(57)【要約】【課題】  複数の駆動源を備える車両に適した、場面に応じて効率のよい駆動方式を選択する変速制御装置を提供する。【解決手段】  車両用変速制御装置は、変速が開始されると、アクセル開度α、スロットル開度θを順次読み込み（ステップＳ１、Ｓ２）、モータへのトルク指令量をなす補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔを演算し（ステップＳ３）、所定の基準トルクＴ０と比較し（ステップＳ４）、該補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔが所定の基準トルクＴ０を上回る場合に、正弦波による駆動では、出力が不足するものと判定し、矩形波による駆動に切り替える（ステップＳ５）。一方、該補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔが所定の基準トルクＴ０を下回る場合には、正弦波による駆動を継続し、又は、矩形波駆動を行っている場合は、矩形波駆動を終了する（ステップＳ６）。【選択図】  図２
2005155862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の駆動源と、前記第１の駆動源の駆動力が入力する変速機と、第２の駆動源と、を備え、
前記第１の駆動源の駆動力が前記変速機により変速されるときに、前記変速機の出力トルクにトルクダウンが発生し、前記トルクダウン量を前記第２の駆動源により補償する車両用変速制御装置であって、
変速時に前記第２の駆動源が補償すべき補償トルクダウン量を算出するトルク補償量算出手段と、
前記補償トルクダウン量に基づき、正弦波及び矩形波により、前記第２の駆動源の駆動トルクを制御するトルク制御手段と、
前記補償トルクダウン量が所定の値を超えたとき、矩形波制御に切換える駆動波決定手段と、を備える車両用変速制御装置。
【請求項２】
内燃機関と、前記内燃機関の駆動力が入力する有段変速機と、モータと、を備え、
前記内燃機関の駆動力が前記有段変速機により変速されるときに、前記有段変速機の出力トルクにトルクダウンが発生し、前記トルクダウン量を前記モータにより補償する車両用変速制御装置であって、
アクセル開度センサからアクセル開度信号を入力する手段と、
スロットル開度センサからスロットル開度信号を入力する手段と、
前記アクセル開度信号値とスロットル開度信号値との差に基いて、前記モータが補償すべき補償トルクダウン量を算出するトルク補償量算出手段と、
前記補償トルクダウン量に基づき、正弦波及び矩形波により、前記モータの駆動トルクを制御するトルク制御手段と、
前記補償トルクダウン量が所定の値を超えたとき、矩形波制御に切換える駆動波決定手段と、を備える車両用変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用変速制御装置に関し、特に、複数の駆動源を備える車両に適した変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、伝達効率に優れたマニュアル操作のギヤ噛み合い式変速機に自動クラッチ機構、自動変速機構を組み込み電子制御化した自動マニュアル変速機の開発が進んでいる。この自動マニュアル変速機では、運転者のアクセル操作量と車両の走行状態に応じて自動的にクラッチ操作及び変速操作が行われるのであるが、変速時はクラッチを切断して変速操作が行なわれるので、その間はエンジンの駆動力が絶たれ、いわゆる脱力感・減速感が感じられる。
【０００３】
そこで、低排気ガス・省燃費を目的としたハイブリッドシステムが注目され、前記脱力感を低減又は回避する方法として、第２の駆動源として備える電気モータを用いて、前記クラッチ切断状態ではモータの駆動力をタイヤに伝達させて、駆動力の低減を抑える方式が検討されている。例えば、特開平１１−６９５０９号公報には、有段変速機を有するエンジンの出力アシストをするモータを備え、変速時のトルク変動を抑えるため、モータトルクを補助的に利用する構成を有するたハイブリッド車両の変速制御装置が紹介されている。上記公報に記載の技術によれば、変速時にクラッチが切れて、エンジン出力が車軸に伝わらない状態において、車軸に繋がったモータの駆動を開始し、駆動トルクを増大させて、脱力感・減速感を解消することとしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６９５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の駆動源を備える車両において、上記したモータを含む第２の駆動源を利用して、駆動トルクを補償する駆動制御方式においては、正弦波による制御が一般的に用いられており、変調率により、トルク性能を最大限に利用できていないケースが生じている。とりわけ、上記したような車両に搭載する交流モータは、振動・騒音を抑制するために、正弦波のみによって駆動されるため、モータのトルク性能を最大限に引き出しきれていないのである。例えば、図４に示したようにアウトプットトルクを計算して（図中アウトプットトルクを表した欄の点線部分）、モータの出力を増大させるとしても、変速時のトルクダウンを補うために必要なモータ出力が出せずに、実際のモータの出力がエンジントルクよりかなり低くなる事態が生じ、結果として、エンジン出力の遮断を完全に補うことはできずに、依然上記した脱力感・減速感が発生しうることになる。また、上記必要なモータ出力を出しうる大型大出力モータを採用することは、その目的に比して、コストや車台スペース上の制約が生じ、受け入れられない。
【０００６】
本発明は、上記した各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、場面に応じて効率のよい駆動方式を選択する車両用変速制御装置を提供すること、併せて、大型のモータを用意することなくとも、上記した脱力感・減速感を十分に解消することのできる車両用変速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】
前記課題を解決するための手段を提供する本発明の第１の視点によれば、第１の駆動源と、前記第１の駆動源の駆動力が入力する変速機と、第２の駆動源と、を備え、前記第１の駆動源の駆動力が前記変速機により変速されるときに、前記変速機の出力トルクにトルクダウンが発生し、前記トルクダウン量を前記第２の駆動源により補償する車両用変速制御装置であって、場面に応じて最適な駆動制御を切換える車両用変速制御装置が提供される。この車両用変速制御装置は、トルク補償量算出手段と、トルク制御手段と、駆動波決定手段と、を備え、変速時に前記第２の駆動源が補償すべき補償トルクダウン量を算出し、前記補償トルクダウン量に基いて、正弦波及び矩形波により、前記第２の駆動源の駆動トルクを増減制御し、前記補償トルクダウン量が所定の値を超えたとき、矩形波制御に切換えるための各機能手段を、を備えて構成される。
【０００８】
ここで、正弦波制御と、矩形波制御とについて説明する。正弦波制御とは、インバータによって、正弦波（サイン波）、或いは、これに近似させた階段状ステップの波形を形成し、モータ等を駆動する方式であり、交流モータの駆動方式として、広く用いられているものである。一方、矩形波制御とは、同様にインバータによって、矩形波（方形波）を形成し、モータ等を駆動する方式である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、正弦波駆動では出力が不足する場面において、矩形波駆動に切換えて、必要な出力を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
続いて、本発明のその好ましい実施の形態について説明する。本実施の形態に係る車両は、内燃機関としてのエンジン（図１の１１）と、クラッチ切断時に出力軸を駆動するモータ（図１の１２）とを備えている。更に、該車両は、有段変速機（図１の１３）と、変速制御装置（図１の１２１及び１３１）を備えている。変速制御装置（図１の１２１及び１３１）は、エンジンコントロールユニット（図１の１２１）等のアクセル開度センサ（図示せず）からアクセル開度信号を入力する手段と、エンジンコントロールユニット（図１の１１１）等のスロットル開度センサ（図示せず）からスロットル開度信号を入力する手段と、前記アクセル開度信号値とスロットル開度信号値との差に基いて、脱力感・減速感の解消に必要な補償トルクダウン量を算出する手段（図示せず）と、前記補償トルクダウン量に基いて、正弦波及び矩形波により、前記モータの駆動トルクを増減制御する手段（図示せず）と、前記補償トルクダウン量が所定の基準トルクを超えた場合に、矩形波制御に切換える駆動波決定手段（図示せず）と、を備えて構成される。上記各手段は、変速制御装置（図１の１２１及び１３１）を構成するコンピュータにおいて実行するプログラムによって、構成可能である。
【００１１】
その作用を説明すると、変速制御装置（図１の１２１及び１３１）は、変速が開始されると、所定の時間間隔で、アクセル開度α、スロットル開度θをそれぞれ読み込み（図２のステップＳ１、Ｓ２）、モータへのトルク指令量Ｒｅｑ＿Ｔ（補償トルクダウン量）を演算し（図２のステップＳ３）、所定の基準トルクＴ０と比較し（図２のステップＳ４）、該トルク指令量Ｒｅｑ＿Ｔ（補償トルクダウン量）が所定の基準トルクＴ０を上回る場合に、正弦波による駆動では、出力が不足するものと判定し、矩形波による駆動に切換える（図２のステップＳ５）。一方、該トルク指令量Ｒｅｑ＿Ｔ（補償トルクダウン量）が所定の基準トルクＴ０を下回る場合には、正弦波による駆動を継続し、又は、矩形波駆動を行っている場合は、矩形波駆動を終了する（図２のステップＳ６）。
【００１２】
上記の通りの動作を行う変速制御装置（図１の１２１及び１３１）は、正弦波による駆動で十分である場合には、振動や騒音防止の観点から有利な正弦波による駆動を行うとともに、出力が不足する場面においては、バッテリ電圧×０.７８程度の高い最大電圧利用率に示唆される矩形波による駆動を開始して、モータ（図１の１２）のトルクを最大限に引き出す制御を行って、いわゆる脱力感・減速感を解消することが可能となる。
【実施例】
【００１３】
続いて、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る変速制御システムを搭載したハイブリッド車の概略構成を表した図である。図１を参照すると、本実施例に係るハイブリッド車両は、エンジン１１のほかに、モータ１２、トランスミッション１３とを備えて、クラッチ切断時に出力軸を駆動可能な構成となっている。ハイブリッド車両は、更に、及び、これらを制御するエンジンコントロールユニット１１１、モータコントロールユニット１２１、トランスミッションコントロールユニット１３１とを備えている。
【００１４】
エンジンコントロールユニット１１１は、ドライバーのアクセル操作を受けて、エンジン１１の停止及び燃焼状態を制御するほか、トランスミッションコントロールユニット１３１に対して、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジントルクといった各情報を出力する。また、モータコントロールユニット１２１は、インバータを備え、トランスミッションコントロールユニット１３１からトルク指令を受けて、モータ１２に対して駆動又は回生を指令するほか、バッテリ１９の充電状態の管理等を行う。また、トランスミッションコントロールユニット１３１は、シフトレバーの操作を受けて、トランスミッション１３に対して、変速、クラッチ指示を出力し、トランスミッション１３に組み込まれた各アクチュエータをコントロールし、最適な変速を行なわしめるものである。
【００１５】
更に、トランスミッションコントロールユニット１３１は、エンジンコントロールユニット１１１からアクセル開度信号、スロットル開度信号を入力する手段と、アクセル開度信号値とスロットル開度信号値との差に基いて、バッテリ・モータ系の駆動源により補償すべきトルク指令量をなす補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔを算出する手段とを、その処理制御部を構成するコンピュータにおいて実行するプログラムとして備えている。また、モータコントロールユニット１２１は、基準トルクＴ０として、例えば、正弦波によるモータ１２の最大出力値である値を記憶保持する手段と、前記基準トルクＴ０と補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔとを比較する手段と、インバータにより、正弦波、矩形波とを切り替えて、モータ１２に対して、駆動波を出力する手段とを、その処理制御部を構成するコンピュータにおいて実行するプログラムとして備えている。
【００１６】
続いて、本実施例の動作について、図面を参照して詳細に説明する。図２は、本実施例の処理の流れを表したフローチャートである。図２を参照すると、まず、トランスミッションコントロールユニット１３１は、所定の時間間隔毎に、アクセル開度信号値αを読み込み（ステップＳ１）、次いで、スロットル開度信号値θとを読み込む（ステップＳ２）。続いて、トランスミッションコントロールユニット１３１は、アクセル開度信号値αとスロットル開度信号値θとから｜α−θ｜を求め、所定の係数ｋを乗じて、補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔを算出し（ステップＳ３）、モータコントロールユニット１２１に対して、トルク指令として出力する。
【００１７】
以上の処理フローからも明らかな通り、クラッチ直結時の運転域では、アクセル開度＝スロットル開度となるため、補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔ＝０となり、モータの駆動は行われないが、変速時には、アクセル開度＞スロットル開度となり、エンジン出力が下げられることと連動して、アシストトルクのモータへの要求値である補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔがアクセル開度−スロットル開度の大きさに比例するように出力される。
【００１８】
一方、補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔを受けたモータコントロールユニット１２１は、受け取った補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔと、基準トルクＴ０とを比較し（ステップＳ４）、Ｒｅｑ＿Ｔ＞Ｔ０ならば、矩形波制御を実行し、Ｒｅｑ＿ｔ≦Ｔ０ならば正弦波駆動を実行する（ステップＳ５、Ｓ６）。
【００１９】
以上の処理フローからも明らかな通り、本実施例においては、通常の運転域では、振動や騒音で有利な正弦波でモータを駆動し、高トルクが要求される運転域のみで矩形波でモータを駆動する。正弦波の変調率は０.６１であり、１２Ｖのバッテリでの出力電圧は７．３２Ｖ程度であるが、矩形波の変調率は０.７８であるので、出力電圧は９．３６Ｖ程度に引き上げられ、２７％向上させることが可能となる。
【００２０】
従来の正弦波のみによる駆動による場合では、図４に示されたとおり、モータトルクの最大出力が限定されているため、アウトプットトルク線の落ち込みを補完できない領域が生じる結果となっている。図３は、図４と対比して、本発明の一実施例のハイブリッド車における変速制御装置の作用を時系列で説明するための図である。図３のモータトルク線下方の矢印で指した網掛け領域は、矩形波によるモータ駆動によってモータ出力が向上した部分を表しており、アウトプットトルク線上方の矢印で指した網掛け領域は、本制御によるモータの寄与部分を表している。図３のアウトプットトルク線の上記網掛け部分を含む境界線の傾きが示唆するように、本実施例によれば、アウトプットトルクの下落を抑えることができ、エンジンからのトルク遮断を十分に補完することが可能となる。
【００２１】
以上、本発明の一実施例では、アクセル開度とスロットル開度との差に基いて、補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔを算出するものとして、説明したが、補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔをその他の方式で算出しても良いことは勿論である。例えば、特開平１１−６９５０９号公報に記載されたように、エンジン回転数、ギア比及びアクセル開度変化量等により、適切なエンジントルク相当量を算出して、補償トルクダウン量Ｒｅｑ＿Ｔとして用いることも可能である。
【００２２】
また、上記した実施例では、モータコントロールユニット１２１、トランスミッションコントロールユニット１３１、それぞれに、所定の処理手段を備えて、実行するものとして説明したが、これらを統合するＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）を設けている場合には、該ＥＣＵに前記各手段を備えればよい。
【００２３】
また、上記した実施例では、説明の便宜のため、基準トルクＴ０として、正弦波によるモータ１２の最大出力値を用いるものとして、説明したが、車両、エンジン、モータの特性に応じて、基準トルクＴ０を適切に定めることが好ましく、上記トルク向上効果を適切なタイミングで得ることができる範囲において、その値を特に限定するものではない。
【００２４】
また、上記した実施例では、正弦波制御と矩形波制御との切換えによる効果の理解・説明の便宜のため、第２の駆動源としてバッテリ・モータ系を利用する場合を挙げて説明したが、車両の切換えうる複数の駆動源のうちのいずれかに供給される交流波形に本制御を適用するものであればよく、駆動源を特に限定するものではないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係る変速制御システムを搭載したハイブリッド車の概略構成を表した図である。
【図２】本発明の一実施例に係る変速制御装置における処理の流れを表したフローチャートである。
【図３】本発明の一実施例のハイブリッド車における変速制御装置の作用を時系列で説明するための図である。
【図４】従来のハイブリッド車における変速制御装置の作用を時系列で表した図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１  エンジン
１２  モータ
１３  トランスミッション
１９  バッテリ
１１１  エンジンコントロールユニット
１２１  モータコントロールユニット
１３１  トランスミッションコントロールユニット
【図１】
2005155862.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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