JP7452033B2 - ハイブリッド車両のモータトルク制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッド車両のモータトルク制御装置に関する。
特許文献１には、エンジンから駆動輪までの動力伝達経路上にモータ・ジェネレータとマニュアルトランスミッションが配置され、エンジンとモータ・ジェネレータとの間に自動クラッチを備え、モータとマニュアルトランスミッションとの間にマニュアルクラッチを備えたハイブリッド車両が開示されている。
特開２０１３－１８４６８９号公報
このようなハイブリッド車両において、モータ・ジェネレータのみを駆動源とするＥＶ走行モード中は、駆動輪にモータ・ジェネレータのみが接続されるため、モータ・ジェネレータの慣性モーメントが発生する。エンジン及びモータ・ジェネレータを駆動源とするハイブリッド走行モード中は、エンジンとモータ・ジェネレータが駆動輪に接続されるため、エンジンとモータ・ジェネレータの両慣性モーメントが発生する。両者を比較すると、ＥＶ走行モード時の慣性モーメントのほうが小さいため、相対的にＥＶ走行モード中のモータ・ジェネレータの回転速度変化率が大きくなる。
この慣性モーメントの違いにより、ＥＶ走行モードではハイブリッド走行モードに比べてハイブリッド車両の加減速度が大きくなりやすい。このため、ＥＶ走行モードとハイブリッド走行モードの両モードで運転者が同一の運転操作を行なったとしても、運転者の運転操作に対してモード毎の車両挙動が異なる為、運転者に違和感を覚えさせるおそれがあった。より具体的には、変速時にモータ・ジェネレータの出力と変速機の入力側の回転数を同期させることが難しくなり、ＥＶ走行モードとハイブリッド走行モードとの間で車両挙動がバラツクおそれがあった。
そこで、本発明は、制御モードの違いにより、運転者の運転操作に対する車両挙動が著しく異なる状況を抑制させることができるハイブリッド車両のモータトルク制御装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決するため本発明は、エンジンとモータとが自動クラッチを介して接続され、前記モータと変速機とがマニュアルクラッチを介して接続されたハイブリッド車両のモータトルク制御装置であって、前記ハイブリッド車両の制御モードとして、前記自動クラッチを解放して前記モータの動力で走行するＥＶモードと、前記自動クラッチを係合して前記エンジン、または前記エンジン及び前記モータの動力で走行するＨＥＶモードとを有し、少なくともアクセル開度に基づいて算出されるドライバ要求トルクに基づいて前記ＥＶモードと前記ＨＥＶモードとを切り替える制御部を備え、前記制御部は、前記マニュアルクラッチの係合前に、前記ＨＥＶモード時の前記モータの回転速度の変化率を基準として、前記ＥＶモード時の前記モータの回転速度の変化率が、その基準と略同一となるように、前記ＥＶモード時には、エンジン慣性モーメント相当のトルクを前記モータのトルクに加算または減算する補正を行なうものである。
このように、本発明によれば、制御モードの違いにより、運転者の運転操作に対する車両挙動が著しく異なる状況を抑制させることができる。
図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両に搭載されたＥＣＵによって参照されるドライバ要求トルクを算出するマップの例を示す図である。 図３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両に搭載されたＥＣＵによって実行されるモータトルク制御処理の手順を示すフローチャートである。 図４は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両のモータトルク制御処理による、加速時にマニュアルトランスミッションの変速段を１速段から２速段へ変速する場合のモータジェネレータのトルク指令値とＭＧ回転速度の変化を示すタイムチャートである。 図５は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両のモータトルク制御処理による、減速時にマニュアルトランスミッションの変速段を３速段から２速段へ変速する場合のモータジェネレータのトルク指令値とＭＧ回転速度の変化を示すタイムチャートである。 図６は、本発明の一実施例の第１の他の態様に係るハイブリッド車両に搭載されたＥＣＵによって実行されるモータトルク制御処理の手順を示すフローチャートである。 図７は、本発明の一実施例の第２の他の態様に係るハイブリッド車両に搭載されたＥＣＵによって実行されるモータトルク制御処理の手順を示すフローチャートである。 図８は、本発明の一実施例の第３の他の態様に係るハイブリッド車両に搭載されたＥＣＵによって実行されるモータトルク制御処理の手順を示すフローチャートである。
本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両のモータトルク制御装置は、エンジンとモータとが自動クラッチを介して接続され、モータと変速機とがマニュアルクラッチを介して接続されたハイブリッド車両のモータトルク制御装置であって、ハイブリッド車両の制御モードとして、自動クラッチを解放してモータの動力で走行するＥＶモードと、自動クラッチを係合してエンジン、またはエンジン及びモータの動力で走行するＨＥＶモードとを有し、少なくともアクセル開度に基づいて算出されるドライバ要求トルクに基づいてＥＶモードとＨＥＶモードとを切り替える制御部を備え、制御部は、モータの回転速度の変化率が、ＥＶモード時とＨＥＶモード時で略同一となるようにモータのトルクを補正するよう構成されている。
これにより、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両のモータトルク制御装置は、制御モードの違いにより、運転者の運転操作に対する車両挙動が著しく異なる状況を抑制させることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例に係るモータトルク制御装置を搭載したハイブリッド車両について詳細に説明する。
図１において、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両１は、エンジン２と、モータとしてのモータジェネレータ３と、変速機としてのマニュアルトランスミッション４と、ディファレンシャル５と、駆動輪６と、制御部としてのＥＣＵ（Electric Control Unit）１０と、を含んで構成されている。
エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行なうように構成されている。
モータジェネレータ３は、インバータ３０を介してバッテリ３１から供給される電力によって駆動する電動機としての機能と、マニュアルトランスミッション４から入力される逆駆動力または、エンジン２から入力される駆動力によって発電を行う発電機としての機能とを有する。
インバータ３０は、ＥＣＵ１０の制御により、バッテリ３１から供給された直流電力を三相の交流電力に変換してモータジェネレータ３に供給したり、モータジェネレータ３によって生成された三相の交流電力を直流電力に変換してバッテリ３１を充電したりする。バッテリ３１は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池によって構成されている。
マニュアルトランスミッション４は、エンジン２又はモータジェネレータ３、若しくは双方から出力された回転を複数の変速段のいずれかに応じた変速比で変速して出力する手動変速機によって構成されている。マニュアルトランスミッション４は、ディファレンシャル５を介して左右の駆動輪６に接続されている。
マニュアルトランスミッション４で成立可能な変速段としては、例えば低速段である１速段から高速段である５速段までの走行用の変速段と、後進段とがある。走行用の変速段の段数は、ハイブリッド車両１の諸元により異なり、上述の１速段から５速段に限られるものではない。
マニュアルトランスミッション４における変速段は、運転者により操作されるシフトレバー４０の操作位置に応じて切り替えられるようになっている。シフトレバー４０の操作位置は、シフトポジションセンサ４１により検出される。シフトポジションセンサ４１は、ＥＣＵ１０に接続されており、検出結果をＥＣＵ１０に送信するようになっている。
マニュアルトランスミッション４には、ニュートラルスイッチ４２が設けられている。ニュートラルスイッチ４２は、ＥＣＵ１０に接続されている。ニュートラルスイッチ４２は、マニュアルトランスミッション４においていずれの変速段も成立していない状態、つまりニュートラル状態であることを検出するもので、マニュアルトランスミッション４がニュートラル状態にあるときにＯＮされるスイッチである。
エンジン２とモータジェネレータ３との間の動力伝達経路には、自動クラッチ７が設けられている。自動クラッチ７としては、例えば摩擦クラッチを用いることができる。エンジン２とモータジェネレータ３とは、自動クラッチ７を介して接続されている。
自動クラッチ７は、クラッチアクチュエータ７０によって作動され、エンジン２とモータジェネレータ３との間で動力を伝達する係合状態と、動力を伝達しない解放状態とが切り替えられるようになっている。クラッチアクチュエータ７０は、ＥＣＵ１０に接続され、ＥＣＵ１０によって制御されるようになっている。
モータジェネレータ３とマニュアルトランスミッション４との間の動力伝達経路には、マニュアルクラッチ８が設けられている。モータジェネレータ３とマニュアルトランスミッション４とは、マニュアルクラッチ８を介して接続されている。
マニュアルクラッチ８は、運転者により操作されるクラッチペダル８０の踏み込み量に連動して作動する機械式のクラッチである。マニュアルクラッチ８としては、例えば摩擦クラッチを用いることができる。
クラッチペダル８０の踏み込み量は、クラッチペダルセンサ８１によって検出される。クラッチペダルセンサ８１は、ＥＣＵ１０に接続されており、クラッチペダル８０の踏み込み量に応じた信号をＥＣＵ１０に送信するようになっている。
ＥＣＵ１０は、クラッチペダル８０の踏み込み量が、所定のクラッチ係合判定閾値より小さい場合、マニュアルクラッチ８が係合状態にあると判定する。ＥＣＵ１０は、クラッチペダル８０の踏み込み量が、所定のクラッチ解放判定閾値より大きい場合、マニュアルクラッチ８が解放状態にあると判定する。
ハイブリッド車両１は、運転者により操作されるアクセルペダル９０を備えている。アクセルペダル９０の踏み込み量は、アクセル開度センサ９１によって検出される。アクセル開度センサ９１は、ＥＣＵ１０に接続されており、アクセルペダル９０の踏み込み量をアクセル開度として検出し、当該アクセル開度に応じた信号をＥＣＵ１０に送信するようになっている。
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ１０として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、コンピュータユニットは、本実施例におけるＥＣＵ１０として機能する。
ＥＣＵ１０には、上述したセンサ類のほか、車速センサ１１が接続されている。車速センサ１１は、ハイブリッド車両１の車速を検出し、検出結果をＥＣＵ１０に送信するようになっている。
ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の制御モードを切り替えるようになっている。本実施例における制御モードとしては、ＥＶモードとＨＥＶモードとが設定されている。
ＥＶモードは、自動クラッチ７を解放状態とし、モータジェネレータ３の動力によりハイブリッド車両１を走行させる制御モードである。ＨＥＶモードは、自動クラッチ７を係合状態とし、エンジン２、又はエンジン２及びモータジェネレータ３の動力によりハイブリッド車両１を走行させる制御モードである。
ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ９１によって検出されたアクセル開度と、モータジェネレータ３の回転速度（以下「ＭＧ回転速度」という）とに応じて、ＥＶモードとＨＥＶモードとを切り替えるようになっている。
ＥＣＵ１０は、例えば、アクセル開度とＭＧ回転速度とに基づいて、ドライバ要求トルクを算出する。ＥＣＵ１０は、例えば、アクセル開度とＭＧ回転速度とからドライバ要求トルクが決まる図２に示すようなマップによりドライバ要求トルクを算出する。図２において、「ＡＳＰ＝」の右側の値がアクセル開度であり、左側の線が、そのアクセル開度でのドライバ要求トルクを算出するマップになっている。ＥＣＵ１０は、例えば、アクセル開度からドライバ要求トルクが決まるマップによりドライバ要求トルクを算出してもよい。
ＥＣＵ１０は、例えば、ドライバ要求トルクに基づいて、ＥＶモードとＨＥＶモードとを切り替える。
本実施例において、ＥＣＵ１０は、単位時間当たりのＭＧ回転速度の変化量であるＭＧ回転速度変化率がＥＶモードとＨＥＶモードで略同一となるようにモータジェネレータ３のトルクを補正する。ここで、略同一とは、例えば、ＭＧ回転速度変化率がＥＶモードとＨＥＶモードで所定の範囲内にある場合をいう。また、ＥＶモードとＨＥＶモードで運転者の運転操作に対しての車両挙動が著しく異なることがない程度の範囲内にあることである。
ＥＣＵ１０は、例えば、ＥＶモード時に、ＭＧ回転速度変化率が大きくなるほど、モータジェネレータ３のトルクを減少させる。
ＥＣＵ１０は、例えば、ＥＶモード時に、以下の式（１）により算出するＭＧ補正トルクをドライバ要求トルクから減算してモータジェネレータ３のトルク指令値であるＭＧトルク指令値とする。
ＭＧ補正トルク[Nm]＝エンジン慣性モーメント[kgm2]×ＭＧ回転速度変化率[rad/s2]...（１）
エンジン慣性モーメントは、自動クラッチ７よりエンジン２側の慣性モーメントの総和であり、ハイブリッド車両１の固定値である。
このＭＧ補正トルクは、自動クラッチ７が係合された状態でＭＧ回転速度が変化した場合に、エンジン２側の慣性モーメントにより生ずる慣性トルクに相当するトルクである。
以上のように構成された本実施例に係るモータトルク制御装置によるモータトルク制御処理について、図３を参照して説明する。なお、以下に説明するモータトルク制御処理は、ＥＣＵ１０が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
ステップＳ１において、ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の各種センサ情報を取得する。ステップＳ１の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理を実行する。
ステップＳ２において、ＥＣＵ１０は、アクセル開度とＭＧ回転速度とに基づき、図２に示すマップを補間演算してドライバ要求トルクＴｄｒを算出する。ステップＳ２の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３の処理を実行する。
ステップＳ３において、ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードであるか否かを判定する。ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードであると判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４の処理を実行する。ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードでないと判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ７の処理を実行する。
ステップＳ４において、ＥＣＵ１０は、単位時間当たりのＭＧ回転速度の変化量であるＭＧ回転速度変化率を算出する。ステップＳ４の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を実行する。
ステップＳ５において、ＥＣＵ１０は、ＭＧ回転速度変化率に応じたＭＧ補正トルクを、前述した式（１）により算出する。ステップＳ５の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ６の処理を実行する。
ステップＳ６において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルクＴｄｒからＭＧ補正トルクを減算した値をＭＧトルク指令値とする。ステップＳ６の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、モータトルク制御処理を終了する。
ステップＳ７において、ＥＣＵ１０は、ＨＥＶモードでの制御に従いＭＧトルク指令値を算出する。ＨＥＶモード時は、マニュアルクラッチ８よりエンジン２側の動力源側の慣性モーメントは通常の内燃機関と同等であるため、慣性モーメントを補正する制御は実行しない。ステップＳ７の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、モータトルク制御処理を終了する。
このようなモータトルク制御処理による動作について図４及び図５を参照して説明する。図４は、加速時にマニュアルトランスミッション４の変速段を１速段から２速段へ変速する場合である。
時刻ｔ０からｔ１では、１速段でアクセルペダル９０が踏み込まれて走行している。ドライバ要求トルクＴｄｒは、アクセル開度とＭＧ回転速度に応じて図２に示すマップから算出される。
時刻ｔ１の時点で変速を行なうためにアクセルペダル９０が戻され始めるのと同時にクラッチペダル８０が踏まれ始める。そして、時刻ｔ３でマニュアルクラッチ８が解放状態となり、その時点でアクセルペダル９０は完全に戻された状態となっており、ドライバ要求トルクＴｄｒは負の値となる。従って、動力源側の回転速度が低下し始める。
ＨＥＶモードの場合、動力源側の慣性モーメントは、エンジン２とモータジェネレータ３の慣性モーメントの合計であり、かつモータジェネレータ３の慣性モーメントはエンジン２に比べて小さいので、動力源側の回転速度の低下は通常の車両に近い低下速度となる。このため、時刻ｔ４でマニュアルトランスミッション４のギアが抜かれ、時刻ｔ６でギアインされて時刻ｔ７でマニュアルクラッチ８が係合開始するころには、マニュアルトランスミッション４のインプットシャフトの回転速度とＭＧ回転速度がほぼ同期しており、マニュアルクラッチ８はなめらかにクラッチ係合することができる。
一方、ＥＶモードの場合、動力源側の慣性モーメントはモータジェネレータ３の慣性モーメントのみとなるので、従来の方法では動力源側の回転速度の低下速度は速くなり、時刻ｔ５の時点でマニュアルトランスミッション４のインプットシャフトの回転速度と同期する同期回転速度より低いアイドル回転速度相当まで低下してしまう。アイドル回転速度相当以下まで回転速度が低下すると、ドライバ要求トルクＴｄｒが正の値となるので、ＭＧ回転速度はアイドル回転速度相当の回転速度が維持される。そして、時刻ｔ７でマニュアルクラッチ８が係合し始めるとＭＧ回転速度がマニュアルトランスミッション４のインプットシャフトの回転速度まで引き上げられ、引き込みショックが発生する。
本実施例では、ＥＶモードの場合に、ＭＧ回転速度変化率に応じてＭＧトルク指令値に補正を行なう。図４の例では、アクセルオフによりＭＧ回転速度を低下させて回転同期が行なわれるので、ＭＧ回転速度変化率は負の値となり、この値にエンジン慣性モーメント相当の値を乗算して、ドライバ要求トルクＴｄｒから減算補正するので、ＭＧトルク指令値は増加し、負の値ではあるがゼロに近い値となる。そのため、ＭＧ回転速度の低下速度は遅くなり、ＨＥＶモードとほぼ同等とすることができる。その結果、マニュアルクラッチ８の係合タイミングがＨＥＶモード時と同じタイミングであっても、ＭＧ回転速度とマニュアルトランスミッション４のインプットシャフトの回転速度をほぼ同期させることができ、なめらかにクラッチ係合することができる。
図５は、減速時にマニュアルトランスミッション４の変速段を３速段から２速段へ変速する場合である。
時刻ｔ１０からｔ１１では、３速段でアクセルペダル９０が離されて走行している。ドライバ要求トルクＴｄｒは、アクセル開度とＭＧ回転速度に応じて図２に示すマップから算出される。この場合、ドライバ要求トルクＴｄｒは負の値となる。
時刻ｔ１１の時点で変速を行なうためにアクセルペダル９０が離されたままクラッチペダル８０が踏まれ始める。そして、時刻ｔ１３でマニュアルクラッチ８が解放状態となり、動力源側の回転速度が低下し始める。
ＨＥＶモードの場合、動力源側の慣性モーメントは、エンジン２とモータジェネレータ３の慣性モーメントの合計であり、かつモータジェネレータ３の慣性モーメントはエンジン２に比べて小さいので、動力源側の回転速度の低下は通常の車両に近い低下速度となる。このため、時刻ｔ１４でマニュアルトランスミッション４のギアが抜かれ、回転同期のため時刻ｔ１５の時点までアクセルペダル９０が踏まれ、時刻ｔ１６でギアインされて時刻ｔ１７でマニュアルクラッチ８が係合開始するころには、マニュアルトランスミッション４のインプットシャフトの回転速度とＭＧ回転速度がほぼ同期しており、マニュアルクラッチ８がなめらかにクラッチ係合することができる。
一方、ＥＶモードの場合、動力源側の慣性モーメントはモータジェネレータ３の慣性モーメントのみとなるので、図中、第１の従来のＥＶモードの線で示すように、従来の方法では動力源側の回転速度の変化速度は速くなり、時刻ｔ１５の時点でマニュアルトランスミッション４のインプットシャフトの回転速度と同期する同期回転速度より高い回転速度まで上昇してしまう。その後はアクセルペダル９０が離されているのでＭＧ回転速度は低下するが同期回転速度には至らず、時刻ｔ１７でマニュアルクラッチ８が係合し始めるとＭＧ回転速度がマニュアルトランスミッション４のインプットシャフトの回転速度まで低下し、ショックが発生する。
例えば、図中、第２の従来のＥＶモードの線で示すように、運転者が、アクセルペダル９０を踏み込んでいる時間を短くして回転を同期させようと、時刻ｔ１５'の時点でアクセルペダル９０を離した場合、時刻ｔ１７でマニュアルクラッチ８が係合し始めるときのＭＧ回転速度は同期回転速度より低下してしまう。
このように、モータジェネレータ３の回転速度変化が大きいため、アクセル操作で回転同期させようとしても非常に難しい。
本実施例では、ＥＶモードの場合に、ＭＧ回転速度変化率に応じてＭＧトルク指令値に補正を行なう。図５の例では、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５にかけてアクセルオンによりＭＧ回転速度を上昇させて回転同期が行なわれるので、ＭＧ回転速度変化率は正の値となり、この値にエンジン慣性モーメント相当の値を乗算して、ドライバ要求トルクＴｄｒから減算補正するので、ＭＧトルク指令値は減少し、正の値ではあるがゼロに近い値となる。そのため、ＭＧ回転速度の上昇速度は遅くなり、ＨＥＶモードとほぼ同等とすることができる。その結果、マニュアルクラッチ８の係合タイミングがＨＥＶモード時と同じタイミングであっても、ＭＧ回転速度とマニュアルトランスミッション４のインプットシャフトの回転速度をほぼ同期させることができ、なめらかにクラッチ係合することができる。
以上、変速時について説明したが、変速時以外においても、ハイブリッド車両１が加速や減速する場合には、動力源側の回転速度が変化するため、動力源側の慣性モーメントの影響を受ける。
具体的には、ＨＥＶモード時よりＥＶモード時の方が動力源側の慣性モーメントが小さいため、マニュアルトランスミッション４が同じ変速段で、同じアクセル開度でも、ＥＶモード時の方が加速度、減速度共に大きくなる。
本実施例では、ＥＶモード時に、エンジン２の慣性モーメントにより発生する慣性トルクに相当するトルクを、ドライバ要求トルクから減算補正するので、ＥＶモード時であってもＨＥＶモードと同等の加減速度とすることができる。
このように、本実施例では、ＥＣＵ１０は、単位時間当たりのＭＧ回転速度の変化量であるＭＧ回転速度変化率がＥＶモードとＨＥＶモードで略同一となるようにモータジェネレータ３のトルクを補正する。
これにより、ＭＧ回転速度変化率がＥＶモードとＨＥＶモードで略同一となるようにモータジェネレータ３のトルクが補正される。このため、ＥＶモードとＨＥＶモードにおいて、運転者の運転操作に対する加減速の度合いが際立って異なることがなく、制御モードの違いにより運転者の運転操作に対する車両挙動が著しく異なる状況を抑制させることができる。
また、マニュアルトランスミッション４の変速時には、ＥＶモードとＨＥＶモードで運転者がそれぞれ同じ操作を行なった場合、モータジェネレータ３からマニュアルトランスミッション４のインプットシャフトに対して出力される回転速度が同程度となり、車両挙動が大きく変わらず、運転者が制御モードの特性を把握せずとも滑らかに変速を行なうことができる。
また、変速時以外においても、ＥＶモードとＨＥＶモードのそれぞれで運転者の操作量（クラッチペダル８０、アクセルペダル９０、シフト操作等）に対して運転者が同程度の加減速度を感じることができる。また、制御モードの違いによる車両挙動の違いによって運転者が違和感を覚えることを抑えることができる。
また、本実施例では、ＥＣＵ１０は、ＥＶモード時に、ＭＧ回転速度変化率が大きくなるほど、モータジェネレータ３のトルクを減少させる。
これにより、ＥＶモード時に、ＭＧ回転速度変化率が大きくなるほど、モータジェネレータ３のトルクが減らされ、ＥＶモード時とＨＥＶモード時のそれぞれで同程度の加減速度となるため、滑らかな変速を行なうことができる。
また、変速時以外であっても、ＥＶモード時とＨＥＶモード時で同程度の加減速度となるため、制御モードによって運転者が操作量を変更する必要がない。例えば、同じアクセル踏み込みを行なったときは、ＥＶモード時とＨＥＶモード時で同じ加速感が得られる。
本実施例の第１の他の態様としては、図１におけるＥＣＵ１０は、制御モードがＥＶモードでかつ、マニュアルクラッチ８が解放状態またはマニュアルトランスミッション４がニュートラル状態のとき、ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントと、ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントとの比に基づいてモータジェネレータ３のトルクを減少させる。
ＥＣＵ１０は、例えば、ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメント（すなわち、モータジェネレータ３の慣性モーメント）と、ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメント（すなわち、モータジェネレータ３の慣性モーメント＋エンジン２の慣性モーメント）の比で、ドライバ要求トルクを乗算補正してモータジェネレータ３のトルク指令値とする。
このようにすることで、ＥＶモードにおいて、変速のためにマニュアルクラッチ８が解放状態とされた場合は、モータジェネレータ３のトルクが、トライバ要求による原動機トルクに対して小さい慣性モーメントに対応した値に補正されるので、モータジェネレータ３の回転速度変化率をＥＶモード時とＨＥＶモード時でほぼ同じとすることができる。
以上のように構成された本実施例の第１の他の態様に係るモータトルク制御装置によるモータトルク制御処理について、図６を参照して説明する。なお、以下に説明するモータトルク制御処理は、ＥＣＵ１０が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
ステップＳ１１において、ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の各種センサ情報を取得する。ステップＳ１１の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２の処理を実行する。
ステップＳ１２において、ＥＣＵ１０は、アクセル開度とＭＧ回転速度とに基づき、図２に示すマップを補間演算してドライバ要求トルクＴｄｒを算出する。ステップＳ１２の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１３の処理を実行する。
ステップＳ１３において、ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードであるか否かを判定する。ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードであると判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４の処理を実行する。ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードでないと判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１９の処理を実行する。
ステップＳ１４において、ＥＣＵ１０は、マニュアルクラッチ８が解放状態であるか否かを判定する。マニュアルクラッチ８が解放状態であると判定した場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１６の処理を実行する。マニュアルクラッチ８が解放状態でないと判定した場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１５の処理を実行する。
ステップＳ１５において、ＥＣＵ１０は、マニュアルトランスミッション４がニュートラル状態であるか否かを判定する。マニュアルトランスミッション４がニュートラル状態であると判定した場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１６の処理を実行する。マニュアルトランスミッション４がニュートラル状態でないと判定した場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１８の処理を実行する。
ステップＳ１６において、ＥＣＵ１０は、モータジェネレータ３の慣性モーメント／（モータジェネレータ３の慣性モーメント＋エンジン２の慣性モーメント）をＭＧトルク補正係数として算出する。ステップＳ１６の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７の処理を実行する。
ステップＳ１７において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルクＴｄｒにＭＧトルク補正係数を乗算した値をＭＧトルク指令値とする。ステップＳ１７の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、モータトルク制御処理を終了する。
ステップＳ１８において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルクＴｄｒをＭＧトルク指令値とする。ステップＳ１８の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、モータトルク制御処理を終了する。
ステップＳ１９において、ＥＣＵ１０は、ＨＥＶモードでの制御に従いＭＧトルク指令値を算出する。ＨＥＶモード時は、マニュアルクラッチ８よりエンジン２側の動力源側の慣性モーメントは通常の内燃機関と同等であるため、慣性モーメントを補正する制御は実行しない。ステップＳ１９の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、モータトルク制御処理を終了する。
このように、本実施例の第１の他の態様では、ＥＣＵ１０は、制御モードがＥＶモードでかつ、マニュアルクラッチ８が解放状態またはマニュアルトランスミッション４がニュートラル状態のとき、ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントと、ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントとの比に基づいてモータジェネレータ３のトルクを減少させる。
これにより、変速時に、ＥＶモードとＨＥＶモードでＭＧ回転速度変化率が同程度となるため、制御モードによって運転者が変速の操作を変更する必要を無くすことができる。
また、変速開始直後のモータジェネレータ３の実動作（回転速度）を判定することなく補正を行なうことができ、素早く補正をかけることができる。
本実施例の第２の他の態様としては、図１におけるＥＣＵ１０は、制御モードがＨＥＶモード時には、ＭＧ回転速度変化率に基づいてモータジェネレータ３のトルクを増加させ、制御モードがＥＶモード時には、ＭＧ回転速度変化率に基づいてモータジェネレータ３のトルクを減少させる。
ＨＥＶモード時は、エンジン２の慣性モーメントにより、車両挙動の応答性が緩やかになるため、ＭＧ回転速度変化率が緩やかであれば、モータジェネレータ３により応答性を高める方向に補正をかけ、運転者の操作に対して車両挙動の応答性を高める。
ＥＶモード時は、ＨＥＶモード時よりは慣性モーメントが小さいため、車両挙動の応答性が過敏になりやすいので、応答性が緩やかになる方向へモータジェネレータ３のトルクを補正する。
全体としては、ＨＥＶモード時とＥＶモード時で車両挙動の応答性が同程度となるように補正をかける。
ＥＣＵ１０は、例えば、ＥＶモード時に、以下の式（２）により算出するＭＧ補正トルクをドライバ要求トルクから減算してＭＧトルク指令値とする。
ＭＧ補正トルク＝α×エンジン２の慣性モーメント[kgm2]× ＭＧ回転速度変化率[rad/s2]...（２）
ＥＣＵ１０は、例えば、ＨＥＶモード時に、以下の式（３）により算出するＭＧ補正トルクをＨＥＶモード用のＭＧトルク指令値に加算してモータジェネレータ３のトルク指令値とする。
ＭＧ補正トルク＝（１－α）×エンジン２の慣性モーメント[kgm2]×ＭＧ回転速度変化率[rad/s2]...（３）
ここで、αは、ゼロから１の間の適合用数値であり、実験等により求められる。αの値を小さくするほどエンジンイナーシャを見かけ上小さくすることができる。
以上のように構成された本実施例の第２の他の態様に係るモータトルク制御装置によるモータトルク制御処理について、図７を参照して説明する。なお、以下に説明するモータトルク制御処理は、ＥＣＵ１０が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
ステップＳ２１において、ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の各種センサ情報を取得する。ステップＳ２１の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２２の処理を実行する。
ステップＳ２２において、ＥＣＵ１０は、アクセル開度とＭＧ回転速度とに基づき、図２に示すマップを補間演算してドライバ要求トルクＴｄｒを算出する。ステップＳ２２の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２３の処理を実行する。
ステップＳ２３において、ＥＣＵ１０は、単位時間当たりのＭＧ回転速度の変化量であるＭＧ回転速度変化率を算出する。ステップＳ２３の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２４の処理を実行する。
ステップＳ２４において、ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードであるか否かを判定する。ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードであると判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２５の処理を実行する。ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードでないと判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２７の処理を実行する。
ステップＳ２５において、ＥＣＵ１０は、ＭＧ回転速度変化率に応じたＥＶモード時のＭＧ補正トルクを、前述した式（２）により算出する。ステップＳ２５の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２６の処理を実行する。
ステップＳ２６において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルクＴｄｒからＭＧ補正トルクを減算した値をＭＧトルク指令値とする。ステップＳ２６の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、モータトルク制御処理を終了する。
ステップＳ２７において、ＥＣＵ１０は、ＭＧ回転速度変化率に応じたＨＥＶモード時のＭＧ補正トルクを、前述した式（３）により算出する。ステップＳ２７の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２８の処理を実行する。
ステップＳ２８において、ＥＣＵ１０は、ＨＥＶモードでの制御に従いＭＧトルク指令値を算出し、ＨＥＶモード用のＭＧトルク指令値にＭＧ補正トルクを加算した値をＭＧトルク指令値とする。ステップＳ２８の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、モータトルク制御処理を終了する。
このように、本実施例の第２の他の態様では、ＥＣＵ１０は、制御モードがＨＥＶモード時には、ＭＧ回転速度変化率に基づいてモータジェネレータ３のトルクを増加させ、制御モードがＥＶモード時には、ＭＧ回転速度変化率に基づいてモータジェネレータ３のトルクを減少させる。
これにより、ＨＥＶモード時には、運転者の運転操作に対して従来よりもハイブリッド車両１の応答性を高めつつ、ＥＶモード時とＨＥＶモード時とで同程度の速度変化となり、ＥＶモード時とＨＥＶモード時で運転者の操作量を変更する必要がなく、車両挙動から運転者が感じる違和感を抑えることができる。
本実施例の第３の他の態様としては、図１におけるＥＣＵ１０は、マニュアルクラッチ８が解放状態またはマニュアルトランスミッション４がニュートラル状態のとき、制御モードがＨＥＶモード時には、ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントと、ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントとの比に基づいてモータジェネレータ３のトルクを増加させ、制御モードがＥＶモード時には、ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントと、ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントとの比に基づいてモータジェネレータ３のトルクを減少させる。
ＥＣＵ１０は、例えば、ＥＶモード時に、以下の式（４）により算出するＭＧトルク補正係数をドライバ要求トルクに乗算してＭＧトルク指令値とする。
ＭＧトルク補正係数＝モータジェネレータ３の慣性モーメント／｛（モータジェネレータ３の慣性モーメント＋エンジン２の慣性モーメント）×α｝...（４）
ＥＣＵ１０は、例えば、ＨＥＶモード時に、以下の式（５）により算出するＭＧトルク補正係数をドライバ要求トルクに乗算してＭＧトルク指令値とする。
ＭＧトルク補正係数＝｛（モータジェネレータ３の慣性モーメント＋エンジン２の慣性モーメント）×（１－α）｝／（モータジェネレータ３の慣性モーメント－１）...（５）
ここで、αは、ゼロから１の間の適合用数値であり、実験等により求められる。αの値を小さくするほどエンジンイナーシャを見かけ上小さくすることができる。
なお、ＨＥＶモード時のマニュアルクラッチ８が解放状態またはマニュアルトランスミッション４がニュートラル状態のときのエンジン２に対するトルク指令値はドライバ要求トルクで制御される。
以上のように構成された本実施例の第３の他の態様に係るモータトルク制御装置によるモータトルク制御処理について、図８を参照して説明する。なお、以下に説明するモータトルク制御処理は、ＥＣＵ１０が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
ステップＳ３１において、ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の各種センサ情報を取得する。ステップＳ３１の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３２の処理を実行する。
ステップＳ３２において、ＥＣＵ１０は、アクセル開度とＭＧ回転速度とに基づき、図２に示すマップを補間演算してドライバ要求トルクＴｄｒを算出する。ステップＳ３２の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３３の処理を実行する。
ステップＳ３３において、ＥＣＵ１０は、マニュアルクラッチ８が解放状態であるか否かを判定する。マニュアルクラッチ８が解放状態であると判定した場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３５の処理を実行する。マニュアルクラッチ８が解放状態でないと判定した場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３４の処理を実行する。
ステップＳ３４において、ＥＣＵ１０は、マニュアルトランスミッション４がニュートラル状態であるか否かを判定する。マニュアルトランスミッション４がニュートラル状態であると判定した場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３５の処理を実行する。マニュアルトランスミッション４がニュートラル状態でないと判定した場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３９の処理を実行する。
ステップＳ３５において、ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードであるか否かを判定する。ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードであると判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３６の処理を実行する。ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードでないと判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３７の処理を実行する。
ステップＳ３６において、ＥＣＵ１０は、ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントと、ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントとの比に基づいてＥＶモード時のＭＧトルク補正係数を、前述した式（４）により算出する。ステップＳ３６の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３８の処理を実行する。
ステップＳ３７において、ＥＣＵ１０は、ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントと、ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントとの比に基づいてＨＥＶモード時のＭＧトルク補正係数を、前述した式（５）により算出する。ステップＳ３７の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３８の処理を実行する。
ステップＳ３８において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルクＴｄｒにＭＧトルク補正係数を乗算した値をＭＧトルク指令値とする。ステップＳ３８の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、モータトルク制御処理を終了する。
ステップＳ３９において、ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードであるか否かを判定する。ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードであると判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４０の処理を実行する。ハイブリッド車両１の制御モードがＥＶモードでないと判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４１の処理を実行する。
ステップＳ４０において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルクＴｄｒをＭＧトルク指令値とする。ステップＳ４０の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、モータトルク制御処理を終了する。
ステップＳ４１において、ＥＣＵ１０は、ＨＥＶモードでの制御に従いＭＧトルク指令値を算出する。ステップＳ４１の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、モータトルク制御処理を終了する。
このように、本実施例の第３の他の態様では、ＥＣＵ１０は、マニュアルクラッチ８が解放状態またはマニュアルトランスミッション４がニュートラル状態のとき、制御モードがＨＥＶモード時には、ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントと、ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントとの比に基づいてモータジェネレータ３のトルクを増加させ、制御モードがＥＶモード時には、ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントと、ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントとの比に基づいてモータジェネレータ３のトルクを減少させる。
これにより、変速時に、ＥＶモードとＨＥＶモードでＭＧ回転速度変化率が同程度となるため、制御モードによって運転者が変速の操作を変更する必要を無くすことができる。
また、変速開始直後のモータジェネレータ３の実動作（回転速度）を判定することなく補正を行なうことができ、素早く補正をかけることができる。
本実施例では、各種センサ情報に基づきＥＣＵ１０が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、ハイブリッド車両１が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ モータジェネレータ（モータ）
４ マニュアルトランスミッション（変速機）
７ 自動クラッチ
８ マニュアルクラッチ
１０ ＥＣＵ（制御部）
４２ ニュートラルスイッチ
８１ クラッチペダルセンサ
９１ アクセル開度センサ

Claims (5)

  1. エンジンとモータとが自動クラッチを介して接続され、前記モータと変速機とがマニュアルクラッチを介して接続されたハイブリッド車両のモータトルク制御装置であって、
    前記ハイブリッド車両の制御モードとして、前記自動クラッチを解放して前記モータの動力で走行するＥＶモードと、前記自動クラッチを係合して前記エンジン、または前記エンジン及び前記モータの動力で走行するＨＥＶモードとを有し、
    少なくともアクセル開度に基づいて算出されるドライバ要求トルクに基づいて前記ＥＶモードと前記ＨＥＶモードとを切り替える制御部を備え、
    前記制御部は、前記マニュアルクラッチの係合前に、前記ＨＥＶモード時の前記モータの回転速度の変化率を基準として、前記ＥＶモード時の前記モータの回転速度の変化率が、その基準と略同一となるように、前記ＥＶモード時には、エンジン慣性モーメント相当のトルクを前記モータのトルクに加算または減算する補正を行なうハイブリッド車両のモータトルク制御装置。
  2. 前記制御部は、前記ＥＶモード時に、前記モータの回転速度の変化率が大きくなるほど、前記モータのトルクを、前記ドライバ要求トルクに対して減少させる請求項１に記載のハイブリッド車両のモータトルク制御装置。
  3. 前記制御部は、前記ＥＶモード時で、かつ、前記マニュアルクラッチが解放状態または前記変速機がニュートラル状態であるときに、前記ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントと前記ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントの比に基づいて前記モータのトルクを、前記ドライバ要求トルクに対して減少させる請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両のモータトルク制御装置。
  4. 前記制御部は、前記ＨＥＶモード時で、かつ、前記マニュアルクラッチが解放状態または前記変速機がニュートラル状態であるときに、前記ＨＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントと前記ＥＶモード時の動力源側の慣性モーメントの比に基づいて前記モータのトルクを、前記ＨＥＶモード用のモータ要求トルクに対して増加させる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両のモータトルク制御装置。
  5. 前記制御部は、前記ＨＥＶモード時には、前記モータの回転速度の変化率に基づいて前記モータのトルクを、前記ＨＥＶモード用のモータ要求トルクに対して増加させ、前記ＥＶモード時には、前記モータの回転速度の変化率に基づいて前記モータのトルクを、前記ドライバ要求トルクに対して減少させる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両のモータトルク制御装置。
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