JP2014233131A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達の応答性を低下させること無く、ねじり振動の発生を抑制する。【解決手段】トルク制御部は、解除信号ｂｓLが入力されると、まず、トルク勾配Ｘ（急勾配）の第１指示トルクＴｑ１を出力する。次いで、トルク勾配Ｙ（緩勾配）の第２指示トルクＴｑ２を出力する（トルク勾配Ｙの変化率＜トルク勾配Ｘの変化率）。その後、トルク勾配Ｚ（急勾配）の第３指示トルクＴｑ３を出力する（トルク勾配Ｚの変化率＞トルク勾配Ｙの変化率）。これにより、第１指示トルクＴｑ１により動力伝達部材を形成する部品のガタを素早く詰めて車両の加速応答性の低下を抑制することができ、第２指示トルクＴｑ２により動力伝達部材を形成する部品にねじり振動が発生するのを抑制することができ、第３指示トルクＴｑ３により車両をスムーズに加速させることができ、ひいてはドライバビリティが向上する。【選択図】図４

Description

本発明は、電動モータと駆動輪との間に動力伝達部材が設けられる車両を制御する車両制御装置に関する。

近年、エンジンおよび電動モータを駆動源としたハイブリッドカーや、電動モータのみを駆動源とした電気自動車の開発が進んでいる。そして、これらのハイブリッドカーや電気自動車の駆動源と駆動輪との間には、駆動源からの駆動力を変速する等して駆動輪に伝達する変速機等の動力伝達部材が設けられている。これにより、車両速度を低速領域から高速領域の幅広い速度領域で制御できるようになっている。

このような駆動源と駆動輪との間に動力伝達部材が設けられた車両としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された車両は、電動モータのみを駆動源とした電気自動車であり、電動モータと左右輪（駆動輪）との間には、ディファレンシャルギヤ装置を含む減速機（動力伝達部材）が設けられている。

この特許文献１に記載された電気自動車は、当該電気自動車が停車状態にあって発進の意図が無い場合には、クリープ走行が不要であることから所謂クリープカット制御を実行するようにしている。つまり、電動モータへの指示トルクをゼロとして、当該電動モータにクリープトルクを発生させないようにしている。これにより、無駄な電力消費を抑制しつつ電動モータが加熱される等の不具合が発生するのを防止している。

このような、クリープカット制御の後に、直ちにクリープ走行を再開させるようにすると、ディファレンシャルギヤ装置や減速機等の動力伝達部材を形成する複数の部品間に生じるガタが一気に詰められることになる。よって、歯車打音等の発生が問題となる。そこで、引用文献１に記載された電気自動車においては、クリープ走行を再開させる前の段階において、例えば、シフトポジションがＤレンジ（走行レンジ）に入れられたこと等をトリガとして、電動モータに上記ガタを詰めさせるためのガタ詰めトルクを発生させるようにしている。

特開２０１１−２５０６４８号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された電気自動車においては、ガタを詰めるために電動モータに発生させるガタ詰めトルクの変化率を調整するようなことはしていない。したがって、素早くガタを詰めて動力伝達の応答性を向上させるべくガタ詰めトルクの変化率を大きくすると、動力伝達部材を形成する複数の部品（回転軸等）が大きくねじられてしまい、当該ねじれによりねじり振動が発生するという問題を生じ得る。これとは逆に、動力伝達部材のねじり振動を無くすべくガタ詰めトルクの変化率を小さくすると、ガタを詰め終えるまでに時間が掛かって動力伝達の応答性が低下するという問題を生じ得る。そこで、これらの相反する問題点を可能な限り解決して、ドライバビリティを向上し得る新たな工夫が必要となっていた。

本発明の目的は、動力伝達の応答性を低下させること無く、ねじり振動の発生を抑制することができる車両制御装置を提供することにある。

本発明の一態様では、電動モータと駆動輪との間に動力伝達部材が設けられる車両を制御する車両制御装置であって、前記電動モータを制御するコントローラと、前記コントローラに接続されるとともに操作者により操作され、前記車両の走行状態を変化させる走行状態変化信号を出力する信号出力部材と、前記コントローラに設けられ、前記走行状態変化信号の入力に応じて前記電動モータへの指示トルクの大きさを制御するトルク制御部と、を備え、前記トルク制御部は、前記走行状態変化信号が入力されると、第１変化率に設定された第１指示トルク、前記第１変化率よりも変化率が小さい第２変化率に設定された第２指示トルク、前記第２変化率よりも変化率が大きい第３変化率に設定された第３指示トルク、を順次出力する。

本発明の他の態様では、前記第１指示トルクの出力を停止するタイミングが、前記第１指示トルクの値が所定の第１閾値に達したことによって決められる。

本発明の他の態様では、前記第２指示トルクの出力を停止するタイミングが、前記第２指示トルクの値が所定の第２閾値に達したことによって決められる。

本発明の他の態様では、前記所定の第１閾値は、前記動力伝達部材を形成する複数の部品間に生じるガタ量に応じて決められる。

本発明の他の態様では、前記所定の第２閾値は、前記動力伝達部材を形成する複数の部品の強度に応じて決められる。

本発明によれば、コントローラのトルク制御部は、車両の走行状態を変化させる走行状態変化信号が入力されると、まず、第１変化率に設定された第１指示トルクを出力し、次いで、第１変化率よりも変化率が小さい第２変化率に設定された第２指示トルクを出力し、その後、第２変化率よりも変化率が大きい第３変化率に設定された第３指示トルクを出力する。

これにより、第１指示トルクにより動力伝達部材を形成する部品のガタを素早く詰めて動力伝達の応答性の低下を抑制することができ、第２指示トルクにより動力伝達部材を形成する部品にねじり振動が発生するのを抑制することができ、第３指示トルクにより車両をスムーズに加速させることができ、ひいてはドライバビリティの向上が図れる。

本発明の一実施の形態に係る車両制御装置を示す概要図である。 「ガタ詰め」および「ねじれ吸収」の状態を説明するモータ回転角−モータ負荷グラフである。 「クリープ走行前準備制御」の制御内容を示すフローチャートである。 「クリープ走行前準備制御」の制御状態を示すタイミングチャートである。 「回生走行前準備制御」および「力行走行前準備制御」の制御状態を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る車両制御装置を示す概要図を、図２は「ガタ詰め」および「ねじれ吸収」の状態を説明するモータ回転角−モータ負荷グラフを、図３は「クリープ走行前準備制御」の制御内容を示すフローチャートを、図４は「クリープ走行前準備制御」の制御状態を示すタイミングチャートを、図５は「回生走行前準備制御」および「力行走行前準備制御」の制御状態を示すタイミングチャートをそれぞれ示している。

図１に示す車両１０はハイブリッドカーであって、パワーユニット２０を備えている。このパワーユニット２０は、駆動源としてのエンジン２１および電動モータ２２と、車両１０の車両速度（車速）を調整する無段変速機２３とを備えている。ここで、電動モータ２２としては、三相交流同期型のモータを採用している。

無段変速機２３は、プライマリプーリ２４とセカンダリプーリ２５とを備えている。プライマリプーリ２４の軸方向一側（図中左側）にあるプライマリ軸２６は、入力クラッチ２７およびトルクコンバータ２８を介して、エンジン２１のクランク軸２９に連結されている。また、プライマリプーリ２４の軸方向他側（図中右側）は、電動モータ２２の回転軸３０に連結されている。

無段変速機２３のセカンダリプーリ２５の軸方向他側にあるセカンダリ軸３１は、ヒューズクラッチ３２を介して駆動輪出力軸３３に連結されている。この駆動輪出力軸３３には、ディファレンシャル機構３４および一対のアクスル軸３５を介して、一対の駆動輪３６が連結されている。

ここで、回転軸３０，無段変速機２３，セカンダリ軸３１，ヒューズクラッチ３２，駆動輪出力軸３３，ディファレンシャル機構３４および各アクスル軸３５は、電動モータ２２と各駆動輪３６との間に設けられ、これらの複数の部品は、電動モータ２２の駆動力を各駆動輪３６に伝達するようになっている。つまり、回転軸３０，無段変速機２３，セカンダリ軸３１，ヒューズクラッチ３２，駆動輪出力軸３３，ディファレンシャル機構３４および各アクスル軸３５は、本発明における動力伝達部材を構成している。

車両１０は、エンジン２１と電動モータ２２との間に設けられた入力クラッチ２７を開閉制御することで、「モータ走行モード」と「パラレル走行モード」とに切り換えられるようになっている。つまり、入力クラッチ２７を開いて解放状態とすると、プライマリプーリ２４とエンジン２１とが切り離されて、車両１０の走行モードが「モータ走行モード」とされる。このとき、エンジン２１を停止させた状態のもとで、電動モータ２２の駆動力のみが各駆動輪３６に伝達される。一方、入力クラッチ２７を閉じて締結状態とすると、プライマリプーリ２４とエンジン２１とが接続されて、車両１０の走行モードが「パラレル走行モード」とされる。このとき、エンジン２１および電動モータ２２の駆動力が、各駆動輪３６にそれぞれ伝達される。

無段変速機２３のプライマリ軸２６およびセカンダリ軸３１は、互いに平行となるよう配置されており、プライマリプーリ２４とセカンダリプーリ２５との間には、動力伝達要素である駆動チェーン３７が巻き掛けられている。また、プライマリプーリ２４の軸方向他側にはプライマリ室３８が設けられ、セカンダリプーリ２５の軸方向一側にはセカンダリ室３９が設けられている。そして、プライマリ室３８に供給されるプライマリ圧とセカンダリ室３９に供給されるセカンダリ圧とをそれぞれ調圧することで、プーリ溝の幅が変化して駆動チェーン３７の巻き付け径が変化される。これにより、セカンダリ軸３１がプライマリ軸２６に対して無段変速され、この変速された電動モータ２２の駆動力により各駆動輪３６が回転駆動されるようになっている。

なお、無段変速機２３と各駆動輪３６との間に設けられたヒューズクラッチ３２は、無段変速機２３側と各駆動輪３６側とのトルク差が所定値を超えるとスリップ状態になる摩擦クラッチとなっている。このように、ヒューズクラッチ３２をトルクリミッタとして機能させることにより、無段変速機２３を過負荷から保護するようにしている。

図１に示すように、電動モータ２２は、制御ユニット４０によって制御されるようになっている。制御ユニット４０は、本発明における車両制御装置を構成しており、インバータ４１，高電圧バッテリ４２，コントローラ４３，ブレーキストロークセンサ４４，アクセルストロークセンサ４５，モータ回転センサ４６および車輪速センサ４７を備えている。

インバータ４１は三相出力型のインバータであって、Ｕ，Ｖ，Ｗ相（三相）に対応した３本の電源線４８を介して電動モータ２２に接続されている。また、インバータ４１には、複数のスイッチング素子（図示せず）が設けられるとともに、コントローラ４３および高電圧バッテリ４２がそれぞれ接続されている。これにより、コントローラ４３によりインバータ４１の各スイッチング素子を開閉制御することで、電動モータ２２の駆動状態が制御されるようになっている。具体的には、コントローラ４３は、種々の車両情報信号等に基づいて、電動モータ２２に必要とされる目標トルクＴｒｑ（図４および図５参照）を算出し、当該目標トルクＴｒｑが得られるようにインバータ４１のスイッチング素子を開閉制御するようになっている。

コントローラ４３には、ブレーキストロークセンサ４４，アクセルストロークセンサ４５，モータ回転センサ４６，車輪速センサ４７がそれぞれ接続され、各センサ４４〜４７からは、車両情報信号としての、ブレーキストローク量信号ｂｓ，アクセルストローク量信号ａｓ，モータ回転数信号ｒｐｍ，車両速度信号ｖが入力されるようになっている。なお、コントローラ４３は、上述の車両情報信号等に基づいて種々の演算を実行するＣＰＵ，予め設定された制御プログラム，演算式およびマップデータ等を格納するＲＯＭ，演算データを一時的に格納するＲＡＭ等（何れも図示せず）を備えている。

ここで、車両速度信号ｖおよびモータ回転数信号ｒｐｍは、車両１０が現在どのような走行状態にあるのかを把握するために用いるフィードバック信号であり、例えば、車両速度信号ｖおよびモータ回転数信号ｒｐｍに基づいて、無段変速機２３の現在の変速比等を把握することができる。そして、コントローラ４３は、これらのフィードバック信号や、ブレーキストローク量信号ｂｓおよびアクセルストローク量信号ａｓ（操作者要求信号）に基づいて、電動モータ２２の目標トルクＴｒｑや無段変速機２３の変速比を制御するようになっている。ここで、操作者要求信号であるブレーキストローク量信号ｂｓおよびアクセルストローク量信号ａｓは、車両１０の走行状態を変化させる信号であり、本発明における走行状態変化信号を構成している。また、ブレーキストロークセンサ４４およびアクセルストロークセンサ４５は、ブレーキペダルおよびアクセルペダル（何れも図示せず）を操作者が操作することで操作され、本発明における信号出力部材を構成している。

コントローラ４３には、さらにトルク制御部４９が設けられている。このトルク制御部４９は、車両１０が以下に示す第１〜第３の走行状態となるときに動作するようになっている。第１走行状態は、車両１０の走行モードが「モータ走行モード」で、かつ車両１０が停車状態（車速０ｋｍ／ｈ）からクリープ走行状態（車速５ｋｍ／ｈ程度）に移行されるときである。第２走行状態は、車両１０の走行モードが「モータ走行モード」で、かつ車両１０が加速状態（電動モータ２２の力行駆動）から減速状態（電動モータ２２の回生駆動）に移行されるときである。第３走行状態は、車両１０の走行モードが「モータ走行モード」で、かつ車両１０が減速状態（電動モータ２２の回生駆動）から加速状態（電動モータ２２の力行駆動）に移行されるときである。

以下、第１走行状態、つまり車両１０を停車状態からクリープ走行状態に移行させるときの動作について詳細に説明する。なお、第２走行状態（加速状態→減速状態）および第３走行状態（減速状態→加速状態）については、後述する。

第１走行状態のときには、トルク制御部４９は、図２に示すように、車両１０がクリープ走行状態に移行する前の段階において、無段変速機２３やディファレンシャル機構３４等よりなる動力伝達部材のガタを素早く詰めたり、動力伝達部材を構成する部品のねじれを緩やかに吸収してねじり振動を抑制したりする制御、つまり「クリープ走行前準備制御」を実行するようになっている。ここで、図２中網掛け部分が、トルク制御部４９によって「クリープ走行前準備制御」が実行される制御領域を示している。

図３に示すように、ステップＳ１では、操作者によりブレーキペダルが強く踏み込まれた状態、つまりブレーキストロークセンサ４４からのブレーキストローク量信号ｂｓが大きい値の停車信号ｂｓH（図１および図４参照）で、電動モータ２２への指示トルク（図４参照）がゼロであることをトリガとして「クリープ走行前準備制御」がスタートされる。ここで、図４に示す時間ｔ０〜ｔ１の区間が、車両１０が停車状態でかつ電動モータ２２への指示トルクがゼロの状態を示している。つまり、図４に示す時間ｔ０〜ｔ１の区間では、無駄な電力消費を抑制しつつ、電動モータ２２が加熱される等の不具合が発生するのを防止している。

続くステップＳ２では、操作者によるブレーキペダルの操作が解除されているか否かを判定、つまり操作者に車両１０を発進させる意思があるか否かを検知する。そして、ブレーキストロークセンサ４４からのブレーキストローク量信号ｂｓが、停車信号ｂｓHよりも小さい値の解除信号ｂｓＬ（図１および図４参照）になっていることを検知、つまり操作者に車両１０を発進させる意思があることを検知（ｙｅｓ判定）するとステップＳ３に進む。ここで、図４に示す時間ｔ２の時点が、ステップＳ２でｙｅｓ判定された時点、つまり操作者に車両１０を発進させる意思があると判定された時点を示している。なお、図４に示す時間ｔ１〜ｔ２の区間は、ブレーキストロークセンサ４４の不感帯領域を示しており、これによりブレーキペダルの微小な操作量変動に伴うステップＳ２での誤判定を防止するようにしている。

一方、ステップＳ２でｎｏ判定の場合、つまりブレーキストローク量信号ｂｓが停車信号ｂｓHのままで解除信号ｂｓＬにならない場合には、車両１０が未だ停車状態である（操作者に車両１０を発進させる意思が無い）と判定し、上流に戻って当該ステップＳ２の判定動作を再度実行する。ここで、解除信号ｂｓＬを検知するまで、ステップＳ２の判定動作が繰り返し実行される。

ステップＳ３では、コントローラ４３に解除信号ｂｓＬが入力されたことに伴い、トルク制御部４９は、まず第１指示トルクＴｑ１を出力する。ここで、第１指示トルクＴｑ１は、変化率が大きく設定されたトルク勾配Ｘとなるように設定される。なお、トルク勾配Ｘの変化率、つまり図４の時間ｔ２〜ｔ３の区間の上段グラフにおける傾斜角度が、本発明における第１変化率を構成している。

このように、トルク制御部４９からトルク勾配Ｘ（急勾配）の第１指示トルクＴｑ１を電動モータ２２に出力することで、電動モータ２２の回転角が短時間で素早く進角される。これにより、無段変速機２３やディファレンシャル機構３４等（図１参照）よりなる動力伝達部材のガタが素早く詰められて、動力伝達の応答性の低下が防止される。つまり、その後における車両１０の加速応答性の低下が防止される。

トルク制御部４９は、図４の時間ｔ２〜ｔ３の区間（ガタ詰め領域）において、第１指示トルクＴｑ１を電動モータ２２に出力し、図２に示すように電動モータ２２のモータ回転角ｒａｄがβとなるよう進角させる。その後、ステップＳ４において、第１指示トルクＴｑ１の値が、所定の第１閾値Ａ［Ｎ］に達したか、すなわち、最終的にガタを完全に詰め終える直前のガタ詰め完了直前点Ａに到達したか否かを判定する。そして、ガタ詰め完了直前点Ａに到達したと判定した場合（ｙｅｓ判定）には、第１指示トルクＴｑ１で電動モータ２２を制御する「ガタ詰め制御」を完了させる。一方、ガタ詰め完了直前点Ａに到達していないと判定した場合（ｎｏ判定）には、上流のステップＳ３に戻って「ガタ詰め制御」が再度実行される。このように、ステップＳ３，Ｓ４で「ガタ詰め制御」を実行することで、図４の時間ｔ２〜ｔ３の区間において、ガタ詰めが素早く行われ、ひいてはガタを完全に詰め終えた後の歯車打音等の発生を確実に防止している。

ここで、「ガタ詰め制御」のための第１指示トルクＴｑ１の出力を停止するタイミング、つまり第１指示トルクＴｑ１の値がガタ詰め完了直前点Ａに到達したと判定するための第１閾値Ａは、動力伝達部材の構成によって事前に実験等により決定される。例えば、部品点数が少なくガタ量が少ない仕様の動力伝達部材の場合には、第１指示トルクＴｑ１の出力を停止するタイミングが早くされ、部品点数が多くガタ量が多い仕様の動力伝達部材の場合には、第１指示トルクＴｑ１の出力を停止するタイミングが遅くされる。

また、図４の時間ｔ２〜ｔ３の区間においては、動力伝達部材のガタを詰めている段階であり、かつ未だブレーキが略効いている状態であるため、車両１０の車両加速度ａは略ゼロの状態を示している。また、ブレーキストローク量信号ｂｓについては、時間ｔの経過にとともに徐々に小さくなるよう変化している。なお、図２に示すように、電動モータ２２のモータ回転角ｒａｄがαとなった時点で、モータ負荷ｆが急激に増加している。これは、動力伝達部材を形成する複数の部品同士がそれぞれガタを詰めるべく互いに当接し始めたことに起因している。

続くステップＳ５では、トルク制御部４９は、第１指示トルクＴｑ１に変えて、第２指示トルクＴｑ２を出力する。ここで、第２指示トルクＴｑ２は、変化率が小さく設定されたトルク勾配Ｙとなるよう設定される。ここで、トルク勾配Ｙの変化率はトルク勾配Ｘの変化率よりも小さい変化率に設定されている（トルク勾配Ｙの変化率＜トルク勾配Ｘの変化率）。そして、トルク勾配Ｙの変化率、つまり図４の時間ｔ３〜ｔ４の区間の上段グラフにおける傾斜角度が、本発明における第２変化率を構成している。

このように、トルク制御部４９からトルク勾配Ｙ（緩勾配）の第２指示トルクＴｑ２を電動モータ２２に出力することで、電動モータ２２の回転角が「ガタ詰め制御」のときよりも緩やかに進角される。これにより、無段変速機２３やディファレンシャル機構３４等（図１参照）よりなる動力伝達部材を構成する部品のねじれを緩やかに吸収して、その後における動力伝達部材のねじり振動が効果的に抑制される。

トルク制御部４９は、図４の時間ｔ３〜ｔ４の区間（ねじれ吸収領域）において、第２指示トルクＴｑ２を電動モータ２２に出力し、図２に示すように電動モータ２２のモータ回転角ｒａｄがγとなるよう進角させる。その後、ステップＳ６において、第２指示トルクＴｑ２の値が、所定の第２閾値Ｂ［Ｎ］に達したか、すなわち、ねじれ吸収完了点Ｂに到達したか否かを判定する。そして、ねじれ吸収完了点Ｂに到達したと判定した場合（ｙｅｓ判定）には、第２指示トルクＴｑ２で電動モータ２２を制御する「ねじれ吸収制御」を完了させる。

一方、ステップＳ６の処理で、ねじれ吸収完了点Ｂに到達していないと判定した場合（ｎｏ判定）には、ステップＳ７に進み、所定時間経過したか否かのタイムアウト処理を実行する。ステップＳ７で所定時間経過していないと判定（ｎｏ判定）した場合には、上流のステップＳ５に戻って「ねじれ吸収制御」が再度実行される。ステップＳ７で所定時間経過したと判定（ｙｅｓ判定）した場合には、第２指示トルクＴｑ２で電動モータ２２を制御する「ねじれ吸収制御」を完了させる。

ここで、「ねじれ吸収制御」のための第２指示トルクＴｑ２の出力を停止するタイミング、つまり第２指示トルクＴｑ２の値がねじれ吸収完了点Ｂに到達したと判定するための第２閾値Ｂは、動力伝達部材の構成に応じて事前に実験等により求められ、動力伝達部材を形成する複数の部品のねじれ剛性（強度）に依存する傾向にある。例えば、部品のねじれ剛性が高い仕様の動力伝達部材の場合には、第２指示トルクＴｑ２の出力を停止するタイミングが早くされ、部品のねじれ剛性が低い仕様の動力伝達部材の場合には、第２指示トルクＴｑ２の出力を停止するタイミングが遅くされる。

また、ステップＳ７におけるタイムアウト処理は、例えば、トルク勾配Ｙの変化率が限りなくゼロに近く、ねじれ吸収完了点Ｂに到達したか否かを電動モータ２２の状態から判定困難な場合において、次のステップＳ８における車両１０をクリープ走行させるための動作に速やかに移行できるようにするために設けている。

このように、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７で「ねじれ吸収制御」を実行することで、図４の時間ｔ３〜ｔ４の区間において、ねじれ吸収が緩やかに行われ、ひいては動力伝達部材のねじり振動が確実に防止される。

また、図４の時間ｔ３〜ｔ４の区間においては、動力伝達部材を構成する部品のねじれを吸収している段階であり、かつ車両１０の走行抵抗等（路面抵抗や機械的な摩擦抵抗等）が大きいことから、車両１０の車両加速度ａは略ゼロの状態を示している。また、ブレーキストローク量信号ｂｓについては、上述した「ガタ詰め制御」を実行しているときと同様に、時間ｔの経過にとともに徐々に小さくなるよう変化している。なお、図２に示すように、電動モータ２２のモータ回転角ｒａｄがβとなった時点で、モータ負荷ｆが「ガタ詰め制御」のときよりも二次曲線的に急激に増加している。これは、ガタ詰め時のモータ負荷増加率よりもねじれ吸収時のモータ負荷増加率の方が遙かに大きいことに起因している。

続くステップＳ８では、トルク制御部４９は、第２指示トルクＴｑ２に変えて、第３指示トルクＴｑ３を出力する。ここで、第３指示トルクＴｑ３は、変化率が大きく設定されたトルク勾配Ｚ（急勾配）となるよう設定される。ここで、トルク勾配Ｚの変化率はトルク勾配Ｙの変化率よりも大きい変化率に設定されている（トルク勾配Ｚの変化率＞トルク勾配Ｙの変化率）。そして、トルク勾配Ｚの変化率、つまり図４の時間ｔ４以降の区間の上段グラフにおける傾斜角度が、本発明における第３変化率を構成している。

これにより、図４の時間ｔ４以降において、歯車打音等を発生させたりねじり振動を発生させたりすること無く、車両１０を速やかにかつスムーズにクリープ走行状態に移行させることができる。そして、続くステップＳ９において「クリープ走行前準備制御」が終了されて、それ以降は、アクセルストローク量信号ａｓ等によって決定される目標トルクＴｒｑに基づいて、電動モータ２２が制御され、車両１０は通常の「モータ走行モード」に移行される。

以上詳述したように、本実施の形態に係る制御ユニット４０によれば、コントローラ４３のトルク制御部４９は、車両１０の走行状態を変化させる走行状態変化信号である解除信号ｂｓＬが入力されると、まず、トルク勾配Ｘ（急勾配）の第１指示トルクＴｑ１を出力する。次いで、トルク勾配Ｙ（緩勾配）の第２指示トルクＴｑ２を出力する（トルク勾配Ｙの変化率＜トルク勾配Ｘの変化率）。その後、トルク勾配Ｚ（急勾配）の第３指示トルクＴｑ３を出力する（トルク勾配Ｚの変化率＞トルク勾配Ｙの変化率）。

このように、第１指示トルクＴｑ１，第２指示トルクＴｑ２，第３指示トルクＴｑ３を順次出力することにより、第１指示トルクＴｑ１により動力伝達部材を形成する部品のガタを素早く詰めて車両１０の加速応答性の低下を抑制することができ、第２指示トルクＴｑ２により動力伝達部材を形成する部品にねじり振動が発生するのを抑制することができ、第３指示トルクＴｑ３により車両１０をスムーズに加速させることができ、ひいてはドライバビリティの向上が図れる。

ここで、本実施の形態においては、図５の実線グラフに示すように、車両１０の走行モードが「モータ走行モード」で、かつ車両１０が加速状態から減速状態に移行されるとき（第２走行状態）においても、上述の第１走行状態と同様の作用効果を奏することができる。ただし、第２走行状態においては、「クリープ走行前準備制御」に変えて「回生走行前準備制御」を行うようになっており、図３のステップＳ２における処理が「停車意思検知（アクセル解除）」となり、第１，第２，第３指示トルクＴｑ１，Ｔｑ２，Ｔｑ３のトルク勾配Ｘ，Ｙ，Ｚが、それぞれ右肩下がりの傾斜角度となる。つまり、第１走行状態におけるトルク勾配Ｘ，Ｙ，Ｚが「正」であったのに対し、第２走行状態におけるトルク勾配Ｘ，Ｙ，Ｚは「負」となっており、電動モータ２２は力行駆動から回生駆動に移行される。

また、本実施の形態においては、図５の破線グラフに示すように、車両１０の走行モードが「モータ走行モード」で、かつ車両１０が減速状態から加速状態に移行されるとき（第３走行状態）においても、上述の第１走行状態と同様の作用効果を奏することができる。第３走行状態においては、「クリープ走行前準備制御」に変えて「力行走行前準備制御」を行うようになっており、上述の第２走行状態に対して、指示トルクの正負が正反対の関係となっている。つまり、第３走行状態においては、図３のステップＳ２における処理、および第１，第２，第３指示トルクＴｑ１，Ｔｑ２，Ｔｑ３のトルク勾配Ｘ，Ｙ，Ｚが、上述の第１走行状態と同じ状態となる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。上記実施の形態においては、電動モータ２２と各駆動輪３６との間に設けられる動力伝達部材が、無段変速機２３やディファレンシャル機構３４等、多数の構成部品を有するものであったが、本発明はこれに限らない。例えば、動力伝達部品の構成部品を少なくし得るホイールインモータ等にも本発明を採用することができる。

また、上記実施の形態においては、第１指示トルクＴｑ１のトルク勾配Ｘの傾斜角度（変化率）と、第３指示トルクＴｑ３のトルク勾配Ｚの傾斜角度とが、略同じ傾斜角度に設定されたものを示したが、本発明はこれに限らず、第３指示トルクＴｑ３のトルク勾配Ｚの傾斜角度を、クリープ走行後に必要とされる車速、つまり操作者が要求する車速に応じて、例えば、緩やかに変化させるようにしても良い。

さらに、上記実施の形態においては、車両１０がエンジン２１および電動モータ２２を備えたハイブリッドカーであるものを示したが、本発明はこれに限らず、駆動源が電動モータのみの電気自動車にも採用することができる。また、一対の駆動輪３６を備えた二輪駆動の車両１０（２ＷＤ）に限らず、４つの駆動輪を備えた四輪駆動車（４ＷＤ）にも本発明を適用することができる。

１０ 車両
２２ 電動モータ
２３ 無段変速機（動力伝達部材）
３０ 回転軸（動力伝達部材）
３１ セカンダリ軸（動力伝達部材）
３２ ヒューズクラッチ（動力伝達部材）
３３ 駆動輪出力軸（動力伝達部材）
３４ ディファレンシャル機構（動力伝達部材）
３５ アクスル軸（動力伝達部材）
３６ 駆動輪
４０ 制御ユニット（車両制御装置）
４３ コントローラ
４４ ブレーキストロークセンサ（信号出力部材）
４５ アクセルストロークセンサ（信号出力部材）
４９ トルク制御部
ａｓ アクセルストローク量信号（走行状態変化信号）
ｂｓ ブレーキストローク量信号（走行状態変化信号）
Ｔｑ１ 第１指示トルク（第１変化率）
Ｔｑ２ 第２指示トルク（第２変化率）
Ｔｑ３ 第３指示トルク（第３変化率）
Ａ 所定の第１閾値
Ｂ 所定の第２閾値

Claims (5)

1. 電動モータと駆動輪との間に動力伝達部材が設けられる車両を制御する車両制御装置であって、
   前記電動モータを制御するコントローラと、
   前記コントローラに接続されるとともに操作者により操作され、前記車両の走行状態を変化させる走行状態変化信号を出力する信号出力部材と、
   前記コントローラに設けられ、前記走行状態変化信号の入力に応じて前記電動モータへの指示トルクの大きさを制御するトルク制御部と、
   を備え、
   前記トルク制御部は、前記走行状態変化信号が入力されると、
   第１変化率に設定された第１指示トルク、前記第１変化率よりも変化率が小さい第２変化率に設定された第２指示トルク、前記第２変化率よりも変化率が大きい第３変化率に設定された第３指示トルク、
   を順次出力する、車両制御装置。
2. 請求項１記載の車両制御装置において、
   前記第１指示トルクの出力を停止するタイミングが、前記第１指示トルクの値が所定の第１閾値に達したことによって決められる、車両制御装置。
3. 請求項１または２記載の車両制御装置において、
   前記第２指示トルクの出力を停止するタイミングが、前記第２指示トルクの値が所定の第２閾値に達したことによって決められる、車両制御装置。
4. 請求項２記載の車両制御装置において、
   前記所定の第１閾値は、前記動力伝達部材を形成する複数の部品間に生じるガタ量に応じて決められる、車両制御装置。
5. 請求項３記載の車両制御装置において、
   前記所定の第２閾値は、前記動力伝達部材を形成する複数の部品の強度に応じて決められる、車両制御装置。

Images