JP2005161897A - クリープトルク制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の再加速性や発進性が良好なクリープトルク制御装置を提供する。
【解決手段】 制動操作されたことに基づいて、クリープトルクを変更するクリープトルク制御装置において、前記制動操作に基づくクリープトルクの変更制御中の再加速を予測する再加速予測手段（ステップＳ０２）と、この再加速予測手段によって再加速が予測された場合に、前記クリープトルクの変更制御を解除する解除手段（ステップＳ０３）とを備えている。また、前記解除手段は、前記制動操作に基づいて低下されたクリープトルクを増大させる手段を含んでおり、さらに前記クリープトルクが、車両走行用電気モータによって発生され、前記再加速予測手段が、道路交通管制信号に基づいて再加速を予測する手段を含んでいる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両のクリープトルクを制御する装置に関するものである。

トルクコンバータなどの流体伝動装置や発進クラッチなどを備えた車両では、走行のための変速段が設定されている状態で、エンジンなどの動力源の出力トルクが、車輪に伝達され、これがクリープトルクとなって発進時にブレーキを解除した際の後退を防止し、あるいはアクセル操作をおこなうことなく徐行を可能にしている。また、このクリープトルクは、手動変速機を搭載した車両では、いわゆる半クラッチ操作によって生じさせることができ、また電気モータを走行用動力源としている車両では、その電気モータの電流を制御して、適宜のクリープトルクを発生させる場合もある。

しかしながら、クリープトルクは、アクセル操作をおこなっていない状態においても生じ、したがって減速時や停車状態でブレーキ操作をおこなっている場合にも、その制動操作に反する駆動トルクとして作用する。そのため、制動力をクリープトルクに応じて増大させる必要があってこれが制動操作性を損なう要因となる可能性があり、また制動力によって車両の状態を維持できるにも関わらずクリープトルクが過剰に発生する場合があり、その場合にはクリープトルクに応じた動力を生じさせるのに要する燃料消費が燃費を悪化させる要因となる可能性がある。そこで従来、ブレーキ操作に伴う制動力に応じてクリープトルクを低下させるクリープ徐減制御をおこなう装置が、特許文献１によって提案されている。

この特許文献１に記載されている制御装置は、ブレーキの制動力、路面勾配、車両重量等を条件として基本クリープ制御量を設定し、その基本クリープ制御量を制動力が小さい場合に大きくするように構成されている。
特開平６−２６１４１６号公報

特許文献１の発明では、車両における停止要求等によって、ブレーキの制動力が増加すると、前記制御によってクリープトルクが低下される。したがって、減速時や交差点などでの停車時に制動力に応じてクリープトルクが低下させられているので、減速状態からの再加速あるいは交通信号の切り替わりによる交差点での発進の際などに、駆動トルクの増大に遅れが生じる。このように、上記のクリープ徐減制御をおこなった場合には、再加速性や発進性が損なわれる可能性があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車両の再加速性や発進性が良好なクリープトルク制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、制動操作されたことに基づいて、クリープトルクを変更するクリープトルク制御装置において、前記制動操作に基づくクリープトルクの変更制御中の再加速を予測する再加速予測手段と、この再加速予測手段によって再加速が予測された場合に、前記クリープトルクの変更制御を解除する解除手段とを備えていることを特徴とするクリープトルク制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記解除手段は、前記制動操作に基づいて低下されたクリープトルクを増大させる手段を含むことを特徴とするクリープトルク制御装置である。

さらに、請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記クリープトルクが、車両走行用電気モータによって発生されていることを特徴とするクリープトルク制御装置である。

また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、前記再加速予測手段が、道路交通管制信号に基づいて再加速を予測する手段を含むことを特徴とするクリープトルク制御装置である。

請求項１の発明によれば、再加速予測手段によって再加速が予測されると、制動操作されていても、クリープトルクを変更する制御が解除される。したがって、再加速や発進の際の駆動トルクが迅速に増大し、車両の再加速性や発進性を向上させることができる。

また、請求項２の発明によれば、再加速予測手段によって再加速が予測されると、前記制動操作によって低下されたクリープトルクが増大させられ、請求項１の発明と同様に、車両の再加速性や発進性を向上させることができる。

そして、請求項３の発明によれば、前記クリープトルクが、車両走行用電気モータによって発生される。したがって、電気自動車やハイブリッド車などの駆動トルクの少なくとも一部を電気モータで発生させる車両であっても、クリープトルクを生じさせるための動力の消費を抑制しつつ、車両の再加速性や発進性を向上させることができる。

さらに、請求項４の発明によれば、道路交通管制信号に基づいて再加速が予測され、その予測の結果に基づいてクリープトルクが制御されるので、道路交通管制の状況に即した車両の再加速や発進の際に充分な駆動トルクを迅速に発生させることができる。

つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。この発明は、例えば、クリープトルクを駆動トルクアシスト用のモータ・ジェネレータで発生することのできるハイブリッド車に適応でき、そのハイブリッド駆動装置の一例について説明すると、図２に示すように、主動力源（すなわち第１の動力源）１のトルクが出力部材２に伝達され、その出力部材２からデファレンシャル３を介して駆動輪４にトルクが伝達される。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギーを回収する回生制御の可能なアシスト動力源（すなわち第２の動力源）５が設けられており、このアシスト動力源５が変速機６を介して出力部材２に連結されている。したがってアシスト動力源５と出力部材２との間で伝達するトルクを変速機６で設定する変速比に応じて増減するようになっている。

上記のハイブリッド駆動装置を更に具体的に説明すると、主動力源１は図２に示すように、内燃機関（以下、エンジンと記す）１０と、モータ・ジェネレータ（以下、仮に第１モータ・ジェネレータもしくはＭＧ１と記す）１１と、これらエンジン１０と第１モータ・ジェネレータ１１との間でトルクを合成もしくは分配する遊星歯車機構１２とを主体として構成されている。そのエンジン１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１３によっておこなうように構成されている。

また、第１モータ・ジェネレータ１１は、一例として同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成され、インバータ１４を介してバッテリーなどの蓄電装置１５に接続されている。そして、そのインバータ１４を制御することにより、第１モータ・ジェネレータ１１の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。その制御をおこなうために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ１−ＥＣＵ）１６が設けられている。なお、第１モータジェネレータ１１のステータ（図示せず）は固定されており、回転しないようになっている。

さらに、遊星歯車機構１２は、外歯歯車であるサンギヤ１７と、そのサンギヤ１７に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１８と、これらサンギヤ１７とリングギヤ１８とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ１９とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。前記エンジン１０の出力軸がダンパー２０を介して第１の回転要素であるキャリヤ１９に連結されている。言い換えれば、キャリヤ１９が入力要素となっている。

図２に示す例では、アシスト動力源５として、トルクを出力する力行およびエネルギーを回収する回生の可能なモータ・ジェネレータ（以下仮に、第２モータ・ジェネレータもしくはＭＧ２と記す）が採用されている。この第２モータ・ジェネレータ５のロータ（図示せず）は変速機６に接続されている。さらにこの第２モータ・ジェネレータ５は、インバータ２８を介してバッテリー２９に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ２−ＥＣＵ）３０によってそのインバータ２８を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成されている。なお、そのバッテリー２９および電子制御装置３０は、前述した第１モータ・ジェネレータ１１についてのインバータ１４およびバッテリー（蓄電装置）１５と統合することもできる。なお、第２モータ・ジェネレータ５のステータ（図示せず）は固定されており、回転しないようになっている。

さらに、図２に示す例では、図示しないフットブレーキの状態を検出するブレーキ量検出装置３１が設けられている。ブレーキ量検出装置３１は、電子制御装置１３、電子制御装置１６、電子制御装置３０にそれぞれ接続されている。なお、この例のフットブレーキ量とは、図示しないブレーキペダルのストローク量、ブレーキペダルの踏み込み力等を含んでいる。

そして、図２に示す例では、信号検知装置３２が設けられている。この信号検知装置３２としては、車両に搭載されたカメラや、信号、道路等に埋め込まれた装置あるいは機器からの信号を受信する通信装置等が例示される。信号検知装置３２は、電子制御装置１３、電子制御装置１６、電子制御装置３０にそれぞれ接続されている。この信号検知装置３２によって、道路交通管制信号が検知されると、その信号が各電子制御装置に送られて車両の再加速が予測される。なお、車両の再加速が予測される信号には、クルーズコントロールによる速度制御を示す信号、一般的な信号機における青信号の点灯を示す信号、跳ね橋が完全に降ろされた状態を示す信号、あるいは回転橋が回転して車両が走行可能に橋が連結された状態を示す信号、鉄道線路上の踏切遮断機が開いた状態を示す信号等の交通管制信号が含まれる。また、この発明の”再加速”とは、発進を含む。

上述したトルク合成分配機構としてのシングルピニオン型遊星歯車機構１２によれば、キャリヤ（Ｃ）１９に入力されるエンジン１０の出力するトルクに対して、第１モータ・ジェネレータ１１による反力トルクをサンギヤ（Ｓ）１７に入力すると、出力要素となっているリングギヤ（Ｒ）１８には、エンジン１０から入力されたトルクより大きいトルクが現れる。その場合、第１モータ・ジェネレータ１１のロータがそのトルクによって回転し、第１モータ・ジェネレータ１１は発電機として機能する。また、リングギヤ１８の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１０の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン１０の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１モータ・ジェネレータ１１を制御することによっておこなうことができる。

さらに、走行中にエンジン１０を停止させていれば、第１モータ・ジェネレータ１１が逆回転しており、その状態から第１モータ・ジェネレータ１１を電動機として機能させて正回転方向にトルクを出力させると、キャリヤ１９に連結されているエンジン１０にこれを正回転させる方向のトルクが作用し、したがって第１モータ・ジェネレータ１１によってエンジン１０を始動（モータリングもしくはクランキング）することができる。その場合、出力部材２にはその回転を止める方向のトルクが作用する。したがって走行のための駆動トルクは、第２モータ・ジェネレータ５の出力するトルクを制御することにより維持でき、同時にエンジン１０の始動を円滑におこなうことができる。なお、この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。

上述したハイブリッド駆動装置は、主動力源１とアシスト動力源５との二つの動力源を備えているので、これらを有効に利用して低燃費で排ガス量の少ない運転がおこなわれる。またエンジン１０を駆動する場合であっても、第１モータ・ジェネレータ１１によって最適燃費となるようにエンジン１０の回転数が制御される。さらに、コースト時には車両の有する慣性エネルギーが電力として回生される。そして、第２モータ・ジェネレータ５を駆動してトルクアシストする場合、車速が遅い状態では変速機６を低速段に設定して出力部材２に付加するトルクを大きくし、車速が増大した状態では、変速機６を高速段に設定して第２モータ・ジェネレータ５の回転数を相対的に低下させて損失を低減し、効率の良いトルクアシストが実行される。

さらに、上記のハイブリッド駆動装置では、制動力に応じて第２モータ・ジェネレータ５によるクリープトルクを制御し、その制御を制動操作の解除のみでなく再加速もしくは、発進の予測の成立によって解除するように構成される。その制御の一例を以下に説明する。なお、この制御例では、制動操作によって、クリープトルク徐減制御が行われている場合を説明するが、この発明のクリープトルク変更制御における“クリープトルクの変更”には、クリープトルクを増加する制御も含まれる。

図１に制御のフローチャートの一例を示す。先ず、ブレーキ量検出装置３１に検出される信号に基づいて、クリープトルク徐減制御が行われているか否かが判断される（ステップＳ０１）。

ステップＳ０１で肯定的に判断されると、信号検知装置３２に検知される道路交通管制信号に基づき、信号が進めの状態に変化したか否か、すなわち、車両の再加速可能な状態が成立したか否かが判断される（ステップＳ０２）。

ステップＳ０２で否定的に判断されると、車両の再加速可能な状態が成立していないことになり、この制御が終了する。したがって、ハイブリッド駆動装置において、クリープトルク徐減制御が引き続き行われる。

ステップＳ０２で肯定的に判断されると、クリープトルク徐減制御が解除される（ステップＳ０３）。したがって、ブレーキ制動力に関わらず、クリープトルクが増大する。そのため、図示しないアクセルペダルによる再加速要求があった際の駆動トルクの増大に遅れが生じず、あるいは遅れが抑制される。その結果、車両の発進性や再加速性を向上させることができる。

ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述した図１に示すステップＳ０２の機能的手段が、車両の再加速を予測する予測手段に相当し、ステップＳ３の機能的手段が、クリープトルク制御を解除する解除手段に相当する。また、第２モータ・ジェネレータ５がこの発明の車両の車両走行用電気モータに相当する。

なお、この発明は上述した具体例に限定されない。この発明で対象とするクリープトルク制御装置は、機械分配式のハイブリッド駆動装置以外に適用されていてもよい。要は、出力軸に生じるクリープトルクを制御できるように構成されていればよく、そのクリープトルクは動力源や駆動力アシスト源の出力トルクを制御して変化させ、あるいは、伝動機構のトルク容量を制御して変化させる構造であってよい。

この発明の制御装置による制御例を説明するための概略的なフローチャートである。 この発明の制御装置をハイブリッド駆動装置に適用した一例を模式的に示すスケルトン図である。

符号の説明

１…主動力源、 ５…アシスト動力源（第２モータ・ジェネレータ）、 １１…第１モータ・ジェネレータ、 １３，１６，３０…電子制御装置、 ３１…ブレーキ量検出装置、 ３２…信号検知装置。

Claims (4)

1. 制動操作されたことに基づいて、クリープトルクを変更するクリープトルク制御装置において、
   前記制動操作に基づくクリープトルクの変更制御中の再加速を予測する再加速予測手段と、
   この再加速予測手段によって再加速が予測された場合に、前記クリープトルクの変更制御を解除する解除手段と
   を備えていることを特徴とするクリープトルク制御装置。
2. 前記解除手段は、前記制動操作に基づいて低下されたクリープトルクを増大させる手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のクリープトルク制御装置。
3. 前記クリープトルクが、車両走行用電気モータによって発生されていることを特徴とする請求項１または２に記載のクリープトルク制御装置。
4. 前記再加速予測手段が、道路交通管制信号に基づいて再加速を予測する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のクリープトルク制御装置。

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