JP5310115B2

JP5310115B2 - 電動車両の制御装置

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Publication number: JP5310115B2
Application number: JP2009052156A
Authority: JP
Inventors: 平陳
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2029-03-05
Also published as: JP2010202124A

Description

本発明は、駆動系に、駆動モータと、駆動輪と、入力側を駆動モータに接続すると共に出力側を駆動輪に接続した有段変速機と、を備えた電動車両の制御装置に関する。

従来、電動車両の制御装置としては、エンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータによる動力源と、開放により無段変速機能を有する状態から締結することで固定変速比を得る係合要素を有する遊星歯車変速機と、運転効率を向上するために二つの摩擦クラッチの開放と締結による運転モード（変速）を選択する手段と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このハイブリッド車両では、各動力源の動作点指令を行うと共に、モード遷移（変速）開始と完了の間（変速過渡期）に、第２モータジェネレータの回転数を車軸側の回転を合わせるモータ回転数制御によるモータ変速を行う一方、摩擦クラッチの摩擦力を利用し、変速時の駆動力を補償していた。

特開2004−203220号公報

しかしながら、従来の電動車両の制御装置にあっては、摩擦クラッチの摩擦力がモータ回転数を合わせるモータ変速動作に対し、ブレーキとなる場合がある。特に、走行中にアクセルペダルをキックするように素早く深く踏み込むキックダウン変速のとき、第２モータジェネレータの回転数を上昇させて回転数を合わせる変速過渡期において、モータ変速動作に対してモータ変速動作を遅らせるブレーキとなってモータ変速が間延びし、車両の運転性能を低下させてしまう、という問題があった。

さらに、ドグクラッチと摩擦クラッチを用いた変速機に適応した場合、ドグクラッチのクラッチの回転数に合わせるまでの時間が長くなり、摩擦クラッチが過度に発熱してしまう可能性がある、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、変速過渡期に駆動力補償を確保しながら、車両の運転性能向上の実現と摩擦クラッチの耐久性向上の実現を両立させることができる電動車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電動車両の制御装置では、駆動系に、駆動モータと、駆動輪と、入力側を前記駆動モータに接続すると共に出力側を前記駆動輪に接続した有段変速機と、を備える。そして、前記有段変速機は、変速要素として、高速段にて締結する摩擦クラッチと、低速段にて締結するドグクラッチと、を有し、前記高速段から前記低速段に移行する変速過渡期、前記駆動モータを回転数制御とし、変速機入力回転数を制御するモータ変速制御手段を備える。
この電動車両の制御装置において、前記モータ変速制御手段は、前記変速過渡期に前記摩擦クラッチをスリップ締結状態とすることで生じる摩擦力を駆動トルクの抜けを抑える駆動力の補償として使うとき、前記スリップ締結による駆動力補償量が、前記駆動モータによる変速機入力回転数の上昇動作に対しブレーキ（抵抗力）になり、ブレーキ（抵抗力）作用により車両の運転性能を低下させ前記摩擦クラッチを過度に発熱させると判断されるとき、前記駆動力補償量を減少側に修正し、前記変速機入力回転数を上昇させることによりクラッチ入力回転数がクラッチ出力回転数と同期するタイミングで前記ドグクラッチを締結する。

よって、本発明の電動車両の制御装置にあっては、高速段から低速段に移行する変速過渡期、駆動モータを回転数制御としてモータ変速する際、モータ変速制御手段において、変速過渡期に摩擦クラッチをスリップ締結状態とすることで生じる摩擦力を駆動トルクの抜けを抑える駆動力の補償として使われる。このとき、スリップ締結による駆動力補償量が、駆動モータによる変速機入力回転数の上昇動作に対しブレーキ（抵抗力）になり、ブレーキ（抵抗力）作用により車両の運転性能を低下させ摩擦クラッチを過度に発熱させると判断されるとき、駆動力補償量が減少側に修正される。
すなわち、駆動力補償量を減少側に修正することで、スリップ締結状態による摩擦クラッチでの摩擦力が低下し、駆動モータによる変速機入力回転数の上昇動作を抑えようとする抵抗力が軽減される。このため、モータ変速の開始から完了までの変速過渡期に要する時間が短縮され、モータ変速の間延び感が抑えられて車両の運転性能が確保されるし、摩擦クラッチの過度の発熱が抑えられる。
この結果、変速過渡期に駆動力補償を確保しながら、車両の運転性能向上の実現と摩擦クラッチの耐久性向上の実現を両立させることができる。

実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両（電動車両の一例）の駆動系と制御系の構成を示す全体システム図である。実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系に有する各回転要素の回転速度（回転数）を縦軸にとってあらわした速度線図である。実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系に有するドグクラッチ（ロークラッチ）を締結したローモードを示す速度線図である。実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系に有する摩擦クラッチ（ハイクラッチ）を締結したハイモードを示す速度線図である。実施例１の統合コントローラ４８にて実行されるキックダウン変速制御処理の流れを示すフローチャートである。実施例１の統合コントローラ４８でのキックダウン変速制御で用いられるローモードとハイモードのキックダウン変速線を示す図である。キックダウン変速時における駆動力補償とモータ回転数変化の関係を示す速度線図である。実施例２の統合コントローラ４８にて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の電動車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両（電動車両の一例）の駆動系と制御系の構成を示す全体システム図である。以下、図１に基づき駆動系構成と制御系構成を説明する。

実施例１のハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジン１と、ダンパー２と、第１モータジェネレータ３と、オイルポンプ４と、第２モータジェネレータ５（駆動モータ）と、変速機６（有段変速機）と、摩擦クラッチ７と、ドグクラッチ８と、遊星歯車装置１０と、を備えている。

前記エンジン１は、その出力トルクを、遊星歯車装置１０にて第１モータジェネレータ３への発電トルク分と走行トルク分に分配する。そして、第１モータジェネレータ３が発電した電力を使って第２モータジェネレータ５が、変速機６を介してトルクを出力する。そして、遊星歯車装置１０からの出力トルクと、変速機６からの出力トルクを、最終出力軸２３にて合成している。

前記遊星歯車装置１０は、リングギア１１と、ピニオン１２と、サンギア１３と、ピニオン１２を支持するキャリア１４と、を有するシングルピニオン型遊星歯車により構成されている。前記リングギア１１には、出力ギア１５が接続される。前記キャリア１４には、ダンパー２を介してエンジン１が接続される。前記サンギア１３には、第１モータジェネレータ３が接続される。前記サンギア１３とキャリア１４には、オイルポンプ４が接続される。すなわち、第１モータジェネレータ３（サンギア１３）の回転速度と、エンジン１（キャリア１４）の回転速度が決まると、出力ギア１５（リングギア１１）の回転速度が自動的に決まる無段変速機能を有する。なお、出力ギア１５は、最終出力軸２３に固定されたハイ側従動ギア２１に噛み合う。

前記変速機６は、モータ出力軸２９にベアリング２７を介して回転可能に支持されたハイ側駆動ギア２５と、モータ出力軸２９とハイ側駆動ギア２５を滑り断接する摩擦クラッチ７と、モータ出力軸２９にベアリング２８を介して回転可能に支持されたロー側駆動ギア２４と、モータ出力軸２９とロー側駆動ギア２４を噛み合い断接するドグクラッチ８と、を有して構成されている。前記モータ出力軸２９には、第２モータジェネレータ５が接続される。前記ハイ側駆動ギア２５には、最終出力軸２３に固定されたハイ側従動ギア２１が噛み合う。前記ロー側駆動ギア２４には、最終出力軸２３に固定されたロー側従動ギア２２が噛み合う。そして、摩擦クラッチ７を締結し、ドグクラッチ８を開放すると、ハイ側駆動ギア２５とハイ側従動ギア２１の歯数比により決まるハイモードになり、摩擦クラッチ７を開放し、ドグクラッチ８を締結すると、ロー側駆動ギア２４とロー側従動ギア２２の歯数比により決まるローモードになる。すなわち、切り替え変速段として、ハイモードによる高速段とローモードによる低速段を持つ２段変速機能を有する。

前記最終出力軸２３は、ベアリング２６，２６により両端部が支持され、ハイ側従動ギア２１とロー側従動ギア２２と共に、最終出力ギア３０が固定されている。この最終出力ギア３０に伝達されたトルクは、図示しない終減速ギアとデファレンシャル装置３１を介して、一対の駆動輪３２，３２へ伝達される。

実施例１のハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、第１インバータ４１と、第２インバータ４２と、バッテリ４３と、モータコントローラ４４と、エンジンコントローラ４５と、変速コントローラ４６と、双方向通信線４７と、統合コントローラ４８と、を備えている。

前記モータコントローラ４４は、第１インバータ４１に対する制御指令により第１モータジェネレータ３の動作点（第１トルクTm1、第１回転数Nm1）を制御する。また、第２インバータ４２に対する制御指令により第２モータジェネレータ５の動作点（第２トルクTm2、第２回転数Nm2）を制御する。

前記エンジンコントローラ４５は、図示しない電子制御スロットルアクチュエータへの制御指令によりエンジン１の動作点（エンジントルクTe、エンジン回転数Ne）を制御する。

前記変速コントローラ４６は、図示しない摩擦クラッチアクチュエータへの制御指令により摩擦クラッチ７の動作点（締結・スリップ締結・開放）を制御する。また、図示しないドグクラッチアクチュエータへの制御指令によりドグクラッチ８の動作点（締結・開放）を制御する。

前記統合コントローラ４８は、車両全体の消費エネルギーを管理し、要求駆動力を確保しながら最高効率でハイブリッド車両を走らせるための機能を担うもので、双方向通信線４７を介して、モータコントローラ４４とエンジンコントローラ４５と変速コントローラ４６等に接続される。この統合コントローラ４８は、アクセル操作量センサ４９，車速センサ５０，エンジン回転数センサ５１，第１モータジェネレータ回転数センサ５２，第２モータジェネレータ回転数センサ５３等から必要情報を入力する。そして、入力した情報に基づいて、所定の演算処理を行い、各コントローラ４４，４５，４６に対し動作点指令値を出力する。

図２は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系に有する各回転要素の回転速度（回転数）を縦軸にとってあらわした速度線図である。図３は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系に有するドグクラッチ（ロークラッチ）を締結したローモードを示す速度線図である。図４は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系に有する摩擦クラッチ（ハイクラッチ）を締結したハイモードを示す速度線図である。

電気変速部分は、図２に示すように、遊星歯車装置１０に接続される第１モータジェネレータ３と、エンジン１と、出力ギア１５により構成される。そして、電気変速部分は、２自由度系の遊星歯車装置１０により、第１モータジェネレータ３の回転速度と、エンジン１の回転速度が決まると、出力ギア１５の回転速度が自動的に決まる無段変速機能を有する。

モータ変速部分は、図２に示すように、変速機６にモータ出力軸２９を介して接続される第２モータジェネレータ５と、摩擦クラッチ７と、ドグクラッチ８と、噛み合い対であるハイ側駆動ギア２５とハイ側従動ギア２１と、噛み合い対であるロー側駆動ギア２４とロー側従動ギア２２と、により構成される。そして、モータ変速部分は、摩擦クラッチ７の締結（ドグクラッチ８の開放）によるハイモード（高速段）と、ドグクラッチ８の締結（摩擦クラッチ７の開放）によるローモード（低速段）と、を切り替える２段変速機能を有する。

そして、最終出力軸２３において、図２に示すように、電気変速部分からのエンジン直行駆動トルクとモータ変速部分からのモータ駆動トルクが合成され、最終出力ギア３０に伝達された合成駆動トルクは、終減速ギアとデファレンシャル装置３１を介して、一対の駆動輪３２，３２へ伝達され、車速Ｖとされる。このとき、図３に示すように、第２モータジェネレータ５の回転数を上げてドグクラッチ８を締結状態にし、摩擦クラッチ７を開放すると、ローモード（低速段）が選択される。一方、図４に示すように、第２モータジェネレータ５の回転数を下げて摩擦クラッチ７を締結状態にし、ドグクラッチ８を開放すると、ハイモード（高速段）が選択される。

ここで、ハイモードで摩擦クラッチ７を用い、ローモードでドグクラッチ８を用いる理由を説明する。例えば、両方共に摩擦クラッチとした場合、引き摺り損失や油圧ポンプ損失が生じ、特に、伝達されるトルクが大きいローモードで損失が顕著になる。また、例えば、両方共にドグクラッチとした場合、損失を伴わないという利点があるが、変速の際に締結側も開放側も完全に開放し、回転同期をとって締結させる必要がある。つまり、回転同期制御が必要であると共に、変速過渡期にトルク抜けが生じる。そこで、ハイモードでは、回転同期制御を必要としない摩擦クラッチ７を用い、ローモードでは、損失を抑えたドグクラッチ８を用い、ハイモードからローモードへの変速過渡期には、摩擦クラッチ７での摩擦力によりトルク抜けを補償している。

すなわち、モータ変速部分において、ハイモードからローモードへ移行する変速過渡期には、第２モータジェネレータ５を目標トルクに一致させるモータトルク制御（モータ回転数は、トルク制御中の第２モータジェネレータ５に作用する負荷で決まる）から、目標回転数に一致させるモータ回転数制御（モータトルクは、回転数制御中の第２モータジェネレータ５に作用する負荷で決まる）に変更する。そして、摩擦クラッチ７をスリップ締結状態とし、摩擦力による駆動トルクの抜けを抑える駆動力補償を行いながら、第２モータジェネレータ５の回転数を上昇させ、ドグクラッチ８の入力回転数（＝第２モータジェネレータ５の回転数）をドグクラッチ８の出力回転数（車速やギア比で決まる）に同期させ、回転数同期タイミングにてドグクラッチ８を噛み合い締結させる。

図５は、実施例１の統合コントローラにて実行されるキックダウン変速制御処理の流れを示すフローチャートである（モータ変速制御手段）。以下、図５の各ステップについて説明する。

ステップS101では、キックダウン変速条件が成立したか否かを判断し、Yes（変速条件成立）の場合はステップS102へ進み、No（変速条件不成立）の場合はリターンへ進む。
ここで、キックダウン変速条件は、アクセル開度の急増によるキックダウン操作条件と、現在選択されているハイモードからローモードへの変速指令が出される変速条件が共に成立したときとする。具体的にキックダウン変速条件が成立であると判断されるのは、例えば、図６に示すようなキックダウン変速線（変速マップ）を用い、アクセル踏み込みによるキックダウン操作により、要求駆動力と車速により決まる運転点Ａが、ハイモードの変速線（細線）を横切り、ローモードの変速線（太線）の領域内の運転点Ｂに移動したときである。なお、前記「要求駆動力」は、アクセル操作量センサ４９からのアクセル操作量検出値により決め、前記「車速」は、車速センサ５０からの車速検出値により決める。

ステップS102では、ステップS101でのキックダウン変速条件成立との判断に続き、ハイモードからローモードへの変速過渡期において摩擦クラッチ７をスリップ締結させることによる摩擦力で補償する駆動力補償量を決め、ステップS103へ進む。
ここで、摩擦力で補償する駆動力補償量は、キックダウン変速ではない通常のハイモードからローモードへの変速過渡期を基準とし、要求駆動力の変動幅の大きさに応じ、摩擦クラッチ７をスリップ締結させることによる摩擦力で補償する量に決める。

ステップS103では、ステップS102での駆動力補償量の決定に続き、モータ変速推定時間を算出し、ステップS104へ進む。
ここで、モータ変速推定時間は、図７に示すように、第２モータジェネレータ５の回転数増加により発生できる正トルクと、摩擦クラッチ７をスリップ締結することにより発生する負摩擦力と、第２モータジェネレータ５のモータイナーシャと、第２モータジェネレータ５の回転変化量に基づいて算出する。つまり、摩擦クラッチ７のスリップ締結による負摩擦力（＝駆動力補償量）を低くするほど、モータ変速推定時間は短い時間になる。

ステップS104では、ステップS103でのモータ変速推定時間の算出に続き、摩擦クラッチ７の発熱量を推定し、ステップS105へ進む。
ここで、摩擦クラッチ７の発熱量は、摩擦力と変速時間、摩擦クラッチ７の熱容量に基づいて算出する。

ステップS105では、ステップS104での摩擦クラッチ７の発熱量推定に続き、摩擦クラッチ７の推定された発熱量は、許容発熱量の範囲内であるか否かを判断し、Yes（発熱量が許容範囲内）の場合はステップS107へ進み、No（発熱量が許容範囲超え）の場合はステップS106へ進む。

ステップS106では、ステップS105での発熱量が許容範囲超えであるとの判断に続き、摩擦クラッチ７の発熱量が許容範囲内となるように、ステップS102で決めた駆動力補償量を修正（減少）し、ステップS107へ進む。

ステップS107では、ステップS105でのYesの判断、あるいは、ステップS106での駆動力補償量の修正、あるいは、ステップS109でのNoの判断に続き、ステップS102あるいはステップS106にて設定した駆動力補償量を得る摩擦クラッチ７のスリップ締結制御を行い、ステップS108へ進む。
ここで、摩擦クラッチ７のスリップ締結制御では、例えば、油圧クラッチの場合、駆動力補償量に相当する油圧値とする制御を行う。

ステップS108では、ステップS107での摩擦クラッチ７のスリップ締結制御に続き、第２モータジェネレータ５を目標回転数（＝同期回転数）まで上昇させる回転数制御を行い、ステップS109へ進む。

ステップS109では、ステップS108でのモータ回転数制御に続き、車速とギア比により決まるドグクラッチ８の出力回転数と、第２モータジェネレータ５のモータ回転数により決まるドグクラッチ８の入力回転数が一致したか否か、つまり、第２モータジェネレータ５のモータ回転数がドグクラッチ８の同期回転数になったか否かを判断し、Yes（同期回転数に到達）の場合はステップS110へ進み、No（同期回転数に未達）の場合はステップS107へ戻る。

ステップS110では、ステップS109での第２モータジェネレータ５のモータ回転数がドグクラッチ８の同期回転数になったとの判断に続き、ドグクラッチ８を締結し、続いて、摩擦クラッチ７を開放し、リターンへ移行する。

次に、作用を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置におけるキックダウン変速作用を、図５のフローチャートに基づき説明する。

まず、キックダウン変速条件が成立し、かつ、推定される摩擦クラッチ７の発熱量が許容範囲内であるときには、図５のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS102→ステップS103→ステップS104→ステップS105→ステップS107→ステップS108→ステップS109へと進む。そして、ステップS109での同期回転数への到達条件が成立するまでは、ステップS107→ステップS108→ステップS109へと進む流れが繰り返される。
すなわち、ステップS107では、ステップS102にて設定した駆動力補償量を得る摩擦クラッチ７のスリップ締結制御が行われ、ステップS108では、第２モータジェネレータ５を目標回転数（＝同期回転数）まで上昇させる回転数制御が行われる。
そして、ステップS109での同期回転数への到達条件が成立すると、ステップS109からステップS110へ進み、ステップS110では、ドグクラッチ８を締結し、続いて、スリップ締結状態の摩擦クラッチ７を開放する。

一方、キックダウン変速条件が成立し、かつ、推定される摩擦クラッチ７の発熱量が許容範囲を超えているときには、図５のフローチャートにおいて、ステップS101→ステップS102→ステップS103→ステップS104→ステップS105→ステップS106→ステップS107→ステップS108→ステップS109へと進む。そして、ステップS109での同期回転数への到達条件が成立するまでは、ステップS107→ステップS108→ステップS109へと進む流れが繰り返される。
すなわち、ステップS107では、ステップS106にて設定した駆動力補償量を得る摩擦クラッチ７のスリップ締結制御が行われ、ステップS108では、第２モータジェネレータ５を目標回転数（＝同期回転数）まで上昇させる回転数制御が行われる。
そして、ステップS109での同期回転数への到達条件が成立すると、ステップS109からステップS110へ進み、ステップS110では、ドグクラッチ８を締結し、続いて、スリップ締結状態の摩擦クラッチ７を開放する。

このように、キックダウン変速時であって、推定される摩擦クラッチ７の発熱量が許容範囲を超えているときには、ステップS102にて決められた駆動力補償量が、ステップS106にて減少側に修正される。この駆動力補償量の減少側修正により、スリップ締結状態による摩擦クラッチ７での摩擦力が低下し、図７に示すように、第２モータジェネレータ５からのモータトルク（正）による変速機入力回転数の上昇動作を抑えようとする抵抗力（負の摩擦力）が軽減される。このため、モータ変速の開始から完了までの変速過渡期に要する時間が短縮され、ハイモードからローモードへの変速を速やかに完了することができる。
この結果、摩擦クラッチ７の摩擦力による駆動力補償を禁止するのではなく、駆動力補償量を減少側に修正することで、変速過渡期に駆動力補償を確保しながら、モータ変速の間延び感が抑えられて車両の運転性能が確保されるし、摩擦クラッチ７の過度の発熱が抑えられる。

さらに、実施例１では、変速条件成立時、ステップS102にて、摩擦力による駆動力補償量を決め、ステップS104にて、決定した駆動力補償量により摩擦クラッチ７の発熱量を推定し、ステップS105にて、推定した摩擦クラッチ７の発熱量が許容範囲内か否かを判断し、推定したクラッチ発熱量が許容範囲を超えるとき（ステップS105でNo）、決定した駆動力補償量を、摩擦クラッチ７の発熱量が許容範囲内となるように減少側に修正する（ステップS106）。

したがって、摩擦クラッチ７の発熱を重視したモータ変速制御としたことで、摩擦クラッチ７の過度の発熱が確実に抑えられ、摩擦クラッチ７の耐久信頼性の向上を実現することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 駆動系に、駆動モータ（第２モータジェネレータ５）と、駆動輪３２，３２と、入力側を前記駆動モータに接続すると共に出力側を前記駆動輪に接続した有段変速機（変速機６）と、を備え、前記有段変速機は、変速要素として、高速段（ハイモード）にて締結する摩擦クラッチ７と、低速段（ローモード）にて締結するドグクラッチ８と、を有し、前記高速段から前記低速段に移行する変速過渡期、前記駆動モータを回転数制御とし、変速機入力回転数を上昇させることによりクラッチ入力回転数がクラッチ出力回転数と同期するタイミングで前記ドグクラッチ８を締結するモータ変速制御手段を備えた電動車両（ハイブリッド車両）の制御装置において、前記モータ変速制御手段（図５）は、変速過渡期に前記摩擦クラッチ７をスリップ締結状態とすることで生じる摩擦力を駆動力の補償として使うとき、前記スリップ締結による駆動力補償量が、前記駆動モータによる変速機入力回転数の上昇動作に対しブレーキになると判断されると、前記駆動力補償量を減少側に修正する。
このため、変速過渡期に駆動力補償を確保しながら、車両の運転性能向上の実現と摩擦クラッチ７の耐久性向上の実現を両立させることができる。

(2) 前記モータ変速制御手段（図５）は、変速条件成立時に摩擦力による駆動力補償量を決める駆動力補償量決定部（ステップS102）と、決定した駆動力補償量により前記摩擦クラッチ７の発熱量を推定する発熱量推定部（ステップS104）と、前記推定した摩擦クラッチ７の発熱量が許容範囲内か否かを判断するクラッチ発熱量判断部（ステップS105）と、前記推定したクラッチ発熱量が許容範囲を超えるとき（ステップS105でNo）、決定した駆動力補償量を、前記摩擦クラッチ７の発熱量が許容範囲内となるように減少側に修正する駆動力補償量修正部（ステップS106）と、を有する。
このため、摩擦クラッチ７の過度の発熱が確実に抑えられ、摩擦クラッチ７の耐久信頼性の向上を実現することができる。

実施例２は、キックダウン変速時、推定されるモータ変速時間により駆動力補償量を修正（減少）するようにした例である。

まず、構成を説明する。
図８は、実施例２の統合コントローラにて実行されるキックダウン変速制御処理の流れを示すフローチャートである（モータ変速制御手段）。以下、図８の各ステップについて説明する。なお、ステップS201〜ステップS203、ステップS207〜ステップS210の各ステップは、図５のステップS101〜ステップS103、ステップS107〜ステップS110の各ステップと同じ処理を行うので、説明を省略する。

ステップS205では、ステップS203でのモータ変速時間の推定に続き、推定されたモータ変速時間は、許容時間内であるか否かを判断し、Yes（モータ変速時間が許容時間内）の場合はステップS207へ進み、No（モータ変速時間が許容時間超え）の場合はステップS206へ進む。

ステップS206では、ステップS205でのモータ変速時間が許容時間超えであるとの判断に続き、モータ変速を許容時間内で完了できるように、ステップS202で決めた駆動力補償量を修正（減少）し、ステップS207へ進む。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例２のハイブリッド車両の制御装置におけるキックダウン変速作用を、図８のフローチャートに基づき説明する。

キックダウン変速条件が成立し、かつ、推定されるモータ変速時間が許容時間を超えているときには、図８のフローチャートにおいて、ステップS201→ステップS202→ステップS203→ステップS205→ステップS206→ステップS207→ステップS208→ステップS209へと進む。そして、ステップS209での同期回転数への到達条件が成立するまでは、ステップS207→ステップS208→ステップS209へと進む流れが繰り返される。
すなわち、ステップS207では、ステップS206にて設定した駆動力補償量を得る摩擦クラッチ７のスリップ締結制御が行われ、ステップS208では、第２モータジェネレータ５を目標回転数（＝同期回転数）まで上昇させる回転数制御が行われる。
そして、ステップS209での同期回転数への到達条件が成立すると、ステップS209からステップS210へ進み、ステップS210では、ドグクラッチ８を締結し、続いて、スリップ締結状態の摩擦クラッチ７を開放する。

このように、キックダウン変速時であって、推定されるモータ変速時間が許容時間を超えているときには、ステップS202にて決められた駆動力補償量が、ステップS206にて減少側に修正される。この駆動力補償量の減少側修正により、スリップ締結状態による摩擦クラッチ７での摩擦力が低下し、図７に示すように、第２モータジェネレータ５からのモータトルク（正）による変速機入力回転数の上昇動作を抑えようとする抵抗力（負の摩擦力）が軽減される。このため、モータ変速の開始から完了までの変速過渡期に要する時間が短縮され、ハイモードからローモードへの変速を速やかに完了することができる。

さらに、実施例２では、変速条件成立時、ステップS202にて、摩擦力による駆動力補償量を決め、ステップS203にて、決定した駆動力補償量によりモータ変速時間が推定され、ステップS205にて、推定したモータ変速時間が許容時間内か否かが判断され、推定したモータ変速時間が許容時間を超えるとき（ステップS205でNo）、決定した駆動力補償量を、モータ変速時間が許容時間内となるように減少側に修正する（ステップS206）。

したがって、モータ変速時間を重視したモータ変速制御としたことで、モータ変速を許容時間内で速やかに完了させる作用を示し、車両の運転性能の向上を確実に実現することができる。

次に、効果を説明する。
実施例２のハイブリッド車両の制御装置にあっては、実施例１の(1)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(3) 前記モータ変速制御手段（図８）は、変速条件成立時に摩擦力による駆動力補償量を決める駆動力補償量決定部（ステップS202）と、決定した駆動力補償量によりモータ変速時間を推定するモータ変速時間推定部（ステップS203）と、前記推定したモータ変速時間が許容時間内か否かを判断するモータ変速時間判断部（ステップS205）と、前記推定したモータ変速時間が許容時間を超えるとき（ステップS205でNo）、決定した駆動力補償量を、モータ変速時間が許容時間内となるように減少側に修正する駆動力補償量修正部（ステップS206）と、を有する。
このため、モータ変速を許容時間内で速やかに完了させる作用を示し、車両の運転性能の向上を確実に実現することができる。

以上、本発明の電動車両の制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、クラッチ発熱量により駆動力補償量の修正を行う例を示し、実施例２では、モータ変速時間により駆動力補償量の修正を行う例を示した。しかし、例えば、クラッチ発熱量による駆動力補償量の修正値とモータ変速時間による駆動力補償量の修正値のうち、より低い値を選択するような例としても良い。さらに、決めた駆動力補償量が設定量より高く、ブレーキ作用によりモータ変速速度が遅くなることが予測されるとき、決めた駆動力補償量を設定量まで減少修正するような例としても良い。

実施例１，２では、制御装置をエンジンと第１モータジェネレータと第２モータジェネレータを搭載したハイブリッド車両へ適用例を示したが、他の型式のハイブリッド車両、電気自動車、燃料電池車等の他の電動車両に対しても本発明の制御装置を適用することができる。要するに、駆動系に、駆動モータと、有段変速機と、駆動輪を備えた電動車両であれば適用できる。

１エンジン
２ダンパー
３第１モータジェネレータ
４オイルポンプ
５第２モータジェネレータ（駆動モータ）
６変速機（有段変速機）
７摩擦クラッチ
８ドグクラッチ
１０遊星歯車装置
３２駆動輪
４１第１インバータ
４２第２インバータ
４３バッテリ
４４モータコントローラ
４５エンジンコントローラ
４６変速コントローラ
４７双方向通信線
４８統合コントローラ

Claims

駆動系に、駆動モータと、駆動輪と、入力側を前記駆動モータに接続すると共に出力側を前記駆動輪に接続した有段変速機と、を備え、
前記有段変速機は、変速要素として、高速段にて締結する摩擦クラッチと、低速段にて締結するドグクラッチと、を有し、
前記高速段から前記低速段に移行する変速過渡期、前記駆動モータを回転数制御とし、変速機入力回転数を制御するモータ変速制御手段を備えた電動車両の制御装置において、
前記モータ変速制御手段は、前記変速過渡期に前記摩擦クラッチをスリップ締結状態とすることで生じる摩擦力を駆動トルクの抜けを抑える駆動力の補償として使うとき、前記スリップ締結による駆動力補償量が、前記駆動モータによる変速機入力回転数の上昇動作に対しブレーキ（抵抗力）になり、ブレーキ（抵抗力）作用により車両の運転性能を低下させ前記摩擦クラッチを過度に発熱させると判断されるとき、前記駆動力補償量を減少側に修正し、前記変速機入力回転数を上昇させることによりクラッチ入力回転数がクラッチ出力回転数と同期するタイミングで前記ドグクラッチを締結する
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
請求項１に記載された電動車両の制御装置において、
前記モータ変速制御手段は、変速条件成立時に摩擦力による駆動力補償量を決める駆動力補償量決定部と、決定した駆動力補償量により前記摩擦クラッチの発熱量を推定する発熱量推定部と、前記推定した摩擦クラッチの発熱量が許容範囲内か否かを判断するクラッチ発熱量判断部と、前記推定したクラッチ発熱量が許容範囲を超えるとき、決定した駆動力補償量を、前記摩擦クラッチの発熱量が許容範囲内となるように減少側に修正する駆動力補償量修正部と、を有することを特徴とする電動車両の制御装置。
請求項１に記載された電動車両の制御装置において、
前記モータ変速制御手段は、変速条件成立時に摩擦力による駆動力補償量を決める駆動力補償量決定部と、決定した駆動力補償量によりモータ変速時間を推定するモータ変速時間推定部と、前記推定したモータ変速時間が許容時間内か否かを判断するモータ変速時間判断部と、前記推定したモータ変速時間が許容時間を超えるとき、決定した駆動力補償量を、モータ変速時間が許容時間内となるように減少側に修正する駆動力補償量修正部と、を有することを特徴とする電動車両の制御装置。