JP2016131433A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＲモータを搭載した車両の発進性能を向上させる。【解決手段】車両制御装置は、ロータを有するＳＲモータと、ロータと駆動輪との動力伝達を接続および遮断するクラッチと、車両を発進させるために出力すべき最低限のトルクを算出するトルク算出手段と、発進方向と反対方向への車両の移動を抑制する抑制手段と、制御部と、を備え、制御部は、ＳＲモータの最大出力トルクが最低限のトルクよりも小さく（ステップＳ３０−Ｎ）、かつ抑制手段が作動可能である（ステップＳ８０−Ｙ）場合、抑制手段を作動させ（ステップＳ９０）、かつクラッチによりロータと駆動輪との動力伝達を遮断させて（ステップＳ１００）、最低限のトルクを出力可能な回転位置までロータを回転させて（ステップＳ１１０）から、ロータと駆動輪との動力伝達を接続させ（ステップＳ１２０）、スイッチトリラクタンスモータにトルクを出力させる（ステップＳ４０）。【選択図】図６

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、駆動源としてスイッチトリラクタンスモータを搭載した車両が知られている。このような車両においてスイッチトリラクタンスモータを制御する技術として、例えば、特許文献１には、モータ（スイッチトリラクタンスモータ）の回転角度が目標回転角度に対して所定角度以内に近付いてからモータの回転速度を減速する際に、モータの電源電圧又は巻線温度（モータの駆動電流の流れにくさ）に応じて所定角度（減速開始点）を変更するモータ制御装置の技術が開示されている。

特開２０１２−９０４６２号公報

スイッチトリラクタンスモータを目標回転角度で停止させる制御を行う場合、必ずしも目標とした回転角度でスイッチトリラクタンスモータが停止するとは限らない。また、停止後に外乱等によりスイッチトリラクタンスモータの停止位置が変化してしまい、発進時のスイッチトリラクタンスモータの回転角度が目標回転角度と異なっている可能性がある。スイッチトリラクタンスモータは、回転角度に応じて出力可能な最大トルクが異なる。このため、車両の発進時にスイッチトリラクタンスモータの回転角度が十分なトルクを出力することができない回転角度となっている場合、発進性能が低下してしまう可能性がある。

本発明の目的は、スイッチトリラクタンスモータを搭載した車両の発進性能を向上させることができる車両制御装置を提供することである。

本発明の車両制御装置は、ロータおよびステータを有し、走行用の駆動源として車両に搭載されたスイッチトリラクタンスモータと、前記ロータと前記車両の駆動輪との動力伝達を接続および遮断するクラッチと、前記車両を発進させるために前記スイッチトリラクタンスモータが出力すべき最低限のトルクを算出するトルク算出手段と、前記車両を発進させる場合の発進方向と反対方向への前記車両の移動を抑制する抑制手段と、前記スイッチトリラクタンスモータ、前記クラッチ、および前記抑制手段を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、許容範囲内における前記スイッチトリラクタンスモータの最大出力トルクが前記最低限のトルクよりも小さく、かつ前記抑制手段が作動可能である場合、前記抑制手段を作動させ、かつ前記クラッチにより前記ロータと前記駆動輪との動力伝達を遮断させて、前記最低限のトルクを出力可能な回転位置まで前記ロータを回転させてから、前記クラッチにより前記ロータと前記駆動輪との動力伝達を接続させ、前記スイッチトリラクタンスモータにトルクを出力させることを特徴とする。

上記車両制御装置は、抑制手段を作動させ、かつクラッチを開放した状態でロータの回転位置を調節することで、ずり下がり発生等の車両の挙動変化を抑制しつつスイッチトリラクタンスモータの出力可能なトルクを増加させることができる。よって、上記車両制御装置は、車両の発進性能を向上させることができるという効果を奏する。

本発明に係る車両制御装置の制御部は、許容範囲内におけるスイッチトリラクタンスモータの最大出力トルクが車両を発進させるために出力すべき最低限のトルクよりも小さく、かつ抑制手段が作動可能である場合、抑制手段を作動させ、かつクラッチによりロータと駆動輪との動力伝達を遮断させて、最低限のトルクを出力可能な回転位置までロータを回転させてから、クラッチによりロータと駆動輪との動力伝達を接続させ、スイッチトリラクタンスモータにトルクを出力させる。本発明に係る車両制御装置によれば、スイッチトリラクタンスモータを搭載した車両の発進性能を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両の概略構成図である。 図２は、実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータの要部断面図である。 図３は、回転位置調節制御の説明図である。 図４は、登坂方向の発進を示す図である。 図５は、電流増加制御の説明図である。 図６は、実施形態に係る動作を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態に係る車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図６を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る車両の概略構成図である。

図１に示すように、車両１は、車両制御装置１００、車輪５、第一回転電機３２、第二回転電機３３、およびバッテリ２０を含む。本実施形態の車両制御装置１００は、ＳＲモータ（スイッチトリラクタンスモータ）２、クラッチ９、エンジン３１、およびＥＣＵ４を含む。車両制御装置１００は、更に、位置検出部３を含んでいてもよい。本実施形態のエンジン３１は、車両１を発進させる場合の発進方向と反対方向への車両１の移動を抑制する抑制手段としての機能を有する。また、本実施形態のＥＣＵ４は、車両１を発進させるためにＳＲモータ２が出力すべき最低限のトルクを算出するトルク算出手段としての機能、およびＳＲモータ２、クラッチ９、および抑制手段を制御する制御部としての機能を有する。

車両１は、４つの車輪５（左前輪５ＦＬ，右前輪５ＦＲ，左後輪５ＲＬ，および右後輪５ＲＲ）を有する。左右の前輪５ＦＬ，５ＦＲは、エンジン３１および第二回転電機３３によって駆動される駆動輪である。左右の後輪５ＲＬ，５ＲＲは、ＳＲモータ２によって駆動される駆動輪である。

ＳＲモータ２は、走行用の駆動源として車両１に搭載されている。ＳＲモータ２は、バッテリ２０と接続されている。ＳＲモータ２は、バッテリ２０から供給される電力をトルクに変換する電動機の機能、および伝達されるトルクを電力に変換してバッテリ２０に充電する発電機の機能を有する。ＳＲモータ２は、図２に示すように、ステータ２１およびロータ２２を有する。ステータ２１は、車体に対して回転不能に固定されている。ステータ２１は、円筒形状のステータ本体２３を有する。ステータ本体２３の内周面には、磁性体で構成された複数の突極２４が設けられている。突極２４は、ステータ本体２３の内周面からステータ本体２３の径方向の内側に向けて突出している。突極２４は、周方向に沿って所定の間隔、例えば等間隔で配置されている。突極２４には、それぞれコイル２５が巻かれている。

ロータ２２は、円筒形状のロータ本体２６を有する。ロータ本体２６の外周面には、磁性体で構成された複数の突極２７が設けられている。突極２７は、ロータ本体２６の外周面からロータ本体２６の径方向の外側に向けて突出している。突極２７は、周方向に沿って所定の間隔、例えば等間隔で配置されている。ロータ２２は、ステータ２１の内方に、ステータ２１の中心軸線とロータ２２の中心軸線とを一致させて配置されている。ロータ２２は、ステータ２１に対して相対回転自在に軸受によって支持されている。

ステータ２１において、ある突極２４のコイル２５に電流が流されると、その電流によって突極２４とロータ２２の突極２７との間に発生する磁束により、突極２４と突極２７との間に吸引力Ｆが発生する。吸引力Ｆの周方向の成分Ｆｒは、ロータ２２を回転させる回転力となる。ＳＲモータ２は、各コイル２５に対する通電タイミングおよび通電量を制御する制御回路を有する。制御回路は、ＥＣＵ４からの指令に応じて各コイル２５の通電制御を行う。ロータ２２の回転位置に応じて通電するコイル２５が適宜切り替えられることにより、ロータ２２が回転駆動される。また、ＳＲモータ２の出力トルクの指令値に応じて各コイル２５の通電量が調節される。

図１に戻り、ロータ２２の回転軸６は、クラッチ９を介してデファレンシャルギヤ７と接続されている。デファレンシャルギヤ７は、左右の駆動軸８を介して駆動輪５ＲＬ，５ＲＲと接続されている。デファレンシャルギヤ７は、ＳＲモータ２側の回転速度を減速して駆動輪５ＲＬ，５ＲＲ側に出力する。位置検出部３は、ロータ２２の回転位置を検出する。本実施形態の位置検出部３は、レゾルバであり、ロータ２２の回転位置を高精度に検出することができる。クラッチ９は、ロータ２２と車両１の駆動輪５ＲＬ，５ＲＲとの動力伝達を接続および遮断する。クラッチ９は、回転軸６に連結された係合要素９ａ、およびデファレンシャルギヤ７に連結された係合要素９ｂを有する。本実施形態のクラッチ９は、噛合式のクラッチ装置である。クラッチ９は、アクチュエータによって自動的に係合および開放する。係合状態のクラッチ９は、ＳＲモータ２と駆動輪５ＲＬ，５ＲＲとの動力伝達を接続する。一方、開放状態のクラッチ９は、ＳＲモータ２と駆動輪５ＲＬ，５ＲＲとの動力伝達を遮断する。

エンジン３１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸３１ａの回転運動に変換する。本実施形態のエンジン３１は、内燃機関である。出力軸３１ａは、遊星歯車機構４０のキャリア４４に接続されている。遊星歯車機構４０は、シングルピニオン式であり、キャリア４４に加えて、サンギヤ４１、ピニオンギヤ４２、およびリングギヤ４３を有する。サンギヤ４１には、第一回転電機３２の回転軸３２ａが接続されている。リングギヤ４３は、第二回転電機３３の回転軸３３ａに接続されている。回転軸３３ａは、デファレンシャルギヤ３４および駆動軸３５を介して駆動輪５ＦＬ，５ＦＲと接続されている。

第一回転電機３２および第二回転電機３３は、例えば永久磁石型交流同期電動モータであり、電動機としての機能、および発電機としての機能を有する。第一回転電機３２および第二回転電機３３は、バッテリ２０と接続されており、バッテリ２０と電力を授受する。第一回転電機３２は、エンジントルクに対する反力トルクを出力して、エンジントルクをリングギヤ４３から駆動輪５ＦＬ，５ＦＲ側に出力させる。第二回転電機３３は、車両１を駆動する動力源としての機能、および車両１の運動エネルギーを回生発電によって電気エネルギーに変換する発電機としての機能を有する。

ＥＣＵ４は、車両１を制御する制御部であり、例えば、電子制御ユニットである。ＥＣＵ４には、各種センサ１０が接続されている。各種センサ１０は、車速センサ、勾配センサ、アクセル開度センサ、シフトポジションセンサ等を含む。車速センサは、車両１の走行速度を検出する。勾配センサは、車両前後方向の路面勾配を検出する。勾配センサは、例えば、水平方向に対する車両前後軸の傾斜角度を検出する加速度センサである。アクセル開度センサは、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を検出する。シフトポジションセンサは、シフトレバー等の操作入力部材に対する運転者のシフト操作を検出する。各種センサ１０の検出結果を示す信号は、ＥＣＵ４に出力される。ＥＣＵ４は、位置検出部３と接続されており、位置検出部３の検出結果を示す信号を取得する。

ＥＣＵ４は、運転者の加速操作に基づいて、車両１に対する運転者の加速要求量を算出する。本実施形態のＥＣＵ４は、加速要求量の１つとして、要求加速度を算出する。要求加速度は、例えば、アクセル開度と車速から算出される。ＥＣＵ４は、要求加速度からエンジン３１に対する要求トルク、第二回転電機３３に対する要求トルク、およびＳＲモータ２に対する要求トルクを算出する。なお、本実施形態において、トルクの値は、駆動軸８、３５上のトルクに換算した値である。ＥＣＵ４は、ＳＲモータ２の出力トルク、エンジン３１の出力トルク、および第二回転電機３３の出力トルクの合計トルクによって車両１の加速度を要求加速度に一致させるように、それぞれの要求トルクを決定する。以下の説明では、運転者の要求加速度に基づいて決定されるＳＲモータ２に対する要求トルクを「要求ＳＲモータトルク」とも称する。また、要求加速度に基づいて決定されるエンジン３１に対する要求トルクを「要求エンジントルク」とも称し、要求加速度に基づいて決定される第二回転電機３３に対する要求トルクを「要求ＭＧ２トルク」とも称する。

ＥＣＵ４は、要求ＳＲモータトルクに基づいて、ＳＲモータ２の電流制御を行う。本実施形態のＥＣＵ４は、要求ＳＲモータトルクおよび位置検出部３によって検出されたロータ２２の回転位置に基づいて、各コイル２５の通電量を決定し、決定した通電量をＳＲモータ２に指令する。ＳＲモータ２の制御回路は、通電量の指令値に応じて、各コイル２５の通電量を制御する。制御回路は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、バッテリ２０から各コイル２５に供給する電流値を制御する。

図２に示すように、ＳＲモータ２では、ステータ２１の突極２４とロータ２２の突極２７との吸引力Ｆの周方向の成分Ｆｒがロータ２２の回転力となる。従って、突極２４と突極２７との周方向における相対位置に応じて、回転力の大きさが変化する。言い換えると、コイル２５の通電量が同一であっても、ロータ２２の回転位置に応じて発生するトルクの大きさが変化する。

図３には、ＳＲモータ２の通常最大トルクＴmax0とロータ２２の回転位置との関係が示されている。図３において、横軸はロータ２２の回転位置［°］、縦軸はＳＲモータ２の出力トルク［Ｎｍ］を示す。図３に示すように、通常最大トルクＴmax0の大きさは、回転位置に応じて周期的に変化する。通常最大トルクＴmax0は、ＳＲモータ２の通常制御における許容範囲内の最大トルクである。通常制御は、ＳＲモータ２に対する電流制御であって、後述する電流増加制御以外の制御である。通常制御では、ＳＲモータ２に供給することが許容される最大電流値が予め定められている。以下の説明では、通常制御において許容される最大電流値を「通常最大電流値Ｉmax0」と称する。通常最大トルクＴmax0は、ＳＲモータ２に通常最大電流値Ｉmax0が供給された場合にＳＲモータ２が出力するトルクである。

図４に示すように坂路において登坂方向に発進する場合など、車両１を発進させるために必要なトルクが大きな値となる場合がある。上述したように、通常最大トルクＴmax0はロータ２２の回転位置に応じて異なる大きさである。このため、停車したときのロータ２２の回転位置によっては、通常最大トルクＴmax0の大きさが車両１を発進させるためにＳＲモータ２が出力すべき最低限のトルク（以下、単に「発進必要トルク」と称する。）の大きさを下回る可能性がある。例えば、ロータ２２が図３に示す回転位置ω１（以下、「停止位置ω１」と称する。）で停止している場合、通常制御においてＳＲモータ２が出力することを許容されている最大トルクの大きさはＴ１であり、発進必要トルクの大きさを下回っている。

本実施形態の車両制御装置１００は、以下に説明する電流増加制御および回転位置調節制御の少なくとも何れか一方によってＳＲモータ２の出力可能なトルクを増加させ、車両１の発進性能を向上させる。

（回転位置調節制御）
図３を参照して、回転位置調節制御について説明する。回転位置調節制御は、クラッチ９を開放状態として、車両１を発進させるトルクを出力可能な回転位置までロータ２２を回転させる制御である。ＥＣＵ４は、車両１を発進させる場合であって、停止位置ω１における通常最大トルクＴmax0の大きさＴ１が発進必要トルクの大きさ未満である場合、クラッチ９を開放状態とする。これにより、駆動輪５ＲＬ，５ＲＲからロータ２２が切り離された状態でロータ２２を回転させることが可能となる。ＥＣＵ４は、ロータ２２を後進方向（矢印Ｙ１）または前進方向（矢印Ｙ２）に回転させる。ＥＣＵ４は、ロータ２２の回転位置に応じた通常最大トルクＴmax0の大きさが発進必要トルク以上となると、その回転位置で回転位置調節制御を終了して、クラッチ９を係合させる。例えば、図３に示す調整後の回転位置ω２では、ＳＲモータ２の出力トルクにおける許容範囲の最大値は、発進必要トルクよりも大きな値Ｔ２である。これにより、ＳＲモータ２は発進必要トルク以上の大きさのトルクを発生し、勾配等の走行抵抗よりも大きな駆動力を車両１に発生させて車両１を発進させることができる。

ＥＣＵ４は、クラッチ９を係合させると、ＳＲモータ２に前進回転方向のトルクを発生させる制御を実行して車両１を発進させる。車両１が発進して走行し始めると、車両１の駆動系の各部における摩擦抵抗は、停車していた場合よりも小さくなる。従って、発進後には、継続して車両１を加速させていくためにＳＲモータ２が最低限出力すべきトルクの大きさは、発進必要トルクよりも小さくなる。よって、車両１が発進して走行し始めた後は、通常制御によって継続して車両１を前進走行させることができる可能性が高い。

ところで、回転位置調節制御のためにクラッチ９が開放状態にされると、ＳＲモータトルクが駆動輪５ＲＬ，５ＲＲに伝達されない状態となるため、加速度が不足して車両１が発進方向と反対方向へ移動する所謂ずり下がりが発生する可能性がある。ＥＣＵ４は、抑制手段により、回転位置調節制御を実行している間の車両１のずり下がりを抑制する。本実施形態の抑制手段は、エンジン３１である。ＥＣＵ４は、発進時に、エンジン３１がＥＣＵ４によって決定された要求エンジントルクよりも大きなトルクを出力可能である場合、要求エンジントルクを増加させて車両１のずり下がりを抑制する。ＳＲモータ２の発進必要トルクの分だけエンジントルクを増加させることで、ずり下がりを抑えて車両１を停止させておくことができる。

なお、発進時にエンジン３１に対してトルクが要求されていない場合、すなわち前輪５ＦＬ，５ＦＲの分担トルクを全て第二回転電機３３に出力させる場合がある。この場合には、エンジン３１にＳＲモータ２の発進必要トルクの分だけトルクを出力させるようにすればよい。ＥＣＵ４は、抑制手段によって車両１のずり下がりを抑制した状態で回転位置調節制御を実行することにより、車両１の発進性能を向上させることができる。

（電流増加制御）
図５を参照して、電流増加制御について説明する。電流増加制御は、許容範囲よりも大きなトルクをＳＲモータ２から一時的に出力させる制御である。言い換えると、電流増加制御は、通常最大電流値Ｉmax0よりも大きな電流値をＳＲモータ２に一時的に供給して車両１を発進させる回転方向のトルクを発生させる制御である。図５には、通常最大トルクＴmax0に加えて、第二最大トルクＴmax2が示されている。ＥＣＵ４は、ＳＲモータ２が通常最大トルクＴmax0を出力しても車両１を発進させることができない場合、一時的に最大電流値を通常最大電流値Ｉmax0よりも大きな値に変更する。以下の説明では、電流増加制御においてＳＲモータ２に流れることを許容する最大電流値を、単に、第二最大電流値Ｉmax2と称する。第二最大トルクＴmax2は、第二最大電流値Ｉmax2が通電された場合にＳＲモータ２が出力可能な最大トルクを示す。

第二最大電流値Ｉmax2は、例えば、バッテリ２０の温度や電圧などのバッテリ２０の状態、およびコイル２５の温度などのＳＲモータ２の状態に基づいて算出される。第二最大電流値Ｉmax2は、一時的にＳＲモータ２に供給されたとしてもＳＲモータ２の耐久性に影響しない範囲で定められることが好ましい。図５において、停止位置ω１に対応する第二最大トルクＴmax2の大きさＴ３は、発進必要トルクを上回る。つまり、通常許容されるよりも大きな電流値の電流がＳＲモータ２に供給されることで、モータトルクが増大し車両１を発進させることが可能となる。

図６を参照して、本実施形態の車両制御装置１００による制御について説明する。図６に示す制御フローは、ＥＣＵ４が作動している場合に実行されるものであり、例えば、運転者によって走行レンジが指示されている場合に実行される。この制御フローは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１０では、ＥＣＵ４が、車速センサの検出結果等に基づいて車両１が停止しているか否かを判定する。ステップＳ１０の判定の結果、車両１が停止していると肯定判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０へ進み、否定判定された場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ４０へ進む。

ステップＳ２０では、ＥＣＵ４が、発進必要トルクを導出する。本実施形態の発進必要トルクは、車両１を発進させることができるＳＲモータ２の出力トルクの大きさの下限値（必要トルク）である。発進必要トルクは、エンジン３１が要求エンジントルクを出力し、第二回転電機３３が要求ＭＧ２トルクを出力した場合に、勾配抵抗等の走行抵抗に抗して車両１を進行方向に発進させるために必要とされるＳＲモータ２のモータトルクの下限値である。ＥＣＵ４は、例えば、車両１の車重と、車両１の乗車人数と、検出された路面の勾配の大きさに基づいて発進必要トルクを算出する。ステップＳ２０が実行されると、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、ＥＣＵ４が、通常制御で発進可能であるか否かを判定する。ＥＣＵ４は、以下の条件が全て成立する場合にステップＳ３０で否定判定する。
（１）車両１の進行方向が、登坂方向である。
（２）要求ＳＲモータトルクが、発進必要トルク以上である。
（３）発進必要トルクの大きさよりも、検出されたロータ２２の回転位置に応じた通常最大トルクＴmax0の大きさが小さい。

上記の条件について説明する。条件（１）が成立しない場合、車両１は平坦路において発進しようとしているか、または降坂方向に発進しようとしている。従って、通常制御によって車両１を発進させることが可能である。
条件（２）が成立しない場合、運転者の加速操作に応じた要求ＳＲモータトルクは、発進必要トルク未満である。つまり、ＳＲモータ２に対して、車両１を発進させるために必要な大きさのトルクが要求されておらず、進行方向への走行開始が指示されていないといえる。

条件（３）について、通常制御において許容される通常最大トルクＴmax0の大きさは、例えば、図３のマップを参照して算出される。ＥＣＵ４は、図３のマップを参照して、位置検出部３によって検出された現在のロータ２２の回転位置におけるＳＲモータ２の通常最大トルクＴmax0の大きさを推定する。条件（３）が成立せず、現在の回転位置における通常最大トルクＴmax0の大きさが発進必要トルクの大きさ以上である場合、通常制御によって車両１を発進させることが可能である。ステップＳ３０の判定の結果、通常制御で発進可能と判定された場合（ステップＳ３０−Ｙ）にはステップＳ４０に進み、否定判定された場合（ステップＳ３０−Ｎ）にはステップＳ５０に進む。

ステップＳ４０では、ＥＣＵ４が通常制御を実行する。ＥＣＵ４は、運転者による加速操作が検出されていれば、ＳＲモータ２、エンジン３１、および第二回転電機３３に対して、それぞれの要求トルクを出力するよう指令する。ステップＳ４０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。

ステップＳ５０では、ＥＣＵ４が、電流増加制御を実行可能であるか否かを判定する。ＥＣＵ４は、バッテリ２０の状態や、ＳＲモータ２の状態に基づいて、通常の許容範囲を超える大きさのモータトルクをＳＲモータ２から出力させることが可能か否かを判定する。ステップＳ５０で肯定判定がなされた場合（ステップＳ５０−Ｙ）にはステップＳ６０に進み、否定判定された場合（ステップＳ５０−Ｎ）にはステップＳ８０に進む。

ステップＳ６０では、ＥＣＵ４が、電流増加制御によって発進可能であるか否かを判定する。ＥＣＵ４は、現在のＳＲモータ２の状態およびバッテリ２０の状態に基づいて、電流増加制御においてＳＲモータ２に対して供給する最大電流値（第二最大電流値Ｉmax2）を決定する。ＥＣＵ４は、第二最大電流値Ｉmax2が供給された場合に現在のロータ２２の停止位置においてＳＲモータ２が出力する第二最大トルクＴmax2を推定する。第二最大トルクＴmax2の大きさが発進必要トルクの大きさ以上である場合、肯定判定（ステップＳ６０−Ｙ）されてステップＳ７０に進む。否定判定された場合（ステップＳ６０−Ｎ）にはステップＳ８０に進む。

ステップＳ７０では、ＥＣＵ４が、電流増加制御を実行する。ＥＣＵ４は、ＳＲモータ２に対する要求トルクを第二最大トルクＴmax2以下の範囲で決定する。ＳＲモータ２に対する要求トルクの大きさは、発進必要トルク以上、かつ要求ＳＲモータトルク以下の範囲で定められることが好ましい。ただし、ロータ２２が発進方向に回転し始めるまでの間はＳＲモータ２に対する要求トルクの大きさを要求ＳＲモータトルクの大きさよりも大きくしてもよい。ステップＳ７０が実行されると、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ８０では、ＥＣＵ４が、後退抑制が可能であるか否かを判定する。本実施形態のＥＣＵ４は、クラッチ９を開放して回転位置調節制御を行う場合に、抑制手段によって車両１を停止させておくことが可能である場合、ステップＳ８０で肯定判定する。例えば、ＥＣＵ４は、車両１のずり下がりを生じさせない大きさのトルクをエンジン３１が出力可能な場合、ステップＳ８０で肯定判定する。言い換えると、ＥＣＵ４は、路面の勾配に応じて車両１に作用する降坂方向の力と同等の駆動力をエンジントルクおよびＭＧ２トルクによって発生させることができる場合、ステップＳ８０で肯定判定する。ステップＳ８０で肯定判定された場合（ステップＳ８０−Ｙ）にはステップＳ９０に進み、否定判定された場合（ステップＳ８０−Ｎ）にはステップＳ１００に進む。

ステップＳ９０では、ＥＣＵ４が、抑制手段を作動させる。ＥＣＵ４は、それまでの要求エンジントルクの値に発進必要トルクに相当するトルクを上乗せして要求エンジントルクを更新する。ＥＣＵ４は、エンジン３１および第二回転電機３３に対して要求トルクを出力する指令を送る。これにより、車両１のずり下がりを抑制する後退抑制制御が実行される。ステップＳ９０が実行されると、ステップＳ１００に進む。

ステップＳ１００では、ＥＣＵ４は、クラッチ９を開放させる。ステップＳ１００が実行されると、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、ＥＣＵ４は、ロータ２２の回転位置を変更する。ＥＣＵ４は、ＳＲモータ２にトルクを発生させてロータ２２を回転させる。回転位置調節制御におけるロータ２２の回転方向は、ＳＲモータ２が発進必要トルクを出力可能となるまでのロータ２２の回転量が小さい方の回転方向であることが好ましい。例えば、図３の停止位置ω１は、通常最大トルクＴmax0が極小値となる回転位置よりも後進方向側の回転位置である。この場合、回転位置調節制御において、ロータ２２を後進方向に回転させた方が、前進方向に回転させるよりも、発進必要トルクを出力可能な回転位置までの最小回転量が小さい。従って、回転位置調節制御において、ロータ２２を後進方向に回転させることが好ましい。ＥＣＵ４は、ロータ２２の回転位置が、発進必要トルクを出力可能な回転位置となると、ロータ２２の回転を停止させて回転位置調節制御を終了する。ステップＳ１１０が実行されると、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、ＥＣＵ４は、クラッチ９を係合させる。ＥＣＵ４は、クラッチ９を係合させると、抑制手段の作動を停止する。ＥＣＵ４は、要求エンジントルクの値を要求加速度に基づく通常のトルク値、すなわち発進必要トルク分のトルクが上乗せされない値に変更する。ステップＳ１２０が実行されると、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ１１０の回転位置調節制御が実行された後は、ステップＳ３０において通常制御で発進可能と判定（ステップＳ３０−Ｙ）され、ステップＳ４０で通常制御が実行されて車両１が発進する。

以上説明したように、本実施形態の車両制御装置１００のＥＣＵ４は、通常最大トルクＴmax0（許容範囲内におけるＳＲモータ２の最大出力トルク）が発進必要トルク（車両１を発進させるためにＳＲモータ２が出力すべき最低限のトルク）よりも小さく（ステップＳ３０−Ｎ）、かつ抑制手段が作動可能である（ステップＳ８０−Ｙ）場合、抑制手段を作動させ（ステップＳ９０）、かつクラッチ９によりロータ２２と駆動輪５ＲＬ，５ＲＲとの動力伝達を遮断させて（ステップＳ１００）、発進必要トルクを出力可能な回転位置までロータ２２を回転させる（ステップＳ１１０）。ＥＣＵ４は、ロータ２２の回転位置が発進必要トルク以上のトルクを出力可能な位置となると、クラッチ９を係合させ、ＳＲモータ２にトルクを出力させて車両１を発進させる。本実施形態の車両制御装置１００は、抑制手段を作動させ、かつクラッチ９を開放した状態でロータ２２の回転位置を調節することで、ずり下がり発生等の車両１の挙動変化を抑制しつつＳＲモータ２の出力可能なトルクを増加させることができる。よって、車両制御装置１００は、車両１の発進性能を向上させることができる。

［実施形態の第１変形例］
抑制手段は、エンジン３１に代えて、あるいはエンジン３１に加えて、第二回転電機３３を含んでもよい。ＥＣＵ４は、第二回転電機３３が要求加速度に基づいて決定された要求ＭＧ２トルクよりも大きなトルクを出力可能であれば、要求ＭＧ２トルクを増加させる。ＥＣＵ４は、ＳＲモータ２の電流増加制御と同様に、第二回転電機３３の電流増加制御を実行して、ＭＧ２トルクの許容範囲を高トルク側に拡大してもよい。

抑制手段は、ブレーキ制御装置を含んでもよい。ブレーキ制御装置は、制動力によって車両１のずり下がりを抑制する、所謂ヒルホールド制御を実行する。ＥＣＵ４は、ブレーキ制御装置が車両１を停止状態に維持する制動力を発生させることができる場合、ステップＳ８０で肯定判定し、ステップＳ９０でブレーキ制御装置にヒルホールド制御を実行させる。

［実施形態の第２変形例］
上記実施形態では、ＥＣＵ４は、ステップＳ８０において、抑制手段によって車両１を停止させておくことが可能と判定されない場合に、抑制手段を作動させることなくクラッチ９を開放させた。ＥＣＵ４は、ステップＳ８０で否定判定された場合（抑制手段が車両１を停止させておくことができない場合）であっても、抑制手段を作動させるようにしてもよい。例えば、エンジントルクやＭＧ２トルクを増加させることにより、クラッチ９を開放している間のずり下がり量を低減させることができれば、車両１の発進性能を向上させることができる。また、ブレーキ制御装置によって制動力を発生させることにより、制動力を発生させない場合よりもクラッチ９を開放している間のずり下がり量を低減させることができれば、車両１の発進性能を向上させることができる。

［実施形態の第３変形例］
ロータ２２と駆動輪５ＲＬ，５ＲＲとの動力伝達を接続および遮断する装置は、上記実施形態のクラッチ９には限定されない。クラッチ９は、例えば、摩擦係合式のクラッチ装置であってもよい。また、クラッチ９に代えて、動力伝達を接続および遮断する他の機構が配置されてもよい。

車両１において、ＳＲモータ２以外に搭載される動力源は、エンジン３１および第二回転電機３３には限定されない。例えば、他の動力源は、エンジン３１あるいは第二回転電機３３のいずれかであってもよい。エンジン３１を備えない車両では、第一回転電機３２を省略可能である。車両１は、ＳＲモータ２以外の動力源を備えていなくてもよい。ＳＲモータ２以外の動力源を備えていない車両１では、抑制手段としてブレーキ制御装置を備えることが好ましい。

上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ 車両
２ ＳＲモータ（スイッチトリラクタンスモータ）
３ 位置検出部
４ ＥＣＵ（制御部）
５ 車輪
９ クラッチ
２２ ロータ
３１ エンジン（抑制手段）
３２ 第一回転電機
３３ 第二回転電機（抑制手段）

Claims (1)

1. ロータおよびステータを有し、走行用の駆動源として車両に搭載されたスイッチトリラクタンスモータと、
   前記ロータと前記車両の駆動輪との動力伝達を接続および遮断するクラッチと、
   前記車両を発進させるために前記スイッチトリラクタンスモータが出力すべき最低限のトルクを算出するトルク算出手段と、
   前記車両を発進させる場合の発進方向と反対方向への前記車両の移動を抑制する抑制手段と、
   前記スイッチトリラクタンスモータ、前記クラッチ、および前記抑制手段を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、許容範囲内における前記スイッチトリラクタンスモータの最大出力トルクが前記最低限のトルクよりも小さく、かつ前記抑制手段が作動可能である場合、前記抑制手段を作動させ、かつ前記クラッチにより前記ロータと前記駆動輪との動力伝達を遮断させて、前記最低限のトルクを出力可能な回転位置まで前記ロータを回転させてから、前記クラッチにより前記ロータと前記駆動輪との動力伝達を接続させ、前記スイッチトリラクタンスモータにトルクを出力させる
   ことを特徴とする車両制御装置。

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