(57)【要約】【課題】実駆動トルクの急激な上昇およびそれに伴う加速ショックを解消することができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】トルクコンバータのロックアップクラッチが係合状態の際に、要求トルクが所定要求トルク量増加した際は、モータの出力トルクを第１の増加率で増加させて上記所定要求トルク量を満たす。ロックアップクラッチが解放状態の際に、要求トルクが所定要求トルク量増加した際は、モータの出力トルクを上記第１の増加率より小さい第２の増加率で増加させた後に、その第２の増加率より増加率が大きい第３の増加率でモータの出力トルクを増加させて上記所定要求トルク量を満たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを介してモータの出力を駆動輪に伝達する車両の制御装置において、
前記ロックアップクラッチが係合状態の際に、前記車両に要求される要求トルクが所定要求トルク量増加した際は、前記モータの出力トルクを第１の増加率で増加させて前記所定要求トルク量を満たすよう出力するモータ制御手段を備え、
前記モータ制御手段は、
前記ロックアップクラッチが解放状態の際に、前記車両に要求される要求トルクが前記所定要求トルク量増加した際は、前記モータの出力トルクを前記第１の増加率より小さい第２の増加率で増加させた後に、その第２の増加率より増加率が大きい第３の増加率で前記モータの出力トルクを増加させて前記所定要求トルク量を満たすよう出力することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記モータ制御手段は、
前記モータの回転数と前記トルクコンバータが有するタービンの回転数との差に基づいて前記第２の増加率を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記モータ制御手段は、
前記モータの回転数と前記タービンの回転数との差が大きくなるに従って、前記第２の増加率を大きくする
ことを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記モータ制御手段は、
前記第１の増加率と前記第３の増加率とを等しくする
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記車両は、
前記モータの上流に配置され前記駆動輪を駆動するエンジンと、
該エンジンと前記モータとの間に配置され、該エンジンの動力を断接するクラッチとを更に備えるハイブリッド車両であり、
前記モータ制御手段は、
前記クラッチが開状態の際であって前記ロックアップクラッチが解放状態の際に、前記所定要求トルク量を満たすよう出力すべく前記モータの出力トルクを前記第１の増加率より小さい第２の増加率で増加させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータを動力源とする車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよびモータを動力源とする車両いわゆるハイブリッド自動車は、アクセル開度などに応じて目標駆動トルクを設定し、エンジンによる走行時はエンジンの駆動トルクが目標駆動トルクとなるようエンジンを制御し、モータによる走行時はモータの駆動トルクが目標駆動トルクとなるようモータを制御する（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３３００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータの慣性はエンジンの慣性より小さい。このため、トルクコンバータを備えた車両では、エンジンの出力で走行する場合のエンジン回転数の上昇と、エンジンを切り離してモータの出力で走行する場合のモータ回転数の上昇とを比較すると、モータ回転数の上昇の方がエンジン回転数の上昇よりも速い。
【０００５】
トルクコンバータを備えた車両の場合、モータ回転数の速い上昇は、トルクコンバータの増幅作用もあって、実駆動トルクの急激な上昇となって現れる。このとき、実駆動トルクは目標駆動トルクをオーバーし、いわゆる加速ショックが生じてしまう。
【０００６】
この発明は、実駆動トルクの急激な上昇およびそれに伴う加速ショックを解消することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明の車両の制御装置は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを介してモータの出力を駆動輪に伝達する車両の制御装置であって、モータ制御手段を備える。モータ制御手段は、前記ロックアップクラッチが係合状態の際に、前記車両に要求される要求トルクが所定要求トルク量増加した際は、前記モータの出力トルクを第１の増加率で増加させて前記所定要求トルク量を満たすよう出力する。さらに、前記ロックアップクラッチが解放状態の際に、前記車両に要求される要求トルクが前記所定要求トルク量増加した際は、前記モータの出力トルクを前記第１の増加率より小さい第２の増加率で増加させた後に、その第２の増加率より増加率が大きい第３の増加率で前記モータの出力トルクを増加させて前記所定要求トルク量を満たすよう出力する。
【０００８】
請求項２に係る発明の車両の制御装置は、請求項１に係る発明のモータ制御手段について限定したもので、モータ制御手段は、前記モータの回転数と前記トルクコンバータが有するタービンの回転数との差に基づいて前記第２の増加率を決定する。
【０００９】
請求項３に係る発明の車両の制御装置は、請求項２に係る発明のモータ制御手段について限定したもので、モータ制御手段は、前記モータの回転数と前記タービンの回転数との差が大きくなるに従って、前記第２の増加率を大きくする。
【００１０】
請求項４に係る発明の車両の制御装置は、請求項１から３のいずれか１項に係る発明のモータ制御手段について限定したもので、モータ制御手段は、前記第１の増加率と前記第３の増加率とを等しくする。
【００１１】
請求項５に係る発明の車両の制御装置は、請求項１から４のいずれか１項に係る発明の車両およびモータ制御手段について限定したもので、車両は、前記モータの上流に配置され前記駆動輪を駆動するエンジンと、該エンジンと前記モータとの間に配置され、該エンジンの動力を断接するクラッチとを更に備えるハイブリッド車両である。モータ制御手段は、前記クラッチが開状態の際であって前記ロックアップクラッチが解放状態の際に、前記所定要求トルク量を満たすよう出力すべく前記モータの出力トルクを前記第１の増加率より小さい第２の増加率で増加させる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、実駆動トルクの急激な上昇およびそれに伴う加速ショックを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態におけるエンジン・モータ間のクラッチおよびトルクコンバータのロックアップクラッチが接続および係合した状態を示す図。
【図３】同実施形態の制御を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の目標駆動トルク、モータの駆動トルク、モータ回転数、タービン回転数、実駆動トルクの変化の一例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の一実施形態について説明する。  
図１に示すように、エンジン１の出力軸にクラッチ２を介してモータ３の出力軸（回転軸ともいう）が連結され、そのモータ３の出力軸に自動変速機４および差動装置５を介して駆動輪６の車軸７が連結される。エンジン１、クラッチ２、モータ３、および自動変速機４は、いわゆる直列配置の関係にある。
【００１５】
クラッチ２は、エンジン１とモータ３との間に配置されてエンジン１の動力を断接するもので、図１のように開状態となることでエンジン１の出力軸とモータ３の出力軸とを切り離し、図２のように接続状態となることでエンジン１の出力軸とモータ３の出力軸とを接続する。切り離し時は、モータ３の駆動トルクＴｍが自動変速機４に伝わる。接続時は、エンジン１の駆動トルクＴｅがモータ３の出力軸を介して自動変速機４に伝わる。
【００１６】
自動変速機４は、変速機本体１０のほかにトルクコンバータ２０を有する。トルクコンバータ２０は、モータ３の出力軸に連結されるインペラ２１、変速機本体１０に連結されるタービン２２、これらインペラ２１とタービン２２との間に存する動力伝達用の粘性流体、およびロックアップクラッチ２３を有する。ロックアップクラッチ２３は、図１のように解放することでインペラ２１とタービン２２とを離し、図２のように係合することでインペラ２１とタービン２２とを直結する。インペラ２１とタービン２２とが離れると、エンジン１の駆動トルク（出力トルク）Ｔｅまたはモータ３の駆動トルク（出力トルク）Ｔｍが増幅された状態で変速機本体１０に伝わる。インペラ２１とタービン２２とが直結すると、エンジン１の駆動トルクＴｅまたはモータ３の駆動トルクＴｍがそのまま直接的に変速機本体１０に伝わる。ロックアップクラッチ２３を解放するか係合するかは、後述のＥＣＵ５０により、車両の走行状況などに合せて適宜に選定される。
【００１７】
このトルクコンバータ２０にタービン回転数センサ２４が取付けられる。タービン回転数センサ２４は、タービン２２の回転数（以下、タービン回転数という）Ｎｔをトルクコンバータ２０の出力回転数として検知する。
【００１８】
エンジン１の出力軸にプーリ３１が連結され、そのプーリ３１の回転が回転ベルト３２を介してプーリ３３に伝達される。そして、プーリ３３にモータジェネレータ３０の回転軸が連結される。エンジン１の出力軸の回転がプーリ３１，３３および回転ベルト３２を介してモータジェネレータ３０の回転軸に伝わることにより、モータジェネレータ３０が発電機として機能し、同モータジェネレータ３０から交流電圧が出力される。この交流電圧がコンバータ４１により所定レベルの直流電圧に変換され、それが回生エネルギとしてバッテリ電源４０に充電される。
【００１９】
このバッテリ電源４０の直流電圧がインバータ４２で所定周波数およびその周波数に対応するレベルの交流電圧に変換され、それがモータ３のステータ巻線に印加される。この印加により、モータ３が動作する。
【００２０】
一方、エンジン１を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵと略称する）５０に、クラッチ２、変速機本体１０、ロックアップクラッチ２３、タービン回転数センサ２４、コンバータ４１、インバータ４２、アクセル開度センサ５１、車速センサ５２、およびクランク角センサ５３が接続される。
【００２１】
アクセル開度センサ５１は、車両のアクセルペダルの開度を検知する。車速センサ５２は、車両の走行速度を検知する。クランク角センサ５３は、エンジン１のピストンの上下動に連動するクランクの角度を検知する。このクランク角センサ５３の検知角度からエンジン１の回転数Ｎｅを検出できる。  
このような構成のハイブリッド自動車において、ＥＣＵ５０は、主要な機能として次の（１）〜（４）の手段を有する。  
（１）内部メモリに記憶している目標駆動トルクＴｔ設定用のマップデータをアクセル開度センサ５１の検知開度、車速センサ５２の検知車速、自動変速機４の変速位置などに基づいて参照することにより、目標駆動トルク（車両に要求される要求トルク）Ｔｔを設定する設定手段。
【００２２】
（２）クラッチ２を接続してエンジン１の出力で走行するとき、エンジン１の駆動トルク（出力トルク）Ｔｅが上記設定した目標駆動トルク（要求トルク）Ｔｔとなるようにエンジン１を制御するエンジン制御手段。
【００２３】
（３）クラッチ２の開によりエンジン１を切り離してモータ３の出力で走行するとき、トルクコンバータ２０のロックアップクラッチ２３が係合状態であれば、モータ３の駆動トルク（出力トルク）Ｔｍが目標駆動トルク（要求トルク）Ｔｔとなるようにインバータ４２の出力を制御する第１制御手段（モータ制御手段）。この際、所定要求トルク量の増加が要求された際、モータ制御手段は通常の第１の増加率で増加するようにモータの出力トルクを出力する。ロックアップクラッチ２３が係合状態であるか解放状態であるかは、ロックアップクラッチ２３に対する当該ＥＣＵ５０の制御内容からそのまま把握することができる。
【００２４】
（４）クラッチ２の開によりエンジン１を切り離してモータ３の出力で走行するとき、トルクコンバータ２０のロックアップクラッチ２３が解放状態であれば、モータ３の駆動トルク（出力トルク）Ｔｍが目標駆動トルク（要求トルク）Ｔｔとなるように、かつその目標駆動トルクＴｔの増加方向の変化に際して、つまり所定要求トルク量の増加があった際に、モータ３の駆動トルクＴｍの変化がモータ回転数Ｎｍとタービン回転数Ｎｔとの差ΔＮ（＝Ｎｍ−Ｎｔ）に応じて段階的に増える変化となるように、インバータ４２の出力を制御する第２制御手段（モータ制御手段）。すなわち、目標駆動トルクＴｔの増加方向の変化に際して、モータ３の駆動トルクＴｍを上記第１の増加率より小さい第２の増加率で増加させた後に、その第２の増加率より増加率が大きい第３の増加率で出力トルクを増加させて上記所定要求トルク量を満たすように、インバータ４２の出力を制御する。具体的には、差ΔＮが一定値（例えば１００rpm）未満のうちは駆動トルクＴｍが上記第１の増加率より小さい変化率θａ（第２の増加率）で増えて、差ΔＮが一定値以上では駆動トルクＴｍが大きい変化率θｂ（第３の増加率）で増える変化となるように、インバータ４２の出力を制御する。なお、モータ回転数Ｎｍについては、インバータ４２に対する当該ＥＣＵ５０の駆動制御内容からそのまま把握してもよいし、モータ３の非通電状態のステータ巻線に誘起する電圧または電流から推定してもよい。
【００２５】
小さい変化率θａ（第２の増加率）とは、単位時間Δｔ当たりの駆動トルク変化量ΔＴｍａのことである（θａ＝ΔＴｍａ／Δｔ）。大きい変化率θｂ（第３の増加率）とは、単位時間Δｔ当たりの駆動トルク変化量ΔＴｍｂ（＞ΔＴｍａ）のことであり（θｂ＝ΔＴｍｂ／Δｔ）、これは通常の制御による駆動トルクＴｍの定常的な変化率（第１の増加率）に相当するものとしてもよい。
【００２６】
つぎに、ＥＣＵ５０が実行する制御について図３のフローチャートおよび図４のタイムチャートを参照しながら説明する。  
車両の走行時、アクセル開度センサ５１の検知開度、車速センサ５２の検知車速、自動変速機４の変速位置などに基づき、目標駆動トルク（要求トルク）Ｔｔを設定する（ステップ１０１）。
【００２７】
クラッチ２の開によりエンジン１を切り離してモータ３の出力で走行するとき（ステップ１０２のＹＥＳ）、トルクコンバータ２０のロックアップクラッチ２３が係合状態であれば（ステップ１０３のＮＯ）、つまりインペラ２１とタービン２２とが直結してモータ３の駆動トルクＴｍがそのまま直接的に変速機本体１０に伝わる状況では、通常どおり、モータ３の駆動トルク（出力トルク）Ｔｍが上記設定した目標駆動トルクＴｔとなるようにインバータ４２の出力を制御する（ステップ１０４）。この場合、所定要求トルク量の増加が要求された際、モータ３の駆動トルク（出力トルク）Ｔｍを通常の第１の増加率で増加させる。
【００２８】
ただし、このモータ出力による走行時（ステップ１０２のＹＥＳ）、トルクコンバータ２０のロックアップクラッチ２３が解放状態であれば（ステップ１０３のＹＥＳ）、つまりインペラ２１とタービン２２とが離れてモータ３の駆動トルクＴｍが増幅された状態で変速機本体１０に伝わる状況では、目標駆動トルクＴｔの増加方向の変化を監視する（ステップ１０５）。
【００２９】
アクセルペダルの踏込みや走行負荷の増大などに伴い、目標駆動トルクＴｔに現状値Ｔｔ１から所定値Ｔｔ２への増加方向の変化があれば（ステップ１０５のＹＥＳ）、モータ回転数Ｎｍとタービン回転数Ｎｔとの差ΔＮ（＝Ｎｍ−Ｎｔ）を演算により求める（ステップ１０６）。そして、モータ３の駆動トルクＴｍが目標駆動トルクＴｔとなるように、かつその目標駆動トルクＴｔの増加方向の変化による駆動トルクＴｍの変化が上記求めた差ΔＮに応じて段階的に増える変化となるように、インバータ４２の出力を制御する（ステップ１０７）。
【００３０】
すなわち、目標駆動トルクＴｔの増加方向の変化に際して、駆動トルクＴｍを、差ΔＮが一定値たとえば１００rpm未満のうちは上記第１の増加率より小さい変化率θａ（第２の増加率）で増加させ、１００rpm以上では大きい変化率θｂ（第３の増加率）で増加させる。
【００３１】
差ΔＮが１００rpm未満という領域は、トルクコンバータ２０の増幅作用によるトルク変動幅が大きいという判断の下に、駆動トルクＴｍを上記第１の増加率より小さい変化率θａ（第２の増加率）で増加させるようにしている。
【００３２】
差ΔＮが１００rpm以上となる領域は、トルクコンバータ２０の増幅作用によるトルク変動幅が小さくなり、小さい変化率θａ（第２の増加率）のままではスムーズな加速ができなくないとの判断の下に、駆動トルクＴｍを大きい変化率θｂ（第３の増加率）で増加させるようにしている。駆動トルクＴｍを大きい変化率θｂ（第３の増加率）で増加させれば、スムーズな加速が可能となる。
【００３３】
仮に、図４に破線で示すように、モータ３の駆動トルクＴｍが目標駆動トルクＴｔの現状値Ｔｔ１に対応する値Ｔｍ１から目標駆動トルクＴｔの所定値Ｔｔ２に対応する値Ｔｍ２へと大きい変化率θｂ（第３の増加率）で一気に増加すると、モータ回転数Ｎｍが不要に速い速度で上昇し、トルクコンバータ２０の増幅作用もあって、車軸７に伝わる実駆動トルクＴｏが急激に上昇してしまう。このとき、実駆動トルクＴｏは目標駆動トルクＴｔをオーバーし、いわゆる加速ショックが生じてしまう。
【００３４】
これに対し、モータ３の駆動トルクＴｍを先ずは第１の増加率より小さい変化率θａ（第２の増加率）で増加させれば、たとえモータ３の慣性がエンジン１の慣性より小さくても、モータ回転数Ｎｍの上昇の速さをエンジン走行する場合のエンジン回転数Ｎｅの上昇の速さとほぼ同じ程度まで抑制することができる。つまり、モータ回転数Ｎｍが不要に速い速度で上昇する不具合を解消できる。したがって、たとえトルクコンバータ２０の増幅作用があっても、実駆動トルクＴｏの急激かつ不要な上昇を回避することができる。ひいては、加速ショックを防ぐことができる。
【００３５】
モータ回転数Ｎｍが上昇して差ΔＮが１００rpm以上となる領域では、トルクコンバータ２０の増幅作用によるトルク変動幅が小さくなることを考慮し、駆動トルクＴｍを大きい変化率θｂ（第３の増加率）で増加させるので、スムーズな加速が可能となる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、駆動トルクＴｍの変化を変化率θａ（第２の増加率）と変化率θｂ（第３の増加率）の２段階としたが、その変化の段数について限定はなく、モータ３の定格出力や特性などに応じて適宜に選定すればよい。
【００３７】
さらに、モータ回転数Ｎｍとタービン回転数Ｎｔとの差ΔＮ（＝Ｎｍ−Ｎｔ）に基づいて変化率θａ（第２の増加率）を決定してもよい。例えば、差ΔＮ（＝Ｎｍ−Ｎｔ）が大きくなるに従って変化率θａ（第２の増加率）を大きくする。
【００３８】
また、第３の増加率と第１の増加率とを等しくすることで、ロックアップクラッチ２３の解放時と係合時とで車両の挙動に大差をつけない制御とすることができる。
【００３９】
モータ回転数Ｎｍとタービン回転数Ｎｔとの差ΔＮに対する一定値として１００rpmを用いたが、その一定値についても、モータ３の定格出力や特性およびトルクコンバータ２０の特性などに応じて適宜に選定すればよい。
【００４０】
上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１…エンジン、２…クラッチ、３…モータ、４…自動変速機、５…差動装置、６…駆動輪、７…車軸、１０…変速機本体、２０…トルクコンバータ、２１…インペラ、２２…タービン、２３…ロックアップクラッチ、２４…タービン回転数センサ、３０…モータジェネレータ、３１，３３…プーリ、３２…回転ベルト、４０…バッテリ電源、４１…コンバータ、４２…インバータ、５１…アクセル開度センサ、５２…車速センサ、５３…クランク角センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014037200.tif 000005
【図４】
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