(57)【要約】【課題】高応答な発進と安定した車両の挙動を両立できるハイブリッド車用の駆動源制御装置の提供。【解決手段】ハイブリッド車用の駆動源制御装置は、前記トルクアシスト中における車輪のスリップを検知する検知手段と、車輪のスリップが検知された場合に、前記モータのアシストトルクを減少させるトルク減少手段と、を備え、アクセル開度に応じた指示トルクにてモータによるトルクアシストを行うとともに、車輪スリップ検知後は、速やかにアシストトルクの減少制御を実行する。【選択図】図６
2008068704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてエンジンとモータとを備え、発進時に、アクセル開度に応じた指示トルクにて前記モータによるトルクアシストを実施する車両の駆動源制御装置であって、
前記トルクアシスト中における車輪のスリップを検知する検知手段と、
車輪のスリップが検知された場合に、前記モータのアシストトルクをスリップが検知されないときに比べ減少させるトルク減少手段と、を備えたこと、
を特徴とする車両の駆動源制御装置。
【請求項２】
前記検知手段は、前記モータの出力軸の一端に備えられた回転検出センサより検出される回転数の変化により前記車輪のスリップを検知すること、
を特徴とする請求項１に記載の車両の駆動源制御装置。
【請求項３】
前記トルク減少手段は、前記車輪のスリップ量に応じて、前記モータのアシストトルクを減少すること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の車両の駆動源制御装置。
【請求項４】
更に、車両の運動エネルギーを電力として回生する電力回生制御を実行する手段を備え、
前記車輪のスリップ量が所定の閾値を超えている場合には、前記モータのアシストトルクを急減するとともに、電力回生制御を実行し、トルク吸収を行うこと、
を特徴とする請求項１乃至３いずれか一に記載の車両の駆動源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動源制御装置に関し、特に、駆動源としてエンジンとモータとを備える車両の駆動源制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるパラレル方式のハイブリッド車において、上記駆動源の特性の違いを利用し、発進時や加速時にモータによるトルクアシストを実施し、走行時のエンジン音低減や燃費向上を図る技術が知られている。
【０００３】
例えば、特開２００５−３２５８０４号公報には、エコラン（エコノミー＆エコロジーランニング）中におけるアイドリングストップ状態から発進する際のドライバによるアクセルペダルの過剰な踏込みによる燃費悪化を防ぐため、発進から一定時間モータによるトルクアシストを実施することが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３２５８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方式では、高応答性能確保のため、アクセル開度に応じてモータに対するトルク指示量を算出することが行われているが（例えば、特許文献１の段落００４０等）、路面状況等の変化を考慮に入れていないため、特にドライバアクセルペダルを強く踏込んだような場合、図８に示すようにエンジントルクが立ち上がるに従ってトルク過剰となりタイヤがスリップしてしまうことが考えられる。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、発進時にモータによるトルクアシストを行う場合のアシストトルク指示値を最適化し、高応答な発進と安定した車両の挙動を両立できる車両の駆動源制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の視点によれば、駆動源としてエンジンとモータとを備え、発進時に、アクセル開度に応じた指示トルクにて前記モータによるトルクアシストを実施する車両の駆動源制御装置であって、前記トルクアシスト中における車輪のスリップを検知する検知手段と、車輪のスリップが検知された場合に、前記モータのアシストトルクをスリップが検知されないときに比べ減少させるトルク減少手段と、を備えたこと、を特徴とする車両の駆動源制御装置が提供される。従って、この車両の駆動源制御装置は、所定のトルクアシスト期間中であっても、車輪スリップ検知後速やかにアシストトルクの減少制御を実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発進時にモータによるトルクアシストを行う場合のアシストトルク指示値を最適化し、高応答性と車両の挙動の安定とを両立させることができる。
【０００９】
［第１の実施形態］
続いて、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明を適用可能なハイブリッド車両の構成を示したブロック図である。図１を参照すると、内燃機関に代表されるエンジン（以下、「ＥＧ」ともいう）１１と、バッテリ１９に蓄積された電気で駆動されるモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」ともいう）１２との２種類の原動機とが並列に配置され、車輪を駆動できるような構成となっている。
【００１０】
エンジン１１の出力は、変速機１３に伝達され、次いで、出力部である差動装置（ディファレンシャル）１４を経由してアクスルシャフト１５、１５’及び駆動輪１６、１６’に伝達され、車両を駆動する。ＭＧ１２の出力も同様に差動装置（ディファレンシャル）１４を経由して車両を駆動可能になっている。
【００１１】
また、図１のハイブリッド車両は、車両全体の制御を掌るＨＶ−ＥＣＵ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２１、ＭＧ１２に駆動又は回生を指令するＭＧ−ＥＣＵ及びインバータ２２、エンジン１１の停止及び燃焼状態を制御するＥＧ−ＥＣＵ２３、変速機１３に組み込まれたクラッチアクチュエータ１７、変速アクチュエータ１８をコントロールし最適な変速を行なわしめるＡＭＴ−ＥＣＵ２４、バッテリ１９の充電状態を管理する電池ＥＣＵ２５とを備えている。
【００１２】
ＨＶ−ＥＣＵ（トルク減少手段）２１は、車両の駆動源制御装置として動作し、ドライバーの走行意志を受けてＭＧ−ＥＣＵ及びインバータ２２、ＥＧ−ＥＣＵ２３、電池ＥＣＵ２５を制御・管理する。また、ＥＧ−ＥＣＵ２３は、ＡＭＴ−ＥＣＵ２４と連携して最良の燃焼状態を生み出すとともに、スタータ２０によるエンジン始動時の燃料制御を行なう。また、運転席には、車両の速度を表示するインジケータ２６が設けられている。
【００１３】
図２は、ハイブリッド車両の駆動機構の概略構成（４速状態）を表したスケルトン図である。まず、変速機１３側の構成について説明すると、エンジン１１の出力軸３１端部には、フライホイール３２が固定されており、フライホイール３２にはクラッチ要素３３が取り付けられ、クラッチアクチュエータ１７によって係脱可能になっている。クラッチの被動部材はスプライン等によって回転方向に対して、変速機１３の入力軸３４に一体的に取り付けられている。入力軸３４には、クラッチ側から順に１ｓｔ３５、Ｒｅｖ３６、２ｎｄ３７の駆動ギヤが一体的に構成され、さらに３ｒｄ３８、４ｔｈ３９、５ｔｈ４０、６ｔｈ４１の駆動ギヤが回転自在に装着されている。また、入力軸３４と平行に、変速機１３の出力軸４２が設けられ、前記各ギヤと噛み合う位置に、１ｓｔ４３、２ｎｄ４４被駆動ギヤが回転自在に、３ｒｄ４５、４ｔｈ４６、５ｔｈ４７、６ｔｈ４８の各被駆動ギヤが一体的に装着されている。そして、変速機１３の出力軸４２のクラッチ側の端部には、差動装置（ディファレンシャル）１４のケースに設けられたリングギヤ（ファイナルギヤ）７０と噛合する駆動ギヤ４９が一体的に装着されている。更に、変速機１３側には、変速機１３の入力軸３４と平行な軸５０が設けられ、Ｒｅｖアイドラギヤ５１が回転自在に装着されている。Ｒｅｖアイドラギヤ５１は軸方向にも移動可能で、クラッチ側の位置（太実線）ではＲｅｖ駆動ギヤ３６とは噛み合わないが、６ｔｈ駆動ギヤ４１側の位置（細線）ではＲｅｖ駆動ギヤ３６と噛み合い可能となっている。
【００１４】
変速機１３の入力軸３４及び出力軸４２の各駆動ギヤ、被駆動ギヤの間には、各軸と固定的に回転するハブ部材５２、５３、５４が設けられている。夫々のハブ部材には外周にスプライン等の係合手段があり、更に外周に設けられるスリーブ部材５５、５６、５７と噛み合い、該スリーブは変速アクチュエータ１８により軸方向（図左右）に動かされることによって、左側のギヤ、右側のギヤに構成されたスプラインと噛み合い動力伝達可能な状態と、いずれのギヤとも噛み合わない中立状態になる。図２では、スリーブ部材５６が左動し４速状態となっている。また、出力軸４２の１ｓｔ４３、２ｎｄ４４の間にあるスリーブ部材５５には更に外周部に延びた部分にギヤ５８が設けられ、ギヤ５８はＲｅｖアイドラギヤ５１がＲｅｖ駆動ギヤ３６と噛み合った状態でアイドラギヤ５１と噛み合い、中立状態とＲｅｖ駆動状態の２つの状態を構成する。
【００１５】
上記のとおり、エンジン１１の駆動力は、クラッチアクチュエータ１７によってクラッチが係合状態となり、変速アクチュエータ１８によって選択された変速比に従って出力軸４２端の第１の駆動ギヤ４９に伝達される。
【００１６】
一方、ＭＧ１２で出力される駆動力は、ＭＧ出力軸６０端に一体的に設けられた原動ギヤ６１に伝達される。ＭＧ出力軸６０と平行に配設された中間減速軸６２には、原動ギヤ６１と噛み合う被駆動ギヤ６３と、差動装置（ディファレンシャル）１４のケースに設けられたリングギヤ（ファイナルギヤ）７０と噛合する第２の駆動ギヤ６４と、が設けられ、ＭＧ１２の駆動力は、所定の減速比にて、第２の駆動ギヤに伝達される。
【００１７】
上記構成により、ＨＶ−ＥＣＵ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２１によって、エンジン１１並びにＭＧ１２の出力は、リングギヤ（ファイナルギヤ）７０に伝達され、差動装置（ディファレンシャル）１４を介して、必要に応じて回転数の差を吸収した上で、アクスルシャフト１５、１５’及び駆動輪１６、１６’が駆動される。
【００１８】
また、ＭＧ１２は電力を受け取って駆動力に変換する力行状態と、駆動力を電力に変換する回生状態の両機能を有し、三相の電力によってステータ部材６６で発生させた磁力がロータ部の鉄部分を通過して帰るのに最適な位置で多くの電流を流すことによって、駆動力の発生や回転方向の制御も含めて効率的な変換ができるように制御される。
【００１９】
ＭＧ１２の出力軸６０の反対側には、回転検出センサとして、レゾルバ（検知手段）６５が取り付けられている。レゾルバ６５は、ＭＧ１２のコイルの巻かれたステータ部材６６と、ＭＧ出力軸６０と一体的に回転するロータ部材６７との間の相対角度を検出し、レゾルバ信号として利用可能である。例えば、レゾルバ信号を、ＭＧ１２の極数に依存した数値及びＭＧ１２側のギヤ比で換算することによって、車両の速度として用いることが可能である。また、単位時間あたりのレゾルバ信号の変化を測定することにより、車輪のスリップ量を推定することができる。
【００２０】
続いて、上記構成よりなるハイブリッド車両における駆動源の制御について図面を参照して詳細に説明する。図３は、上記ＨＶ−ＥＣＵ２１において発進の際に、所定時間毎に行われる処理を表したフローチャートである。
【００２１】
図３を参照すると、まず、ＨＶ−ＥＣＵ２１は、バッテリ１９の充電状態値ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が所定値以上、ＭＧ１２が所定温度以下といった所定のアシスト許可条件を満たしているか否か等のトルクアシスト条件を確認した後、アクセル開度に応じたＭＧトルクを算出する（ステップＳ０１０）。
【００２２】
続いて、ＨＶ−ＥＣＵ２１は、車両の現在車速が所定の閾値Ａ未満であるか否かを確認する（ステップＳ０２０）。ここで、車両の現在車速が閾値Ａ以上となっている場合には、前記アクセル開度から算出したＭＧトルクでなく、エンジントルクへの切り替えを滑らかに行うべく、ＭＧトルクの漸減（序変）処理が実行される（ステップＳ０７０；図６参照）。
【００２３】
ステップＳ０２０で車両の現在車速が閾値Ａ未満となっている場合は、前記アクセル開度から算出したＭＧトルクでＭＧ１２への指示トルクが確定し、ステップＳ０２０で車両の現在車速が閾値Ａ以上となっている場合は、上記ステップＳ０７０のＭＧトルクの漸減（序変）処理後のＭＧトルクでＭＧ１２への指示トルクが確定する。
【００２４】
続いて、ＨＶ−ＥＣＵ２１は、スリップ検出処理を実行する（ステップＳ０４０）。このスリップ検出は、例えば、前後の車輪速度の差や車速（ＭＧ１２のレゾルバ６５からのレゾルバ信号から算出した車速でもよい）と変速機の回転部材の加速度を用いた公知の方法を用いることができ、その結果は、例えば、スリップ判定フラグに保持される。
【００２５】
上記スリップ検出処理の結果、スリップが発生していないと判断された場合は、ＨＶ−ＥＣＵ２１は、上記ステップＳ０３０で確定したＭＧトルクにて、ＭＧ−ＥＣＵへの指令を行う（ステップＳ０５０のＮＯ）。
【００２６】
一方、スリップが発生していると判断された場合は、ＨＶ−ＥＣＵ２１は、現ＭＧトルク指示値を所定幅減少させるＭＧトルク減少処理を行う（ステップＳ０６０）。最終的には、上記ステップＳ０６０で減少させたＭＧトルクにて、ＭＧ−ＥＣＵへの指令が行われる（図６参照）。
【００２７】
以上のように、本実施形態によれば、モータによるトルクアシスト実施中のスリップ発生を確実に捉え、ＭＧトルク指示値に反映させることが可能となる。このため、ドライバーの意思（アクセル操作）どおりの高応答な発進と、発進時の車両の挙動の安定性とを両立することが可能となる。
【００２８】
［第２の実施形態］
続いて、路面状況に応じてＭＧトルクの減少幅を変更するという機能を追加した本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、上記した第１の実施形態と略同様の構成にて実現可能であるので、その相違点を中心に詳説する。
【００２９】
図４は、車輪のスリップ量と推定される路面状態の対応関係を表したテーブルの一例である。図５は、スリップ量と、スリップ検出時に適用される補正係数（０〜１．０）の関係を表したマップである。
【００３０】
図４のテーブルは、ＭＧ１２の出力軸に取り付けられたレゾルバ６５からのレゾルバ信号の単位時間あたりの回転変化量から路面状況を推定することが可能となっている。例えば、回転変化量が、最も小さい範囲であるレベル１であれば、スリップ量は「小」であり、路面状態は、「ドライ」であると推定される。また例えば、回転変化量が、もっとも大きい範囲にあるレベル１０であれば、スリップ量は「大」であり、路面状態は、「凍結」であると推定される。
【００３１】
ここで、図５のマップを参照すると、回転変化量（スリップ量）が大きくなるに従って、大幅な減少補正がなされるよう、ベースとなる基本補正量に乗じる補正係数（０〜１．０）が設定されている。また、補正係数は、回転変化量（スリップ量）に一律に比例して減少するのではなく、回転変化量（スリップ量）が２つの閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２を超えると、それぞれ減少率が大きくなるよう設定されている。
【００３２】
本実施形態では、図３のステップＳ０５０で、スリップが検知されると、次のステップＳ０６０のＭＧトルク減少処理で、スリップ量に応じたＭＧトルクの減少処理が行われる。
【００３３】
図６は、スリップが検知されたが、スリップ量が少ない場合（路面状態＝「ドライ」）における本発明に係る車両の動作を表した図である。図６を参照すると、車輪軸トルク線に表れたスリップ発生と同時に、スリップ判定フラグが立ち、図５のマップ等を用いて求められる補正係数（補正幅：小）を用いたＭＧトルクの減少処理が開始されている。その後、車輪がグリップを回復し、車速が閾値Ａ以上となると、ＭＧトルクの漸減処理が開始され、ＭＧトルクは、より緩やかに減少してゆき、最終的にトルクアシストが終了する。
【００３４】
図７は、スリップが検知され、なおかつ、スリップ量が大きい場合（路面状態＝「凍結」）における本発明に係る車両の動作を表した図である。図７を参照すると、車輪軸トルク線に表れたスリップ発生と同時に、スリップ判定フラグが立ち、ＭＧトルクの減少処理が開始されている点は図６と同様である。但し、適用される補正係数は小さく（補正幅：大）、図６に比較してＭＧトルクが大きく落ち込むような波形となっている。また、大きな補正幅を適用することにより、ＭＧトルク指示値が負の値となる区間が発生しているが、これは、ＭＧ１２を負荷にするトルク吸収動作（制動動作）を行わせ、スリップを速やかに抑制させるためである。前記トルク吸収動作（制動動作）により、車輪がグリップを回復した後は、上記スリップ量が少ない場合と同様であるが、ＭＧトルクは既に落ち込んでいるため、ＭＧトルク漸減処理は不要となる。
【００３５】
以上のように動作する本実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果に加えて、推定される路面状態に応じたきめ細かなアシストトルク制御が可能となる。例えば、車両が氷上にあり、駆動輪が空転しているような状況では、ＭＧ１２のトルク減少だけでなく、トルク吸収動作が行われるため、より速やかにグリップを回復することが可能となる。
【００３６】
以上、本発明を実施するための好適な形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態の記載に限定されるものではなく、適用される車両の仕様等に応じて、各種の変形を加えることが可能である。
【００３７】
例えば、上記した実施形態では、ＭＧで出力される駆動力が、差動装置（ディファレンシャル）１４に伝達される構成のハイブリッド車の例を挙げて説明したが、エンジンとモータが並列的な関係にあって車両を駆動させるその他の車両の発進制御にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を適用可能なハイブリッド車両の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両の駆動機構の概略構成（４速状態）を表したスケルトン図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両の駆動源制御措置（ＨＶ−ＥＣＵ）において発進の際に所定時間毎に行われる処理を表したフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態で使用する車輪のスリップ量と推定される路面状態の対応関係を表したテーブルの一例である。
【図５】本発明の第２の実施形態で使用するスリップ量と、スリップ検出時に適用される補正係数の関係を表したマップである。
【図６】本発明の第２の実施形態の動作（路面状態＝「ドライ」）を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の動作（路面状態＝「凍結」）を説明するための図である。
【図８】従来のハイブリッド車の実施形態の動作（トルク過多状態）を分析して説明するための図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１  エンジン（ＥＧ）
１２  モータジェネレータ（ＭＧ）
１３  変速機
１４  差動装置（ディファレンシャル）
１５、１５’  アクスルシャフト
１６、１６’  駆動輪
１７  クラッチアクチュエータ
１８  変速アクチュエータ
１９  バッテリ
２０  スタータ
２１  ＨＶ−ＥＣＵ（車両の駆動源制御装置、トルク減少手段）
２２  ＭＧ−ＥＣＵ及びインバータ
２３  ＥＧ−ＥＣＵ
２４  ＡＭＴ−ＥＣＵ
２５  電池ＥＣＵ
２６  インジケータ
３１  出力軸
３２  フライホイール
３３  クラッチ要素
３４  変速機入力軸
３５〜４１、４９  駆動ギヤ
４２  変速機出力軸
４３〜４８  被駆動ギヤ
５０  Ｒｅｖアイドラギヤ軸
５１  Ｒｅｖアイドラギヤ
５２〜５４  ハブ部材
５５〜５７  スリーブ部材
５８  ギヤ
６０  ＭＧ出力軸
６１  原動ギヤ
６２  中間減速軸
６３  被駆動ギヤ
６４  第２駆動ギヤ
６５  レゾルバ（検知手段）
６６  ステータ部材
６７  ロータ部材
７０  リングギヤ（ファイナルギヤ）
【図１】
2008068704.tif 000003
【図２】
2008068704.tif 000004
【図３】
2008068704.tif 000005
【図４】
2008068704.tif 000006
【図５】
2008068704.tif 000007
【図６】
2008068704.tif 000008
【図７】
2008068704.tif 000009
【図８】
2008068704.tif 000010