(57)【要約】【課題】発電量低下に伴うモータトルク不足による変速ショックの発生を抑制可能な電動車両の制御装置を提供する。【解決手段】燃料電池３０および強電バッテリ４０からの電力により駆動される走行用モータＭＧと、シフトアップ変速時に摩擦クラッチ１４３を締結する変速段を備えた自動変速機１０と、燃料電池３０、走行用モータＭＧ、自動変速機１０の作動を制御するコントロールユニット１００と、を備えた電動車両の制御装置であって、コントロールユニット１００は、発電中でのシフトアップ変速時に、燃料電池３０の発電量を低下させるとともに、強電バッテリ４０から出力可能な電力である出力可能余剰電力Ｗdrive_battと燃料電池３０の発電量とに基づいてモータ上限トルクＴmotor_Hilimを算出し、クラッチ伝達トルクＴclutchを、変速終了までにモータ上限トルクＴmotor_Hilim以下に制限する制限処理を実行することを特徴とする電動車両の制御装置とした。【選択図】図１
2016007934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された発電手段および蓄電手段と、
前記発電手段および前記蓄電手段からの電力により駆動される回転電機と、
前記回転電機の動力を駆動輪側に伝達し、かつ、シフトアップ変速時に摩擦クラッチを締結する変速段を備えた変速機と、
前記発電手段、前記回転電機、前記変速機の作動を制御する制御手段と、
を備えた電動車両の制御装置であって、
前記制御手段は、前記発電手段の発電中での前記摩擦クラッチを締結する前記シフトアップ変速時に、前記発電手段の発電量を低下させるとともに、前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段から出力可能な電力である出力可能余剰電力を求め、この出力可能余剰電力と前記発電手段の発電量とに基づいてモータ上限トルクを算出し、前記摩擦クラッチの伝達トルクを、変速終了までに前記モータ上限トルク以下に制限する制限処理を実行することを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両の制御装置において、
前記制御手段は、イナーシャフェーズ中に、前記摩擦クラッチの伝達トルクが、前記モータ上限トルクよりも大きい場合に、前記制限処理により前記伝達トルクを低減させることを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動車両の制御装置において、
前記制御手段は、前記制限処理により前記伝達トルクを低減させる際に、前記伝達トルクを一定の変化率で低減させることを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動車両の制御装置において、
前記制御手段は、前記制限処理により前記伝達トルクを低減させる際に、前記イナーシャフェーズ終了時に前記モータ上限トルクと前記伝達トルクとが一致する変化率で低減させることを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置において、
前記制御手段は、前記出力可能余剰電力および前記発電量から推定される前記イナーシャフェーズ中の前記回転電機の駆動トルクの低減割合が、許容される駆動トルクの低減割合よりも大きい場合にはシフトアップ変速を禁止することを特徴とする電動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリなどの蓄電手段とは別に、燃料電池などの発電手段を備えた電動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電手段を備えた車両において、変速時に、発電手段の発電量を低下させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術によれば、変速時に発電手段の発電量を低減させ、低減完了後に、徐々に発電量を復帰させ、変速時に、発電量を低減させないものと比較して変速ショックを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007-112349公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、変速時に発電機の出力を低下させるが、この場合、モータへの供給可能電力が低下することで、モータが出力可能なトルクの上限値が低下する。
このため、イナーシャフェーズの終了時に、発電量が低下状態から十分に復帰していない場合、モータ上限トルクも低下されたままとなり、モータトルクの上昇もモータ上限トルクに制限される。
この場合、クラッチ締結トルクがモータトルクを上回る状態となって、摩擦クラッチが急締結されて、変速ショックを招くおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、シフトアップ変速時の発電量低下時のモータトルクの上昇不足による変速ショックの発生を抑制可能な電動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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、
発電手段および前記蓄電手段からの電力により駆動される回転電機と、シフトアップ変速時に摩擦クラッチを締結する変速段を備えた変速機と、前記発電手段、前記回転電機、前記変速機の作動を制御する制御手段と、
を備えた電動車両の制御装置であって、
前記制御手段は、前記発電手段の発電中での前記シフトアップ変速時に、前記発電手段の発電量を低下させるとともに、前記蓄電手段から出力可能な電力である出力可能余剰電力と前記発電手段の発電量とに基づいてモータ上限トルクを算出し、前記摩擦クラッチの伝達トルクを、変速終了までに前記モータ上限トルク以下に制限する制限処理を実行することを特徴とする電動車両の制御装置とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電動車両の制御装置では、モータ上限トルクを、蓄電手段から出力可能な電力である出力可能余剰電力と、発電手段の発電量とに基づいて演算し、変速終了時までに、摩擦クラッチの伝達トルクをモータ上限トルク以下に制限する制限処理を実行する。
したがって、イナーシャフェーズの終了時に、発電量低下に伴うモータ上限トルクの低下により、モータトルクの上昇がモータ上限トルクに制限された場合でも、摩擦クラッチの伝達トルクがモータトルクを上回ることがない。よって、イナーシャフェーズ終了時に摩擦クラッチの伝達トルクがモータトルクを上回ることによる摩擦クラッチの急締結を抑制し、変速ショックの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の電動車両の制御装置を適用した電動車両の全体システム図である。
【図２】実施の形態１の電動車両の制御装置における自動変速機の構成を示す構成図である。
【図３】実施の形態１の電動車両の制御装置のシフトアップ変速に係わる処理の流れを示すフローチャートであって、演算周期ごとに実施する処理の流れを示している。
【図４】実施の形態１の電動車両の制御装置のシフトアップ変速に係わる処理の流れを示すフローチャートであって、シフトアップ変速開始からの処理の流れを示している。
【図５】実施の形態１の電動車両の制御装置において要求出力を演算する構成を示す演算ブロック図である。
【図６】実施の形態１の電動車両の制御装置において吸収可能余剰電力を演算する構成を示す演算ブロック図である。
【図７】実施の形態１の電動車両の制御装置において出力可能余剰電力を演算する構成を示す演算ブロック図である。
【図８】実施の形態１の電動車両の制御装置においてモータ下限トルクを演算する構成を示す演算ブロック図である。
【図９】実施の形態１の電動車両の制御装置において摩擦クラッチの焼損限界に対する吸収可能エネルギ、保持エネルギの変化の一例を示すタイムチャートである。
【図１０】実施の形態１の電動車両の制御装置においてモータ上限トルクを演算する構成を示す演算ブロック図である。
【図１１】実施の形態１の電動車両の制御装置の比較例における発電中のシフトアップ変速時にシフトアップ変速を行った場合の動作の一例を示すタイムチャートである。
【図１２】実施の形態１の電動車両の制御装置の発電中のシフトアップ変速時にシフトアップ変速を行った場合の動作の一例を示すタイムチャートである。
【図１３】実施の形態３の電動車両の制御装置を適用した電動車両の全体システム図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の電動車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、実施の形態１における電動車両の制御装置の構成を、[全体システム構成][自動変速機の構成] [変速制御系の構成] [シフトアップ変速制御処理構成]に分けて説明する。
【００１０】
［全体システム構成］
図１は、実施の形態１の電動車両の制御装置の全体システム図である。
電動車両の駆動系構成としては、図１に示すように、回転電機としての走行用モータＭＧと、自動変速機１０と、駆動輪Ｗと、を備えている。
【００１１】
前記走行用モータＭＧは、車両走行の推進力を得る（力行を行う）電動機であり、例えば、三相同期モータで構成することができる。
この走行用モータＭＧは、モータインバータ２０を介して燃料電池３０と強電バッテリ４０とに接続されている。すなわち、走行用モータＭＧの電源として、燃料電池３０および強電バッテリ４０の少なくとも一方を用い、その直流電源をモータインバータ２０により三相交流に変換して供給する。
また、車両の制動時などには、走行用モータＭＧを発電機として機能（回生）させて三相交流発電し、この三相交流がモータインバータ２０により直流に変換されて強電バッテリ４０に充電される。
【００１２】
そして、モータインバータ２０、燃料電池３０、強電バッテリ４０の間の電力供給状態は、コントロールユニット１００の制御に基づいて分配部５０により切り替えられる。すなわち、分配部５０は、走行用モータＭＧへの電力供給を、各種条件に基づいて、燃料電池３０と強電バッテリ４０との、いずれか一方、あるいは両方から行う。
なお、燃料電池３０は、周知のように、水素などの負極活物質と正極活物質（空気中の酸素等）とを反応させることにより継続的に電力を取り出すことができる発電装置である。また、強電バッテリ４０は、充放電可能なバッテリである。また、図において、車両や燃料電池３０の補機類、DC-DCコンバータは、図示を省略している。
【００１３】
[自動変速機の構成]
次に、自動変速機１０の構成を図２に基づいて説明する。
前記自動変速機１０は、変速比の異なる２つのギヤ対のいずれかで動力を伝達する常時噛み合い式有段変速機であり、減速比の小さな２速段（高速段）と減速比の大きな１速段（低速段）を有する２段変速機構としている。
【００１４】
この自動変速機１０は、平行に配置された変速機入力軸１１と変速機出力軸１２との間に設けられて、１速段を実現する１速側変速機構１３および２速段を実現する２速側変速機構１４を備えている。
【００１５】
前記１速側変速機構１３は、低速段ギヤ対１３０（ギヤ１３１，ギヤ１３２）が、変速機入出力軸１１，１２間を駆動結合するように、変速機出力軸１２に対するギヤ１３１の噛合締結/解放を行う噛合クラッチ１３３を備える。ここで、低速段ギヤ対１３０は、変速機出力軸１２上に回転自在に支持したギヤ１３１と、このギヤ１３１と噛み合い、変速機入力軸１１と共に回転するギヤ１３２と、から構成される。
【００１６】
前記２速側変速機構１４は、高速段ギヤ対１４０（ギヤ１４１，ギヤ１４２）が、変速機入出力軸１１，１２間を駆動結合するように、変速機入力軸１１に対するギヤ１４１の摩擦締結/解放を行う摩擦クラッチ１４３を備える。この摩擦クラッチ１４３として、本実施の形態１では、乾式の摩擦クラッチを用いている。
また、高速段ギヤ対１４０は、変速機入力軸１１上に回転自在に支持したギヤ１４１と、ギヤ１４１に噛み合い、変速機出力軸１２と共に回転するギヤ１４２と、から構成される。
【００１７】
前記変速機出力軸１２は、ファイナルドライブギヤ組１５を介して、ディファレンシャルギヤ装置１６に駆動結合されている。なお、ファイナルドライブギヤ組１５は、変速機出力軸１２に固定されたギヤ１５ａと、これに噛合されてディファレンシャルギヤ装置１６へ回転出力するギヤ１５ｂとを備えている。
【００１８】
次に、噛合クラッチ１３３および摩擦クラッチ１４３について説明する。
前記噛合クラッチ１３３は、シンクロ式の噛合締結によるクラッチであり、ギヤ１３１に設けたクラッチギヤ１３４と、変速機出力軸１２に結合したクラッチハブ１３５と、カップリングスリーブ１３６と、を有する。そして、電動アクチュエータ１２１によりカップリングスリーブ１３６をストローク駆動させることで、噛合締結/解放する。
【００１９】
前記摩擦クラッチ１４３は、ギヤ１４１と共に回転するドリブンプレート１４４と、変速機入力軸１１と共に回転するドライブプレート１４５と、を有する。そして、電動アクチュエータ１２２により両プレート１４４,１４５に押付力を付与したり取り除いたりすることで摩擦締結/解放する。なお、各クラッチ１３３，１４３を摩擦締結/解放させるアクチュエータは、電動のものに限定されず、流体圧で駆動するアクチュエータなどの他のアクチュエータを用いてもよい。
【００２０】
[変速制御系の構成]
電動車両の制御系構成としては、図１に示すように、コントロールユニット１００を備えるとともに、アクセル開度センサ１１１、車速センサ１１２、入力回転センサ１１３、出力回転センサ１１４を含むセンサ類を備えている。
また、コントロールユニット１００は、自動変速機１０から、クラッチポジション（ギヤ比）を示す信号が入力され、モータインバータ２０からモータ回転数Ｎmoおよびモータトルクを示す信号が入力される。さらに、コントロールユニット１００には、強電バッテリ４０から、充電量を示すＳＯＣ、電圧、電流、入力可能電力、出力可能電力が入力される。
【００２１】
前記コントロールユニット１００は、噛合クラッチ１３３が噛合締結で摩擦クラッチ１４３が解放された１速段が選択されている状態で２速段へシフトアップ変速する際、噛合クラッチ１３３の解放と摩擦クラッチ１４３の摩擦締結による掛け替え制御を遂行する。
また、噛合クラッチ１３３が解放され摩擦クラッチ１４３が摩擦締結された２速段が選択されている状態で１速段へシフトダウン変速する際、噛合クラッチ１３３の噛合締結と摩擦クラッチ１４３の解放による掛け替え制御を遂行する。
なお、シフトアップ変速は、例えば、周知のように、アクセル開度と車速とにより決定される運動点が、マップ上で予め設定された変速線を１速側から２速側へ横切ることで、実行と判定する。また、図示を省略した手動のシフト操作により２速段を選択することで実行するようにしてもよい。
【００２２】
［シフトアップ変速制御処理構成］
次に、実施の形態１のコントロールユニット１００の特徴とする、燃料電池３０の発電中に１速段から２速段へシフトアップ変速する際の制御について説明する。
すなわち、本実施の形態１では、このシフトアップ変速時には、自動変速機１０の入力回転数の低下に伴い回生を行ってエネルギ効率を高めつつ、強電バッテリ４０の過充電や、摩擦クラッチ１４３の過加熱が生じないように、燃料電池３０の発電量を低下させる。
【００２３】
このシフトアップ変速制御を行うにあたり、本実施の形態１では、シフトアップ変速の実行の有無に係わらず常時実行している演算処理と、シフトアップ変速の実行要求があってから行う変速時処理とが存在する。
【００２４】
（常時演算処理）
そこで、まず、常時実行する演算処理について図３のフローチャートに基づいて順を追って説明する。
この図３の処理は、走行中、所定の演算周期（例えば、３０ｍｓｅｃ）で常時実行しており、最初のステップＳ１０１では、要求出力Ｗreqを演算する。
この要求出力Ｗreqは、図５に示す構成により求める。
すなわち、アクセル開度センサ１１１および車速センサ１１２からアクセル開度と車速とを読み込み、マップ部５０１において予め設定されたマップに基づいて目標駆動力を求める。そして、この目標駆動力を、除算部５０２において現在のギヤ比で除算し、さらに、この除算した値を換算部５０３において出力に換算して要求出力Ｗreqを求める。
【００２５】
図３に戻り、ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２では、シフトアップ変速に伴い変化する運動エネルギＥIPを下記の式（１）を用いて演算する。
ＥIP＝（Ｉ／２）×（Ｎmo）2×（１−（１／α2））    ・・（１）
なお、Ｉは変速時に回転変化する軸周りのイナーシャ、Ｎmoは変速開始時のモータ回転数、αは自動変速機の段間比（１速段ギヤ比÷２速段ギヤ比）である。
【００２６】
ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３では、吸収可能余剰電力Ｗgen_battを演算する。この吸収可能余剰電力Ｗgen_battは、現在、強電バッテリ４０に充電可能な電力であり、図６に示す構成により演算する。
すなわち、加算部６０１では、現在の強電バッテリ４０に充電可能な電力であるバッテリ入力可能電力と、図外の車載の補機類における消費電力を加算する。なお、これらの値は、強電バッテリ４０からの出力をプラス、入力をマイナスとする。よって、強電バッテリ４０に十分に充電可能な場合は、この加算値は、マイナスの値となる。
比較部６０２では、加算部６０１で得られた加算値と、分配部５０において強電バッテリ４０側へ通過可能な電力とを比較し、その大きい方の値を吸収可能余剰電力Ｗgen_battとする。なお、強電バッテリ４０側へ通過可能な電力は、バッテリ入力方向であるので、マイナスの値となる。
【００２７】
図３に戻り、ステップＳ１０３の次に進むステップＳ１０４では、出力可能余剰電力Ｗdrive_battを演算する。この出力可能余剰電力Ｗdrive_battは、強電バッテリ４０から走行用モータＭＧへ出力可能な電力であり、図７に示す構成により演算する。
すなわち、減算部７０１では、現在の強電バッテリ４０から出力可能な電力であるバッテリ出力可能電力から、補機消費電力を減算して、強電バッテリ４０から現在走行用モータＭＧへ出力可能な電力を演算する。
比較部７０２では、この現在走行用モータＭＧへ出力可能な電力と、分配部５０を強電バッテリ４０から走行用モータＭＧへ通過可能な電力と、を比較し、低い方の値を出力可能余剰電力Ｗdrive_battとする。
【００２８】
図３に戻り、ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５では、モータ下限トルクＴmotor_Lolim[Nm]を演算する。このモータ下限トルクＴmotor_Lolimは、現在の燃料電池３０の発電量、吸収可能余剰電力Ｗgen_batt、モータ回転数Ｎmoに基づいて決定する下限値であって、図８に示す構成により演算する。
すなわち、加減算部８０１では、現在の燃料電池３０の発電量から吸収可能余剰電力Ｗgen_battを差し引く。そして、出力換算部８０２において、この吸収可能な電力分を差し引いた残りの電力によりトルク変換し、モータ回転数に応じたモータ下限トルクＴmotor_Lolimを演算する。
【００２９】
図３に戻り、ステップＳ１０５に続くステップＳ１０６では、モータ上限トルクＴmotor_Hilim[Nm]を演算する。このモータ上限トルクＴmotor_Hilimは、現在の燃料電池３０の発電量、出力可能余剰電力Ｗdrive_battおよび走行用モータ回転数に基づいて設定する上限値であって、図１０に示す構成により演算する。
すなわち、加算部９０１では、現在の燃料電池３０の発電量と出力可能余剰電力Ｗdrive_battとを加算する。そして、出力換算部９０２では、加算部９０１において加算した電力を、走行用モータ回転数に基づいてモータトルクに変換し、これをモータ上限トルクＴmotor_Hilimとする。
【００３０】
図３に戻り、ステップＳ１０６に続くステップＳ１０７では、変速制御中か否か判定し、変速制御中であればステップＳ１０７に進み、変速制御中でない場合はステップＳ１０９に進む。
変速制御中に進むステップＳ１０８では、変速により摩擦クラッチ１４３が今回の制御周期までに吸収した吸収エネルギＥclutch_sftを下記の式（３）により演算する。
Ｅclutch_sft（今回）
＝Ｔclutch（今回）×ΔＮclutch（今回）×ＳＴ＋Ｅclutch_sft（前回）・・・（３）
なお、Ｔclutchはクラッチ伝達トルク、ΔＮclutchはクラッチ差回転、ＳＴは演算周期である。また、非変速時には、吸収エネルギＥclutch_sftとして前回値を用いる。
また、クラッチ伝達トルクＴclutchは、推定値を用いる。このクラッチ伝達トルクＴclutchは、摩擦クラッチ１４３を駆動する電動アクチュエータ１２２の駆動量もしくはその指令値から推定できる。あるいは、摩擦クラッチ１４３の締結時には、モータトルクから推定可能であり、スリップ締結時には、アクセル開度と車速とに基づく要求駆動トルクから推定可能である。
【００３１】
続くステップＳ１０９では、摩擦クラッチ１４３の吸収可能エネルギＥclutch_maxを演算する。
この摩擦クラッチ１４３における吸収可能エネルギＥclutch_maxは、下記の式（４）に示すように、摩擦クラッチ１４３の焼損限界値(KJ）から、摩擦クラッチ１４３が保持している保持エネルギ(KJ)を差し引いた値となる。
Ｅclutch_max＝焼損限界値−クラッチ保持エネルギ  ・・・・（４）
【００３２】
すなわち、図９に示すように、摩擦クラッチ１４３の焼損限界は、予め素材などに基づいて設定されている。一方、摩擦クラッチ１４３が保持しているエネルギは、変速を行うと時々刻々と変化する。この両者の差が、摩擦クラッチ１４３の吸収可能エネルギとなる。
【００３３】
ここで、クラッチ保持エネルギは、時々刻々と変化する値を制御周期ごとに常に演算するもので、下記の式（５）により演算する。
保持エネルギ（今回）＝max（０、保持エネルギ（前回値）−放熱特性(KJ/sec)×計算周期(sec)＋変速により摩擦クラッチが吸収したエネルギ[KJ] ）・・・（５）
【００３４】
（シフトアップ変速時処理）
次に、図４のフローチャートに基づいて、発電中にシフトアップ変速開始要求が生じた場合の制御について説明する。なお、このシフトアップ要求は、前述したように、例えば、アクセル開度および車速が１速→２速の変速線を横切ることで判断する。
【００３５】
図４において、ステップＳ２０１では、シフトアップ変速の可否判断を行い、許可判定時には、シフトアップ変速を開始してステップＳ２０２に進み、シフトアップ中止判定時には、ステップＳ２０６に進む。すなわち、シフトアップ変速を許可するか禁止するか否かを、出力可能余剰電力Ｗdrive_battおよび発電量ＷFC1から推定されるイナーシャフェーズ中のモータトルクの低減割合に基づいて判断する。
【００３６】
つまり、下記式（６）の不等式が成り立つ場合にシフトアップ変速を許可し、この不等式が成り立たない場合は、ステップＳ２０６に進んでシフトアップを中止する。
（ＷFC1／Ｗdrive_batt）＜（１−β）／β      ・・・（６）
なお、ＷFC1は変速開始要求時の発電量、Ｗdrive_battはステップＳ１０４にて演算した出力可能余剰電力、βはクラッチ伝達トルクの減少による駆動トルク低減割合の許容最大値である。この許容最大値βは、例えば、変速時に駆動トルクが減少した場合に、運転者が不快に感じないことを基準に設定している。
【００３７】
これは、変速開始時の発電量ＷFC1を、出力可能余剰電力Ｗdrive_battに置き換えることによりモータトルクが多少低減しても、運転者に違和感を与えないかどうか判定している。そして、違和感を与えない場合には、シフトアップ変速を許可し、違和感を与える場合はシフトアップ変速を禁止する。
【００３８】
シフトアップ変速を実行する場合に進むステップＳ２０２では、イナーシャフェーズが開始されたか否か判定し、イナーシャフェーズが開始されるまでステップＳ２０２の判定を繰り返し、イナーシャフェーズが開始されるステップＳ２０３に進む。
【００３９】
続くステップＳ２０３では、クラッチ伝達トルクＴclutchが、モータ上限トルクＴmotor_Hilimよりも大きいか否か判定する。そして、クラッチ伝達トルクＴclutchの方が大きい場合はステップＳ２０４に進み、クラッチ伝達トルクＴclutchの方が小さい場合はステップＳ２０５に進む。
【００４０】
クラッチ伝達トルクＴclutchが、モータ上限トルクＴmotor_Hilimよりも大きい場合に進むステップＳ２０４では、クラッチ伝達トルクの制限処理を行う。
このクラッチ伝達トルクの制限処理は、摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchを、変速終了までにモータ上限トルクＴmotor_Hilim以下に制限する。この制限処理では、クラッチ伝達トルクＴclutchを、イナーシャフェーズ終了時に、モータ上限トルクＴmotor_Hilimに一致させるように低減させる。そして、イナーシャフェーズ終了後は、クラッチ伝達トルクＴclutchが、変速後のクラッチ伝達トルクに復帰するまでは、モータ上限トルクＴmotor_Hilimに一致させる。
【００４１】
さらに、本実施の形態１では、クラッチ伝達トルクＴclutchを、イナーシャフェーズ終了時に、モータ上限トルクＴmotor_Hilimに一致させるように低減させる際には、下記式（７）により算出する減少勾配での一定勾配により低減させる。
減少勾配
＝[(Ｔclutch−Ｔmotor_Hilim）／ｔｉｍｅIP_target]×演算周期[Nm/sec] ・・（７）
【００４２】
ステップＳ２０５では、シフトアップ変速制御を実施する。なお、このステップＳ２０５でいうシフトアップ変速は、ステップＳ２０１のＹＥＳ判定から、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理と並列に実行する処理を含む。この場合、噛合クラッチ１３３を解放させる一方で、摩擦クラッチ１４３を締結させる。また、トルクフェーズにおいてモータトルクを上昇させ、インナーフェーズではモータトルクを低減させる。
さらに、後述する図１２のタイムチャートに示すように、発電量を低下させる処理も実行するが、この発電量の低下の手法は本願発明の要旨としないため、詳細な説明は省略する。
【００４３】
（実施の形態１の作用）
次に、実施の形態１の作用を、図１１、図１２のタイムチャートに基づいて説明する。
（比較例）
まず、実施の形態１の動作を説明する前に、図１１のタイムチャートに基づいて、比較例の動作により、本願発明が解決する課題について説明する。
【００４４】
図１１は、燃料電池３０により発電中にシフトアップ変速を行った動作例を示している。すなわち、ｔ０の時点で、シフトアップ変速要求があり、クラッチのガタ詰めを行った後、ｔ１の時点から、噛合クラッチ１３３の解放と、摩擦クラッチ１４３の締結を開始する。ここで、ｔ１の時点からｔ２の時点のトルクフェーズ中に、モータトルクを上昇させた後、ｔ３の時点からｔ４の時点のイナーシャフェーズ中に、走行用モータＭＧの回転数制御に基づいてモータトルクの低減を行う。
【００４５】
さらに、燃料電池３０の発電量を、変速開始時の発電量ＷFC1から、トルクフェーズ中に発電量ＷFC2に低下させ、イナーシャフェーズ中に、さらに、発電量ＷFC3に低下させる。加えて、イナーシャフェーズ中は、走行用モータＭＧの回生駆動を行い、自動変速機１０の入力回転数の低下を円滑に行うとともに、エネルギ回収を行い、摩擦クラッチ１４３において熱に変換されるエネルギを抑える。
【００４６】
このように燃料電池３０の発電量を低下させた場合、走行用モータＭＧに供給可能な電力が低下することで、モータ上限トルクも低下する（図１０）。このため、イナーシャフェーズの終了に伴い発電量を復帰させる際に、この復帰が図１１において、点線のＦＣ出力により示すように、復帰が遅れ、モータ上限トルクも復帰が遅れる場合がある。
【００４７】
この場合、モータトルクがモータ上限トルクに制限されて、摩擦クラッチの伝達トルクよりも低いと、イナーシャフェーズの終了時に、摩擦クラッチ１４３が急締結し、出力軸に図示の変動が生じ、これが変速ショックとなる。
【００４８】
（実施の形態１）
本実施の形態１は、上述の比較例における出力軸トルク変動による変速ショックを抑制するもので、以下に、図１２に基づいて、本実施の形態１の動作例を説明する。
図１２のタイムチャートも、図１１のタイムチャートと同様に、燃料電池３０の発電中のシフトアップ変速時に、発電量の低下を実施した場合の動作例であり、以下に、順を追って説明する。
この動作例では、ｔ０の時点で、ドライバの要求駆動力に応じて第１速から第２速へのシフトアップ変速と判断し、ｔ４の時点でその変速を終了し、その後、摩擦クラッチ１４３の完全締結を行っている。
【００４９】
ｔ０の時点で上記の変速線を横切ってシフトアップ要求が生じると、まず、出力可能余剰電力Ｗdrive_battおよび発電量ＷFC1から推定されるイナーシャフェーズ中のモータトルクの低減割合に基づいて判断する（Ｓ２０１）。すなわち、変速時に発電量を低下させて強電バッテリ４０による出力で走行用モータＭＧを駆動させても、運転者に違和感を与えない場合にシフトアップ変速を許可し、違和感を与える場合はシフトアップ変速を禁止する。
【００５０】
シフトアップ変速を許可した場合、ｔ２のイナーシャフェーズ開始時点のクラッチ伝達トルクＴclutchとモータ上限トルクＴmotor_Hilimとを比較する（Ｓ２０３）。そして、このｔ２の時点で、図示のように、摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchの方が大きい場合、クラッチ伝達トルクの制限処理を行う（Ｓ２０４）。
【００５１】
この制限処理により、図示のように、摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchを、変速終了までにモータ上限トルクＴmotor_Hilim以下に制限する。すなわち、本実施の形態１では、クラッチ伝達トルクＴclutchを、イナーシャフェーズ終了時に、モータ上限トルクＴmotor_Hilimに一致させるように低減させる。
なお、この減少勾配は、前述した式（７）により演算する。
【００５２】
このように、イナーシャフェーズの終了時点では、クラッチ伝達トルクＴclutchとモータ上限トルクＴmotor_Hilimとが一致している。このため、イナーシャフェーズ終了時点（ｔ３）において、発電量（ＦＣ出力）が、図において点線により示すように低下したままである場合、モータトルクがモータ上限トルクＴmotor_Hilimに制限されても、摩擦クラッチが急締結することがない。
したがって、出力軸トルクが急変動することが無く、変速ショックを抑制することができる。
【００５３】
（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１の電動車両の制御装置の効果を作用と共に列挙する。
１）実施の形態１の電動車両の制御装置は、
車両に搭載された発電手段としての燃料電池３０および蓄電手段としての強電バッテリ４０と、
前記燃料電池３０および前記強電バッテリ４０からの電力により駆動される回転電機としての走行用モータＭＧと、
前記走行用モータＭＧの動力を駆動輪側に伝達し、かつ、シフトアップ変速時に摩擦クラッチ１４３を締結する変速段を備えた自動変速機１０と、
前記燃料電池３０、前記走行用モータＭＧ、前記自動変速機１０の作動を制御する制御手段としてのコントロールユニット１００と、
を備えた電動車両の制御装置であって、
前記コントロールユニット１００は、前記燃料電池３０の発電中での前記摩擦クラッチ１４３を締結する前記シフトアップ変速時に、前記燃料電池３０の発電量を低下させるとともに、前記強電バッテリ４０の状態に基づいて前記強電バッテリ４０から出力可能な電力である出力可能余剰電力Ｗdrive_battを求め、この出力可能余剰電力Ｗdrive_battと前記燃料電池３０の発電量とに基づいてモータ上限トルクＴmotor_Hilimを算出し、前記摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchを、変速終了までに前記モータ上限トルクＴmotor_Hilim以下に制限する制限処理を実行することを特徴とする。
したがって、クラッチ伝達トルクＴclutchをモータ上限トルクＴmotor_Hilim以下に制限することで、イナーシャフェーズ終了時に摩擦クラッチ１４３が急締結することなくスムーズに締結でき、変速ショックの発生を抑制できる。また、摩擦クラッチ１４３の耐久性も向上できる。特に、本実施の形態のように摩擦クラッチ１４３として乾式のものを用いた場合に有効である。
加えて、モータ上限トルクＴmotor_Hilimを、出力可能余剰電力Ｗdrive_battと燃料電池３０の発電量とに基づいて算出するため、発電量のみに基づいて演算する場合よりも、モータトルクの出力可能な上限を、より正確に、かつ、より高い値とする。
したがって、制限処理によるクラッチ伝達トルクＴclutchの低減量を抑えることができ、低減量が大きい場合よりも、制御性に優れる。
【００５４】
２）実施の形態１の電動車両の制御装置は、
前記コントロールユニット１００は、イナーシャフェーズ中に、前記摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchが、前記モータ上限トルクＴmotor_Hilimよりも大きい場合に、前記制限処理により前記クラッチ伝達トルクＴclutchを低減させることを特徴とする。
したがって、イナーシャフェーズ中にクラッチ伝達トルクＴclutchがモータ上限トルクＴmotor_Hilimよりも大きい場合であっても、確実に、イナーシャフェーズ終了時に摩擦クラッチ１４３をスムーズに締結させて変速ショックの発生を抑制できる。
【００５５】
３）実施の形態１の電動車両の制御装置は、
前記コントロールユニット１００は、前記制限処理により前記クラッチ伝達トルクＴclutchを低減させる際に、前記クラッチ伝達トルクＴclutchを一定の変化率で低減させることを特徴とする。
したがって、クラッチ伝達トルクＴclutchを多変化率や段階的に低減させるのと比較して、クラッチ伝達トルクＴclutchの低減に伴う駆動トルク変化を最小限に抑えることができる。これにより、制限処理時に駆動トルク変化が生じるのと比較して、運転者に与える違和感を抑えることができる。
【００５６】
４）実施の形態１の電動車両の制御装置は、
前記コントロールユニット１００は、前記制限処理により前記クラッチ伝達トルクＴclutchを低減させる際に、前記イナーシャフェーズ終了時に前記モータ上限トルクＴmotor_Hilimと前記摩擦クラッチ１４３のクラッチ伝達トルクＴclutchとが一致する変化率で低減させることを特徴とする。
したがって、クラッチ伝達トルクＴclutchを低減させる際に、その低減量および低減勾配を最小限に抑えて低減できる。これにより、上記１）〜３）の効果を得るのにあたり、駆動トルク変化を最小限に抑え、運転者に与える違和感を抑えることができる。
【００５７】
５）実施の形態１の電動車両の制御装置は、
前記コントロールユニット１００は、前記出力可能余剰電力Ｗdrive_battおよび前記発電量ＷFC1から推定される前記イナーシャフェーズ中の前記走行用モータＭＧの駆動トルクであるモータトルクの低減割合が、許容される駆動トルクの低減割合（許容最大値β）よりも大きい場合にはシフトアップ変速を禁止する（Ｓ２０１）ことを特徴とする。
したがって、モータトルクの低減が大きいシフトアップ変速を実施することが無く、モータトルク低減の大きなシフトアップ変速を行うことによる違和感を運転者に与えないようにできる。
【００５８】
（他の実施の形態）
次に、他の実施の形態のハイブリッド車両の変速装置について説明する。
なお、他の実施の形態を説明するのにあたり、実施の形態１と共通する構成には実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点のみ説明する。
【００５９】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２の電動車両の制御装置について説明する。
図１３は、実施の形態２の電動車両の制御装置の全体システム図である。
この実施の形態２では、発電手段４００としてエンジン４０１により駆動されて発電する発電機４０２を用いている。他の構成については、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
このように、燃料電池３０に代えてエンジン４０１により駆動する発電手段４００を用いることも可能である。また、発電手段としては、これ以外の発電手段を用いることも可能である。
【００６０】
以上、本発明の電動車両の制御装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６１】
実施の形態１では、変速機としての自動変速機は、シフトアップ変速時に、噛合クラッチを解放して摩擦クラッチを係合させる構造のものを用いた。しかしながら、この変速機は、シフトアップ変速時に、摩擦クラッチを係合させるものであれば、解放側の係合手段については噛合クラッチに限定されるものではなく、解放側にも摩擦クラッチを用いることができる。また、その変速段の数も、実施の形態にて示した２段のものに限定されるものではない。
【００６２】
また、実施の形態では、制限処理によりクラッチ伝達トルクを、イナーシャフェーズ終了時にモータ上限トルクに一致させる例を示したが、摩擦クラッチの伝達トルクを、変速終了までに前記モータ上限トルク以下に制限するものであればこれに限定されない。例えば、イナーシャフェーズの終了時よりも前の時点で、クラッチ伝達トルクをモータ上限トルク以下に低減させてもよい。また、制限時に、クラッチ伝達トルクをモータ上限トルクよりも低い値に制限してもよい。
さらに、実施の形態では、制限処理時に、イナーシャフェーズ終了時に、クラッチ伝達トルクをモータ上限トルクに一致させる変化率で低減させる例を示したが、その変化率はこれに限定されない。確実にクラッチ伝達トルクをモータ上限トルク以下に低減できるのであれば、予め設定された変化率で低減させてもよい。あるいは、変化率は、曲線的な変化率としてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０  自動変速機
３０  燃料電池（発電手段）
４０  強電バッテリ（蓄電手段）
１００      コントロールユニット（制御手段）
１４３      摩擦クラッチ
４００      発電手段
Ｔclutch    クラッチ伝達トルク
Ｔmotor_Hilim     モータ上限トルク
Ｗdrive_batt      出力可能余剰電力
ＷFC1 （変速開始要求時の）発電量
β    （クラッチ伝達トルクの低減割合の）許容最大値
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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