WO2016021018A1

WO2016021018A1 - 電動車両の発進制御装置

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Publication number: WO2016021018A1
Application number: PCT/JP2014/070865
Authority: WO
Inventors: 行宣犬田; 崇荻野; 寛之福田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-02-11
Anticipated expiration: 2017-02-07

Abstract

　発進駆動力を確保しながら、エネルギー効率の向上を図ること。　モータ/ジェネレータ４と左右の前輪（１０Ｌ，１０Ｒ）の間に介装され、最ロー変速比から最ハイ変速比まで無段階に変速比を変更するベルト式無段変速機（６）を備える。このＦＦハイブリッド車両において、停車を意図する減速時、次回の発進時に備えてベルト式無段変速機（６）を最ロー変速比にして停車する発進制御手段を設ける。発進制御手段は、次回の発進時における要求駆動力が高いか低いかを予測する要求駆動力予測部を有し、予測された要求駆動力が低いとき、ベルト式無段変速機（６）の変速比を、最ロー変速比よりもハイ側変速比にして停車する。

Description

電動車両の発進制御装置

　本発明は、走行駆動用モータと駆動輪の間に介装され、最ロー変速比から最ハイ変速比まで無段階に変速比を変更する無段変速機を備えた電動車両の発進制御装置に関する。

　従来、急停車時に、無段変速機の変速比を最ロー変速比に戻して次回の発進に備えるハイブリッド型車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１－８８５８５号公報

　しかしながら、従来装置にあっては、停車時に、無段変速機の変速比を最ロー変速比に常に戻すようにしている。このため、停車時、最ロー変速比による発進にすると、変速油圧が高くなるし、無段変速機のベルトクランプ力が高くなることで駆動力伝達効率も低くなる。その結果、燃費や電費に跳ね返るエネルギー効率が悪化してしまう、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、発進駆動力を確保しながら、エネルギー効率の向上を図る電動車両の発進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、本発明は、走行駆動用モータと駆動輪の間に介装され、最ロー変速比から最ハイ変速比まで無段階に変速比を変更する無段変速機を備える。
この電動車両において、停車を意図する減速時、次回の発進時に備えて無段変速機を最ロー変速比にして停車する発進制御手段を設ける。
発進制御手段は、次回の発進時における要求駆動力が高いか低いかを予測する要求駆動力予測部を有し、予測された要求駆動力が低いとき、無段変速機の変速比を、最ロー変速比よりもハイ側変速比にして停車する。

　よって、停車を意図する減速時、次回の発進時における要求駆動力が高いか低いかが予測され、予測された要求駆動力が低いとき、無段変速機の変速比が、最ロー変速比よりもハイ側変速比にして停車される。
すなわち、走行駆動用モータを駆動源とする電動車両の場合、低回転域から最大トルクを発生することができ、無段変速機を最ロー変速比にしなくても発進が可能である。したがって、高い駆動力を必要としない緩勾配登坂路や平坦路や降坂路においては、変速比を大きく戻すことなく最ロー変速比よりもハイ側変速比にして停車することにより、変速エネルギーの損失が低減する。
この結果、発進駆動力を確保しながら、エネルギー効率の向上を図ることができる。

実施例１の発進制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両（車両の一例）を示す全体システム図である。実施例１のハイブリッドコントロールモジュールで実行される発進制御処理の流れを示すフローチャートである。実施例１の発進制御処理により最Low発進が選択されたときのアクセル開度・ブレーキ・エコモード（ECO Mode）・Vsp（車速）・変速比（Ratio）・変速油圧・CVT効率の各特性を示すタイムチャートである。実施例１の発進制御処理により２速以上発進が選択されたときのアクセル開度・ブレーキ・エコモード（ECO Mode）・Vsp（車速）・変速比（Ratio）・変速油圧・CVT効率の各特性を示すタイムチャートである。ギア段相当に換算した変速比に対するLow発進油圧と２速発進油圧を示す対比特性図である。ギア段相当に換算した変速比に対するLow発進変速機効率と２速発進変速機効率を示す対比特性図である。実施例２のハイブリッドコントロールモジュールで実行される減速回生時の発進制御処理（回生）の流れを示すフローチャートである。実施例２のハイブリッドコントロールモジュールで実行されるEV発進時の発進制御処理（力行）の流れを示すフローチャートである。実施例２の発進制御処理が行われるときの車速（VSP）・変速比（Ratio）・変速エネルギー・Ｏ／Ｐ回転・タイヤ軸駆動可能トルク・回生エネルギー積算推定の各特性を示すタイムチャートである。

　以下、本発明の電動車両の発進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。
実施例１の発進制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両（車両の一例）の構成を、「全体システム構成」、「発進制御構成」に分けて説明する。

　［全体システム構成］
　図１はＦＦハイブリッド車両の全体システムを示す。以下、図１に基づいて、ＦＦハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。

　ＦＦハイブリッド車両の駆動系には、図１に示すように、スタータモータ１と、横置きエンジン２と、第１クラッチ３(略称「CL1」)と、モータ/ジェネレータ４(略称「MG」)と、第２クラッチ５（略称「CL2」）と、ベルト式無段変速機６（略称「CVT」）と、を備えている。ベルト式無段変速機６の出力軸は、終減速ギアトレイン７と差動ギア８と左右のドライブシャフト９Ｒ，９Ｌを介し、左右の前輪１０Ｒ，１０Ｌに駆動連結される。なお、左右の後輪１１Ｒ，１１Ｌは、従動輪としている。

　前記スタータモータ１は、そのモータ軸に、横置きエンジン２のクランク軸に設けられたリングギア１７と噛み合うピニオンギア１８を有し、横置きエンジン２のスタータ始動時、リングギア１７に対しピニオンギア１８が噛み合い、クランク軸を回転駆動する。

　前記横置きエンジン２は、クランク軸方向を車幅方向としてフロントルームに配置したエンジンであり、エンジン逆転を検知するクランク軸回転センサ１３を有する。この横置きエンジン２は、始動方式として、第１クラッチCL1を介してモータ/ジェネレータ４によりクランキングする「MG始動モード」と、スタータモータ１によりクランキングする「スタータ始動モード」と、を有する。

　前記モータ/ジェネレータ４は、第１クラッチ３を介して横置きエンジン２に連結された三相交流の永久磁石型同期モータである。このモータ/ジェネレータ４は、後述する強電バッテリ２１を電源とし、ステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータ２６が、ＡＣハーネス２７を介して接続される。

　前記第２クラッチ５は、モータ/ジェネレータ４と駆動輪である左右の前輪１０Ｒ，１０Ｌとの間に介装された油圧作動による湿式の多板摩擦クラッチであり、第２クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/開放が制御される。実施例１の第２クラッチ５は、遊星ギアによるベルト式無段変速機６の前後進切替機構に設けられた前進クラッチ５ａと後退ブレーキ５ｂを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチ５ａが第２クラッチCL2とされ、後退走行時には、後退ブレーキ５ｂが第２クラッチCL2とされる。

　前記ベルト式無段変速機６は、プライマリ油室とセカンダリ油室への変速油圧によりベルトの巻き付き径を変えることで無段階の変速比を得る変速機である。このベルト式無段変速機６には、メカオイルポンプ１４と、電動オイルポンプ１５と、メカオイルポンプ１４と電動オイルポンプ１５の少なくとも一方からのポンプ吐出作動油を調圧することで生成したライン圧PLを元圧として第１，第２クラッチ油圧及び変速油圧を作り出す図外のコントロールバルブユニットと、を有する。なお、メカオイルポンプ１４は、モータ/ジェネレータ４のモータ軸（＝変速機入力軸）により回転駆動される。電動オイルポンプ１５は、ポンプモータ１２により回転駆動される。なお、ポンプモータ１２としては、モータ回転数制御ができる三相交流の永久磁石型同期モータが用いられる。

　前記第１クラッチ３とモータ/ジェネレータ４と第２クラッチ５により１モータ・２クラッチのハイブリッド駆動システムが構成され、このシステムによる主な駆動態様として「EVモード」と「HEVモード」と「HEV WSCモード」を有する。「EVモード」は、第１クラッチ３を開放し、第２クラッチ５を締結してモータ/ジェネレータ４のみを駆動源に有する電気自動車モードであり、「EVモード」による走行を「EV走行」という。「HEVモード」は、両クラッチ３，５を締結して横置きエンジン２とモータ/ジェネレータ４を駆動源に有するハイブリッド車モードであり、「HEVモード」による走行を「HEV走行」という。「HEV WSCモード」は、「HEVモード」において、モータ/ジェネレータ４をモータ回転数制御とし、第２クラッチ５を要求駆動力相当の容量にてスリップ締結するCL2スリップ締結モードである。この「HEV WSCモード」は、駆動系にトルクコンバータのような回転差吸収継手を持たないことで、「HEVモード」での停車からの発進域等において、横置きエンジン２（アイドル回転数以上）と左右前輪１０Ｌ，１０Ｒの回転差をCL2スリップ締結により吸収するために選択される。

　なお、図１の回生協調ブレーキユニット１６は、ブレーキ操作時、原則として回生動作を行うことに伴い、トータル制動トルクをコントロールするデバイスである。この回生協調ブレーキユニット１６には、ブレーキペダルと、横置きエンジン２の吸気負圧を用いる負圧ブースタと、マスタシリンダと、を備える。そして、ブレーキ操作時、ペダル操作量に基づく要求制動力から回生制動力を差し引いた分を液圧制動力で分担するというように、回生分/液圧分の協調制御を行う。

　ＦＦハイブリッド車両の電源システムとしては、図１に示すように、強電バッテリ２１と、１４Ｖバッテリ２２と、を備えている。

　前記強電バッテリ２１は、主にモータ/ジェネレータ４の電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルにより構成したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリが用いられる。この強電バッテリ２１には、強電の供給/遮断/分配を行うリレー回路を集約させたジャンクションボックスが内蔵され、さらに、バッテリ冷却機能を持つ冷却ファンユニット２４と、バッテリ充電容量（バッテリSOC）やバッテリ温度を監視するリチウムバッテリコントローラ８６と、が付設される。

　前記強電バッテリ２１とモータ/ジェネレータ４は、ＤＣハーネス２５とインバータ２６とＡＣハーネス２７を介して接続される。インバータ２６には、力行/回生制御を行うモータコントローラ８３が付設される。つまり、インバータ２６は、強電バッテリ２１の放電によりモータ/ジェネレータ４を駆動する力行時、ＤＣハーネス２５からの直流をＡＣハーネス２７への三相交流に変換する。また、モータ/ジェネレータ４での発電により強電バッテリ２１を充電する回生時、ＡＣハーネス２７からの三相交流をＤＣハーネス２５への直流に変換する。

　前記強電バッテリ２１とポンプモータ１２は、ＤＣハーネス２５とオイルポンプインバータ２８とＡＣハーネス２９を介して接続される。オイルポンプインバータ２８には、ポンプモータ１２のモータ回転数を制御するオイルポンプモータコントローラ８５が付設される。

　前記１４Ｖバッテリ２２は、主に１４Ｖ系負荷である図示しない電装機器の電源として搭載された二次電池であり、例えば、エンジン車等で搭載されている鉛バッテリが用いられる。DC/DCコンバータ３５は、強電バッテリ２１からの数百ボルト電圧を１５Ｖに変換するものであり、このDC/DCコンバータ３５を、ハイブリッドコントロールモジュール８１により制御することで、１４Ｖバッテリ２２の充電量を管理する構成としている。

　ＦＦハイブリッド車両の制御システムとしては、図１に示すように、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール８１（略称：「HCM」）を備えている。このハイブリッドコントロールモジュール８１に接続される制御手段として、エンジンコントロールモジュール８２（略称：「ECM」）と、モータコントローラ８３（略称：「MC」）と、CVTコントロールユニット８４（略称：「CVTCU」）と、オイルポンプモータコントローラ８５と、リチウムバッテリコントローラ８６（略称：「LBC」）と、を有する。ハイブリッドコントロールモジュール８１を含むこれらの制御手段は、CAN通信線９０（CANは「Controller Area Network」の略称）により双方向情報交換可能に接続される。

　前記ハイブリッドコントロールモジュール８１は、各制御手段、イグニッションスイッチ９１、アクセル開度センサ９２、車速センサ９３、エコモードスイッチ９４、前後Ｇセンサ９５、ナビゲーションシステム９６等からの入力情報に基づき、様々な制御を行う。エンジンコントロールモジュール８２は、横置きエンジン２の燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御等を行う。モータコントローラ８３は、インバータ２６によるモータジェネレータ４の力行制御や回生制御等を行う。CVTコントロールユニット８４は、第１クラッチ３の締結油圧制御、第２クラッチ５の締結油圧制御、ベルト式無段変速機６の変速油圧制御等を行う。オイルポンプモータコントローラ８５は、オイルポンプモータ１２のモータ回転数を制御する。リチウムバッテリコントローラ８６は、強電バッテリ２１のバッテリSOCやバッテリ温度等を管理する。

　［発進制御構成］
　図２は実施例１のハイブリッドコントロールモジュール８１で実行される発進制御処理の流れを示す。以下、図２に基づき、最適効率による発進制御構成（発進制御手段に相当）をあらわす各ステップについて説明する。

　ステップＳ１では、アクセル開度変化速度が、エコ走行判定を行う閾値未満であるか否かが判断される。YES（アクセル開度変化速度＜閾値）の場合はステップＳ２へ進み、NO（アクセル開度変化速度≧閾値）の場合はステップＳ１０へ進む。
ここで、アクセル開度変化速度は、アクセル開度センサ９２からのセンサ値を時間微分することで得られる。また、エコ走行判定を行う閾値は、例えば、エコモードスイッチ９４によりエコモードを選択したときの駆動力の上昇制限勾配と同等の値に設定される。

　ステップＳ２では、ステップＳ１でのアクセル開度変化速度＜閾値であるとの判断に続き、前後Ｇセンサ９５により検出された前後Ｇが、前後Ｇ＜０（減速）であるか否かが判断される。YES（前後Ｇ＜０）の場合はステップＳ３へ進み、NO（前後Ｇ≧０）の場合はステップＳ１へ戻る。

　ステップＳ３では、ステップＳ２での前後Ｇ＜０であるとの判断、或いは、ステップＳ６又はステップＳ９でのVsp≠０であるとの判断に続き、路面勾配が閾値以下であるか否かを判断する。YES（勾配≦閾値）の場合はステップＳ４へ進み、NO（勾配＞閾値）の場合はステップＳ８へ進む。
ここで、路面勾配は、アクセル開度センサ９２や前後Ｇセンサ９５からのセンサ情報に基づく推定演算やナビゲーションシステム９６からの路面情報等により取得する。また、閾値は、路面勾配が登坂勾配であって、且つ、発進時に高い駆動力を要する登坂勾配角度に相当する値に設定される。

　ステップＳ４では、ステップＳ３での勾配≦閾値であるとの判断に続き、ドライバがエコモードスイッチ９４をオン操作しているか否かを判断する。YES（エコモードSW ON）の場合はステップＳ５へ進み、NO（エコモードSW OFF）の場合はステップＳ８へ進む。
ここで、エコモードスイッチ９４をオンにすると、発進を含む走行時、駆動力変化を制限する燃費重視モード（＝エコモード）による走行になる。

　ステップＳ５では、ステップＳ４でのエコモードSW ONであるとの判断に続き、２速相当以上の変速比による停止を許可し、ステップＳ６へ進む。
ここで、２速相当以上の変速比による停止を許可する場合、目標変速比を路面勾配に応じてハイ側変速比とする変速制御を行っても良い。例えば、路面勾配が緩登坂路のとき２速相当変速比を目標変速比とし、平坦路のとき３速相当変速比を目標変速比とし、降坂路のときは４速相当以上の変速比を目標変速比にする。或いは、目標変速比を２速相当変速比等のように、固定のハイ側変速比とする変速制御を行っても良い。

　ステップＳ６では、ステップＳ５でのRatio２速以上停止許可に続き、車速センサ９３により検出された車速Vspが、Vsp＝０であるか否かを判断する。YES（Vsp＝０）の場合はステップＳ７へ進み、NO（Vsp≠０）の場合はステップＳ３へ戻る。

　ステップＳ７では、ステップＳ６でのVsp＝０であるとの判断に続き、次回の発進に備え、ベルト式無段変速機６の変速比をRatio２速以上の変速比にし、エンドへ進む。
つまり、次回の発進時には、発進時の要求駆動力をモータ/ジェネレータ４によるモータトルクとRatio２速以上の変速比により得る発進となる。

　ステップＳ８では、ステップＳ３での勾配＞閾値であるとの判断、或いは、ステップＳ４でのエコモードSW OFFであるとの判断に続き、ベルト式無段変速機６の変速比を、現在の変速比から最ロー変速比までの最Low戻り制御を行い、ステップＳ９へ進む。

　ステップＳ９では、ステップＳ８での最Low戻り制御に続き、車速センサ９３により検出された車速Vspが、Vsp＝０であるか否かを判断する。YES（Vsp＝０）の場合はステップＳ１０へ進み、NO（Vsp≠０）の場合はステップＳ３へ戻る。

　ステップＳ１０では、ステップＳ９でのVsp＝０であるとの判断、或いは、ステップＳ１でのアクセル開度変化速度≧閾値であるとの判断に続き、ベルト式無段変速機６の変速比を最ロー変速比にし、エンドへ進む。
つまり、次回の発進時には、発進時の要求駆動力をモータ/ジェネレータ４によるモータトルクと最ロー変速比により得る発進となる。

　次に、作用を説明する。
実施例１のＦＦハイブリッド車両の発進制御装置における作用を、「発進制御処理作用」、「発進制御作用」、「Ratio２速以上発進制御による特徴作用」に分けて説明する。

　［発進制御処理作用］
　図２のフローチャートに基づき、発進制御処理作用を説明する。まず、ドライバによるアクセル踏み込み速度やアクセル足離し速度が大きく、アクセル開度変化速度≧閾値であるときは、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ１０→エンドへ進む。ステップＳ１０では、ベルト式無段変速機６の変速比を最ロー変速比にして停車し、次回の高要求駆動力発進に備える。

　登坂勾配路での減速時であり、アクセル開度変化速度＜閾値、且つ、前後Ｇ＜０（減速）であるが、勾配＞閾値である。このとき、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ８→ステップＳ９へと進み、車速Vspがゼロになるまで、ステップＳ３→ステップＳ８→ステップＳ９へと進む流れが繰り返される。車速Vspがゼロになると、ステップＳ９からステップＳ１０→エンドへ進む。

　平坦路等での減速時であり、アクセル開度変化速度＜閾値、前後Ｇ＜０（減速）、勾配≦閾値であるが、ドライバがエコモードスイッチ９４をオフにしている。このとき、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ８→ステップＳ９へと進み、車速Vspがゼロになるまで、ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ８→ステップＳ９へと進む流れが繰り返される。そして、車速Vspがゼロになると、ステップＳ９からステップＳ１０→エンドへ進む。

　このように、勾配＞閾値である登坂勾配路での減速時、或いは、ドライバがエコモードスイッチ９４をオフにしている減速時は、次回発進時の要求駆動力が高いと予測する。この要求駆動力予測にしたがって、ステップＳ８では、ベルト式無段変速機６の変速比を、現在の変速比から最ロー変速比まで変速させる最Low戻り制御が行われる。そして、ステップＳ１０では、ベルト式無段変速機６の変速比を最ロー変速比にして停車し、次回の高要求駆動力発進に備える。

　一方、平坦路等での減速時であり、アクセル開度変化速度＜閾値、前後Ｇ＜０（減速）、勾配≦閾値、ドライバがエコモードスイッチ９４をオンにしている。このとき、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進み、車速Vspがゼロになるまで、ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れが繰り返される。そして、車速Vspがゼロになると、ステップＳ６からステップＳ７→エンドへ進む。

　このように、ドライバがエコモードスイッチ９４をオンにしている平坦路等での減速時は、次回発進時の要求駆動力が低いと予測する。この要求駆動力予測にしたがって、ステップＳ５では、２速相当以上の変速比による停止が許可される。そして、ステップＳ７では、ベルト式無段変速機６の変速比をRatio２速以上の変速比にして停車し、次回の低要求駆動力発進に備える。

　［発進制御作用］
　図３は実施例１の発進制御処理により最Low発進が選択されたときの各特性を示す。以下、図３に示すタイムチャートに基づき、最Low発進制御作用を説明する。
図３において、時刻t1はアクセル戻し操作時刻であり、時刻t2はブレーキ踏み込み操作時刻であり、時刻t3は１速へ戻す変速油圧到達時刻であり、時刻t4は最ロー変速比到達時刻であり、時刻t5は停車時刻である。時刻t6はブレーキ足離し操作時刻であり、時刻t7はアクセル踏み込み操作時刻である。

　まず、時刻t1にてアクセルペダルの戻し操作を開始すると、時刻t1の直後にアクセル開度変化速度＜閾値であることが判断される。そして、時刻t2にてブレーキペダルの踏み込み操作を開始すると、車速Vspの実線特性に示す減速度（車速低下勾配）が、車速Vspの破線特性（勾配≦閾値）に比べて大きいことで、勾配＞閾値である登坂勾配路による最Low発進と判定される。このため、ブレーキ踏み込み操作時刻t2になると、現在の変速比から１速へ戻す変速油圧を時刻t3まで立ち上げ、最Low変速比（１速相当）までの変速が開始される。なお、時刻t2から１速へ戻す変速油圧を時刻t3まで立ち上げることに伴い、時刻t2から時刻t3までのCVT効率は低下する。そして、停車前の時刻t4にて最Low変速比まで到達し、時刻t5にて停車する。
停車後、発進を意図し、時刻t6にてブレーキペダルの足離し操作を行い、時刻t7にてアクセルペダル踏み込み操作を行うと、最Low変速比（１速相当）による高要求駆動力発進となり、時刻t7以降は、車速Vspを上昇させての登坂勾配路発進となる。

　図４は実施例１の発進制御処理により２速以上発進が選択されたときの各特性を示す。以下、図４に示すタイムチャートに基づき、２速以上発進制御作用を説明する。
図４において、時刻t1はアクセル戻し操作時刻であり、時刻t2はブレーキ踏み込み操作時刻であり、時刻t3は２速以上にする変速油圧到達時刻であり、時刻t4は２速以上変速比到達時刻であり、時刻t5は停車時刻＆ブレーキ足離し操作時刻である。時刻t6はアクセル踏み込み操作時刻である。

　まず、時刻t1にてアクセルペダルの戻し操作を開始すると、時刻t1の直後にアクセル開度変化速度＜閾値であることが判断される。そして、時刻t2にてブレーキペダルの踏み込み操作を開始すると、車速Vspの実線特性に示す減速度（車速低下勾配）が、車速Vspの破線特性（勾配＞閾値）に比べて小さいことで、勾配≦閾値である平坦路や降坂路による２速以上発進と判定される。このため、ブレーキ踏み込み操作時刻t2になると、現在の変速比から２速以上の変速比にする変速油圧を時刻t3まで立ち上げ、２速以上変速比までの変速が開始される。なお、時刻t2から２速以上の変速比にする変速油圧を時刻t3まで立ち上げることに伴い、時刻t2から時刻t3までのCVT効率が低下するもののその低下勾配は最Low変速比に戻す場合（図３）に比べ緩やかになる。そして、停車前の時刻t4にて２速以上の変速比まで到達し、時刻t5にて停車する。
停車とほぼ同時に発進を意図し、時刻t5にてブレーキペダルの足離し操作を行い、時刻t6にてアクセルペダル踏み込み操作を行うと、２速以上の変速比による低要求駆動力発進となり、時刻t6以降は、車速Vspを上昇させての平坦路発進や降坂路発進となる。

　上記のように、停車を意図する減速時、次回の発進時における要求駆動力が高いか低いかを予測し、予測された要求駆動力が低いとき、ベルト式無段変速機６の変速比を、最Low変速比よりもハイ側変速比にして停車する構成とした。
すなわち、モータ/ジェネレータ４を駆動源に有するハイブリッド車両の場合、EVモードでは低回転域から最大トルクを発生することができ、ベルト無段変速機６を最Low変速比にしなくても発進が可能である。したがって、高い駆動力を必要としない緩勾配登坂路や平坦路や降坂路においては、変速比を大きく戻すことなく最Low変速比よりもハイ側変速比にして停車することにより、変速エネルギーの損失が低減する。

　この結果、発進駆動力を確保しながら、発進油圧の低下とCVT効率の上昇によりエネルギー効率の向上が図られる。つまり、ベルト式無段変速機６を使ったハイブリッド車両で最Low変速比による発進は油圧が高く効率が悪い。これに対し、EV発進可能な条件では次回の発進駆動力を予測し、効率の良い２速相当や３速相当の変速比条件で発進する。これによって、図４のΔＰ，Δηに示すように、発進油圧が低下すると共に、CVT効率（＝ベルト伝達効率）が上昇し、燃費が向上する。ちなみに、Low発進を２速発進に変更した場合、図５のΔＰに示すように、発進油圧が低下する。また、Low発進を２速発進に変更した場合、図６のΔηに示すように、CVT効率が上昇する。

　［Ratio２速以上発進制御による特徴作用］
　実施例１では、路面勾配の推定に基づき、次回の発進時における要求駆動力を予測し、登坂路勾配が閾値以下のとき、ベルト式無段変速機６の変速比を、最Low変速比よりもハイ側変速比にして停車する構成とした。
すなわち、ハイブリッド車両の場合、高い発進駆動力を要する登坂路発進時には、エンジン駆動を加えたHEVモードが選択され、登坂路発進ではない限り、モータ駆動によるEVモードを選択してのEV発進とされる。このため、EV発進可能な路面勾配条件のときは、次回の発進における要求駆動力が低いEV発進と予測することができる。
したがって、次回の発進時における要求駆動力を路面勾配による予測とすることで、停車路面が低負荷路面（緩勾配登坂路、平坦路、降坂路等）のとき、要求駆動力が低いEV発進であると判定される。

　実施例１では、発進時の駆動力変化を制限するエコモードスイッチ９４からのスイッチ信号に基づき、次回の発進時における要求駆動力を予測し、エコモードスイッチ９４がオンであるとき、ベルト式無段変速機６の変速比を、最Low変速比よりもハイ側の変速比にして停車する構成とした。
すなわち、エコモードスイッチ９４に対しドライバがオン操作をしたということは、ドライバ要求が、発進加速性能要求よりも燃費性能要求が高いことを示している。このため、エコモードスイッチ９４からのオン信号により、次回の発進時は要求駆動力が低いEV発進と予測することができる。
したがって、次回の発進時における要求駆動力をエコモードスイッチ９４のスイッチ信号による予測とすることで、エコモードスイッチ９４がオンであるとき、要求駆動力が低いEV発進であると判定される。

　次に、効果を説明する。
実施例１のＦＦハイブリッド車両の発進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) 走行駆動用モータ（モータ/ジェネレータ４）と駆動輪（左右の前輪１０Ｌ，１０Ｒ）の間に介装され、最ロー変速比から最ハイ変速比まで無段階に変速比を変更する無段変速機（ベルト式無段変速機６）を備えた電動車両（ＦＦハイブリッド車両）において、
　停車を意図する減速時、次回の発進時に備えて無段変速機（ベルト式無段変速機６）を最ロー変速比にして停車する発進制御手段（図２）を設け、
　発進制御手段（図２）は、次回の発進時における要求駆動力が高いか低いかを予測する要求駆動力予測部（図２のＳ３，Ｓ４）を有し、予測された要求駆動力が低いとき、無段変速機（ベルト式無段変速機６）の変速比を、最ロー変速比よりもハイ側変速比にして停車する（図２のＳ５）。
このため、発進駆動力を確保しながら、エネルギー効率の向上を図ることができる。特に、エンジンが搭載されたハイブリッド車両の場合、狙いとする燃費の向上を図ることができる。

　(2) 要求駆動力予測部は、路面勾配の推定に基づき、次回の発進時における要求駆動力を予測し（図２のＳ３）、
　発進制御手段（図２）は、登坂路勾配が閾値以下のとき（Ｓ３でYES）、ベルト式無段変速機６の変速比を、最ロー変速比よりもハイ側変速比にして停車する（Ｓ５）。
このため、(1)の効果に加え、次回の発進時における要求駆動力を路面勾配による予測とすることで、停車路面が低負荷路面のとき、要求駆動力が低いEV発進であると判定することができる。

　(3) 要求駆動力予測部は、発進時の駆動力変化を制限するエコモードスイッチ９４からのスイッチ信号に基づき、次回の発進時における要求駆動力を予測し（図２のＳ４）、
　発進制御手段（図２）は、エコモードスイッチ９４がオンであるとき（Ｓ４でYES）、ベルト式無段変速機６の変速比を、最ロー変速比よりもハイ側変速比にして停車する（Ｓ５）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、次回の発進時における要求駆動力をエコモードスイッチ９４のスイッチ信号による予測とすることで、エコモードスイッチ９４がオンであるとき、要求駆動力が低いEV発進であると判定することができる。

　実施例２は、車両減速及び停止時、発進可能駆動トルクを発生することができる発進時必要変速比までしか変速しないようにした例である。

　まず、全体システム構成については、図１に示す実施例１の全体システム構成と同じであるので、図示並びに説明を省略する。以下、実施例２の発進制御構成を説明する。

　［発進制御構成］
　図７は実施例２のハイブリッドコントロールモジュール８１で実行される減速回生時の発進制御処理（回生）の流れを示す。以下、図７に基づき、発進制御構成（発進制御手段に相当）をあらわす各ステップについて説明する。

　ステップＳ２１で停車を意図する減速回生時であると判断されると、次のステップＳ２２では、回生エネルギー増加分が変速エネルギー必要分より大きいか否かを判断する。YES（回生エネルギー増加分＞変速エネルギー必要分）の場合はステップＳ２３へ進み、NO（回生エネルギー増加分≦変速エネルギー必要分）の場合はステップＳ２４へ進む。
ここで、回生エネルギー増加分が変速エネルギー必要分より大きいか否かの判断は、
E(η’M×η’CVT－ηM×ηCVT)＞E(ｉ’r→ｉｒ)　　　…(1)
但し、η’M：最良動作点モータ効率、η’CVT：最良動作点CVT効率、ηM：現時点モータ効率、ηCVT：現時点CVT効率、ｉ’r：最良動作点変速比、ｉｒ：現時点変速比
により行われる。上記(1)の比較式において、左辺の「E(η’M×η’CVT－ηM×ηCVT)」は、現時点変速比ｉｒから最良動作点変速比ｉ’rにしたときの回生エネルギー増加分をあらわす。右辺の「E(ｉ’r→ｉｒ)」は、現時点変速比ｉｒから最良動作点変速比ｉ’rに変速するための変速エネルギー必要分をあらわす。

　ステップＳ２３では、ステップＳ２２での回生エネルギー増加分＞変速エネルギー必要分であるとの判断に続き、ベルト式無段変速機６の現時点変速比ｉｒを、最良動作点変速比ｉ’rに変速し、ステップＳ２５へ進む。

　ステップＳ２４では、ステップＳ２２での回生エネルギー増加分≦変速エネルギー必要分であるとの判断に続き、ベルト式無段変速機６の現時点変速比ｉｒをそのままとして変速しないで、ステップＳ２５へ進む。

　ステップＳ２５では、ステップＳ２３での最良動作点変速比ｉ’rへの変速、或いは、ステップＳ２４での変速なし、或いは、ステップＳ２８でのLOW側変速に続き、車両走行路面の路面傾斜（登坂）を推定し、ステップＳ２６へ進む。
ここで、路面傾斜（登坂）の推定は、減速Ｇとブレーキ制動力（回生トルク＋メカブレーキ制動力）の少なくとも一方により路面傾斜を推定する。或いは、ナビゲーションシステム９６からの位置情報（ＧＰＳ情報と地図情報）により路面傾斜を推定する。

　ステップＳ２６では、ステップＳ２５での路面傾斜（登坂）の推定に続き、推定された路面傾斜情報を用い、次回の発進時に発進可能駆動トルクを発生することができる発進時必要変速比を算出し、ステップＳ２７へ進む。
ここで、発進時必要変速比の算出する際、路面傾斜情報を用いた変速比を基準値とし、停止時のステアリング操作量が多いときは発進時必要変速比を小さくする補正を行い、停止直前の横Ｇを検出したときは発進時必要変速比を小さくする補正を行う。

　ステップＳ２７では、ステップＳ２６での発進時必要変速比の算出に続き、ベルト式無段変速機６の現時点変速比が、発進時必要変速比以上の変速比であるか否かを判断する。YES（現時点変速比≧発進時必要変速比）の場合はエンドへ進み、NO（現時点変速比＜発進時必要変速比）の場合はステップＳ２８へ進む。

　ステップＳ２８では、ステップＳ２７での現時点変速比＜発進時必要変速比であるとの判断に続き、ベルト式無段変速機６の現時点変速比を、発進時必要変速比に向かってLOW側へ変速し、ステップＳ２５へ戻る。

　図８は実施例２のハイブリッドコントロールモジュール８１で実行されるEV発進時の発進制御処理（力行）の流れを示す。以下、図８に基づき、発進制御構成（発進制御手段に相当）をあらわす各ステップについて説明する。

　ステップＳ３１で停車からのEV発進を意図するEV力行であると判断されると、次のステップＳ３２では、力行エネルギー増加分が変速エネルギー必要分より大きいか否かを判断する。YES（力行エネルギー増加分＞変速エネルギー必要分）の場合はステップＳ３３へ進み、NO（力行エネルギー増加分≦変速エネルギー必要分）の場合はステップＳ３４へ進む。
ここで、力行エネルギー増加分が変速エネルギー必要分より大きいか否かは上記(1)の比較式により判断される。(1)の比較式において、左辺の「E(η’M×η’CVT－ηM×ηCVT)」は、現時点変速比ｉｒから最良動作点変速比ｉ’rにしたときの力行エネルギー増加分をあらわし、右辺の「E(ｉ’r→ｉｒ)」は、現時点変速比ｉｒから最良動作点変速比ｉ’rに変速するための変速エネルギー必要分をあらわす。

　ステップＳ３３では、ステップＳ３２での力行エネルギー増加分＞変速エネルギー必要分であるとの判断に続き、ベルト式無段変速機６の現時点変速比ｉｒを、最良動作点変速比ｉ’rに変速し、エンドへ進む。

　ステップＳ３４では、ステップＳ３２での力行エネルギー増加分≦変速エネルギー必要分であるとの判断に続き、ベルト式無段変速機６の現時点変速比ｉｒをそのままとして変速しないで、エンドへ進む。

　次に、作用を説明する。
実施例２のＦＦハイブリッド車両の発進制御装置における作用を、「発進制御処理作用」、「発進制御作用」に分けて説明する。

　［発進制御処理作用］
　図７のフローチャートに基づき、減速回生時の発進制御処理作用を説明する。減速回生が開始されると、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２へと進み、ステップＳ２２では、回生エネルギー増加分が変速エネルギー必要分より大きいか否かが判断される。そして、回生エネルギー増加分＞変速エネルギー必要分の場合、つまり、変速してもエネルギー勘定として得する場合は、ステップＳ２２からステップＳ２３へ進み、ベルト式無段変速機６の現時点変速比ｉｒが、最良動作点変速比ｉ’rに変速される。一方、回生エネルギー増加分≦変速エネルギー必要分の場合、つまり、変速するとエネルギー勘定として損する場合は、ステップＳ２２からステップＳ２４へ進み、ベルト式無段変速機６の変速比を現時点変速比ｉｒのままとして変速しない。

　そして、ステップＳ２３又はステップＳ２４にて回生時変速制御が終了すると、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ２５→ステップＳ２６→ステップＳ２７へと進む。ステップＳ２５では、車両走行路面の路面傾斜（登坂）が推定され、ステップＳ２６では、推定された路面傾斜情報を用い、次回の発進時に発進可能駆動トルクを発生することができる発進時必要変速比が算出される。次のステップＳ２７では、ベルト式無段変速機６の現時点変速比が、発進時必要変速比以上の変速比であるか否かが判断される。ステップＳ２７で現時点変速比＜発進時必要変速比であると判断された場合は、ステップＳ２７→ステップＳ２８へ進み、ステップＳ２８では、ベルト式無段変速機６の現時点変速比が、発進時必要変速比に向かってLOW側へ変速され、ステップＳ２５へ戻る。ステップＳ２７で現時点変速比≧発進時必要変速比であると判断された場合は、ステップＳ２７→エンドへ進み、ベルト式無段変速機６の変速比を現時点変速比としたままで終了する。

　図８のフローチャートに基づき、EV発進時の発進制御処理作用を説明する。停車からのEV発進を意図するEV力行が開始されると、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ３１→ステップＳ３２へ進み、ステップＳ３２では、力行エネルギー増加分が変速エネルギー必要分より大きいか否かが判断される。ステップＳ３２で力行エネルギー増加分＞変速エネルギー必要分であると判断された場合は、ステップＳ３２からステップＳ３３→エンドへと進み、ステップＳ３２では、ベルト式無段変速機６の現時点変速比ｉｒが、最良動作点変速比ｉ’rに変速される。一方、ステップＳ３２で力行エネルギー増加分≦変速エネルギー必要分であると判断された場合は、ステップＳ３２からステップＳ３４→エンドへと進み、ステップＳ３４では、ベルト式無段変速機６の現時点変速比ｉｒがそのままとされる。

　［発進制御作用］
　図９は実施例２の発進制御処理が行われるときの車速（VSP）・変速比（Ratio）・変速エネルギー・Ｏ／Ｐ回転・タイヤ軸駆動可能トルク・回生エネルギー積算推定の各特性を示す。以下、図９に示すタイムチャートに基づき、発進制御作用を説明する。
図９において、時刻t0は減速回生開始時刻であり、時刻t1は減速回生中の変速開始時刻であり、時刻t2は減速回生中の変速終了時刻であり、時刻t3は電動Ｏ／Ｐ作動開始時刻であり、時刻t4は比較例での最Low変速比到達時刻である。時刻t5は比較例での回生終了時刻であり、時刻t6は停車時刻である。

　まず、メカオイルポンプのみを用い、減速からの停車時、次回の発進の備え、変速比を最Low変速比とする最Low戻し制御を行うものを比較例とする。
この比較例の場合、車速が低くなってゆくとメカオイルポンプの回転数が下がり、オイルポンプ流量が足りなくなり、トルク伝達ができなくなる。そのため、メカオイルポンプの回転数低下を抑えるように、比較例の変速比特性に示すように、High変速比→最Low変速比に変速している。
したがって、比較例では、変速開始時刻t1から最Low変速比到達時刻t4まで変速エネルギーを要し、特に、最Low変速比に近づくほど変速エネルギーが高くなる。また、最Low戻し制御を行っても、オイルポンプ最小回転数（Ｏ／Ｐmin回転）に達すると変速油圧を確保することができず、時刻t5で回生が終了してしまう。

　これに対し、実施例２の場合、減速回生中の変速に関しては、回生エネルギーと変速エネルギーを考慮し、エネルギー勘定が良好となる条件のときに限り、最良動作点変速比ｉ’ｒまでの変速を行うようにしている。また、次回の発進に備えた変速に関しては、発進可能駆動トルクが得られる発進時必要変速比までしか変速しないようにしている。

　したがって、減速回生中は、変速開始時刻t1から変速終了時刻t2（変速比が最良動作点変速比ｉ’ｒになる時刻）まで変速エネルギーを要するだけである。このため、図９のハッチング領域Ａが、比較例に対する変速エネルギー減少分になる。また、時刻t3にてメカオイルポンプ１４がオイルポンプ最小回転数（Ｏ／Ｐmin回転）に達するが、この時点で電動オイルポンプ１５を回転駆動することで、最Low変速比にしなくても、時刻t3以降も変速油圧が確保される。このため、停車時刻t6の直前まで回生を継続することができ、図９のハッチング領域Ｂが、比較例に対する回生エネルギー増加分になる。

　したがって、変速エネルギー減少分と回生エネルギー増加分により、燃費向上を達成できる。また、減速時に最Low変速比まで変速する必要がないため、変速に必要な油量も少なくて済み、メカオイルポンプ１４のポンプ容量を小さくし、メカオイルポンプ１４を小型化できる。なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

　次に、効果を説明する。
実施例２のＦＦハイブリッド車両の発進制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。

　(4) 要求駆動力予測部は、路面傾斜の推定に基づき、次回の発進時における要求駆動力として発進可能駆動トルクを予測し、
　発進制御手段（図７のＳ２５～Ｓ２８）は、車両減速及び停止時、無段変速機（ベルト式無段変速機６）の変速比を、発進可能駆動トルクを発生することができる発進時必要変速比までの変速に制限して停車する。
このため、上記(1)の効果に加え、次回の発進に備えた変速を発進時必要変速比までに制限し、変速に要するエネルギーを削減することで、変速エネルギー減少分による燃費向上を達成することができる。

　(5) 無段変速機（ベルト式無段変速機６）の変速油圧源であるオイルポンプとして、走行駆動用モータ（モータ/ジェネレータ４）により回転駆動されるメカオイルポンプ１４と、メカオイルポンプ１４とは独立にポンプモータ１２により回転駆動される電動オイルポンプ１５を設け、
　発進制御手段（図７）は、減速回生時、現時点変速比ｉｒから最良動作点変速比ｉ’ｒにしたときの回生エネルギー増加分と、現時点変速比ｉｒから最良動作点変速比ｉ’ｒに変速するための変速エネルギー必要分を比較し、回生エネルギー増加分が変速エネルギー必要分より大きいと最良動作点変速比ｉ’ｒに変速し、回生エネルギー増加分が変速エネルギー必要分以下であると現時点変速比ｉｒのまま変速比を変えない減速回生制御部（Ｓ２１～Ｓ２４）を有する。
このため、(4)の効果に加え、減速回生中、エネルギー勘定を考慮した変速とすることで、変速したときは回生エネルギー増加分により、また、変速しないときは変速エネルギーを使わないことで、燃費向上を達成することができる。

　以上、本発明の電動車両の発進制御装置を実施例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、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、要求駆動力予測部として、路面勾配推定とエコモードスイッチからのスイッチ信号により、実施例２では、走行路面の傾斜推定により、発進時における要求駆動力を予測する例を示した。しかし、要求駆動力予測部としては、例えば、運転者の運転操作（アクセルワークやブレーキワーク等）を監視し、緩やかに操作量が変化する操作を行うドライバの場合に、発進時における要求駆動力を低いと予測するような例であっても良い。

　実施例１及び実施例２では、本発明の発進制御装置を、ＦＦハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明の発進制御装置は、駆動源に走行駆動用モータを備えた電気自動車に対しても適用することができる。要するに、走行駆動用モータと駆動輪の間に介装され、最ロー変速比から最ハイ変速比まで無段階に変速比を変更する無段変速機を備えた電動車両であれば適用することができる。

Claims

　走行駆動用モータと駆動輪の間に介装され、最ロー変速比から最ハイ変速比まで無段階に変速比を変更する無段変速機を備えた電動車両において、
　停車を意図する減速時、次回の発進時に備えて前記無段変速機を最ロー変速比にして停車する発進制御手段を設け、
　前記発進制御手段は、次回の発進時における要求駆動力が高いか低いかを予測する要求駆動力予測部を有し、予測された要求駆動力が低いとき、前記無段変速機の変速比を、最ロー変速比よりもハイ側変速比にして停車する
　ことを特徴とする電動車両の発進制御装置。
　請求項１に記載された電動車両の発進制御装置において、
　前記要求駆動力予測部は、路面勾配の推定に基づき、次回の発進時における要求駆動力を予測し、
　前記発進制御手段は、登坂路勾配が閾値以下のとき、前記無段変速機の変速比を、最ロー変速比よりもハイ側変速比にして停車する
　ことを特徴とする電動車両の発進制御装置。
　請求項１又は請求項２に記載された電動車両の発進制御装置において、
　前記要求駆動力予測部は、発進時の駆動力変化を制限するエコモードスイッチからのスイッチ信号に基づき、次回の発進時における要求駆動力を予測し、
　前記発進制御手段は、前記エコモードスイッチがオンであるとき、前記無段変速機の変速比を、最ロー変速比よりもハイ側変速比にして停車する
　ことを特徴とする電動車両の発進制御装置。
　請求項１に記載された電動車両の発進制御装置において、
　前記要求駆動力予測部は、路面傾斜の推定に基づき、次回の発進時における要求駆動力として発進可能駆動トルクを予測し、
　前記発進制御手段は、車両減速及び停止時、前記無段変速機の変速比を、前記発進可能駆動トルクを発生することができる発進時必要変速比までの変速に制限して停車する
　ことを特徴とする電動車両の発進制御装置。
　請求項４に記載された電動車両の発進制御装置において、
　前記無段変速機の変速油圧源であるオイルポンプとして、前記走行駆動用モータにより回転駆動されるメカオイルポンプと、該メカオイルポンプとは独立にポンプモータにより回転駆動される電動オイルポンプを設け、
　前記発進制御手段は、減速回生時、現時点変速比から最良動作点変速比にしたときの回生エネルギー増加分と、現時点変速比から最良動作点変速比に変速するための変速エネルギー必要分を比較し、回生エネルギー増加分が変速エネルギー必要分より大きいと最良動作点変速比に変速し、回生エネルギー増加分が変速エネルギー必要分以下であると現時点変速比のまま変速比を変えない減速回生制御部を有する
　ことを特徴とする電動車両の発進制御装置。