JP5549144B2 - 電動車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動系にモータと有段の自動変速機を備えた電気自動車やハイブリッド車等に適用される電動車両の制御装置に関するものである。

従来、推定車両重量と実加速度とを積算してモータによる実駆動力を算出し、算出した実駆動力と駆動力指令値との差に基づいてモータの位相指令を変更してモータトルクを補正する電動車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2008-43134号公報

ところで、モータと有段の自動変速機とを備えた電動車両では、自動変速機の変速制御時に出力回転数の変動を補償するため、モータの回転数制御が行われる。ここで、車両重量に応じて車両に作用するイナーシャが変化するので、モータ回転数を変化させるトルクが異なり、モータ実回転数が目標回転数と一致せず変速ショックや変速ラグが発生する。

そこで、上記従来の電動車両の制御装置を適用し、推定車両重量を考慮してモータ回転数制御中のモータトルクを補正することが考えられる。しかしながら、従来の電動車両の制御装置では、推定車両重量が大きいほどモータトルクを減少側に補正し、推定車両重量が小さいほどモータトルクを増大側に補正しているため、モータトルクを補正しても変速ショックや変速ラグの発生を抑えることができなかった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、有段の自動変速機を備えた電動車両において、変速ショックを抑えながら素早い変速が可能な電動車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電動車両の制御装置では、駆動系に、モータと、有段の自動変速機と、駆動輪と、を備え、有段の自動変速機の変速中、変速機入力回転数が目標入力回転数となるようにモータの回転数を制御する。
この電動車両の制御装置において、モータの回転数制御中にモータトルクを補正するモータトルク補正手段は、車両重量推定手段によって推定された推定車両重量が大きいほどモータトルクの増大補正量を大きくする。

本発明の電動車両の制御装置にあっては、上記構成により、モータ回転数のオーバーシュートや変速ラグの発生を防ぐことができ、有段の自動変速機を備えた電動車両において、変速ショックを抑えながらも素早い変速が可能となる。

実施例１の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（電動車両の一例）を示す全体システム図である。 実施例１の変速機コントローラに設定されている自動変速機のシフトマップの一例を示す図である。 実施例１の統合コントローラのモード選択部に設定されているEV-HEV選択マップの一例を示す図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両に搭載された自動変速機の一例を示すスケルトン図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両に搭載された自動変速機での変速段ごとの各摩擦要素の締結状態を示す締結作動表である。 実施例１の統合コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のモータコントローラにて実行されるイナーシャフェーズ制御中のモータ動作点指令出力処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の統合コントローラにて実行される車両重量補正トルク演算処理の流れを示すフローチャートである。 車両重量補正トルク演算処理にて使用される車両重量補正トルク設定マップの一例である。 自動変速機の変速時にモータ回転数制御をした場合の目標MG回転数指令と目標モータ回転数応答とを示す説明図であり、(a)はダウンシフト時を示し、(b)はアップシフト時を示す。

以下、本発明の電動車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の電動車両の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（電動車両の一例）を示す全体システム図である。

実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンEngと、第１クラッチCL1と、モータ/ジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、ファイナルギヤFGと、左駆動輪LTと、右駆動輪RTと、を備えている。

前記エンジンEngは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御やフューエルカット制御等が行われる。また、このエンジンEngは、希薄燃焼可能であり、スロットルアクチュエータによる吸入空気量とインジェクタによる燃料噴射量と、点火プラグによる点火時期の制御により、エンジントルクが指令値と一致するように制御される。

前記第１クラッチCL1は、前記エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの間に介装されたクラッチであり、第１クラッチコントローラ５からの第１クラッチ制御指令に基づき第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された第１クラッチ制御油圧により、締結・半締結・解放が制御される。この第１クラッチCL1としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて完全締結を保ち、図示しない油圧アクチュエータを用いたストローク制御により、完全締結〜スリップ締結〜完全解放までが制御されるノーマルクローズの乾式単板クラッチが用いられる。
そして、この第１クラッチCL1が完全締結状態ならモータトルク＋エンジントルクが第２クラッチCL2へと伝達され、開放状態ならモータトルクのみが、第２クラッチCL2へと伝達される。

前記モータ/ジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータ/ジェネレータであり、モータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータ/ジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（力行）、ロータがエンジンEngや左右駆動輪LT,RTから回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリ４を充電することもできる（回生）。

前記第２クラッチCL2は、第２クラッチコントローラ９からの第２クラッチ制御指令に基づき第２クラッチ油圧ユニット１０により作り出された制御油圧により、締結・スリップ締結・解放が制御され、クラッチ油圧（押付力）に応じて伝達トルク（クラッチトルク容量）が発生する。この第２クラッチCL2は、自動変速機ATおよびファイナルギヤFGを介し、エンジンEngおよびモータ/ジェネレータMG（第１クラッチCL1が締結されている場合）から出力されたトルクを左右駆動輪LT,RTへと伝達する。この第２クラッチCL2としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できるノーマルオープンの湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。

前記自動変速機ATは、有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り替える有段変速機であり、実施例１では前進７速/後退１速の変速段を持つ有段変速機としている。この自動変速機ATは、変速機コントローラ７からの変速指令に基づき変速油圧ユニット８により作り出された制御油圧により所定の変速段を得る。
なお、前記自動変速機ATの変速機入力軸Input（＝モータ軸）には、変速機入力軸Inputにより駆動されるメカオイルポンプ（図示せず）が設けられている。そして、車両停止時等でメカオイルポンプからの吐出圧が不足するとき、油圧低下を抑えるために電動モータにより駆動されるサブオイルポンプ（図示せず）が、モータハウジング等に設けられている。なお、サブオイルポンプの駆動制御は、変速機コントローラ７により行われる。

そして、前記自動変速機ATの変速機出力軸Outputには、ファイナルギヤFGを介して左右駆動輪LT,RTに連結されている。

このＦＲハイブリッド車両は、駆動形態の違いによる走行モードとして、電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」という。）と、ハイブリッド車走行モード（以下、「HEV走行モード」という。）と、駆動トルクコントロール走行モード（以下、「WSC走行モード」という。）と、を有する。

前記「EV走行モード」は、第１クラッチCL1を解放状態とし、モータ/ジェネレータMGの駆動力のみで走行するモードであり、モータ走行モード・回生走行モードを有する。この「EV走行モード」は、要求駆動力が低く、バッテリSOCが確保されているときに選択される。

前記「HEV走行モード」は、第１クラッチCL1を締結状態として走行するモードであり、モータアシスト走行モード・発電走行モード・エンジン走行モードを有し、何れかのモードにより走行する。この「HEV走行モード」は、要求駆動力が高いとき、あるいは、バッテリSOCが不足するようなときに選択される。

前記「WSC走行モード」は、モータ/ジェネレータMGの回転数制御により、第２クラッチCL2をスリップ締結状態に維持し、第２クラッチCL2を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態や運転者操作に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら走行するモードである。この「WSC走行モード」は、「HEV走行モード」の選択状態での停車時・発進時・減速時等のように、エンジン回転数がアイドル回転数を下回るような走行領域において選択される。

次に、ＦＲハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、変速機コントローラ７と、変速油圧ユニット８と、第２クラッチコントローラ９と、第２クラッチ油圧ユニット１０と、統合コントローラ１１と、を有して構成されている。なお、各コントローラ１，２，５，７，９と、統合コントローラ１１とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線１２を介して接続されている。

前記エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１３からのエンジン回転数情報と、統合コントローラ１１からの目標エンジントルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、エンジンEngのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。

前記モータコントローラ２は、モータ/ジェネレータMGのロータ回転位置を検出するモータ位置検出器（レゾルバ）１４からの情報と、統合コントローラ１１からの目標MGトルク指令および目標MG回転数指令と、他の必要情報を入力する。そして、モータ/ジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を制御するモータ動作点指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータ動作点指令は、モータ回転数指令値とモータトルク指令値とから構成される。さらに、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電容量をあらわすバッテリSOCを監視していて、このバッテリSOC情報を、ＣＡＮ通信線１２を介して統合コントローラ１１へ供給する。

前記第１クラッチコントローラ５は、図示しない油圧アクチュエータのピストンストローク位置情報と、統合コントローラ１１からの目標CL1トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第１クラッチCL1の締結・半締結・解放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。

前記変速機コントローラ７は、統合コントローラ１１に入力するアクセル開度センサ１５と、車速センサ１６と、他のセンサ類１７等からの情報を入力する。そして、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点が、図２に示すシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令を変速油圧ユニット８に出力する。前記シフトマップとは、図２に示すように、アクセル開度APOと車速VSPに応じてアップ変速線とダウン変速線を書き込んだマップをいう。なお、この変速機コントローラ７では、エンジン始動制御等において、統合コントローラ１１から変速制御指令が出力された場合、通常の変速制御に優先し、変速制御指令にしたがった変速制御を行う。

前記第２クラッチコントローラ９は、モータ位置検出器１４の検出値に基づくモータ回転数情報と、変速機入力回転数センサ１８と、統合コントローラ１１からの目標CL2トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第２クラッチCL2の締結・スリップ締結・解放を制御する指令を第２クラッチ油圧ユニット１０に出力する。

前記統合コントローラ１１は、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ位置検出器１４の検出値に基づくモータ回転数情報や他のセンサ・スイッチ類からの必要情報およびＣＡＮ通信線１２を介して情報を入力する。そして、エンジンコントローラ１へ目標エンジントルク指令、モータコントローラ２へ目標MGトルク指令および目標MG回転数指令、第１クラッチコントローラ５へ目標CL1トルク指令、変速機コントローラ７へ変速制御指令、第２クラッチコントローラ９へ目標CL2トルク指令を出力する。

この統合コントローラ１１には、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点が、図３に示すEV-HEV選択マップ上で存在する位置により最適な走行モードを検索し、検索した走行モードを目標走行モードとして選択するモード選択部を有する。このEV-HEV選択マップには、EV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると「EV走行モード」から「HEV走行モード」へと切り替えるEV⇒HEV切替線と、HEV領域に存在する運転点（APO,VSP）が横切ると「HEV走行モード」から「EV走行モード」へと切り替えるHEV⇒EV切替線と、「HEV走行モード」の選択時に運転点（APO,VSP）がWSC領域に入ると「WSC走行モード」へと切り替えるHEV⇒WSC切替線と、が設定されている。前記HEV⇒EV切替線と前記HEV⇒EV切替線は、EV領域とHEV領域を分ける線としてヒステリシス量を持たせて設定されている。前記HEV⇒WSC切替線は、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンEngがアイドル回転数を維持する第１設定車速VSP1に沿って設定されている。但し、「EV走行モード」の選択中、バッテリSOCが所定値以下になると、強制的に「HEV走行モード」を目標走行モードとする。

図４は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両に搭載された自動変速機の一例を示すスケルトン図である。

前記自動変速機ATは、前進７速後退１速の有段式自動変速機であり、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGのうち、少なくとも一方からの駆動力が変速機入力軸Inputから入力され、４つの遊星ギヤと７つの摩擦要素とによって回転速度が変速されて変速機出力軸Outputから出力される。

変速ギヤ機構は、変速機入力軸Input側から変速機出力軸Output側までの軸上に、順に第１遊星ギヤG1と第２遊星ギヤG2による第１遊星ギヤセットGS1及び第３遊星ギヤG3と第４遊星ギヤG4による第２遊星ギヤセットGS2が配置されている。また、摩擦要素として第１クラッチC1、第２クラッチC2、第３クラッチC3及び第１ブレーキB1、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3、第４ブレーキB4が配置されている。また、第１ワンウェイクラッチF1と第２ワンウェイクラッチF2が配置されている。

前記第１遊星ギヤG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、第１ピニオンP1と、第１キャリアPC1と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。前記第２遊星ギヤG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、第２ピニオンP2と、第２キャリアPC2と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。前記第３遊星ギヤG3は、第３サンギヤS3と、第３リングギヤR3と、第３ピニオンP3と、第３キャリアPC3と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。前記第４遊星ギヤG4は、第４サンギヤS4と、第４リングギヤR4と、第４ピニオンP4と、第４キャリアPC4と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。

前記変速機入力軸Inputは、第２リングギヤR2に連結され、エンジンEngとモータージェネレータMGの少なくとも一方からの回転駆動力を入力する。前記変速機出力軸Outputは、第３キャリアPC3に連結され、出力回転駆動力を、ファイナルギヤFG等を介して左右駆動輪LT,RTに伝達する。

前記第１リングギヤR1と第２キャリアPC2と第４リングギヤR4とは、第１連結メンバM1により一体的に連結される。前記第３リングギヤR3と第４キャリアPC4とは、第２連結メンバM2により一体的に連結される。前記第１サンギヤS1と第２サンギヤS2とは、第３連結メンバM3により一体的に連結される。

前記第１クラッチC1（＝インプットクラッチI/C）は、変速機入力軸Inputと第２連結メンバM2とを選択的に断接するクラッチである。前記第２クラッチC2（＝ダイレクトクラッチD/C）は、第４サンギヤS4と第４キャリアPC4とを選択的に断接するクラッチである。前記第３クラッチC3（＝Ｈ＆ＬＲクラッチH&LR/C）は、第３サンギヤS3と第４サンギヤS4とを選択的に断接するクラッチである。前記第２ワンウェイクラッチF2（＝１＆２速ワンウェイクラッチ1&2OWC）は、第３サンギヤS3と第４サンギヤS4の間に配置されている。前記第１ブレーキB1（＝フロントブレーキFr/B）は、第１キャリアPC1の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。前記第１ワンウェイクラッチF1（＝１速ワンウェイクラッチ1stOWC）は、第１ブレーキB1と並列に配置されている。前記第２ブレーキB2（＝ローブレーキLOW/B）は、第３サンギヤS3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。前記第３ブレーキB3（＝２３４６ブレーキ2346/B）は、第１サンギヤS1及び第２サンギヤS2を連結する第３連結メンバM3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。前記第４ブレーキB4（＝リバースブレーキR/B）は、第４キャリアPC4の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。

図５は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両に搭載された自動変速機での変速段ごとの各摩擦要素の締結状態を示す締結作動表である。尚、図５において、○印はドライブ状態で当該摩擦要素が油圧締結であることを示し、（○）印はコースト状態で当該摩擦要素が油圧締結（ドライブ状態ではワンウェイクラッチ作動）であることを示し、無印は当該摩擦要素が解放状態であることを示す。

上記のように構成された変速ギヤ機構に設けられた各摩擦要素のうち、締結していた１つの摩擦要素を解放し、解放していた１つの摩擦要素を締結するという架け替え変速を行うことで、下記のように、前進７速で後退１速の変速段を実現することができる。

すなわち、「１速段」では、第２ブレーキB2のみが締結状態となり、これにより第１ワンウェイクラッチF1及び第２ワンウェイクラッチF2が係合する。「２速段」では、第２ブレーキB2及び第３ブレーキB3が締結状態となり、第２ワンウェイクラッチF2が係合する。「３速段」では、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3及び第２クラッチC2が締結状態となり、第１ワンウェイクラッチF1及び第２ワンウェイクラッチF2はいずれも係合しない。「４速段」では、第３ブレーキB3、第２クラッチC2及び第３クラッチC3が締結状態となる。「５速段」では、第１クラッチC1、第２クラッチC2及び第３クラッチC3が締結状態となる。「６速段」では、第３ブレーキB3、第１クラッチC1及び第３クラッチC3が締結状態となる。「７速段」では、第１ブレーキB1、第１クラッチC1及び第３クラッチC3が締結状態となり、第１ワンウェイクラッチF1が係合する。「後退速段」では、第４ブレーキB4、第１ブレーキB1及び第３クラッチC3が締結状態となる。

図６は、実施例１の統合コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、図６の各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、変速指令がなされたか否かを判断し、YES（変速指令あり）の場合はステップＳ２へ進み、NO（変速指令なし）の場合はステップＳ１を繰り返す。ここで、変速指令は、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度APOと車速VSPにより決まるシフトマップ上での運転点が、アップ変速線又はダウン変速線を横切ったら出力される。なお、運転点がアップ変速線を横切ったときはアップシフト変速指令が出力され、ダウン変速線を横切ったときはダウンシフト変速指令が出力される。

ステップＳ２では、ステップＳ１での変速指令ありとの判断に続き、スタンバイフェーズ（前処理）制御を実行し、ステップＳ３へ進む。このスタンバイフェーズ制御では、締結側摩擦要素の締結油圧をスタンバイ圧（ピストンがストローク状態になる圧力）にする油圧指令を変速機コントローラ７から変速油圧ユニット８に出力する。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのスタンバイフェーズ制御の実行に続き、このスタンバイフェーズ制御が終了したか否かを判断し、YES（終了した）の場合にはステップＳ４へ進み、NO（終了していない）の場合はステップＳ２へ戻る。ここで、スタンバイフェーズ制御の終了は、締結側摩擦要素の締結油圧がスタンバイ圧以上になったか否かにより判断する。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのスタンバイフェーズ制御終了との判断に続き、トルクフェーズ制御を実行し、ステップＳ５へ進む。このトルクフェーズ制御では、所定の勾配で締結側摩擦要素の締結油圧を上昇させると当時に、所定の勾配で開放側摩擦要素の締結油圧を下降させる油圧指令を変速機コントローラ７から変速油圧ユニット８に出力する。

ステップＳ５では、ステップＳ４でのトルクフェーズ制御の実行に続き、変速機入力回転数が変化中であるか否かを判断し、YES（回転数変化中）の場合にはステップＳ６へ進み、NO（回転数変化なし）の場合にはステップＳ４に戻る。なお、この変速機入力回転数は変速機入力回転数センサ１８により検出する。

ステップＳ６では、ステップＳ５での回転数変化中との判断に続き、モータ/ジェネレータMGの制御をモータトルク制御からモータ回転数制御へと移行し、ステップＳ７へ進む。モータ回転数制御では、統合コントローラ１１から出力される目標MG回転数指令に応じてモータ回転数指令値を設定し、モータ/ジェネレータMGのモータ回転数を、変速時における自動変速機ATの目標入力回転数に一致させる。

ステップＳ７では、ステップＳ６でのモータ回転数制御への移行に続き、イナーシャフェーズ制御を実行し、ステップＳ８へ進む。このイナーシャフェーズ制御では、モータ回転数が自動変速機ATの目標入力回転数に一致させるモータ動作点指令をモータコントローラ２からインバータ３に出力しつつ、所定の勾配で締結側摩擦要素の締結油圧を上昇させる油圧指令を変速機コントローラ７から変速油圧ユニット８に出力する。なお、このイナーシャフェーズ制御時にモータコントローラ２にて行うモータ動作点指令出力処理を図７に示す。

ステップＳ８では、ステップＳ７でのイナーシャフェーズ制御の実行に続き、締結側摩擦要素の差回転がなくなる回転同期判定条件（＝ギヤ比が変速後ギヤ比に完全移行する条件）が成立したか否かを判断し、YES（条件成立）の場合はステップＳ９へ進み、NO（条件不成立）の場合はステップＳ７に戻る。

ステップＳ９では、ステップＳ８での回転同期判定条件成立との判断に続き、モータ/ジェネレータMGの制御をモータ回転数制御からモータトルク制御へと移行し、ステップＳ10へ進む。モータトルク制御では、統合コントローラ１１から出力される目標MGトルク指令に応じてモータトルク指令値を設定し、モータ/ジェネレータMGのモータトルクを、目標モータトルクに一致させる。

ステップＳ10では、ステップＳ９でのモータトルク制御への移行に続き、締結側摩擦要素の締結油圧を完全締結状態にする変速終了フェーズ（後処理）制御を実行し、エンドへ進む。

図７は、実施例１のモータコントローラにて実行されるイナーシャフェーズ制御中のモータ動作点指令出力処理の流れを示すフローチャートである。以下、図７の各ステップについて説明する。

ステップＳ71では、モータ/ジェネレータMGにおいてモータ回転数制御が実行されているか否かを判断し、YES（モータ回転数制御中）の場合にはステップＳ72へ進み、NO（モータトルク制御中）の場合にはエンドへ進んでこのモータ動作点指令出力処理を終了する。

ステップＳ72では、ステップＳ71でのモータ回転数制御中との判断に続き、統合コントローラ１１から出力された目標MG回転数指令を読込み、ステップＳ73へ進む。この目標MG回転数指令は、変速パターン（変速の種類）と車速VSP（変速機出力回転数）に基づいて、変速中のイナーシャフェーズにて滑らかに変化させる目標入力回転数を設定する指令であり、統合コントローラ１１にて演算される。

ステップＳ73では、ステップＳ72での目標MG回転数指令の読込みに続き、モータ回転数指令値を設定し、ステップＳ74へ進む。このモータ回転数指令値は、目標MG回転数指令にて指令された目標入力回転数を得る値である。

ステップＳ74では、モータ基本トルクを読込み、ステップＳ75へ進む。ここで、モータ基本トルクは、アクセル開度APOに現れるドライバ要求トルクに基づいて既知の方法により演算される。

ステップＳ75では、回転数フィードバッグ制御出力トルクを読込み、ステップＳ76へ進む。ここで、回転数フィードバッグ制御出力トルクは、例えば、変速機入力実回転数と目標入力回転数との差に基づいてＰＩＤ制御により演算される。なお、変速機入力実回転数は、変速機入力回転数センサ１８（図１参照）により検出される。

ステップＳ76では、車両重量補正トルクを演算し、ステップＳ77へ進む。なお、この車両重量補正トルク演算処理を図８に示す。

ステップＳ77では、ステップＳ76で演算された車両重量補正トルクを読込み、ステップＳ78へ進む。

ステップＳ78では、ステップＳ74にて読込まれたモータ基本トルクと、ステップＳ75にて読込まれた回転数フィードバッグ制御出力トルクと、ステップＳ77にて読込まれた車両重量補正トルクとを合計し、モータトルク指令値を設定し、ステップＳ79へ進む。

ステップＳ79では、ステップＳ73にて設定されたモータ回転数指令値と、ステップＳ78にて設定されたモータトルク指令値とからモータ動作点指令を設定し、インバータ３へ出力し、エンドへ進む。

図８は、実施例１の統合コントローラにて実行される車両重量補正トルク演算処理の流れを示すフローチャートである。以下、図８の各ステップについて説明する。

ステップＳ761では、第２クラッチCL2が完全締結しているか否かを判断し、YES（完全締結）の場合はステップＳ762へ進み、NO（非完全締結）の場合はエンドへ進んでこの車両重量補正トルク演算処理を終了する。

ステップＳ762では、ステップＳ761での第２クラッチCL2完全締結との判断に続き、左右駆動輪LT,RTに発生する駆動力（車両に作用する駆動力）を算出し、ステップＳ763へ進む。この駆動力は、統合コントローラ１１から出力される目標エンジントルク指令及び目標MGトルク指令と、予め設定した変速機フリクション特性とに基づいて既知の方法により算出する。

ステップＳ763では、車両の実加速度を算出し、ステップＳ764へ進む。この実加速度は、車両に設けられた車輪速センサー（図示せず）によって検出される車輪速に基づいて既知の方法により算出する。なお、この実加速度は車両に搭載したＧセンサ（図示せず）によって検出してもよい。

ステップＳ764では、車両に作用する空気抵抗を算出し、ステップＳ765へ進む。この空気抵抗は、車速センサ１６により検出される車速VSPに基づいて一義的に設定されるマップから求められる。

ステップＳ765では、ステップＳ762にて算出された駆動力と、ステップＳ763にて算出された実加速度と、ステップＳ764にて算出された空気抵抗とから推定車両重量を算出し、ステップＳ766へ進む。ここで、推定車両重量は下記式（１）により算出される。

ここで、転がり抵抗は既知の値であり、sinθはモータ／ジェネレータMGのロータとステータとの相対的な位相θに係る値である。なお、このステップＳ765は、車両重量を推定する車両重量推定手段に相当する。

ステップＳ766では、ステップＳ765にて算出された推定車両重量と、図９に示す車両重量補正トルク設定マップとから、車両重量補正トルクを算出し、エンドへ進む。この車両重量補正トルク設定マップは、推定車両重量に対する車両重量補正トルクを例えば実験によって一義的に設定したものを示したマップであり、推定車両重量が大きいほど車両重量補正トルクの増大補正量が所定の勾配で大きくなるように設定している。
すなわち、車両重量補正トルクは、モータトルク指令を増加させる値であり、且つ、その補正量は推定車両重量が大きいほど大きくなる。なお、このステップＳ766は、モータ／ジェネレータMGの回転数制御中にモータトルクを補正するモータトルク補正手段に相当する。

次に、作用を説明する。
まず、「従来の変速時モータ回転数制御とその課題」の説明を行い、続いて、実施例１の電動車両の制御装置における「変速最適化作用」を説明する。

[従来の変速時モータ回転数制御とその課題]
図１０は、自動変速機の変速時にモータ回転数制御をした場合の目標MG回転数指令と目標モータ回転数応答とを示す説明図であり、(a)はダウンシフト時を示し、(b)はアップシフト時を示している。図中、細い実線で目標MG回転数指令を示し、太い実線で目標モータ回転数応答を示す。また、一点鎖線で実イナーシャが推定イナーシャよりも小さい場合のモータ回転数応答を示し、破線で実イナーシャが推定イナーシャよりも大きい場合のモータ回転数応答を示す。

通常、自動変速機の変速制御時、変速機内のクラッチ（摩擦要素）をスリップ制御する。このとき、クラッチ伝達トルクのばらつきや、エンジントルクのばらつきに起因して変速機出力回転数が変動するため、変速ショックや変速のレスポンス低下が生じる。

そこで、駆動系に、モータと有段の自動変速機と駆動輪とを備えた電動車両では、変速機出力回転数の変動を補償するためにモータを使った回転数制御を適用し、変速機入力回転数が目標入力回転数となるようにモータの回転数を制御して上記ばらつきを補正している。

この回転数制御では、最適な変速を実現するための目標MG回転数指令を出力し、これに対してモータの出力回転数が図１０に太い実線で示す目標モータ回転数応答になることが理想である。

しかしながら、走行中の車両には車両イナーシャが作用し、モータの回転数応答はこの車両イナーシャの影響を受ける。しかも車両イナーシャは、乗員数や積載量の変化による車両重量の変動によって大きく変化するが、車両重量が小さい（軽い）ときには車両イナーシャも小さくなり、車両重量が大きい（重い）ときには車両イナーシャも大きくなる。

すなわち、車両重量が比較的軽くなっていて、車両に作用する実イナーシャが推定イナーシャよりも小さい場合には、図１０に一点鎖線で示すように回転数応答がオーバーシュートして変速ショックが発生する。また、車両重量が比較的重くなっていて、車両に作用する実イナーシャが推定イナーシャよりも小さい場合には、図１０に破線で示すように回転数応答が目標モータ回転数応答に対して遅れてしまい、変速時間が長くなって変速のレスポンス低下（変速ラグ）が発生する。なお、この現象は、ダウンシフト時、アップシフト時のいずれであっても生じる。

このように、車両重量の変動によって車両に作用するイナーシャが変化し、その結果モータの回転数応答が異なるので、モータ回転数制御中のモータトルク指令を補正することが考えられる。

これに対し、従来の電動車両の制御装置では、車両重量と実加速度との積から実駆動力を算出し、この実駆動力と駆動力指令値との差分に基づいて補正するトルク量（補正トルク）を設定している。

そのため、車両重量が大きいときには、実駆動力が大きくなって駆動力指令値との差分が小さくなり、補正トルクを減少側に補正することとなり補正トルクは小さくなる。一方、車両重量が小さいときには、実駆動力が小さくなって駆動力指令値との差分が大きくなり、補正トルクを増大側に補正することとなり補正トルクは大きくなる。

しかしながら、上述の通り車両に作用するイナーシャは、車両重量が大きいほど大きくなるため、モータ回転数制御中に従来の電動車両の制御装置の技術を適用してモータのトルク補正を行ったとしても、自動変速機の変速時に、変速ショックや変速ラグの発生を抑えることができなかった。

［変速最適化作用］
実施例１の電動車両の制御装置において、例えば、アクセル開度APOを一定に保ったままで、車速VSPが増加していくような走行を行い、シフトマップ上の運転点がアップ変速線を横切ったら、図６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む。そして、ステップＳ６にてモータ/ジェネレータMGの制御をモータトルク制御からモータ回転数制御へと移行し、ステップＳ７へと進んでイナーシャフェーズ制御が実行される。

このイナーシャフェーズ制御では、モータ回転数が自動変速機ATの目標入力回転数に一致させるモータ動作点指令をモータコントローラ２からインバータ３に出力するが、このとき、図７に示すフローチャートに示すモータ動作点指令処理を行う。

このモータ動作点指令処理において、モータ回転数指令値は目標MG回転数指令に基づいて設定され、モータトルク指令値はモータ基本トルクと、回転数フィードバッグ制御出力トルクと、車両重量補正トルクとを合計して設定される。

ここで、車両重量補正トルクを算出するステップＳ766（図８参照）では、図９に示す車両重量補正トルク設定マップを使用して車両重量補正トルクを算出する。このとき車両重量補正トルクは、ステップＳ765において算出した推定車両重量が大きいほど、増大補正量を大きくなる。

そのため、車両重量が大きく（重く）て車両に作用するイナーシャが大きいときには、モータトルクの増大補正量が大きくなり、車両重量が小さく（軽く）て車両に作用するイナーシャが小さいときには、モータトルクの増大補正量が小さくなる。つまり、車両重量に応じて変動するイナーシャの大きさに対応して、モータトルクの増大補正量を適切に変更することができる。

この結果、モータ/ジェネレータMGの出力回転数を目標MG回転数指令に合わせることができ、変速ショックや変速ラグの発生を抑制することができる。そして、変速ショックを抑えながら素早い変速が可能になり、自動変速機ATの変速を最適化することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の電動車両の制御装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。

(1) 駆動系に、モータ（モータ/ジェネレータMG）と、有段の自動変速機ATと、駆動輪（左右後輪RL,RR）と、を備え、前記有段の自動変速機ATの変速中、変速機入力回転数が目標入力回転数となるように前記モータ（モータ/ジェネレータMG）の回転数を制御する電動車両（ＦＲハイブリッド車両）の制御装置において、
前記モータ（モータ/ジェネレータMG）の回転数制御中にモータトルクを補正するモータトルク補正手段（ステップＳ766）と、車両重量を推定する車両重量推定手段（ステップＳ765）と、を有し、前記モータトルク補正手段（ステップＳ766）は、推定車両重量が大きいほど前記モータトルクの増大補正量を大きくする構成とした。
このため、有段の自動変速機ATを備えた電動車両（ＦＲハイブリッド車両）において、変速ショックを抑えながら素早い変速が可能となる。

以上、本発明の電動車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、ステップＳ766での車両重量補正トルクの算出は、車両重量補正トルク設定マップ（図９参照）を使用して行っているがこれに限らない。例えば、車両重量補正トルク設定マップに代えて、推定車両重量から車両の時定数を計算し、狙いの応答時定数から回転数制御のＰゲイン（比例ゲイン）を補正してもよい。

また、実施例１では、ステップＳ765での推定車両重量の算出を計算により行っているが、例えば変位センサを利用してサスペンションの変位量を検出し、この変位量から車両重量を推定してもよい。

実施例１では、モータ/ジェネレータMGと変速機入力軸Inputとの間に自動変速機ATとは別に独立の第２クラッチCL2を設ける例を示した。しかし、第２クラッチCL2を、有段式の自動変速機ATに内蔵した摩擦要素として用いられるクラッチやブレーキを流用する例や、変速機出力軸Outputと左右駆動輪LT,RTの間に自動変速機ATとは別に第２クラッチCL2を設ける例も含まれる。

実施例１では、自動変速機として、前進７速後退１速の有段式の自動変速機を用いる例を示した。しかし、変速段数はこれに限られるものではなく、変速段として２速段以上の変速段を有する自動変速機であれば良い。

実施例１では、１モータ２クラッチのＦＲハイブリッド車両への適用例を示した。しかし、他の型式のＦＲあるいはＦＦのハイブリッド車両にも適用することができるばかりでなく、モータのみを搭載した電気自動車や燃料電池車等にも適用することができる。要するに、駆動系にモータと有段自動変速機と駆動輪を備えた電動車両であれば適用することができる。

Eng エンジン
CL1 第１クラッチ
MG モータ/ジェネレータ（モータ）
CL2 第２クラッチ
AT 自動変速機
LT 左駆動輪
RT 右駆動輪
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 第１クラッチコントローラ
６ 第１クラッチ油圧ユニット
７ 変速機コントローラ
８ 変速油圧ユニット
９ 第２クラッチコントローラ
１０ 第２クラッチ油圧ユニット
１１ 統合コントローラ

Claims (1)

1. 駆動系に、モータと、前記モータに接続される有段の自動変速機と、前記自動変速機に接続される駆動輪と、を備え、
   前記有段の自動変速機の変速中のイナーシャフェーズ制御時、変速機入力回転数が前記自動変速機の目標入力回転数となるように前記モータの回転数を制御すると共に、前記イナーシャフェーズ制御時のモータ動作点指令を、モータ回転数指令値とモータトルク指令値とから設定する電動車両の制御装置において、
   車両重量を推定する車両重量推定手段と、
   ドライバ要求トルクに基づいて演算されるモータ基本トルクと、前記変速機入力回転数と前記目標入力回転数との差に基づいて演算される回転数フィードバック制御出力トルクと、前記車両重量の推定値から演算される車両重量補正トルクと、の合計によって設定された前記モータトルク指令値を補正するモータトルク補正手段と、
   を有し、
   前記モータトルク補正手段は、推定車両重量が大きいほど前記モータトルク指令値の増大補正量を大きくする
   ことを特徴とする電動車両の制御装置。

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