(57)【要約】【課題】電動モータから駆動輪に伝動される動力の変速制御を行う変速制御機能付き自動車であって、車体走行時のパワー損失を、正確に求め、走行時のエネルギー効率を向上させることを課題とする。【解決手段】電動モータ３と、該変速装置１７を変速作動させるアクチュエータ２２とを備え、車体走行時のパワー損失を算出する損失算出式が、前記変速装置１７の変速比に対する動力伝達効率の特性情報である動力伝達特性と、車体特性情報と、電動モータ特性情報と、走行状態と、操作状態とを利用して、変速装置１７の変速比を変数とするようにモデル化され、検出される走行状態及び操作状態と、上記損失算出式とに基づいて、車体走行時のパワー損失を低減させるように変速装置１７の変速制御を行う。【選択図】図５
2015183839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータから駆動輪に伝動される動力の変速制御を行う変速制御機能付き自動車であって、
電動モータと、
該電動モータから駆動輪に伝動する動力を変速する変速装置と、
該変速装置を変速作動させるアクチュエータと、
車体の走行速度又は加速度である走行状態を検出する走行状態検出手段と、
アクセル又はブレーキの操作量である操作状態を検出する操作状態検出手段と、
変速装置の変速比を検出する変速比検出手段と、
アクチュエータを介して前記変速装置の変速制御を行う制御部とを備え、
該制御部には、車体走行時のパワー損失を算出するように予め導出されたモデル式である損失算出式が記憶され、
該損失算出式は、前記変速装置の変速比に対する動力伝達効率の特性情報である動力伝達特性と、車体特性情報と、電動モータ特性情報と、走行状態と、操作状態とを利用して、変速装置の変速比を変数とするようにモデル化され、
前記制御部は、走行状態検出手段及び操作状態検出手段によって検出される走行状態及び操作状態と、上記損失算出式とに基づいて、車体走行時のパワー損失を低減させるように、変速装置の変速制御を行う
ことを特徴とする変速制御機能付き自動車。
【請求項２】
前記制御部は、車体走行時のパワー損失を小さくする変速比である最適変速比を上記損失算出式モデル式から求め、該最適変速比と同一の変速比又は該最適変速比により近い変速比となるように前記変速装置の変速制御を行う
請求項１に記載の変速制御機能付き自動車。
【請求項３】
電動モータに流れる電流の値を取得する電流値取得手段を備え、
前記制御部は、電流値取得手段によって取得された電流の値が予め定めた所定範囲外になった場合には、損失算出式によって求められるものに優先して、予め定められた所定の変速比を、上記最適変速比として用いる
請求項２に記載の変速制御機能付き自動車。
【請求項４】
前記電流値取得手段は、動力伝達特性と、車体特性情報と、電動モータ特性情報と、走行状態検出手段及び操作状態検出手段によって検出される走行状態及び操作状態とを用いて電動モータに流れる電流を算出する
請求項３に記載の変速制御機能付き自動車。
【請求項５】
前記変速装置が無段階変速装置であり、
上記動力伝達特性では、前記変速装置の変速比に対する動力伝達効率を、変速作動中と、変速作動停止中とで、少なくとも一部で異ならせて記憶手段に記憶した
請求項１乃至４の何れかに記載の変速制御機能付き自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータから駆動輪に伝動される動力の変速制御を行う変速制御機能付き自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題への関心の高まりにより、排気ガスを排出する内燃機関に代えて、電動モータを動力源として用いた自動車の開発が急速に進められている。この電動モータは、バッテリからの電力供給によって駆動されるが、バッテリ１回の充電によって走行可能な距離は、上記ガソリンエンジンを動力源として用いた自動車が１回の給油で走行可能な距離に比べて短いという欠点を有している。
【０００３】
このような欠点を改善するため、電動モータと、該電動モータから駆動輪に伝動する動力を変速する変速装置と、該変速装置を変速作動させるアクチュエータと、変速装置の変速比を検出する変速比検出手段と、アクチュエータを介して前記変速装置の変速制御を行う制御部とを備え、該制御部には、車体走行時のパワー損失を算出するように予め導出されたモデル式である損失算出式が記憶され、該損失算出式は、変速装置の変速比を変数とするようにモデル化され、前記制御部は、上記損失算出式に基づいて、車体走行時のパワー損失を低減させるように、変速装置の変速制御を行い、走行時のエネルギー効率を向上させた変速制御機能付き自動車が開発され、公知になっている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８５３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記文献の変速制御機能付き自動車では、アクセルの操作量に基づいて電動モータに流れる電流の値が制御される構造とし、車体特性情報と、電動モータ特性情報と、車体の走行速度又は加速度である走行状態と、電動モータを流れる電流の値とを利用して、変速装置の変速比を変数とするように損失算出式が導出されている。
しかし、変速装置の動力伝達効率は、諸条件によって変動する場合があり、このような場合、車体走行時のパワー損失を正確に求めることが難しくなり、走行時のエネルギー効率が低下する。
【０００６】
本発明は、電動モータから駆動輪に伝動される動力の変速制御を行う変速制御機能付き自動車であって、車体走行時のパワー損失を、正確に求め、走行時のエネルギー効率を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、電動モータから駆動輪に伝動される動力の変速制御を行う変速制御機能付き自動車であって、電動モータと、該電動モータから駆動輪に伝動する動力を変速する変速装置と、該変速装置を変速作動させるアクチュエータと、車体の走行速度又は加速度である走行状態を検出する走行状態検出手段と、アクセル又はブレーキの操作量である操作状態を検出する操作状態検出手段と、変速装置の変速比を検出する変速比検出手段と、アクチュエータを介して前記変速装置の変速制御を行う制御部とを備え、該制御部には、車体走行時のパワー損失を算出するように予め導出されたモデル式である損失算出式が記憶され、該損失算出式は、前記変速装置の変速比に対する動力伝達効率の特性情報である動力伝達特性と、車体特性情報と、電動モータ特性情報と、走行状態と、操作状態とを利用して、変速装置の変速比を変数とするようにモデル化され、前記制御部は、走行状態検出手段及び操作状態検出手段によって検出される走行状態及び操作状態と、上記損失算出式とに基づいて、車体走行時のパワー損失を低減させるように、変速装置の変速制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
前記制御部は、車体走行時のパワー損失を小さくする変速比である最適変速比を上記損失算出式モデル式から求め、該最適変速比と同一の変速比又は該最適変速比により近い変速比となるように前記変速装置の変速制御を行うものとしてもよい。
【０００９】
電動モータに流れる電流の値を取得する電流値取得手段を備え、前記制御部は、電流値取得手段によって取得された電流の値が予め定めた所定範囲外になった場合には、損失算出式によって求められるものに優先して、予め定められた所定の変速比を、上記最適変速比として用いるものとしてもよい。
【００１０】
前記電流値取得手段は、動力伝達特性と、車体特性情報と、電動モータ特性情報と、走行状態検出手段及び操作状態検出手段によって検出される走行状態及び操作状態とを用いて電動モータに流れる電流を算出するものとしてもよい。
【００１１】
前記変速装置が無段階変速装置であり、上記動力伝達特性では、前記変速装置の変速比に対する動力伝達効率を、変速作動中と、変速作動停止中とで、少なくとも一部で異ならせて記憶手段に記憶したものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
損失算出式は、前記変速装置の変速比に対する動力伝達効率の特性情報である動力伝達特性と、車体特性情報と、電動モータ特性情報と、走行状態と、操作状態とを利用して、変速装置の変速比を変数とするようにモデル化されているため、動力伝達効率が変動する変速装置に対しても車体走行時のパワー損失を、正確に求めることが可能になり、走行時のエネルギー効率を向上させることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した変速制御機能付き自動車の構成を示す概念図である。
【図２】本変速制御機能付き自動車に搭載された制御部のブロック図である。
【図３】制御部が行う変速装置の変速制御の処理フロー図である。
【図４】動力伝達特性の一例を示す一覧表である。
【図５】省エネ制御のサブルーチンの処理手順を示すフロー図である。
【図６】別実施形態のおける動力伝達特性の一例を示す一覧表である。
【図７】別実施形態のおける省エネ制御のサブルーチンの処理手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明を適用した変速制御機能付き自動車の構成を示す概念図である。変速制御機能付き自動車１は、動力源として、内燃機関であるエンジン２及び電動モータ３を備えたハイブリット型の四輪自動車であり、駆動方式はＦＦ駆動方式を採用している。なお、電動モータ３のみで走行駆動するモードを有する自動車であれば本発明を適用可能であり、二輪車でもよく、このため、動力源として電動モータ３のみを備えた電気自動車でもよく、駆動方式もＦＦ駆動方式に限定されずにＦＲ駆動方式やＭＲ駆動方式等でもよい。
【００１５】
この他、図示する自動車は、前側の左右一対の前輪（駆動輪，車輪）４，４と、後側の左右一対の後輪（車輪）６，６と、旋回時等における左右の車輪４，４，６，６の回転数差を吸収する差動歯車装置（デフ）７，８と、エンジン２及び電動モータ３の動力を駆動輪４，４に伝動する伝動装置９と、アクセルペダル（アクセル操作具）１１と、ブレーキペダル（ブレーキ操作具）１２と、バッテリ１３と、アクセルペダル１１によるアクセル操作の操作量に応じて上記バッテリ１３から電動モータ３への電力供給を制御する電力供給制御手段１４と、エンジン２の動力によって発電駆動されるとともに該発電した電力をバッテリ１３に供給するオルタネータ１６とを備えている。
【００１６】
上記伝動装置９は、車輪４，４に伝動する動力を無段階で変速するＣＶＴ（変速装置，無段階変速装置）１７と、エンジン２からＣＶＴ１７への動力伝動を断続させるエンジン側クラッチ１８と、電動モータ３からＣＶＴ１７への動力伝動を断続させる電動モータ側クラッチ１９と、エンジン２からオルタネータ１６への動力伝動を断続させる発電側クラッチ２１とを有している。
【００１７】
上記ＣＶＴ１７は、上記構成により、動力源であるエンジン２からエンジン側クラッチ１８を介して伝動されてくる動力を、駆動輪４に変速伝動する機能を有するとともに、動力源である電動モータ３から電動モータ側クラッチ１８を介して伝動されてくる動力を、駆動輪４に変速伝動する機能を有し、このＣＶＴ１７は、電動モータ等の変速アクチュエータ２２によって、変速作動される。
【００１８】
上記電力供給制御手段１４は、上記した通り、アクセルペダル１１によるアクセル操作の操作量に応じて、バッテリ１３から電動モータに供給する電力を制御する。例えば、アクセルペダル１１の踏込み量が多い程、バッテリ１３から電動モータに供給される電力が大きくなるように電力の制御を行う。
【００１９】
また、電力供給制御手段１４は、ブレーキペダル１２によるブレーキ操作がされている場合には、バッテリ１３から電動モータに供給される電力をカット又は減少させる。これに加えて、ブレーキペダル１２の操作によって制動力が作用している際や、下り坂の走行している際には、電動モータ３を発電機として利用し、この発電した電力を、この電力供給制御手段１４を介して、バッテリ１３に戻す回生充電を行ってもよく、この回生充電時には、電動モータ３側で発電した電力が、バッテリ１３側に供給される。
【００２０】
ちなみに、電力供給制御手段１４は、アクセルペダル１１及びブレーキペダル１２の操作によって、電動モータ３に供給される電流の値を制御する。具体的には、電動モータ３が直流モータの場合、ＰＷＭ制御によって直流電圧を生成し、電動モータ３が交流モータ３の場合、三相交流電圧を生成する。そして、アクセルペダル１１によるアクセル操作や、ブレーキペダル１２によるブレーキ操作を、運転者が要求する駆動力であるとみなして、各種制御を行う。
【００２１】
ちなみに、運転者が要求する駆動力を取得する手段としては、主に、電動モータ３に流れる電流を検出する手段と、アクセルペダル１１及びブレーキペダル１２の操作量である操作状態を取得する手段との２つが考えられる。
【００２２】
そして、車体に作用する慣性力、車体が走行している道路の傾斜角度や、風速（空気摩擦）や、車輪４，６の摩擦や、気温等によって、走行負荷が異なり、実際に電動モータ３に流れる電流の値は、アクセルペダル１１の操作量及びブレーキペダル１２の操作量とは、完全にダイレクトには連動しないので、後者の手段を採用し、運転者が要求する駆動力を、アクセルペダル１１及びブレーキペダル１２の操作量に基づいて検出する。
【００２３】
このように電動モータ３に供給される電力は制御される一方で、ＣＶＴ１７の変速制御は、車体に搭載され且つマイコン等から構成される制御部２３（図２参照）によって実行する。
【００２４】
また、この変速機能付き自動車１は、走行モードとして、モータ側クラッチ１９を接続作動させ且つエンジン側クラッチ１８を切断作動させて電動モータ３のみの動力で走行駆動されるモータ走行モードと、モータ側クラッチ１９を切断作動させ且つエンジン側クラッチ１８を接続作動させてエンジン２の動力のみで走行駆動されるエンジン走行モードとの２つを有している。
【００２５】
この２つの走行モードの切替は、上記した制御部２３を介して実行してもよいし、或いは、オペレータの手動操作によってダイレクトに行ってもよいが、本例では、制御部２３によって走行モード切替を行う。
【００２６】
ちなみに、上記モータ走行モード時には、電動モータ３で消費される電力が低減されるようにＣＶＴ１７を変速制御する省エネ制御を実行する。
【００２７】
さらに、この変速機能付き自動車１は、エンジン２の駆動時に発電側クラッチ２１を接続状態とすることによってオルタネータ１６を発電作動させてバッテリ１３に電力蓄える充電作動モードと、発電側クラッチ２１を切断作動させてオルタネータ１６の発電作動を停止させる充電停止モードとを、充電モードとして有している。
【００２８】
この充電モードの切替も、上記した制御部２３を介して実行してもよいし、或いは、オペレータの手動操作によってダイレクトに行ってもよいが、本例では、制御部２３によって行っている。
【００２９】
次に、図１乃至図５に基づき、制御部２３の構成及び省エネ制御の詳細について説明する。
【００３０】
図２は、本変速制御機能付き自動車に搭載された制御部のブロック図である。制御部２３は、情報やプログラムを記憶するＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶手段２３ａを有している。この制御部２３の入力側には、アクセルペダル１１の操作量（操作状態）を検出するアクセルペダルポテンショ（操作状態検出手段）２４と、ブレーキペダル１２の操作量（操作状態）を検出するブレーキペダルポテンショ（操作状態検出手段）２６と、デフ７、８の伝動上流側に位置する回転センサ等から構成されて車体の走行速度（走行状態）を検出する走行状態検出センサ（走行状態検出手段）２７と、ＣＶＴ１７の変速比を検出する変速ポテンショ（変速比検出手段）２８と、モータ側クラッチ１９の断続を検出するモータ側クラッチセンサ２９と、エンジン側クラッチ１８の断続を検出するエンジン側クラッチセンサ３１と、発電側クラッチ２１の断続を検出する発電側クラッチセンサ３２と、バッテリ１３の残量を検出するバッテリ残量検出手段３３とが、接続されている。
【００３１】
ここでの変速比とは、この分野の技術的常識に則して減速比を意味し、その値が大きくなるほど、ＣＶＴ１７による変速後の動力の回転スピードが遅くなり、その値が小さいほど、ＣＶＴ１７による変速後の動力の回転スピードが早くなる。
【００３２】
制御部２３の出力側には、上記変速アクチュエータ２２と、モータ側クラッチ１９を断続作動させるモータ側クラッチ断続手段３４と、エンジン側クラッチ１８を断続作動させるエンジン側クラッチ断続手段３６と、発電側クラッチ２１を断続作動させる発電側クラッチ断続手段３７と、エンジン２を始動・停止させるエンジン始動・停止手段３８とが接続されている。
【００３３】
制御部２３は、モータ側クラッチ断続手段３４及びエンジン側クラッチ断続手段３６を介して、２つの走行モードを切替え、バッテリ残量検出手段３３によって検出されるバッテリ１３の残量等に基づいて、２つの充電モードの切替を行う。
【００３４】
例えば、バッテリ１３の残量が少なくなった場合にはエンジン走行モード、バッテリ１３の残量が多い場合にはモータ走行モードへの切替を行ってもよいし、車体の走行速度が低速の場合には、モータ走行モード、高速の場合にはエンジン走行モードへの切替を行う等の切換制御を行う。また、バッテリ１３の残量が少なくなった場合には充電作動モード、バッテリ１３の残量が多い場合には充電停止モードへの切換を行ってもよい。
【００３５】
図３は、制御部が行うＣＶＴの変速制御の処理フロー図である。制御部２３は、ＣＶＴ１７の変速制御が開始されると、ステップＳ１に進む。ステップＳ１では、走行モードの確認を行い、走行モードがモータ走行モードである場合には、ステップＳ２に進み、走行モードがエンジン走行モードである場合には、ステップＳ１に処理を戻す。
【００３６】
ステップＳ２では、上記省エネ制御のサブルーチンを実行し、このサブルーチン処理が終了すると、ステップＳ１に再び処理を戻す。すなわち、電動モータ３の動力のみによって車体が走行駆動される間のみ、省エネ制御が実行される。
【００３７】
この省エネ制御では、予め導出されたモデル式である損失算出式を用いて、ＣＶＴ１７の変速比に対する車体走行時のパワー損失が算出される。この損失算出式は、ＣＶＴ１７の変速比に対する動力伝達効率の特性情報である動力伝達特性と、車両重量等の車体特性情報と、電動モータ３の特性である電動モータ特性情報と、走行状態検出センサ２７によって検出される走行状態と、アクセルペダルポテンショ２４及びブレーキペダルポテンショ２６によって検出される操作状態とを利用して、ＣＶＴ１７の変速比を変数とするようにモデル化される。
【００３８】
ちなみに、動力伝達特定は、ＣＶＴ１７の変速比に対する動力伝達効率で定められる。例えば、低速から高速に至る大部分の範囲では、変速アクチュエータ２２を介してシフタの移動量の増加に対して、このＣＶＴ１７の変速比が比例的に増加するが、超低速領域及び超高速領域では、変速比が一定になるようなＣＶＴ１７も存在し、このような動力伝達特性が予め解析され、その解析結果が実行プログラムに反映された状態で、記憶手段２３ａに記憶される。
【００３９】
また、ＣＶＴ１７は、同一の変速比でも、変速作動中である場合と、変速作動が停止している場合とで、動力伝達効率が異なる場合があり、このような現象も反映された状態で、動力伝達特性の情報が記憶手段２３ａに記憶されている。
【００４０】
図４は、動力伝達特性の一例を示す一覧表である。本例では、最小変速比（ｎｍｉｎ）と、最大変速比（ｎｍａｘ）では、変速作動は停止されているとみなし、最小変速比時における変速作動停止状態での動力伝達効率は０．９５、最大変速比時における変速作動停止状態での動力伝達効率は０．９０に定義されている。ちなみに、本例での変速比の意味は上述した通りであり、最小変速比ｎｍｉｎの際には、上述した減速比が最大となる一方で、最大変速比ｎｍａｘの際には、該減速比が最小になる。また、ＣＶＴ１７の変速比が最小変速比よりも大きく最大変速比未満である場合においては、変速作動中は動力伝達効率が０．７５〜０．９０の間で一定に設定され、変速作動停止状態では動力伝達効率が０．９０に設定される。
【００４１】
なお、図４に示す例では、あくまでも一例であり、変速装置１７の個々の特性によって、決定され、図４に示すものでは同一に設定されている動力伝達効率を、異なる値に設定する場合もある。
【００４２】
このようにして、モデル化された損失算出式は、例えば、記憶手段２３ａに実行プログラムコードの一部として、記憶されている。ちなみに、この損失算出式は、物理原則に基づいて導出され、その現象の複雑さから一義的に定まるものではないが、その一例は、後述する。
【００４３】
そして、前記制御部２３は、アクセルペダルポテンショ２４及びブレーキペダルポテンショ２６によって検出される操作状態と、走行状態検出センサ２７によって検出される車体の走行速度や加速度等の走行状態及び、上記損失算出式とに基づいて、車体走行時のパワー損失を最小とする（低減させる）ＣＶＴ１７の変速比を、最適変速比として求め、ＣＶＴ１７の変速比が該最適変速比と同一又は略同一、或いは該最適変速比に近づくように、このＣＶＴ１７の変速制御を行う。
【００４４】
なお、この制御部２３には、電動モータ３に流れる電流の値を取得する電流値取得手段が設けられている。この電流値取得手段は、電動モータ３に流れる電流の値を検出する検出センサであってもよいが、本例では、動力伝達特性と、車体特性情報と、電動モータ特性情報と、検出される走行状態及び操作状態とを用いて電動モータ３に流れる電流を算出するように予め導出された電流値算出式によって、この電流値取得手段を構成している。
【００４５】
そして、この電流値取得手段によって取得される電流値が、予め定めた所定範囲外になった場合には、損失算出式を用いて求められる最適変速比に優先して、予め定めた所定の最適変速比を用い、この最適変速比に基づいて、上述した場合と同様に、ＣＶＴ１７の変速制御を行う。
【００４６】
ここで、損失算出式及び電流値算出式の一例について詳述する。
【００４７】
まず、車体の駆動力Ｔｔｂは、時間ｔｂでの、ＣＶＴ１７の変速比ｎｂと、該変速比ｎｂでのＣＶＴ１７の動力伝達効率ηｂと、電動モータ３に流れる電流値ｉｂと、流れる電流に対する電動モータ３のトルク定数Ｋとを用いて以下の式で表される。
【００４８】
【数１】
2015183839.tif 000003
【００４９】
一方、時間ｔｂでのアクセルペダル１１又はブレーキペダル１２の操作量（踏込み量）θｐによって、車体で発生するパワーが生成されているとみなすと、このパワーは、時間ｔｂでの力（すなわち、駆動力Ｔｔｂ）と、時間ｔｂでの車体の走行速度をｖｂとを乗算した値に、車体等によって予め求められる定数ｋｐを、さらに乗算することによって、以下の式で表せる。ちなみに、一般的に、アクセルペダル１１と、ブレーキペダル１２が同時に操作されることはなく、アクセルペダル１１が操作されている場合は加速、ブレーキペダル１２が操作されている間は減速とみなすことが可能である。
【００５０】
【数２】
2015183839.tif 000004
【００５１】
上記２つの式を基づいて、時間ｔｂでの電流値ｉｂは、以下の式によって、算出され、この式が、上記電流値算出式になる。
【００５２】
【数３】
2015183839.tif 000005
【００５３】
また、時間ｔｂでの運動方程式は、以下の式で表現可能であり、慣性力と、車体の走行時の空気抵抗と、動力伝動状態と、転がり抵抗等が反映されている。
【００５４】
【数４】
2015183839.tif 000006
【００５５】
ここで、Ｍｂは車体の慣性重量であり、Ｈｉｎは車体のタイヤ等の回転負荷の慣性モーメントと電動モータ３の回転子の慣性モーメントとを加算した定数であり、Ｆａは車体の空気圧力抵抗係数であり、Ｔｉｎは電動モータ３のクーロン摩擦トルクとＣＶＴ１７の動力入力側のクーロン摩擦トルクとを加算した定数であり、Ｆｒは車体の転がり摩擦力である。
【００５６】
また、車体の時間ｔｂでの加速度ａｂは、走行状態検出センサ２７によって検出される車体の走行速度を、時間経過に従って順次記憶し、これを微分計算して求めることが可能であるが、加速度センサを走行状態検出手段として別途設け、これを制御部２３の入力側に接続してもよいが、本例では前者を採用している。ちなみに、車体の加速度は、加速時にはプラス、減速時にはマイナスになる。この他、電動モータ３に流れる電流は、加速時には、電力が外部から供給されるように流れる一方で、減速時には、電力を外部に供給するように流れ、その向きが逆になる。
【００５７】
続いて、この時間ｔｂから、微小時間で、ＣＶＴ１７を任意の変速比ｎに変速し、その際の動力伝達効率をηとすると、上記運動方程式を利用して、その変速後に、電動モータ３に流れる電流値ｉは、以下のように表すことが可能であり、この算出式を、仮定電流値算出式とする。
【００５８】
【数５】
2015183839.tif 000007
【００５９】
なお、上記式におけるプラス・マイナスが同一箇所に示された部分は、加速時にはプラス記号になり、減速時にはマイナス記号になる。
【００６０】
同様にして、この時間ｔｂから、微小時間で、ＣＶＴ１７を任意の変速比ｎに変速し、その際の動力伝達効率をηとすると、パワーの損失（エネルギーの損失）ｐを算出する上記損失算出式は、以下のようにモデル化できる。この損失算出式には、空気抵抗による損失や、インバータ等での損失や、電動モータ３での損失等、様々な要素がパワーの損失要素として盛込まれている。
【００６１】
【数６】
2015183839.tif 000008
【００６２】
ここで、Ｅｄは電動モータ３の過電流損の係数であり、Ｈｙは電動モータ３のヒステリシス損の係数であり、Ｒは電動モータ３の電機子抵抗であり、Ｖｄは、チョッパ回路の導通電圧降下であり、Ｐｓはチョッパ回路のスイッチング電力損失である。ちなみに、上記式におけるプラス・マイナスが同一箇所に示された部分は、加速時にはプラス記号になり、減速時にはマイナス記号になる。
【００６３】
この損失算出式は、仮定電流値算出式を用いて、ＣＶＴ１７の変速比ｎのみを変数とする関数とすることが可能であり、このパワー損失を最小とする（或いは低減させる）変速比（最適変速比）は、以下の式を成立させる変速比ｎを求めることにより、算出が可能である。
【００６４】
【数７】
2015183839.tif 000009
【００６５】
なお、上記式によって、パワー損失を極小とする変速比ｎが複数算出されることも想定されるが、この場合には、現時点での変速比や、ＣＶＴ１７が許容する変速比等から、ＣＶＴ１７の変速作動速度などから、適切な変速比を最適変速比として選択することが可能である。
【００６６】
また、これらの式は、変速装置１７がＣＶＴの場合の限定されるものではなく、動力を伝動する一対のギヤの組合せを切換えることによって変速を行う一般の有段変速装置にも適用可能である。この例は後述する。
【００６７】
図５は、省エネ制御のサブルーチンの処理手順を示すフロー図である。制御部２３は、ＣＶＴ１７が変速作動中であるか、変速作動停止中であるかを確認するために、作動フラグを有している。この作動フラグがＯＮの場合には、ＣＶＴ１７が変速作動中の状態であることを示し、作動フラグがＯＦＦの場合には、ＣＶＴ１７が変速作動停止中の状態であることを示しており、初期状態では、ＯＦＦにリセットされている。
【００６８】
制御部２３は、省エネ制御のサブルーチンが開始されると、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、その時点でのＣＶＴ１７の変速比を、変速ポテンショ２８から取得し、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、現在のＣＶＴ１７の変速比と、作動フラグにより、ＣＶＴ１７が変速作動中であるか、変速作動停止中であるかをか確認し、図４に示す特性情報から、その時点での動力伝達効率を算出し、ステップＳ１３に進む。
【００６９】
ステップＳ１３では、走行状態検出手段２７によって、その時点での車体の走行速度を検出するとともに、車体の加速度を算出し、さらに、アクセルペダルポテンショ２４及びブレーキペダルポテンショ２６から操作状態を検出し、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、ステップＳ１１〜ステップＳ１３で取得・算出した状態に基づいて、その時点で、電動モータ３に流れる電流値を、上記電流値算出によって算出し、ステップＳ１５に進む。
【００７０】
ステップＳ１５では、ステップＳ１１で取得した変速比と、ステップＳ１４で算出した電流値とを、上記損失算出式に代入して、その時点でのパワー損失をモニタ用に算出して、ステップＳ１６に進む。
【００７１】
ステップＳ１６では、最適変速比を決定する。具体的には、まず、ステップＳ１４で取得した電流値が予め定めた所定の範囲外になっている場合、予め定めた所定の変速比を、最適変速比として決定する。本例では、電流の絶対値が所定の大きさ以上に（さらに具体的には１２０［Ａ］以上）なっている場合には、予め定めた所定の変速比を、上記所定の変速比を最適変速比として決定し、ステップＳ１７に進む。
【００７２】
このような制御を採用することにより、電動モータ３に流れる電流が大きくなりすぎて、破損するような不具合を未然に防止できる。
【００７３】
一方、ステップＳ１６において、ステップＳ１４で取得した電流値が予め定めた所定の範囲内に収まっている場合には、ステップＳ１１〜ステップＳ１４で取得した情報と、図４に示す情報とに基づいて、仮定電流算出式及び損失算出式により、最適変速比を求める。
【００７４】
本例では、まず、ＣＶＴ１７の変速比を、図４に示す上記した最小変速比とし、その場合の動力伝達効率を、図４に示すデータテーブルからを取得し、これらの情報と、ステップＳ１１〜１４で取得した情報に基づいて、損失算出式から、パワー損失（第１パワー損失）を一義的に求める。
【００７５】
続いて、ＣＶＴ１７の変速比を、図４に示す上記した最大変速比とし、その場合の動力伝達効率を、図４に示すデータテーブルから取得し、これらの情報と、ステップＳ１１〜１４で取得した情報に基づいて、損失算出式から、パワー損失（第２パワー損失）を一義的に求める。
【００７６】
さらに、ＣＶＴ１７の変速比を、図４に示す上記した最小変速比よりも大きく且つ最大変速比よりも小さい（最小減速比よりも大きい且つ最大減速比よりも小さい）と仮定し、その場合の動力伝達効率を、図４に示すデータテーブルから取得し、これらの情報と、ステップＳ１１〜１４で取得した情報に基づいて、パワー損失を最小とするＣＶＴ１７の変速比と、その際のパワー損失（第３パワー損失）と、上記損失算出式に基づいて求める。
【００７７】
そして、第１〜第３までのパワー損失で、最も損失の少ないパワー損失を、選択し、その際のＣＶＴ１７の変速比を最適変速比として決定し、ステップＳ１７に進む。
【００７８】
ステップＳ１７では、ステップＳ１６で決定された最適変速比と、ステップＳ１１で取得したその時点でのＣＶＴ１７の変速比とを比較し、最適変速比が、ステップＳ１１で取得したＣＶＴ１７の変速比に対して、現状維持を示唆するものであれば、ステップＳ１８に進む。
【００７９】
ステップＳ１８は、ＣＶＴ１７を変速作動させる必要がないため、作動フラグをＯＦＦにセット（元々ＯＦＦの状態であれば、その状態を維持）して、ＣＶＴ１７の変速作動を停止させ（作動停止している場合には、その状態を保持して）、この回のサブルーチン処理を終了させ、図３に示すメインルーチンに処理を戻す。
【００８０】
ステップＳ１７において、最適変速比が、ステップＳ１１で取得したＣＶＴ１７の変速比に対して、減速を示唆するものであれば、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、作動フラグをＯＮにセットするとともに、ＣＶＴ１７を減速側に変速作動させ、ステップＳ２０に進む。
【００８１】
ちなみに、図５に示すサブルーチンを１回実行した場合におけるＣＶＴ１７の減速時における変速比の変化量がΔｎである場合には、ステップＳ１９で取得された変速比ｎｎｏｗからΔｎを加算した値が、その時点におけるＣＶＴ１７の変速比（実行後変速比）になる。
【００８２】
このΔｎは、ＣＶＴ１７の作動スピードと、図５に示すサブルーチン処理の実行間隔に基づいて、求めることが可能である。なお、減速が示唆されている場合に、Δｎを加算するのは、ここでの変速比が減速比を意味しているためである。
【００８３】
ステップＳ２０では、上記実行後変速比が、ステップＳ１７で決定した最適変速比と同一又は略同一になっているか否かを確認し、最適変速比になっていれば、ＣＶＴ１７の変速作動を停止してもよいため、ステップＳ１８に進む一方で、また、最適変速比に達していなければ、ステップＳ２１に進む。
【００８４】
ステップＳ２１では、ＣＶＴ１７の変速作動を継続させ、作動フラグをＯＮに設置して、この回のサブルーチン処理を終了させ、図３に示すメインルーチンに処理を戻す。
【００８５】
一方、ステップＳ１７において、最適変速比が、ステップＳ１１で取得したＣＶＴ１７の変速比に対して、増速を示唆するものであれば、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、作動フラグをＯＮにセットするとともに、ＣＶＴ１７を増速側に変速作動させ、ステップＳ２３に進む。
【００８６】
ちなみに、図５に示すサブルーチンを１回実行した場合におけるＣＶＴ１７の増速時における変速比の変化量がΔｎである場合には、ステップＳ１９で取得された変速比ｎｎｏｗからΔｎを減算した値が、その時点におけるＣＶＴ１７の変速比（実行後変速比）になる。
【００８７】
このΔｎは、減速時の場合と同様に、ＣＶＴ１７の作動スピードと、図５に示すサブルーチン処理の実行間隔に基づいて、求めることが可能である。なお、増側が示唆されている場合に、Δｎを減算するのは、ここでの変速比が減速比を意味しているためである。
【００８８】
ステップＳ２３では、上記実行後変速比が、ステップＳ１７で決定した最適変速比と同一又は略同一になっているか否かを確認し、最適変速比になっていれば、ＣＶＴ１７の変速作動を停止してもよいため、ステップＳ１８に進む一方で、また、最適変速比に達していなければ、ステップＳ２４に進む。
【００８９】
ステップＳ２４では、ＣＶＴ１７の変速作動を継続させ、作動フラグをＯＮに設置して、この回のサブルーチン処理を終了させ、図３に示すメインルーチンに処理を戻す。
【００９０】
以上のような制御内容によれば、パワー損失が可能な限り小さくなるようにＣＶＴ１７の変速制御を行うことが容易である。
【００９１】
また、電動モータ３に流れる電流の値を、他の物理量から、間接的に取得できるため、センサ類を省略して、構成を簡略化できる。
【００９２】
また、電動モータ３の電流値が許容される所定の範囲外になった場合には、それに対応した最適変速比が求められるため、電動モータ３の破損や、その他の不具合が確実に防止可能になる。
【００９３】
さらに、ＣＶＴ１７の変速作動中と、変速作動停止中とで、場合分けして、異なる動力伝達効率を適用可能であるため、より正確な変速制御を行うことが可能になる。
【００９４】
なお、動力伝達効率が常時一定である構造のＣＶＴ１７でも、上記した制御内容は容易に適用可能であり、具体的には、図４に示すテーブルの情報がシンプルになるとともに、ステップＳ１６での最適変速比の決定において、図４において、損失算出式を用いる際に、第３パワー損失及びその際の変速比を求めればよい。
【００９５】
次に、図６及び図７に基づいて、本発明の別実施形態について上述の形態と異なる部分を説明する。
【００９６】
この別実施形態では、変速装置１７として、噛合って動力のギヤ伝動させるギヤの組合せの切換えることにより、変速段（変速比）を変更するトランスミッションを用いる。
【００９７】
図６は、別実施形態のおける動力伝達特性の一例を示す一覧表である。このトランスミッション１７では、図６に示す通り、各変速段毎に変速比及び動力伝達効率を記憶したテーブルを、特性情報として、記憶手段２３ａに記憶しておく。ちなみに、このような有段変速の場合、変速作動中は、基本的に動力源からの動力伝動を遮断するため、ＣＶＴ１７のように、変速作動中と、変速作動停止中とで、動力伝達効率を異ならせる必要はなく、同一の動力伝達効率を用いる。
【００９８】
変速制御のメインルーチンは、図３に示す処理と同様とし、省エネ制御のサブルーチンのみ、その実行内容が一部で異なっている。
【００９９】
図７は、別実施形態のおける省エネ制御のサブルーチンの処理手順を示すフロー図である。本実施形態では、ステップＳ１１〜ステップＳ１５までの処理は、図５に示すものと略同一であり、ステップＳ１５の処理が終了すると、ステップＳ３１に進む。
【０１００】
ステップＳ３１では、電動モータ３に流れる電流の値が、予め定めた所定の範囲外の値になっている場合には、図５に示すものと同一の処理を行って、予め定めた所定の変速比（変速段）を最適変速比として決定し、ステップＳ３２に進む。
【０１０１】
一方、ステップＳ３１において、電動モータ３に流れる電流の値が、予め定めた所定の範囲内の値である場合には、その時点で、ステップＳ１５により求めたパワー損失の他、その他の各変速段（変速比）におけるパワー損失を、上記した式から算出し、そのパワー損失が最も小さい変速段の変速比を、最適変速比として決定し、ステップＳ３２に進む。
【０１０２】
ステップＳ３２では、その時点での変速比（変速段）と、最適変速比（最適変速比となる変速段）とを比較して、現状維持の示唆がされている場合には、このサブルーチン処理を終了させ、メインルーチンに処理を戻す。
【０１０３】
また、ステップＳ３２において、その時点での変速比（変速段）と、最適変速比（最適変速比となる変速段）とを比較し、減速示唆が示されている場合には、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では、トランスミッション１７の変速段を１段減速して、このサブルーチン処理を終了させ、メインルーチンに処理を戻す。ちなみに、最適変速段が、その時点での変速段に比べて、２段以上低速である場合にも、１回のサブルーチン処理での最大の変速段数を１段とすべく、このような処理を行う。
【０１０４】
さらに、ステップＳ３２において、その時点での変速比（変速段）と、最適変速比（最適変速比となる変速段）とを比較し、増速示唆が示されている場合には、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、トランスミッション１７の変速段を１段増速して、このサブルーチン処理を終了させ、メインルーチンに処理を戻す。ちなみに、減速時と同様、最適変速段が、その時点での変速段に比べて、２段以上低速である場合にも、１回のサブルーチン処理での最大の変速段数を１段としている。
【０１０５】
以上のように電動モータ３の動力源のみによって走行駆動されることが一部にでも存在するものであれば、様々な種類の変速装置１７に対して、この変速制御を適用することが可能であり、汎用性が高い。
【符号の説明】
【０１０６】
１  変速制御機能付き自動車
３  電動モータ
４  前輪（駆動輪，車輪）
１７  ＣＶＴ（変速装置，トランスミッション）
２２  アクチュエータ
２３  制御部（マイコン）
２４  アクセルペダルポテンショ（操作状態検出手段）
２６  ブレーキペダルポテンショ（操作状態検出手段）
２７  走行状態検出センサ（走行状態検出手段）
２８  変速ポテンショ（変速比検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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