JP3227905B2

JP3227905B2 - 電気モータ駆動車輌

Info

Publication number: JP3227905B2
Application number: JP12834293A
Authority: JP
Inventors: 幸蔵山口
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 2001-11-12
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JPH06319210A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気モータ及び自動変
速装置を有する車輌、例えば電気自動車及びハイブリッ
ト自動車等の電気モータ駆動車輌に係り、詳しくは自動
変速装置の変速ショックを低減する装置にする。

【０００２】

【従来の技術】近時、環境問題の高まりにより、排気ガ
スを出さない又は大幅に軽減する電気自動車及びハイブ
リット自動車が注目されている。

【０００３】この種車輌、特にハイブリット自動車にあ
っては、動力源からの回転を自動変速装置を介して車輪
に伝達するものがある。該自動変速装置は、クラッチ又
はブレーキ等の摩擦係合部材を係合又は解放することに
より、プラネタリギヤからなる変速ギヤ機構の伝達経路
を変更して、所望のトルク比を得ているが、摩擦係合部
材の係合又は解放に際して出力トルクに急激な変化を生
じ、シフトショックの原因となっている。

【０００４】従来、自動変速装置は、摩擦係合部材を制
御する制御油圧回路にアキュムレータ及びオリフィス等
を配置し、また該摩擦係合部材にクッションプレートを
介在して、シフトショックの低減を図っている。

【０００５】また、特開昭６３−２０３４３０号公報に
は、前輪を、自動変速装置を介してエンジンにより駆動
し、かつ後輪を、自動変速装置を介して電気モータにて
駆動するハイブリット駆動車において、エンジン側の出
力トルク及び電気モータ側の出力トルクをそれぞれトル
クセンサにより検出し、変速期間中も出力トルクの合計
値が変化しないように、電気モータの出力トルクを制御
し、もってシフトショックの低減を図った駆動力制御装
置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したアキュムレー
タ等のチューニングによるシフトショックの低減は、個
々の自動変速装置のバラツキや、摩擦係合部材及びオイ
ルの劣化により、充分にシフトショックを低減すること
は困難であり、特にハイブリット自動車の場合、エンジ
ンと電気モータではイナーシャや変速点が異なるため、
エンジン駆動時と電気モータ駆動時とを同時に最適の値
にチューニングすることは困難である。

【０００７】また、前述したトルクセンサを用いる方法
は、トルクセンサが高価で大きな部品からなるため、コ
スト及び設置スペース等で困難を伴うと共に、出力トル
クの変動をトルクセンサにて検出した後に電気モータの
出力を制御するのでは、どうしても応答遅れを発生し易
く、充分にシフトショックの低減を図ることが困難であ
る。

【０００８】そこで、本発明は、電気モータ等の回転数
から変速状況を予測して、シフトショックを軽減するよ
うに電気モータをトルク制御し、もって上述課題を解決
した電気モータ駆動車輌を提供することを目的とするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明は
（例えば図１ないし図５参照）、電気モータ（１０）の
トルクを自動変速装置（９）を介して駆動車輪（３３
ａ，３３ｂ）に伝達する、電気モータ駆動車輌におい
て、前記自動変速装置の入力回転数（Ｎｍ）を検出する
入力回転数検出手段（３５）と、前記自動変速装置の出
力回転数（Ｎｏ）を検出する出力回転数検出手段（３
６）と、前記自動変速装置のアップシフトにおいて前記
電気モータの出力トルクを制御するアップシフトモータ
トルク制御手段（４０）と、を備え、該アップシフトモ
ータトルク制御手段は、前記入力回転数と前記出力回転
数との差（ΔＮ）に基づくアップシフトの変速進行割合
（ΔＮｏ−ΔＮ／ΔＮｏ）及び回転系のイナーシャ（α
・Ｎｍ）からモータトルクの補正量（ΔＴｍ）を算出す
る演算手段と、前記入力回転数（Ｎｍ）の減少が第１の
所定値（ΔＮｍ１）以下に変化した場合に開始され、前
記演算手段に基づく補正量（ΔＴｍ）によりモータトル
ク指令値（Ｉｍ）が漸減するように補正して（Ｉｍ−
Ｘ）前記電気モータの出力トルク（Ｔｍ）を制御すると
ともに、前記入力回転数と前記出力回転数の差（ΔＮ）
が第２の所定回転数（ΔＮｍ２）以下になると、前記補
正量（ΔＴｍ）によるモータトルク補正制御を終了する
出力手段と、を備えてなる、ことを特徴とする電気モー
タ駆動車輌にある。請求項２に係る本発明は（例えば図
１，図２，図６，図７，図８参照）、電気モータ（１
０）のトルクを自動変速装置（９）を介して駆動車輪
（３３ａ，３３ｂ）に伝達する、電気モータ駆動車輌に
おいて、前記自動変速装置の入力回転数（Ｎｍ）を検出
する入力回転数検出手段（３５）と、前記自動変速装置
の出力回転数（Ｎｏ）を検出する出力回転数検出手段
（３６）と、前記自動変速装置のダウンシフトにおいて
前記電気モータの出力トルクを制御するダウンシフトモ
ータトルク制御手段（４０）と、を備え、該ダウンシフ
トモータトルク制御手段は、前記電気モータの出力トル
クを低下するための所定補正量（ΔＩｍ）及び該所定補
正量を徐々に減少するための漸減量（ｕ）を予め設定す
る設定手段と、前記入力回転（Ｎｍ）と出力回転数（Ｎ
ｏ）からギヤ比を乗じて算出される入力回転数（Ｎｍ
Ｆ）との差が第１の所定値（Ｎ１）以下の場合、モータ
トルク指令値（Ｉｍ）を前記設定手段にて設定された前
記所定補正量（ΔＩｍ）減少し、かつ該所定補正量を、
前記差が前記第１の所定値（Ｎ１）より小さい第２の所
定値（Ｎ２）になるまで（ｃ〜ｄ）維持して、該第２の
所定値（Ｎ２）以下になると、前記低下された所定補正
量（ΔＴｍ）が、前記設定手段にて設定された漸減量
（ｕ）により漸減するように前記電気モータの出力トル
クを制御する出力手段と、を備えてなる、ことを特徴と
する電気モータ駆動車輌にある。請求項３に係る本発明
は（例えば図１参照）、前記自動変速装置にトルクを伝
達するエンジン（１）を備えた、ことを特徴とする請求
項１又は２記載の電気モータ駆動車輌にある。

【００１０】

【作用】以上構成に基づき、自動変速装置（９）のアッ
プシフト又はダウンシフト時、入力回転数検出手段（３
５）及び出力回転数検出手段（３６）に基づき、自動変
速装置（９）の変速状況を予測する。例えば、入力回転
数（モータ回転数と同じ）（Ｎｍ）が、出力回転数（Ｎ
ｏ）に基づく基準回転数に対して所定数減少又は増加す
ると、変速が開始され、かつ他の所定数に達すると変速
が終了されると、判断する。

【００１１】アップシフト又はダウンシフトの変速進行
に伴い、アップシフトモータトルク制御手段又はダウン
シフトモータトルク制御手段は、モータトルクを変速状
況に応じた適正な補正量及びタイミングにて、上記変速
に際してシフトショックの原因となる部分を取り除くよ
うに制御し、出力トルク（Ｔｏ）の変動を平滑化する。
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのも
のであるが、本発明の構成を何等限定するものではな
い。

【００１２】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例について
説明する。

【００１３】図１は、本発明の実施例を示すものであ
り、エンジン及び電気モータの伝達下流側にアンダード
ライブ機構（Ｕ／Ｄ）からなる２速自動変速装置を連結
したものである。

【００１４】ハイブリット自動車のボンネット部分に
は、ガソリン又はディーゼル等の内燃エンジン１が横向
きに搭載されており、更に該エンジン１に連接して、コ
ンバータハウジング２が固定されており、更にトランス
アクスルケース３及びモータケース５が一体に固定され
ている。そして、エンジン出力軸１ａに整列して、トル
クコンバータ６、入力クラッチ７、２速自動変速装置９
及び電気モータ１０が配置され、更にその下方にはディ
ファレンシャル装置１１が配置され、これら各装置は互
いに一体に連結された前記ケース（ハウジング）２，
３，５内に収納されている。

【００１５】流体伝動装置であるトルクコンバータ６
は、コンバータハウジング２内に配置され、ポンプイン
ペラ１２、タービンランナ１３及びステータ１５そして
ロックアップクラッチ１６を有している。そして、ポン
プインペラ１２はエンジン出力軸１ａに連結しており、
タービンランナ１３及びロックアップクラッチ１６の出
力側は入力軸１７に連結している。また、ステータ１５
はワンウェイクラッチ１９上に支持されており、該ワン
ウェイクラッチ１９のインナレースはハウジング２に固
定されている。また、トルクコンバータ６と入力クラッ
チ７の間部分には油圧ポンプ２０が配設されており、該
ポンプ２０の駆動ギヤ部はポンプインペラ１２に連結さ
れている。

【００１６】そして、入力クラッチ７は油圧湿式多板ク
ラッチからなり、その入力側が前記入力軸１７に連結
し、またその出力側が自動変速装置９に向けて延びてい
る中間軸２１に連結している。また、該中間軸２１には
スリーブ状の出力軸２２が回転自在に被嵌しており、該
出力軸２２の一端部には前記入力クラッチ７に隣接して
カウンタドライブギヤ２３が固定されている。

【００１７】２速自動変速装置９は、変速ギヤユニット
を構成するシングルプラネタリギヤユニット２５を有す
るアンダードライブ機構部（Ｕ／Ｄ）を備え、そのリン
グギヤＲが中間軸２１に連結し、そのキャリヤＣＲが出
力軸２２に連結している。更に、キャリヤＣＲとサンギ
ヤＳとの間には摩擦係合部材を構成するダイレクトクラ
ッチＣ２が介在しており、かつサンギヤＳとケース３と
の間には同じく摩擦係合部材を構成する低速用のブレー
キＢ及びワンウェイクラッチＦが介在している。

【００１８】一方、電気モータ１０は、ブラシレスＤＣ
モータ、誘導モータ、直流分巻モータ等のホローモータ
からなり、前記モータケース５内に配置されている。該
電気モータ１０は偏平状のステータ２６及び偏平状のロ
ータ２７を有しており、ステータ２６はモータケース５
の内壁に固定されかつコイル２８が巻装されており、ま
たロータ２７は前記中間軸２１と共にプラネタリギヤユ
ニット２５のリングギヤＲに連結している。従って、該
電気モータ１０はその中央部に軸方向に延びる大きな筒
状の中空部Ａを有しており、該中空部Ａ内に、前記アク
スルケース３の一部に亘って前記２速自動変速装置９が
配置されている。

【００１９】また、トランスアクスルケース３の下方に
はカウンタ軸２９及びディファレンシャル装置１１が配
置されており、該カウンタ軸２９には前記ドライブギヤ
２３に噛合するカウンタドリブンギヤ３０及びピニオン
３１が固定されている。ディファレンシャル装置１１は
該ピニオン３１に噛合するリングギヤ３２を有してお
り、該ギヤ３２からのトルクがそれぞれ負荷トルクに応
じて左右の前車輪３３ａ，３３ｂに伝達される。

【００２０】ついで、本実施例による作用について説明
する。

【００２１】郊外及び高速道路において、車輌を高速及
び長距離走行するには、モード切換えスイッチ等、電子
制御装置によりエンジン走行モードに設定する。この状
態では、油圧制御回路（図示せず）に基づき、入力クラ
ッチ７が接続状態にあって、入力軸１７と中間軸２１と
が連結している。そして、エンジン出力軸１ａの回転
は、トルクコンバータ６に伝達され、油流を介して又は
ロックアップクラッチ１６を介して入力軸１７に伝達さ
れ、更に入力クラッチ７を介して中間軸２１に伝達され
る。従って、該エンジン走行モードにあっては、エンジ
ン１の出力特性が、低回転速度では低トルクにあるにも
拘らず、トルクコンバータ６が自動的にかつ滑らかにト
ルクを増大し、発進、加速及び登坂等をスムーズにかつ
確実に行うことができる。

【００２２】該中間軸２１の回転は、スロットル開度及
び車速に基づき自動変速装置９にて２速に変速され、出
力軸２２に伝達される。即ち、１速状態にあっては、ダ
イレクトクラッチＣ２が切られると共に、ワンウェイク
ラッチＦが係止状態にある。この状態では、中間軸２１
の回転は、リングギヤＲに伝達され、更に係止状態にあ
るサンギヤＳに基づき、ピニオンＰを自転しつつキャリ
ヤＣＲが減速回転し、該減速回転（Ｕ／Ｄ）が出力軸２
２に伝達される。なお、エンジンブレーキ作動時（コー
スト時）にあっては、ブレーキＢが係合し、サンギヤＳ
を停止する。

【００２３】そして、２速状態にあっては、ダイレクト
クラッチＣ２を係合する。この状態にあっては、サンギ
ヤＳとキャリヤＣＲとがクラッチＣ２により一体とな
り、ギヤユニット２５が一体回転する。従って、中間軸
２１の回転は、そのまま出力軸２２に伝達される。

【００２４】そして、該出力軸２２の回転はカウンタド
ライブギヤ２３からドリブンギヤ３０に伝達され、更に
ディファレンシャルドライブピニオン３２を介してディ
ファレンシャル装置１１に伝達される。更に、該ディフ
ァレンシャル装置１１は左右前輪３３ａ，３３ｂにそれ
ぞれディファレンシャル回転を伝達する。

【００２５】また、該エンジン出力軸１ａの回転は、コ
ンバータケースを介して油圧ポンプ２０に伝達され、該
ポンプは所定油圧を発生する。また、該エンジン走行モ
ードにあっては、コイル２８の回路は開放されており、
電動モータ１０は中間軸２１と一体のロータ２７がアイ
ドリング回転している。なお、該コイルの回路をバッテ
リにつないで、ロータ２７の回転に基づく起電力によ
り、バッテリを充電してもよく、ブレーキ時、回生ブレ
ーキとして作動して、バッテリを充電してもよい。

【００２６】一方、市街地走行等、低速で繰返し発進・
停止する場合、モード切換えスイッチ、電子制御装置等
により電気モータ走行モードに設定する。この状態で
は、入力クラッチ７が切断され、入力軸１７と中間軸２
１の連動を断つと共に、コイル２８にモータドライバか
ら所定電流を流して電気モータ１０を駆動する。する
と、電気モータ１０のロータ２７の回転は、前述した２
速自動変速装置９を介して出力軸２２に伝達され、更に
カウンタドライブギヤ２３、ドリブンギヤ３０、ピニオ
ン３１及びディファレンシャル装置１１を介して左右の
前輪３３ａ，３３ａに伝達される。

【００２７】この際、エンジン１は、排気ガス及び騒音
の発生の少ない所定低速状態で一定回転しており、該出
力軸１ａの回転はコンバータケース１５を介して油圧ポ
ンプ２０に伝達されて、所定油圧を発生している。な
お、該エンジン出力軸１ａの回転は、入力クラッチ７が
切断されており、中間軸２１に伝わることはない。

【００２８】そして、該電気モータ走行モードにあって
は、発進時、加速時及び登坂時等、大きな負荷トルクが
作用する場合、前記自動変速装置９は１速状態にあっ
て、電気モータ１０からのトルクを増大して前車輪３３
ａ，３３ｂに伝え、また通常走行等の高い回転数を要求
される場合、自動変速装置９は２速状態となって高速回
転を伝え、従って電気モータ１０のサイズを大きくしな
くとも、所定要求トルクに対応することができる。

【００２９】また、該電気モータ走行モードにあって
は、動力伝達にトルクコンバータ６を介さないので、該
トルクコンバータ６による動力損失は発生せず、高い伝
達効率にて車輪にトルクを伝えることができ、エネルギ
密度の低いバッテリを用いるものでありながら、比較的
長い航続距離を確保することができる。また、電気モー
タ走行モードにあっては、トルクコンバータ６を介さな
いが、電気モータ１０自体が、回転数０から高速までス
ムーズに立上り、かつ低回転速時に高いトルクを有する
特性を備えているので、滑らかな発進及び加速が可能で
ある。

【００３０】なお、上述実施例は、エンジン走行モード
と電気モータ走行モードとに切換えて使用しているが、
市外地及び郊外等に拘らず、常時、走行には電気モータ
のみを使用し、エンジンを一定回転してバッテリを充電
する、いわゆるシリーズ（直列）タイプとして使用して
もよい。この場合、入力クラッチ７は切断され、エンジ
ン出力軸１ａは、油圧ポンプ２０の油圧又は図示しない
ベルト伝動装置等を介して発電機に連動している。ま
た、このものにあっても、緊急時は、入力クラッチ７を
接続して、エンジンの出力により、又は電気モータの出
力に該エンジン出力をアシストして、走行することも可
能である。

【００３１】一方、電気モータ１０のロータ２７の回
転、即ち、自動変速装置９の入力回転を検出する回転数
センサ３５と、自動変速装置の出力回転数を検出する回
転数センサ３６とが設置されている。これら回転センサ
３５，３６は、例えば光学式、磁気式又は接触式のピッ
クアップセンサを設定するか、又はモータ回転数センサ
３５は、エンコーダ、ホール素子又はレゾルバ等のモー
タ制御用センサを兼用してもよく、またこれら回転数セ
ンサは、他の場所に設置してギヤ比を換算して検出して
もよく、そしてこれら両回転数センサ３５，３６からの
信号は、図２に示すように、制御装置３７に送られる。
制御装置３７は、多数のインプット及びアウトプットポ
ート３７ａ、ＣＰＵ３７ｂ、ＲＯＭ３７ｃ、ＲＡＭ３７
ｄ等を備えており、ＣＰＵは、ＲＯＭ及びＲＡＭのデー
タと相俟って、前記両回転数センサ３５，３６からの値
を演算して、前記自動変速装置９の変速状況を判断し
て、モータトルク制御手段を構成するモータドライバ４
０に出力する。これにより、自動変速装置９の変速時
（１→２，２→１変速時）、電気モータ１０が、自動変
速装置の出力トルク変動を平滑化するようにトルク制御
される。

【００３２】ついで、該電気モータのトルク制御を、図
３ないし図８に沿って具体的に説明する。なお、本トル
ク制御は、上述したハイブリット自動車における電気モ
ータ走行モード時、及びシリーズタイプとして使用する
際の電気モータによる走行時、即ち電気モータのみにて
走行する場合及びエンジンにアシストされつつ、電気モ
ータにて走行する場合に機能する。また、ハイブリット
自動車に限らず、電気モータのみを自動変速装置と共に
搭載した電気自動車でも同様に機能する。

【００３３】図３ないし図５は、自動変速装置９を１速
から２速にアップシフトする場合、即ちダイレクトクラ
ッチＣ２を、解放した状態（１速）から係合する状態
（２速）に切換える状況を示している。

【００３４】図３は、本電気モータによるトルク制御を
行わない場合におけるアップシフトと状態を示し、(a)
はダイレクトクラッチＣ２が係合する際のクラッチ圧Ｐ
ｃの変化を示している。図において、ＡはクラッチＣ２
の摩擦材が当接するまでの油圧、Ａ−Ｂ間はクラッチの
摩擦材が当接してからアキュムレータが作動を開始する
までの油圧、Ｃはアキュムレータが作動を終了するまで
の油圧を示し、かつ点はクラッチピストンストローク
終了、点はトルク相終了（〜間；トルク相）点
はイナーシャ相終了（〜間；イナーシャ相）を示
す。

【００３５】この際、出力トルクＴｏは、図３(b) に示
すように、トルク相（−）において、クラッチＣ２
のトルクの上昇に伴い反力要素であるワンウェイクラッ
チＦのトルクが減少することにより減少して、点にお
いてモータトルクＴｍ（図３(d) ）即ち入力トルクと同
じ値となる。この時点までは、ワンウェイクラッチＦ
が係合しているため、各要素の速度変化は起こらず、慣
性トルクは発生しないが、トルク相が終了（）してイ
ナーシャ相（−）に入ると、ワンウェイクラッチＦ
が解放されて反力が０となり、各要素の回転速度の変化
に伴い慣性トルクが発生する。該慣性トルクの影響によ
り、出力トルクＴｏは、Ｙに示すように、イナーシャ相
（−）に亘って増大し、点において、クラッチＣ
２が完全に係合して、モータ（入力）トルクＴｍと一致
する。

【００３６】この際、図３(c) に示すように、モータ回
転数Ｎｍは、アップシフトに基づくギヤ比の変更によ
り、一旦減少し、また出力回転数Ｎｏは、走行速度を増
速すべく、徐々に増加し、ダイレクトクラッチＣ２の係
合が完了する点において、両回転数Ｎｏ，Ｎｍは一致
する。また、該アップシフト時は、モータ特性が図３
(e) に示すように、回転数Ｎｍの減少に対してトルクＴ
ｍが直線的に大きくなるので、図３(d) に示すように、
モータトルクＴｍは、変速開始点から変速終了点に
向けて徐々に増加し、点において出力トルクＴｏと一
致する。

【００３７】上述した出力トルクＴｏにおいて、図３
(b) のＹに示すように、慣性トルクの影響を受けるイナ
ーシャ相（−）の変動が大きく、これが、シフトシ
ョックに対して悪い影響を及ぼす。また、従来のトルク
センサを用いるものは、該イナーシャ相（−）にお
けるトルク変動Ｙを検知して、モータトルクを制御する
ため、点以降においてトルク制御することになり、応
答遅れを生ずる。なお、図３(b) において、一点鎖線は
トルク比変化分を示し、破線はモータ（入力）トルクの
変化（図３(d) 参照）を示す。

【００３８】図４は、上述シフトショックを改善すべ
く、本発明に係る電気モータによるトルク制御を行った
状態を示す図であり、図５は、その制御フローを示す。

【００３９】まず、図５のステップＳ１において、アク
セル開度及び車速からなる変速線図により、現在アップ
シフト指令状態にあるか否かを判断し、指令状態にある
場合、ステップＳ２において、自動変速装置の油圧回路
がアップシフトの動作を開始、即ちダイレクトクラッチ
Ｃ２の油圧サーボに油圧を供給する指令状態にあること
を判断する。

【００４０】そして、図４(a) に示すように、ダイレク
トクラッチＣ２が当接を開始している状態（トルク相
−）において、イナーシャ相に入り、ワンウェイク
ラッチＦの係合が外れると、モータ（入力）回転数Ｎｍ
はダイレクトクラッチＣ２との間に滑りつつ回転を伝達
するため、減少し始める。該モータ回転数の減少は、モ
ータ回転数センサ３５を監視することにより検出され
る。具体的には、センサ３５による回転数を記憶してお
き、前回記憶値と現在値を比較して減少に転じたことを
判断するか、又は出力回転数センサ３６の回転数Ｎｏか
ら１速状態のギヤ比を乗じて完全連結状態における入力
回転数を演算し、このものと、モータ回転数センサ３５
による現実の回転数とを比較して、モータ回転数が減少
し始めた点を判断する。

【００４１】そして、図４(c) に示すように、該モータ
回転数Ｎｍが確実に減少方向にあることを確認するた
め、その減速回転数ΔＮｍ１を予め設定しておき、該所
定回転数ΔＮｍ１を、上述したようにモータ回転数セン
サ３５により検出すると、イナーシャ相（−）に入
ったことが判断され（Ｓ３）、電気モータのトルク補正
制御が開始される（図４のａ点）。該トルク補正制御
は、図４(d) に示すように、破線で示す通常のモータト
ルクＴｍ０（図３(c) 参照）に対して、所定量ΔＴｍ減
少するように作動する（Ｔｍ＝Ｔｍ０−ΔＴｍ）。該モ
ータトルク補正量ΔＴｍは、 ΔＴｍ＝α・Ｎｍ・（ΔＮｏ−ΔＮ）／ΔＮｏ α；回転系のイナーシャから定まる定数 ΔＮｏ；補正制御開始点ａのモータ回転数と出力回転数
の差 ΔＮ；モータ回転数Ｎｍと出力回転数Ｎｏの差の数式にて定まる。

【００４２】ステップＳ３にて、モータトルク補正制御
が開始されると、ステップＳ４にてモータトルク指令値
Ｉｍに、現在の値Ｉｍから、循環毎に所定量ｘを減ずる
ような信号を出力する。なお、該所定量ｘは、前記モー
タトルク補正量ΔＴｍにて定まる。従って、モータトル
ク指令値Ｉｍは、図４(e) に示すように、補正制御開始
位置ａから、所定勾配で一般的に直線的に減ずるような
値となる。

【００４３】そして、ステップＳ５に示すように、モー
タ回転数Ｎｍと出力回転数Ｎｏとの差ΔＮが、予め設定
されている所定値であるΔＮｍ２に達すると、即ち ΔＮ≧ΔＮｍ２になると、まもなくイナーシャ相が終了することと判
断され、モータトルク補正制御が停止される（図４のｂ
点）。この状態では、ステップＳ６に示すように、モー
タトルク値Ｉｍは、補正制御が開始される以前の元の値
Ｉｍ０に戻される。

【００４４】これにより、図４(b) に破線Ｙで示すよう
に、イナーシャの影響による大きな出力トルク変動は、
モータトルクＴｍが減少方向に補正されることにより吸
収され、出力トルクＴｏは、実線で示すように平滑化さ
れる。従って、１→２アップシフト時、出力トルクＴｏ
は、略々平坦に保持されて、シフトショックは、殆どな
くなる。

【００４５】ついで、図６ないし図８に沿って、自動変
速装置９を２速から１速にダウンシフトする状態、即ち
ダイレクトクラッチＣ２が解放すると共にワンウェイク
ラッチＦが係合する状態について説明する。

【００４６】図６は、本発明に係る電気モータのトルク
制御を行わない場合のダウンシフト時の状況を示してお
り、オペレータがアクセルを押込むことにより(a) に示
すように、モータトルク指令値Ｉｍが増加し、これによ
り(e) に示すように、モータトルクＴｍも増加する
（）。

【００４７】同時に、油圧制御回路も、ダイレクトクラ
ッチＣ２が、係合状態から解放するように切換えられ、
該クラッチの油圧は、図６(b) に示すように変化する。
即ちアキュムレータの油圧が抜け始めるまで、クラッチ
油圧Ｐｃの変化はなく、ついでアキュムレータからの油
圧がドレーンすることにより、ピストンが移動しつつ油
圧が低下する（Ｄ）。更に、アキュムレータピストンス
トロークが終了すると、クラッチ用油圧サーボのピスト
ンが移動しつつ油圧が低下する（Ｅ）。

【００４８】この際、出力トルクＴｏは、図６(c) に示
すように、変速指令後であっても、ダイレクトクラッ
チＣ２は接続状態にあるため、モータトルクＴｍと共に
変化し、急激に増加した後一定となる。そして、アキュ
ムレータから油圧が完全にドレーンし、クラッチＣ２が
解放すると、出力トルクＴｏは急激に０になるが、実際
は、Ｇに示すように、油圧サーボ内に作用する遠心力に
よる残圧により傾斜して減少する。ついで、ワンウェイ
クラッチＦが係合することにより、プラネタリギヤユニ
ットに作用する反力が受けられ、出力トルクＴｏは急激
に回復するが（）、この際、ワンウェイクラッチＦの
急激な係合により、トルク変動Ｚを発生する。

【００４９】一方、回転数Ｎは、クラッチの解放時
（）までは、クラッチＣ２の係合によりプラネタリギ
ヤユニットが一体に回転しているため、モータ回転数Ｎ
ｍ、出力回転数Ｎｏ及び反力要素であるサンギヤＳの回
転数Ｎｓが同じであり、クラッチ解放時以降これらが
分離する。即ち、出力回転数Ｎｏは略々一定であり、サ
ンギヤ回転数ＮｓはワンウェイクラッチＦの係合により
停止し、モータ回転数Ｎｍはギヤ比分だけ増加する。こ
の際、モータ特性は、図６(f) に示すように変化する。

【００５０】上述したワンウェイクラッチＦの係合時
（）における出力トルク変動Ｚが、ダウンシフト時の
シフトショックに悪影響を及ぼす。

【００５１】図７は、該シフトショックを改善すべく、
本発明に係る電気モータのトルク制御を施した状態を示
す図であり、図８は、その制御フローを示す。

【００５２】まず、図８のステップＳ７にて、制御部３
７において変速図からダウンシフト指令状態か否か判断
され、ダウンシフト指令の場合、油圧制御回路のダウン
シフト動作が開始される（Ｓ８）。そして、該ダウンシ
フト動作中にあって、センサ３５によりモータの回転数
Ｎｍを検出すると共に、センサ３６により出力回転数Ｎ
ｏを検出し、かつ該出力回転数からギヤ比を乗じて入力
回転数ＮｍＦを算出して、両回転数Ｎｍ，ＮｍＦを比較
する。

【００５３】そして、図７(d) に示すように、両回転数
の差が所定回転数ΔＮ１（例えば１００ｒｍｐ）以下に
なった場合、まもなくワンウェイクラッチＦが係合する
（）と判断する。即ち、ステップＳ９に示すように、Ｎｍ＞ＮｍＦ−ΔＮ１になると、電気モータトルク制御のリリーフ制御が開始
される。該リリーフ制御は、ステップＳ１０に示すよう
に、モータトルク指令値Ｉｍを、所定時間、予め設定さ
れた値ΔＩｍだけ低下する（Ｉｍ＝Ｉｍ−ΔＩｍ）。こ
の状態は、図７(a) に示すように、次に示す演算値にな
るまで、一定に保たれ（ｃ−ｄ）、この間モータトルク
Ｔｍが低く保たれることにより、モータ回転数Ｎｍの急
激な上昇が緩和される効果がある。

【００５４】そして、ステップＳ１１に示すように、前
記モータ（入力）回転数Ｎｍと、出力回転数Ｎｏに基づ
く換算回転数ＮｍＦとの差が所定値ΔＮ２（例えば５０
ｒｐｍ）になるとｄ（Ｎｍ＞ＮｍＦ−ΔＮ２）、モータ
トルク指令は、ステップＳ１２に示すように、Ｉｍ←Ｉ
ｍ＋ｕとなり、循環毎に所定量ｕづつ漸増される。これ
により、モータトルク指令値Ｉｍ及びモータトルクＴｍ
は、図７(a) 及び(e)に示すように、ｄ位置から徐々に
増加する。なお、前記モータトルク指令値ＩｍがΔＩｍ
低下した一定値に保持される時間（ｃ−ｄ）は、モータ
回転数ＮｍがＮｍＦ−ΔＮ１＜Ｎｍ＜ＮｍＦ−ΔＮ２にある間となる。

【００５５】そして、前記ステップＳ１１にて予め設定
されている所定時間が終了すると（Ｓ１３）、モータト
ルク指令値Ｉｍは、リリーフ制御が開始ｃされる前の値
Ｉｍ０に戻され、モータトルクＴｍも、図７(e) に示す
ように戻され該トルク制御によるリリーフ制御が終了す
る。

【００５６】これにより、図７(c) に破線Ｚで示すよう
に、ワンウェイクラッチＦの係合によるトルク変動が、
実線に示すように平滑化され、ダウンシフト時のシフト
ショックが軽減される。

【００５７】なお、上述実施例は、電気モータとエンジ
ンとを併用したハイブリット自動車の電気モータ駆動時
について説明したが、エンジン駆動時にも同様に適用で
きる。また、電気モータのみを搭載した電気自動車にも
同様に適用し得ることは勿論である。

【００５８】また、自動変速装置として、アンダードラ
イブ及び直結による２速変速について説明したが、直結
及びオーバドライブによる２速変速、またプラネタリギ
ヤの組合せの異なる２速変速、更には３速、４速それ以
上の多段変速にも同様に適用し得る。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
自動変速装置の入力回転数及び出力回転数により、自動
変速装置の変速状況を判断して、出力トルクが平滑化す
るようにモータのトルク制御を行うので、極めて簡単な
構成にて、確実にシフトショックを軽減することができ
る。

【００６０】また、自動変速機の入力回転数及び出力回
転数により、変速状況を予測してトルク制御を行うの
で、応答遅れを生ずることがなく、大幅なシフトショッ
クの軽減を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用し得るハイブリット自動車におけ
る駆動装置を示す概略図。

【図２】本発明に係る制御ブロック図。

【図３】自動変速装置のアップシフト時における各時間
変化を示す図で、本発明に係る電気モータトルク制御を
行わない状態を示す。

【図４】本発明に係る電気モータトルク制御を施した状
態における図３と同様な図。

【図５】アップシフト時における制御フローを示す図。

【図６】自動変速装置のダウンシフト時における各時間
変化を示す図で、本発明に係る電気モータトルク制御を
行わない状態を示す。

【図７】本発明に係る電気モータトルク制御を施した状
態における図６と同様な図。

【図８】ダウンシフト時における制御フローを示す図。

【符号の説明】

９自動変速装置１０電気モータ３３ａ，３３ｂ駆動車輪３５入力軸回転数検出手段（モータ回転数センサ）３６出力回転数検出手段（センサ）３７判断手段（制御装置）４０モータトルク制御手段（モータドライバ）Ｎｍモータ（入力）回転数Ｎｏ出力回転数ＴｍモータトルクＴｏ出力トルクＩｍモータトルク指令値

フロントページの続き (56)参考文献特開昭50−139264（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−203430（ＪＰ，Ａ) 特開平２−189238（ＪＰ，Ａ) 特開平３−168340（ＪＰ，Ａ) 特開平１−178736（ＪＰ，Ａ) 特開平２−86963（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−105248（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−81044（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 1/00 - 15/42 B60K 6/02 - 6/04 F02D 29/00 - 29/06 B60K 41/04 - 41/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気モータのトルクを自動変速装置を介
して駆動車輪に伝達する、電気モータ駆動車輌におい
て、前記自動変速装置の入力回転数を検出する入力回転数検
出手段と、前記自動変速装置の出力回転数を検出する出力回転数検
出手段と、前記自動変速装置のアップシフトにおいて前記電気モー
タの出力トルクを制御するアップシフトモータトルク制
御手段と、を備え、該アップシフトモータトルク制御手段は、前記入力回転数と前記出力回転数との差に基づくアップ
シフトの変速進行割合及び回転系のイナーシャからモー
タトルクの補正量を算出する演算手段と、前記入力回転数の減少が第１の所定値以下に変化した場
合に開始され、前記演算手段に基づく補正量によりモー
タトルク指令値が漸減するように補正して前記電気モー
タの出力トルクを制御するとともに、前記入力回転数と
前記出力回転数の差が第２の所定回転数以下になると、
前記補正量によるモータトルク補正制御を終了する出力
手段と、を備えてなる、ことを特徴とする電気モータ駆動車輌。
【請求項２】電気モータのトルクを自動変速装置を介
して駆動車輪に伝達する、電気モータ駆動車輌におい
て、前記自動変速装置の入力回転数を検出する入力回転数検
出手段と、前記自動変速装置の出力回転数を検出する出力回転数検
出手段と、前記自動変速装置のダウンシフトにおいて前記電気モー
タの出力トルクを制御するダウンシフトモータトルク制
御手段と、を備え、該ダウンシフトモータトルク制御手段は、前記電気モータの出力トルクを低下させるための所定補
正量及び該所定補正量を徐々に減少するための漸減量を
予め設定する設定手段と、前記入力回転と出力回転数からギヤ比を乗じて算出され
る入力回転数との差が第１の所定値以下の場合、モータ
トルク指令値を前記設定手段にて設定された前記所定補
正量減少し、かつ該所定補正量を、前記差が前記第１の
所定値より小さい第２の所定値になるまで維持して、該
第２の所定値以下になると、前記低下された所定補正量
が、前記設定手段にて設定された漸減量により漸減する
ように前記電気モータの出力トルクを制御する出力手段
と、を備えてなる、ことを特徴とする電気モータ駆動車輌。
【請求項３】前記自動変速装置にトルクを伝達するエ
ンジンを備えた、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気モータ駆
動車輌。