JP2020133878A - 車両駆動トルク制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの出力トルクが上昇しなかったり低下した時の、車輪に入力されるトータルのトルクについて運転者に違和感を与えてしまう可能性の小さい制御装置を提供する。【解決手段】第２トルク発生源が出力するトルクが出力トルク上限値よりも小さい場合、係合機構を係合解除状態に制御して第２トルク発生源が発生するトルクのみにより車両を走行させる。第２トルク発生源が出力するトルクが出力トルク上限値以上である場合、係合機構を係合完了状態に制御して第２トルク発生源が出力するトルク及び第１トルク発生源が出力するトルクにより車両を走行させる。また、第２トルク発生源の出力トルクが出力トルク上限値に達する前のタイミングであって、第２トルク発生源の出力トルクが出力トルク上限値に達した時点で係合機構が係合完了状態となっているタイミングにて係合機構を係合解除状態から係合完了状態に移行させる処理を開始する。【選択図】図７

Description

本発明は、車両駆動トルク制御装置に関する。

車両を走行させるための駆動トルクを発生させる内燃機関及びモータ、内燃機関とモータとを接続するシャフトに介装された第１クラッチ、及び、モータとトランスミッションとを接続するシャフトに介装された第２クラッチを備えた車両が知られている。この車両は、第１クラッチを係合解除状態に制御し且つ第２クラッチを係合状態に制御してモータの出力トルクのみを車両を走行させる駆動トルクとするＥＶモードと、第１クラッチ及び第２クラッチをそれぞれ係合状態に制御して内燃機関の出力トルク及びモータの出力トルクを車両を走行させる駆動トルクとするＨＶモードと、の何れかの走行モードにより走行される。

上記車両において、走行モードをＥＶモードからＨＶモードに移行する場合、内燃機関を始動させる必要がある。この場合、内燃機関の始動が完了する前にモータの出力トルクがその上限値（即ち、モータが出力可能なトルクの上限値であり、以下、「モータトルク上限値」と称呼する。）に達してしまうと、それ以降、モータの出力トルクが上昇しないばかりか、モータの回転速度の上昇によりモータトルク上限値が低下するとモータの出力トルクも低下してしまう。

このようにモータの出力トルクが上昇しなかったり低下したりすると、車両の車輪に入力されるトータルのトルクも上昇しなかったり低下したりする。この場合、車輪に入力されるトータルのトルクについて車両の運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。

そこで、内燃機関の始動が完了する前にモータの出力トルクがモータトルク上限値に達しないようにモータの出力トルクを制限するようにした車両が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

特許第６１８３１６９号公報

上記車両において、走行モードをＥＶモードからＨＶモードに移行する場合、内燃機関とモータとを接続するために第１クラッチを係合させる必要がある。第１クラッチを係合解除状態から係合完了状態（即ち、第１クラッチの係合が完了した状態）に移行させるためには、一定の時間を要する。従って、第１クラッチが係合完了状態に移行する前にモータの出力トルクがモータトルク上限値に達してしまうと、内燃機関の出力トルクの少なくとも一部が車輪に入力されないので、車輪に入力されるトータルのトルクが上昇しなかったり低下したりする可能性がある。この場合、車輪に入力されるトータルのトルクについて運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。

本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の１つは、走行モードをＥＶモードからＨＶモードに移行させるときにクラッチを係合解除状態から係合完了状態に移行させる必要がある場合に車輪に入力されるトータルのトルクについて運転者に違和感を与える可能性の小さい車両駆動トルク制御装置を提供することにある。

本発明に係る車両駆動トルク制御装置は、第１トルク伝達系（５１）、第１トルク発生源（１０、１１）、係合機構（１４）、第２トルク伝達系（５２）、第２トルク発生源（１２）、及び、制御手段（９０）を備えている。

前記第１トルク伝達系（５１）は、車両（１００）の駆動輪である第１駆動輪（１００ＲＬ、１００ＲＲ）に接続されている。

前記第１トルク発生源（１０、１１）は、前記第１トルク伝達系（５１）を介して前記第１駆動輪（１００ＲＬ、１００ＲＲ）にトルクを入力できるように配設されている。

前記係合機構（１４）は、前記第１トルク伝達系（５１）に配設されており、前記第１トルク伝達系のトルク伝達経路が確立されている係合完了状態と前記トルク伝達系路が遮断されている係合解除状態との何れかの状態に制御される。

前記第２トルク伝達系（５２）は、前記第１駆動輪とは異なる前記車両の駆動輪である第２駆動輪（１００ＦＬ、１００ＦＲ）に接続されている。

前記第２トルク発生源（１２）は、前記第２トルク伝達系（５２）を介して前記第２駆動輪（１００ＦＬ、１００ＦＲ）にトルクを入力できるように配設されている。

前記制御手段（９０）は、前記第１トルク発生源（１０、１１）の作動状態、前記第２トルク発生源（１２）の作動状態及び前記係合機構（１４）の作動状態を制御する。

前記制御手段（９０）は、前記第２トルク発生源（１２）が出力可能なトルクの上限値を出力トルク上限値（Ｔlimit）として取得するように構成されている。

更に、前記制御手段（９０）は、前記第２トルク発生源（１２）が出力するトルク（Ｔmg２）が前記出力トルク上限値（Ｔlimit＝Ｔmode）よりも小さい場合（図６のステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定される場合を参照。）、前記係合機構（１４）を前記係合解除状態に制御して前記第２トルク発生源が発生するトルクのみにより前記車両を走行させる（図６のステップ６２０及びステップ６３０の処理を参照。）ように構成されている。

一方、前記制御手段（９０）は、前記第２トルク発生源（１２）が出力するトルク（Ｔmg２）が前記出力トルク上限値（Ｔlimit＝Ｔmode）以上である場合（図６のステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定される場合を参照。）、前記係合機構（１４）を前記係合完了状態に制御して前記第２トルク発生源が出力するトルク及び前記第１トルク発生源（１０、１１）が出力するトルク（Ｔeng、Ｔmg１）により前記車両を走行させる（図６のステップ６４０及びステップ６５０の処理を参照。）ように構成されている。

加えて、前記制御手段（９０）は、前記第２トルク発生源（１２）が出力するトルク（Ｔmg２）が前記出力トルク上限値（Ｔlimit＝Ｔmode）に達する前のタイミングであって、前記第２トルク発生源が発生するトルクが前記出力トルク上限値に達した時点で前記係合機構が前記係合完了状態となっているタイミングにて前記係合機構を前記係合解除状態から前記係合完了状態に移行させる処理を開始する（図７のステップ７１０乃至ステップ７７０の処理を参照。）ように構成されている。

本発明に係る車両駆動トルク制御装置によれば、車両を走行させるための制御が「第２トルク発生源が発生するトルクのみにより車両を走行させる制御」から「第２トルク発生源が出力するトルク及び第１トルク発生源が出力するトルクにより車両を走行させる制御」に切り替えられる時点において、係合機構が係合完了状態となっている。

従って、車両を走行させるための制御が切り替えられた場合、即座に、第１トルク発生源が出力するトルクの全てが第１トルク駆動系を介して第１駆動輪に入力される。即ち、車両を走行させるための制御が切り替えられた直後、第２トルク発生源が出力できない分のトルクを第１トルク発生源により出力させて第１駆動輪に入力することができる。このため、車両の車輪に入力されるトータルのトルクについて車両の運転者に違和感を与えてしまう可能性を小さくすることができる。

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係る車両駆動トルク制御装置が適用される車両を示した図である。 図２は、本発明の実施形態に係る車両駆動トルク制御装置を示した図である。 図３は、本発明の実施形態に係る車両駆動トルク制御装置の作動を説明するために用いる図である。 図４は、本発明の実施形態に係る車両駆動トルク制御装置の作動を説明するために用いる図である。 図５は、本発明の実施形態に係る車両駆動トルク制御装置の作動を説明するために用いる図である。 図６は、図２に示したＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図７は、図２に示したＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る車両駆動トルク制御装置（以下、「実施装置」と称呼する。）について説明する。

実施装置は、図１に示した車両１００に適用される。実施装置は、図２に示したように、ＥＣＵ９０を備える。ＥＣＵは、エレクトロニックコントロールユニットの略称である。ＥＣＵ９０は、マイクロコンピュータを主要部として備える。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ及びインターフェース等を含む。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。

図１に示したように、実施装置は、車両１００に適用される。車両１００には、内燃機関１０、第１モータジェネレータ１１、第２モータジェネレータ１２、制振ダンパ１３、係合機構１４、及び、トランスミッション１５が搭載されている。

以下、内燃機関１０を「機関１０」と称呼し、第１モータジェネレータ１１を「第１モータ１１」と称呼し、第２モータジェネレータ１２を「第２モータ１２」と称呼する。本例において、機関１０は、圧縮着火式の内燃機関（いわゆるディーゼルエンジン）であるが、火花点火式の内燃機関（いわゆるガソリンエンジン）であってもよい。

機関１０は、機関出力シャフト２０を介してトランスミッション１５に接続されている。制振ダンパ１３は、機関出力シャフト２０に介装されている。係合機構１４は、いわゆるクラッチであり、制振ダンパ１３とトランスミッション１５との間において機関出力シャフト２０に介装されている。

第１モータ１１は、制振ダンパ１３と係合機構１４との間において機関出力シャフト２０に介装されている。より具体的には、第１モータ１１は、そのロータ（図示略）が制振ダンパ１３と係合機構１４との間において機関出力シャフト２０に配設される形で機関出力シャフト２０に設けられている。

トランスミッション１５は、第１プロペラシャフト２１及び第１デファレンシャルギア３１を介して第１ドライブシャフト４１に接続されている。第１ドライブシャフト４１は、その一端において車両１００の左後輪１００ＲＬに接続されており、その他端において車両１００の右後輪１００ＲＲに接続されている。

第２モータ１２は、第２プロペラシャフト２２及び第２デファレンシャルギア３２を介して第２ドライブシャフト４２に接続されている。第２ドライブシャフト４２は、その一端において車両１００の左前輪１００ＦＬに接続されており、その他端において車両１００の右前輪１００ＦＲにそれぞれ接続されている。

＜内燃機関＞
図２に示したように、機関１０は、燃料噴射弁１６を備えている。燃料噴射弁１６は、ＥＣＵ９０に接続されている。燃料噴射弁１６の作動は、ＥＣＵ９０によって制御される。ＥＣＵ９０は、燃料噴射弁１６の作動を制御することにより、燃料噴射弁１６から噴射される燃料の量を制御し、それにより、機関１０から機関出力シャフト２０に入力されるトルクを制御することができる。即ち、ＥＣＵ９０は、燃料噴射弁１６の作動を制御することにより、機関１０の運転状態を制御することができる。

機関１０が運転されると、機関１０から機関出力シャフト２０にトルクが入力される。機関１０から機関出力シャフト２０に入力されたトルクは、係合機構１４が係合完了状態に制御されている場合、機関出力シャフト２０、制振ダンパ１３及び係合機構１４を介してトランスミッション１５に入力される。

以下、燃料噴射弁１６から噴射される燃料の量を「燃料噴射量Ｑ」と称呼し、機関１０から機関出力シャフト２０に入力されるトルク（即ち、機関１０から出力されるトルク）を「機関トルクＴeng」と称呼する。

＜係合機構＞
係合機構１４は、係合解除状態と係合完了状態との何れかの状態に制御されるようになっている。係合機構１４は、係合解除状態に制御されている場合、機関１０から機関出力シャフト２０にトルクが入力されても、そのトルクを係合機構１４下流側の機関出力シャフト２０には伝達又は入力しない。従って、この場合、機関１０から機関出力シャフト２０に入力されたトルクは、トランスミッション１５に入力されない。一方、係合機構１４は、係合完了状態に制御されている場合、機関出力シャフト２０からトランスミッション１５に入力されたトルクを係合機構１４下流側の機関出力シャフト２０に伝達又は入力する。従って、この場合、機関１０から機関出力シャフト２０に入力されたトルクは、トランスミッション１５に入力される。

係合機構１４は、ＥＣＵ９０に電気的に接続されている。ＥＣＵ９０は、係合機構１４を係合解除状態と係合完了状態との何れかの状態に制御することができる。

＜トランスミッション＞
トランスミッション１５は、変速を行う装置であり、そこに入力されたトルクを第１プロペラシャフト２１に伝達又は入力する。トランスミッション１５から第１プロペラシャフト２１に入力されたトルクは、第１デファレンシャルギア３１及び第１ドライブシャフト４１を介して左後輪１００ＲＬ及び右後輪１００ＲＲにそれぞれ入力される。これにより、左後輪１００ＲＬ及び右後輪１００ＲＲに回転力が与えられ、それにより、車両１００が走行する。従って、左後輪１００ＲＬ及び右後輪１００ＲＲは、それぞれ、車両１００の駆動輪である。

＜第１モータ＞
第１モータ１１は、パワーコントロールユニット１７を介してバッテリ１８に電気的に接続されている。パワーコントロールユニット１７は、ＥＣＵ９０に電気的に接続されている。パワーコントロールユニット１７は、インバータ（図示略）を備えている。ＥＣＵ９０は、パワーコントロールユニット１７のインバータの作動を制御することにより、バッテリ１８から第１モータ１１に供給される電力量を制御し、それにより、第１モータ１１から機関出力シャフト２０に入力されるトルクを制御することができる。即ち、ＥＣＵ９０は、パワーコントロールユニット１７のインバータの作動を制御することにより、第１モータ１１の駆動状態を制御することができる。

第１モータ１１が駆動されると、第１モータ１１から機関出力シャフト２０にトルクが入力される。第１モータ１１から機関出力シャフト２０に入力されたトルクは、機関出力シャフト２０を介してトランスミッション１５に入力される。

以下、第１モータ１１から出力されるトルクを「第１モータトルクＴmg１」と称呼する。

尚、第１モータ１１のロータが機関トルクＴengにより回転されている状態においては、第１モータ１１は、電動機としてではなく、発電機として働く。この場合、第１モータ１１は、電力を発生する。第１モータ１１が発生した電力は、パワーコントロールユニット１７を介してバッテリ１８に充電される。

＜第１トルク伝達系＞
本例においては、機関出力シャフト２０、トランスミッション１５、第１プロペラシャフト２１、第１デファレンシャルギア３１及び第１ドライブシャフト４１等により、機関トルクＴeng及び第１モータトルクＴmg１を後輪１００ＲＬ及び１００ＲＲに伝達するための第１トルク伝達系５１が形成されている。トランスミッション１５の係合機構１４が係合完了状態に制御されている場合、第１トルク伝達系５１のトルク伝達経路が確立されている。一方、係合機構１４が係合解除状態に制御されている場合、第１トルク伝達系５１のトルク伝達経路が遮断されている。

又、機関１０及び第１モータ１１は、第１トルク伝達系５１を介して後輪１００ＲＬ及び１００ＲＲにトルクを入力できるように設けられたトルク発生源である。

＜第２モータ＞
第２モータ１２も、パワーコントロールユニット１７を介してバッテリ１８に電気的に接続されている。ＥＣＵ９０は、パワーコントロールユニット１７のインバータを制御することにより、バッテリ１８から第２モータ１２に供給される電力量を制御し、それにより、第２モータ１２から第２プロペラシャフト２２に入力されるトルクを制御することができる。即ち、ＥＣＵ９０は、パワーコントロールユニット１７のインバータの作動を制御することにより、第２モータ１２の駆動状態を制御することができる。

第２モータ１２が駆動されると、第２モータ１２から第２プロペラシャフト２２にトルクが入力される。第２モータ１２から第２プロペラシャフト２２に入力されたトルクは、第２デファレンシャルギア３２及び第２ドライブシャフト４２を介して左前輪１００ＦＬ及び右前輪１００ＦＲそれぞれに入力される。これにより、左前輪１００ＦＬ及び右前輪１００ＦＲに回転力が与えられ、それにより、車両１００が走行する。従って、左前輪１００ＦＬ及び右前輪１００ＦＲは、車両１００の駆動輪である。

以下、第２モータ１２から出力されるトルクを「第２モータトルクＴmg２」と称呼し、第２モータ１２から第２プロペラシャフト２２に入力されたトルクを「第２プロペラトルクＴps２」と称呼する。

＜第２トルク伝達系＞
本例においては、第２プロペラシャフト２２、第２デファレンシャルギア３２及び第２ドライブシャフト４２等により、第２モータトルクＴmg２を前輪１００ＦＬ及び１００ＦＲに伝達するための第２トルク伝達系５２が形成されている。

又、第２モータ１２は、第２トルク伝達系５２を介して前輪１００ＦＬ及び１００ＦＲにトルクを入力できるように設けられたトルク発生源である。

＜センサ＞
図２に示したように、車両１００には、アクセルペダル１９の操作量ＡＰを検出するアクセルペダル操作量センサ８１が搭載されている。アクセルペダル操作量センサ８１は、ＥＣＵ９０に電気的に接続されている。アクセルペダル操作量センサ８１は、アクセルペダル１９の操作量ＡＰを検出し、その検出した操作量ＡＰを表す信号をＥＣＵ９０に送信する。ＥＣＵ９０は、その信号に基づいてアクセルペダル１９の操作量ＡＰをアクセルペダル操作量ＡＰとして取得する。

更に、機関１０には、そのクランクシャフト（図示略）が所定角度だけ回転する毎にパルス信号を発信するクランク角センサ８２が取り付けられている。クランク角センサ８２は、ＥＣＵ９０に電気的に接続されている。クランク角センサ８２は、パルス信号をＥＣＵ９０に送信する。ＥＣＵ９０は、そのパルス信号等に基づいてクランクシャフトの回転速度を機関回転速度ＮＥとして取得する。

更に、車両１００には、第２プロペラシャフト２２の回転速度Ｒps２を検出する回転速度センサ８３が搭載されている。回転速度センサ８３は、ＥＣＵ９０に電気的に接続されている。回転速度センサ８３は、第２プロペラシャフト２２の回転速度Ｒps２を検出し、その検出した回転速度Ｒps２を表す信号をＥＣＵ９０に送信する。ＥＣＵ９０は、その信号に基づいて第２プロペラシャフト２２の回転速度Ｒps２を第２回転速度Ｒps２として取得する。更に、ＥＣＵ９０は、取得した第２回転速度Ｒps２等に基づいて車両１００の速度を車速ＳＰＤして取得する。

＜実施装置の作動の概要＞
次に、実施装置の作動の概要について説明する。実施装置は、アクセルペダル操作量ＡＰ及び車速ＳＰＤ等に基づいて車両１００の各車輪１００ＦＬ、１００ＦＲ、１００ＲＬ及び１００ＲＲに入力されるトータルのトルク（以下、「車輪入力トルクＴtotal」と称呼する。）として要求されるトルクを要求駆動トルクＴreqとして取得する。

更に、実施装置は、要求駆動トルクＴreq等に基づいて第２プロペラシャフト２２に入力されるべき第２モータトルクＴmg２を目標第２モータトルクＴmg２_tgtとして取得する。

そして、実施装置は、第２モータトルクＴmg２が目標第２モータトルクＴmg２_tgtとなるように第２モータ１２の駆動状態を制御する。

＜ＥＶモード制御＞
このとき、第２モータトルクＴmg２がモード切替閾値Ｔmodeよりも小さい場合、第２モータトルクＴmg２のみにより車両１００を走行させるＥＶモード制御を行う。ＥＶモード制御は、車両１００を走行させるための走行制御の１つである。

そして、実施装置は、ＥＶモード制御を行う場合、係合機構１４を係合解除状態に制御しつつ、第２モータトルクＴmg２が目標第２モータトルクＴmg２_tgtとなるように第２モータ１２の駆動状態を制御する。

＜モード切替閾値＞
尚、実施装置は、第２モータ１２が出力可能なトルクの上限値である出力トルク上限値（以下、「第２モータトルク上限値Ｔlimit」と称呼する。）を上記モード切替閾値Ｔmodeとして設定する。第２モータトルク上限値Ｔlimitは、車速ＳＰＤ及び第２モータ１２に印加される電圧（以下、「第２モータ電圧Ｖmg２」と称呼する。）に応じて変化する値であり、車速ＳＰＤが高くなるほど小さくなり、第２モータ電圧Ｖmg２が低くなるほど小さくなる。別の言い方をすれば、第２モータトルク上限値Ｔlimitは、第２モータ１２の回転速度Ｒmg２及び第２モータ電圧Ｖmg２に応じて変化する値であり、第２モータ１２の回転速度Ｒmg２が大きくなるほど小さくなり、第２モータ電圧Ｖmg２が低くなるほど小さくなる。

又、実施装置は、ＥＶモード制御を行っているときにバッテリ１８に電力を充電する必要が生じた場合、係合機構１４を係合解除状態に制御した状態で機関１０を運転させることにより第１モータ１１のロータを回転させ、それにより、第１モータ１１に電力を発生させ、その電力をバッテリ１８に充電する。

従って、実施装置は、ＥＶモード制御を行う場合、バッテリ１８に電力を充電する必要がない限り、機関１０の運転を停止させている。

＜ＨＶモード制御＞
一方、第２モータトルクＴmg２がモード切替閾値Ｔmode以上である場合、実施装置は、第２モータトルクＴmg２と機関トルクＴengとにより車両１００を走行させるＨＶモード制御を行う。ＨＶモード制御は、車両１００を走行させる走行制御の１つである。

本例においては、実施装置は、ＨＶモード制御を行う場合、モード切替閾値Ｔmodeに等しいトルクを目標第２モータトルクＴmg２_tgtとして設定する。

更に、実施装置は、目標第２モータトルクＴmg２_tgtに等しいトルクが第２プロペラシャフト２２に入力されたときに第２ドライブシャフト４２に入力されるトルクを第２ドライブトルクＴds２として取得する。

実施装置は、取得した第２ドライブトルクＴds２を要求駆動トルクＴreqから減じて得られるトルクを要求第１ドライブトルクＴds１_req（＝Ｔreq−Ｔds２）として取得する。要求第１ドライブトルクＴds１_reqは、第１ドライブシャフト４１に入力されるべきトルクである。実施装置は、要求第１ドライブトルクＴds１_req等に基づいて機関１０から出力させるべきトルクＴengを目標機関トルクＴeng_tgtとして取得する。

そして、実施装置は、第２モータトルクＴmg２が目標第２モータトルクＴmg２_tgtとなるように第２モータ１２の駆動状態を制御する。加えて、実施装置は、機関トルクＴengが目標機関トルクＴeng_tgtとなるように機関１０の運転状態を制御する。より具体的には、目標機関トルクＴeng_tgt及び機関回転速度ＮＥ等に基づいて目標機関トルクＴeng_tgtを達成できる燃料噴射量Ｑを目標燃料噴射量Ｑtgtとして取得し、燃料噴射量Ｑが目標燃料噴射量Ｑtgtとなるように燃料噴射弁１６の作動を制御する。

尚、実施装置は、ＨＶモード制御を行う場合、係合機構１４を係合完了状態に制御している。

又、本例においては、実施装置は、ＨＶモード制御を行う場合、モード切替閾値Ｔmodeに等しいトルクを目標第２モータトルクＴmg２_tgtとして設定している。しかしながら、実施装置は、モード切替閾値Ｔmodeよりも小さいトルクを目標第２モータトルクＴmg２_tgtとして設定するように構成されてもよい。

＜係合機構の作動制御＞
次に、実施装置による係合機構１４の作動制御について、図３に示した例を参照しつつ説明する。

図３に示した例においては、時刻ｔ３０までは要求駆動トルクＴreqが第１要求駆動トルクＴreq_１で一定であり、時刻ｔ３０において要求駆動トルクＴreqが上昇し始め、時刻ｔ３３において要求駆動トルクＴreqが第１要求駆動トルクＴreq_１よりも大きい第２要求駆動トルクＴreq_２に達して一定となる。

時刻ｔ３０において要求駆動トルクＴreqが上昇し始めるので、第２モータトルクＴmg２も上昇し始める。すると、車速ＳＰＤが第１車速ＳＰＤ１から上昇し始める。これにより、第２モータトルク上限値Ｔlimitが低下し始める。

そして、時刻ｔ３１において、第２モータトルクＴmg２は、値Ｔmg２_２となる。一方、時刻ｔ３１において、第２モータトルク上限値Ｔlimitは、値Ｔlimit_２となる。時刻ｔ３１における第２モータトルクＴmg２の値Ｔmg２_２は、第２モータトルク上限値Ｔlimitの値Ｔlimit_２に等しい、従って、時刻ｔ３１において、第２モータトルクＴmg２は、第２モータトルク上限値Ｔlimitに達する。第２モータトルク上限値Ｔlimitがモード切替閾値Ｔmodeに設定されるので、時刻ｔ３１において、走行制御がＥＶモード制御からＨＶモード制御に切り替えられる。

この場合において、時刻ｔ３１において、係合機構１４を係合解除状態から係合完了状態に移行させる処理（係合処理）を開始したと仮定する。係合機構１４が係合解除状態から係合完了状態に移行するまでに一定の時間（以下、「係合所要時間Δｔ」と称呼する。）を要する。従って、時刻ｔ３１から一定の時間Δｔが経過する時刻ｔ３２までの期間Ｔ１においては、機関トルクＴengの全てが第１ドライブシャフト４１に入力されるわけではない。

一方、期間Ｔ１においても、車速ＳＰＤが徐々に上昇するので、第２モータトルク上限値Ｔlimitが徐々に低下する。このため、第２モータトルクＴmg２も徐々に低下する。従って、要求駆動トルクＴreqが上昇しているにもかかわらず、車輪入力トルクＴtotalが上昇せず或いは低下してしまう可能性がある。この場合、車両１００の運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。

尚、図３に示した例においては、期間Ｔ１において、車速ＳＰＤは、期間Ｔ１以前における車速ＳＰＤの上昇速度よりも小さい上昇速度で上昇する。そして、時刻ｔ３２において、係合機構１４が係合完了状態に制御されると、時刻ｔ３２以降は、機関トルクＴengの全てが第１ドライブシャフト４１に入力されるので、車速ＳＰＤは、期間Ｔ１における車速ＳＰＤの上昇速度よりも大きい上昇速度で上昇する。

このように、第２モータトルクＴmg２がモード切替閾値Ｔmodeに達した時点で係合処理が開始されるようになっている場合、車輪入力トルクＴtotalが上昇せず或いは低下してしまい、その結果、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。

そこで、実施装置は、係合処理を実行すべきか否かを判定するために用いる係合開始閾値Ｔclutchを以下に述べるようにして設定し、第２モータトルクＴmg２が係合開始閾値Ｔclutchに達した時点で係合処理を開始する。

即ち、一定時間ｄｔにおける車速ＳＰＤの変化量ΔＳＰＤについて、下式１が成立することが知られている。

上式１において、「Ｔtotal」は、車両の各車輪に入力されるトータルのトルクであり、「Ｔres」は、車両が走行している道路の路面抵抗であり、「Ｉ」は、車両のイナーシャである。

そして、上式１を利用すれば、現時点から一定時間ｄｔが経過した時点における車速ＳＰＤを下式２により表すことができる。

ＳＰＤest＝ＳＰＤnow＋ΔＳＰＤ＝ＳＰＤnow＋（（Ｔtotal−Ｔres）／Ｉ）・ｄｔ ・・・（２）

上式２において、「ＳＰＤest」は、現時点から一定時間ｄｔが経過した時点における車速であり、「ＳＰＤnow」は、現時点における車速であり、「Ｔtotal」は、車両の各車輪に入力されるトータルのトルクであり、「Ｔres」は、車両が走行している道路の路面抵抗であり、「Ｉ」は、車両のイナーシャであり、「ｄｔ」は、一定時間である。

ＥＶモード制御が行われているときにおいては、要求駆動トルクＴreqと車輪入力トルクＴtotalとは等しい。従って、上式２の「ＳＰＤnow」として現時点における車速ＳＰＤを入力し、上式２の「Ｔtotal」として現時点における要求駆動トルクＴreqを入力し、上式２の「Ｔres」として車両１００が現時点で走行している道路の路面抵抗Ｔresを入力し、上式２の「Ｉ」として車両１００のイナーシャＩを入力し、上式２の「ｄｔ」として係合所要時間Δｔを入力すれば、現時点から係合所要時間Δｔが経過した時点における車速ＳＰＤを取得することができる。

そこで、実施装置は、現時点における車速ＳＰＤ、現時点における要求駆動トルクＴreq、車両１００が現時点で走行している道路の路面抵抗Ｔres、車両１００のイナーシャＩ、及び、係合所要時間Δｔを上式２に適用することにより得られる車速ＳＰＤを推定車速ＳＰＤestとして取得する。

一方、先に述べたように、第２モータトルク上限値Ｔlimitは、車速ＳＰＤと第２モータ電圧Ｖmg２とに応じて決まる。従って、現時点から係合所要時間Δｔが経過した時点における車速ＳＰＤ及び第２モータ電圧Ｖmg２が分かれば、その時点における第２モータトルク上限値Ｔlimitが分かる。現時点から係合所要時間Δｔが経過した時点における車速ＳＰＤは、上式２から取得される推定車速ＳＰＤestである。一方、第２モータ電圧Ｖmg２は、既知の一定値である。

そこで、実施装置は、推定車速ＳＰＤest及び第２モータ電圧Ｖmg２をルックアップテーブルMapTlimit_est(SPDest,Vmg2)に適用することにより、現時点から係合所要時間Δｔが経過した時点における第２モータトルク上限値Ｔlimitを推定第２モータトルク上限値Ｔlimit_estとして取得する。

従って、推定第２モータトルク上限値Ｔlimit_estは、図４の（Ａ）に示したように、現時点（時刻ｔ４０）から係合所要時間Δｔが経過した時点（時刻ｔ４１）における第２モータトルク上限値Ｔlimitの推定値である。尚、図４の（Ａ）において、値Ｔlimit_nowは、現時点における第２モータトルク上限値Ｔlimitである。

一方、実施装置は、要求駆動トルクＴreqに基づいて現時点から係合所要時間Δｔが経過した時点における第２モータトルクＴmg２を推定第２モータトルクＴmg２_estとして取得する。実施装置は、取得した推定第２モータトルクＴmg２_estから現時点における第２モータトルクＴmg２（第２モータトルクＴmg２_now）を減じて得られる値を推定第２モータトルク変化量ΔＴmg２（＝Ｔmg２_est−Ｔmg２_now）として取得する。

従って、推定第２モータトルク変化量ΔＴmg２は、図４の（Ａ）に示したように、現時点（時刻ｔ４０）から係合所要時間Δｔが経過する時点（時刻ｔ４１）までにおける第２モータトルクＴmg２の変化量である。

実施装置は、推定第２モータトルク上限値Ｔlimit_estから推定第２モータトルク変化量ΔＴmg２を減じて得られる値を係合開始閾値Ｔclutch（＝Ｔlimit_est−ΔＴmg２_est）として設定する。

従って、係合開始閾値Ｔclutchは、図４の（Ａ）に示したように、値Ｔlimit_estよりも値ΔＴmg２だけ小さい値である。

このように係合開始閾値Ｔclutchが設定された場合、第２モータトルクＴmg２と第２モータトルク上限値Ｔlimitとは、以下に述べるような関係となる。即ち、図４の（Ｂ）に示したように、第２モータトルクＴmg２が係合開始閾値Ｔclutchに達した時点（時刻ｔ４０）で係合処理が開始された場合、現時点（時刻ｔ４０）から係合所要時間Δｔが経過した時点（時刻ｔ４１）で第２モータトルク上限値Ｔlimitが推定第２モータトルク上限値Ｔlimit_estに等しい値となる。一方、現時点（時刻ｔ４０）から係合所要時間Δｔが経過する時点（時刻ｔ４１）までに第２モータトルクＴmg２が値ΔＴmg２だけ変化して推定第２モータトルク上限値Ｔlimit_estに等しい値となる。

このように係合開始閾値Ｔclutchが設定される場合における実施装置による係合機構１４の作動制御について、図５に示した例を参照しつつ説明する。

図５に示した例においては、図３に示した例と同様に、時刻ｔ５０までは要求駆動トルクＴreqが第１要求駆動トルクＴreq_１で一定であり、時刻ｔ５０において要求駆動トルクＴreqが上昇し始め、時刻ｔ５３において要求駆動トルクＴreqが第２要求駆動トルクＴreq_２に達して一定となる。

要求駆動トルクＴreqが時刻ｔ５０において上昇し始めた場合、時刻ｔ５１において第２モータトルクＴmg２が係合開始閾値Ｔclutchに達する。従って、時刻ｔ５１において係合処理が開始され、時刻ｔ５１から係合所要時間Δｔが経過した時刻ｔ５２において係合機構１４が係合完了状態となる。

一方、時刻ｔ５１から係合所要時間Δｔが経過するまでの期間Ｔ１、即ち、時刻ｔ５１から時刻ｔ５２までの期間Ｔ１においては、車速ＳＰＤが徐々に上昇するので、第２モータトルク上限値Ｔlimitが徐々に低下し、時刻ｔ５２において、値Ｔlimit_２となる。

更に、時刻ｔ５１から係合所要時間Δｔが経過するまでの期間Ｔ１においては、第２モータトルクＴmg２が徐々に上昇し、時刻ｔ５２において、値Ｔmg２_２となる。この時刻ｔ５２における第２モータトルクＴmg２の値Ｔmg２_２は、時刻ｔ５２における第２モータトルク上限値Ｔlimitの値Ｔlimit_２と等しい。即ち、時刻ｔ５２において、第２モータトルクＴmg２が第２モータトルク上限値Ｔlimitに達する。そして、上述したように、時刻ｔ５２において、係合機構１４が係合完了状態となっている。

即ち、実施装置は、第２モータトルクＴmg２が第２モータトルク上限値Ｔlimitに達する前のタイミングであって、第２モータトルクＴmg２が第２モータトルク上限値Ｔlimitに達した時点で係合機構１４が係合完了状態となっているタイミングにて係合機構１４を係合解除状態から係合完了状態に移行される係合処理を開始するようになっている。

従って、時刻ｔ５２において、第２モータトルクＴmg２が第２モータトルク上限値Ｔlimit（即ち、モード切替閾値Ｔmode）に達し、その結果、走行制御がＥＶモード制御からＨＶモード制御に切り替えられた場合、即座に、機関トルクＴengの全てが第１ドライブシャフト４１に入力される。従って、走行制御がＥＶモード制御からＨＶモード制御に切り替えられた直後も、要求駆動トルクＴreqの上昇に合わせて車輪入力トルクＴtotalが上昇する。従って、車輪入力トルクＴtotalについて車両１００の運転者に違和感を与えてしまう可能性を小さくすることができる。

尚、実施装置は、ＨＶモード制御を行っているときに第２モータトルクＴmg２が低下してモード切替閾値Ｔmodeに達した場合、第２モータトルクＴmg２がモード切替閾値Ｔmodeに達した時点において係合機構１４を係合完了状態から係合解除状態に移行させるための処理（係合解除処理）を開始する。

＜実施装置の具体的な作動＞
次に、実施装置の具体的な作動について説明する。実施装置のＥＣＵ９０のＣＰＵは、図６にフローチャートにより示したルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは、図６のステップ６００から処理を開始してステップ６１０に進み、第２モータトルクＴmg２がモード切替閾値Ｔmodeよりも小さいか否かを判定する。

第２モータトルクＴmg２がモード切替閾値Ｔmodeよりも小さい場合、ＣＰＵは、ステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ６２０及びステップ６３０の処理を順に行う。その後、ＣＰＵは、ステップ６９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

ステップ６２０：ＣＰＵは、先に述べたようにして目標第２モータトルクＴmg２_tgtを取得する。

ステップ６３０：ＣＰＵは、第２モータトルクＴmg２が目標第２モータトルクＴmg２_tgtとなるように第２モータ１２の駆動状態を制御する。

第２モータトルクＴmg２がモード切替閾値Ｔmode以上である場合、ＣＰＵは、ステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定し、以下に述べるステップ６４０及びステップ６５０の処理を順に行う。その後、ＣＰＵは、ステップ６９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

ステップ６４０：ＣＰＵは、先に述べたようにして目標第２モータトルクＴmg２_tgtを取得すると共に目標機関トルクＴeng_tgtを取得する。

ステップ６５０：ＣＰＵは、第２モータトルクＴmg２が目標第２モータトルクＴmg２_tgtとなるように第２モータ１２の駆動状態を制御する。更に、ＣＰＵは、機関トルクＴengを目標機関トルクＴeng_tgtとすることができる燃料噴射量Ｑを目標燃料噴射量Ｑtgtとして取得し、燃料噴射量Ｑが目標燃料噴射量Ｑtgtとなるように燃料噴射弁１６の作動を制御する。

更に、ＣＰＵは、図７にフローチャートにより示したルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは、図７のステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進み、係合完了フラグＸengageの値が「０」であるか否かを判定する。

係合完了フラグＸengageの値は、係合機構１４が係合完了状態に制御されているときに「１」に設定され、係合機構１４が係合完了状態に制御されていないときに「０」に設定される。

係合完了フラグＸengageの値が「０」である場合、ＣＰＵは、ステップ７０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ７１０乃至ステップ７５０の処理を順に行う。その後、ＣＰＵは、ステップ７６０に進む。

ステップ７１０：ＣＰＵは、先に述べたようにしてアクセルペダル操作量ＡＰ等に基づいて要求駆動トルクＴreqを取得する

ステップ７２０：ＣＰＵは、先に述べたようにして推定車速ＳＰＤestを取得する。

ステップ７３０：ＣＰＵは、先に述べたように、推定車速ＳＰＤest及び第２モータ電圧Ｖmg２をルックアップテーブルMapTlimit_est(SPDest,Vmg2)に適用することにより、推定第２モータトルク上限値Ｔlimit_estを取得する。

ステップ７４０：ＣＰＵは、先に述べたように、推定第２モータトルクＴmg２_estから現時点における第２モータトルクＴmg２を減じて得られる値を推定第２モータトルク変化量ΔＴmg２として取得する。

ステップ７５０：ＣＰＵは、先に述べたように、推定第２モータトルク上限値Ｔlimit_estから推定第２モータトルク変化量ΔＴmg２を減じて得られる値を係合開始閾値Ｔclutch（＝Ｔlimit_est−ΔＴmg２）として取得する。

ＣＰＵは、ステップ７６０に進むと、第２モータトルクＴmg２が係合開始閾値Ｔclutch以上であるか否かを判定する。

第２モータトルクＴmg２が係合開始閾値Ｔclutch以上である場合、ＣＰＵは、ステップ７６０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ７７０の処理を行う。その後、ＣＰＵは、ステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

ステップ７７０：ＣＰＵは、先に述べた係合処理を実行する。

一方、第２モータトルクＴmg２が係合開始閾値Ｔclutchよりも小さい場合、ＣＰＵは、ステップ７６０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

ＣＰＵがステップ７０５の処理を実行する時点において係合完了フラグＸengageの値が「１」である場合、ＣＰＵは、ステップ７０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７８０に進み、第２モータトルクＴmg２がモード切替閾値Ｔmodeよりも小さいか否かを判定する。

第２モータトルクＴmg２がモード切替閾値Ｔmodeよりも小さい場合、ＣＰＵは、ステップ７８０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ７９０の処理を行う。その後、ＣＰＵは、ステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

ステップ７９０：ＣＰＵは、先に述べた係合解除処理を実行する。尚、このとき、係合機構１４が既に係合解除状態に制御されている場合、ＣＰＵは、係合機構１４を係合解除状態に維持する。

一方、第２モータトルクＴmg２がモード切替閾値Ｔmode以上である場合、ＣＰＵは、ステップ７８０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

以上が実施装置の具体的な作動である。実施装置が図６及び図７に示したルーチンを実行した場合、第２モータトルクＴmg２が第２モータトルク上限値Ｔlimitに達した時点で係合機構１４が係合完了状態に制御されている。従って、走行制御をＥＶモード制御からＨＶモード制御に切り替えた直後に、車輪入力トルクＴtotalが上昇しなかったり低下してしまったりすることが防止される。このため、運転者に違和感を与えてしまうことを防止することができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、実施装置は、ＨＶモード制御を行う場合、第１モータトルクＴmg１を第１ドライブシャフト４１に入力せずに、機関トルクＴengのみを第１ドライブシャフト４１に入力している。しかしながら、実施装置は、ＨＶモード制御を行う場合、機関トルクＴengに加えて第１モータトルクＴmg１を第１ドライブシャフト４１に入力するように構成されてもよい。或いは、実施装置は、ＨＶモード制御を行う場合、機関トルクＴengに代えて第１モータトルクＴmg１を第１ドライブシャフト４１に入力するように構成されてもよい。

１０…内燃機関、１１…第１モータジェネレータ、１２…第２モータジェネレータ、１４…係合機構、２０…機関出力シャフト、２１…第１プロペラシャフト、２２…第２プロペラシャフト、３１…第１デファレンシャルギア、３２…第２デファレンシャルギア、４１…第１ドライブシャフト、４２…第２ドライブシャフト、９０…ＥＣＵ、１００…車両、１００ＦＬ…左前輪、１００ＦＲ…右前輪、１００ＲＬ…左後輪、１００ＲＲ…右後輪

Claims (1)

1. 車両の駆動輪である第１駆動輪に接続された第１トルク伝達系、
   前記第１トルク伝達系を介して前記第１駆動輪にトルクを入力できるように配設された第１トルク発生源、
   前記第１トルク伝達系に配設された係合機構であって、前記第１トルク伝達系のトルク伝達経路が確立されている係合完了状態と前記トルク伝達系路が遮断されている係合解除状態との何れかの状態に制御される係合機構、
   前記第１駆動輪とは異なる前記車両の駆動輪である第２駆動輪に接続された第２トルク伝達系、
   前記第２トルク伝達系を介して前記第２駆動輪にトルクを入力できるように配設された第２トルク発生源、並びに、
   前記第１トルク発生源の作動状態、前記第２トルク発生源の作動状態及び前記係合機構の作動状態を制御する制御手段、
   を備えた、車両駆動トルク制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記第２トルク発生源が出力可能なトルクの上限値を出力トルク上限値として取得し、
   前記第２トルク発生源が出力するトルクが前記出力トルク上限値よりも小さい場合、前記係合機構を前記係合解除状態に制御して前記第２トルク発生源が発生するトルクのみにより前記車両を走行させ、
   前記第２トルク発生源が出力するトルクが前記出力トルク上限値以上である場合、前記係合機構を前記係合完了状態に制御して前記第２トルク発生源が出力するトルク及び前記第１トルク発生源が出力するトルクにより前記車両を走行させ、
   前記第２トルク発生源が出力するトルクが前記出力トルク上限値に達する前のタイミングであって、前記第２トルク発生源が発生するトルクが前記出力トルク上限値に達した時点で前記係合機構が前記係合完了状態となっているタイミングにて前記係合機構を前記係合解除状態から前記係合完了状態に移行させる処理を開始する、
   ように構成された、
   車両駆動トルク制御装置。
   
   
   

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