電動車両駆動制御装置及びその制御方法
【課題】エンジン始動制御及びダウンシフト制御を行うに当たり、走行フィーリングが低下するのを防止することができるようにする。
【解決手段】第１、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が第２の電動機に、第３の回転要素がエンジン１１に連結された差動装置と、伝動軸１５を介して連結され、伝達された回転を変速する変速機１８と、エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、第１の電動機を駆動し、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始する同時制御実施処理手段とを有する。第１の電動機の回転速度の大きな変動が連続することがない。
【解決手段】第１、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が第２の電動機に、第３の回転要素がエンジン１１に連結された差動装置と、伝動軸１５を介して連結され、伝達された回転を変速する変速機１８と、エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、第１の電動機を駆動し、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始する同時制御実施処理手段とを有する。第１の電動機の回転速度の大きな変動が連続することがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両駆動制御装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動車両、例えば、ハイブリッド型車両に搭載され、エンジンのトルク、すなわち、エンジントルクの一部を発電機に、残りを駆動輪に伝達するようにした車両駆動装置においては、サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤを備えたプラネタリギヤユニットを有し、前記キャリヤとエンジンとを連結し、リングギヤ及びモータと駆動輪とを変速機を介して連結し、サンギヤと発電機とを連結し、前記リングギヤ及びモータから出力された回転を駆動輪に伝達して駆動力を発生させるようにしている。
【０００３】
ところで、モータを駆動し、モータのトルク、すなわち、モータトルクを前記変速機を介して駆動輪に伝達してハイブリッド型車両を走行させているときに、変速機においてダウンシフトの変速を行い、かつ、エンジンの始動を行う必要が生じると、エンジン始動制御及びダウンシフト制御が行われる。この場合、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御を先に開始し、一方の制御が終了した後に、他方の制御を開始するようにしている。
【０００４】
また、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御が実行されているときに、他の制御を行う必要が生じた場合にも、一方の制御が終了した後に、他方の制御を開始するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の車両駆動装置においては、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちのいずれの制御を先に行っても、ダウンシフトの変速が行われるのに伴って、発電機の回転速度、すなわち、発電機回転速度が急に高くなった後に急に低くなるか、又は急に低くなった後に急に高くなるかして、発電機回転速度の大きな変動が連続してしまう。
【０００６】
その結果、発電機回転速度の変動に伴って発生するイナーシャトルクが駆動輪に伝達されて変速ショックが発生し、走行フィーリングを低下させてしまう。
【０００７】
また、一方の制御が終了した後に、他方の制御が開始されるので、制御の全体が終了するまでの時間が長くなるので、運転者のアクセル操作に対してハイブリッド型車両の反応が遅くなってしまう。その結果、もたつき感が発生し、走行フィーリングが低下してしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の車両駆動装置の問題点を解決して、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を行うに当たり、走行フィーリングが低下するのを防止することができる電動車両駆動制御装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明の電動車両駆動制御装置においては、エンジンと機械的に連結された第１、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンにそれぞれ連結された差動装置と、駆動輪に連結された出力軸と、前記第２の電動機と伝動軸を介して連結され、伝動軸に伝達された回転を変速し、変速された回転を前記出力軸に出力する変速機と、前記エンジンを始動するエンジン始動要求が発生させられたかどうか、及びダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する同時制御条件判定処理手段と、前記エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、前記第１の電動機を駆動し、前記エンジンの回転速度を始動に必要な回転速度にするエンジン始動制御、及び前記変速機においてダウンシフトの変速を行うダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始する同時制御実施処理手段とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電動車両駆動制御装置においては、エンジンと機械的に連結された第１、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンにそれぞれ連結された差動装置と、駆動輪に連結された出力軸と、前記第２の電動機と伝動軸を介して連結され、伝動軸に伝達された回転を変速し、変速された回転を前記出力軸に出力する変速機と、前記エンジンを始動するエンジン始動要求が発生させられたかどうか、及びダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する同時制御条件判定処理手段と、前記エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、前記第１の電動機を駆動し、前記エンジンの回転速度を始動に必要な回転速度にするエンジン始動制御、及び前記変速機においてダウンシフトの変速を行うダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始する同時制御実施処理手段とを有する。
【００１１】
この場合、エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に他方の制御が開始されるので、第１の電動機の回転速度の大きな変動が連続することがない。
【００１２】
したがって、変速ショックが緩和されるので、走行フィーリングが低下するのを防止することができる。
【００１３】
また、一方の制御が行われている間、他方の制御が開始されるので、制御の全体が終了するまでの時間を短くすることができる。したがって、運転者のアクセル操作に対して電動車両の反応を早くすることができるので、もたつき感を発生させることがなく、走行フィーリングを低下するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、ハイブリッド型車両を駆動するための電動車両駆動制御装置及びその制御方法について説明する。
【００１５】
図２は本発明の実施の形態におけるエンジン及び車両駆動装置の概念図である。
【００１６】
図において、１０は車両駆動装置、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は該エンジン１１を駆動することによって発生させられた回転及びエンジントルクＴＥを出力する出力軸であり、該出力軸１２は車両駆動装置１０の入力軸を兼ねる。また、１３は、前記出力軸１２を介して入力されたエンジントルクＴＥを分配する差動装置としてのプラネタリギヤユニット、１４、１５は該プラネタリギヤユニット１３において発生させられた回転を受け、かつ、プラネタリギヤユニット１３において分配されたエンジントルクＴＥを受ける伝動軸、１６は伝動軸１４を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された第１の電動機としての、かつ、第１の電動機械としての発電機（Ｇ）、２５は伝動軸１５を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された第２の電動機としての、かつ、第２の電動機械としてのモータ（Ｍ）である。
【００１７】
１８は前記伝動軸１５を介してプラネタリギヤユニット１３及びモータ２５と連結された変速機であり、該変速機１８は、伝動軸１５を介して入力された回転を変速し、変速された回転を出力軸１９に出力する。
【００１８】
そして、該出力軸１９に図示されないディファレンシャル装置が接続され、該ディファレンシャル装置は、出力軸１９を介して伝達された回転を分配し、図示されない駆動輪に伝達する。このように、エンジン１１、発電機１６、モータ２５及び駆動輪は、互いに機械的に連結される。
【００１９】
前記プラネタリギヤユニット１３は、シングルプラネタリギヤから成り、第１のサンギヤＳ１、該第１のサンギヤＳ１と噛（し）合する第１のピニオンＰ１、該第１のピニオンＰ１と噛合する第１のリングギヤＲ１、及び前記第１のピニオンＰ１を回転自在に支持する第１のキャリヤＣＲ１を備え、前記第１のサンギヤＳ１は前記伝達軸１４を介して発電機１６と、第１のリングギヤＲ１は、伝動軸１５を介してモータ２５及び変速機１８と、前記第１のキャリヤＣＲ１は出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。前記第１のサンギヤＳ１、第１のリングギヤＲ１及び第１のキャリヤＣＲ１によって第１の差動要素が構成され、第１のサンギヤＳ１によって第１の回転要素が、第１のリングギヤＲ１によって第２の回転要素が、第１のキャリヤＣＲ１によって第３の回転要素が構成される。
【００２０】
そして、前記発電機１６は、前記伝達軸１４に固定され、回転自在に配設されたロータ２１、該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２、及び該ステータ２２に巻装されたコイル２３から成る。前記発電機１６は、伝達軸１４を介して伝達される回転によって交流の電流であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流を発生させる。また、必要に応じて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流を受けてトルク、すなわち、発電機トルクＴＧを発生させ、伝達軸１４に出力する。
【００２１】
そして、前記ロータ２１と前記車両駆動装置１０のケースＣｓとの間に図示されない発電機ブレーキが配設され、該発電機ブレーキを係合させることによってロータ２１を固定し、発電機１６の回転を機械的に停止させることができる。
【００２２】
また、前記モータ２５は、前記伝達軸１５に固定され、回転自在に配設されたロータ２６、該ロータ２６の周囲に配設されたステータ２７、及び該ステータ２７に巻装されたコイル２８から成る。前記モータ２５は、バッテリから供給されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流によってモータトルクＴＭを発生させ、伝達軸１５に出力する。
【００２３】
そして、前記変速機１８は、シングルプラネタリギヤから成る第１、第２のギヤユニット３１、３２を備えるとともに、摩擦係合要素としてのクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２及びワンウェイクラッチＦ１を備える。
【００２４】
前記第１のギヤユニット３１は、第２のサンギヤＳ２、該第２のサンギヤＳ２と噛合する第２のピニオンＰ２、該第２のピニオンＰ２と噛合する第２のリングギヤＲ２、及び前記第２のピニオンＰ２を回転自在に支持する第２のキャリヤＣＲ２を備え、第２のギヤユニット３２は、第３のサンギヤＳ３、該第３のサンギヤＳ３と噛合する第３のピニオンＰ３、該第３のピニオンＰ３と噛合する第３のリングギヤＲ３、及び前記第３のピニオンＰ３を回転自在に支持する第３のキャリヤＣＲ３を備える。
【００２５】
前記第２のサンギヤＳ２、第２のリングギヤＲ２及び第２のキャリヤＣＲ２によって第２の差動要素が、前記第３のサンギヤＳ３、第３のリングギヤＲ３及び第３のキャリヤＣＲ３によって第３の差動要素が構成される。
【００２６】
そして、前記第２のサンギヤＳ２は、クラッチＣ２を介して伝達軸１５と連結されるとともに、ブレーキＢ１を介してケースＣｓと連結され、第２のリングギヤＲ２は第３のキャリヤＣＲ３と連結され、第２のキャリヤＣＲ２は、第３のリングギヤＲ３と連結されるとともに、クラッチＣ０を介して伝達軸１５と連結され、ワンウェイクラッチＦ１を介してケースＣｓと連結される。
【００２７】
また、第３のサンギヤＳ３は、クラッチＣ１を介して伝達軸１５と連結され、第３のリングギヤＲ３は、第２のキャリヤＣＲ２と連結されるとともに、ワンウェイクラッチＦ１を介してケースＣｓと連結され、ブレーキＢ２を介してケースＣｓと連結され、第３のキャリヤＣＲ３は、第２のリングギヤＲ２と連結されるとともに、出力軸１９と連結される。
【００２８】
次に、前記変速機１８の動作について説明する。
【００２９】
図３は本発明の実施の形態における変速機の作動表を示す図、図４は本発明の実施の形態における変速機の速度線図である。
【００３０】
図において、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２はクラッチ、Ｂ１、Ｂ２はブレーキ、Ｆ１はワンウェイクラッチ、１ＳＴ、２ＮＤ、３ＲＤ、４ＴＨは前進走行における１速〜４速を、ＲＥＶは後進走行を表す。また、○はクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２が係合させられ、ワンウェイクラッチＦ１がロックの状態に置かれることを、（○）はエンジンブレーキ時にブレーキＢ２が係合させられることを、その他は、クラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２が解放され、ワンウェイクラッチＦ１がフリーの状態に置かれることを表す。
【００３１】
また、Ｓ２は第２のサンギヤ、Ｒ２は第２のリングギヤ、ＣＲ２は第２のキャリヤ、Ｓ３は第３のサンギヤ、Ｒ３は第３のリングギヤ、ＣＲ３は第３のキャリヤである。
【００３２】
そして、λ１は第２のリングギヤＲ２の歯数に対する第２のサンギヤＳ２の歯数の比、λ２は第３のリングギヤＲ３の歯数に対する第３のサンギヤＳ３の歯数の比である。なお、図４における−１、０、１、２、３は回転が入力される各軸、すなわち、回転軸の回転速度を１としたときの、相対的な回転速度を表す。
【００３３】
前記構成の変速機１８（図２）において、前進走行の１速において、クラッチＣ１が係合させられ、ワンウェイクラッチＦ１がロックの状態に置かれる。このとき、クラッチＣ１が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第３のサンギヤＳ３に入力され、第３のサンギヤＳ３が回転速度１で回転させられる。一方、ワンウェイクラッチＦ１がロックの状態になるのに伴って、第３のリングギヤＲ３の回転速度が零（０）になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、減速された１速の回転が出力される。
【００３４】
また、前進走行の２速において、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が係合させられる。このとき、クラッチＣ１が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第３のサンギヤＳ３に入力され、第３のサンギヤＳ３が回転速度１で回転させられる。一方、ブレーキＢ２が係合させられるのに伴って、第２のサンギヤＳ２の回転速度が零になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、減速され、１速より高い２速の回転が出力される。
【００３５】
次に、前進走行の３速において、クラッチＣ０、Ｃ１が係合させられる。このとき、クラッチＣ０が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第２のキャリヤＣＲ２に入力され、第２のキャリヤＣＲ２が回転速度１で回転させられる。一方、クラッチＣ１が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第３のサンギヤＳ３に入力され、第３のサンギヤＳ３が回転速度１で回転させられる。その結果、変速機１８は直結状態になり、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、伝達軸１５の回転速度と同じ３速の回転が出力される。
【００３６】
続いて、前進走行の４速において、クラッチＣ０及びブレーキＢ１が係合させられる。このとき、クラッチＣ０が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第２のキャリヤＣＲ２に入力され、第２のキャリヤＣＲ２が回転速度１で回転させられる。一方、ブレーキＢ１が係合させられるのに伴って、第２のサンギヤＳ２の回転速度が零になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、増速され、伝達軸１５の回転速度より高い４速の回転が出力される。
【００３７】
また、後進走行においては、クラッチＣ２及びブレーキＢ２が係合させられる。このとき、クラッチＣ２が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第２のサンギヤＳ２に入力され、第２のサンギヤＳ２が回転速度１で回転させられる。一方、ブレーキＢ２が係合させられるのに伴って、第３のリングギヤＲ３の回転速度が零になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、伝達軸１５の回転と逆方向の回転が出力される。
【００３８】
次に、本発明の電動車両駆動制御装置について説明する。
【００３９】
図１は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置のブロック図である。
【００４０】
図において、１０は車両駆動装置、１１はエンジン、１２は出力軸であり、前記車両駆動装置１０は、プラネタリギヤユニット１３、伝動軸１４、１５、発電機１６、モータ２５、変速機１８、出力軸１９、前記変速機１８のクラッチＣ０（図２）、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２を係脱させるための油圧サーボに対して油を給排する油圧制御装置３５、エンジン１１の回転を受けて作動させられ、所定の油圧を機械的に発生させ、油圧制御装置３５に供給するポンプ（メカＯ／Ｐ）３６等を備える。
【００４１】
前記出力軸１９には、ディファレンシャル装置３８が連結され、該ディファレンシャル装置３８は、出力軸１９を介して伝達された回転を分配し、駆動輪３９に伝達する。
【００４２】
また、４１は、前記発電機１６を駆動するためのインバータ、及びモータ２５を駆動するためのインバータを備えたインバータ装置、４３は前記発電機１６を流れる電流を検出する電流検出部としての電流センサ、４５はモータ２５を流れる電流を検出する電流検出部としての電流センサ、４６はバッテリ、４７はバッテリ電圧検出部としてのバッテリ電圧検出センサ、４８は発電機回転速度ＮＧを検出する回転速度検出部としての回転速度センサ、４９はモータ２５の回転速度、すなわち、モータ回転速度ＮＭを検出する回転速度検出部としての回転速度センサ、５０はエンジン１１の回転速度、すなわち、エンジン回転速度ＮＥを検出する回転速度検出部としての回転速度センサ、５３は油圧制御装置３５における油圧を検出する油圧検出部としての油圧センサ、５４は油圧制御装置３５における油温を検出する油温検出部としての油温センサ、５９は出力軸１９の回転速度に基づいて車速Ｖを検出する車速検出部としての車速センサである。なお、発電機回転速度ＮＧ、モータ回転速度ＮＭ及びエンジン回転速度ＮＥによって、それぞれエンジン１１、発電機１６及びモータ２５の駆動状態を判定するための駆動状態判定指標が構成され、回転速度センサ４８〜５０によって駆動状態判定指標検出部が構成される。また、前記車速Ｖによってハイブリッド型車両の走行負荷が構成され、車速センサ５９によって走行負荷検出部が構成される。
【００４３】
そして、５１は所定の油圧を電気的に発生させ、油圧制御装置３５に供給するポンプ（電動Ｏ／Ｐ）、５２は該ポンプ５１を駆動するための電動Ｏ／Ｐ用インバータである。
【００４４】
また、５５はハイブリッド型車両の全体の制御を行う車両制御装置、５６はエンジン１１の制御を行うエンジン制御装置、５７は発電機１６及びモータ２５の制御を行う発電機・モータ制御装置、５８は変速機１８の制御を行う変速機制御装置である。
【００４５】
なお、前記車両制御装置５５は、前記エンジン制御装置５６にエンジン制御信号を送り、エンジン制御装置５６によってエンジン１１の始動・停止を設定させる。
【００４６】
そして、車両制御装置５５は、エンジン回転速度ＮＥの目標値を表すエンジン目標回転速度ＮＥ* 、発電機トルクＴＧの目標値を表す発電機目標トルクＴＧ* 、及びモータトルクＴＭの目標値を表すモータ目標トルクＴＭ* を設定し、前記発電機・モータ制御装置５７は、発電機回転速度ＮＧの目標値を表す発電機目標回転速度ＮＧ* 、モータトルクＴＭの補正値を表すモータトルク補正値δＴＭ等を設定する。
【００４７】
次に、前記電動車両制御装置の動作について説明する。
【００４８】
まず、前記変速機制御装置５８の図示されない変速段設定処理手段は、変速段設定処理を行い、図示されないアクセルペダルの踏込量に基づいて検出されたエンジン負荷を表すアクセル開度Ａｃ、前記車速Ｖ等を読み込み、変速機制御装置５８に内蔵された記録装置の変速マップを参照し、変速段を設定する。そして、変速機制御装置５８の図示されない変速要求処理手段は、変速要求処理を行い、設定された変速段に基づいて、アップシフトの変速が必要か、ダウンシフトの変速が必要か、又は変速が不要かどうかを判断し、アップシフトの変速が必要な場合、アップシフト要求を発生させ、ダウンシフトの変速が必要な場合、ダウンシフト要求を発生させる。そして、変速機制御装置５８の図示されない変速処理手段は、変速処理を行い、アップシフト要求又はダウンシフト要求に基づいてアップシフト制御又はダウンシフト制御を行い、変速信号を発生させる。
【００４９】
そして、車両制御装置５５の図示されない車両要求トルク算出処理手段は、車両要求トルク算出処理を行い、前記車速Ｖ、アクセル開度Ａｃ等を読み込み、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要な車両要求トルクＴＯ* を算出する。
【００５０】
次に、前記車両制御装置５５の図示されない車両要求出力算出処理手段は、車両要求出力算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ* と車速Ｖとを乗算することによって、運転者要求出力ＰＤを算出し、図示されないバッテリ残量検出センサによって検出されたバッテリ残量ＳＯＣに基づいてバッテリ充放電要求出力ＰＢを算出し、前記運転者要求出力ＰＤとバッテリ充放電要求出力ＰＢとを加算することによって、車両要求出力ＰＯを算出する。
【００５１】
続いて、前記車両制御装置５５の図示されないエンジン目標運転状態設定処理手段は、エンジン目標運転状態設定処理を行い、前記車両要求出力ＰＯ、アクセル開度Ａｃ等に基づいてエンジン１１の運転ポイントを決定し、該運転ポイントにおけるエンジントルクＴＥをエンジン目標トルクＴＥ* として決定し、前記運転ポイントにおけるエンジン回転速度ＮＥをエンジン目標回転速度ＮＥ* として決定し、該エンジン目標回転速度ＮＥ* をエンジン制御装置５６に送る。
【００５２】
そして、該エンジン制御装置５６の図示されない始動要求処理手段は、始動要求処理を行い、エンジン１１が駆動領域に置かれているかどうかを判断し、駆動領域ＡＲ１に置かれているにもかかわらず、エンジン１１が駆動されていない場合、エンジン制御装置５６の図示されない始動処理手段は、始動処理を行い、エンジン１１を始動するためのエンジン始動要求を発生させる。次に、前記エンジン制御装置５６のエンジン始動処理手段は、エンジン始動処理を行い、エンジン始動要求が発生させられると、エンジン始動信号を発生させる。
【００５３】
ところで、前記車両駆動装置１０において、モータ２５を駆動し、モータトルクＴＭを前記変速機１８を介して駆動輪３９に伝達してハイブリッド型車両を走行させているときに、変速機１８においてダウンシフトの変速を行い、かつ、エンジン１１の始動を行う必要が生じたり、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御が実行されているときに、他の制御を行う必要が生じたりする場合に、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちのいずれの制御を先に行っても、ダウンシフトの変速が行われるのに伴って、発電機回転速度ＮＧが急に高くなった後に急に低くなるか、又は急に低くなった後に急に高くなるかして、発電機回転速度ＮＧの大きな変動が連続してしまう。
【００５４】
図５は本発明の実施の形態におけるエンジン始動制御及びダウンシフト制御を行ったときのプラネタリギヤユニットの速度線図の変化の例を示す第１の図、図６は本発明の実施の形態におけるエンジン始動制御及びダウンシフト制御を行ったときのプラネタリギヤユニットの速度線図の変化の例を示す第２の図である。
【００５５】
図において、ＮＧは発電機回転速度、ＮＥはエンジン回転速度、ＮＭはモータ回転速度である。図５において、線Ｌ１で示されるように、エンジン１１（図１）が停止させられ、エンジン回転速度ＮＥが零であり、モータ２５が一定のモータ回転速度ＮＭで駆動され、発電機回転速度ＮＧが値Ｎａであるときに、ダウンシフト制御が行われると、線Ｌ２で示されるように、モータ回転速度ＮＭが高くなり、それに伴って、発電機回転速度ＮＧが低く（負の方向に高く）なり、値Ｎｂになる。続いて、エンジン始動制御が行われると、発電機１６を駆動し、線Ｌ３で示されるように、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｃにされ、エンジン回転速度ＮＥを始動するのに必要な点火回転速度にされる。
【００５６】
このように、プラネタリギヤユニット１３の速度線図が、線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のように変化し、発電機回転速度ＮＧが急に低くなった後に急に高くなり、発電機回転速度ＮＧの大きな変動が連続してしまう。
【００５７】
また、図６において、線Ｌ１で示されるように、エンジン１１が停止させられ、エンジン回転速度ＮＥが零であり、モータ２５が一定のモータ回転速度ＮＭで駆動され、発電機回転速度ＮＧが値Ｎａであるときに、エンジン始動制御が行われると、発電機１６を駆動し、線Ｌ４で示されるように、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄにされ、エンジン回転速度ＮＥを始動するのに必要な点火回転速度にされる。続いて、ダウンシフト制御が行われると、線Ｌ５で示されるように、モータ回転速度ＮＭが高くなり、それに伴って、発電機回転速度ＮＧが低くなり、値Ｎｅになる。
【００５８】
この場合も、プラネタリギヤユニット１３の速度線図が、線Ｌ１、Ｌ４、Ｌ５のように変化し、発電機回転速度ＮＧが急に高くなった後に急に低くなり、発電機回転速度ＮＧの大きな変動が連続してしまう。
【００５９】
そこで、本実施の形態においては、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を、同時に開始することによって並列して同時に行うか、又はエンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの、少なくとも一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始、並列して同時に行うようにしている。そのために、前記車両制御装置５５の図示されない車両駆動処理手段は、車両駆動処理を行い、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を並列して同時に行う。
【００６０】
そして、前記車両駆動処理手段の同時制御判定処理手段は、同時制御判定処理を行い、発電機回転速度ＮＧを読み込み、該発電機回転速度ＮＧに基づいて同時制御の内容を決定する。
【００６１】
図７は本発明の実施の形態における同時制御判定処理手段の動作を示す第１のフローチャート、図８は本発明の実施の形態における同時制御判定処理手段の動作を示す第２のフローチャートである。
【００６２】
この場合、同時制御判定処理手段の走行状態判定処理手段は、走行状態判定処理を行い、電流センサ４５（図１）によって検出された電流、回転速度センサ４９によって検出されたモータ回転速度ＮＭ等を読み込み、回生走行又はモータ走行がされているかどうかを判断する。
【００６３】
続いて、前記同時制御判定処理手段の同時制御条件判定処理手段は、同時制御条件判定処理を行い、エンジン始動要求が発生させられかどうか、及びダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する。エンジン始動要求が発生させられず、ダウンシフト要求が発生させられた場合、前記変速処理手段は、ダウンシフト制御を開始する。
【００６４】
そして、前記同時制御判定処理手段の同時制御選択処理手段は、同時制御選択処理を行い、発電機回転速度ＮＧを読み込み、該発電機回転速度ＮＧに基づいて同時制御の内容を変更する。すなわち、前記同時制御選択処理手段は、前記発電機回転速度ＮＧが値Ｎａであるかどうかを判断し、発電機回転速度ＮＧが値Ｎａであり、エンジン始動要求が発生させられると、同時制御Ａを選択し、同時制御指令を出力する。
【００６５】
また、発電機回転速度ＮＧが値Ｎａではない場合、同時制御選択処理手段は、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより高いかどうかを判断し、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより高く、エンジン始動要求が発生させられると、同時制御Ｂを選択し、同時制御指令を出力する。そして、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより低い場合、前記変速処理手段は、エンジン始動制御を行わず、ダウンシフト制御のトルク相の処理を実施する。
【００６６】
一方、エンジン始動要求が発生させられた場合、前記エンジン始動処理手段は、エンジン始動制御を開始する。
【００６７】
そして、前記同時制御選択処理手段は、発電機回転速度ＮＧを読み込み、該発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅであるかどうかを判断し、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅであり、ダウンシフト要求が発生させられると、同時制御Ｄを選択し、同時制御指令を出力する。
【００６８】
また、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅでない場合、同時制御選択処理手段は、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより低いかどうかを判断し、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより低く、ダウンシフト要求が発生させられると、同時制御Ｃを選択し、同時制御指令を出力する。また、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより高い場合、前記エンジン始動処理手段は、エンジン１１を点火する。
【００６９】
次に、図７及び８のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 回生走行又はモータ走行がされているかどうかを判断する。回生走行又はモータ走行がされている場合はステップＳ２に進み、回生走行又はモータ走行がされていない場合は処理を終了する。
ステップＳ２ エンジン始動要求が発生させられたかどうかを判断する。エンジン始動要求が発生させられた場合はステップＳ１２に、発生させられていない場合はステップＳ３に進む。
ステップＳ３ ダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する。ダウンシフト要求が発生させられた場合はステップＳ４に進み、発生させられていない場合は処理を終了する。
ステップＳ４ ダウンシフト制御を開始する。
ステップＳ５ 発電機回転速度ＮＧが値Ｎａであるかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧが値Ｎａである場合はステップＳ６に、発電機回転速度ＮＧが値Ｎａでない場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ６ エンジン始動要求が発生させられたかどうかを判断する。エンジン始動要求が発生させられた場合はステップＳ７に進み、発生させられていない場合はステップＳ５に戻る。
ステップＳ７ 同時制御Ａを選択し、処理を終了する。
ステップＳ８ 発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより高いかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより高い場合はステップＳ９に、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより低い場合はステップＳ１１に進む。
ステップＳ９ エンジン始動要求が発生させられたかどうかを判断する。エンジン始動要求が発生させられた場合はステップＳ１０に進み、発生させられていない場合はステップＳ８に戻る。
ステップＳ１０ 同時制御Ｂを選択し、処理を終了する。
ステップＳ１１ ダウンシフト制御のトルク相の処理を実施し、処理を終了する。
ステップＳ１２ エンジン始動制御を開始する。
ステップＳ１３ 発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅであるかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅである場合はステップＳ１４に、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅでない場合はステップＳ１６に進む。
ステップＳ１４ ダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する。ダウンシフト要求が発生させられた場合はステップＳ１５に進み、発生させられていない場合はステップＳ１３に戻る。
ステップＳ１５ 同時制御Ｄを選択し、処理を終了する。
ステップＳ１６ 発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより低いかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより低い場合はステップＳ１７に、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより高い場合はステップＳ１９に進む。
ステップＳ１７ ダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する。ダウンシフト要求が発生させられた場合はステップＳ１８に進み、発生させられていない場合はステップＳ１６に戻る。
ステップＳ１８ 同時制御Ｃを選択し、処理を終了する。
ステップＳ１９ エンジン１１を点火し、処理を終了する。
【００７０】
次に、前記車両駆動処理手段の同時制御実施処理手段は、同時制御実施処理を行い、選択された同時制御Ａ〜Ｄを実施し、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に他方の制御を開始する。
【００７１】
図９は本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示すフローチャート、図１０は本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第１のタイムチャート、図１１は本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第２のタイムチャート、図１２は本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第３のタイムチャート、図１３は本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第４のタイムチャートである。
【００７２】
まず、同時制御実施処理手段の発電機目標回転速度算出処理手段は、発電機目標回転速度算出処理を行い、同時制御指令が出力されたかどうかを判断し、同時制御指令が出力されると、車速Ｖを読み込み、同時制御時の変速後のモータ目標回転速度ＮＭ* 及び発電機目標回転速度ＮＧ* を算出する。なお、この場合、変速後のモータ目標回転速度ＮＭ* 、エンジン１１（図１）を始動したときのエンジン目標回転速度ＮＥ* 、及び変速機１８のギヤ比に基づいて発電機目標回転速度ＮＧ* を算出する。また、車速Ｖに代えて、回転速度センサ４９によって検出されたモータ回転速度ＮＭに基づいて、モータ目標回転速度ＮＭ* を算出することができる。そのために、前記同時制御実施処理手段のモータ目標回転速度算出処理手段は、モータ目標回転速度算出処理を行い、車速Ｖ及び変速前後の変速比に基づいて変速後のモータ目標回転速度ＮＭ* を算出し、同時制御実施処理手段のエンジン目標回転速度算出処理手段は、エンジン目標回転速度算出処理を行い、アクセル開度によって決定されるエンジン始動時のエンジン目標回転速度ＮＥ* を算出する。なお、前記発電機目標回転速度算出処理手段によって第１電動機回転速度算出処理手段としての第１電動機械回転速度算出処理手段が、モータ目標回転速度算出処理手段によって第２電動機回転速度算出処理手段としての第２電動機械回転速度算出処理手段が構成される。
【００７３】
続いて、前記同時制御実施処理手段のクランキング処理手段は、クランキング処理を行い、発電機回転速度ＮＧが発電機目標回転速度ＮＧ* になるように高くし、エンジン１１のクランキングを行う。なお、前記エンジン始動処理手段がエンジン始動制御を既に開始している場合、エンジン始動制御の開始に伴ってクランキングが行われ、続いて、同時制御Ｃ、Ｄが選択された後には、クランキングのエンジン回転速度ＮＥが変更される。
【００７４】
このとき、ハイブリッド型車両の慣性によって、モータ回転速度ＮＭは同じ値を採ろうとするが、エンジン１１のクランキングを行うのに伴って、モータ回転速度ＮＭを低くしようとする反力、すなわち、エンジン反力トルクが発生する。そこで、前記同時制御実施処理手段の反力対抗トルク発生処理手段は、反力対抗トルク発生処理を行い、前記エンジン反力トルクを算出し、該エンジン反力トルクを打ち消すモータトルクＴＭを発生させる。
【００７５】
次に、前記同時制御実施処理手段のエンジン回転速度判定処理手段は、エンジン回転速度判定処理を行い、発電機回転速度ＮＧ及びモータ回転速度ＮＭを読み込み、発電機回転速度ＮＧ及びモータ回転速度ＮＭに基づいて算出されたエンジン回転速度ＮＥがエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達しているかどうかを判断し、エンジン回転速度ＮＥがエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達している場合、前記同時制御実施処理手段の変速終了判断処理手段は、変速終了判断処理を行い、変速が終了したかどうかを判断し、変速が終了すると、前記同時制御実施処理手段のエンジン点火処理手段は、エンジン点火処理を行い、エンジン１１を点火する。
【００７６】
そして、前記同時制御実施処理において、同時制御Ａは図１０に示されるように行われ、同時制御Ｂは図１１に示されるように行われ、同時制御Ｃは図１２に示されるように行われ、同時制御Ｄは図１３に示されるように行われる。
【００７７】
図１０〜１４において、τ１は変速が開始されてから終了されるまでの区間、τ２は変速が開始されてからクラッチＣ０（図２）、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２の係脱が完了されるまでの区間であるイナーシャ相、τ３はクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２の係脱が完了されてから変速が終了されるまでの区間であるトルク相である。
【００７８】
そして、変速に伴って、出力軸１９に出力される出力トルクＴＯＵＴ、エンジントルクＴＥ、発電機トルクＴＧ及びモータトルクＴＭから成る各トルク、変速に伴って係合させられる摩擦係合要素の係合側トルクＴｍ、及び変速に伴って解放される摩擦係合要素の解放側トルクＴｒから成る係合要素トルク、エンジン回転速度ＮＥ、発電機回転速度ＮＧ及びモータ回転速度ＮＭから成る回転速度、並びに発電機１６の消費電力ＰＧ、モータ２５の消費電力ＰＭ、及び消費電力ＰＧ、ＰＭを加算した総消費電力ＰＴが示される。
【００７９】
そして、図１０の同時制御Ａにおいて、タイミングｔ１でダウンシフト制御が開始され、ダウンシフトの変速の変速信号が発生させられて、変速が開始されるとともに、エンジン始動制御が開始され、エンジン始動信号が発生させられ、発電機回転速度ＮＧが高くされる。また、タイミングｔ２でイナーシャ相τ２が終了し、トルク相τ３が開始され、このとき、エンジン回転速度ＮＥはエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達する。そして、タイミングｔ３でトルク相τ３が終了するとともに、エンジン１１が点火される。
【００８０】
次に、図１１の同時制御Ｂにおいて、タイミングｔ１１でダウンシフト制御が開始され、ダウンシフトの変速の変速信号が発生させられて、変速が開始され、タイミングｔ１２でエンジン始動制御が開始され、エンジン始動信号が発生させられ、発電機回転速度ＮＧが高くされる。また、タイミングｔ１３でイナーシャ相τ２が終了し、トルク相τ３が開始され、このとき、エンジン回転速度ＮＥはエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達する。そして、タイミングｔ１４でトルク相τ３が終了するとともに、エンジン１１が点火される。
【００８１】
続いて、図１２の同時制御Ｃにおいて、タイミングｔ２１でエンジン始動制御が開始され、エンジン始動信号が発生させられ、発電機回転速度ＮＧが高くされる。そして、タイミングｔ２２でダウンシフト制御が開始され、ダウンシフトの変速の変速信号が発生させられて、変速が開始され、タイミングｔ２３でイナーシャ相τ２が終了し、トルク相τ３が開始され、このとき、エンジン回転速度ＮＥはエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達する。そして、タイミングｔ２４でトルク相τ３が終了するとともに、エンジン１１が点火される。
【００８２】
また、図１３の同時制御Ｄにおいて、タイミングｔ３１でエンジン始動制御が開始され、エンジン始動信号が発生させられ、発電機回転速度ＮＧが高くされる。そして、タイミングｔ３２でダウンシフト制御が開始され、ダウンシフトの変速の変速信号が発生させられて、変速が開始され、タイミングｔ３３でイナーシャ相τ２が終了し、トルク相τ３が開始され、このとき、エンジン回転速度ＮＥはエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達する。そして、タイミングｔ３４でトルク相τ３が終了するとともに、エンジン１１が点火される。
【００８３】
このように、同時制御Ａ〜Ｄにおいては、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を、同時に開始することによって並列して同時に行うか、又はエンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの、少なくとも一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始し、並列して同時に行うようにしているので、発電機回転速度ＮＧが急に低くなった後に急に高くなったり、発電機回転速度ＮＧが急に高くなった後に急に低くなったりすることがなくなる。したがって、発電機回転速度ＮＧの大きな変動が連続することがない。
【００８４】
その結果、変速ショックが緩和されるので、走行フィーリングが低下するのを防止することができる。
【００８５】
また、一方の制御が行われている間、他方の制御が開始されるので、制御の全体が終了するまでの時間を短くすることができる。したがって、運転者のアクセル操作に対してハイブリッド型車両の反応を早くすることができるので、もたつき感を発生させることがなく、走行フィーリングを向上させることができる。
【００８６】
次に、図９のフローチャートについて説明する。
ステップＳ２１ 同時制御指令が出力されたかどうかを判断する。同時制御指令が出力された場合はステップＳ２２に進み、出力されない場合は処理を終了する。
ステップＳ２２ 車速Ｖから、同時制御時のモータ目標回転速度ＮＭ* 及び発電機目標回転速度ＮＧ* を算出する。
ステップＳ２３ エンジン１１のクランキングを行う。
ステップＳ２４ エンジン反力を算出する。
ステップＳ２５ エンジン反力トルクを打ち消すモータトルクＴＭを発生させる。
ステップＳ２６ エンジン回転速度ＮＥがエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* 以上であるかどうかを判断する。エンジン回転速度ＮＥがエンジン目標回転速度ＮＥ* 以上である場合はステップＳ２７に進み、エンジン回転速度ＮＥがエンジン目標回転速度ＮＥ* より低い場合はステップＳ２２に戻る。
ステップＳ２７ 変速終了の判断がされたかどうかを判断する。変速終了の判断がされた場合はステップＳ２８に進み、判断がされない場合はステップＳ２６に戻る。
ステップＳ２８ エンジン１１を点火する。
ステップＳ２９ 同時制御を終了し、処理を終了する。
【００８７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるエンジン及び車両駆動装置の概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における変速機の作動表を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における変速機の速度線図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるエンジン始動制御及びダウンシフト制御を行ったときのプラネタリギヤユニットの速度線図の変化の例を示す第１の図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるエンジン始動制御及びダウンシフト制御を行ったときのプラネタリギヤユニットの速度線図の変化の例を示す第２の図である。
【図７】本発明の実施の形態における同時制御判定処理手段の動作を示す第１のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態における同時制御判定処理手段の動作を示す第２のフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第１のタイムチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第２のタイムチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第３のタイムチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第４のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１１ エンジン
１３ プラネタリギヤユニット
１５ 伝動軸
１６ 発電機
１８ 変速機
２５ モータ
５５ 車両制御装置
ＣＲ１ キャリヤ
Ｒ１ リングギヤ
Ｓ１ サンギヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両駆動制御装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動車両、例えば、ハイブリッド型車両に搭載され、エンジンのトルク、すなわち、エンジントルクの一部を発電機に、残りを駆動輪に伝達するようにした車両駆動装置においては、サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤを備えたプラネタリギヤユニットを有し、前記キャリヤとエンジンとを連結し、リングギヤ及びモータと駆動輪とを変速機を介して連結し、サンギヤと発電機とを連結し、前記リングギヤ及びモータから出力された回転を駆動輪に伝達して駆動力を発生させるようにしている。
【０００３】
ところで、モータを駆動し、モータのトルク、すなわち、モータトルクを前記変速機を介して駆動輪に伝達してハイブリッド型車両を走行させているときに、変速機においてダウンシフトの変速を行い、かつ、エンジンの始動を行う必要が生じると、エンジン始動制御及びダウンシフト制御が行われる。この場合、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御を先に開始し、一方の制御が終了した後に、他方の制御を開始するようにしている。
【０００４】
また、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御が実行されているときに、他の制御を行う必要が生じた場合にも、一方の制御が終了した後に、他方の制御を開始するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の車両駆動装置においては、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちのいずれの制御を先に行っても、ダウンシフトの変速が行われるのに伴って、発電機の回転速度、すなわち、発電機回転速度が急に高くなった後に急に低くなるか、又は急に低くなった後に急に高くなるかして、発電機回転速度の大きな変動が連続してしまう。
【０００６】
その結果、発電機回転速度の変動に伴って発生するイナーシャトルクが駆動輪に伝達されて変速ショックが発生し、走行フィーリングを低下させてしまう。
【０００７】
また、一方の制御が終了した後に、他方の制御が開始されるので、制御の全体が終了するまでの時間が長くなるので、運転者のアクセル操作に対してハイブリッド型車両の反応が遅くなってしまう。その結果、もたつき感が発生し、走行フィーリングが低下してしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の車両駆動装置の問題点を解決して、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を行うに当たり、走行フィーリングが低下するのを防止することができる電動車両駆動制御装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明の電動車両駆動制御装置においては、エンジンと機械的に連結された第１、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンにそれぞれ連結された差動装置と、駆動輪に連結された出力軸と、前記第２の電動機と伝動軸を介して連結され、伝動軸に伝達された回転を変速し、変速された回転を前記出力軸に出力する変速機と、前記エンジンを始動するエンジン始動要求が発生させられたかどうか、及びダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する同時制御条件判定処理手段と、前記エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、前記第１の電動機を駆動し、前記エンジンの回転速度を始動に必要な回転速度にするエンジン始動制御、及び前記変速機においてダウンシフトの変速を行うダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始する同時制御実施処理手段とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電動車両駆動制御装置においては、エンジンと機械的に連結された第１、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンにそれぞれ連結された差動装置と、駆動輪に連結された出力軸と、前記第２の電動機と伝動軸を介して連結され、伝動軸に伝達された回転を変速し、変速された回転を前記出力軸に出力する変速機と、前記エンジンを始動するエンジン始動要求が発生させられたかどうか、及びダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する同時制御条件判定処理手段と、前記エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、前記第１の電動機を駆動し、前記エンジンの回転速度を始動に必要な回転速度にするエンジン始動制御、及び前記変速機においてダウンシフトの変速を行うダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始する同時制御実施処理手段とを有する。
【００１１】
この場合、エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に他方の制御が開始されるので、第１の電動機の回転速度の大きな変動が連続することがない。
【００１２】
したがって、変速ショックが緩和されるので、走行フィーリングが低下するのを防止することができる。
【００１３】
また、一方の制御が行われている間、他方の制御が開始されるので、制御の全体が終了するまでの時間を短くすることができる。したがって、運転者のアクセル操作に対して電動車両の反応を早くすることができるので、もたつき感を発生させることがなく、走行フィーリングを低下するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、ハイブリッド型車両を駆動するための電動車両駆動制御装置及びその制御方法について説明する。
【００１５】
図２は本発明の実施の形態におけるエンジン及び車両駆動装置の概念図である。
【００１６】
図において、１０は車両駆動装置、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は該エンジン１１を駆動することによって発生させられた回転及びエンジントルクＴＥを出力する出力軸であり、該出力軸１２は車両駆動装置１０の入力軸を兼ねる。また、１３は、前記出力軸１２を介して入力されたエンジントルクＴＥを分配する差動装置としてのプラネタリギヤユニット、１４、１５は該プラネタリギヤユニット１３において発生させられた回転を受け、かつ、プラネタリギヤユニット１３において分配されたエンジントルクＴＥを受ける伝動軸、１６は伝動軸１４を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された第１の電動機としての、かつ、第１の電動機械としての発電機（Ｇ）、２５は伝動軸１５を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された第２の電動機としての、かつ、第２の電動機械としてのモータ（Ｍ）である。
【００１７】
１８は前記伝動軸１５を介してプラネタリギヤユニット１３及びモータ２５と連結された変速機であり、該変速機１８は、伝動軸１５を介して入力された回転を変速し、変速された回転を出力軸１９に出力する。
【００１８】
そして、該出力軸１９に図示されないディファレンシャル装置が接続され、該ディファレンシャル装置は、出力軸１９を介して伝達された回転を分配し、図示されない駆動輪に伝達する。このように、エンジン１１、発電機１６、モータ２５及び駆動輪は、互いに機械的に連結される。
【００１９】
前記プラネタリギヤユニット１３は、シングルプラネタリギヤから成り、第１のサンギヤＳ１、該第１のサンギヤＳ１と噛（し）合する第１のピニオンＰ１、該第１のピニオンＰ１と噛合する第１のリングギヤＲ１、及び前記第１のピニオンＰ１を回転自在に支持する第１のキャリヤＣＲ１を備え、前記第１のサンギヤＳ１は前記伝達軸１４を介して発電機１６と、第１のリングギヤＲ１は、伝動軸１５を介してモータ２５及び変速機１８と、前記第１のキャリヤＣＲ１は出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。前記第１のサンギヤＳ１、第１のリングギヤＲ１及び第１のキャリヤＣＲ１によって第１の差動要素が構成され、第１のサンギヤＳ１によって第１の回転要素が、第１のリングギヤＲ１によって第２の回転要素が、第１のキャリヤＣＲ１によって第３の回転要素が構成される。
【００２０】
そして、前記発電機１６は、前記伝達軸１４に固定され、回転自在に配設されたロータ２１、該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２、及び該ステータ２２に巻装されたコイル２３から成る。前記発電機１６は、伝達軸１４を介して伝達される回転によって交流の電流であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流を発生させる。また、必要に応じて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流を受けてトルク、すなわち、発電機トルクＴＧを発生させ、伝達軸１４に出力する。
【００２１】
そして、前記ロータ２１と前記車両駆動装置１０のケースＣｓとの間に図示されない発電機ブレーキが配設され、該発電機ブレーキを係合させることによってロータ２１を固定し、発電機１６の回転を機械的に停止させることができる。
【００２２】
また、前記モータ２５は、前記伝達軸１５に固定され、回転自在に配設されたロータ２６、該ロータ２６の周囲に配設されたステータ２７、及び該ステータ２７に巻装されたコイル２８から成る。前記モータ２５は、バッテリから供給されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流によってモータトルクＴＭを発生させ、伝達軸１５に出力する。
【００２３】
そして、前記変速機１８は、シングルプラネタリギヤから成る第１、第２のギヤユニット３１、３２を備えるとともに、摩擦係合要素としてのクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２及びワンウェイクラッチＦ１を備える。
【００２４】
前記第１のギヤユニット３１は、第２のサンギヤＳ２、該第２のサンギヤＳ２と噛合する第２のピニオンＰ２、該第２のピニオンＰ２と噛合する第２のリングギヤＲ２、及び前記第２のピニオンＰ２を回転自在に支持する第２のキャリヤＣＲ２を備え、第２のギヤユニット３２は、第３のサンギヤＳ３、該第３のサンギヤＳ３と噛合する第３のピニオンＰ３、該第３のピニオンＰ３と噛合する第３のリングギヤＲ３、及び前記第３のピニオンＰ３を回転自在に支持する第３のキャリヤＣＲ３を備える。
【００２５】
前記第２のサンギヤＳ２、第２のリングギヤＲ２及び第２のキャリヤＣＲ２によって第２の差動要素が、前記第３のサンギヤＳ３、第３のリングギヤＲ３及び第３のキャリヤＣＲ３によって第３の差動要素が構成される。
【００２６】
そして、前記第２のサンギヤＳ２は、クラッチＣ２を介して伝達軸１５と連結されるとともに、ブレーキＢ１を介してケースＣｓと連結され、第２のリングギヤＲ２は第３のキャリヤＣＲ３と連結され、第２のキャリヤＣＲ２は、第３のリングギヤＲ３と連結されるとともに、クラッチＣ０を介して伝達軸１５と連結され、ワンウェイクラッチＦ１を介してケースＣｓと連結される。
【００２７】
また、第３のサンギヤＳ３は、クラッチＣ１を介して伝達軸１５と連結され、第３のリングギヤＲ３は、第２のキャリヤＣＲ２と連結されるとともに、ワンウェイクラッチＦ１を介してケースＣｓと連結され、ブレーキＢ２を介してケースＣｓと連結され、第３のキャリヤＣＲ３は、第２のリングギヤＲ２と連結されるとともに、出力軸１９と連結される。
【００２８】
次に、前記変速機１８の動作について説明する。
【００２９】
図３は本発明の実施の形態における変速機の作動表を示す図、図４は本発明の実施の形態における変速機の速度線図である。
【００３０】
図において、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２はクラッチ、Ｂ１、Ｂ２はブレーキ、Ｆ１はワンウェイクラッチ、１ＳＴ、２ＮＤ、３ＲＤ、４ＴＨは前進走行における１速〜４速を、ＲＥＶは後進走行を表す。また、○はクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２が係合させられ、ワンウェイクラッチＦ１がロックの状態に置かれることを、（○）はエンジンブレーキ時にブレーキＢ２が係合させられることを、その他は、クラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２が解放され、ワンウェイクラッチＦ１がフリーの状態に置かれることを表す。
【００３１】
また、Ｓ２は第２のサンギヤ、Ｒ２は第２のリングギヤ、ＣＲ２は第２のキャリヤ、Ｓ３は第３のサンギヤ、Ｒ３は第３のリングギヤ、ＣＲ３は第３のキャリヤである。
【００３２】
そして、λ１は第２のリングギヤＲ２の歯数に対する第２のサンギヤＳ２の歯数の比、λ２は第３のリングギヤＲ３の歯数に対する第３のサンギヤＳ３の歯数の比である。なお、図４における−１、０、１、２、３は回転が入力される各軸、すなわち、回転軸の回転速度を１としたときの、相対的な回転速度を表す。
【００３３】
前記構成の変速機１８（図２）において、前進走行の１速において、クラッチＣ１が係合させられ、ワンウェイクラッチＦ１がロックの状態に置かれる。このとき、クラッチＣ１が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第３のサンギヤＳ３に入力され、第３のサンギヤＳ３が回転速度１で回転させられる。一方、ワンウェイクラッチＦ１がロックの状態になるのに伴って、第３のリングギヤＲ３の回転速度が零（０）になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、減速された１速の回転が出力される。
【００３４】
また、前進走行の２速において、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が係合させられる。このとき、クラッチＣ１が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第３のサンギヤＳ３に入力され、第３のサンギヤＳ３が回転速度１で回転させられる。一方、ブレーキＢ２が係合させられるのに伴って、第２のサンギヤＳ２の回転速度が零になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、減速され、１速より高い２速の回転が出力される。
【００３５】
次に、前進走行の３速において、クラッチＣ０、Ｃ１が係合させられる。このとき、クラッチＣ０が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第２のキャリヤＣＲ２に入力され、第２のキャリヤＣＲ２が回転速度１で回転させられる。一方、クラッチＣ１が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第３のサンギヤＳ３に入力され、第３のサンギヤＳ３が回転速度１で回転させられる。その結果、変速機１８は直結状態になり、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、伝達軸１５の回転速度と同じ３速の回転が出力される。
【００３６】
続いて、前進走行の４速において、クラッチＣ０及びブレーキＢ１が係合させられる。このとき、クラッチＣ０が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第２のキャリヤＣＲ２に入力され、第２のキャリヤＣＲ２が回転速度１で回転させられる。一方、ブレーキＢ１が係合させられるのに伴って、第２のサンギヤＳ２の回転速度が零になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、増速され、伝達軸１５の回転速度より高い４速の回転が出力される。
【００３７】
また、後進走行においては、クラッチＣ２及びブレーキＢ２が係合させられる。このとき、クラッチＣ２が係合させられるのに伴って伝達軸１５の回転が第２のサンギヤＳ２に入力され、第２のサンギヤＳ２が回転速度１で回転させられる。一方、ブレーキＢ２が係合させられるのに伴って、第３のリングギヤＲ３の回転速度が零になるので、第３のキャリヤＣＲ３から出力軸１９に、伝達軸１５の回転と逆方向の回転が出力される。
【００３８】
次に、本発明の電動車両駆動制御装置について説明する。
【００３９】
図１は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置のブロック図である。
【００４０】
図において、１０は車両駆動装置、１１はエンジン、１２は出力軸であり、前記車両駆動装置１０は、プラネタリギヤユニット１３、伝動軸１４、１５、発電機１６、モータ２５、変速機１８、出力軸１９、前記変速機１８のクラッチＣ０（図２）、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２を係脱させるための油圧サーボに対して油を給排する油圧制御装置３５、エンジン１１の回転を受けて作動させられ、所定の油圧を機械的に発生させ、油圧制御装置３５に供給するポンプ（メカＯ／Ｐ）３６等を備える。
【００４１】
前記出力軸１９には、ディファレンシャル装置３８が連結され、該ディファレンシャル装置３８は、出力軸１９を介して伝達された回転を分配し、駆動輪３９に伝達する。
【００４２】
また、４１は、前記発電機１６を駆動するためのインバータ、及びモータ２５を駆動するためのインバータを備えたインバータ装置、４３は前記発電機１６を流れる電流を検出する電流検出部としての電流センサ、４５はモータ２５を流れる電流を検出する電流検出部としての電流センサ、４６はバッテリ、４７はバッテリ電圧検出部としてのバッテリ電圧検出センサ、４８は発電機回転速度ＮＧを検出する回転速度検出部としての回転速度センサ、４９はモータ２５の回転速度、すなわち、モータ回転速度ＮＭを検出する回転速度検出部としての回転速度センサ、５０はエンジン１１の回転速度、すなわち、エンジン回転速度ＮＥを検出する回転速度検出部としての回転速度センサ、５３は油圧制御装置３５における油圧を検出する油圧検出部としての油圧センサ、５４は油圧制御装置３５における油温を検出する油温検出部としての油温センサ、５９は出力軸１９の回転速度に基づいて車速Ｖを検出する車速検出部としての車速センサである。なお、発電機回転速度ＮＧ、モータ回転速度ＮＭ及びエンジン回転速度ＮＥによって、それぞれエンジン１１、発電機１６及びモータ２５の駆動状態を判定するための駆動状態判定指標が構成され、回転速度センサ４８〜５０によって駆動状態判定指標検出部が構成される。また、前記車速Ｖによってハイブリッド型車両の走行負荷が構成され、車速センサ５９によって走行負荷検出部が構成される。
【００４３】
そして、５１は所定の油圧を電気的に発生させ、油圧制御装置３５に供給するポンプ（電動Ｏ／Ｐ）、５２は該ポンプ５１を駆動するための電動Ｏ／Ｐ用インバータである。
【００４４】
また、５５はハイブリッド型車両の全体の制御を行う車両制御装置、５６はエンジン１１の制御を行うエンジン制御装置、５７は発電機１６及びモータ２５の制御を行う発電機・モータ制御装置、５８は変速機１８の制御を行う変速機制御装置である。
【００４５】
なお、前記車両制御装置５５は、前記エンジン制御装置５６にエンジン制御信号を送り、エンジン制御装置５６によってエンジン１１の始動・停止を設定させる。
【００４６】
そして、車両制御装置５５は、エンジン回転速度ＮＥの目標値を表すエンジン目標回転速度ＮＥ* 、発電機トルクＴＧの目標値を表す発電機目標トルクＴＧ* 、及びモータトルクＴＭの目標値を表すモータ目標トルクＴＭ* を設定し、前記発電機・モータ制御装置５７は、発電機回転速度ＮＧの目標値を表す発電機目標回転速度ＮＧ* 、モータトルクＴＭの補正値を表すモータトルク補正値δＴＭ等を設定する。
【００４７】
次に、前記電動車両制御装置の動作について説明する。
【００４８】
まず、前記変速機制御装置５８の図示されない変速段設定処理手段は、変速段設定処理を行い、図示されないアクセルペダルの踏込量に基づいて検出されたエンジン負荷を表すアクセル開度Ａｃ、前記車速Ｖ等を読み込み、変速機制御装置５８に内蔵された記録装置の変速マップを参照し、変速段を設定する。そして、変速機制御装置５８の図示されない変速要求処理手段は、変速要求処理を行い、設定された変速段に基づいて、アップシフトの変速が必要か、ダウンシフトの変速が必要か、又は変速が不要かどうかを判断し、アップシフトの変速が必要な場合、アップシフト要求を発生させ、ダウンシフトの変速が必要な場合、ダウンシフト要求を発生させる。そして、変速機制御装置５８の図示されない変速処理手段は、変速処理を行い、アップシフト要求又はダウンシフト要求に基づいてアップシフト制御又はダウンシフト制御を行い、変速信号を発生させる。
【００４９】
そして、車両制御装置５５の図示されない車両要求トルク算出処理手段は、車両要求トルク算出処理を行い、前記車速Ｖ、アクセル開度Ａｃ等を読み込み、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要な車両要求トルクＴＯ* を算出する。
【００５０】
次に、前記車両制御装置５５の図示されない車両要求出力算出処理手段は、車両要求出力算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ* と車速Ｖとを乗算することによって、運転者要求出力ＰＤを算出し、図示されないバッテリ残量検出センサによって検出されたバッテリ残量ＳＯＣに基づいてバッテリ充放電要求出力ＰＢを算出し、前記運転者要求出力ＰＤとバッテリ充放電要求出力ＰＢとを加算することによって、車両要求出力ＰＯを算出する。
【００５１】
続いて、前記車両制御装置５５の図示されないエンジン目標運転状態設定処理手段は、エンジン目標運転状態設定処理を行い、前記車両要求出力ＰＯ、アクセル開度Ａｃ等に基づいてエンジン１１の運転ポイントを決定し、該運転ポイントにおけるエンジントルクＴＥをエンジン目標トルクＴＥ* として決定し、前記運転ポイントにおけるエンジン回転速度ＮＥをエンジン目標回転速度ＮＥ* として決定し、該エンジン目標回転速度ＮＥ* をエンジン制御装置５６に送る。
【００５２】
そして、該エンジン制御装置５６の図示されない始動要求処理手段は、始動要求処理を行い、エンジン１１が駆動領域に置かれているかどうかを判断し、駆動領域ＡＲ１に置かれているにもかかわらず、エンジン１１が駆動されていない場合、エンジン制御装置５６の図示されない始動処理手段は、始動処理を行い、エンジン１１を始動するためのエンジン始動要求を発生させる。次に、前記エンジン制御装置５６のエンジン始動処理手段は、エンジン始動処理を行い、エンジン始動要求が発生させられると、エンジン始動信号を発生させる。
【００５３】
ところで、前記車両駆動装置１０において、モータ２５を駆動し、モータトルクＴＭを前記変速機１８を介して駆動輪３９に伝達してハイブリッド型車両を走行させているときに、変速機１８においてダウンシフトの変速を行い、かつ、エンジン１１の始動を行う必要が生じたり、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御が実行されているときに、他の制御を行う必要が生じたりする場合に、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちのいずれの制御を先に行っても、ダウンシフトの変速が行われるのに伴って、発電機回転速度ＮＧが急に高くなった後に急に低くなるか、又は急に低くなった後に急に高くなるかして、発電機回転速度ＮＧの大きな変動が連続してしまう。
【００５４】
図５は本発明の実施の形態におけるエンジン始動制御及びダウンシフト制御を行ったときのプラネタリギヤユニットの速度線図の変化の例を示す第１の図、図６は本発明の実施の形態におけるエンジン始動制御及びダウンシフト制御を行ったときのプラネタリギヤユニットの速度線図の変化の例を示す第２の図である。
【００５５】
図において、ＮＧは発電機回転速度、ＮＥはエンジン回転速度、ＮＭはモータ回転速度である。図５において、線Ｌ１で示されるように、エンジン１１（図１）が停止させられ、エンジン回転速度ＮＥが零であり、モータ２５が一定のモータ回転速度ＮＭで駆動され、発電機回転速度ＮＧが値Ｎａであるときに、ダウンシフト制御が行われると、線Ｌ２で示されるように、モータ回転速度ＮＭが高くなり、それに伴って、発電機回転速度ＮＧが低く（負の方向に高く）なり、値Ｎｂになる。続いて、エンジン始動制御が行われると、発電機１６を駆動し、線Ｌ３で示されるように、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｃにされ、エンジン回転速度ＮＥを始動するのに必要な点火回転速度にされる。
【００５６】
このように、プラネタリギヤユニット１３の速度線図が、線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のように変化し、発電機回転速度ＮＧが急に低くなった後に急に高くなり、発電機回転速度ＮＧの大きな変動が連続してしまう。
【００５７】
また、図６において、線Ｌ１で示されるように、エンジン１１が停止させられ、エンジン回転速度ＮＥが零であり、モータ２５が一定のモータ回転速度ＮＭで駆動され、発電機回転速度ＮＧが値Ｎａであるときに、エンジン始動制御が行われると、発電機１６を駆動し、線Ｌ４で示されるように、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄにされ、エンジン回転速度ＮＥを始動するのに必要な点火回転速度にされる。続いて、ダウンシフト制御が行われると、線Ｌ５で示されるように、モータ回転速度ＮＭが高くなり、それに伴って、発電機回転速度ＮＧが低くなり、値Ｎｅになる。
【００５８】
この場合も、プラネタリギヤユニット１３の速度線図が、線Ｌ１、Ｌ４、Ｌ５のように変化し、発電機回転速度ＮＧが急に高くなった後に急に低くなり、発電機回転速度ＮＧの大きな変動が連続してしまう。
【００５９】
そこで、本実施の形態においては、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を、同時に開始することによって並列して同時に行うか、又はエンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの、少なくとも一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始、並列して同時に行うようにしている。そのために、前記車両制御装置５５の図示されない車両駆動処理手段は、車両駆動処理を行い、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を並列して同時に行う。
【００６０】
そして、前記車両駆動処理手段の同時制御判定処理手段は、同時制御判定処理を行い、発電機回転速度ＮＧを読み込み、該発電機回転速度ＮＧに基づいて同時制御の内容を決定する。
【００６１】
図７は本発明の実施の形態における同時制御判定処理手段の動作を示す第１のフローチャート、図８は本発明の実施の形態における同時制御判定処理手段の動作を示す第２のフローチャートである。
【００６２】
この場合、同時制御判定処理手段の走行状態判定処理手段は、走行状態判定処理を行い、電流センサ４５（図１）によって検出された電流、回転速度センサ４９によって検出されたモータ回転速度ＮＭ等を読み込み、回生走行又はモータ走行がされているかどうかを判断する。
【００６３】
続いて、前記同時制御判定処理手段の同時制御条件判定処理手段は、同時制御条件判定処理を行い、エンジン始動要求が発生させられかどうか、及びダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する。エンジン始動要求が発生させられず、ダウンシフト要求が発生させられた場合、前記変速処理手段は、ダウンシフト制御を開始する。
【００６４】
そして、前記同時制御判定処理手段の同時制御選択処理手段は、同時制御選択処理を行い、発電機回転速度ＮＧを読み込み、該発電機回転速度ＮＧに基づいて同時制御の内容を変更する。すなわち、前記同時制御選択処理手段は、前記発電機回転速度ＮＧが値Ｎａであるかどうかを判断し、発電機回転速度ＮＧが値Ｎａであり、エンジン始動要求が発生させられると、同時制御Ａを選択し、同時制御指令を出力する。
【００６５】
また、発電機回転速度ＮＧが値Ｎａではない場合、同時制御選択処理手段は、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより高いかどうかを判断し、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより高く、エンジン始動要求が発生させられると、同時制御Ｂを選択し、同時制御指令を出力する。そして、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより低い場合、前記変速処理手段は、エンジン始動制御を行わず、ダウンシフト制御のトルク相の処理を実施する。
【００６６】
一方、エンジン始動要求が発生させられた場合、前記エンジン始動処理手段は、エンジン始動制御を開始する。
【００６７】
そして、前記同時制御選択処理手段は、発電機回転速度ＮＧを読み込み、該発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅであるかどうかを判断し、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅであり、ダウンシフト要求が発生させられると、同時制御Ｄを選択し、同時制御指令を出力する。
【００６８】
また、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅでない場合、同時制御選択処理手段は、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより低いかどうかを判断し、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより低く、ダウンシフト要求が発生させられると、同時制御Ｃを選択し、同時制御指令を出力する。また、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより高い場合、前記エンジン始動処理手段は、エンジン１１を点火する。
【００６９】
次に、図７及び８のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 回生走行又はモータ走行がされているかどうかを判断する。回生走行又はモータ走行がされている場合はステップＳ２に進み、回生走行又はモータ走行がされていない場合は処理を終了する。
ステップＳ２ エンジン始動要求が発生させられたかどうかを判断する。エンジン始動要求が発生させられた場合はステップＳ１２に、発生させられていない場合はステップＳ３に進む。
ステップＳ３ ダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する。ダウンシフト要求が発生させられた場合はステップＳ４に進み、発生させられていない場合は処理を終了する。
ステップＳ４ ダウンシフト制御を開始する。
ステップＳ５ 発電機回転速度ＮＧが値Ｎａであるかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧが値Ｎａである場合はステップＳ６に、発電機回転速度ＮＧが値Ｎａでない場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ６ エンジン始動要求が発生させられたかどうかを判断する。エンジン始動要求が発生させられた場合はステップＳ７に進み、発生させられていない場合はステップＳ５に戻る。
ステップＳ７ 同時制御Ａを選択し、処理を終了する。
ステップＳ８ 発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより高いかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより高い場合はステップＳ９に、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｂより低い場合はステップＳ１１に進む。
ステップＳ９ エンジン始動要求が発生させられたかどうかを判断する。エンジン始動要求が発生させられた場合はステップＳ１０に進み、発生させられていない場合はステップＳ８に戻る。
ステップＳ１０ 同時制御Ｂを選択し、処理を終了する。
ステップＳ１１ ダウンシフト制御のトルク相の処理を実施し、処理を終了する。
ステップＳ１２ エンジン始動制御を開始する。
ステップＳ１３ 発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅであるかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅである場合はステップＳ１４に、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｅでない場合はステップＳ１６に進む。
ステップＳ１４ ダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する。ダウンシフト要求が発生させられた場合はステップＳ１５に進み、発生させられていない場合はステップＳ１３に戻る。
ステップＳ１５ 同時制御Ｄを選択し、処理を終了する。
ステップＳ１６ 発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより低いかどうかを判断する。発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより低い場合はステップＳ１７に、発電機回転速度ＮＧが値Ｎｄより高い場合はステップＳ１９に進む。
ステップＳ１７ ダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する。ダウンシフト要求が発生させられた場合はステップＳ１８に進み、発生させられていない場合はステップＳ１６に戻る。
ステップＳ１８ 同時制御Ｃを選択し、処理を終了する。
ステップＳ１９ エンジン１１を点火し、処理を終了する。
【００７０】
次に、前記車両駆動処理手段の同時制御実施処理手段は、同時制御実施処理を行い、選択された同時制御Ａ〜Ｄを実施し、エンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に他方の制御を開始する。
【００７１】
図９は本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示すフローチャート、図１０は本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第１のタイムチャート、図１１は本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第２のタイムチャート、図１２は本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第３のタイムチャート、図１３は本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第４のタイムチャートである。
【００７２】
まず、同時制御実施処理手段の発電機目標回転速度算出処理手段は、発電機目標回転速度算出処理を行い、同時制御指令が出力されたかどうかを判断し、同時制御指令が出力されると、車速Ｖを読み込み、同時制御時の変速後のモータ目標回転速度ＮＭ* 及び発電機目標回転速度ＮＧ* を算出する。なお、この場合、変速後のモータ目標回転速度ＮＭ* 、エンジン１１（図１）を始動したときのエンジン目標回転速度ＮＥ* 、及び変速機１８のギヤ比に基づいて発電機目標回転速度ＮＧ* を算出する。また、車速Ｖに代えて、回転速度センサ４９によって検出されたモータ回転速度ＮＭに基づいて、モータ目標回転速度ＮＭ* を算出することができる。そのために、前記同時制御実施処理手段のモータ目標回転速度算出処理手段は、モータ目標回転速度算出処理を行い、車速Ｖ及び変速前後の変速比に基づいて変速後のモータ目標回転速度ＮＭ* を算出し、同時制御実施処理手段のエンジン目標回転速度算出処理手段は、エンジン目標回転速度算出処理を行い、アクセル開度によって決定されるエンジン始動時のエンジン目標回転速度ＮＥ* を算出する。なお、前記発電機目標回転速度算出処理手段によって第１電動機回転速度算出処理手段としての第１電動機械回転速度算出処理手段が、モータ目標回転速度算出処理手段によって第２電動機回転速度算出処理手段としての第２電動機械回転速度算出処理手段が構成される。
【００７３】
続いて、前記同時制御実施処理手段のクランキング処理手段は、クランキング処理を行い、発電機回転速度ＮＧが発電機目標回転速度ＮＧ* になるように高くし、エンジン１１のクランキングを行う。なお、前記エンジン始動処理手段がエンジン始動制御を既に開始している場合、エンジン始動制御の開始に伴ってクランキングが行われ、続いて、同時制御Ｃ、Ｄが選択された後には、クランキングのエンジン回転速度ＮＥが変更される。
【００７４】
このとき、ハイブリッド型車両の慣性によって、モータ回転速度ＮＭは同じ値を採ろうとするが、エンジン１１のクランキングを行うのに伴って、モータ回転速度ＮＭを低くしようとする反力、すなわち、エンジン反力トルクが発生する。そこで、前記同時制御実施処理手段の反力対抗トルク発生処理手段は、反力対抗トルク発生処理を行い、前記エンジン反力トルクを算出し、該エンジン反力トルクを打ち消すモータトルクＴＭを発生させる。
【００７５】
次に、前記同時制御実施処理手段のエンジン回転速度判定処理手段は、エンジン回転速度判定処理を行い、発電機回転速度ＮＧ及びモータ回転速度ＮＭを読み込み、発電機回転速度ＮＧ及びモータ回転速度ＮＭに基づいて算出されたエンジン回転速度ＮＥがエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達しているかどうかを判断し、エンジン回転速度ＮＥがエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達している場合、前記同時制御実施処理手段の変速終了判断処理手段は、変速終了判断処理を行い、変速が終了したかどうかを判断し、変速が終了すると、前記同時制御実施処理手段のエンジン点火処理手段は、エンジン点火処理を行い、エンジン１１を点火する。
【００７６】
そして、前記同時制御実施処理において、同時制御Ａは図１０に示されるように行われ、同時制御Ｂは図１１に示されるように行われ、同時制御Ｃは図１２に示されるように行われ、同時制御Ｄは図１３に示されるように行われる。
【００７７】
図１０〜１４において、τ１は変速が開始されてから終了されるまでの区間、τ２は変速が開始されてからクラッチＣ０（図２）、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２の係脱が完了されるまでの区間であるイナーシャ相、τ３はクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２及びブレーキＢ１、Ｂ２の係脱が完了されてから変速が終了されるまでの区間であるトルク相である。
【００７８】
そして、変速に伴って、出力軸１９に出力される出力トルクＴＯＵＴ、エンジントルクＴＥ、発電機トルクＴＧ及びモータトルクＴＭから成る各トルク、変速に伴って係合させられる摩擦係合要素の係合側トルクＴｍ、及び変速に伴って解放される摩擦係合要素の解放側トルクＴｒから成る係合要素トルク、エンジン回転速度ＮＥ、発電機回転速度ＮＧ及びモータ回転速度ＮＭから成る回転速度、並びに発電機１６の消費電力ＰＧ、モータ２５の消費電力ＰＭ、及び消費電力ＰＧ、ＰＭを加算した総消費電力ＰＴが示される。
【００７９】
そして、図１０の同時制御Ａにおいて、タイミングｔ１でダウンシフト制御が開始され、ダウンシフトの変速の変速信号が発生させられて、変速が開始されるとともに、エンジン始動制御が開始され、エンジン始動信号が発生させられ、発電機回転速度ＮＧが高くされる。また、タイミングｔ２でイナーシャ相τ２が終了し、トルク相τ３が開始され、このとき、エンジン回転速度ＮＥはエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達する。そして、タイミングｔ３でトルク相τ３が終了するとともに、エンジン１１が点火される。
【００８０】
次に、図１１の同時制御Ｂにおいて、タイミングｔ１１でダウンシフト制御が開始され、ダウンシフトの変速の変速信号が発生させられて、変速が開始され、タイミングｔ１２でエンジン始動制御が開始され、エンジン始動信号が発生させられ、発電機回転速度ＮＧが高くされる。また、タイミングｔ１３でイナーシャ相τ２が終了し、トルク相τ３が開始され、このとき、エンジン回転速度ＮＥはエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達する。そして、タイミングｔ１４でトルク相τ３が終了するとともに、エンジン１１が点火される。
【００８１】
続いて、図１２の同時制御Ｃにおいて、タイミングｔ２１でエンジン始動制御が開始され、エンジン始動信号が発生させられ、発電機回転速度ＮＧが高くされる。そして、タイミングｔ２２でダウンシフト制御が開始され、ダウンシフトの変速の変速信号が発生させられて、変速が開始され、タイミングｔ２３でイナーシャ相τ２が終了し、トルク相τ３が開始され、このとき、エンジン回転速度ＮＥはエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達する。そして、タイミングｔ２４でトルク相τ３が終了するとともに、エンジン１１が点火される。
【００８２】
また、図１３の同時制御Ｄにおいて、タイミングｔ３１でエンジン始動制御が開始され、エンジン始動信号が発生させられ、発電機回転速度ＮＧが高くされる。そして、タイミングｔ３２でダウンシフト制御が開始され、ダウンシフトの変速の変速信号が発生させられて、変速が開始され、タイミングｔ３３でイナーシャ相τ２が終了し、トルク相τ３が開始され、このとき、エンジン回転速度ＮＥはエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* に到達する。そして、タイミングｔ３４でトルク相τ３が終了するとともに、エンジン１１が点火される。
【００８３】
このように、同時制御Ａ〜Ｄにおいては、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を、同時に開始することによって並列して同時に行うか、又はエンジン始動制御及びダウンシフト制御のうちの、少なくとも一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始し、並列して同時に行うようにしているので、発電機回転速度ＮＧが急に低くなった後に急に高くなったり、発電機回転速度ＮＧが急に高くなった後に急に低くなったりすることがなくなる。したがって、発電機回転速度ＮＧの大きな変動が連続することがない。
【００８４】
その結果、変速ショックが緩和されるので、走行フィーリングが低下するのを防止することができる。
【００８５】
また、一方の制御が行われている間、他方の制御が開始されるので、制御の全体が終了するまでの時間を短くすることができる。したがって、運転者のアクセル操作に対してハイブリッド型車両の反応を早くすることができるので、もたつき感を発生させることがなく、走行フィーリングを向上させることができる。
【００８６】
次に、図９のフローチャートについて説明する。
ステップＳ２１ 同時制御指令が出力されたかどうかを判断する。同時制御指令が出力された場合はステップＳ２２に進み、出力されない場合は処理を終了する。
ステップＳ２２ 車速Ｖから、同時制御時のモータ目標回転速度ＮＭ* 及び発電機目標回転速度ＮＧ* を算出する。
ステップＳ２３ エンジン１１のクランキングを行う。
ステップＳ２４ エンジン反力を算出する。
ステップＳ２５ エンジン反力トルクを打ち消すモータトルクＴＭを発生させる。
ステップＳ２６ エンジン回転速度ＮＥがエンジン始動回転速度ＮＥｔｈであるエンジン目標回転速度ＮＥ* 以上であるかどうかを判断する。エンジン回転速度ＮＥがエンジン目標回転速度ＮＥ* 以上である場合はステップＳ２７に進み、エンジン回転速度ＮＥがエンジン目標回転速度ＮＥ* より低い場合はステップＳ２２に戻る。
ステップＳ２７ 変速終了の判断がされたかどうかを判断する。変速終了の判断がされた場合はステップＳ２８に進み、判断がされない場合はステップＳ２６に戻る。
ステップＳ２８ エンジン１１を点火する。
ステップＳ２９ 同時制御を終了し、処理を終了する。
【００８７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるエンジン及び車両駆動装置の概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における変速機の作動表を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における変速機の速度線図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるエンジン始動制御及びダウンシフト制御を行ったときのプラネタリギヤユニットの速度線図の変化の例を示す第１の図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるエンジン始動制御及びダウンシフト制御を行ったときのプラネタリギヤユニットの速度線図の変化の例を示す第２の図である。
【図７】本発明の実施の形態における同時制御判定処理手段の動作を示す第１のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態における同時制御判定処理手段の動作を示す第２のフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第１のタイムチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第２のタイムチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第３のタイムチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態における同時制御実施処理手段の動作を示す第４のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１１ エンジン
１３ プラネタリギヤユニット
１５ 伝動軸
１６ 発電機
１８ 変速機
２５ モータ
５５ 車両制御装置
ＣＲ１ キャリヤ
Ｒ１ リングギヤ
Ｓ１ サンギヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと機械的に連結された第１、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンにそれぞれ連結された差動装置と、駆動輪に連結された出力軸と、前記第２の電動機と伝動軸を介して連結され、伝動軸に伝達された回転を変速し、変速された回転を前記出力軸に出力する変速機と、前記エンジンを始動するエンジン始動要求が発生させられたかどうか、及びダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する同時制御条件判定処理手段と、前記エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、前記第１の電動機を駆動し、前記エンジンの回転速度を始動に必要な回転速度にするエンジン始動制御、及び前記変速機においてダウンシフトの変速を行うダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始する同時制御実施処理手段とを有することを特徴とする電動車両駆動制御装置。
【請求項２】
前記同時制御実施処理手段は、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を同じタイミングで開始する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項３】
前記同時制御実施処理手段は、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を異なるタイミングで開始する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項４】
前記第１の電動機の回転速度に基づいて同時変速の内容を選択する同時制御選択処理手段を有する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項５】
前記同時制御実施処理手段は、変速比に基づいて第２の電動機の目標回転速度を算出する第２電動機回転速度算出処理手段、並びに前記第２電動機の目標回転速度、エンジンの目標回転速度及びギヤ比に基づいて第１電動機の目標回転速度を算出する第１電動機回転速度算出処理手段を備える請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項６】
前記同時制御実施処理手段は、エンジン回転速度が、エンジンを始動するのに必要なエンジン始動回転速度であるエンジン目標回転速度に到達しているかどうかを判断するエンジン回転速度判定処理手段、前記エンジン回転速度がエンジン目標回転速度に到達している場合、前記ダウンシフトの変速が終了したかどうかを判断する変速終了判断処理手段、及び前記ダウンシフトの変速が終了した場合、エンジンを点火するエンジン点火処理手段を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項７】
エンジンと機械的に連結された第１、第２の電動機、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンにそれぞれ連結された差動装置、駆動輪に連結された出力軸、及び前記第２の電動機と伝動軸を介して連結され、伝動軸に伝達された回転を変速し、変速された回転を前記出力軸に出力する変速機を有する電動車両駆動制御装置の制御方法において、前記エンジンを始動するエンジン始動要求が発生させられたかどうか、及びダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断し、前記エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、前記第１の電動機を駆動し、前記エンジンの回転速度を始動に必要な回転速度にし、前記変速機においてダウンシフトの変速を行うダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始することを特徴とする電動車両駆動制御装置の制御方法。
【請求項１】
エンジンと機械的に連結された第１、第２の電動機と、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンにそれぞれ連結された差動装置と、駆動輪に連結された出力軸と、前記第２の電動機と伝動軸を介して連結され、伝動軸に伝達された回転を変速し、変速された回転を前記出力軸に出力する変速機と、前記エンジンを始動するエンジン始動要求が発生させられたかどうか、及びダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断する同時制御条件判定処理手段と、前記エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、前記第１の電動機を駆動し、前記エンジンの回転速度を始動に必要な回転速度にするエンジン始動制御、及び前記変速機においてダウンシフトの変速を行うダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始する同時制御実施処理手段とを有することを特徴とする電動車両駆動制御装置。
【請求項２】
前記同時制御実施処理手段は、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を同じタイミングで開始する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項３】
前記同時制御実施処理手段は、エンジン始動制御及びダウンシフト制御を異なるタイミングで開始する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項４】
前記第１の電動機の回転速度に基づいて同時変速の内容を選択する同時制御選択処理手段を有する請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項５】
前記同時制御実施処理手段は、変速比に基づいて第２の電動機の目標回転速度を算出する第２電動機回転速度算出処理手段、並びに前記第２電動機の目標回転速度、エンジンの目標回転速度及びギヤ比に基づいて第１電動機の目標回転速度を算出する第１電動機回転速度算出処理手段を備える請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項６】
前記同時制御実施処理手段は、エンジン回転速度が、エンジンを始動するのに必要なエンジン始動回転速度であるエンジン目標回転速度に到達しているかどうかを判断するエンジン回転速度判定処理手段、前記エンジン回転速度がエンジン目標回転速度に到達している場合、前記ダウンシフトの変速が終了したかどうかを判断する変速終了判断処理手段、及び前記ダウンシフトの変速が終了した場合、エンジンを点火するエンジン点火処理手段を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動車両駆動制御装置。
【請求項７】
エンジンと機械的に連結された第１、第２の電動機、第１〜第３の回転要素を備え、第１の回転要素が第１の電動機に、第２の回転要素が第２の電動機に、第３の回転要素がエンジンにそれぞれ連結された差動装置、駆動輪に連結された出力軸、及び前記第２の電動機と伝動軸を介して連結され、伝動軸に伝達された回転を変速し、変速された回転を前記出力軸に出力する変速機を有する電動車両駆動制御装置の制御方法において、前記エンジンを始動するエンジン始動要求が発生させられたかどうか、及びダウンシフト要求が発生させられたかどうかを判断し、前記エンジン始動要求及びダウンシフト要求が発生させられた場合、前記第１の電動機を駆動し、前記エンジンの回転速度を始動に必要な回転速度にし、前記変速機においてダウンシフトの変速を行うダウンシフト制御のうちの一方の制御が行われている間に、他方の制御を開始することを特徴とする電動車両駆動制御装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−３０８１６７（Ｐ２００８−３０８１６７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７６８２１（Ｐ２００８−１７６８２１）
【出願日】平成２０年７月７日（２００８．７．７）
【分割の表示】特願２００５−３１１６０９（Ｐ２００５−３１１６０９）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月７日（２００８．７．７）
【分割の表示】特願２００５−３１１６０９（Ｐ２００５−３１１６０９）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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