JP3932705B2 - 車両用電動機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用の動力源として搭載されている電動機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の動力源として一般に使用されている内燃機関（エンジン）に加えて、第２の動力源として電動機（モータ・ジェネレータ）を搭載した車両が開発されている。この種の車両では、電動機の出力する動力が、車両の走行のためには必ずしも充分ではないが、電動機の出力の制御性がよいこと、電動機によってエネルギの回生をおこなうことできること、電動機は排ガスを生じないことなどの利点を生かして電動機を使用するように構成している。
【０００３】
このように、エンジンおよび電動機を動力源とするハイブリッド車の一例が特開平１０−２３６０７号公報に記載されている。この公報に記載されたハイブリッド車は、エンジンおよびモータ・ジェネレータと、モータ・ジェネレータと車輪との間に配置された自動変速機と、この自動変速機を制御するシフトレバーとを有する。自動変速機は遊星歯車機構および摩擦係合装置を備えており、摩擦係合装置の係合・解放により自動変速機の変速比が制御されるように構成されている。また、シフトレバーの操作により、Ｐポジション、Ｎポジションなどの非駆動ポジションと、Ｒポジション、Ｄポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションなどの駆動ポジションとを選択することが可能である。そして、例えば、ＮポジションからＤポジションにマニュアルシフトされた後に、直ちにアクセルが踏み込み操作された場合は、アクセル操作量の大きさに応じてモータ・ジェネレータのトルクの立ち上げ特性を設定することが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載されているようなハイブリッド車においては、車両の発進時などのような低負荷状態ではエンジンの燃料効率が悪いため、モータ・ジェネレータのトルクにより車両を発進させる制御がおこなわれる。すると、シフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換えるマニュアルシフトと、モータ・ジェネレータを非力行状態から力行状態に切り換える制御とが並行しておこなわれ、マニュアルシフトショックが発生する可能性がある。しかしながら、上記公報には、マニュアルシフト後のアクセル操作量に応じたモータ・ジェネレータのトルクの制御に関する記載はあるが、マニュアルシフト時のモータ・ジェネレータのトルクの制御については記載が無く、この点で未だ改善の余地が残されていた。
【０００５】
この発明は上記課題を解決するためのもので、電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合のショックを抑制することの可能な車両用電動機の制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するためこの発明は、車輪に対してトルクを伝達する力行状態と車輪に対してトルクを伝達しない非力行状態とに切り換え可能な電動機と、この電動機と前記車輪との間に設けられ、かつ、係合・解放可能なクラッチを有するトルク伝達機構とを備えた車両用電動機の制御装置において、前記トルク伝達機構を制御するシフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換える操作と、前記電動機を非力行状態から力行状態に切り換える制御とが並行しておこなわれる場合は、前記クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定する電動機制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１の発明によれば、シフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換える操作と、前記電動機を非力行状態から力行状態に切り換える制御とが並行しておこなわれる場合は、クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配が、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定される。
請求項２の発明は、車輪に対してトルクを伝達する力行状態と車輪に対してトルクを伝達しない非力行状態とに切り換え可能な電動機と、この電動機と前記車輪との間に設けられ、かつ、クラッチの係合・解放により複数の変速段を設定可能な自動変速機とを備え、前記クラッチが解放され、かつ、前記自動変速機でのトルク伝達が不可能であるニュートラルポジションと、前記クラッチが係合され、かつ、前記自動変速機でのトルク伝達が可能であるドライブポジションとを選択可能な車両用電動機の制御装置において、前記ニュートラルポジションから前記ドライブポジションに変更され、かつ、前記電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合に、前記クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに制御する電動機制御手段を備えていることを特徴とするものである。
請求項２の発明によれば、ニュートラルポジションからドライブポジションに変更され、かつ、電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合に、クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに制御される。
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記電動機制御手段は、前記クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルクを徐々に増加する手段を含むことを特徴とするものである。
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他に、前記クラッチの係合が完了している場合は、前記電動機のトルクが徐々に増加される。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、前記電動機制御手段は、前記クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオフされている場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオンされている場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定する手段を含むことを特徴とするものである。
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の作用が生じる他に、クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオフされている場合における前記電動機のトルク増加勾配は、前記クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオンされている場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図面を参照して具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイブリッド車Ａ１の基本的な構成を示している。ここに示す例は、エンジン１の出力側にモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２が配置され、モータ・ジェネレータ２の出力側にトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）５を介して自動変速機６が配置されている。エンジン１は、燃料の燃焼によって動力を出力する形式の装置であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのほかに、液化石油ガスや天然ガスなどのガス燃料を燃焼させるエンジンなどがその例である。
【０００９】
図３は、エンジン１からトルクコンバータ５に至るパワートレーンの概略構成を示すブロック図であり、図４はエンジン１から自動変速機６に至るパワートレーンのスケルトン図である。エンジン１のクランクシャフト１３にフライホイール３が連結されているとともに、このフライホイール３に制振機構（ダンパ）４が連結されている。また、エンジン１とモータ・ジェネレータ２との間には、係合・解放可能なクラッチ１００が設けられている。
【００１０】
モータ・ジェネレータ２は、エンジン１とは異なる種類の動力源であり、電気的エネルギを回転運動などの運動エネルギに変換して出力することのできる電動機としての機能と、運動エネルギを電気的エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを有する。前記モータ・ジェネレータ２として、例えば永久磁石型同期モータが使用され、その出力側部材であるロータの回転角度を検出するためのレゾルバ７がモータ・ジェネレータ２と並列に配列されている。そして、レゾルバ７のロータもモータ・ジェネレータ２のロータと同様に、ダンパ４とトルクコンバータ５とを連結している部材もしくはトルクコンバータ５の入力側の部材に連結されている。
【００１１】
さらに、モータ・ジェネレータ２にはインバータ１０１を介してバッテリ１０２が接続され、モータ・ジェネレータ２およびインバータ１０１ならびにバッテリ１０２を制御するコントローラ１０３が設けられている。前記インバータ１０１は、バッテリ１０２の直流電流を３相交流電流に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する一方、モータ・ジェネレータ２で発電された３相交流電流を直流電流に変換してバッテリ１０２に供給する３相ブリッジ回路を備えている。この３相ブリッジ回路は、例えば６個のパワートランジスタを電気的に接続して構成され、これらのパワートランジスタのオン・オフを切り換えることにより、モータ・ジェネレータ２とバッテリ１０２との間の電流の向きを切り換える。このようにして、３相交流電流と直流電流との相互の変換と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の周波数の調整と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の大きさの調整と、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクの大きさの調整とがおこなわれる。
【００１２】
そして、モータ・ジェネレータ２を電動機として機能させる場合は、バッテリ１０２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する。また、モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させる場合は、回転子の回転により発生した誘導電圧をインバータ１０１により直流電圧に変換してバッテリ１０２に充電する。さらに、コントローラ１０３は、バッテリ１０２からモータ・ジェネレータ２に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ２により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ１０３は、モータ・ジェネレータ２の回転数を制御する機能と、バッテリ１０２の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。上記のモータ・ジェネレータ２は、エンジン１を始動させる機能と、車輪１０４に伝達する動力を出力する機能と、車輪１０４から入力される運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有する。このモータ・ジェネレータ２によりエンジン１を始動させる場合はクラッチ１００が係合される。また、公知のスタータモータ１０５が設けられており、このスタータモータ１０５によりエンジン１を始動させることも可能である。
【００１３】
一方、前記トルクコンバータ５は、フロントカバー３３、ポンプインペラ３５、タービンランナ４８、ステータ３５Ａ、一方向クラッチ４３、ロックアップクラッチ４９などを有する公知の流体式トルク伝達装置である。また、前記自動変速機６は変速機入力軸４４を有し、その先端部にハブ４６が取り付けられている。そして、このハブ４６に対して、タービンランナ４８とロックアップクラッチ４９とが連結されている。また、自動変速機６は、後述する歯車変速機部５５と油圧制御部５６とを備えており、歯車変速機部５５から後方側に延びた出力軸５７を介して動力を車輪１０４に伝達するようになっている。
【００１４】
さらに、油圧制御部５６は、前記ロックアップクラッチ４９の係合・解放の制御および変速制御ならびに摩擦係合装置の係合圧の制御をおこなうためのものであって、複数の電磁バルブや切り換えバルブならびに調圧バルブを備え、電磁バルブを電気的に制御することにより、上記の各制御を実行するように構成されている。なお、この油圧制御部５６としては、従来知られている自動変速機用の油圧制御装置を採用することができる。
【００１５】
前記自動変速機６は後進段を含む複数の変速段を設定することができるように構成されている。その歯車変速機部５５の一例を図４に示してある。ここに示す構成では、前進５段・後進１段の変速段を設定するように構成されている。すなわちここに示す自動変速機６は、トルクコンバータ５に続けて副変速部６１と、主変速部６２とを備えている。その副変速部６１は、いわゆるオーバードライブ部であって１組のシングルピニオン型遊星歯車機構６３によって構成され、キャリヤ６４が前記変速機入力軸４４に連結され、またこのキャリヤ６４とサンギヤ６５との間に一方向クラッチＦ0 と一体化クラッチＣ0 とが並列に配置されている。なお、この一方向クラッチＦ0 はサンギヤ６５がキャリヤ６４に対して相対的に正回転（変速機入力軸４４の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。またサンギヤ６５の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。そしてこの副変速部６１の出力要素であるリングギヤ６６が、主変速部６２の入力要素である中間軸６７に接続されている。
【００１６】
したがって副変速部６１は、多板クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構６３の全体が一体となって回転するため、中間軸６７が変速機入力軸４４と同速度で回転し、低速段となる。またブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ６５の回転を止めた状態では、リングギヤ６６が変速機入力軸４４に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００１７】
他方、主変速部６２は三組の遊星歯車機構７０，８０，９０を備えており、それらの回転要素が以下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１と第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機構７０のリングギヤ７３と第２遊星歯車機構８０のキャリヤ８２と第３遊星歯車機構９０のキャリヤ９２との三者が連結され、かつそのキャリヤ９２に出力軸５７が連結されている。さらに第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３が第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１に連結されている。
【００１８】
この主変速部６２の歯車列では後進段と前進側の四つの変速段とを設定することができ、そのためのクラッチおよびブレーキが以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されている第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３および第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１と中間軸６７との間に第１クラッチＣ1 が設けられ、また互いに連結された第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１と中間軸６７との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００１９】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構７０および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ７１，８１の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ７１，８１（すなわち共通サンギヤ軸）とトランスミッションハウジング１０との間には、第１一方向クラッチＦ1 と多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されており、その第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ７１，８１が逆回転（変速機入力軸４４の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 は第１遊星歯車機構７０のキャリヤ７２とトランスミッションハウジング１０との間に設けられている。そして第３遊星歯車機構９０のリングギヤ９３の回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とがトランスミッションハウジング１０との間に並列に配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ2 はリングギヤ９３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００２０】
上述した各変速部６１，６２の回転部材のうち副変速部６１のクラッチＣ0 の回転数を検出するタービン回転数センサ６８と、出力軸５７の回転数を検出する出力軸回転数（車速）センサ６９とが設けられている。そして、出力軸５７にはプロペラシャフト（図示せず）などの動力伝達装置が接続され、この動力伝達装置を介して動力が車輪１０４に伝達されるように構成されている。
【００２１】
上記の自動変速機６では、各クラッチやブレーキを図５の作動図表に示すように係合・解放することにより前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図５において○印は係合状態、空欄は解放状態、◎印はエンジンブレーキ時の係合状態、△印は係合するものの動力伝達に関係しないことをそれぞれ示す。
【００２２】
自動変速機６は、図２に示すシフトレバー１０６をマニュアル操作することにより、例えばＰ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションを選択することが可能である。ここで、Ｐポジション、Ｎポジションが、トルクを車輪１０４に伝達することの不可能な非駆動ポジションに相当し、Ｒポジション、Ｄポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションが、トルクを車輪１０４に伝達することの可能な駆動ポジションに相当する。
【００２３】
そして、Ｄポジションは車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて前進第１速ないし第５速を設定するためのポジションであり、また４ポジションは、第１速ないし第４速、３ポジションは第１速ないし第３速、２ポジションは第１速および第２速、Ｌポジションは第１速をそれぞれ設定するためのポジションである。なお、３ポジションないしＬポジションは、エンジンブレーキレンジを設定するポジションであり、それぞれのポジションで設定可能な変速段のうち最も高速側の変速段でエンジンブレーキを効かせるように構成されている。
【００２４】
さらに、油圧制御部５６に対して油圧を供給する電動オイルポンプ１０７が設けられている。この電動オイルポンプ１０７は、ギヤポンプやベーンポンプなどのポンプとモータとを一体化した構成のものであって、油圧制御部５６に接近した位置（例えばトルクコンバータ５の外周側）に配置されている。
【００２５】
上記のエンジン１、モータ・ジェネレータ２、油圧制御部５６、クラッチ１００、電動オイルポンプ１０７などの各装置は、車両の状態を示す各種の検出信号や、予め設定されているデータならびに制御パターンに基づいて制御される。例えば図６に示すように、マイクロコンピュータを主体とする総合制御装置（ＥＣＵ）６０に各種の信号を入力し、その入力された信号に基づく演算結果を制御信号として出力するようになっている。
【００２６】
この入力信号の例を挙げれば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）コンピュータからの信号、車両安定化制御（ＶＳＣ：商標）コンピュータからの信号、エンジン回転数ＮE の信号、エンジン水温の信号、イグニッションスイッチからの信号、バッテリ１０２のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）信号、ヘッドライトのオン・オフ信号、デフォッガのオン・オフ信号、エアコンのオン・オフ信号、車速信号、自動変速機６の作動油温の信号、シフトレバー１０６の操作を示すシフトポジション信号、サイドブレーキのオン・オフ信号、フットブレーキペダル１０８のオン・オフ信号、触媒（排気浄化触媒）温度信号、アクセルペダル１０９の操作量を示すアクセル開度の信号、カム角センサからの信号、スポーツシフト信号、車両加速度センサからの信号、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクを調整するための動力源ブレーキ力スイッチからの信号、タービン回転数ＮT センサ６８からの信号、レゾルバ７の信号などである。
【００２７】
また、出力信号の例を挙げると、クラッチ１００への制御信号、点火装置への制御信号、噴射（燃料の噴射）装置への制御信号、コントローラ１０３への信号、スタータモータ１０５への信号、油圧制御部５６の自動変速機（ＡＴ）ソレノイドへの信号、油圧制御部５６のＡＴライン圧コントロールソレノイドへの信号、ＡＢＳアクチュエータへの信号、エアコン用コンプレッサなどの補機を制御する信号、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の駆動・停止をそれぞれ別個に表示する動力源インジケータへの信号、スポートモードインジケータへの信号、ＶＳＣアクチュエータへの信号、油圧制御部５６のＡＴロックアップコントロールバルブへの信号、電動オイルポンプ１０７に対する制御信号などである。
【００２８】
そして、アクセル開度、シフトポジション、車速、フットブレーキペダル１０８のオン・オフなどの信号が総合制御装置６０に入力されると、これらの信号に対応するエンジン出力、モータ・ジェネレータ２の出力が演算され、総合制御装置６０から制御信号が出力されて車両の駆動力が制御される。例えば、アクセル開度および車速をパラメータとするマップに基づいて、駆動力要求を演算するとともに、この駆動力要求の全部をエンジン１で発生させる駆動モードと、加速時などのように、駆動力要求の一部をエンジン１で発生させ、その不足分をモータ・ジェネレータ２の動力により補う駆動モードと、発進時などのように、エンジン効率の低い状態において、駆動力要求の全部をモータ・ジェネレータ２により発生させる駆動モードとを選択することが可能である。
【００２９】
また、総合制御装置６０においては、フットブレーキペダル１０８の信号、車速などに基づいて車両に対する減速要求が演算され、その減速要求に対応して油圧ブレーキ装置（図示せず）により負担するべき制動力と、モータ・ジェネレータ２により負担するべき制動力（回生制動トルク）とが演算される。
【００３０】
ここで、実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、モータ・ジェネレータ２がこの発明の電動機に相当し、自動変速機６がこの発明のトルク伝達機構に相当する。
【００３１】
つぎに、シフトレバー１０６のマニュアルシフト時におけるモータ・ジェネレータ２の制御内容を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、総合制御装置６０に入力される信号が処理され（ステップ２０１）、シフトレバー１０６がＰポジションまたはＮポジションの非駆動ポジションに操作されているか否かが判断される（ステップ２０２）。ステップ２０２で肯定判断された場合は、モータ・ジェネレータ２からトルクを出力する制御がおこなわれないためリターンされる。
【００３２】
これに対して、シフトレバー１０６が、前記非駆動ポジションから駆動ポジション（例えばＤポジション、Ｒポジション）にマニュアルシフトされて、車両が発進する可能性がある場合は、ステップ２０２で否定判断され、ついで、モータ・ジェネレータ２が、車輪１０４に対してトルクを伝達しない非力行状態（停止状態）から、車輪１０４に対してトルクを伝達する力行状態（駆動状態）に切り換えられるか否かが判断される（ステップ２０３）。
【００３３】
すなわち、Ｄポジションが選択されているとしても、車速が零であり、かつフットブレーキスイッチがオンされている場合は、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２がともに駆動を停止している。そこで、ステップ２０３においては、この状態から、ＤポジションまたはＲポジションへの切り換え操作に対応して、モータ・ジェネレータ２を単独で駆動するモードが選択されたか否か、言い換えればモータ・ジェネレータ２のトルクに応じて、トルクコンバータ５の機能によるクリープ力が発生する状態にあるか否かを判断しているのである。なお、モータ・ジェネレータ２を単独で駆動するモードであるか否かは、車速およびアクセル開度をパラメータとするマップに基づいて判断される。
【００３４】
ステップ２０３で否定判断された場合は、マニュアルシフトショックの可能性がないためリターンされる。ステップ２０３で肯定判断された場合は、前進段へのマニュアルシフトであれば第１クラッチＣ1 の係合が完了したか否か、後進段へのマニュアルシフトであれば、第２クラッチＣ2 の係合が完了したか否かが判断される（ステップ２０４）。このステップ２０４における「係合」には、第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の「係合過渡状態」は含まれない。
【００３５】
これに対して、第１クラッチＣ1 の係合が完了している時はステップ２０４で肯定判断される。ついで、アクセルペダル１０９が踏み込まれているか否かが判断され（ステップ２０５）、ステップ２０５で否定判断された場合は、運転者による積極的な発進意図はなく、モータ・ジェネレータ２のトルクを急激に増加させると、出力軸５７の出力トルクが急激に変化してマニュアルシフトショックが発生する可能性がある。そこで、モータ・ジェネレータ２のトルクを徐々に変化（増加）させる制御をおこなう（ステップ２０６）とともに、ロックアップクラッチ４９をオン（係合）し（ステップ２０７）、リターンされる。
【００３６】
一方、ステップ２０４で否定判断された場合は、第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の係合処理を継続するとともに（ステップ２０８）、モータ・ジェネレータ２のトルクを速やかに増加する制御をおこなう（ステップ２０９）。このようにステップ２０８およびステップ２０９の制御をおこなった場合は、第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の係合過渡状態で、その係合圧が制御されてモータ・ジェネレータ２のトルク変化が吸収されるため、車輪１０４に伝達される駆動トルクの急激な変化が抑制される。さらに、ロックアップクラッチ４９を係合し（ステップ２１０）、リターンされる。
【００３７】
前記ステップ２０５で肯定判断された場合は、運転者が発進を意図していることになるため、マニュアルシフトショックの抑制機能よりも、モータ・ジェネレータ２のトルクの増加応答性を重視してステップ２０９に進む。なお、図１の制御例において、ステップ２０５の内容を、フットブレーキペダル１０８のオン・オフを判断する内容に置換し、フットブレーキペダル１０８がオンされている（駆動要求がない）場合はステップ２０６に進み、フットブレーキペダル１０８がオフされている（駆動要求がある）場合はステップ２０９に進むようなルーチンを構成することも可能である。ここで、図１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、ステップ２０３，２０４，２０６，２０８，２０９がこの発明の電動機制御手段に相当する。
【００３８】
上記制御例に対応するタイムチャートの一例を、図７に基づいて説明する。まず、ステップ２０４およびステップ２０８，２０９，２１０に対応するシステムの状態を説明する。すなわち、モータ・ジェネレータ２の駆動指令が発生する以前は、第１クラッチＣ1 が実線で示すように非係合状態にあり、ロックアップクラッチ４９がオフ（解放）され、かつ、モータ・ジェネレータ２のトルクが零に制御されている。
【００３９】
そして、時刻ｔ１においてモータ・ジェネレータ２の駆動指令が発生すると、時刻ｔ１から時刻ｔ２に亘って、モータ・ジェネレータ２のトルクを、実線で示すように速やかに増加する制御がおこなわれる。また、時刻ｔ２以降は第１クラッチＣ1 に作用する油圧を徐々に増加する制御がおこなわれ、モータ・ジェネレータ２のトルクがほぼ一定値に制御される。その後、時刻ｔ５に到達する前に第１クラッチＣ1 の係合が完了し、ついで、時刻ｔ６からロックアップクラッチ２９の係合が開始されるとともに、モータ・ジェネレータ２のトルクを再度増加させる制御がおこなわれる。さらに、時刻ｔ７でロックアップクラッチ２９の係合が完了し、かつ、時刻ｔ７以降はモータ・ジェネレータ２のトルクがほぼ一定値に制御される。
【００４０】
つぎに、ステップ２０４およびステップ２０５，２０６，２０７に対応するシステムの状態について説明する。すなわち、モータ・ジェネレータ２の駆動指令が発生する以前に、第１クラッチＣ1 が破線で示すように係合状態にあり、ロックアップクラッチ４９がオフ（解放）され、かつ、モータ・ジェネレータ２のトルクが零に制御されている。
【００４１】
そして、時刻ｔ１においてモータ・ジェネレータ２の駆動指令が発生すると、時刻ｔ１から時刻ｔ３に亘って、モータ・ジェネレータ２のトルクを、破線または二点鎖線で示すように、徐々に増加する制御がおこなわれる。すなわち、破線または二点鎖線で示すトルク増加特性の方が、実線で示すトルク増加特性に比べて、トルクの増加勾配（立ち上げ割合）が緩やかに設定されている。
【００４２】
図７においては、破線で示すモータ・ジェネレータ２の特性が、フットブレーキペダル１０８のオフ（踏み込まれていない）に対応し、二点鎖線で示すモータ・ジェネレータ２の特性が、フットブレーキペダル１０８のオン（踏み込まれている）に対応する。具体的には、フットブレーキペダル１０８がオンされている場合よりも、フットブレーキペダル１０８がオフされている場合の方が、モータ・ジェネレータ２のトルクが緩やかに増加するような勾配に設定されている。なお、ステップ２０５において、アクセルペダル１０９の状態により駆動力要求を判断する場合は、モータ・ジェネレータ２のトルクの増加特性は、実線で示す特性よりも緩やかに増加される特性であればよい。
【００４３】
さらに、時刻ｔ３から時刻ｔ４に亘って、モータ・ジェネレータ２のトルクがほぼ一定値に制御される。その後、時刻ｔ４からロックアップクラッチ２９の係合が開始されるとともに、モータ・ジェネレータ２のトルクを再度増加させる制御がおこなわれる。さらに、時刻ｔ５でロックアップクラッチ２９の係合が完了し、かつ、時刻ｔ５以降はモータ・ジェネレータ２のトルクがほぼ一定値に制御される。
【００４４】
以上のようにこの実施形態によれば、シフトレバー１０６が非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換えられ、かつ、モータ・ジェネレータ２を非力行状態から力行状態に切り換える場合は、第１クラッチＣ1 ，第２クラッチＣ2 の係合・解放状態、または、アクセルペダル１０９あるいはフットブレーキペダル１０８の操作による駆動力要求の変化状態に基づいて、モータ・ジェネレータ２のトルクの変化状態が制御されている。このトルク変化状態には、トルクの変化量、変化速度、変化割合、変化率、変化勾配などの特性が含まれる。
【００４５】
具体的には、第１クラッチＣ1 ，第２クラッチＣ2 の係合が完了し、かつ、アクセルペダル１０９が踏み込まれていない場合は、第１クラッチＣ1 ，第２クラッチＣ2 の係合が完了していない場合に比べて、モータ・ジェネレータ２のトルクを緩やかに増加する制御がおこなわれている。つまり、モータ・ジェネレータ２を非力行状態から力行状態に切り換える際に、第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の係合が完了していない場合は、この第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の係合圧を制御することにより、車輪１０４に伝達されるトルクの急激な変化が抑制され、マニュアルシフトショックを防止することができる。
【００４６】
これに対して、モータ・ジェネレータ２を非力行状態から力行状態に切り換える際に、第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の係合が完了している場合は、モータ・ジェネレータ２のトルク自体を徐々に増加させることにより、車輪１０４に伝達されるトルクの急激な変化が抑制され、マニュアルシフトショックを抑制することができる。
【００４７】
ここで、上記の実施形態に開示されたこの発明の特徴的な構成を記載すれば以下のとおりである。すなわち、車輪に動力を伝達する電動機と、この電動機と前記車輪との間に設けられ、かつ、係合・解放可能なクラッチを有するトルク伝達機構と、前記クラッチを制御することにより、前記電動機の動力を前記車輪に伝達する駆動ポジション、または前記電動機の動力を前記車輪に伝達しない非駆動ポジションを選択可能なシフト装置と、車両の乗員により操作される駆動力要求装置とを有し、この駆動力要求装置の操作状態に応じて前記電動機のトルクを制御することの可能な車両用電動機の制御装置において、前記シフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換える操作にともなって前記電動機のトルクを制御する場合に、前記駆動力要求装置の操作による駆動力要求の変化状態に基づいて、前記電動機のトルクの変化状態を制御する電動機制御手段を備えていることを特徴とする。ここで、シフト装置にはシフトレバーが含まれる。また、駆動力要求装置には、アクセルペダルとフットブレーキペダルとが含まれる。さらに、駆動力要求の変化状態には、変化量、変化速度、変化率、変化勾配が含まれる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合は、クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配が、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定される。したがって、例えば、シフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換える操作と、電動機を非力行状態から力行状態に切り換える制御とが並行しておこなわれる場合は、クラッチの係合が完了している場合としていない場合とで、電動機のトルクを制御することにより、駆動トルクの急激な変化が抑制され、マニュアルシフトショックを回避することができる。
また、請求項２の発明によれば、ニュートラルポジションからドライブポジションに変更され、かつ、電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合に、クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに制御できる。したがって、駆動力の急激な変化が抑制され、マニュアルシフトショックを回避することができる。
また、請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、前記クラッチの係合が完了している場合は、前記電動機のトルクが徐々に増加される。
さらに、請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオフされている場合における前記電動機のトルク増加勾配は、前記クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオンされている場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一制御例を示すフローチャートである。
【図２】 この発明を適用したハイブリッド車の構成を原理的に示すブロック図である。
【図３】 この発明の第２の動力源の制御系統を示すブロック図である。
【図４】 この発明の一例における自動変速機のギヤトレーンを示すスケルトン図である。
【図５】 図４の自動変速機の各変速段を設定するためのクラッチおよびブレーキの係合・解放を示す図表である。
【図６】 この発明の一例における総合制御装置における入出力信号を示す図である。
【図７】 図１のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。
【符号の説明】
２…モータ・ジェネレータ、 １０４…車輪、 Ａ１…ハイブリッド車、 Ｃ1 …第１クラッチ、 Ｃ2 …第２クラッチ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用の動力源として搭載されている電動機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の動力源として一般に使用されている内燃機関（エンジン）に加えて、第２の動力源として電動機（モータ・ジェネレータ）を搭載した車両が開発されている。この種の車両では、電動機の出力する動力が、車両の走行のためには必ずしも充分ではないが、電動機の出力の制御性がよいこと、電動機によってエネルギの回生をおこなうことできること、電動機は排ガスを生じないことなどの利点を生かして電動機を使用するように構成している。
【０００３】
このように、エンジンおよび電動機を動力源とするハイブリッド車の一例が特開平１０−２３６０７号公報に記載されている。この公報に記載されたハイブリッド車は、エンジンおよびモータ・ジェネレータと、モータ・ジェネレータと車輪との間に配置された自動変速機と、この自動変速機を制御するシフトレバーとを有する。自動変速機は遊星歯車機構および摩擦係合装置を備えており、摩擦係合装置の係合・解放により自動変速機の変速比が制御されるように構成されている。また、シフトレバーの操作により、Ｐポジション、Ｎポジションなどの非駆動ポジションと、Ｒポジション、Ｄポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションなどの駆動ポジションとを選択することが可能である。そして、例えば、ＮポジションからＤポジションにマニュアルシフトされた後に、直ちにアクセルが踏み込み操作された場合は、アクセル操作量の大きさに応じてモータ・ジェネレータのトルクの立ち上げ特性を設定することが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載されているようなハイブリッド車においては、車両の発進時などのような低負荷状態ではエンジンの燃料効率が悪いため、モータ・ジェネレータのトルクにより車両を発進させる制御がおこなわれる。すると、シフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換えるマニュアルシフトと、モータ・ジェネレータを非力行状態から力行状態に切り換える制御とが並行しておこなわれ、マニュアルシフトショックが発生する可能性がある。しかしながら、上記公報には、マニュアルシフト後のアクセル操作量に応じたモータ・ジェネレータのトルクの制御に関する記載はあるが、マニュアルシフト時のモータ・ジェネレータのトルクの制御については記載が無く、この点で未だ改善の余地が残されていた。
【０００５】
この発明は上記課題を解決するためのもので、電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合のショックを抑制することの可能な車両用電動機の制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するためこの発明は、車輪に対してトルクを伝達する力行状態と車輪に対してトルクを伝達しない非力行状態とに切り換え可能な電動機と、この電動機と前記車輪との間に設けられ、かつ、係合・解放可能なクラッチを有するトルク伝達機構とを備えた車両用電動機の制御装置において、前記トルク伝達機構を制御するシフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換える操作と、前記電動機を非力行状態から力行状態に切り換える制御とが並行しておこなわれる場合は、前記クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定する電動機制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１の発明によれば、シフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換える操作と、前記電動機を非力行状態から力行状態に切り換える制御とが並行しておこなわれる場合は、クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配が、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定される。
請求項２の発明は、車輪に対してトルクを伝達する力行状態と車輪に対してトルクを伝達しない非力行状態とに切り換え可能な電動機と、この電動機と前記車輪との間に設けられ、かつ、クラッチの係合・解放により複数の変速段を設定可能な自動変速機とを備え、前記クラッチが解放され、かつ、前記自動変速機でのトルク伝達が不可能であるニュートラルポジションと、前記クラッチが係合され、かつ、前記自動変速機でのトルク伝達が可能であるドライブポジションとを選択可能な車両用電動機の制御装置において、前記ニュートラルポジションから前記ドライブポジションに変更され、かつ、前記電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合に、前記クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに制御する電動機制御手段を備えていることを特徴とするものである。
請求項２の発明によれば、ニュートラルポジションからドライブポジションに変更され、かつ、電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合に、クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに制御される。
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記電動機制御手段は、前記クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルクを徐々に増加する手段を含むことを特徴とするものである。
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他に、前記クラッチの係合が完了している場合は、前記電動機のトルクが徐々に増加される。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、前記電動機制御手段は、前記クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオフされている場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオンされている場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定する手段を含むことを特徴とするものである。
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の作用が生じる他に、クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオフされている場合における前記電動機のトルク増加勾配は、前記クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオンされている場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図面を参照して具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイブリッド車Ａ１の基本的な構成を示している。ここに示す例は、エンジン１の出力側にモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２が配置され、モータ・ジェネレータ２の出力側にトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）５を介して自動変速機６が配置されている。エンジン１は、燃料の燃焼によって動力を出力する形式の装置であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのほかに、液化石油ガスや天然ガスなどのガス燃料を燃焼させるエンジンなどがその例である。
【０００９】
図３は、エンジン１からトルクコンバータ５に至るパワートレーンの概略構成を示すブロック図であり、図４はエンジン１から自動変速機６に至るパワートレーンのスケルトン図である。エンジン１のクランクシャフト１３にフライホイール３が連結されているとともに、このフライホイール３に制振機構（ダンパ）４が連結されている。また、エンジン１とモータ・ジェネレータ２との間には、係合・解放可能なクラッチ１００が設けられている。
【００１０】
モータ・ジェネレータ２は、エンジン１とは異なる種類の動力源であり、電気的エネルギを回転運動などの運動エネルギに変換して出力することのできる電動機としての機能と、運動エネルギを電気的エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを有する。前記モータ・ジェネレータ２として、例えば永久磁石型同期モータが使用され、その出力側部材であるロータの回転角度を検出するためのレゾルバ７がモータ・ジェネレータ２と並列に配列されている。そして、レゾルバ７のロータもモータ・ジェネレータ２のロータと同様に、ダンパ４とトルクコンバータ５とを連結している部材もしくはトルクコンバータ５の入力側の部材に連結されている。
【００１１】
さらに、モータ・ジェネレータ２にはインバータ１０１を介してバッテリ１０２が接続され、モータ・ジェネレータ２およびインバータ１０１ならびにバッテリ１０２を制御するコントローラ１０３が設けられている。前記インバータ１０１は、バッテリ１０２の直流電流を３相交流電流に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する一方、モータ・ジェネレータ２で発電された３相交流電流を直流電流に変換してバッテリ１０２に供給する３相ブリッジ回路を備えている。この３相ブリッジ回路は、例えば６個のパワートランジスタを電気的に接続して構成され、これらのパワートランジスタのオン・オフを切り換えることにより、モータ・ジェネレータ２とバッテリ１０２との間の電流の向きを切り換える。このようにして、３相交流電流と直流電流との相互の変換と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の周波数の調整と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の大きさの調整と、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクの大きさの調整とがおこなわれる。
【００１２】
そして、モータ・ジェネレータ２を電動機として機能させる場合は、バッテリ１０２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する。また、モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させる場合は、回転子の回転により発生した誘導電圧をインバータ１０１により直流電圧に変換してバッテリ１０２に充電する。さらに、コントローラ１０３は、バッテリ１０２からモータ・ジェネレータ２に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ２により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ１０３は、モータ・ジェネレータ２の回転数を制御する機能と、バッテリ１０２の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。上記のモータ・ジェネレータ２は、エンジン１を始動させる機能と、車輪１０４に伝達する動力を出力する機能と、車輪１０４から入力される運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有する。このモータ・ジェネレータ２によりエンジン１を始動させる場合はクラッチ１００が係合される。また、公知のスタータモータ１０５が設けられており、このスタータモータ１０５によりエンジン１を始動させることも可能である。
【００１３】
一方、前記トルクコンバータ５は、フロントカバー３３、ポンプインペラ３５、タービンランナ４８、ステータ３５Ａ、一方向クラッチ４３、ロックアップクラッチ４９などを有する公知の流体式トルク伝達装置である。また、前記自動変速機６は変速機入力軸４４を有し、その先端部にハブ４６が取り付けられている。そして、このハブ４６に対して、タービンランナ４８とロックアップクラッチ４９とが連結されている。また、自動変速機６は、後述する歯車変速機部５５と油圧制御部５６とを備えており、歯車変速機部５５から後方側に延びた出力軸５７を介して動力を車輪１０４に伝達するようになっている。
【００１４】
さらに、油圧制御部５６は、前記ロックアップクラッチ４９の係合・解放の制御および変速制御ならびに摩擦係合装置の係合圧の制御をおこなうためのものであって、複数の電磁バルブや切り換えバルブならびに調圧バルブを備え、電磁バルブを電気的に制御することにより、上記の各制御を実行するように構成されている。なお、この油圧制御部５６としては、従来知られている自動変速機用の油圧制御装置を採用することができる。
【００１５】
前記自動変速機６は後進段を含む複数の変速段を設定することができるように構成されている。その歯車変速機部５５の一例を図４に示してある。ここに示す構成では、前進５段・後進１段の変速段を設定するように構成されている。すなわちここに示す自動変速機６は、トルクコンバータ５に続けて副変速部６１と、主変速部６２とを備えている。その副変速部６１は、いわゆるオーバードライブ部であって１組のシングルピニオン型遊星歯車機構６３によって構成され、キャリヤ６４が前記変速機入力軸４４に連結され、またこのキャリヤ６４とサンギヤ６５との間に一方向クラッチＦ0 と一体化クラッチＣ0 とが並列に配置されている。なお、この一方向クラッチＦ0 はサンギヤ６５がキャリヤ６４に対して相対的に正回転（変速機入力軸４４の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。またサンギヤ６５の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。そしてこの副変速部６１の出力要素であるリングギヤ６６が、主変速部６２の入力要素である中間軸６７に接続されている。
【００１６】
したがって副変速部６１は、多板クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構６３の全体が一体となって回転するため、中間軸６７が変速機入力軸４４と同速度で回転し、低速段となる。またブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ６５の回転を止めた状態では、リングギヤ６６が変速機入力軸４４に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００１７】
他方、主変速部６２は三組の遊星歯車機構７０，８０，９０を備えており、それらの回転要素が以下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１と第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機構７０のリングギヤ７３と第２遊星歯車機構８０のキャリヤ８２と第３遊星歯車機構９０のキャリヤ９２との三者が連結され、かつそのキャリヤ９２に出力軸５７が連結されている。さらに第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３が第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１に連結されている。
【００１８】
この主変速部６２の歯車列では後進段と前進側の四つの変速段とを設定することができ、そのためのクラッチおよびブレーキが以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されている第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３および第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１と中間軸６７との間に第１クラッチＣ1 が設けられ、また互いに連結された第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１と中間軸６７との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００１９】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構７０および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ７１，８１の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ７１，８１（すなわち共通サンギヤ軸）とトランスミッションハウジング１０との間には、第１一方向クラッチＦ1 と多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されており、その第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ７１，８１が逆回転（変速機入力軸４４の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 は第１遊星歯車機構７０のキャリヤ７２とトランスミッションハウジング１０との間に設けられている。そして第３遊星歯車機構９０のリングギヤ９３の回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とがトランスミッションハウジング１０との間に並列に配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ2 はリングギヤ９３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００２０】
上述した各変速部６１，６２の回転部材のうち副変速部６１のクラッチＣ0 の回転数を検出するタービン回転数センサ６８と、出力軸５７の回転数を検出する出力軸回転数（車速）センサ６９とが設けられている。そして、出力軸５７にはプロペラシャフト（図示せず）などの動力伝達装置が接続され、この動力伝達装置を介して動力が車輪１０４に伝達されるように構成されている。
【００２１】
上記の自動変速機６では、各クラッチやブレーキを図５の作動図表に示すように係合・解放することにより前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図５において○印は係合状態、空欄は解放状態、◎印はエンジンブレーキ時の係合状態、△印は係合するものの動力伝達に関係しないことをそれぞれ示す。
【００２２】
自動変速機６は、図２に示すシフトレバー１０６をマニュアル操作することにより、例えばＰ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションを選択することが可能である。ここで、Ｐポジション、Ｎポジションが、トルクを車輪１０４に伝達することの不可能な非駆動ポジションに相当し、Ｒポジション、Ｄポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションが、トルクを車輪１０４に伝達することの可能な駆動ポジションに相当する。
【００２３】
そして、Ｄポジションは車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて前進第１速ないし第５速を設定するためのポジションであり、また４ポジションは、第１速ないし第４速、３ポジションは第１速ないし第３速、２ポジションは第１速および第２速、Ｌポジションは第１速をそれぞれ設定するためのポジションである。なお、３ポジションないしＬポジションは、エンジンブレーキレンジを設定するポジションであり、それぞれのポジションで設定可能な変速段のうち最も高速側の変速段でエンジンブレーキを効かせるように構成されている。
【００２４】
さらに、油圧制御部５６に対して油圧を供給する電動オイルポンプ１０７が設けられている。この電動オイルポンプ１０７は、ギヤポンプやベーンポンプなどのポンプとモータとを一体化した構成のものであって、油圧制御部５６に接近した位置（例えばトルクコンバータ５の外周側）に配置されている。
【００２５】
上記のエンジン１、モータ・ジェネレータ２、油圧制御部５６、クラッチ１００、電動オイルポンプ１０７などの各装置は、車両の状態を示す各種の検出信号や、予め設定されているデータならびに制御パターンに基づいて制御される。例えば図６に示すように、マイクロコンピュータを主体とする総合制御装置（ＥＣＵ）６０に各種の信号を入力し、その入力された信号に基づく演算結果を制御信号として出力するようになっている。
【００２６】
この入力信号の例を挙げれば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）コンピュータからの信号、車両安定化制御（ＶＳＣ：商標）コンピュータからの信号、エンジン回転数ＮE の信号、エンジン水温の信号、イグニッションスイッチからの信号、バッテリ１０２のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）信号、ヘッドライトのオン・オフ信号、デフォッガのオン・オフ信号、エアコンのオン・オフ信号、車速信号、自動変速機６の作動油温の信号、シフトレバー１０６の操作を示すシフトポジション信号、サイドブレーキのオン・オフ信号、フットブレーキペダル１０８のオン・オフ信号、触媒（排気浄化触媒）温度信号、アクセルペダル１０９の操作量を示すアクセル開度の信号、カム角センサからの信号、スポーツシフト信号、車両加速度センサからの信号、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクを調整するための動力源ブレーキ力スイッチからの信号、タービン回転数ＮT センサ６８からの信号、レゾルバ７の信号などである。
【００２７】
また、出力信号の例を挙げると、クラッチ１００への制御信号、点火装置への制御信号、噴射（燃料の噴射）装置への制御信号、コントローラ１０３への信号、スタータモータ１０５への信号、油圧制御部５６の自動変速機（ＡＴ）ソレノイドへの信号、油圧制御部５６のＡＴライン圧コントロールソレノイドへの信号、ＡＢＳアクチュエータへの信号、エアコン用コンプレッサなどの補機を制御する信号、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の駆動・停止をそれぞれ別個に表示する動力源インジケータへの信号、スポートモードインジケータへの信号、ＶＳＣアクチュエータへの信号、油圧制御部５６のＡＴロックアップコントロールバルブへの信号、電動オイルポンプ１０７に対する制御信号などである。
【００２８】
そして、アクセル開度、シフトポジション、車速、フットブレーキペダル１０８のオン・オフなどの信号が総合制御装置６０に入力されると、これらの信号に対応するエンジン出力、モータ・ジェネレータ２の出力が演算され、総合制御装置６０から制御信号が出力されて車両の駆動力が制御される。例えば、アクセル開度および車速をパラメータとするマップに基づいて、駆動力要求を演算するとともに、この駆動力要求の全部をエンジン１で発生させる駆動モードと、加速時などのように、駆動力要求の一部をエンジン１で発生させ、その不足分をモータ・ジェネレータ２の動力により補う駆動モードと、発進時などのように、エンジン効率の低い状態において、駆動力要求の全部をモータ・ジェネレータ２により発生させる駆動モードとを選択することが可能である。
【００２９】
また、総合制御装置６０においては、フットブレーキペダル１０８の信号、車速などに基づいて車両に対する減速要求が演算され、その減速要求に対応して油圧ブレーキ装置（図示せず）により負担するべき制動力と、モータ・ジェネレータ２により負担するべき制動力（回生制動トルク）とが演算される。
【００３０】
ここで、実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、モータ・ジェネレータ２がこの発明の電動機に相当し、自動変速機６がこの発明のトルク伝達機構に相当する。
【００３１】
つぎに、シフトレバー１０６のマニュアルシフト時におけるモータ・ジェネレータ２の制御内容を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、総合制御装置６０に入力される信号が処理され（ステップ２０１）、シフトレバー１０６がＰポジションまたはＮポジションの非駆動ポジションに操作されているか否かが判断される（ステップ２０２）。ステップ２０２で肯定判断された場合は、モータ・ジェネレータ２からトルクを出力する制御がおこなわれないためリターンされる。
【００３２】
これに対して、シフトレバー１０６が、前記非駆動ポジションから駆動ポジション（例えばＤポジション、Ｒポジション）にマニュアルシフトされて、車両が発進する可能性がある場合は、ステップ２０２で否定判断され、ついで、モータ・ジェネレータ２が、車輪１０４に対してトルクを伝達しない非力行状態（停止状態）から、車輪１０４に対してトルクを伝達する力行状態（駆動状態）に切り換えられるか否かが判断される（ステップ２０３）。
【００３３】
すなわち、Ｄポジションが選択されているとしても、車速が零であり、かつフットブレーキスイッチがオンされている場合は、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２がともに駆動を停止している。そこで、ステップ２０３においては、この状態から、ＤポジションまたはＲポジションへの切り換え操作に対応して、モータ・ジェネレータ２を単独で駆動するモードが選択されたか否か、言い換えればモータ・ジェネレータ２のトルクに応じて、トルクコンバータ５の機能によるクリープ力が発生する状態にあるか否かを判断しているのである。なお、モータ・ジェネレータ２を単独で駆動するモードであるか否かは、車速およびアクセル開度をパラメータとするマップに基づいて判断される。
【００３４】
ステップ２０３で否定判断された場合は、マニュアルシフトショックの可能性がないためリターンされる。ステップ２０３で肯定判断された場合は、前進段へのマニュアルシフトであれば第１クラッチＣ1 の係合が完了したか否か、後進段へのマニュアルシフトであれば、第２クラッチＣ2 の係合が完了したか否かが判断される（ステップ２０４）。このステップ２０４における「係合」には、第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の「係合過渡状態」は含まれない。
【００３５】
これに対して、第１クラッチＣ1 の係合が完了している時はステップ２０４で肯定判断される。ついで、アクセルペダル１０９が踏み込まれているか否かが判断され（ステップ２０５）、ステップ２０５で否定判断された場合は、運転者による積極的な発進意図はなく、モータ・ジェネレータ２のトルクを急激に増加させると、出力軸５７の出力トルクが急激に変化してマニュアルシフトショックが発生する可能性がある。そこで、モータ・ジェネレータ２のトルクを徐々に変化（増加）させる制御をおこなう（ステップ２０６）とともに、ロックアップクラッチ４９をオン（係合）し（ステップ２０７）、リターンされる。
【００３６】
一方、ステップ２０４で否定判断された場合は、第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の係合処理を継続するとともに（ステップ２０８）、モータ・ジェネレータ２のトルクを速やかに増加する制御をおこなう（ステップ２０９）。このようにステップ２０８およびステップ２０９の制御をおこなった場合は、第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の係合過渡状態で、その係合圧が制御されてモータ・ジェネレータ２のトルク変化が吸収されるため、車輪１０４に伝達される駆動トルクの急激な変化が抑制される。さらに、ロックアップクラッチ４９を係合し（ステップ２１０）、リターンされる。
【００３７】
前記ステップ２０５で肯定判断された場合は、運転者が発進を意図していることになるため、マニュアルシフトショックの抑制機能よりも、モータ・ジェネレータ２のトルクの増加応答性を重視してステップ２０９に進む。なお、図１の制御例において、ステップ２０５の内容を、フットブレーキペダル１０８のオン・オフを判断する内容に置換し、フットブレーキペダル１０８がオンされている（駆動要求がない）場合はステップ２０６に進み、フットブレーキペダル１０８がオフされている（駆動要求がある）場合はステップ２０９に進むようなルーチンを構成することも可能である。ここで、図１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、ステップ２０３，２０４，２０６，２０８，２０９がこの発明の電動機制御手段に相当する。
【００３８】
上記制御例に対応するタイムチャートの一例を、図７に基づいて説明する。まず、ステップ２０４およびステップ２０８，２０９，２１０に対応するシステムの状態を説明する。すなわち、モータ・ジェネレータ２の駆動指令が発生する以前は、第１クラッチＣ1 が実線で示すように非係合状態にあり、ロックアップクラッチ４９がオフ（解放）され、かつ、モータ・ジェネレータ２のトルクが零に制御されている。
【００３９】
そして、時刻ｔ１においてモータ・ジェネレータ２の駆動指令が発生すると、時刻ｔ１から時刻ｔ２に亘って、モータ・ジェネレータ２のトルクを、実線で示すように速やかに増加する制御がおこなわれる。また、時刻ｔ２以降は第１クラッチＣ1 に作用する油圧を徐々に増加する制御がおこなわれ、モータ・ジェネレータ２のトルクがほぼ一定値に制御される。その後、時刻ｔ５に到達する前に第１クラッチＣ1 の係合が完了し、ついで、時刻ｔ６からロックアップクラッチ２９の係合が開始されるとともに、モータ・ジェネレータ２のトルクを再度増加させる制御がおこなわれる。さらに、時刻ｔ７でロックアップクラッチ２９の係合が完了し、かつ、時刻ｔ７以降はモータ・ジェネレータ２のトルクがほぼ一定値に制御される。
【００４０】
つぎに、ステップ２０４およびステップ２０５，２０６，２０７に対応するシステムの状態について説明する。すなわち、モータ・ジェネレータ２の駆動指令が発生する以前に、第１クラッチＣ1 が破線で示すように係合状態にあり、ロックアップクラッチ４９がオフ（解放）され、かつ、モータ・ジェネレータ２のトルクが零に制御されている。
【００４１】
そして、時刻ｔ１においてモータ・ジェネレータ２の駆動指令が発生すると、時刻ｔ１から時刻ｔ３に亘って、モータ・ジェネレータ２のトルクを、破線または二点鎖線で示すように、徐々に増加する制御がおこなわれる。すなわち、破線または二点鎖線で示すトルク増加特性の方が、実線で示すトルク増加特性に比べて、トルクの増加勾配（立ち上げ割合）が緩やかに設定されている。
【００４２】
図７においては、破線で示すモータ・ジェネレータ２の特性が、フットブレーキペダル１０８のオフ（踏み込まれていない）に対応し、二点鎖線で示すモータ・ジェネレータ２の特性が、フットブレーキペダル１０８のオン（踏み込まれている）に対応する。具体的には、フットブレーキペダル１０８がオンされている場合よりも、フットブレーキペダル１０８がオフされている場合の方が、モータ・ジェネレータ２のトルクが緩やかに増加するような勾配に設定されている。なお、ステップ２０５において、アクセルペダル１０９の状態により駆動力要求を判断する場合は、モータ・ジェネレータ２のトルクの増加特性は、実線で示す特性よりも緩やかに増加される特性であればよい。
【００４３】
さらに、時刻ｔ３から時刻ｔ４に亘って、モータ・ジェネレータ２のトルクがほぼ一定値に制御される。その後、時刻ｔ４からロックアップクラッチ２９の係合が開始されるとともに、モータ・ジェネレータ２のトルクを再度増加させる制御がおこなわれる。さらに、時刻ｔ５でロックアップクラッチ２９の係合が完了し、かつ、時刻ｔ５以降はモータ・ジェネレータ２のトルクがほぼ一定値に制御される。
【００４４】
以上のようにこの実施形態によれば、シフトレバー１０６が非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換えられ、かつ、モータ・ジェネレータ２を非力行状態から力行状態に切り換える場合は、第１クラッチＣ1 ，第２クラッチＣ2 の係合・解放状態、または、アクセルペダル１０９あるいはフットブレーキペダル１０８の操作による駆動力要求の変化状態に基づいて、モータ・ジェネレータ２のトルクの変化状態が制御されている。このトルク変化状態には、トルクの変化量、変化速度、変化割合、変化率、変化勾配などの特性が含まれる。
【００４５】
具体的には、第１クラッチＣ1 ，第２クラッチＣ2 の係合が完了し、かつ、アクセルペダル１０９が踏み込まれていない場合は、第１クラッチＣ1 ，第２クラッチＣ2 の係合が完了していない場合に比べて、モータ・ジェネレータ２のトルクを緩やかに増加する制御がおこなわれている。つまり、モータ・ジェネレータ２を非力行状態から力行状態に切り換える際に、第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の係合が完了していない場合は、この第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の係合圧を制御することにより、車輪１０４に伝達されるトルクの急激な変化が抑制され、マニュアルシフトショックを防止することができる。
【００４６】
これに対して、モータ・ジェネレータ２を非力行状態から力行状態に切り換える際に、第１クラッチＣ1 または第２クラッチＣ2 の係合が完了している場合は、モータ・ジェネレータ２のトルク自体を徐々に増加させることにより、車輪１０４に伝達されるトルクの急激な変化が抑制され、マニュアルシフトショックを抑制することができる。
【００４７】
ここで、上記の実施形態に開示されたこの発明の特徴的な構成を記載すれば以下のとおりである。すなわち、車輪に動力を伝達する電動機と、この電動機と前記車輪との間に設けられ、かつ、係合・解放可能なクラッチを有するトルク伝達機構と、前記クラッチを制御することにより、前記電動機の動力を前記車輪に伝達する駆動ポジション、または前記電動機の動力を前記車輪に伝達しない非駆動ポジションを選択可能なシフト装置と、車両の乗員により操作される駆動力要求装置とを有し、この駆動力要求装置の操作状態に応じて前記電動機のトルクを制御することの可能な車両用電動機の制御装置において、前記シフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換える操作にともなって前記電動機のトルクを制御する場合に、前記駆動力要求装置の操作による駆動力要求の変化状態に基づいて、前記電動機のトルクの変化状態を制御する電動機制御手段を備えていることを特徴とする。ここで、シフト装置にはシフトレバーが含まれる。また、駆動力要求装置には、アクセルペダルとフットブレーキペダルとが含まれる。さらに、駆動力要求の変化状態には、変化量、変化速度、変化率、変化勾配が含まれる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合は、クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配が、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定される。したがって、例えば、シフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換える操作と、電動機を非力行状態から力行状態に切り換える制御とが並行しておこなわれる場合は、クラッチの係合が完了している場合としていない場合とで、電動機のトルクを制御することにより、駆動トルクの急激な変化が抑制され、マニュアルシフトショックを回避することができる。
また、請求項２の発明によれば、ニュートラルポジションからドライブポジションに変更され、かつ、電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合に、クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに制御できる。したがって、駆動力の急激な変化が抑制され、マニュアルシフトショックを回避することができる。
また、請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、前記クラッチの係合が完了している場合は、前記電動機のトルクが徐々に増加される。
さらに、請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオフされている場合における前記電動機のトルク増加勾配は、前記クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオンされている場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一制御例を示すフローチャートである。
【図２】 この発明を適用したハイブリッド車の構成を原理的に示すブロック図である。
【図３】 この発明の第２の動力源の制御系統を示すブロック図である。
【図４】 この発明の一例における自動変速機のギヤトレーンを示すスケルトン図である。
【図５】 図４の自動変速機の各変速段を設定するためのクラッチおよびブレーキの係合・解放を示す図表である。
【図６】 この発明の一例における総合制御装置における入出力信号を示す図である。
【図７】 図１のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。
【符号の説明】
２…モータ・ジェネレータ、 １０４…車輪、 Ａ１…ハイブリッド車、 Ｃ1 …第１クラッチ、 Ｃ2 …第２クラッチ。
Claims (4)
- 車輪に対してトルクを伝達する力行状態と車輪に対してトルクを伝達しない非力行状態とに切り換え可能な電動機と、この電動機と前記車輪との間に設けられ、かつ、係合・解放可能なクラッチを有するトルク伝達機構とを備えた車両用電動機の制御装置において、
前記トルク伝達機構を制御するシフト装置を非駆動ポジションから駆動ポジションに切り換える操作と、前記電動機を非力行状態から力行状態に切り換える制御とが並行しておこなわれる場合は、前記クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定する電動機制御手段を備えていることを特徴とする車両用電動機の制御装置。 - 車輪に対してトルクを伝達する力行状態と車輪に対してトルクを伝達しない非力行状態とに切り換え可能な電動機と、この電動機と前記車輪との間に設けられ、かつ、クラッチの係合・解放により複数の変速段を設定可能な自動変速機とを備え、前記クラッチが解放され、かつ、前記自動変速機でのトルク伝達が不可能であるニュートラルポジションと、前記クラッチが係合され、かつ、前記自動変速機でのトルク伝達が可能であるドライブポジションとを選択可能な車両用電動機の制御装置において、
前記ニュートラルポジションから前記ドライブポジションに変更され、かつ、前記電動機を非力行状態から力行状態に切り換える場合に、前記クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了していない場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに制御する電動機制御手段を備えていることを特徴とする車両用電動機の制御装置。 - 前記電動機制御手段は、前記クラッチの係合が完了している場合における前記電動機のトルクを徐々に増加する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用電動機の制御装置。
- 前記電動機制御手段は、前記クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオフされている場合における前記電動機のトルク増加勾配を、前記クラッチの係合が完了し、かつ、車両に設けられたフットブレーキペダルがオンされている場合における前記電動機のトルク増加勾配よりも緩やかに設定する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用電動機の制御装置。
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