(57)【要約】【課題】ソレノイドバルブやカーナビゲーション装置を有しない車両に対しても登坂路を判定して車両の後退を抑制することが可能な車両の制御装置を提供する。【解決手段】アイドルストップ状態となって車両が停止した場合に後退抑制制御が実行される。まず、アイドルストップ状態となった場合は、トルクコンバータ５のロックアップクラッチが締結される（ステップ１２、Ｓ１３）。その後、アイドルストップ状態でなくなった場合には、エンジン１及びモータ３の回転数Ｎが所定回転数Ｎａより小さいかを判定する（ステップＳ１４）。さらに、車両の位置が登坂路であるかをモータ１が逆回転方向に回転したか否かにより判定する（ステップＳ１５）。そして、登坂路である場合には、モータ１に正トルクを発生させることにより、締結されたロックアップクラッチを介して車両の後退を抑制する（ステップＳ１６）。【選択図】図２
2004236462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと電動機とからなる駆動手段と、
車軸を駆動させる駆動軸と、
前記駆動手段と前記駆動軸との間に配設され前記駆動手段と前記駆動軸とを締結又は解放するクラッチと、
前記駆動手段を制御すると共に前記クラッチを締結又は解放制御する制御手段とを備えた車両の制御装置において、
前記制御手段は、
前記駆動手段が回転していないアイドルストップ状態から前記エンジンの再始動までの間に前記クラッチを締結させると共に前記電動機の逆回転を検出することにより車両の後退を検出する車両後退検出手段と、
前記車両の後退を検出した場合に前記電動機に正トルクを発生させて車両の後退を抑制する車両後退抑制手段と、
を有することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記電動機の逆回転の検出は、前記電動機のレゾルバにより行うことを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記クラッチは、トルクコンバータのロックアップクラッチであることを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、さらに、アイドルストップ状態になって車両を停止させ前記クラッチを締結させた直後に、前記電動機を前記クラッチのバックラッシュ量分正回転させるバックラッシュ量補正手段を有することを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記車両後退抑制手段は、
単位時間当たりの前記電動機の逆回転数に対する前記電動機に発生させる前記正トルクの関係を示す正トルクマップを記憶する正トルクマップ記憶手段と、
単位時間当たりの前記電動機の逆回転数を検出する逆回転数検出手段と、
検出された前記電動機の逆回転数及び前記正トルクマップに基づき前記電動機に正トルクを発生させる正トルク発生手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと電動機とからなる駆動手段を有する車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、例えばハイブリッド車両のようなエンジンと電動機とからなる駆動手段を有する車両が注目されている。このような車両は、アイドリング状態で停止しているときには、エンジン及び電動機の回転を停止させるアイドルストップ状態となる。その後、エンジンを再始動させて走行しようとしたとしても、直ちにはエンジンの動力が駆動軸に伝達されない。これは、エンジンの回転数が所定回転数に達するまでは、トルクコンバータによりトルクが車輪の駆動軸に伝達されないためである。従って、アイドルストップ状態からエンジンが再始動可能な状態となるまでには、ある程度の時間を要することになる。そのため、車両が登坂路に位置する場合等には、エンジンの回転数が所定回転数に達するまで、車両が後退するという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するために、車両が坂道発進しようとしている場合に、ソレノイドバルブを使用して車両の後退を抑制する方法が、特開平６−７８４１７号公報に開示されている。また、登坂路を判定する方法が、特開平８−３２２１０７号公報に開示されている。すなわち、カーナビゲーション装置により登坂路を判定するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−７８４１７号公報
【特許文献２】
特開平８−３２２１０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平６−７８４１７号公報に開示された技術は、ソレノイドバルブを有しない車両には適用することができない。また、特開平８−３２２１０７号公報に開示された技術は、登坂路の判定に際して、カーナビゲーション装置を有しない車両には適用することができない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ソレノイドバルブやカーナビゲーション装置を有しない車両に対しても登坂路を判定して車両の後退を抑制することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の車両の制御装置は、駆動手段と、駆動軸と、クラッチと、制御手段とを有する。駆動手段は、エンジンと電動機とからなる。駆動軸は、車軸を駆動させる軸である。クラッチは、前記駆動手段と前記駆動軸との間に配設され、前記駆動手段と前記駆動軸とを締結又は解放するものである。制御手段は、前記駆動手段を制御すると共に、前記クラッチを締結又は解放制御する手段である。そして、前記制御手段は、車両後退検出手段と、車両後退抑制手段とを有することを特徴とする。車両後退検出手段は、駆動手段が回転していないアイドルストップ状態からエンジンの再始動までの間に、クラッチを締結させると共に電動機の逆回転を検出することにより車両の後退を検出する手段である。車両後退抑制手段は、前記車両の後退を検出した場合に、電動機に正トルクを発生させて前記車両の後退を抑制する手段である。
【０００８】
本発明が適用される車両は、エンジンと電動機とからなる駆動手段を有する車両であるので、例えばハイブリッド車両等である。そして、アイドリング状態で車両を停止させているときには、エンジン及び電動機の回転を停止しているアイドルストップ状態となる車両である。そして、本発明の車両の制御装置は、上述した車両後退検出手段と車両後退抑制手段とを有することにより、アイドルストップ状態からエンジンの再始動までの間に、車両の後退を抑制することができる。つまり、カーナビゲーション装置を有しない車両であっても、クラッチと電動機とにより車両の後退を検出することができる。さらに、ソレノイドバルブを有しない車両であっても、クラッチと電動機とにより車両の後退を抑制することができる。
【０００９】
また、車両後退検出手段における電動機の逆回転の検出は、電動機のレゾルバにより行うようにしてもよい。駆動手段としての電動機は、回転位置検出器としてレゾルバを有するものがある。レゾルバは非常に高分解能で回転位置を検出することができる。そして、このレゾルバを用いて電動機の逆回転を検出することにより、高分解能で車両の後退を検出することができる。つまり、車両の後退を正確に検出することができる。また、車両の後退の抑制は、電動機の逆回転が一定時間継続した場合に行うようにしてもよいし、電動機の逆回転数が所定閾値を越えた場合に行うようにしてもよい。
【００１０】
また、前記クラッチは、トルクコンバータのロックアップクラッチとしてもよい。トルクコンバータは、駆動手段の回転が流体を介して駆動軸に伝達させるものである。そして、このトルクコンバータには、ロックアップクラッチを備えたものがる。一般に、ロックアップクラッチは、ある車速以上の定速走行の場合や制動性能向上のために用いられる。そして、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを有する車両の場合、ロックアップクラッチを上述したクラッチとして使用することにより、新たなクラッチ機構を設ける必要がない。
【００１１】
また、制御手段は、さらに、アイドルストップ状態になって車両を停止させ前記クラッチが締結した直後に、前記電動機を前記クラッチのバックラッシュ量分正回転させるバックラッシュ量補正手段を有するようにしてもよい。また、バックラッシュ量補正手段は、前記電動機を前記クラッチおよびトランスミッションのバックラッシュ量分正回転させるようにしてもよい。これにより、アイドルストップ状態になって車両を停止させクラッチを締結した直後に、クラッチ、またはクラッチおよびトランスミッションのバックラッシュ量分電動機を正回転させておくことで、車両の後退により電動機が確実に電動機が逆回転するため、正確に車両の後退を検出することができる。
【００１２】
また、車両後退抑制手段は、正トルクマップ記憶手段と、逆回転数検出手段と、正トルク発生手段とを有するようにしてもよい。正トルクマップ記憶手段は、単位時間当たりの電動機の逆回転数に対する電動機に発生させる正トルクの関係を示す正トルクマップを記憶する手段である。逆回転数検出手段は、単位時間当たりの電動機の逆回転数を検出する手段である。正トルク発生手段は、検出された電動機の逆回転数及び正トルクマップに基づき、電動機に正トルクを発生させる手段である。
【００１３】
正トルクマップは、例えば、単位時間当たりの電動機の逆回転数が大きいほど、電動機に発生させる正トルクが大きくなるような関係とする。これにより、急勾配の登坂路の場合には、単位時間当たりの電動機の逆回転数が大きくなり、大きな正トルクを電動機に発生させることになる。従って、急勾配の登坂路にて車両が後退した場合であっても、確実に車両の後退を抑制することができる。また、ＥＶクリープ制御を実施したり、それぞれの制御の組み合わせて実施することにより車両の後退を抑制してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明を図面を参照してより詳しく説明する。ここで、本実施形態においては、ハイブリッド車両を例にとり説明する。本発明の車両の制御装置が組み込まれた車両の動力伝達系の構成を図１に示す。図１に示すように、本実施形態における車両は、駆動手段として、エンジン１と、モータ３とを有している。
【００１５】
モータ３は、エンジン１の始動を補助すると共に発電を行う。このモータ３のロータは、エンジン１のクランクシャフト４に連結されている。また、モータ３には、インバータ１１を介してバッテリ１２が接続されている。さらに、モータ３には、レゾルバ２が配設されている。このレゾルバ２は、モータ３の回転位置を検出する回転位置検出器である。
【００１６】
エンジン１のクランクシャフト４には、トルクコンバータ５が連結されている。トルクコンバータ５は、流体を利用した動力伝達機構である。すなわち、クランクシャフト４に結合されたタービンと出力軸に結合されたタービンとの間に流体が封入されており、クランクシャフト４に結合されたタービンの回転することにより、流体の作用によりトルクを発生して、出力軸のタービンを回転させるものである。なお、流体の作用により出力軸のタービンを回転させるトルクが発生するためには、クランクシャフト４に結合されたタービンの回転数が所定回転数以上となる場合である。例えば、１０００ｍｉｎ−１以上である。さらに、このトルクコンバータ５は、ロックアップクラッチ（図示せず）を有している。ロックアップクラッチは、クランクシャフト４とトルクコンバータ５の出力軸を締結又は解放するものである。すなわち、ロックアップクラッチが締結された場合は、クランクシャフト５とトルクコンバータ５の出力軸が直結することになり、ロックアップクラッチが解放された場合は、上述した流体の作用により動力が伝達される。
【００１７】
そして、トルクコンバータ５の出力軸にはトランスミッション６の入力軸が結合されている。このトランスミッション６は、複数のギヤやクラッチを有する変速機構である。そして、トランスミッション６の出力軸（駆動軸）７は、デファレンシャルギヤ８を介して車軸９に連結され、車軸９は車輪１０に連結される。
【００１８】
エンジン１、インバータ１１、バッテリ１２、トルクコンバータ５及びトランスミッション６の動作は、エンジンＥＣＵ１３、モータＥＣＵ１４、電池ＥＣＵ１５、ＡＴＥＣＵ１６がそれぞれ行う。これらのＥＣＵ１３〜１６は、通信バス１７を介してハイブリッドＥＣＵ１８に接続されている。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１８が、それぞれのＥＣＵ１３〜１６を制御している。なお、ハイブリッドＥＣＵ１８は、運転状況を検出するセンサ等が接続されている。このセンサ等は、例えば、ブレーキペダルの踏み込み量により変化するブレーキ液圧センサ１９、ブレーキペダルの踏み込みによりＯＮ・ＯＦＦ動作するブレーキスイッチ２０、アクセルペダルの踏み込み量により変化するアクセル開度センサ２１等である。ここで、制御手段とは、それぞれのＥＣＵ１３〜１６、１８に相当する。また、車両後退検出手段及び車両後退抑制手段は、モータＥＣＵ１４とＡＴＥＣＵ１６に相当する。バックラッシュ量補正手段は、モータＥＣＵ１４に相当する。
【００１９】
次に、本実施形態における車両の制御装置の動作について図２〜５のフローチャートを参照して説明する。ここで説明する制御は、車両が登坂路に位置する場合において、車両の後退を抑制する制御についてのものである。
【００２０】
後退抑制制御について図２を参照して説明する。まず、登坂路判定（ステップＳ１０）、モータ回転数算出（ステップＳ１４）、後退抑制モータ制御（ステップＳ１６）で参照するレゾルバ信号を読込み、登坂路判定を実施する（ステップＳ１０）。登坂路判定は、登坂路であるか、登坂路判定中であるか、登坂路でないかを判定する。登坂路判定の詳細は後述する。そして、エンジン１が始動完了したか否かを判定する（ステップＳ１１）。エンジン１が始動完了している場合は（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、再びスタートに戻り処理を繰り返す。一方、エンジン１が始動完了していない場合は（ステップＳ１１：ＮＯ）、アイドルストップ状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００２１】
アイドルストップ状態とは、エンジン１及びモータ３の回転が停止している状態である。なお、イグニッションスイッチはＯＮ状態の場合である。ここで、アイドルストップ状態であるか否かの判定は、次のように行ってもよい。エンジン１及びモータ３の回転数の検出と、ブレーキ液圧センサ１９、ブレーキスイッチ２０又はアクセル開度センサ２１とから行う。具体的には、エンジン１の回転数センサ（図示せず）又はモータ３のレゾルバ２からエンジン１及びモータ３の回転数を検出する。そして、ブレーキ液圧センサ１９により、ブレーキの液圧を検出する。また、ブレーキスイッチ２０により、スイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態を検出する。また、アクセル開度センサ２１により、アクセル開度を検出する。そして、エンジン１及びモータ３の回転数が零であって、ブレーキ液圧が所定値以上で、ブレーキスイッチがＯＮ状態であり、さらに、アクセル開度が零である場合に、アイドルストップ状態であると判定する。
【００２２】
続いて、アイドルストップ状態である場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ロックアップクラッチを締結する（ステップＳ１３）。すなわち、クランクシャフト４とトルクコンバータ５の出力軸が直結されている状態である。ロックアップクラッチが締結された状態では、車輪１０の回転がトランスミッション６を介して直接的にクランクシャフト４に伝達される。そして、ロックアップクラッチを締結した後、ロックアップクラッチのバックラッシュ量分、またはロックアップクラッチ及びトランスミッションのバックラッシュ量分モータ３を正回転させる。ロックアップクラッチが締結された後は、スタートに戻り処理を繰り返す。
【００２３】
一方、アイドルストップ状態でない場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、エンジン１及びモータ３の回転数Ｎが所定回転数Ｎａより小さいか否かを判定する（ステップＳ１４）。このアイドルストップ状態でない場合とは、一度アイドルストップ状態となって車両が停止した後に、アイドルストップ状態でなくなった場合である。ここで、所定回転数Ｎａは、予めエンジンＥＣＵ１３又はモータＥＣＵ１４に記憶されている。例えば、所定回転数Ｎａは１０００ｍｉｎ−１とする。すなわち、所定回転数Ｎａは、トルクコンバータの流体の作用によりトルクの伝達が可能となる回転数とする。そして、エンジン１及びモータ３の回転数Ｎの検出は、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ（図示せず）により行ってもよいし、モータ３のレゾルバ２により行ってもよい。なお、レゾルバ２により行うと正確な回転数を検出することができるが、回転数Ｎが増加するほどデータ量が増大するため処理時間を要する。従って、適宜選択して回転数Ｎを検出するとよい。
【００２４】
続いて、エンジン１及びモータ３の回転数Ｎが所定回転数Ｎａより小さい場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０にて行った登坂路判定により車両の位置が登坂路であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００２５】
ここで、登坂路判定について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。登坂路判定は、モータＥＣＵ１４にて、アイドルストップ状態が解除された後に一定時間Ｔａ行う。まず、アイドルストップ解除からの時間Ｔを算出する。続いて、アイドルストップ解除からの時間Ｔが一定時間Ｔａより小さい場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）には、モータ３が一定時間Ｔｂ逆回転を継続したか否かを判定する（ステップＳ２２）。この一定時間Ｔｂは、アイドルストップ状態が解除された後に登坂路判定を行う一定時間Ｔａと同じ時間としてもよいし、一定時間Ｔａより短い時間としてもよい。そして、モータ３が一定時間Ｔｂ逆回転を継続しない場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、登坂路判定中と判定する。一方、モータ３が一定時間Ｔｂ逆回転を継続した場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、登坂路であると判定する。アイドルストップ解除からの時間Ｔが一定時間Ｔａ以上の場合（ステップＳ２１：ＮＯ）には、登坂路判定中であるかを判定し（ステップＳ２３）、登坂路判定中であれば（ステップＳ２３：ＹＥＳ）登坂路でないと判定する。また、登坂路判定中でない場合、つまり、登坂路と判定している場合は（ステップＳ２３：ＮＯ）、引き続き登坂路と判定する。
【００２６】
また、他の登坂路判定について図４のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ３１は、図３のステップＳ２１と同一であるので、説明を省略する。アイドルストップ解除からの時間Ｔが一定時間Ｔａより小さい場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）には、モータ３の逆回転方向の回転数Ｎｃが、予めモータＥＣＵ１４に記憶された所定回転数Ｎｄより大きいか否かを判定する（ステップＳ３２）。モータ３の逆回転方向の回転数Ｎｃが、所定回転数Ｎｄ以下の場合には（ステップＳ３２：ＮＯ）、登坂路判定中と判定する。一方、モータ３の逆回転方向の回転数Ｎｃが所定回転数Ｎｄより大きい場合には（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、登坂路であると判定する。アイドルストップ解除からの時間Ｔが一定時間Ｔａ以上の場合（ステップＳ３１：ＮＯ）には、登坂路判定中であるかを判定し（ステップＳ３３）、登坂路判定中であれば（ステップＳ３３：ＹＥＳ）登坂路でないと判定する。また、登坂路判定中でない場合、つまり、登坂路と判定している場合（ステップＳ３３：ＮＯ）は引き続き登坂路と判定する。
【００２７】
次に、図２のフローチャートに戻り説明する。車両の位置が登坂路である場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、後退抑制モータ制御を実施する（ステップＳ１６）。後退抑制モータ制御については後述する。登坂路判定中（ステップＳ１７：ＹＥＳ）であれば、再びスタートに戻り処理を繰り返す。
【００２８】
一方、エンジン１及びモータ３の回転数Ｎが所定回転数Ｎａ以上の場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、及び車両の位置が登坂路でない場合であって登坂路判定中でない場合には（ステップＳ１５：ＮＯ、ステップＳ１７：ＮＯ）、ロックアップクラッチを解放する（ステップＳ１８）。続いて、エンジン１の始動制御を実行する（ステップＳ１９）。すなわち、エンジン１に燃料が噴射され、クランクシャフト４はエンジン１の動力、または、エンジン１の動力とモータ３の動力により回転する。そして、ロックアップクラッチが解放されるため、トルクコンバータ５の流体の作用によりトルクが伝達されて出力軸７が回転する。続いて、エンジン１の始動制御が実行された後は、スタートに戻り繰り返される。
【００２９】
次に、後退抑制モータ制御について図５のフローチャートを参照して説明する。後退抑制モータ制御は、モータＥＣＵ１４（正トルクマップ記憶手段、逆回転数検出手段、正トルク発生手段）にて行う。まず、モータＥＣＵ１４がモータ３のレゾルバ２の出力信号を読み込む（ステップＳ４１）。続いて、読み込まれた信号に基づき、単位時間当たりのモータ３の逆回転方向の回転数Ｎ１を算出する（ステップＳ４２）。そして、算出された回転数Ｎ１と予めモータＥＣＵ１４に記憶された正トルクマップとに基づき、モータ３に発生させる正トルク値Ｔを算出する（ステップＳ４３）。正トルクマップは、単位時間当たりのモータ３の逆回転方向の回転数Ｎ１に対するモータ３に発生させる正トルク値Ｔの関係を示すものである。具体的には、単位時間当たりのモータ３の逆回転方向の回転数Ｎ１が大きいほど正トルク値Ｔは大きく、単位時間当たりのモータ３の逆回転方向の回転数Ｎ１が小さいほど正トルク値Ｔは小さい。続いて、算出された正トルク値Ｔに基づき、モータ３を制御する（ステップＳ４４）。そして、ステップＳ４１に戻り繰り返す。
【００３０】
ここで、モータ３に正トルクが与えられるということは、直結されたロックアップクラッチを介して、車両の後退が抑制される方向にモータ３を回転させることになる。さらに、急勾配の登坂路の場合には、単位時間当たりのモータ３の逆回転方向の回転数Ｎ１が大きくなり、大きな正トルクをモータ３に発生させることになる。従って、急勾配の登坂路にて車両が後退した場合であっても、確実に車両の後退を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の車両の動力伝達系の構成を示す図である。
【図２】後退抑制制御の処理を示すフローチャートである。
【図３】登坂路判定の処理を示すフローチャートである。
【図４】他の登坂路判定の処理を示すフローチャートである。
【図５】後退抑制モータ制御の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ・・・  エンジン
２  ・・・  レゾルバ
３  ・・・  モータ（電動機）
４  ・・・  クランクシャフト
５  ・・・  トルクコンバータ
６  ・・・  トランスミッション
７  ・・・  出力軸
１３  ・・・  エンジンＥＣＵ
１４  ・・・  モータＥＣＵ
【図１】
2004236462.tif 000003
【図２】
2004236462.tif 000004
【図３】
2004236462.tif 000005
【図４】
2004236462.tif 000006
【図５】
2004236462.tif 000007