特開 2024-180186 車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024180186

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/40 20160101AFI20241219BHJP

   F16H 61/12 20100101ALI20241219BHJP

   F16H 61/04 20060101ALI20241219BHJP

   F16H 63/40 20060101ALI20241219BHJP

   B60K 6/485 20071001ALI20241219BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20241219BHJP

   B60W 10/10 20120101ALI20241219BHJP

   B60W 20/13 20160101ALI20241219BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20241219BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20241219BHJP

   B60L 58/13 20190101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

B60W20/40

F16H61/12

F16H61/04

F16H63/40

B60K6/485

B60K6/547

B60W10/10 900

B60W20/13

B60L15/20 K

B60L50/16

B60L58/13

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023099676

(22)【出願日】2023-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085361

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 治幸

(74)【代理人】

【識別番号】100147669

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 光治郎

(72)【発明者】

【氏名】吉田 健

(72)【発明者】

【氏名】土山 牧男

(72)【発明者】

【氏名】三浦 岳

【テーマコード（参考）】

3D202

3J552

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202AA09

3D202BB19

3D202BB35

3D202CC59

3D202CC72

3D202DD01

3D202DD05

3D202DD45

3D202DD46

3D202DD47

3D202DD48

3J552MA01

3J552NA01

3J552NB01

3J552NB05

3J552NB08

3J552PA51

3J552QA13A

3J552SA07

3J552TA12

3J552TA13

3J552TB13

3J552VA78W

3J552VB10W

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BA00

5H125BC12

5H125BD17

5H125BE05

5H125CA02

5H125EE27

5H125EE51

(57)【要約】

【課題】バッテリから必要な電力を供給できない車両状態となることを抑制しつつ自動変速機の変速制御に係る学習を実施できる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】（ａ）自動変速機１８の変速制御の開始時点でのメインバッテリ５２の状態値ＳＯＣstaと変速制御の開始時点以前に係合学習が実施され且つ変速制御が実行されたことによる充電状態値ＳＯＣの低下量ΔＳＯＣとに基づいて、係合学習が実施され且つ変速制御が実行された場合には、変速制御の実行後の状態値ＳＯＣendが充電必須領域の範囲内となるか否かが判定され、（ｂ）状態値ＳＯＣendが充電必須領域の範囲内となると判定された場合には、係合学習が実施されずに変速制御が実行される。なお、状態値ＳＯＣendが充電必須領域の範囲内となるか否かは、人工知能、機械学習が用いられて判定されても良い。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、前記エンジンと一対の駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機と、前記エンジンにより駆動されてバッテリを充電する発電機と、を備える車両の、制御装置であって、
前記自動変速機の変速制御の開始時点での前記バッテリの充電状態値と前記開始時点以前に前記変速制御に係る学習が実施され且つ前記変速制御が実行されたことによる前記充電状態値の低下量とに基づいて、前記学習が実施され且つ前記変速制御が実行された場合には、前記変速制御の実行後の前記充電状態値が所定の充電必須領域の範囲内となるか否かを判定し、
前記変速制御の実行後の前記充電状態値が前記充電必須領域の範囲内となると判定した場合には、前記学習を実施せずに前記変速制御を実行する
ことを特徴とする車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

エンジンと一対の駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機と、エンジンにより駆動されてバッテリを充電する発電機と、を備える車両の、制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンと一対の駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機を備える車両の、制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のものがそれである。特許文献１に記載の車両の制御装置では、自動変速機の変速制御に係る係合装置の油圧制御における係合学習（以下、単に「係合学習」と記す。）が実施される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－４２２８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、エンジンにより駆動されてバッテリを充電する発電機を備える車両では、発電機の発電量が変動するとエンジンの回転速度が変動する。そのため、このような車両においては、係合学習の学習精度を向上させるために、係合学習の実施期間中は発電機の発電量を制限して発電量の変動を抑制し、ひいてはエンジン回転速度の変動を抑制することが考えられる。しかし、発電機の発電量を抑制すると、バッテリの充電状態値が低下してバッテリから必要な電力を供給できない車両状態となるおそれがある。

【0005】

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、バッテリから必要な電力を供給できない車両状態となることを抑制しつつ自動変速機の変速制御に係る学習を実施できる車両の制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の要旨とするところは、エンジンと、前記エンジンと一対の駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機と、前記エンジンにより駆動されてバッテリを充電する発電機と、を備える車両の、制御装置であって、（ａ）前記自動変速機の変速制御の開始時点での前記バッテリの充電状態値と前記開始時点以前に前記変速制御に係る学習が実施され且つ前記変速制御が実行されたことによる前記充電状態値の低下量とに基づいて、前記学習が実施され且つ前記変速制御が実行された場合には、前記変速制御の実行後の前記充電状態値が所定の充電必須領域の範囲内となるか否かを判定し、（ｂ）前記変速制御の実行後の前記充電状態値が前記充電必須領域の範囲内となると判定した場合には、前記学習を実施せずに前記変速制御を実行することにある。

【発明の効果】

【0007】

本発明の車両の制御装置によれば、（ａ）前記自動変速機の変速制御の開始時点での前記バッテリの充電状態値と前記開始時点以前に前記変速制御に係る学習が実施され且つ前記変速制御が実行されたことによる前記充電状態値の低下量とに基づいて、前記学習が実施され且つ前記変速制御が実行された場合には、前記変速制御の実行後の前記充電状態値が所定の充電必須領域の範囲内となるか否かが判定され、（ｂ）前記変速制御の実行後の前記充電状態値が前記充電必須領域の範囲内となると判定された場合には、前記学習が実施されずに前記変速制御が実行される。これにより、学習が実施され且つ変速制御が実行されることにより充電状態値が充電必須領域の範囲内となる事態が事前に回避されやすくなる。したがって、バッテリから必要な電力を供給できない車両状態となることが抑制されつつ自動変速機の変速制御に係る学習が実施される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施例に係る電子制御装置が搭載される車両の概略構成図である。

【図2】図１に示す電子制御装置の制御作動を説明するフローチャートの一例である。

【図3】図２のフローチャートが実行された場合におけるタイムチャートの一例である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。

【実施例0010】

図１は、本発明の実施例に係る電子制御装置８０が搭載される車両１０の概略構成図である。車両１０は、例えば走行用の動力源としてエンジン１２及び第２電動機ＭＧ２を備えるハイブリッド車両である。車両１０は、エンジン１２と一対の駆動輪１４との間の動力伝達経路ＰＴに、エンジン１２側から順に連結軸２２、動力分割機構３４、入力軸２６、自動変速機１８、出力軸２８、デフ４０、及び一対の車軸３０を備え、これらは周知の構成である。また、車両１０は、油圧制御回路４４、インバータ５０、メインバッテリ５２、補機バッテリ５４、ＤＣＤＣコンバータ５６、電気負荷５８、及び電子制御装置８０を備える。

【0011】

エンジン１２は、周知の内燃機関であり、電子制御装置８０によってエンジン１２の出力トルクであるエンジントルクＴe［Nm］が制御される。なお、本明細書では、特に区別しない場合には、トルク、駆動力、及び動力は同意である。第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、所謂モータジェネレータであって、例えば三相同期モータジェネレータである。動力分割機構３４は、エンジン１２から出力される動力を第１電動機ＭＧ１及び入力軸２６に機械的に分割する、周知の動力分割機構である。

【0012】

自動変速機１８は、例えば複数の油圧式摩擦係合装置（以下、「係合装置ＣＢ」と記す。）を有し、複数の係合装置ＣＢのいずれかの掴み替えによる所謂クラッチツゥクラッチ変速が実行される有段変速機である。自動変速機１８では、例えばアクセル開度θacc［%］や車速Ｖ［km/h］等に応じて所定の変速段が形成させられる。油圧制御回路４４は、不図示のオイルポンプが吐出した作動油を元圧にして、係合装置ＣＢの断接状態（係合状態、半係合状態、解放状態）を制御するアクチュエータに、各々調圧した油圧を供給する。

【0013】

インバータ５０は、直流を交流に変換したり交流を直流に変換したりする電源回路である。第１電動機ＭＧ１の出力トルクであるＭＧ１トルクＴmg1［Nm］及び第２電動機ＭＧ２の出力トルクであるＭＧ２トルクＴmg2［Nm］は、電子制御装置８０で制御されたインバータ５０によってそれぞれ制御される。メインバッテリ５２は、二次電池であって、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の駆動用のバッテリである。補機バッテリ５４は、二次電池であって、例えばメインバッテリ５２よりも低い充電電圧である。ＤＣＤＣコンバータ５６は、メインバッテリ５２の電圧を補機バッテリ５４と同等の電圧に降圧して補機バッテリ５４を充電する充電装置として機能する。補機バッテリ５４は、車両１０に備えられた電気負荷５８（例えば補機等を含む）を作動させるための電力を供給する。

【0014】

電子制御装置８０は、複数のＥＣＵ（エンジン制御ＥＣＵ８２、電動機制御ＥＣＵ８４、変速制御ＥＣＵ８６、コンバータ制御ＥＣＵ８８、及び学習制御ＥＣＵ９０）を含む。なお、ＥＣＵとは、Electronic Control Unit（電子制御装置）の略である。例えば、電子制御装置８０内の複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller AreaNetwork）通信回路を用いて通信するネットワークにそれぞれ接続されており、互いにデータの入出力が可能である。各ＥＣＵは、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含み、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各部の制御を実行する。なお、電子制御装置８０は、本発明における「制御装置」に相当する。

【0015】

電子制御装置８０には、車両１０に備えられた各種センサ等（アクセル開度センサ７０、出力軸回転速度センサ７２、バッテリセンサ７４など）による検出値に基づく各種信号等（運転者による加速操作の大きさを表すアクセル開度θacc［%］、車速Ｖに対応する出力軸２８の回転速度である出力軸回転速度Ｎout［rpm］、メインバッテリ５２のバッテリ温度ＴＨbat［℃］やバッテリ電流Ｉbat［A］やバッテリ電圧Ｖbat［V］など）が、それぞれ入力される。電子制御装置８０からは、車両１０の各装置（エンジン１２、インバータ５０、油圧制御回路４４、ＤＣＤＣコンバータ５６など）に各種指令信号（エンジン制御信号Ｓe、インバータ５０を介して第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を回転制御するＭＧ１制御信号Ｓmg1，ＭＧ２制御信号Ｓmg2、自動変速機１８を変速制御する油圧制御信号Ｓp、ＤＣＤＣコンバータ５６を電圧変換制御するコンバータ制御信号Ｓconなど）が、それぞれ出力される。

【0016】

車両１０は、走行用の動力源のうち少なくともエンジン１２から動力を出力させて走行するエンジン走行が可能である。エンジン走行中において、エンジン制御ＥＣＵ８２は、駆動要求量に応じてエンジントルクＴeを制御する。電動機制御ＥＣＵ８４は、第１電動機ＭＧ１がエンジン１２により駆動されることで発電するように、ＭＧ１トルクＴmg1を負トルク（＝反力トルク）に制御する。第１電動機ＭＧ１で発電された電力は、インバータ５０を介してメインバッテリ５２に充電される。この場合、エンジントルクＴeは第１電動機ＭＧ１を駆動可能なものとされる。電動機制御ＥＣＵ８４は、駆動要求量に対してエンジントルクＴeのうち動力分割機構３４により入力軸２６に分割されたトルクでは不足する場合には、その不足するトルク分を補うようにＭＧ２トルクＴmg2を制御する。なお、第１電動機ＭＧ１及びメインバッテリ５２は、本発明における「発電機」及び「バッテリ」にそれぞれ相当する。

【0017】

変速制御ＥＣＵ８６は、自動変速機１８を変速制御する。コンバータ制御ＥＣＵ８８は、エンジン１２を正常に作動させる補機、ワイパー、及び車室の空調装置等の電気負荷５８に電力を供給する補機バッテリ５４の電圧が所定電圧未満に低下した場合には、メインバッテリ５２からＤＣＤＣコンバータ５６を介して補機バッテリ５４を充電するように制御する。所定電圧は、エンジン１２や空調装置が正常に作動するように補機バッテリ５４が電気負荷５８に電力を供給できる、実験的に或いは設計的に予め定められた電圧値である。

【0018】

学習制御ＥＣＵ９０は、変速制御ＥＣＵ８６を介して係合学習を実施する。係合学習は、例えば係合装置ＣＢのいずれかを解放状態から係合状態へ切り替える場合に、その断接状態を制御するアクチュエータへの供給油圧（急速充填圧や定圧待機圧の油圧値及びそれらの供給期間）の最適値の学習である。なお、係合学習は、本発明における「変速制御に係る学習」に相当する。

【0019】

ここから、学習制御ＥＣＵ９０の具体的な機能を説明する。

【0020】

エンジン走行中において、学習制御ＥＣＵ９０は、変速制御の開始の判断がされたか否かを判定する。学習制御ＥＣＵ９０は、変速制御の開始の判断がされたと判定すると、係合学習が実施され且つ変速制御が実行された場合に、変速制御後のメインバッテリ５２の状態値ＳＯＣendが所定の充電必須領域の範囲内となるか否かを判定する。状態値ＳＯＣendは、変速制御後の充電状態値（メインバッテリ５２の予め定められた満充電容量に対する実際に蓄電されている充電量の比）ＳＯＣ［%］である。なお、充電状態値ＳＯＣは、例えばバッテリ温度ＴＨbat、バッテリ電流Ｉbat、及びバッテリ電圧Ｖbatのうち少なくともバッテリ電流Ｉbatに基づいて算出可能である。状態値ＳＯＣendが充電必須領域の範囲内となるか否かの判定は、状態値ＳＯＣendが所定の判定状態値ＳＯＣ_jdg以下となるか否かの判定と同意である。判定状態値ＳＯＣ_jdgは、メインバッテリ５２から必要な電力を供給できない車両状態となるおそれがあり、充電を直ちにする必要がある充電状態値ＳＯＣの領域の上限値として、実験的に或いは設計的に予め定められた所定値である。

【0021】

学習制御ＥＣＵ９０は、変速制御の開始時点での状態値ＳＯＣstaと、変速制御の開始時点以前に係合学習が実施され且つ変速制御が実行されたことによる充電状態値ＳＯＣの低下量ΔＳＯＣ（後述の図３に示す期間Ｔ１～Ｔ３のそれぞれにおける低下量ΔＳＯＣ１～ΔＳＯＣ３）と、を取得する。状態値ＳＯＣstaは、変速制御の開始時点での充電状態値ＳＯＣである。学習制御ＥＣＵ９０は、例えば状態値ＳＯＣsta及び低下量ΔＳＯＣと、状態値ＳＯＣendと、の予め実験的に或いは設計的に定められた関係（例えばマップ）に基づいて、状態値ＳＯＣendを算出し、状態値ＳＯＣendが判定状態値ＳＯＣ_jdg以下であるか否かを判定する。マップにおける低下量ΔＳＯＣは、例えば変速制御の開始時点以前での複数回の取得データの平均値や最も絶対値が大きいものである。低下量ΔＳＯＣは、例えばメインバッテリ５２のバッテリ温度ＴＨbatや劣化度で変化する。

【0022】

学習制御ＥＣＵ９０は、状態値ＳＯＣendが充電必須領域の範囲内となると判定すると、第１電動機ＭＧ１での発電量である発電電力Ｗg［W］を制限せずに発電を継続させ、係合学習を不実施とし、且つ変速制御を実行させる。学習制御ＥＣＵ９０は、状態値ＳＯＣendが充電必須領域の範囲内とはならないと判定すると、発電電力Ｗgを所定量Ｗg1［W］以下に制限し、係合学習を実施とし、且つ変速制御を開始させる。所定量Ｗg1は、係合学習における学習精度への影響が許容範囲内となる、実験的に或いは設計的に予め定められた発電量の上限値である。学習制御ＥＣＵ９０は、変速制御の開始後に実際の充電状態値ＳＯＣが充電必須領域の範囲内となった場合には、直ちに発電電力Ｗgの制限を解除して係合学習を中止し且つ変速制御を実行させる。

【0023】

図２は、図１に示す電子制御装置８０の制御作動を説明するフローチャートの一例である。図２のフローチャートは、エンジン走行中において繰り返し実行される。

【0024】

まず、ステップＳ１０（以下、「ステップ」を省略する。）において、変速制御の開始の判断がされたか否かが判定される。Ｓ１０の判定がＹＥＳの場合、Ｓ２０において、係合学習が実施され且つ変速制御が実行された場合に、状態値ＳＯＣendが充電必須領域の範囲内となるか否かが判定される。Ｓ２０の判定がＹＥＳの場合、Ｓ３０において、発電電力Ｗgを制限せずに発電が継続され、係合学習が不実施とされ、且つ変速制御が実行される。これにより、第１電動機ＭＧ１での発電が継続されて充電状態値ＳＯＣの回復が図られる。Ｓ２０の判定がＮＯの場合、Ｓ４０において、発電電力Ｗgが所定量Ｗg1以下に制限され、係合学習が実施とされ、且つ変速制御が開始される。Ｓ４０の実行後、Ｓ５０において、実際の充電状態値ＳＯＣが充電必須領域の範囲内となったか否かが判定される。Ｓ５０の判定がＮＯの場合、Ｓ６０において、変速制御が終了したか否かが判定される。Ｓ６０の判定がＮＯの場合、再度Ｓ５０が実行される。Ｓ５０の判定がＹＥＳの場合、Ｓ７０において、直ちに発電電力Ｗgの制限が解除されて係合学習が中止され且つ変速制御が実行される。Ｓ１０の判定がＮＯの場合、Ｓ３０の実行後、Ｓ６０の判定がＹＥＳの場合、及びＳ７０の実行後は、リターンとなる。

【0025】

図３は、図２のフローチャートが実行された場合におけるタイムチャートの一例である。図３の横軸は、時間ｔ［sec］である。

【0026】

時刻ｔ7は、変速制御の開始時点である。時刻ｔ7での状態値ＳＯＣstaと、時刻ｔ7以前に係合学習が実施され且つ変速制御が実行された場合における低下量ΔＳＯＣ（例えば低下量ΔＳＯＣ１～ΔＳＯＣ３）と、に基づいて、状態値ＳＯＣendが判定状態値ＳＯＣ_jdg以下となるか否かが判定される。時刻ｔ7において、状態値ＳＯＣendが判定状態値ＳＯＣ_jdg以下となると判定された場合には、係合学習が実施されずに変速制御が実行される。この場合には、係合学習の実施により実際の充電状態値ＳＯＣが例えば一点鎖線のように推移すると予測されるところ、係合学習の不実施により例えば破線のように推移することとなる。時刻ｔ7で状態値ＳＯＣendが判定状態値ＳＯＣ_jdg以下とはならないと判定された場合には、時刻ｔ7以降において係合学習が実施され且つ変速制御が実行される。

【0027】

本実施例によれば、（ａ）変速制御の開始時点（時刻ｔ7）での状態値ＳＯＣstaと開始時点以前に係合学習が実施され且つ変速制御が実行されたことによる低下量ΔＳＯＣとに基づいて、係合学習が実施され且つ変速制御が実行された場合には、変速制御の実行後の状態値ＳＯＣendが充電必須領域の範囲内となるか否かが判定され、（ｂ）状態値ＳＯＣendが充電必須領域の範囲内となると判定された場合には、係合学習が実施されずに変速制御が実行される。これにより、係合学習が実施され且つ変速制御が実行されることにより充電状態値ＳＯＣが充電必須領域の範囲内となる事態が事前に回避されやすくなる。したがって、メインバッテリ５２から補機バッテリ５４を経由して電気負荷５８に必要な電力を供給できない車両状態となることが抑制されつつ係合学習が実施される。

【0028】

なお、上述したのは本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

【0029】

前述の実施例では、車両１０は補機バッテリ５４を有する態様であったが、これに限らない。例えば、補機バッテリ５４を有さず、メインバッテリ５２が直接電気負荷５８に電力を供給するとともに、ＤＣＤＣコンバータがインバータ５０とメインバッテリ５２との間に設けられた態様であっても良い。この態様においては、電気負荷５８に応じてメインバッテリ５２の充電電圧は低く設定される。

【0030】

前述の実施例では、第１電動機ＭＧ１はモータジェネレータであったが、発電機機能を有していれば電動機機能を有さない回転電気機械であっても良い。

【0031】

前述の実施例では、車両１０は走行用の動力源として第２電動機ＭＧ２を有するハイブリッド車両であったが、例えば動力源として第１電動機ＭＧ１又は第２電動機ＭＧ２のいずれも有さずエンジン１２のみを有する車両であって、エンジン１２により駆動されるオルタネータを発電機とする態様にも、本発明は適用可能である。

【0032】

前述の実施例では、電子制御装置８０は、複数のＥＣＵに分割された構成であったが、必要に応じてこれらの全部又は一部が共通のＥＣＵにそれぞれまとめられた構成であっても良い。

【0033】

前述の実施例では、状態値ＳＯＣsta及び低下量ΔＳＯＣと、状態値ＳＯＣendと、の予め定められた関係（例えばマップ）に基づいて、状態値ＳＯＣendが算出される態様であったが、例えば状態値ＳＯＣendは、状態値ＳＯＣsta及び低下量ΔＳＯＣに基づいて人工知能、機械学習が用いられて算出されても良い。

【符号の説明】

【0034】

１０：車両、１２：エンジン、１４：一対の駆動輪、１８：自動変速機、５２：メインバッテリ（バッテリ）、８０：電子制御装置（制御装置）、ＭＧ１：第１電動機（発電機）、ＰＴ：動力伝達経路、ＳＯＣ：充電状態値、ＳＯＣsta：状態値（変速制御の開始時点でのバッテリの充電状態値）、ＳＯＣend：状態値（変速制御の実行後の充電状態値）、ΔＳＯＣ：低下量

【図1】

【図2】

【図3】