JP2007185070A

JP2007185070A - 車両の制御装置

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Publication number: JP2007185070A
Application number: JP2006002566A
Authority: JP
Inventors: Junko Amamiya; 純子雨宮; Koichiro Muta; 浩一郎牟田; Yuichiro Kitamura; 雄一郎北村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2026-01-10
Also published as: KR20080077270A; EP1971512A1; CN101370697A; US8160797B2; US20090240411A1; DE602007005772D1; KR100993301B1; WO2007080464A1; EP1971512B1; JP4696918B2; CN101370697B

Abstract

【課題】登坂路において車両のずり下がりを抑制する。
【解決手段】ＨＶ＿ＥＣＵは、推定勾配を算出するステップ（Ｓ１００）と、坂路であって（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、車速の絶対値がＶ（０）以下であると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、推定勾配の変化をレートリミット処理するステップ（Ｓ１０６）と、ヒステリシス処理を実施するステップ（Ｓ１１０）と、クリープアップ係数を算出するステップ（Ｓ１１２）と、クリープアップトルクを算出するステップ（Ｓ１１４）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、回転電機を駆動源とする車両のクリープトルクの制御に関する。

近年、環境問題対策の１つとして、モータからの駆動力により走行するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などが注目されている。このような車両においては、たとえば、登坂路での停車時あるいは発進時における車両の後退を防止することを目的として、モータによりクリープトルク相当のトルク（以下、単にクリープトルクと記載する）を発生させる技術が開示される。

たとえば、特開２００５−３３８６６号公報（特許文献１）は、ハイブリッド車において、登坂路での車両後退を防止しつつ、車両発進時のブレーキの引き摺りが発生しないハイブリッド車の制御装置を開示する。このハイブリッド車両の制御装置は、車両用駆動源としてエンジンとモータを備える。制御装置は、ブレーキペダルの操作を検出する操作検出手段と、路面勾配を検出する勾配検出手段と、操作検出手段と勾配検出手段の検出結果に基づいて車両が停止した路面が登坂路であり、ブレーキペダルが解除側に操作されたことを検出した場合に、モータに前進方向のトルクを発生させるモータ制御手段とを備える。

上述した公報に開示されたハイブリッド車両の制御装置によると、登坂路でエンジンをアイドル停止させた場合に、モータを用いてエンジンのクリープトルクを発生させることが可能となるため、燃費の向上を阻害するブレーキの引き摺りの問題を回避すべくモータを有効利用して登坂路での車両の後退を確実に防止することができる効果がある。
特開２００５−３３８６６号公報

しかしながら、検出された路面勾配が急変するとクリープトルクが変動してずり下がり感が生じるという問題がある。路面勾配は、Ｇセンサの出力値と車輪速センサにより検知される回転速度の微分値との差に基づいて算出される。車輪速センサにおいては、車両が動き出してから数ｋｍ／ｈ付近になった後に検知信号が出力される。そのため、検知信号の出力が開始された時点の回転速度の微分値が大きくなり、路面勾配の絶対値が小さく推定されることとなる。そのため、モータから出力されるクリープトルクが増加しなくなるため、車両が登坂路を走行する場合に、車両が後方側にずり下がる可能性がある。これにより、運転者は違和感を感じるという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、登坂路において車両のずり下がりを抑制する車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、路面勾配に応じて駆動力を制御する。この制御装置は、車両の加速度を検知するための加速度検知手段と、車輪の回転速度を検知するための回転速度検知手段と、加速度と回転速度とに基づいて路面勾配を推定するための推定手段とを含む。推定手段は、速度検知手段により検知可能な車速の絶対値の下限値以下において、推定される路面勾配の変化量を制限するための手段を含む。

第１の発明によると、推定手段は、速度検知手段により検知可能な車速の絶対値の下限値以下において、推定される路面勾配の変化量を制限する。これにより、速度検知手段により検知された回転速度が車両が動き出してから数ｋｍ／ｈになるときに出力されて、回転速度の微分値が急激に変動しても、推定される路面勾配の変化量は制限される。そのため、推定される路面勾配が急激に変動することを抑制することができる。したがって、たとえば、登坂路に停車中の車両において、運転者がブレーキペダルを解除して車両が動き始める際に、推定された路面勾配の急激な変動が抑制される。すなわち、登坂路においては、推定された路面勾配が急激に小さくなることが抑制される。これにより、路面勾配に応じて適切にクリープトルク増加させることができるため、車両の後方側へのずり下がりを抑制することができる。そのため、運転者が違和感を感じることを抑制することができる。したがって、登坂路において車両のずり下がりを抑制する車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、推定手段は、変化量が予め定められた変化量以下になるように制限するための手段を含む。

第２の発明によると、推定手段は、変化量が予め定められた変化量以下になるように制限する。これにより、検知手段により検知される回転速度が車両が動き出してから数ｋｍ／ｈ付近になるときに出力されることにより、回転速度の微分値が急激に変動しても、推定される路面勾配の変化量が予め定められた変化量以下に制限される。そのため、推定された路面勾配が急激に変動することを抑制することができる。これにより、登坂路においては、路面勾配に応じて適切にクリープトルクを増加させることができるため、車両の後方側へのずり下がりを抑制することができる。

第３の発明に係る車両の制御装置は、路面勾配に応じて駆動力を制御する。この制御装置は、車両の加速度を検知するための加速度検知手段と、車輪の回転速度を検知するための回転速度検知手段と、加速度と回転速度とに基づいて路面勾配を推定するための推定手段とを含む。推定手段は、検知された加速度が推定された路面勾配に対応する予め定められた範囲内でないと、検知された加速度に基づいて路面勾配を補正して路面勾配を推定するための手段を含む。

第３の発明によると、推定手段は、検知された加速度が推定された路面勾配に対応する予め定められた範囲内でないと、検知された加速度に基づいて路面勾配を補正して路面勾配を推定する。これにより、加速度検知手段により検知された加速度が、推定された路面勾配に対応する予め定められた範囲内でないと、推定された路面勾配が急激に変動している、すなわち、回転速度の微分値が急激に変動していると判断することができる。そのため、検知された加速度に基づいて適切に路面勾配を補正して路面勾配を推定することにより、クリープトルクの急激な変動を抑制することができる。したがって、たとえば、登坂路に停車中の車両において、運転者がブレーキペダルを解除側に操作して車両が動き始める際に、推定された路面勾配の急激な変動が抑制される。すなわち、登坂路においては、推定された路面勾配が急激に小さくなることが抑制される。これにより、路面勾配に応じて適切にクリープトルクを増加させることができるため、車両の後方側へのずり下がりを抑制することができる。そのため、運転者が違和感を感じることを抑制することができる。したがって、登坂路において車両のずり下がりを抑制する車両の制御装置を提供することができる。

第４の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、車両には、駆動源として回転電機が搭載される。制御装置は、推定された路面勾配に応じて、回転電機を制御するための制御手段をさらに含む。

第４の発明によると、制御手段は、推定された路面勾配に応じて、回転電機を制御する。これにより、推定された路面勾配に応じたクリープトルクが発現し得るため、登坂路における車両のずり下がりを抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。本実施の形態において、駆動源となるモータジェネレータが駆動輪と連結されていればよく、二次電池を搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。また、二次電池ではなくキャパシタ等の蓄電機構であってもよい。また、二次電池である場合には、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。

ハイブリッド車両は、駆動源としての、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関（以下の説明においてはエンジンとして説明する）１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。

ハイブリッド車両は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、図示しない制動装置の制動力を制御するブレーキＥＣＵ３２６と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０、ＭＧ＿ＥＣＵ３００およびブレーキＥＣＵ３２６等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを含む。本実施の形態に係る車両の制御装置は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０が実現される。

本実施の形態において、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には昇圧コンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂに電力を供給するときには、昇圧コンバータ２４２で電力を昇圧する。

なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。

車輪速センサ３２２は、駆動輪１６０の回転数を検知する。車輪速センサ３２２は、駆動輪１６０の回転数に対応する検知信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に送信する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、受信した駆動輪１６０の回転数に基づいて車両の速度を算出する。また、Ｇセンサ３２４は、車両の加速度を検知する。Ｇセンサ３２４は、車両の加速度を表す検知信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に送信する。

このような車両において、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、たとえば、車両が勾配を有する路面を停車あるいは移動している場合においては、Ｇセンサ３２４の出力値と車輪速センサ３２２の回転速度の微分値との差に基づいて路面の勾配を推定する。たとえば、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｇセンサ３２４の出力値と車輪速センサ３２２の回転速度の微分値との差および車両の重量等に基づいて路面の勾配を推定する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、推定された路面の勾配（以下、推定勾配とも記載する）に応じた前進方向のクリープトルクが発現するようにモータ１４０Ａを制御することにより、車両のずり下がりを防止する。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、平坦路におけるクリープトルクに路面の勾配に応じたクリープアップ係数を乗じた値（以下、クリープアップトルクという）が発現するようにモータ１４０Ａを制御する。たとえば、平坦路において、クリープアップ係数は「１」であり、登坂路において、クリープアップ係数は、「１」よりも大きい値である。

ここで、たとえば、登坂路に停車中の車両において、運転者がブレーキペダルを解除側に操作して車両が動き始める場合を想定する。このとき、車両の重力に基づく後方側への力が駆動輪１６０に発現するクリープトルクを上回ると、図２（Ａ）の破線に示すように、車両が後方側に動き始めるため、車輪速が線形的に増加する。しかしながら、車輪速センサ３２２は、図２（Ａ）の実線に示すように、車両が動き始め出してから下り方向の車速が数ｋｍ／ｈ（約３ｋｍ／ｈ）となる時間Ｔ（０）以降になってから検知信号を出力し始める。これは、車輪速センサ３２２が駆動輪１６０が回転することにより生じる磁力変化を検知するセンサであるため、磁力変化が検知可能な回転速度以上に上昇しないと検知信号が出力されないことに起因する。

そのため、図２（Ｂ）の実線に示すように、時間Ｔ（０）において、車輪速センサ３２２の出力値の微分値すなわち車輪速の微分値は、急激に立ち上がることとなる。急激な立ち上がり後、車輪速センサ３２２の出力値の微分値はＶ’となる。推定勾配は、前述したようにＧセンサ３２４の出力値と車輪速センサ３２２の出力値の微分値との差に基づいて算出される。そのため、車輪速センサ３２２の出力値の微分値が急激に変動すると（登坂路においては、下り方向に急激に増加すると）、推定勾配は急激に減少する。すなわち、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、路面勾配が緩やかになっていることを推定する。これにより、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、推定勾配の減少に応じてクリープアップ係数が減少することからモータ１４０Ａにおいて発現するクリープアップトルクを減少させるように制御する。そのため、車両の下り方向の合力が増大して車両がずり下がる場合があり、運転者は車両のずり下がりにより違和感を感じる場合がある。

そこで、本発明は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０が車輪速センサ３２２により検知可能な車速の絶対値の下限値以下において、路面勾配の変化量を制限して路面勾配を推定する点に特徴を有する。

具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車輪速センサ３２２により検知された車速の絶対値が予め定められた値Ｖ（０）以下であると、Ｇセンサ３２４の出力値と車輪速センサ３２２の出力値の微分値との差に基づいて算出される推定勾配の変化量が予め定められた変化量以下になるように制限する。なお、「予め定められた値Ｖ（０）」は、少なくとも車輪速センサ３２２により検知可能な車速の絶対値の下限値Ｖａ以上であれば特に限定されるものではない。

以下、図３を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、推定勾配を算出する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｇセンサ３２４から受信する出力値および車輪速センサ３２２から受信する出力値の微分値の差に基づいて推定勾配を算出する。なお、推定勾配は、ブレーキＥＣＵ３２６においてＧセンサ３２４により検知された出力値と車輪速の微分値とに基づいて算出された後、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０はブレーキＥＣＵ３２６から算出された推定勾配を受信するようにしてもよい。

Ｓ１０２にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、算出された（または受信された）推定勾配に基づいて車両が走行あるいは停車している路面が坂路であるか否かを判断する。たとえば、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、算出された推定勾配が予め定められた勾配Ａ以上であると、車両が走行あるいは停車している路面が坂路であると判断する。車両が走行あるいは停車している路面が坂路であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１０４にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車輪速センサ３２２により検知された車速の絶対値が予め定められた値Ｖ（０）以下であるか否かを判断する。検知された車速の絶対値が予め定められた値Ｖ（０）以下であれば（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０６にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、算出された（または受信された）推定勾配の変化をレートリミット処理する。「レートリミット処理」とは、たとえば、前回の計算サイクルにおいて算出された推定勾配と今回算出された計算サイクルにおいて算出された推定勾配との差が予め定められた変化量Ａｏｕｔ（０）以上であると、前回の計算サイクルにおいて算出された推定勾配に予め定められた変化量Ａｏｕｔ（０）を加算した値を今回の計算サイクルにおける推定勾配として算出する処理をいう。より具体的には、図４に示すようなマップがＨＶ＿ＥＣＵ３２０のメモリに予め記憶される。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、前回と今回との計算サイクルにおいてＧセンサ３２４の出力値と車輪速の微分値とに基づいて算出される推定勾配の差を推定勾配変化量の入力値Ａｉｎとして、図４に示すようなマップから変化量の出力値Ａｏｕｔを算出する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、前回の計算サイクルにおいて算出された推定勾配に算出された変化量の出力値Ａｏｕｔを加算して、今回の計算サイクルにおける推定勾配を算出する。たとえば、図４に示すマップは、推定勾配の変化量の入力値がＡｉｎ（０）以上である場合でも、推定勾配の変化量の出力値はＡｏｕｔ（０）よりも大きくなることがないように作成される。なお、Ａｉｎ（０）およびＡｏｕｔ（０）は予め定められた値であって、たとえば、実験等により適合される。また、図４に示すマップにおいて、縦軸の上方向が車両の下り方向とする。

Ｓ１０８にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ラッチ処理されたか否かを判断する。ラッチ処理とは、予め定められた計算サイクル毎にＨＶ＿ＥＣＵ３２０が算出された（または受信された）推定勾配の値を保持（記憶）する処理である。予め定められた計算サイクルは、たとえば、１回であってもよいし、２回以上の複数回であってもよいものとする。ラッチ処理されると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１１０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｓ１０８におけるラッチ処理により保持された推定勾配の変化に対してヒステリシス処理を行なう。「ヒステリシス処理」とは、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０がたとえば、ノイズ等により小刻みに変化する推定勾配を、略一定の値にする処理である。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、前回の計算サイクルにおいて算出された推定勾配の値と今回の計算サイクルにおいて算出された推定勾配との差の絶対値が予め定められた値以下であると、前回の計算サイクルで算出された推定勾配の値と同じ値を今回の推定勾配の値とする。なお、ここで「予め定められた値」は、予め定められた変化量Ａｏｕｔ（０）よりも小さい値である。

Ｓ１１２にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、算出された推定勾配に基づいてクリープアップ係数を算出する。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０のメモリには、図５に示すような推定勾配とクリープアップ係数との関係を予め規定したマップが記憶される。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、算出された推定勾配と図５に示すマップとからクリープアップ係数を算出する。たとえば、算出された推定勾配がＡ（０）であるとすると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、図５に示すマップよりクリープアップ係数Ｂ（０）を算出する。なお、推定勾配とクリープアップ係数との関係は、図５に示すように、推定勾配が上昇するほどクリープアップ係数が「１」からＢ（１）およびＢ（２）へとそれぞれ段階的に上昇するような変化に限定されるものではない。たとえば、図６に示すように、推定勾配が上昇するほどクリープアップ係数が１からＢ（３）へと段階的に上昇するような変化を示すようにしてもよい。なお、Ｂ（１）〜Ｂ（３）は、「１」よりも大きい値であれば特に限定される値ではなく、実験等により適合される。また、図５に示すマップに代えて推定勾配と車輪速センサ３２２により検知される駆動輪１６０の回転数（あるいは車速）とクリープアップ係数との関係を示す３次元マップを用いるようにしてもよい。

Ｓ１１４にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、算出されたクリープアップ係数に基づいてクリープアップトルクを算出する。たとえば、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、駆動力マップ等用いて算出されるクリープトルクにクリープアップ係数を乗じた値をクリープアップトルクとして算出する。駆動力マップは、たとえば、車速とクリープトルクとの関係を規定するマップである。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０のメモリには、予め駆動力マップが記憶される。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車輪速センサ３２２により検知された車速と駆動力マップとを用いてクリープトルクを算出する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、算出されたクリープトルクとクリープアップ係数を乗じた値をクリープアップトルクとして算出する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００を介して算出されたクリープアップトルクが発現するようにモータ１４０Ａを制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵ３２０の動作について図７を参照しつつ説明する。

たとえば、車両が登坂路の上り方向を前方側として停車している場合を想定する。車両の停車中においては、車輪速センサ３２２から検知される出力値がゼロであるため、車輪速の微分値もゼロである。したがって、Ｇセンサ３２４からの出力値に基づいて推定勾配Ａ（１）が算出される。ここで、運転者がブレーキペダルを解除側に操作するなどすると、重力に基づく後方側の力が車両に働く。重力に基づいて車両後方側に働く力が前進方向に発現するクリープトルクよりも大きいと車両が後方側に移動を開始する。そして、車速は図７（Ａ）の一点鎖線に示すように、時間の経過とともに増加していく。このとき、車速が車輪速センサ３２２により検知可能な車速Ｖａよりも小さいと、図７（Ａ）の実線に示すように出力値はゼロとなる。

時間Ｔ（１）にて、車速が車輪速センサ３２２により検知可能な車速Ｖａになると、車輪速センサ３２２から車速に対応した出力値が出力される。このとき、Ｇセンサ３２４からの出力値と車輪速センサ３２２からの出力値の微分値とに基づいて、推定勾配が算出される（Ｓ１００）。

算出された推定勾配が予め定められた勾配Ａ以上であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、車両が登坂路上で移動または停車していると判断される。そして、検知された車速の絶対値が予め定められた速度Ｖ（０）よりも小さいと（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、推定勾配の変化がレートリミット処理される（Ｓ１０６）。このとき、推定勾配は、図７（Ｂ）の破線に示すレートリミット処理されない場合の変化と比較して、予め定められた変化量Ａｏｕｔ（０）で推定勾配がＡ（１）からＡ（２）へと緩やかに変化するように算出される。ラッチ処理およびヒステリシス処理された後（Ｓ１０８にてＹＥＳ，Ｓ１１０）、ヒステリシス処理された後の推定勾配に基づいてクリープアップ係数が算出される（Ｓ１１２）。そして、クリープアップ係数と駆動力マップとに基づいてクリープアップトルクが算出される（Ｓ１１４）。

このとき、図７（Ｃ）の実線に示すクリープアップトルクは、図７（Ｃ）の破線に示すレートリミット処理されない場合の変化と比較して、予め定められた変化量でＴｃ（０）からＴｃ（１）へと緩やかに変化する。そのため、図７（Ａ）の時間Ｔ（１）以降の実線に示すようにクリープアップトルクが急激に減少することに起因する車両のずり下がりが抑制される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、車輪速センサにより検知される回転速度が車両が動き出してから数ｋｍ／ｈになった後に出力されて、回転速度の微分値が急激に変動しても、推定される路面勾配の変化量は制限される。そのため、推定される路面勾配が急激に変動することを抑制することができる。したがって、登坂路に停車中の車両において、運転者がブレーキペダルを解除側に操作して車両が動き始める際に、推定された路面勾配の急激な変動が抑制される。すなわち登坂路においては、、推定された路面勾配が急激に小さくなることが抑制される。これにより、路面勾配に応じて適切にクリープトルク増加させることができるため、車両の後方側へのずり下がりを抑制することができる。そのため、運転者が違和感を感じることを抑制することができる。したがって、登坂路において車両のずり下がりを抑制する車両の制御装置を提供することができる。

なお、本実施の形態においては、車速の絶対値が予め定められた値Ｖ（０）以下であると、レートリミット処理を実施することとしたが、たとえば、下り方向の車速が車輪速センサにより検知可能な車速の下限値を含む予め定められた範囲内であるとレートリミット処理を実施するようにしてもよい。このようにしても、車輪速センサにより検知される出力値の微分値が急激に変動しても推定勾配をレートリミット処理を実施することにより、推定勾配の急激な変動を抑制することができる。そのため、登坂路においては推定勾配の変動に起因したクリープアップトルクの減少を抑制することができる。これにより、登坂路において車両のずり下がりを抑制することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両の構成と比較して、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本発明は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０がＧセンサ３２４により検知された車両の加速度と、Ｇセンサ３２４の出力値と車輪速の微分値との差に基づいて算出された推定勾配とが予め定められた関係でないとＧセンサ３２４により検知された車両の加速度に基づいて推定勾配を補正する点に特徴を有する。

以下、図８を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

なお、図８に示したフローチャートの中で、前述の図３に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ２００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｇセンサ３２４により検知された車両の加速度が、Ｓ１００にて算出された（または受信された）推定勾配と図９に示すマップとにより導かれるマップ値（１）より大きくマップ値（２）よりも小さい範囲内であるか否かを判断する。

図９に示すマップは、縦軸をＧセンサ３２４により検知された加速度とし、横軸を推定勾配とする。マップ値（１）およびマップ値（２）は、図９の実線に示すように、推定勾配が増加するほど線形的に増加するように設定される。マップ値（１）およびマップ値（２）は、特に限定される値ではなく、たとえば、実験等により適合される値である。Ｇセンサ３２４により検知された加速度がマップ値（１）からマップ値（２）までの範囲外であると、車輪速の微分値が急激に変動することにより推定勾配が変動していることを判断することができる。Ｇセンサ３２４により検知された加速度がマップ値（１）からマップ値（２）までの範囲内であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２０４に移される。

Ｓ２０２にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｓ１００にて算出された推定勾配を今回の計算サイクルにおける推定勾配として算出する。Ｓ２０４にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｇセンサ３２４により検知された加速度に基づいて推定勾配を補正する。補正の方法としては、特に限定されるものではないが、たとえば、図９に示すように、算出された推定勾配がＡ（３）であるのに対して、検知された加速度がａ（０）であるとすると、加速度ａ（０）を中央値（破線）とする推定勾配Ａ（４）を今回の計算サイクルにおける推定勾配として補正するようにしてもよいし、あるいは、モータ１４０Ａに設けられるレゾルバ（図示せず）等の出力値とＧセンサ３２４の出力値とを比較して、推定勾配を補正するようにしてもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵ３２０の動作について説明する。

たとえば、車両が登坂路の上り方向を前方側として停車している場合を想定する。車両の停車中においては、車輪速センサ３２２から検知される出力値がゼロであるため、車輪速の微分値もゼロである。したがって、Ｇセンサ３２４からの出力値に基づいて推定勾配が算出される。ここで、運転者がブレーキペダルを解除側に操作するなどすると、重力に基づく後方側の力が車両に働く。重力に基づいて車両後方側に働く力が前進方向に発現するクリープトルクよりも大きいと、車両が後方側に移動を開始する。そして、車速は時間の経過とともに増加していく。このとき、車速が車輪速センサ３２２により検知可能な車速Ｖａよりも小さいと、出力値はゼロとなる。

そして、車速が車輪速センサ３２２により検知可能な車速Ｖａになると、車輪速センサ３２２から車速に対応した出力値が出力される。このとき、Ｇセンサ３２４からの出力値と車輪速センサ３２２からの出力値の微分値とに基づいて、推定勾配が算出される（Ｓ１００）。

算出された推定勾配が予め定められた勾配Ａ以上であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、車両が登坂路上で移動または停車していると判断される。車速がＶａとなったときに、車速の微分値が大きく算出されると、推定勾配は、車速Ｖａが検知される前に算出された推定勾配よりも小さい値が算出される。このとき、Ｇセンサ３２４からの出力値が算出された推定勾配と図９に示すマップにより規定されるマップ値（１）からマップ値（２）までの範囲内でないと（Ｓ２００にてＮＯ）、検知されたＧセンサ３２４の出力値を、図９の破線に示す中央値として、推定勾配が補正される。これにより、推定勾配が急激に変動することが抑制される。ラッチ処理およびヒステリシス処理された後（Ｓ１０８にてＹＥＳ，Ｓ１１０）、ヒステリシス処理された推定勾配に基づいてクリープアップ係数が算出される（Ｓ１１２）。そして、クリープアップ係数と駆動力マップとに基づいてクリープアップトルクが算出される（Ｓ１１４）。

このとき、推定勾配の急激な変動が抑制されることによりクリープアップトルクの急激な変動が抑制される。そのため、クリープアップトルクが急激に減少することに起因する車両のずり下がりが抑制される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、Ｇセンサにより検知された加速度が、推定された路面勾配に対応する予め定められた範囲内でないと、推定された路面勾配が急激に変動している、すなわち、回転速度の微分値が急激に変動していると判断することができる。そのため、検知された加速度に基づいて適切な路面勾配に補正して路面勾配を推定することにより、クリープトルクの急激な変動を抑制することができる。したがって、登坂路に停車中の車両において、運転者がブレーキペダルを解除側に操作して車両が動き始める際に、推定された路面勾配の急激な変動が抑制される。すなわち、推定された路面勾配が急激に小さくなることが抑制される。これにより、登坂路においては、路面勾配に応じて適切にクリープトルクを増加させることができるため、車両の後方側へのずり下がりを抑制することができる。そのため、運転者が違和感を感じることを抑制することができる。したがって、登坂路において車両のずり下がりを抑制する車両の制御装置を提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１の実施の形態に係る車両の制御装置が搭載あれたハイブリッド車両の制御ブロック図である。車輪速センサにより検知される出力値と出力値の微分値の変化を示すタイミングチャートである。第１の実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。推定勾配変化量の入力値と出力値との関係を示す図である。推定勾配とクリープアップ係数との関係を示す図（その１）である。推定勾配とクリープアップ係数との関係を示す図（その２）である。車速と推定勾配とクリープトルクの変化を示すタイミングチャートである。第２の実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。Ｇセンサの出力値と推定勾配との関係を示す図である。

符号の説明

１２０エンジン、１４０モータジェネレータ、１６０駆動輪、１８０減速機、２００動力分割機構、２２０走行用バッテリ、２４０インバータ、２４２昇圧コンバータ、２６０バッテリＥＣＵ、２８０エンジンＥＣＵ、３００ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０ＨＶ＿ＥＣＵ、３２２車輪速センサ、３２４Ｇセンサ、３２６ブレーキＥＣＵ。

Claims

路面勾配に応じて駆動力を制御する車両の制御装置であって、
前記車両の加速度を検知するための加速度検知手段と、
車輪の回転速度を検知するための回転速度検知手段と、
前記加速度と前記回転速度とに基づいて路面勾配を推定するための推定手段とを含み、
前記推定手段は、前記速度検知手段により検知可能な車速の絶対値の下限値以下において、推定される路面勾配の変化量を制限するための手段を含む、車両の制御装置。
前記推定手段は、前記変化量が予め定められた変化量以下になるように制限するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
路面勾配に応じて駆動力を制御する車両の制御装置であって、
前記車両の加速度を検知するための加速度検知手段と、
車輪の回転速度を検知するための回転速度検知手段と、
前記加速度と前記回転速度とに基づいて路面勾配を推定するための推定手段とを含み、
前記推定手段は、前記検知された加速度が推定された路面勾配に対応する予め定められた範囲内でないと、前記検知された加速度に基づいて前記路面勾配を補正して前記路面勾配を推定するための手段を含む、車両の制御装置。
前記車両には、駆動源として回転電機が搭載され、
前記制御装置は、前記推定された路面勾配に応じて、前記回転電機を制御するための制御手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。