(57)【要約】【課題】シフトアップ変速時の発電低下の復帰の適正化を図り、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。【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の動力を、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、強電バッテリ４０、走行用モータＭＧ、摩擦クラッチ１４３の状態に応じて走行用モータＭＧおよび燃料電池３０の出力を制御するコントロールユニット１００と、を備え、コントロールユニット１００は、燃料電池３０の発電中での摩擦クラッチ１４３を締結するシフトアップ変速時に、変速中の発電量ＷFC2,ＷFC3を変速後の変速段で必要な発電量ＷFC4よりも低下させるとともに、イナーシャフェーズ中に、低下させた発電量の復帰を開始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
2016010230.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一方、回生した電力を前記蓄電手段に充電可能な回転電機と、
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、
前記蓄電手段、前記回転電機、前記摩擦クラッチの状態に応じて前記回転電機および前記発電手段の出力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、変速中の前記発電手段の発電量を変速後の変速段で必要な発電量よりも低下させるとともに、イナーシャフェーズ中に、前記低下させた発電量の復帰を開始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終了時の目標発電量、イナーシャフェーズ中の発電量、前記発電手段の応答性、前記摩擦クラッチの差回転に基づいて、前記発電量の復帰を開始す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１または請求項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、前記摩擦クラッチの差回転が予め設定された閾値を下回ったら、前記発電量の復帰を開始す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開始からの経過時間が予め設定された閾値を超えたら、前記発電量の復帰を開始す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回転電機の回転数制御を行い、かつ、前記回転数制御中の回転電機出力が増加に転じたら、前記発電量の復帰を開始することを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動車両の制御装置において、
前記制御手段は、前記回転電機の出力の下限トルクを設定し、前記下限トルクと前記回転数制御中の前記回転電機出力との差が、所定値を超えた時点で、前記発電量の復帰を開始することを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項３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、前記摩擦クラッチが変速により吸収するエネルギに基づいて、この吸収エネルギの推定値が相対的に小さい場合は、相対的に大きな場合よりも前記復帰タイミングを早めることを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７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、前記変速の終了後に変速後の変速段で必要な発電量まで復帰させ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、回生可能な回転電機とは別に、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】
しかしながら、上記従来技術では、発電量の低減完了後、徐々に発電量を復帰させる構成であるため、変速後の発電手段の発電量が、ドライバの要求駆動トルクに対して不足し変速ショックが生じるおそれがあった。
【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低下の復帰の適正化を図り、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、
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の動力を、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、
前記蓄電手段、前記回転電機、前記摩擦クラッチの状態に応じて前記回転電機および前記発電手段の出力を制御する制御手段と、を備え、
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、変速中の前記発電手段の発電量を変速後の変速段で必要な発電量よりも低下させるとともに、イナーシャフェーズ中に、前記低下させた発電量の復帰を開始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、発電中のシフトアップ変速中に、変速後の変速段で必要な発電量よりも低下させることにより変速ショックを低減できる。また、イナーシャフェーズ中に、発電電力の復帰を開始することにより、イナーシャフェーズ後に必要な発電量への復帰を早期に行って、発電力不足を原因とする変速ショックの発生を抑制可能である。
【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、シフトアップ変速を開始して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発電手段としての燃料電池の指令発電量に対する実発電量の応答性を示す応答特性図である。
【図１１】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発電量を低下させ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２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、シフトアップ変速を開始してからの処理の流れを示している。
【図１３】実施の形態２の電動車両の制御装置の発電中のシフトアップ変速時の動作の一例を示すタイムチャートである。
【図１４】実施の形態３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、シフトアップ変速を開始してからの処理の流れを示している。
【図１５】実施の形態３の電動車両の制御装置の発電中のシフトアップ変速時の動作の一例を示すタイムチャートである。
【図１６】実施の形態４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、シフトアップ変速を開始してからの処理の流れを示している。
【図１７】実施の形態４の電動車両の制御装置において摩擦クラッチが熱に変換するエネルギの推定値に基づいて発電量復帰指令増加時間を決定するのに用いるマップである。
【図１８】実施の形態４の電動車両の制御装置の発電中のシフトアップ変速時の動作の一例を示すタイムチャートである。
【図１９】実施の形態４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。
【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制御とが存在する。
【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。
図３に戻り、ステップＳ１０５に続くステップＳ１０６では、摩擦クラッチ１４３のクラッチ差回転Ｎclutchを下記の式（２）により演算する。
Ｎclutch=Ｎsen1−Ｎsen2×Ｇr_fin  ・・・（２）
なお、Ｎsen1は、摩擦クラッチ１４３の上流（入力側）回転数であって入力回転センサ１１３の検出回転数、Ｎsen2は摩擦クラッチ１４３の下流（出力側）の回転数であって出力回転センサ１１４の検出回転数、Ｇr_finは摩擦クラッチ１４３の下流の出力回転センサ１１４と摩擦クラッチ１４３との間のギヤ比である。
【００２９】
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Ｓ１０８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、吸収したエネルギ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。
【００３０】
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）
【００３１】
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。
【００３２】
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）
また、摩擦クラッチ１４３が吸収したエネルギ（Ｅclutch_sft）は、下記の式（６）により演算する。
Ｅclutch_sft（今回）
＝Ｔclutch（今回）×ΔＮclutch（今回）×ＳＴ＋Ｅclutch_sft（前回）・・（６）
なお、Ｔclutchは、クラッチ伝達トルク、ΔＮclutchはクラッチ差回転（今回）、ＳＴは演算周期である。
【００３３】
（変速時制御）
次に、図４のフローチャートに基づいて、発電中のシフトアップ変速時に実施する制御について説明する。
最初のステップＳ２０１では、各値ＷTP_motor_perfect、ＷTP_motor11、ｔｉｍｅIP11、Ｅclutch11、ｔｉｍｅIP12、Ｅclutch12、ＷTP_motor_max、ＷTP_motor2、ＷFC2、ＷFC3、ｔｉｍｅ_clutch、Tmotor_Lolim、ＷFC3-2、ＷFC4を演算する。
【００３４】
以下に、ステップＳ２０１にて演算する各値について説明する。
ＷTP_motor_perfectは、駆動力の低下を防ぐためにトルクフェーズにて必要なモータ出力であり、下記の式（７）により演算する。
ＷTP_motor_perfect＝Ｗreq×α  ・・・（７）
なお、Ｗreqは、ステップＳ１０１にて得られた要求出力、αは自動変速機１０における１速段と２速段との段間比である。
【００３５】
ＷTP_motor11は、トルクフェーズ終了時の最大モータ出力であり、下記式（８）により演算する。
ＷTP_motor11＝min（Ｗdrive_batt＋ＷFC1、Ｗtp_motor_perfect）・・・（８）
なお、Ｗdrive_battはステップＳ１０４にて得られた出力可能余剰電力、ＷFC1は変速開始時点の発電量、ＷTP_motor_perfectは式（７）により得られたトルクフェーズにて必要なモータ出力である。
【００３６】
ｔｉｍｅIP11は、推定イナーシャフェーズ時間であって、この推定イナーシャフェーズ時間ｔｉｍｅIP11は、燃料電池３０の発電量を低下させずに変速開始時点の発電量ＷFC1に保った場合の推定時間であって、下記の式（９）により演算する。
ｔｉｍｅIP11
＝ＥIP／[{（ＷTP_motor_perfect＋Ｗreq）／２}−ＷFC1＋Ｗgen_batt]  ・・・（９）
なお、ＥIPはステップＳ１０２で得られたシフトアップ変速に伴い変化する運動エネルギ、ＷTP_motor_perfectは上記式（７）により得られたトルクフェーズにて必要なモータ出力、ＷreqはステップＳ１０１にて得られた要求出力、ＷFC1は変速開始時点の発電量、Ｗgen_battはステップＳ１０４にて得られた吸収可能余剰電力である。
【００３７】
Ｅclutch11は、摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギ推定値で、発電量を変速開始時の発電量ＷFC1から低下させずに変速した場合の値であって、下記の式（１０）により演算する。
Ｅclutch11
＝ＷTP_motor11×{１−（１／α）}×（ｔｉｍｅIP11＋ｔｉｍｅTP）／２  ・・（１０）
なお、ＷTP_motor11は上記式（８）により得られたトルクフェーズ終了時の最大モータ出力、ｔｉｍｅIP11は上記式（９）により得られた推定イナーシャフェーズ時間、ｔｉｍｅTPは変速開始時に変速制御により決定した目標トルクフェーズ時間である。
【００３８】
すなわち、コントロールユニット１００は、シフトアップ変速時に摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギは、変速開始時のモータ回転数Ｎmo、前記自動変速機１０の段間比α、前記走行用モータＭＧの軸周りのイナーシャＩ、イナーシャフェーズ中の推定クラッチトルク、に基づいて算出する。ここで、変速開始時のモータ回転数Ｎmo、前記自動変速機１０の段間比α、前記走行用モータＭＧの軸周りのイナーシャＩは、運動エネルギＥIPを求めるのに用いている。
また、推定クラッチトルクは、トルクフェーズ終了時の最大モータ出力ＷTP_motor11に相当する。
【００３９】
そして、摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギであるエネルギ推定値Ｅclutch11は、式（１０）に示すように運動エネルギＥIPから求めた推定イナーシャフェーズ時間ｔｉｍｅIP11と、推定クラッチトルク相当の最大モータ出力ＷTP_motor11により算出している。したがって、上述のように、コントロールユニット１００は、シフトアップ変速時に摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギは、変速開始時のモータ回転数Ｎmo、前記自動変速機１０の段間比α、前記走行用モータＭＧの軸周りのイナーシャＩ、イナーシャフェーズ中の推定クラッチトルク、に基づいて算出する。
【００４０】
ｔｉｍｅIP12は、発電量を０まで低下させた場合の推定イナーシャフェーズ時間であって、下記の式（１１）により演算する。
ｔｉｍｅIP12
＝ＥIP／[{（ＷTP_motor＋Ｗreq）／２}＋Ｗgen_batt]  ・・・（１１）
なお、ＥIPはステップＳ１０２にて得られた運動エネルギ、ＷTP_motorはトルクフェーズ終了時のモータ出力（回帰的に演算）、ＷreqはステップＳ１０１にて得られた要求出力、Ｗgen_battはステップＳ１０３にて得られた吸収可能余剰電力である。
【００４１】
Ｅclutch12は、摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギの推定値で、燃料電池３０の発電量を変速開始時の発電量ＷFC1から０まで低下させた場合の推定値であって、下記の式（１２）により演算する。
Ｅclutch12
＝ＷTP_motor×{１−（１／α）}×（ｔｉｍｅIP12＋ｔｉｍｅTP）÷２  ・・（１２）
なお、ＷTP_motorはトルクフェーズ終了時のモータ出力、ｔｉｍｅIP12は式（１１）により得られた推定イナーシャフェーズ時間、ｔｉｍｅTPは目標トルクフェーズ時間である。
この摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギ推定値Ｅclutch12についても、変速開始時のモータ回転数Ｎmo、前記自動変速機１０の段間比α、前記走行用モータＭＧの軸周りのイナーシャＩ、イナーシャフェーズ中の推定クラッチトルクに基づいて算出する。
【００４２】
ＷTP_motor_maxは、燃料電池３０の発電量を０に低下させた場合に摩擦クラッチ１４３が吸収可能なエネルギとなるトルクフェーズ終了時のモータ出力であって、以下のようにして求める。
すなわち、式（１２）により得られたエネルギ推定値Ｅclutch12が、ステップＳ１０９において前回演算した摩擦クラッチ１４３が吸収可能エネルギＥclutch_maxとなるトルクフェーズ終了時のモータ出力ＷTP_motorを、ＷTP_motor_maxとする。
【００４３】
ＷTP_motor2は、最終的なトルクフェーズ終了時のモータ出力であって、下記の式（１３）により演算する。
ＷTP_motor2
＝min(Ｗdrive_batt＋ＷFC1、ＷTP_motor_perfect、ＷTP_motor_max)  ・・・（１３）
なお、Ｗdrive_battはステップＳ１０４にて得られた出力可能余剰電力、ＷTP_motor_perfectは式（７）により得られたトルクフェーズにて必要なモータ出力、ＷTP_motor_maxはトルクフェーズ終了時のモータ出力である。
【００４４】
ＷFC2はトルクフェーズ終了時に必要な発電量であり、下記の式（１４）により演算する。
ＷFC2＝min{ＷFC1、max（０、ＷTP_motor2−Ｗdrive_batt）}  ・・・（１４）
なお、ＷFC1は変速開始時点の発電量、ＷTP_motor2は上記式（１３）により得られたトルクフェーズ終了時のモータ出力、Ｗdrive_battはステップＳ１０４にて得られた出力可能余剰電力である。
【００４５】
ＷFC3は、イナーシャフェーズ中の燃料電池３０の発電量であり、下記の式（１５）により演算する。
ＷFC3
＝max[０、Ｗclutch_den＋Ｗgen_batt−{ＥIP／(ｔｉｍｅ_clutch−ｔｉｍｅTP)]]
・・・（１５）
なお、Ｗclutch_denは、摩擦クラッチ１４３が熱に変換および駆動力として伝達する出力であって、Ｗclutch_den＝（ＷTP_motor2＋Ｗreq）／２により求める。
また、ｔｉｍｅ_clutchは、摩擦クラッチ１４３の焼損限界となる変速時間であり下記の式（１６）により演算する。
ｔｉｍｅ_clutch
＝(Ｅclutch_max×２)／[ＷTP_motor2×{１−（１／α）}]P  ・・・（１６）
また、式（１５）においてＷgen_battはステップＳ１０３にて得られた吸収可能余剰電力、ＥIPはステップＳ１０２にて得られた運動エネルギ、ｔｉｍｅTPは目標トルクフェーズ時間である。
【００４６】
Ｔmotor_Lolimは、前述したように、図８に示す構成により得られた値であり、変速中に演算して得られた値である。
ＷFC3_2はイナーシャフェーズ中の燃料電池３０の発電量であり、下記の式（１７）により演算する。なお、この発電量ＷFC3_2は、上述した発電量ＷFC3の演算の変形例を示しており、この発電量ＷFC3_2は、後述する実施の形態２において用いる。
ＷFC3_2
＝（ＥIP／ｔｉｍｅIP_target）−Ｗgen_batt−（ＷTP_motor＋Ｗreq）/2  ・・（17）
なお、ＥIPはステップＳ１０２にて得られた運動エネルギ、ｔｉｍｅIP_targetは目標イナーシャフェーズ時間、Ｗgen_battはステップＳ１０３にて得られた吸収可能余剰電力、ＷTP_motorはトルクフェーズ終了時のモータ出力、ＷreqはステップＳ１０１にて得られた要求出力である。目標イナーシャフェーズ時間ｔｉｍｅIP_targetは、運転者に違和感を与えない程度に予め設定された時間である。この目標イナーシャフェーズ時間ｔｉｍｅIP_targetを設定することにより、摩擦クラッチ１４３による熱吸収時間が長くなり過ぎることによる変速時間の間延びが生じるのを抑制できる。
ＷFC4は、燃料電池３０のイナーシャフェーズ終了時の目標発電量であり、ＷFC4＝Ｗreqにより求める。
【００４７】
図４においてステップＳ２０１に続くステップＳ２０２では、変速中に燃料電池３０の発電量を低下させるか否か判定し、低下させる場合はステップＳ２０３に進み、低下させない場合はステップＳ２１１に進む。
ここで、発電量を低下させるか否かは、発電量を低下させずに変速した場合に摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギが、現時点の摩擦クラッチ１４３の吸収可能エネルギよりも大きいか否かにより決定する。すなわち、熱に変換するエネルギが吸収可能エネルギよりも大きければ発電量を低下させ、逆に、小さければ発電量を低下させずにシフトアップ変速を行う。
このステップＳ２０２における発電量の低下判定は、具体的には、ステップＳ２０１で演算したエネルギ推定値Ｅclutch11が、ステップＳ１０９で演算した吸収可能エネルギＥclutch_maxよりも大きいか否かで判定する。そして、Ｅclutch11＞Ｅclutch_maxの場合は発電量を低下させるべくステップＳ２０３に進み、Ｅclutch11≦Ｅclutch_maxの場合は、発電量の低下を禁止すべくステップＳ２１１に進む。
したがって、ステップＳ２１１では、発電量を低下させずにシフトアップ変速を実施する。
【００４８】
一方、発電量を低下させる場合に進むステップＳ２０３では、まず、シフトアップ変速を実施するか否か、言い換えると実施可能か否かを、トルクフェーズ終了時のモータ出力に基づいて判定する。具体的には、ＷTP_motor_max＞０、かつ、ＷTP_motor2＞０か否かにより、両者がＹＥＳ（肯定）の場合にステップＳ２０４に進み、いずれかがＮＯ（否定）である場合にステップＳ２１０に進む。そして、ステップＳ２１０ではシフトアップ変速を中止する。
なお、ＷTP_motor_maxは、発電量を０に低下させた場合に摩擦クラッチ１４３が吸収可能なエネルギとなるトルクフェーズ終了時のモータ出力である。
また、ＷTP_motor2は、トルクフェーズ終了時のモータ出力であり、出力可能余剰電力にトルクフェーズ終了時の燃料電池出力を加算した値、トルクフェーズに必要なモータ出力、上記のＷTP_motor_maxの内で、最も小さな値である。これらのいずれかが負であれば、シフトアップを中止する。
【００４９】
シフトアップ変速を実施し、発電量を低下させる場合に進むステップＳ２０４では、イナーシャフェーズの前のトルクフェーズ中の時点から発電量を低下させるか否か判定する。そして、トルクフェーズ中に発電量低下を開始する場合はステップＳ２０５に進み、トルクフェーズ中に発電量低下を開始しない場合はステップＳ２０６に進む。
なお、このステップＳ２０４の判定は、具体的には、ＷTP_motor2＜Ｗdrive_batt＋ＷFC1か否かにより判定する。すなわち、トルクフェーズ終了時のモータ出力ＷTP_motor2が、燃料電池３０と強電バッテリ４０とから供給可能な電力による出力よりも低ければ、燃料電池３０の発電量を減らしても、トルクフェーズにおける駆動力およびショックに影響を与えない。よって、早期に発電量を低下させ、摩擦クラッチ１４３に対する熱負担を軽減する。
【００５０】
ステップＳ２０４においてトルクフェーズ中に発電量を低減させる場合に進むステップＳ２０５では、燃料電池３０の発電量をＷFC2に低下させた後、次のステップＳ２０６に進む。なお、発電量ＷFC2は前述した式（１４）により演算したトルクフェーズ終了時に必要な発電量である。
【００５１】
ステップＳ２０５に続くステップＳ２０６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Ｓ２０６の判定を繰り返し、イナーシャフェーズが開始されるとステップＳ２０７に進む。
【００５２】
ステップＳ２０７では、燃料電池３０の発電量をＷFC3に低下させた後、ステップＳ２０７ｂに進む。なお、発電量ＷFC3は、前述の式（１５）により演算したイナーシャフェーズ中の発電量である。この発電量ＷFC3は、摩擦クラッチ１４３の発熱量および駆動伝達力に相当するＷclutch_den、吸収可能余剰電力Ｗgen_batt、要求出力Ｗreq、変速により変化する運動エネルギＥIP、摩擦クラッチ１４３の焼損限界となる変速時間ｔｉｍｅ_clutch、目標トルクフェーズ時間ｔｉｍｅTPに基づいて求める。さらに、変速時間ｔｉｍｅ_clutchは、上記式（１６）に示すように、摩擦クラッチ１４３における吸収可能エネルギＥclutch_maxに基づいて求める。
【００５３】
ステップＳ２０７に続くステップＳ２０７ｂでは、復帰判断閾値Ｎclutch_f1を下記の式（１８）により演算する。
Ｎclutch_f1＝（ｄ／ｄｔ）Ｎclutch×（ＷFC4−ＷFC3）／ΔＷFC  ・・・（１８）
なお、（ｄ／ｄｔ）Ｎclutchは、Ｎclutchの時間微分を表している。また、Ｎclutchは、下記の式（１９）により求めた摩擦クラッチ１４３における差回転（クラッチ差回転）である。
Ｎclutch＝Ｎsen1−Ｎsen2×Ｇr_fin  ・・・（１９）
なお、Ｎsen1は、摩擦クラッチ１４３の上流の回転数、Ｎsen2は摩擦クラッチ１４３の下流の回転数、Ｇr_finはクラッチ下流の出力回転センサ１１４と摩擦クラッチ１４３との間のギヤ比である。
【００５４】
さらに、式（１８）におけるΔＷFCについて説明する。
このΔＷFCは、発電手段としての燃料電池３０の応答性を勾配（Ｗ／sec）により表現したものである。
すなわち、図１０に示すように、応答性ΔＷFCは、指令発電量の出力から、図において点線により示すように実発電量が指令発電量に達するまでの経過時間から得られる一次の勾配（Ｗ／sec）により表したものである。
【００５５】
以上のように、復帰判断閾値Ｎclutch_f1は、変速後のギヤ段で必要な発電量ＷFC4、イナーシャフェーズ中の発電量ＷFC3、発電機の応答性ΔＷFC、クラッチ差回転Ｎclutchの変化勾配（ｄ／ｄｔ）Ｎclutchに基づいて求めている。すなわち、復帰判断閾値Ｎclutch_f1は、変化勾配（ｄ／ｄｔ）Ｎclutch、発電量ＷFC4が大きいほど、大きな値になり復帰タイミングが早まり、発電量ＷFC3、応答性ΔＷFCが大きいほど、小さな値となり復帰タイミングが遅くなる。
【００５６】
図４に戻り、ステップＳ２０７ｂに続くステップＳ２０８では、摩擦クラッチ１４３における入出力のクラッチ差回転Ｎclutchが復帰判断閾値Ｎclutch_f1未満となったか判定する。そして、この判定をクラッチ差回転Ｎclutchが復帰判断閾値Ｎclutch_f1未満となるまで繰り返し、クラッチ差回転Ｎclutchが復帰判断閾値Ｎclutch_f1未満となったらステップＳ２０９に進む。
ステップＳ２０９では、燃料電池３０の発電量を変速後に必要な発電量ＷFC4まで復帰させ終了する。 
【００５７】
（実施の形態１の作用）
次に、実施の形態１の作用を、図１１のタイムチャートに基づいて説明する。
この図１１のタイムチャートは、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を決定し、ｔ４の時点でその変速を終了している。
なお、変速の決定は、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、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行う。本実施の形態１では、この時点から、図４のフローチャートに示す処理を開始するが、本実施の形態１では、さらに、シフトアップ変速時に発電量を低下させるか否か、および、シフトアップ変速を実行するか否かの判定を行う。したがって、この時点では、シフトアップ変速を実行することは確定していない。
【００５８】
ｔ０の時点で上記の変速線を横切ってシフトアップ変速条件が成立すると、まず、変速中に発電量を低下するか（Ｓ２０２）を判定する。この判定は、発電量を低下させずに変速した場合に摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギ推定値Ｅcluｔch11が、摩擦クラッチ１４３の吸収可能エネルギＥclutch_maxよりも小さいか否かにより行う。そして、エネルギ推定値Ｅcluｔch11が、吸収可能エネルギＥclutch_maxよりも小さい場合は、発電量を低下させない（Ｓ２１１）。すなわち、この場合、イナーシャフェーズにおいて自動変速機１０の入力回転であるモータ回転数の低下による運動エネルギ変化を、摩擦クラッチ１４３の発熱により吸収可能であるため、発電量の低下は行わない。
【００５９】
一方、エネルギ推定値Ｅcluｔch11が吸収可能エネルギＥclutch_maxよりも大きい場合は、摩擦クラッチ１４３の発熱で、上記の回転数低下分のエネルギを吸収しきれないため、発電量を低下させた上で、走行用モータＭＧの回生によりエネルギ吸収を行う。
【００６０】
さらに、本実施の形態１では、摩擦クラッチ１４３が吸収可能なエネルギに基づいてシフトアップ変速を実施するか否かを判定する。具体的には、燃料電池３０の発電量を０まで低下させた場合の吸収可能エネルギＷTP_motor_maxおよびトルクフェーズ終了時のモータ出力ＷTP_motor2に基づいて、いずれかが負の場合は、シフトアップ変速を中止する（Ｓ２１０）。すなわち、摩擦クラッチ１４３を締結すると焼損するおそれがある場合や、トルクフェーズが成立しない場合は中止する。
【００６１】
以上の判定により、シフトアップ変速の実施を決定し、ｔ０の時点から摩擦クラッチ１４３に締結方向の操作力を与え、ドリブンプレート１４４とドライブプレート１４５との間隔を詰めるガタ詰めを行う。
なお、このガタ詰時のモータ出力（＝要求出力Ｗreq）は、図示のように、燃料電池３０からの出力（ＦＣ出力）と強電バッテリ４０の出力（バッテリ出力）とにより賄われている。
その後、ｔ１の時点でガタ詰を終え、噛合クラッチ１３３の解放と摩擦クラッチ１４３の締結との掛け替えを開始する。このｔ１の時点からｔ２の時点までがトルクフェーズとなる。
【００６２】
本実施の形態１では、このトルクフェーズを開始するｔ１の時点から、燃料電池３０の発電量を、変速開始時の発電量ＷFC1から、トルクフェーズ終了時に必要な発電量ＷFC2に低下させる。
【００６３】
このようにトルクフェーズ中に発電量を低下するか否かは、トルクフェーズ終了時のモータ出力ＷTP_motor2、出力可能余剰電力Ｗdrive_batt、変速開始時の発電量ＷFC1に基づいて判定する（Ｓ２０４）。すなわち、トルクフェーズ終了時のモータ出力ＷTP_motor2が、出力可能余剰電力Ｗdrive_battと変速開始時の発電量ＷFC1とを加算した値よりも小さければ、その分、前もって発電量を低下させることができる。このように、発電量の低下を、トルクフェーズ時とインナーフェーズ時とに分けることにより、発電量の低下応答性を高めることができる。
また、このトルクフェーズにおける燃料電池３０の発電量ＷFC2は、前述の式（１４）に基づいて決定され、本動作例では、ＷTP_motor2−Ｗdrive_batに制御している。
【００６４】
次に、ｔ２の時点でイナーシャフェーズが開始されると、ステップＳ２０７の処理により、燃料電池３０の発電量を、ＷFC3に低下させる。
このイナーシャフェーズの発電量ＷFC3は、上記式（１５）に基づいて決定する。この場合、０と、摩擦クラッチ１４３による吸収可能なエネルギと強電バッテリ４０における吸収可能余剰電力Ｗgen_battとを加算した値からシフトアップ変速により変化する運動エネルギＥIPを差し引いた値と、の大きい方の値とする。
すなわち、変化する運動エネルギＥIPを、摩擦クラッチ１４３の熱による変換と、走行用モータＭＧによる回生（強電バッテリ４０への充電）と、発電量の低下により吸収する。この際に、摩擦クラッチ１４３において焼損が生じないように、その発熱量を演算する（Ｓ２０７）。
【００６５】
その後、クラッチ差回転Ｎclutch、すなわち、モータ回転数と出力軸回転数との差回転（本実施の形態１では、Ｎsen1，Ｎsen2に基づく）が復帰判断閾値Ｎclutch_f1以下になったｔ３の時点から、燃料電池３０の発電量を変速後に必要な発電量ＷFC4に向けての復帰を開始する。また、これとともに、モータ出力も要求出力Ｗreqに向けて上昇させ、かつ、バッテリ出力も、充電から放電へ向けて復帰させる。
そして、ｔ４の時点で、摩擦クラッチ１４３が締結状態となって変速を終了する。このとき、発電量は、クラッチ差回転Ｎclutchおよび応答性ΔＷFCに基づいてイナーシャフェーズ中のｔ３の時点から復帰を開始するため、ｔ４の時点で、変速後に必要な発電量ＷFC4に達する。
【００６６】
（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および強電バッテリ４０からの電力により駆動される一方、回生した電力を前記強電バッテリ４０に充電可能な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（２速段）を備えた自動変速機１０と、
前記強電バッテリ４０、前記走行用モータＭＧ、前記摩擦クラッチ１４３の状態に応じて前記走行用モータＭＧおよび前記燃料電池３０の出力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、変速中の前記燃料電池３０の発電量ＷFC2,ＷFC3を変速後の変速段で必要な発電量ＷFC4よりも低下させるとともに、イナーシャフェーズ中に、前記低下させた発電量の復帰を開始することを特徴とする。
したがって、シフトアップ変速中に発電量を変速後の変速段で必要な発電量ＷFC4よりも低下させることにより、変速中に走行用モータＭＧの出力トルクが過大となって変速ショックが生じるのを確実に抑制できる。
しかも、この低下させた発電量の変速後の変速段で必要な発電量ＷFC4に向けての復帰を、イナーシャフェーズ中に開始するため、イナーシャフェーズ終了時点で変速後の変速段で必要な発電量ＷFC4へ復帰させることが可能である。これにより、イナーシャフェーズ終了時点で発電量が不足することによる駆動力低下が生じたり、逆に発電量の復帰が早いタイミングになされて変速ショックや摩擦クラッチ１４３の過加熱が生じたりすることを抑制することが可能である。
【００６７】
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終了時の目標発電量としての、変速後のギヤ段で必要な発電量ＷFC4、イナーシャフェーズ中の発電量ＷFC3、前記発電手段の応答性ΔＷFC、前記摩擦クラッチ１４３のクラッチ差回転Ｎclutchにより求めた復帰判断閾値Ｎclutch_f1に基づいて、前記発電量の復帰を開始することを特徴とする。
すなわち、発電量の復帰開始タイミングが早過ぎて、変速後に必要な発電量ＷFC4への復帰タイミングが早過ぎると、走行用モータＭＧの駆動力が大きくなり過ぎて変速ショックが発生したり、摩擦クラッチ１４３の過加熱が生じたりするおそれがある。
逆に、発電量の復帰開始タイミングが遅過ぎて、変速後に必要な発電量ＷFC4への復帰タイミングが遅過ぎると、イナーシャフェーズ終了時に走行用モータＭＧが必要な電力を確保できず駆動力不足による変速ショックが発生するおそれがある。
また、発電手段が燃料電池３０の場合は、下記の種々の要因により応答性が変化するもので、その追従性が悪化する場合がある。この要因としては、燃料電池の温度が適正でない過熱状態や低温状態、膜の湿潤状態が適正でない過乾燥状態や過加湿状態、空気流量の指令追従性（圧力、流量の応答性）などがある。
さらに、変速を実施する際の車速や、変速前後のギヤ比によってイナーシャフェーズ前のクラッチ差回転Ｎclutchは変化する。またイナーシャフェーズ中のクラッチ伝達トルク、イナーシャフェーズ中に低下した発電量によってクラッチ差回転Ｎclutchの変化勾配は変化する。
以上により、変速後のギヤ段で必要な発電量ＷFC4、イナーシャフェーズ中の発電量ＷFC3、発電機の応答性ΔＷFC、クラッチ差回転Ｎclutchの変化勾配に基づいて求めた復帰判断閾値Ｎclutch_f1に基づいて発電量の復帰開始を判断するようにした。これにより、様々な状況においてもイナーシャフェーズ中の最適な発電量の復帰開始タイミングを判断することができ、イナーシャフェーズ終了時に走行用モータＭＧが必要な発電量ＷFC4をより確実に得ることができる。
よって、上記１）の効果をより確実に得ることができる。
【００６８】
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、前記摩擦クラッチ１４３のクラッチ差回転Ｎclutchが予め設定された復帰判断閾値Ｎclutch_f1を下回ったら、前記発電量の復帰を開始することを特徴とする。
したがって、検出容易なクラッチ差回転Ｎclutchに基づいて、高応答で復帰開始判断を行うことができる。
加えて、本実施の形態１では、復帰判断閾値Ｎclutch_f1を、クラッチ差回転Ｎclutchの変化勾配（ｄ／ｄｔ（Ｎclutch）および燃料電池３０の応答性ΔＷFCに基づいて決定するようにしている。すなわち、クラッチ差回転の変化勾配（ｄ／ｄｔ（Ｎclutch）
が急な場合は緩やかな場合と比べて、復帰判断閾値を大きく設定し、発電量の復帰タイミングを早くする。これにより、変速後の発電量ＷFC4への復帰が遅れることによる変速ショックを抑制せきる。逆に、クラッチ差回転Ｎclutchの変化勾配が緩やかな場合は急な場合と比べて、復帰判断閾値を小さく設定し、発電量の復帰タイミングを遅くする。これにより、変速後の発電量ＷFC4への復帰が早過ぎて摩擦クラッチ１４３の吸収熱量が過剰になるのを抑制できる。
加えて、応答性ΔＷFCに基づいて応答性が高い場合は、低い場合よりも復帰判断閾値Ｎclutch_f1を小さくして、復帰タイミングを遅らせ、逆に、応答性が低い場合は、高い場合よりも復帰判断閾値Ｎclutch_f1を大きくして、復帰タイミングを早くしている。
よって、イナーシャフェーズの終了時に、タイミング良く、変速後の発電量ＷFC4へ復帰させることができ、これによっても、上記のように、復帰タイミング遅れによる変速ショックの発生や、復帰タイミングが早いことによる摩擦クラッチ１４３の吸収熱量が過剰になるのを抑制できる。
【００６９】
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、前記変速の終了後に変速後の変速段で必要な発電量ＷFC4まで復帰させることを特徴とする。
したがって、変速終了後は、走行用モータＭＧの電力は燃料電池３０の発電量により賄われ、強電バッテリ４０からの放電を用いた走行期間が生じるのを抑えることができる。これにより、強電バッテリ４０の充放電回数を抑えて強電バッテリ４０の耐久性を向上させることができる。
【００７０】
（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。
【００７１】
（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。
この実施の形態２は、発電量の復帰開始の処理が実施の形態１と異なる。
すなわち、実施の形態２の電動車両の制御装置におけるシフトアップ変速処理の流れを示す図１２のフローチャートに示すように、ステップＳ３０８における発電量の復帰判定判断が実施の形態１と異なる。
このステップＳ３０８では、イナーシャフェーズ開始からの経過時間が、設定された経過時間閾値を越えると、ステップＳ２０９に進んで、発電量を変速後に必要な発電量ＷFC4に向けての復帰を開始するようにした。なお、この経過時間閾値は、一定時間を用いてもよいが、車速や発電量および応答性ΔＷFCに応じた経過時間閾値を予めマップや演算式として記憶させておいてもよい。
【００７２】
図１３は、実施の形態２の動作例であり、イナーシャフェーズを開始したｔ２の時点から、イナーシャフェーズ時間をカウントアップし、このイナーシャフェーズ時間が、経過時間閾値を越えたｔ３の時点から、発電量の復帰を開始している。
この実施の形態２にあっても、ｔ４の時点で、燃料電池３０の発電量が変速後に必要な発電量ＷFC4に達している。
【００７３】
以上のように、実施の形態２の電動車両の制御装置は、下記の効果を奏する。
2-1）実施の形態２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開始からの経過時間であるイナーシャフェーズ経過時間が予め設定された経過時間閾値を超えたら、前記発電量の復帰を開始することを特徴とする。
以上のように、イナーシャフェーズの経過時間に基づいて、発電量の復帰開始を判断することによって、復帰開始タイミングの適正化を図って、変速ショックの発生を抑制することができる。
また、この発電量の復帰開始タイミングを判断のために検出するのが、イナーシャフェーズの経過時間のみであるため、回転数センサなど複数のセンサを用いた場合と比較して、これらセンサ類の誤検出による誤動作の発生を抑制することができる。よって、発電電力の変動に対してよりロバスト性が増す。
【００７４】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３の電動車両の制御装置について説明する。
この実施の形態３は、発電量の復帰開始の処理が実施の形態１と異なる。
すなわち、実施の形態３の電動車両の制御装置におけるシフトアップ変速処理の流れを示す図１４のフローチャートに示すように、 ステップＳ４０８における発電量の復帰判定判断が実施の形態１と異なる。
この実施の形態３は、イナーシャフェーズにて回転数制御中の走行用モータＭＧの出力であるモータトルクが増加に転じ、かつ、モータトルクとモータ下限トルクとの差が所定値を越えたら、発電量の復帰を開始するようにした例である。
具体的には、ステップＳ４０８では、モータトルクＴmotorの時間微分値が傾き閾値よりも大きく、かつ、モータ下限トルクＴmotor_LolimからモータトルクＴmotorを差し引いた値が差閾値よりも大きい場合に、復帰開始と判断する。
つまり、モータトルクＴmotorの時間微分値に基づいて、モータトルクの時間経過に伴う変化勾配が、増加勾配であるか否かにより増加に転じたことを判定する。また、モータ下限トルクＴmotor_LolimとモータトルクＴmotorとの差に基づいて、モータトルクＴmotorがモータ下限トルクＴmotor_Lolimよりも所定量以上上昇したか否か判定する。
【００７５】
上記判定について説明を加える。
シフトアップ変速時のイナーシャフェーズにおける回転数制御中のモータトルクが増加に転じるタイミングは、摩擦クラッチ１４３におけるクラッチ差回転を０回転に緩やかに一致させるために、変化勾配を０に近付けていくタイミングであり、それ以後は発電機の発電量を低下させる必要はない。よって、回転数制御中のモータトルクが増加に転じるタイミングは発電量の復帰に最適なタイミングである。
【００７６】
ここで、発電手段としての燃料電池３０は、発電に必要な補機類の運転状態の制限や強電系（強電バッテリ４０や、図示を省略したDC-DCコンバータなど）の供給、吸収、通過可能電力の制限により、指令値に追従しない場合がある。
特に、発電手段が燃料電池３０の場合は、燃料電池３０の温度が適正でない過熱状態や低温状態である場合や、膜の湿潤状態（過乾燥、過加湿など）、空気流量の指令追従性（圧力、流量の応答性など）を原因として、発電量指令値に対する追従性が悪化する場合がある。
そのような場合であっても、上記のように、回転数制御中の走行用モータＭＧの出力であるモータトルクが増加に転じたタイミングで発電量の復帰を開始するため、上記のように適正なタイミングで復帰開始を判断することができる。
加えて、本実施の形態３では、このモータトルクが増加に転じたタイミングを、モータトルクＴmotorの時間微分値による傾き判断に加え、モータ下限トルクＴmotor_LolimとモータトルクＴmotorとの差分に基づいて判定している。このため、モータ下限トルクＴmotor_Lolimまで低下したモータトルクＴmotorが増加に転じたタイミングを、より高い精度で検出することができる。
【００７７】
以上のように、実施の形態３の電動車両の制御装置は、下記の効果を奏する。
3-1）実施の形態３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走行用モータＭＧの回転数制御を行い、かつ、前記回転数制御中のモータトルクが増加に転じたら、前記発電量の復帰を開始することを特徴とする。
したがって、イナーシャフェーズ中の発電量の低下が必要な状態から、クラッチ差回転を０とすべくモータトルクを増加させて、発電量の低下が不要となるタイミングを検出し、最適なタイミングで発電電力の復帰を開始することができる。
すなわち、前述のように、燃料電池３０が、補機類の運転状態の制限、強電系の過急影響、温度影響、膜の湿潤状態、空気流量の指令追従性を原因として、発電量指令値に対する追従性が悪化した場合でも、適正タイミングで発電量の復帰開始を行うことができる。
【００７８】
3-2）実施の形態３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、走行用モータＭＧの出力の下限値であるモータ下限トルクＴmotor_Lolimを設定し、モータ下限トルクＴmotor_Lolimと前記モータトルクＴmotorとの差が、差閾値を超えた時点で、モータトルクＴmotorが増加に転じたと判断することを特徴とする。
上記3-1)のように、モータトルクＴmotorが増加に転じるタイミングだけではなく、回転数制御中のモータトルクＴmotorとモータ下限トルクＴmotor_Lolimとの差が差閾値より大きい場合に、発電量の復帰を開始することで、より最適なタイミングで発電量を復帰できる。
すなわち、発電手段、特に燃料電池３０の発電量が意図せずに増加した場合であっても、回転数制御中のモータトルクＴmotorとモータ下限トルクＴmotor_Lolimとの差を監視することで誤ったタイミングでの発電量復帰判断を抑制できる。
【００７９】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４の電動車両の制御装置について説明する。
この実施の形態４は、発電量の復帰開始の処理が実施の形態１と異なる。
すなわち、実施の形態４の電動車両の制御装置におけるシフトアップ変速処理の流れを示す図１６のフローチャートにおいて、ステップＳ２０７に続くステップＳ５０７、Ｓ５０８の処理が実施の形態１と異なる。
【００８０】
この実施の形態４では、摩擦クラッチ１４３が変速により吸収するエネルギに基づいて、この吸収エネルギの推定値が相対的に小さい場合は、相対的に大きな場合よりも復帰タイミングを早めた例である。
【００８１】
具体的には、イナーシャフェーズを開始して、燃料電池３０の発電量をＷFC3に低下させた後に進むステップＳ５０７では、発電量の復帰タイミングを早めるための発電量復帰指令増加時間ｔFC4を演算する。
この演算は、図１７に示すように、摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギの推定値Ｅclutch3_2に基づいて行う。すなわち、推定値Ｅclutch3_2が予め設定された閾値Ｅlimよりも大きい領域では、発電量復帰指令増加時間ｔFC4＝０に設定するが、閾値Ｅlimよりも小さい領域では、推定値Ｅclutch3_2が小さくなるほど発電量復帰指令増加時間ｔFC4を大きく設定する。また、推定値Ｅclutch3_2が設定値よりも低い領域では、発電量復帰指令増加時間ｔFC4を上限値に設定する。
【００８２】
そして、吸収エネルギの推定値Ｅclutch3_2が大きい場合には、発電量復帰指令増加時間ｔFC4を抑えることで、発電量の復帰タイミングを相対的に遅らせる。この場合、短時間に摩擦クラッチ１４３の締結を行って、摩擦クラッチ１４３の発熱量（吸収エネルギ）を抑える。
一方、推定値Ｅclutch3_2が小さい場合には、発電量復帰指令増加時間ｔFC4を相対的に大きな値に設定し、発電量の復帰タイミング早め、発電量の復帰を緩やかに行う。同時に、摩擦クラッチの締結も緩やかに行う。
【００８３】
なお、上述の摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギの推定値Ｅclutch3_2は、下記の式（２０）により求める。
Ｅclutch3_2
＝ＷTP_motor2×(１−(１／α))×（ｔｉｍｅIP_targwt＋ｔｉｍｅTP）÷２  ・・(20)
ここで、ＷTP_motor2は、トルクフェーズ終了時のモータ出力であって、上記の式（１３）により演算する。αは段間比、ｔｉｍｅIP_targetは前述したように運転者に違和感を与えない程度に予め設定された目標イナーシャフェーズ時間、ｔｉｍｅTPは目標トルクフェーズ時間である。
【００８４】
さらに、エネルギの推定値Ｅclutch3_2に基づいて演算した発電量復帰指令増加時間ｔFC4を用いて、下記の式（２１）により復帰判断閾値Ｎclutch_f3を演算する。
Ｎclutch_f3＝(d/dt)Ｎclutch×max[ｔFC、（ＷFC4−ＷFC3）／ΔＷFC]  ・・（２１）
なお、ＷFC4は変速後に必要な発電量、ＷFC3はイナーシャフェーズ中の発電量、ΔＷFCは発電量の応答性である。
【００８５】
そして、次のステップＳ５０８では、クラッチ差回転Ｎclutch＜Ｎclutch_f3により発電量復帰開始判断を行い、Ｎclutch＜Ｎclutch_f3の場合はステップＳ２０９に進んで発電量の復帰を開始する。また、Ｎclutch≧Ｎclutch_f3の場合は、ステップＳ５０８の判断を繰り返す。
【００８６】
次に、図１８のタイムチャートに基づいて、実施の形態４の作用を説明する。
図１８は摩擦クラッチ１４３が熱に変換するエネルギの推定値Ｅclutch3_2に基づいて、発電量復帰指令増加時間ｔFC4を相対的に大きな値に設定し、復帰タイミングを早めた場合の動作例である。
【００８７】
すなわち、発電量復帰指令増加時間ｔFC4を相対的に大きな値に設定した場合、上記の式（２１）では、復帰判断閾値Ｎclutch_f3を相対的に大きな値に設定することになる。
したがって、モータ回転数と出力軸回転数との差が、例えば、図１１に示した例よりも大きい時点（ｔ３）で、ステップＳ５０８において復帰と判断し、発電量の復帰を開始する。
この場合、復帰目標である変速後に必要な発電量ＷFC4自体は変化しないため、その増加勾配は、緩やかになる。
【００８８】
すなわち、シフトアップ変速に伴う発電量の変化は、ドライバのアクセル操作とは必ずしも一致しないため、燃料電池３０の発電量の変化に応じて、その補機運転状態が変化すると、ドライバに違和感を与えるおそれがある。例えば、発電量の増加により補機類（の運転音例えば、送風音など）が大きくなる場合がある。
そこで、発電量の増加勾配を緩やかにすることで、この補機類の運転状態変化を抑えることができる。
また、この復帰タイミングを早めるのは、摩擦クラッチ１４３の熱に変換するエネルギの推定値Ｅclutch3_2が相対的に小さい場合であるため、発電量の増加勾配が緩やかになることで摩擦クラッチ１４３における吸収エネルギが増加しても、その増加分を吸収することができる。
【００８９】
以上説明したように、実施の形態４の電動車両の制御装置は、下記の効果を奏する。
4-1）実施の形態４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、前記摩擦クラッチ１４３が変速により吸収するエネルギの推定値Ｅclutch3_2に基づいて、この吸収エネルギの推定値Ｅclutch3_2が相対的に小さい場合は、相対的に大きな場合よりも前記復帰タイミングを早めることを特徴とする。
これにより、復帰による発電量の増加勾配を緩やかにして、発電手段としての燃料電池３０における補機類の運転状態変化を抑えることができる。また、発電量の増加勾配が緩やかになることで摩擦クラッチ１４３における吸収エネルギが増加しても、その増加分を吸収することができ、摩擦クラッチ１４３に与える熱影響は抑えることができる。
【００９０】
（実施の形態５）
図１９は、実施の形態５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５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。
また、発電手段４００として、エンジン４０１を用いた場合、発電時に発生する音が大きくなりがちであり、実施の形態４の上記4-1）の効果がより顕著となる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
また、実施の形態では、請求項３に係る発明のように、摩擦クラッチの差回転が予め設定された閾値を下回ったら発電量の復帰を開始するのにあたり、閾値の設定を２例示したが、その設定方法はこれに限定されない。
例えば、閾値をクラッチ差回転の変化勾配に基づいて設定するようにしてもよい。この場合、クラッチ差回転の変化勾配（ｄ／ｄｔ（Ｎclutch）に基づいて、この勾配が急な場合は緩やかな場合と比べて、復帰判断閾値を大きく設定することで、発電量の復帰タイミングを早くできる。これにより、変速後の発電量への復帰が遅れることによる駆動力不足および変速ショックを抑制できる。
逆に、クラッチ差回転の変化勾配が緩やかな場合は急な場合と比べて、復帰判断閾値を小さく設定することで、発電量の復帰タイミングを遅くできる。これにより、変速後の発電量への復帰が早過ぎて変速ショックが生じたり、摩擦クラッチの吸収熱量が過剰になったりするのを抑制できる。
また、このクラッチ差回転の変化勾配により閾値を設定するものでは、発電手段の応答性を考慮しない分、発電手段の動作状態を検出するセンサなどを省略することが可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  自動変速機
Ｅclutch_max      吸収可能エネルギ
Ｅclutch11  （摩擦クラッチが熱に変換する）エネルギ推定値（非発電量低下時）
Ｅclutch12  （摩擦クラッチが熱に変換する）エネルギ推定値（発電量０まで低下時）
Ｉ    イナーシャ
ＭＧ  走行用モータ（回転電機）
Ｎclutch    クラッチ差回転
Ｎclutch_f1 復帰判断閾値
Ｎclutch_f3 復帰判断閾値
Ｎmo  モータ回転数
ＷFC2 （トルクフェーズ終了時に必要な）発電量
ＷFC3 （イナーシャフェーズ中の）発電量
ＷFC4 （変速後のギヤ段で必要な）発電量
ΔＷFC      応答性
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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