JP7616478B2 - ハイブリッド自動車の走行制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、ハイブリッド自動車の走行制御装置に関する。

特許文献１には、速度、充電率、及びアクセル開度等の情報に基づいて、クラッチを制御することによって、パラレル走行モード、シリーズ走行モード、及びＥＶ走行モードの中からいずれか１つの走行モードに切り替える走行モード制御部が開示されている。パラレル走行モードでは、走行モード制御部は、クラッチを接続し、エンジンとフロントモータの両方によって前輪駆動軸を駆動する。シリーズ走行モードでは、走行モード制御部は、クラッチを開放し、エンジンで発電機を駆動し、発電機で発電した電力をフロントモータ及びリアモータに供給し、フロントモータ及びリアモータが前輪駆動軸及び後輪駆動軸を駆動する。ＥＶ走行モードでは、走行モード制御部は、クラッチを解放し、駆動用バッテリの電力をフロントモータ及びリアモータに供給し、フロントモータ及びリアモータが前輪駆動軸及び後輪駆動軸を駆動する。

国際公開第２０２１－２６１２４７号公報

ところで、特許文献１には開示されていないが、ハイブリッド自動車の走行制御装置は、予め定められた閾値を超える出力が要求された場合に、パラレル走行モード又はシリーズ走行モードのうち、ハイブリッド自動車が出力可能な最大出力が大きな走行モードが選択されるように構成されている。

しかしながら、パラレル走行モードとシリーズ走行モードでは走行用モータ及び発電機の損失が異なるにもかかわらず、パラレル走行モード選択中はパラレル走行モードの損失（走行用モータ及び発電機の損失）を用いてシリーズ走行モードの最大出力を計算し、シリーズ走行モード選択中はシリーズ走行モードの損失（走行用モータ及び発電機の損失）を用いてパラレル走行モードの最大出力を計算していた。これにより、パラレル走行モード選択中はシリーズ走行モードの最大出力が過大に算出され、シリーズ走行モード選択中はパラレル走行モードの最大出力が過小に算出されていた。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、シリーズ走行モード選択中であってもパラレル走行モードの最大出力を適切に算出でき、パラレル走行モード選択中であってもシリーズ走行モードの最大出力を適切に算出できるハイブリッド自動車の走行制御装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るハイブリッド自動車の走行制御装置は、駆動輪を駆動する走行用モータと、前記駆動輪及び発電機を駆動するエンジンと、前記発電機によって発電された電力を蓄電する駆動用バッテリとを備え、前記エンジンが前記発電機を駆動することで発電された電力及び前記駆動用バッテリから供給された電力によって前記走行用モータが前記駆動輪を駆動するシリーズ走行モード、又は前記エンジンが前記駆動輪を駆動するとともに前記駆動用バッテリから供給された電力によって前記走行用モータが前記駆動輪を駆動するパラレル走行モードのいずれか一方を選択可能なハイブリッド自動車の走行制御装置であって、予め定められた閾値を超える出力が要求された場合に、前記シリーズ走行モード又は前記パラレル走行モードのうち、前記ハイブリッド自動車が出力可能な最大出力が大きな走行モードを選択する走行モード選択部を備え、前記走行モード選択部は、発電機の最高出力又はエンジンの最高出力のうち小さい値に、前記走行モードを選択する時の駆動用バッテリの最大出力を加算した値から、前記シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失を減算した値を前記シリーズ走行モードの最大出力とするシリーズ最大出力算出部と、前記パラレル走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失を、前記走行モードを選択する時の駆動用バッテリの最大出力から減算した値に、前記走行モードを選択する時のエンジン回転速度における前記エンジンの出力を加算した値を前記パラレル走行モードの最大出力とするパラレル最大出力算出部と、前記パラレル最大出力算出部で求められたパラレル走行モードの最大出力と前記シリーズ最大出力算出部で求められたシリーズ走行モードの最大出力とを比較し、最大出力が大きな走行モードを決定する走行モード決定部とを含む。

上記（１）の構成によれば、シリーズ走行モード選択中に閾値を超える出力が要求された場合でも、パラレル最大出力算出部は、パラレル走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失を用いてパラレル走行モードの最大出力を計算するので、シリーズ走行モード選択中であってもパラレル走行モードの最大出力を適切に算出できる。また、パラレル走行モード選択中に閾値を超える出力が要求された場合でも、シリーズ最大出力算出部は、シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失を用いてシリーズ走行モードの最大出力を計算するので、パラレル走行モード選択中であってもシリーズ走行モードの最大出力を適切に算出できる。そして、走行モード決定部は、このように算出されたシリーズ走行モードの最大出力とパラレル走行モードの最大出力とを比較し、最大出力が大きな走行モードを決定するので、走行モード選択部は、真に最大出力が大きな走行モードを選択できる。これにより、ドライバは、ハイブリッド自動車の出力限界の枠内で求める出力を得ることができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記パラレル走行モード選択中は、前記パラレル走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失を、前記走行用モータを制御するモータ制御ユニット及び前記発電機を制御する発電機制御ユニットから取得する。

上記（２）の構成によれば、パラレル走行モード選択中はモータ制御ユニット及び発電機制御ユニットから取得した損失を走行用モータ及び発電機の損失とする。これは、パラレル走行モード選択中にモータ制御ユニット及び発電機制御ユニットから取得した損失は、パラレル走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失だからである。これにより、パラレル走行モード選択中は、パラレル走行モードにおける損失計算を省くことができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記シリーズ走行モード選択中は、前記シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失を、前記走行用モータを制御するモータ制御ユニット及び前記発電機を制御する発電機制御ユニットから取得する。

上記（３）の構成によれば、シリーズ走行モード選択中はモータ制御ユニット及び発電機制御ユニットから取得した損失を走行用モータ及び発電機の損失とする。これは、シリーズ走行モード選択中にモータ制御ユニット及び発電機制御ユニットから取得した損失は、シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失だからである。これにより、シリーズ走行モード選択中は、シリーズ走行モードにおける損失計算を省くことができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記走行用モータの損失は、前記走行用モータのトルク及び回転速度に前記走行用モータの損失が関連付けられたモータ損失マップによって求められ、前記発電機の損失は、前記発電機のトルク及び回転速度に前記発電機の損失が関連付けられた発電機損失マップによって求められる。

上記（４）の構成によれば、走行用モータのトルク及び回転速度によって走行用モータの損失が求められ、発電機のトルク及び回転速度によって発電機の損失が求められる。これにより、走行用モータ及び発電機の損失計算を簡略化できる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記パラレル走行モードを選択した時の発電機の損失は、前記発電機損失マップにおいて、前記発電機のトルクが０のときの損失である。

上記（５）の構成によれば、シリーズ走行モード選択中にパラレル走行モードを選択した時の発電機の損失を簡単に求めることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、シリーズ走行モード選択中であってもパラレル走行モードの最大出力を適切に算出でき、パラレル走行モード選択中であってもシリーズ走行モードの最大出力を適切に算出できる。

本発明の実施形態に係る走行制御装置が搭載されるプラグインハイブリッド自動車の構成を概略的に示す図である。 図１に示したハイブリッド自動車の制御構成を示すブロック図である。 シリーズ走行モードにおける最大出力の計算を説明するための図である。 パラレル走行モードにおける最大出力の計算を説明するための図である。 パラレル走行モード選択中にシリーズ走行モードを選択した時の走行用モータの損失計算を説明するための図である。 パラレル走行モード選択中にシリーズ走行モードを選択した時の発電機の損失計算を説明するための図である。 シリーズ走行モード選択中にパラレル走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失計算を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るプラグインハイブリッド自動車の走行制御装置の制御内容を示すフロチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、本発明の実施形態に係る走行制御装置１が搭載されるプラグインハイブリッド自動車１００の構成を概略的に示す図である。

本発明の実施形態に係る走行制御装置１は、外部充電可能かつ外部給電可能なプラグインハイブリッド自動車１００に搭載されるが、これ以外のハイブリッド自動車、例えば、外部充電ができないハイブリッド自動車にも搭載可能である。また、本発明の実施形態に係る走行制御装置１が搭載されるプラグインハイブリッド自動車１００は、四輪駆動のプラグインハイブリッド自動車であるが、二輪駆動のハイブリッド自動車にも搭載可能である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る走行制御装置１が搭載されるプラグインハイブリッド自動車１００は、駆動輪３を駆動する走行用モータ５と、駆動輪３及び発電機７を駆動するエンジン９と、発電機７で発電された電力を蓄電する駆動用バッテリ１１とを備えている。四輪駆動のプラグインハイブリッド自動車１００では、走行用モータ５は前輪１３を駆動するフロントモータ１５と後輪１７を駆動するリアモータ１９であって、エンジン９が前輪１３を駆動するが、エンジン９が後輪１７を駆動するものであってもよい。

フロントモータ１５はフロントトランスアクスル２１を介して前輪駆動軸２３に接続され、フロントモータ１５の駆動力が減速されて前輪駆動軸２３に伝達され前輪１３を駆動する。リアモータ１９はリアトランスアクスル２５を介して後輪駆動軸２７に接続され、リアモータ１９の駆動力が減速されて後輪駆動軸２７に伝達され後輪１７を駆動する。エンジン９はフロントトランスアクスル２１を介して前輪駆動軸２３及び発電機７に接続され、エンジン９の駆動力が減速されて前輪駆動軸２３及び発電機７に伝達され前輪１３及び発電機７を駆動する。フロントトランスアクスル２１にはエンジン９から前輪駆動軸２３への駆動力の伝達を遮断するクラッチ２９が設けられ、クラッチ２９を接続することでエンジン９から前輪駆動軸２３へ駆動力を伝達する一方、クラッチ２９を解放することでエンジン９から前輪駆動軸２３への駆動力の伝達を遮断する。

フロントモータ１５及び発電機７はパワードライブユニット３１を介して駆動用バッテリ１１に接続されている。パワードライブユニット３１にはフロントモータ制御ユニット３３及び発電機制御ユニット３５が設けられている。フロントモータ制御ユニット３３はフロントモータ１５を制御するとともに、電力を直流から交流又は交流から直流に変換するユニットであって、フロントモータ１５の損失電力及び回転速度を管理する。また、発電機制御ユニット３５は発電機７を制御するとともに、発電機７で発電された電力を交流から直流に整流するユニットであって、発電機７の損失電力及び回転速度を管理する。

リアモータ１９はリアモータ制御ユニット３７を介して駆動用バッテリ１１に接続されている。リアモータ制御ユニット３７は、リアモータ１９を制御するとともに、電力を直流から交流又は交流から直流に変換するユニットであって、リアモータ１９の損失電力及び回転速度を管理する。

エンジン９には燃料タンク３９が接続され、エンジン９には燃料タンク３９から燃料が供給される。また、エンジン９にはエンジン制御ユニット４１が接続されている。エンジン制御ユニット４１はエンジン９を制御するユニットであって、エンジン９は燃料タンク３９から供給された燃料が燃焼することで運転される。

駆動用バッテリ１１にはバッテリ管理ユニット４３が設けられ、駆動用バッテリ１１の充電率（ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、バッテリ温度、駆動用バッテリ１１の最大出力が管理される。

フロントモータ制御ユニット３３、発電機制御ユニット３５、リアモータ制御ユニット３７、エンジン制御ユニット４１及びバッテリ管理ユニット４３は、車載ネットワークＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して車両制御ユニット４５に接続されている。これにより、フロントモータ制御ユニット３３、発電機制御ユニット３５、リアモータ制御ユニット３７、エンジン制御ユニット４１及びバッテリ管理ユニット４３は車両制御ユニット４５に管理され、車両制御ユニット４５の指令によってフロントモータ制御ユニット３３、発電機制御ユニット３５、リアモータ制御ユニット３７及びエンジン制御ユニット４１は、フロントモータ１５、発電機７、リアモータ１９、及びエンジン９を制御する。

車両制御ユニット４５には、アクセルポジションセンサ（図示せず）が接続され、アクセルペダル４７の踏み込み量及び踏み込み速度が入力される。

本発明の実施形態に係る走行制御装置１が搭載されるプラグインハイブリッド自動車１００は、ＥＶ走行モード、シリーズ走行モード又はパラレル走行モードが択一的に選択可能である。ＥＶ走行モードは駆動用バッテリ１１から供給された電力だけで走行用モータ５が駆動輪３を駆動する走行モードであって、四輪駆動のプラグインハイブリッド自動車１００ではフロントモータ１５が前輪１３を駆動しリアモータ１９が後輪１７を駆動する。シリーズ走行モードはエンジン９が発電機７を駆動することで発電された電力及び駆動用バッテリ１１から供給された電力によって走行用モータ５が駆動輪３を駆動する走行モードであって、四輪駆動のプラグインハイブリッド自動車１００ではフロントモータ１５が前輪１３を駆動しリアモータ１９が後輪１７を駆動する。本実施形態に係るシリーズ走行モードでは、クラッチ２９を解放することでエンジン９から前輪駆動軸２３への駆動力の伝達を遮断する。パラレル走行モードはエンジン９が駆動輪３を駆動するとともに駆動用バッテリ１１から供給された電力によって走行用モータ５が駆動輪３を駆動する走行モードであって、四輪駆動のプラグインハイブリッド自動車１００ではエンジン９とフロントモータ１５が前輪１３を駆動しリアモータ１９が後輪１７を駆動する。本実施形態に係るパラレル走行モードでは、クラッチ２９を接続することでエンジン９から前輪駆動軸２３へ駆動力を伝達する。

本発明の実施形態に係る走行制御装置１が搭載されるプラグインハイブリッド自動車１００では、予め定められた閾値を超える出力がプラグインハイブリッド自動車１００に要求され、駆動用バッテリ１１から供給される電力だけではプラグインハイブリッド自動車１００に要求された出力を賄えない場合に、シリーズ走行モード又はパラレル走行モードが選択される。

本発明の実施形態に係る走行制御装置１は、上述したフロントモータ制御ユニット３３、発電機制御ユニット３５、リアモータ制御ユニット３７、エンジン制御ユニット４１、バッテリ管理ユニット４３、及び車両制御ユニット４５によって構成される。これらはそれぞれ演算装置、命令や情報を格納するレジスタ、及び周辺回路等から構成されるプロセッサ（図示せず）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ（図示せず）、及び入力インタフェース（図示せず）によって構成される。

図２に示すように、本発明の実施形態に係る走行制御装置１は、フロントモータ制御ユニット３３及びリアモータ制御ユニット３７を含むモータ制御ユニット４９、発電機制御ユニット３５、エンジン制御ユニット４１、及びバッテリ管理ユニット４３、及び車両制御ユニット４５を含んでいる。車両制御ユニット４５からモータ制御ユニット４９、発電機制御ユニット３５、エンジン制御ユニット４１にトルク指令（Ｎｍ指令）を出力する一方、モータ制御ユニット４９、発電機制御ユニット３５から制御制御ユニットに損失電力及び回転速度が入力され、バッテリ制御ユニットから車両制御ユニット４５に上限電力等が入力される。

車両制御ユニット４５には、アクセルポジションセンサから予め定められた閾値を超える出力が要求された場合に、シリーズ走行モード又はパラレル走行モードのうち、プラグインハイブリッド自動車１００が出力可能な最大出力が大きな走行モードを選択する走行モード選択部５１が設けられている。

走行モード選択部５１は、シリーズ最大出力算出部５３、パラレル最大出力算出部５５、及び走行モード決定部５７を含んでいる。

図３Ａに示すように、シリーズ最大出力算出部５３は、シリーズ走行モードにおいてプラグインハイブリッド自動車１００が出力可能な最大出力を算出する。本実施形態に係るシリーズ走行モードでは、クラッチ２９を解放することでエンジン９から駆動軸（前輪駆動軸２３）への駆動力の伝達を遮断するので、エンジン９の回転速度にかかわらず、プラグインハイブリッド自動車１００が出力可能な最大出力は走行用モータ５の最高出力以下に制限される。したがって、シリーズ走行モードにおける四輪駆動のプラグインハイブリッド自動車１００の最大出力は、フロントモータ１５の最高出力とリアモータ１９の最高出力を加算した出力以下に制限される。

シリーズ最大出力算出部５３は、発電機７の最高出力又はエンジン９の最高出力のうち小さい値に、走行モードを選択する時の駆動用バッテリ１１の最大出力を加算した値から、シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ５及び発電機７の損失を減算した値をシリーズ走行モードの最大出力とする。ここで、発電機７の最高出力又はエンジン９の最高出力のうち小さい値とするのは、発電機７の発電電力が発電機７の最高出力及びエンジン９の最高出力によって制限されるからである。尚、プラグインハイブリッド自動車１００の損失には、走行用モータ５及び発電機７の損失のほか、補機類の消費電力があるが、補機類の消費電力はシリーズ走行モードとパラレル走行モードにおいて同じように消費されるので、本実施形態では損失の計算から除外するものとする。また、最大出力の計算では、プラグインハイブリッド自動車１００の損失に補機類の損失を含める必要があるが、シリーズ走行モードとパラレル走行モードにおいて同じように消費されるので、どちらの最大出力の計算においても同じ値を使用する。

図３Ｂに示すように、パラレル最大出力算出部５５は、パラレル走行モードにおいてプラグインハイブリッド自動車１００が出力可能な最大出力を算出する。本実施形態に係るパラレル走行モードでは、走行用モータ５の最大出力は走行用モータ５の最高出力以下に制限される。したがって、四輪駆動のプラグインハイブリッド自動車１００の走行用モータ５の最大出力は、フロントモータ１５の最高出力とリアモータ１９の最高出力を加算した出力以下に制限される。

パラレル最大出力算出部５５は、パラレル走行モードを選択した時の走行用モータ５及び発電機７の損失を、走行モードを選択する時の駆動用バッテリ１１の最大出力から減算した値に、走行モードを選択する時のエンジン回転速度におけるエンジン９の出力を加算した値をパラレル走行モードの最大出力とする。ここで、走行モードを選択する時のエンジン回転速度におけるエンジン９の出力とするのは、パラレル走行モードではクラッチ２９を接続することでエンジン９から駆動軸（前輪駆動軸２３）へ駆動力を伝達するので、走行モードを選択する時のエンジン回転速度によって制限されるからである。尚、プラグインハイブリッド自動車１００の損失には、走行用モータ５及び発電機７の損失のほか、補機類の消費電力があるが、補機類の消費電力はパラレル走行モードとシリーズ走行モードにおいて同じように消費されるので、本実施形態では損失の計算から除外するものとする。また、最大出力の計算では、プラグインハイブリッド自動車１００の損失に補機類の損失を含める必要があるが、シリーズ走行モードとパラレル走行モードにおいて同じように消費されるので、どちらの最大出力の計算においても同じ値を使用する。

走行用モータ５の損失（損失電力）は、走行用モータ５のトルク及び回転速度に走行用モータ５の損失（損失電力）が関連付けられた三次元のモータ損失マップ（Ｍｌｏｓｓ＿ＭＡＰ）によって求める。よって、モータの損失（損失電力）は、下記の数式１によって表すことができる。

このように走行用モータ５の損失（損失電力）をモータ損失マップによって求めることにすれば、走行用モータ５のトルク及び回転速度によって走行用モータ５の損失が求められ、走行用モータ５の損失計算を簡略化できる。

発電機７の損失（損失電力）を発電機７のトルク及び回転速度に発電機７の損失（損失電力）が関連付けられた三次元の発電機損失マップ（Ｇｌｏｓｓ＿ＭＡＰ）によって求める。よって、発電機７の損失（損失電力）は下記の数式２によって表すことができる。

このように発電機７の損失（損失電力）を発電機損失マップによって求めることにすれば、発電機７のトルク及び回転速度によって発電機７の損失が求められ、発電機７の損失計算を簡略化できる。

図４Ａに示すように、シリーズ最大出力算出部５３では、パラレル走行モード選択中は、シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ５の損失（損失電力）を算出する。シリーズ走行モードでは、エンジン９は発電するだけであり、走行用モータ５だけでドライバの要求する駆動トルクを出力する。そのため、シリーズ最大出力算出部５３では、ドライバの出力要求（駆動トルク）を車軸（前輪駆動軸２３又は後輪駆動軸２７）から走行用モータ５の出力軸までのギヤ比によって走行用モータ５のトルク［Ｍｔｒｑ＿ＳＲ］に変換する。モータ制御ユニット４９から取得した走行用モータ５の回転速度［Ｍｒｐｍ＿ＳＲ］（センサ値）と走行用モータ５のトルク［Ｍｔｒｑ＿ＳＲ］をモータ損失マップ（Ｍｌｏｓｓ＿ＭＡＰ）にあてはめることで、走行用モータ５の損失電力を求める。よって、パラレル走行モード選択中にシリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ５の損失電力［Ｍｌｏｓｓ＿ＳＲ］は、下記の数式３で表すことができる。

図４Ｂに示すように、シリーズ最大出力算出部５３では、パラレル走行モード選択中は、シリーズ走行を選択した時の走行用モータ５の損失（損失電力）を算出する。シリーズ走行モードでは、予め定められた閾値を超える出力が要求された場合にエンジン９又は発電機７はいずれか一方の最高出力で運転される。エンジン９の最高出力及び発電機７の最高出力はそれぞれ固有の値であり、エンジン９の性能及び発電機７の性能によって決定される。そのため、シリーズ最大出力算出部５３では、エンジン９の最高出力及び最高出力時の回転速度を単位換算係数で換算することでエンジン９のトルクを求め、このエンジン９のトルクをエンジン９の出力軸（クランク軸）から発電機７の入力軸までのギヤ比によって発電機７のトルク［Ｇｔｒｑ＿ＳＲ］に変換する。よって、パラレル走行モード選択中にシリーズ走行モードを選択した時の発電機７のトルク［Ｇｔｒｑ＿ＳＲ］は、下記の数式４で表すことができる。

また、エンジン９の最高出力時の回転速度をエンジン９の出力軸（クランク軸）から発電機７の入力軸までのギヤ比によって発電機７の回転速度［Ｇｒｐｍ＿ＳＲ］に変換する。このように求めた発電機７のトルク［Ｇｔｒｑ＿ＳＲ］と発電機７の回転速度［Ｇｒｐｍ＿ＳＲ］を発電機損失マップ（Ｇｌｏｓｓ＿ＭＡＰ）にあてはめることで、発電機７の損失電力を求める。よって、パラレル走行モード選択中にシリーズ走行モードを選択した時の発電機７の損失電力［Ｇｌｏｓｓ＿ＳＲ］は、下記の数式５で表すことができる。

図５に示すように、パラレル最大出力算出部５５では、シリーズ走行モード選択中は、パラレル走行を選択した時の走行用モータ５の損失（損失電力）を算出する。パラレル走行モードでは、エンジン９が駆動トルクを出力し、エンジン９だけでは足りない駆動トルクを走行用モータ５が出力する。これにより、走行用モータ５の駆動トルク［Ｍｔｒｑ＿ＰＲ］は、ドライバの出力要求（駆動トルク）とエンジン９の最大トルクの差となる。そのため、パラレル最大出力算出部５５では、プラグインハイブリッド自動車１００の車速を車軸（前輪駆動軸２３）からエンジン９の出力軸（クランク軸）までのギヤ比によってエンジン９の回転速度に変換する。エンジン９の回転速度に最大トルクを関連付けたエンジン最大トルク計算マップにエンジン９の回転速度をあてはめることでエンジン９の最大トルクを求め、エンジン９の最大トルクをエンジン９の出力軸（クランク軸）から走行用モータ５の出力軸までのギヤ比によって走行用モータ５の出力軸における駆動トルク（エンジン９の最大トルク）に変換する。一方、ドライバの出力要求（駆動トルク）を車軸（前輪駆動軸２３又は後輪駆動軸２７）から走行用モータ５の出力軸までのギヤ比によって走行用モータ５の出力軸における駆動トルク（ドライバの出力要求）に変換する。そして、走行用モータ５の出力軸におけるドライバの出力要求（駆動トルク）とエンジン９の最大トルク（駆動トルク）の差分を求めることによって走行用モータ５のトルク［Ｍｔｒｑ＿ＰＲ］を求める。モータ制御ユニット４９から取得した走行用モータ５の回転速度［Ｍｒｐｍ＿ＰＲ］（センサ値）と走行用モータ５のトルク［Ｍｔｒｑ＿ＰＲ］をモータ損失マップ（Ｍｌｏｓｓ＿ＭＡＰ）にあてはめることで、走行用モータ５の損失電力［Ｍｌｏｓｓ＿ＰＲ］を求める。よって、シリーズ走行モード選択中にパレレル走行モードを選択した時の走行用モータ５の損失電力［Ｍｌｏｓｓ＿ＰＲ］は、下記の数式６で表すことができる。

パラレル最大出力算出部５５では、シリーズ走行モード選択中は、パラレル走行モードを選択した時の発電機７の損失（損失電力）を算出する。パラレル走行モードでは、予め定められた閾値を超える出力が要求された場合に発電機７では発電しないため、発電機７には無負荷損失のみが発生する。これにより、発電機７のトルクは０［０Ｎｍ］である。また、発電機７の回転速度はシリーズ走行モード選択中のプラグインハイブリッド自動車１００の車速でクラッチ２９が接続されると仮定できる。そのため、パラレル最大出力算出部５５では、エンジン９の回転速度をエンジン９の出力軸（クランク軸）から発電機７の入力軸までのギヤ比によって発電機７の回転速度［Ｇｒｐｍ］に変換する。発電機７の回転速度［Ｇｒｐｍ］と発電機７のトルク０［０Ｎｍ］を発電機損失マップにあてはめることで、発電機７の損失電力［Ｇｌｏｓｓ＿ＰＲ］を求める。よって、シリーズ走行モード選択中にパラレル走行モードを選択した時の発電機７の損失電力［Ｇｌｏｓｓ＿ＰＲ］は、下記の数式７で表すことができる。

このように、パラレル走行モードを選択した時の発電機７の損失は、発電機損失マップにおいて発電機７のトルクが０のときの損失であるから、シリーズモード選択中にパラレル走行モードを選択した時の発電機７の損失を簡単に求めることができる。

シリーズ最大出力算出部５３では、シリーズ走行モード選択中は、シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ５の損失（損失電力）をモータ制御ユニット４９から取得する。四輪駆動のプラグインハイブリッド自動車１００では、フロントモータ１５の損失電力をフロントモータ制御ユニット３３から取得し、リアモータ１９の損失電力をリアモータ制御ユニット３７から取得する。また、シリーズ最大出力算出部５３は、シリーズ走行モード選択中は、シリーズ走行モードを選択した時の発電機７の損失を発電機制御ユニット３５から取得する。

そして、シリーズ走行モード選択中はモータ制御ユニット４９及び発電機制御ユニット３５から取得した損失を走行用モータ５及び発電機７の損失とする。これは、シリーズ走行モード選択中にモータ制御ユニット４９及び発電機制御ユニット３５から取得した損失は、シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ５及び発電機７の損失だからである。これにより、シリーズ走行モード選択中は、シリーズ走行モードにおける損失計算を省くことができる。

パラレル最大出力算出部５５では、パラレル走行モード選択中は、パラレル走行モードを選択した時の走行用モータ５の損失（損失電力）をモータ制御ユニット４９から取得する。四輪駆動のプラグインハイブリッド自動車１００では、フロントモータ１５の損失電力をフロントモータ制御ユニット３３から取得し、リアモータ１９の損失電力をリアモータ制御ユニット３７から取得する。パラレル最大出力算出部５５は、パラレル走行モード選択中は、パラレル走行モードを選択した時の発電機７の損失を発電機制御ユニット３５から取得する。

そして、パラレル走行モード選択中はモータ制御ユニット４９及び発電機制御ユニット３５から取得した損失を走行用モータ５及び発電機７の損失とする。これは、パラレル走行モード選択中にモータ制御ユニット４９及び発電機制御ユニット３５から取得した損失は、パラレル走行モードを選択した時の走行用モータ５及び発電機７の損失だからである。これにより、パラレル走行モード選択中は、パラレル走行モードにおける損失計算を省くことができる。

走行モード決定部５７は、シリーズ最大出力算出部５３で求められたシリーズ走行モードの最大出力とパラレル最大出力算出部５５で求められたパラレル走行モードの最大出力とを比較し、最大出力が大きな走行モードを決定する。

図６に示すように、走行制御装置１は、パラレル走行モード選択中か否かを判断する（ステップＳ１１）。パラレル走行モード選択中と判断すると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、シリーズ最大出力算出部５３がシリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ５及び発電機７の損失電力を算出し（ステップＳ１３）、パラレル最大出力算出部５５がモータ制御ユニット４９及び発電機制御ユニット３５から走行用モータ５及び発電機７の損失電力を取得する（ステップＳ１５）。

そして、シリーズ最大出力算出部５３で算出された損失電力を用いて算出したシリーズ走行モードの最大出力とパラレル最大出力算出部５５で取得した損失電力を用いて算出したパラレル走行モードの最大出力とを比較する（ステップＳ１７）。比較の際には、シリーズ走行モード又はパラレル走行モードのどちらか一方にヒステリシスとしてマージンを付与して比較してもよい。そして、シリーズ走行モードの最大出力がパラレル走行モードの最大出力よりも大きい場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）には、シリーズ走行モードを選択する（パラレル走行モードからシリーズ走行モードに切り替える）（ステップＳ１９）。一方、シリーズ最大出力算出部５３で算出された損失電力を用いて算出したシリーズ走行モードの最大出力がパラレル最大出力算出部５５で取得した損失電力を用いて算出したパラレル走行モードの最大出力以下である場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）には、パラレル走行モードを選択する（パラレル走行モードを維持する）。

シリーズ走行モード選択中と判断すると（ステップＳ１１：Ｎｏ，ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、シリーズ最大出力算出部５３がモータ制御ユニット４９及び発電機制御ユニット３５から走行用モータ５及び発電機７の損失電力を取得し（ステップＳ２３）、パラレル最大出力算出部５５がシリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ５及び発電機７の損失電力を算出する（ステップＳ２５）。

そして、パラレル最大出力算出部５５で算出された損失電力を用いて算出したパラレル走行モードの最大出力とシリーズ最大出力算出部５３で取得した損失電力を用いて算出したシリーズ走行モードの最大出力とを比較する（ステップＳ２７）。比較の際には、パラレル走行モード又はシリーズ走行モードのどちらか一方にヒステリシスとしてマージンを付与して比較してもよい。パラレル走行モードの最大出力がシリーズ最大出力よりも大きい場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）には、パラレル走行モードを選択する（シリーズ走行モードからパラレル走行モードに切り替える）（ステップＳ２９）。一方、パラレル最大出力算出部５５で算出された損失電力を用いて算出したパラレル走行モードの最大出力がシリーズ最大出力算出部５３で取得した損失電力以下である場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）には、シリーズ走行モードを選択する（シリーズ走行モードを維持する）。

本発明の実施形態に係る走行制御装置１によれば、シリーズ走行モード選択中に閾値を超える出力が要求された場合でも、パラレル最大出力算出部５５は、パラレル走行モードを選択した時の走行用モータ５及び発電機７の損失を用いてパラレル走行モードの最大出力を計算するので、シリーズ走行モード選択中であってもパラレル走行モードの最大出力を適切に算出できる。また、パラレル走行モード選択中に閾値を超える出力が要求された場合でも、シリーズ最大出力算出部５３は、シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ５及び発電機７の損失を用いてシリーズ走行モードの最大出力を計算するので、パラレル走行モード選択中であってもシリーズ走行モードの最大出力を適切に算出できる。そして、走行モード決定部５７は、このように算出されたシリーズ走行モードの最大出力とパラレル走行モードの最大出力とを比較し、最大出力が大きな走行モードを決定するので、走行モード選択部５１は、真に最大出力が大きな走行モードを選択できる。これにより、ドライバは、プラグインハイブリッド自動車１００の出力限界の枠内で求める出力を得ることができる。

１ 走行制御装置
３ 駆動輪
５ 走行用モータ
７ 発電機
９ エンジン
１１ 駆動用バッテリ
１３ 前輪
１５ フロントモータ
１７ 後輪
１９ リアモータ
２１ フロントトランスアクスル
２３ 前輪駆動軸（車軸）
２５ リアトランスアクスル
２７ 後輪駆動軸（車軸）
２９ クラッチ
３１ パワードライブユニット
３３ フロントモータ制御ユニット
３５ 発電機制御ユニット
３７ リアモータ制御ユニット
３９ 燃料タンク
４１ エンジン制御ユニット
４３ バッテリ管理ユニット
４５ 車両制御ユニット
４７ アクセルペダル
４９ モータ制御ユニット
５１ 走行モード選択部
５３ シリーズ最大出力算出部
５５ パラレル最大出力算出部
５７ 走行モード決定部
１００ プラグインハイブリッド自動車

Claims (5)

1. 駆動輪を駆動する走行用モータと、
   前記駆動輪及び発電機を駆動するエンジンと、
   前記発電機によって発電された電力を蓄電する駆動用バッテリと
   を備え、
   前記エンジンが前記発電機を駆動することで発電された電力及び前記駆動用バッテリから供給された電力によって前記走行用モータが前記駆動輪を駆動するシリーズ走行モード、又は前記エンジンが前記駆動輪を駆動するとともに前記駆動用バッテリから供給された電力によって前記走行用モータが前記駆動輪を駆動するパラレル走行モードのいずれか一方を選択可能なハイブリッド自動車の走行制御装置であって、
   予め定められた閾値を超える出力が要求された場合に、前記シリーズ走行モード又は前記パラレル走行モードのうち、前記ハイブリッド自動車が出力可能な最大出力が大きな走行モードを選択する走行モード選択部を備え、
   前記走行モード選択部は、
   発電機の最高出力又はエンジンの最高出力のうち小さい値に、前記走行モードを選択する時の駆動用バッテリの最大出力を加算した値から、前記シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失を減算した値を前記シリーズ走行モードの最大出力とするシリーズ最大出力算出部と、
   前記パラレル走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失を、前記走行モードを選択する時の駆動用バッテリの最大出力から減算した値に、前記走行モードを選択する時のエンジン回転速度における前記エンジンの出力を加算した値を前記パラレル走行モードの最大出力とするパラレル最大出力算出部と、
   前記シリーズ最大出力算出部で求められたシリーズ走行モードの最大出力と前記パラレル最大出力算出部で求められたパラレル走行モードの最大出力とを比較し、最大出力が大きな走行モードを決定する走行モード決定部と
   を含む、ハイブリッド自動車の走行制御装置。
2. 前記パラレル走行モード選択中は、前記パラレル走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失を、前記走行用モータを制御するモータ制御ユニット及び前記発電機を制御する発電機制御ユニットから取得する、
   請求項１に記載のハイブリッド自動車の走行制御装置。
3. 前記シリーズ走行モード選択中は、前記シリーズ走行モードを選択した時の走行用モータ及び発電機の損失を、前記走行用モータを制御するモータ制御ユニット及び前記発電機を制御する発電機制御ユニットから取得する、
   請求項１又は２に記載のハイブリッド自動車の走行制御装置。
4. 前記走行用モータの損失は、前記走行用モータのトルク及び回転速度に前記走行用モータの損失が関連付けられたモータ損失マップによって求められ、
   前記発電機の損失は、前記発電機のトルク及び回転速度に前記発電機の損失が関連付けられた発電機損失マップによって求められる、
   請求項１に記載のハイブリッド自動車の走行制御装置。
5. 前記パラレル走行モードを選択した時の発電機の損失は、前記発電機損失マップにおいて、前記発電機のトルクが０のときの損失である、
   請求項４に記載のハイブリッド自動車の走行制御装置。
   
   

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