JP5359639B2 - 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。

従来、ハイブリッド車両において、変速中、自動変速機の入力回転数が、設定された目標入力回転数となるように、モータ/ジェネレータのモータ回転数を制御するものが知られている。このモータ回転数制御では、変速中における自動変速機の入力回転数を、滑らかにギヤ比が変化するように精度良く制御し、変速ショックの発生を抑制しながら、所期の変速時間を達成することができるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２５７６１０号公報

しかしながら、例えば、２速→３速の変速終了直後に３速→４速の変速が開始されるというように、連続的に変速段が変更される連続変速時に、上記従来のモータ回転数制御を適用すると、以下の問題が発生してしまう。

すなわち、変速中におけるモータ回転数制御（回転数フィードバック制御）では、実入力回転数が目標入力回転数に近づく収束域ではモータトルクが上昇し、実入力回転数が目標入力回転数に収束するとモータトルクが絞られる。したがって、一つの変速が終了し、次の変速が開始されると、一旦絞られたモータトルクが再度出力され、次変速へ移行する際にモータトルクの変動が大きくなる。また、次変速へ移行する際に実入力回転数が、回転数収束による横這い状態から変化するというように段つき特性となる。このため、一つの変速が終了し次の変速が開始されるまでの変速移行領域で生じるトルク変動と実入力回転数の段つきにより、連続変速に段つき感が発生し、ドライバや乗員に違和感を与える。さらに、変速移行領域では、入力回転数の横這い状態を含むことで変速の進行が遅れるため、連続変速が開始されてから終了するまでに要する変速所要時間が長くなる。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、連続変速時、一つの変速から次変速が開始される間で生じるトルク変動と入力回転数の段つきの発生を抑え、連続変速の段つき感を改善すると共に変速所要時間の短縮化を図りながら、高品質の変速により連続変速を終了することができる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、前記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前記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、現在の変速段から最終変速段に至るまで隣接する変速段間での変速が複数回にわたって連続的に行われる連続変速であるか否かを判定する連続変速判定部を有し、前記連続変速判定部により連続変速であるとの判定時、現在の変速段から最終前の変速段に至るまでは前記モータに対し、ドライバ要求トルクに基づき演算された目標モータトルクを得る指令によるモータトルク制御を維持し、最終前の変速段から最終変速段への変速が開始されると、前記モータトルク制御から、前記モータに対し、変速パターンや車速に基づき演算された目標入力回転数を得る指令によるモータ回転数制御に変更する変速時モータ制御手段を設けた。

本発明の電動車両の制御装置にあっては、連続変速であるとの判定時、現在の変速段から最終前の変速段に至るまではモータに対し、ドライバ要求トルクに基づき演算された目標モータトルクを得る指令によるモータトルク制御が維持される。例えば、連続変速中も隣接段間の１段変速と同様にモータ回転数制御を行うようにした場合、一つの変速から次変速が開始される間でトルク変動と実入力回転数の段つきが発生する。しかし、連続変速中のうち、最終変速段への変速が開始されるまではモータトルク制御を採用することで、このトルク変動と実入力回転数の段つきの発生が抑えられ、連続変速の段つき感が改善されると共に変速所要時間の短縮化が図られる。
そして、最終前の変速段から最終変速段への変速が開始されると、モータ制御が、モータトルク制御から、モータに対し、変速パターンや車速に基づき演算された目標入力回転数を得る指令によるモータ回転数制御に変更される。したがって、最終変速段への変速に関しては、実入力回転数を目標入力回転数に応答良く追従させる制御により、ショックや間延び感を抑えた高品質の変速により連続変速を終了することができる。
この結果、連続変速時、一つの変速から次変速が開始される間で生じるトルク変動と入力回転数の段つきの発生を抑え、連続変速の段つき感を改善すると共に変速所要時間の短縮化を図りながら、高品質の変速により連続変速を終了することができる。

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ＡＴコントローラ７に設定されている自動変速機AT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１０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AT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AT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１０とモータコントローラ２に含まれる変速時モータ制御系を示す制御ブロック図である。 実施例１の統合コントローラ１０にて実行される変速時モータ制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両でのEV走行中であってアップ連続変速中の変速指令ギヤ比（NextGP_MAP）・制御ギヤ比（NextGP）・現在ギヤ比（CurGP）・連続変速判定・トルク制御判定・イナーシャフェーズフラグ（SIP）・コースト判定・アクセル開度（APO）・目標駆動トルク・MGトルクの各特性を示すタイムチャートである。 ２速→３速→４速への連続変速時において比較例での実入力回転数・目標入力回転数・MGトルクの各特性と実施例１での実入力回転数・目標入力回転数・MGトルクの各特性の対比を示すタイムチャートである。 コースト時において車速に応じたコースト駆動力から目標モータトルクを求めるための演算手法を示す演算ブロック図である。 要求駆動力を実現する変速段毎の変速機入力トルク（Ｔ／Ｍ入力トルク）の特性を示す図である。

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、フライホイールFWと、第１クラッチCL1と、モータ/ジェネレータMG（モータ）と、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、変速機入力軸INと、メカオイルポンプM-O/Pと、サブオイルポンプS-O/Pと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。

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。なお、エンジン出力軸には、フライホイールFWが設けられている。

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・半締結状態・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、ピストン１４ａを有する油圧アクチュエータ１４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。

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や駆動輪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）。なお、このモータ/ジェネレータMGのロータは、自動変速機ATの変速機入力軸INに連結されている。

前記第２クラッチCL2は、前記モータ/ジェネレータMGと左右後輪RL,RRの間に介装されたクラッチであり、ＡＴコントローラ７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８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。なお、第１クラッチ油圧ユニット６と第２クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ATに付設される油圧コントロールバルブユニットCVUに内蔵している。

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。そして、実施例１では、前記第２クラッチCL2として、自動変速機ATとは独立の専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦要素のうち、所定の条件に適合する摩擦要素（クラッチやブレーキ）を選択している。

前記自動変速機ATの変速機入力軸IN（＝モータ軸）には、変速機入力軸INにより駆動されるメカオイルポンプM-O/P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M-O/P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S-O/P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S-O/Pの駆動制御は、後述するＡＴコントローラ７により行われる。

前記自動変速機ATの変速機出力軸には、プロペラシャフトPSが連結されている。そして、このプロペラシャフトPSは、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RR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、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０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１０とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線１１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１２からのエンジン回転数情報と、統合コントローラ１０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レゾルバ１３からの情報と、統合コントローラ１０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）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、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１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

前記第１クラッチコントローラ５は、油圧アクチュエータ１４のピストン１４ａのストローク位置を検出する第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報と、統合コントローラ１０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油圧コントロールバルブユニットCVU内の第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。

前記ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と、車速センサ１７と、他のセンサ類１８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油圧コントロールバルブユニットCVU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。
この変速制御に加えて、統合コントローラ１０から目標CL2トルク指令を入力した場合、第２クラッチCL2のスリップ締結を制御する指令を油圧コントロールバルブユニットCVU内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する第２クラッチ制御を行う。
また、エンジン始動制御等において、統合コントローラ１０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。

前記ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９と、ブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、回生協調ブレーキ制御を行う。

前記統合コントローラ１０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、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１や他のセンサ・スイッチ類２２からの必要情報およびＣＡＮ通信線１１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、ＡＴコントローラ７へ目標CL2トルク指令、ブレーキコントローラ９へ回生協調制御指令を出力する。

この統合コントローラ１０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AT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、ファイナルギヤ等を介して駆動輪（左右後輪RL,RR）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PC3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AT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１０とモータコントローラ２に含まれる変速時モータ制御系を示す制御ブロック図である。

前記統合コントローラ１０は、駆動トルクマップ設定部１０ａと、エネルギーマネージメント演算部１０ｂと、連続変速時モータトルク演算部１０ｃと、目標モータトルク選択部１０ｄと、目標入力回転数演算部１０ｅと、ＡＮＤ回路１０ｆと、を備えている。

前記駆動トルクマップ設定部１０ａは、アクセル開度とモータ回転数による駆動トルクマップを設定していて、入力したアクセル開度情報とモータ回転数情報に基づき、目標駆動トルクを算出する。

前記エネルギーマネージメント演算部１０ｂは、目標駆動トルクを入力し、「HEVモード」が選択されているとき、エネルギー効率を考慮して目標エンジントルクと目標モータトルクに分け、「EVモード」が選択されているとき、目標駆動トルクを全て目標モータトルクにて分担する。そして、目標エンジントルクは、エンジンコントローラ１へ出力し、目標モータトルクは、目標モータトルク選択部１０ｄへ出力する。

前記連続変速時モータトルク演算部１０ｃは、連続変速時、モータ/ジェネレータMGへのモータトルクをドライバ要求トルクより高い値に補正演算し、目標モータトルク選択部１０ｄへ出力する。

前記目標モータトルク選択部１０ｄは、連続変速判定がOFFのとき、エネルギーマネージメント演算部１０ｂからの目標モータトルクを最終の目標モータトルクとして選択し、連続変速判定がONのとき、連続変速時モータトルク演算部１０ｃからの連続変速時モータトルクを目標モータトルクとして選択する。そして、選択した目標モータトルクは、回転数制御/トルク制御選択部２ａへ出力する。

前記目標入力回転数演算部１０ｅは、変速パターン（変速の種類）と車速VSP（変速機出力回転数）を入力し、変速パターンと変速機出力回転数により、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演算し、目標入力回転数を回転数制御/トルク制御選択部２ａへ出力する。

前記ＡＮＤ回路１０ｆは、変速中であるという条件と連続変速でないという条件が共に成立するとき、回転数制御判定結果をONとし、それ以外のとき、回転数制御判定結果をOFFとし、その判定結果を回転数制御/トルク制御選択部２ａへ出力する。

前記モータコントローラ２は、回転数制御/トルク制御選択部２ａと、ＭＧ動作点演算部２ｂと、を備えている。

前記回転数制御/トルク制御選択部２ａは、回転数制御判定結果と目標入力回転数と目標モータトルクを入力し、回転数制御判定結果がONのとき、目標入力回転数を選択し、回転数制御判定結果がOFFのとき、目標モータトルクを選択する。

前記ＭＧ動作点演算部２ｂは、目標入力回転数の選択時、目標入力回転数を得るモータ/ジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を演算し、目標モータトルクの選択時、目標モータトルクを得るモータ/ジェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を演算する。

図７は、実施例１の統合コントローラ１０にて実行される変速時モータ制御処理の流れを示すフローチャートである（変速時モータ制御手段）。以下、図７の各ステップについて説明する。
なお、「NextGP_MAP」は変速指令ギヤ比であり、図２に示すシフトマップ上で運転点が変速線を横切ったときに出力される。「NextGP」は制御ギヤ比であり、各変速制御の開始時に出力される。「CurGP」は現在ギヤ比であり、各変速制御の終了時に出力される。「SIP」はイナーシャフェーズフラグであり、変速動作の進行により変速比（入力回転数）が変化するイナーシャフェーズ中にSIP≠０が出力される。

ステップＳ１では、変速中（変速開始から変速終了まで）であるか否かを判断し、YES（変速中である）の場合はステップＳ３へ進み、NO（変速中でない）の場合はステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、ステップＳ１での変速中でないとの判断に続き、モータ/ジェネレータMGに対し、ドライバ要求トルクに基づき演算された目標モータトルクを得る指令によるモータトルク制御を実行し、リターンへ進む。

ステップＳ３では、ステップＳ１での変速中であるとの判断に続き、連続変速判定がONであるか否かを判断し、YES（連続変速判定ON）の場合はステップＳ５へ進み、NO（連続変速判定OFF）の場合はステップＳ４へ進む。
ここで、連続変速判定は、変速指令ギヤ比NextGP_MAPが、変速前ギヤ比より２以上大きいアップシフト変速指令が出力された場合にONとする。また、変速指令ギヤ比NextGP_MAPが、変速前ギヤ比の±１の変速指令が出力された場合にOFFとする。そして、ONとなった後、制御ギヤ比NextGPが、２以上大きいアップシフト変速が終了したことでNextGP＝CurGPとなった場合、あるいは、ONとなった後、５秒経過した場合にOFFとする。

ステップＳ４では、ステップＳ３での連続変速判定OFFであるとの判断、あるいは、ステップＳ５でのトルク制御継続判定OFFであるとの判断に続き、モータ/ジェネレータMGに対し、変速パターンや車速VSPに基づき演算された目標入力回転数を得る指令によるモータ回転数制御を実行し、リターンへ進む。

ステップＳ５では、ステップＳ３での連続変速判定ONであるとの判断に続き、トルク制御継続判定がONであるか否かを判断し、YES（トルク制御継続判定ON）の場合はステップＳ６へ進み、NO（トルク制御継続判定OFF）の場合はステップＳ４へ進む。
ここで、トルク制御継続判定は、
・SIP≠０（イナーシャフェーズ中）
・コースト判定時
・AT油温＞設定温度
・現在変速段CurGPが先出し変速段の場合（例えば：CurGP=１，２，３，４）
以上の条件がANDで成立したときONとする。なお、AT油温条件を含めているのは、低温で先出ししている解放クラッチの抜け性が悪い場合を排除するためである。
また、トルク制御継続判定は、
・SIP≠０ ＆ NextGP_MAP≦CurGP＋１
・コースト判定＝OFF
・AT油温≦設定温度
・現在変速段CurGPが先出し変速段でない場合（例えば、：CurGP=１，２，３，４）
以上の条件がORで成立したときOFFとする。

ステップＳ６では、ステップＳ５でのトルク制御継続判定ONであるとの判断に続き、連続変速時モータトルクを演算し、ステップＳ７へ進む。
ここで、連続変速時モータトルクは、
連続変速時モータトルク＝目標駆動トルク×係数（下限値の設定有り）
の式により、目標駆動トルク（＝ドライバ要求トルク）より大きな値として演算される。
なお、下限値は、SIP＝０のときは、下限値＝Max{定数(各ギヤ段(CurGP)毎)，RLIMMG1}により与える。SIP≠０のときは、下限値＝RLIMMGにより与える。

ステップＳ７では、ステップＳ６での連続変速時モータトルクの演算に続き、連続変速時モータトルクを目標値とする連続変速時トルク制御を実行し、リターンへ進む。

次に、作用を説明する。
実施例１のＦＲハイブリッド車両の制御装置における作用を、「コースト連続変速時のモータ制御作用」、「連続変速時モータ制御の対比作用」、「連続変速時トルク制御作用」に分けて説明する。

［コースト連続変速時のモータ制御作用］
実施例１のコースト連続変速時のモータ制御処理作用を、図７のフローチャートに基づき説明する。

変速中でないときには、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→リターンへと進む流れが繰り返され、モータ/ジェネレータMGの制御として、モータトルクを目標モータトルクに一致させるモータトルク制御が実行される。

変速中であるが、隣接する変速段間でのアップ変速やダウン変速であり連速変速判定がOFFのときには、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→リターンへと進む流れが繰り返され、モータ/ジェネレータMGの制御として、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モータ回転数制御が実行される。

変速中であり、連速変速判定がONで、かつ、トルク制御継続判定がONのときには、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→リターンへと進む流れが繰り返され、モータ/ジェネレータMGの制御として、モータトルクを、ステップＳ６で演算された連続変速時モータトルクに一致させる連続変速時トルク制御が実行される。
ここで、連続変速判定では、変速指令ギヤ比NextGP_MAPが、変速前ギヤ比より２以上大きいアップシフト変速指令が出力された場合にONとされる。また、トルク制御継続判定では、
・SIP≠０（イナーシャフェーズ中）
・コースト判定時
・AT油温＞設定温度
・現在変速段CurGPが先出し変速段の場合（例えば：CurGP=１，２，３，４）
以上の条件がANDで成立したときONとされる。

そして、連続変速時トルク制御が実行中、トルク制御継続判定ステップであるステップＳ５において、トルク制御継続判定がOFFとされると、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ４→リターンへと進む流れが繰り返され、モータ/ジェネレータMGの制御として、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モータ回転数制御が実行される。
ここで、トルク制御継続判定では、
・SIP≠０ ＆ NextGP_MAP≦CurGP＋１
・コースト判定＝OFF
・AT油温≦設定温度
・現在変速段CurGPが先出し変速段でない場合（例えば、：CurGP=１，２，３，４）
以上の条件がORで成立したときOFFとされる。

そして、アップシフト連続変速が終了すると、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→リターンへと進む流れ、モータ/ジェネレータMGの制御として、モータトルクを目標モータトルクに一致させるモータトルク制御に復帰する。

したがって、例えば、運転点（VSP,APO）が図２のＣ点にあることで２速段が選択されている走行中、アクセル足離し操作を行うことで運転点（VSP,APO）が図２のＤ点へ移行した場合について図８のタイムチャートにより説明する。

時刻t0にてアクセル足離し操作を開始すると、時刻t1にて２→３アップ変速線を横切ることで変速指令ギヤ比NextGP_MAPが２→３変速指令を出し、時刻t2にてアクセル開度APOがコースト判定開度以下になることでコースト判定ONを出す。そして、時刻t3にて３→４アップ変速線を横切ることで変速指令ギヤ比NextGP_MAPが３→４変速指令を出すと共に、連続変速判定がOFFからONに切り替わる。そして、時刻t4にてアクセル開度APOが全閉になると、時刻t0から時刻t4までは、目標駆動トルクとMGトルクがアクセル開度APOの低下に沿って低下する特性を示す。そして、時刻t5にて制御ギヤ比NextGPが２速ギヤ比から３速ギヤ比に変化すると、２速→３速のアップ変速が開始される。

時刻t5からの２速→３速のアップ変速中、時刻t6にてイナーシャフェーズが開始されると、トルク制御継続判定がOFFからONに切り替わると共に、イナーシャフェーズフラグSIPがOFFからONに切り替わり、連続変速時トルク制御が実行され、時刻t7にてイナーシャフェーズフラグSIPがONからOFFに切り替わりイナーシャフェーズが終了する。よって、時刻t6から時刻t7までのイナーシャフェーズ中、実線によるMGトルク特性に示すように、イナーシャフェーズの開始域で変動するが、その後は低いトルクで推移する。ちなみに、時刻t6から時刻t7までのイナーシャフェーズ中、比較例制御の場合は、モータ/ジェネレータMGの制御として、モータ回転数制御が実行されるため、点線によるMGトルク特性に示すように、実入力回転数を目標入力回転数に収束させるイナーシャフェーズ後期にモータトルクの急上昇がみられる。

時刻t8にて現在ギヤCurGPが２速ギヤ比から３速ギヤ比へ変化すると、２速→３速のアップ変速が終了し、時刻t9にて制御ギヤ比NextGPが３速ギヤ比から４速ギヤ比に変化し、３速→４速のアップ変速が開始され、さらに、時刻t10にて３速→４速のアップ変速でのイナーシャフェーズが開始されるまで、連続変速時トルク制御の実行を継続したままとされる。よって、時刻t7から時刻t10までの変速移行中、実線によるMGトルク特性に示すように、MGトルクは下限値に維持される。ちなみに、時刻t7から時刻t10までの変速移行中、比較例制御の場合は、点線によるMGトルク特性に示すように、急上昇したモータトルクが一旦絞られることになる。

時刻t9からの３速→４速のアップ変速中、時刻t10にてイナーシャフェーズが開始されると、トルク制御継続判定がONからOFFに切り替わると共に、イナーシャフェーズフラグSIPがOFFからONに切り替わり、連続変速時トルク制御からモータ回転数制御に切り替わり、時刻t11にてイナーシャフェーズフラグSIPがONからOFFに切り替わりイナーシャフェーズが終了するまでモータ回転数制御が維持される。よって、時刻t10から時刻t11までのイナーシャフェーズ中、モータ/ジェネレータMGの制御として、モータ回転数制御が実行されるため、実線によるMGトルク特性と点線によるMGトルク特性に示すように、実入力回転数を目標入力回転数に収束させるイナーシャフェーズ後期にモータトルクの急上昇がみられる同様の特性を示す。

時刻t12にて現在ギヤCurGPが３速ギヤ比から４速ギヤ比へ変化すると、３速→４速のアップ変速が終了し、時刻t12にて連続変速判定がONからOFFに切り替えられ、４速でのトルク制御が開始される。

［連続変速時モータ制御の対比作用］
図９は、２速→３速→４速への連続変速時において比較例での実入力回転数・目標入力回転数・MGトルクの各特性と実施例１での実入力回転数・目標入力回転数・MGトルクの各特性の対比を示すタイムチャートである。以下、図９に基づき連続変速時モータ制御の対比作用を説明する。

まず、２速→３速→４速への連続変速に際し、２速→３速のアップ変速と３速→４速のアップ変速を共にモータ回転数制御（フィードバック制御）とするものを比較例とする。
この比較例の場合、２速→３速のアップ変速時にモータ回転数制御を行うと、実入力回転数が目標入力回転数へ収束する領域では、実入力回転数を低下させて入力回転数偏差を無くすためにモータトルクが急上昇する。そして、実入力回転数が目標入力回転数へ近づいて収束すると、入力回転数偏差が無くなるためにモータトルクが急に絞られる。そして、２速→３速のアップ変速が終了し、次の３速→４速のアップ変速が開始されるとき、一旦絞られたモータトルクが再度出力される。したがって、図８の比較例におけるMGトルク特性に示すように、モータトルクの変動が大きくなる。
また、２速→３速のアップ変速の終了から３速→４速のアップ変速の開始まで移行する際の実入力回転数は、枠Ａの実入力回転数特性に示すように、目標入力回転数への収束により実入力回転数が横這い状態から回転数が低下する段つき特性となる。

このため、２速→３速のアップ変速が終了し、次の３速→４速のアップ変速が開始される変速移行領域で生じるMGトルクの変動と実入力回転数の段つきにより、２速→３速アップ変速から３速→４速アップ変速への連続性が損なわれ、連続変速の段つき感が発生する。この連続変速の段つき感は、ドライバや乗員に違和感を与える原因となる。さらに、変速移行領域では、実入力回転数の低下が抑えられる回転数維持特性を経過するため、変速の進行が遅れることになり、連続変速が開始されてから終了するまでに要する変速所要時間が長くなる。

このように比較例の場合、２速→３速→４速への連続変速時、２速→３速のアップ変速をモータ回転数制御とした結果、連続変速の段つき感が発生すると共に変速所要時間が長くなり、変速フィーリングを悪化させる。

これに対し、実施例１では、連続変速であるとの判定時、現在の変速段から最終前の変速段に至るまで、つまり、２速→３速→４速への連続変速の場合は、２速→３速のアップ変速まではモータ/ジェネレータMGのトルク制御を維持し、最終前の変速段から最終変速段への変速、つまり、３速→４速のアップ変速が開始されると、モータ/ジェネレータMGをトルク制御から回転数制御に変更するようにしている。

したがって、２速→３速→４速への連続変速であるとの判定時、２速→３速のアップ変速まではモータ/ジェネレータMGのトルク制御が維持される。このため、MGトルクは、枠ＢのMGトルク特性に示すように、目標モータトルクに追従する滑らかな特性を示し、２速→３速のアップ変速にてモータ回転数制御を行う場合のようなトルク変動の発生が抑えられる。

そして、２速→３速のアップ変速域では、実入力回転数が変速の進行にしたがって低下していき、実入力回転数が３速→４速のアップ変速を開始する回転数（３速インギヤ回転数）になると、そのままモータ回転数制御による３速→４速のアップ変速が開始され、２速→３速のアップ変速にてモータ回転数制御を行う場合のような実入力回転数特性に段つきが発生するのが抑えられる。

このように２速→３速のアップ変速をモータトルク制御に変更した結果、入力回転数の変化が滑らかで入力回転数の変化時間が短くなるため、連続変速の段つき感が改善されると共に変速所要時間の短縮化（レスポンス改善）が図られ、２速→３速→４速への連続変速時に変速フィーリングを向上させることができる。

そして、３速→４速のアップ変速が開始されると、モータ制御がトルク制御から回転数制御に変更される。したがって、３速→４速のアップ変速に関しては、実入力回転数を目標入力回転数に応答良く追従させる制御により、ショックや間延び感を抑えた高品質の３速→４速のアップ変速により連続変速を終了することができる。

［連続変速時トルク制御作用］
実施例１では、アクセル足離し操作によるコースト連続変速であるとの判定に基づき、モータ/ジェネレータMGに対し連続変速時トルク制御を実行しているとき、モータ/ジェネレータMGへのトルク指令を、ドライバ要求トルクよりも大きい値の連続変速時モータトルクを得る指令としている。

これは、コースト状態での連続変速の場合、モータトルク制御中のＴ／Ｍ入力トルクが小さくなるため、自動変速機ATの入力側にモータ/ジェネレータMGを搭載していないエンジン車に比べ入力回転数の変化が起こりにくくなるためである。以下、その理由を説明する。

ドライバが要求する駆動力を実現するＴ／Ｍ入力トルクは、図１１に示すように、１速トルクが最も高く、２速トルク、３速トルク、４速トルク、５速トルク、７速トルクと変速段がハイ側に向かうにしたがって低くなるし、車速が低速域で１速を選択されたときにのみ正のトルクとなり、車速が低速域を超えた２速以降は負のトルクとなる。

よって、目標モータトルクを演算するにあたっては、図１０に示すように、車速に対する目標クリープ・コースト駆動力マップを、図１１示す要求駆動力を実現するＴ／Ｍ入力トルク特性により与え、そのときの車速VSPによって目標コースト駆動トルクを求める。そして、駆動力が一定になるよう目標コースト駆動力を実ギヤ比で割り算し、コースト駆動トルクを求め、さらに、コースト駆動トルクからエンジンフリクショントルクを差し引いて目標モータトルクを算出する。

そのため、コースト状態での連続変速中であり、最終変速段でない場合は、モータトルク制御中（インギヤ状態）の要求駆動力を実現するＴ／Ｍ入力トルクが、エンジン車での要求駆動力を実現するＴ／Ｍ入力トルクに比べ小さくなる。例えば、２速→３速→４速の連続変速中、最終変速段である４速段でない場合は、図１１に示すように、４速トルクの負トルクレベルに比べて３速トルクの負トルクレベルが小さくなる。

したがって、コースト状態での連続変速の場合であって、回転数制御に移行させずトルク制御を継続する場合、要求駆動力を実現するＴ／Ｍ入力トルク特性に基づき算出した目標モータトルクを得る指令を出力する構成としたら、入力回転数の変化が起こりにくく、高い変速所要時間の短縮（レスポンス改善）を狙えない。

これに対し、モータ/ジェネレータMGに対する連続変速時トルク制御の実行時、モータ/ジェネレータMGへのトルク指令を高めるようにしたため、連続変速時トルク制御中、入力回転数の変化を促進し、高い変速所要時間の短縮（レスポンス改善）を狙うことができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のＦＲハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙す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、現在の変速段から最終変速段に至るまで隣接する変速段間での変速が複数回にわたって連続的に行われる連続変速であるか否かを判定する連続変速判定部（ステップＳ３）を有し、前記連続変速判定部（ステップＳ３）により連続変速であるとの判定時、現在の変速段から最終前の変速段に至るまでは前記モータ（モータ/ジェネレータMG）のトルク制御を維持し、最終前の変速段から最終変速段への変速が開始されると、前記モータ（モータ/ジェネレータMG）をトルク制御から回転数制御に変更する変速時モータ制御手段（図７）を設けた。
このため、連続変速時、一つの変速から次変速が開始される間で生じるトルク変動と入力回転数の段つきの発生を抑え、連続変速の段つき感を改善すると共に変速所要時間の短縮化を図りながら、高品質の変速により連続変速を終了することができる。

(2) 前記変速時モータ制御手段（図７）は、トルク制御の継続条件を判定するトルク制御継続判定部（ステップＳ５）を有し、前記連続変速判定部（ステップＳ３）と前記トルク制御継続判定部（ステップＳ５）によりアクセル足離し操作によるアップ連続変速であるとの判定時であって、現在の変速段から最終前の変速段に至るまでの前記モータ（モータ/ジェネレータMG）のトルク制御中、前記モータ（モータ/ジェネレータMG）へのトルク指令を、ドライバ要求トルクよりも大きい値に補正演算する連続変速時モータトルク演算部（ステップＳ６）を有する。
このため、アクセル足離し操作によるアップ連続変速での連続変速時トルク制御中、自動変速機ATへの入力回転数の変化が促進され、ドライバ要求トルクに基づきモータトルク指令を出力する場合に比べ、変速所要時間の短縮化を図ることができる。

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、連続変速として、２速→３速→４速に移行するコースト状態でのアップ連続変速の例を示した。しかし、変速段が３段階以上に連続して変速する場合も適用することができ、３段階以上の連続変速時も最終段の変速までトルク制御を維持する。また、アップ連続変速に限らず、ダウン連続変速にも適用できるし、さらに、ドライブ状態でのアップ連続変速やダウン連続変速についても本発明の制御を適用することができる。

実施例１では、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の中から選択する例を示した。しかし、自動変速機ATとは別に第２クラッチCL2を設けても良く、例えば、モータ/ジェネレータMGと変速機入力軸との間に自動変速機ATとは別に第２クラッチCL2を設ける例や、変速機出力軸と駆動輪の間に自動変速機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３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
IN 変速機入力軸
M-O/P メカオイルポンプ
S-O/P サブオイルポンプ
RL 左後輪（駆動輪）
RR 右後輪（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 ＡＴコントローラ
８ 第２クラッチ油圧ユニット
９ ブレーキコントローラ
１０ 統合コントローラ

Claims (2)

1. 駆動系に、モータと、有段の自動変速機と、駆動輪と、を備え、
   前記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前記モータの回転数を制御する電動車両の制御装置において、
   現在の変速段から最終変速段に至るまで隣接する変速段間での変速が複数回にわたって連続的に行われる連続変速であるか否かを判定する連続変速判定部を有し、
   前記連続変速判定部により連続変速であるとの判定時、現在の変速段から最終前の変速段に至るまでは前記モータに対し、ドライバ要求トルクに基づき演算された目標モータトルクを得る指令によるモータトルク制御を維持し、最終前の変速段から最終変速段への変速が開始されると、前記モータトルク制御から、前記モータに対し、変速パターンや車速に基づき演算された目標入力回転数を得る指令によるモータ回転数制御に変更する変速時モータ制御手段を設けた
   ことを特徴とする電動車両の制御装置。
2. 請求項１に記載された電動車両の制御装置において、
   前記変速時モータ制御手段は、トルク制御の継続条件を判定するトルク制御継続判定部を有し、
   前記連続変速判定部と前記トルク制御継続判定部によりアクセル足離し操作によるアップ連続変速であるとの判定時であって、現在の変速段から最終前の変速段に至るまでの前記モータのトルク制御中、前記モータへのトルク指令として、車速に対する目標クリープ・コースト駆動力マップに基づき算出される目標駆動トルクの負トルクレベルを高めた連続変速時モータトルクを演算する連続変速時モータトルク演算部を有する
   ことを特徴とする電動車両の制御装置。

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