駆動系 入力されるトルクの最大の絶対値を小さく ることができる。なお、上述のように、実 トルクTeを0に制御することにより回生エネ ギが0になる。

 このように本実施の形態によれば、ハイ リッド自動車1は、モータジェネレータMG2の 回転数Nmを検出する回転数センサ7を備える。 回転数センサ7が検出したモータジェネレー MG2の回転数Nmの変動は、ドライブシャフト8 含む動力伝達部材に生じる第1のトルクの変 を反映する。すなわち回転数センサ7は、第 1のトルクを検出するためのトルク検出部と て機能する。

 ハイブリッド自動車1は、回転数センサ7 検出したモータジェネレータMG2の回転数Nmに 基づいて、モータジェネレータMG2からモータ ジェネレータMG2の回転軸を介して動力伝達部 材に伝達される第2のトルク(実効トルクTe)を 御する制御装置30をさらに備える。制御装 30は、第1のトルクがモータジェネレータMG2 回転軸を正方向および負方向に回転させる う変動する振動トルクである場合には、そ 振動トルクの最大値の絶対値と最小値の絶 値との差分を小さくするように、第2のトル を制御する。上記差分は、最大トルクTmaxの 絶対値と最小トルクTminの絶対値とのうちの 方が他方より大きい状態を表している。し がって、その差分が小さくなるように制御 置30が第2のトルクを制御することによって 正のトルク、および負のトルクのいずれか 方が、他方よりも著しく大きい状態を回避 きる。これにより、駆動系に入力されるト クの最大値を小さくすることができる。

 ここで、差分が小さくなるように実効ト クTeが制御されることによって、正のトル 、および負のトルクのいずれか一方が、他 よりも著しく大きい状態を回避可能である ただし、図8および図9に示すように、差分が 0になるように制御装置30が実効トルクTeを制 することが好ましい。これにより、最大ト クTmaxの絶対値と最小トルクTminの絶対値と 等しくなるので、正のトルク、および負の ルクのいずれか一方が、他方よりも大きい 態をより確実に回避できる。

 (変形例)
 この変形例では、図7に示したフローチャー トにおいて、ステップS01の処理が省略される 。すなわち、処理が開始されるとステップS1 処理が実行される。このような処理が行な れた場合においても、図9に示した効果が得 られる。すなわち駆動系に過大なトルクが生 じることを抑制することが可能になる。

 なお、本実施の形態では動力分割機構に りエンジンの動力を車軸と発電機とに分割 て伝達可能なシリーズ/パラレル型ハイブリ ッドシステムを例示した。しかし本発明は、 発電機を駆動するためにのみエンジンを用い 、発電機により発電された電力を使うモータ でのみ車軸の駆動力を発生させるシリーズ型 ハイブリッド自動車や、モータのみで走行す る電気自動車にも適用できる。これらの自動 車は、いずれも、車軸にモータが接続される よう構成されており、減速時においてそのモ ータに回生動作を行なわせることが可能であ るので、本発明を適用可能である。

 今回開示された実施の形態はすべての点 例示であって制限的なものではないと考え れるべきである。本発明の範囲は、上記し 実施の形態の説明ではなくて請求の範囲に って示され、請求の範囲と均等の意味およ 範囲内でのすべての変更が含まれることが 図される。