(57)【要約】【課題】車両挙動として運転者にクラッチまたはモータの過熱に対する危険性を知らせて回避操作をとることを可能にして、急に駆動力が出なくなる事態を運転者自身で防ぐことを可能にしたハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供する。【解決手段】過熱危険性を判定する温度危険度判定部１０と、運転者にインフォメーションを与えるか否かを判定する走行状態判定部２０と、走行状態判定部２０の判定、車速、モータトルク、およびクラッチ伝達トルクに基づいてインフォメーション波形の振幅と、車速に応じた周波数とを決め、インフォメーション波形を生成するインフォメーション波形生成部３０と、インフォメーション波形生成部３０のインフォメーション波形を加えた駆動トルクを伝達するように制御する駆動力生成部４０を備えた構成である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチおよびモータの過熱危険性を判定する温度危険度判定部と、
前記温度危険度判定部の判定に加えて車速ならびにアクセル操作状態に応じて運転者にインフォメーションを与えるか否かを判定する走行状態判定部と、
前記走行状態判定部の判定、車速、モータトルク、およびクラッチ伝達トルクに基づいてインフォメーション波形の振幅と、車速に応じた周波数とを決め、インフォメーション波形を生成するインフォメーション波形生成部と、
変速機側のクラッチがスリップ状態で駆動力を伝達している場合に当該クラッチはもともとの駆動トルクに、前記インフォメーション波形生成部のインフォメーション波形を加えた駆動トルクを伝達するように制御する駆動力制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
前記温度危険度判定部は、クラッチスリップ時のクラッチ表面温度の過熱の危険性を判定するクラッチ過熱危険性判定部と、モータの巻き線ならびにインバータの冷却水の過熱危険性を判定するモータ過熱危険性判定部と、モータ回転がゼロになるときに電流が単相に集中して温度上昇する過熱危険性を判定するロック過熱危険性判定部と、を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記クラッチ過熱危険性判定部は、クラッチの差回転と、クラッチ伝達トルクとを軸として表されるグラフから危険度を評価することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記駆動力制御装置は、バッテリーの充電量が低く出力ができず、入力のみ可能である場合に、変動の大きさ分をエンジントルクに上乗せしてインフォメーション波形の谷はモータの発電で発生させるように制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両では、勾配のきつい場所での渋滞（ショッピングセンターの地下駐車場の出口など）や坂の多い一部の地域では停止から極低速で非常に大きな駆動力が継続的に必要になる。しかし、トルクコンバータ（フルードカップリング機構）を持たないハイブリッド車両では、バッテリーに十分電力がありかつモータが必要な駆動力を出せる場合はモータの過熱のみを問題にすればよいが、例えばバッテリー電力が低下してモータだけでは駆動力が足りない場合はＭＴ車のようにクラッチをスリップさせながらエンジンにより車両を駆動する必要がある（例えば、特許文献１参照）。その場合クラッチの表面温度が規定値を超えると伝達トルクを下げるなどして保護する必要があり勾配路で車両がずり下がることがあった。
【０００３】
従来車両では、このようなコンポーネントに厳しい操作をしても何のインフォメーションもないため、運転者はそれと知らずに厳しい操作をつづけて急に車両の駆動力が出なくなるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２８３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的とするところは、車両挙動として運転者にクラッチまたはモータの過熱に対する危険性を知らせて回避操作をとることを可能にして、急に駆動力が出なくなる事態を運転者自身で防ぐことを可能にしたハイブリッド車両の駆動力制御装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の特徴は、ハイブリッド車両の駆動力制御装置であって、クラッチおよびモータの過熱危険性を判定する温度危険度判定部と、温度危険度判定部の判定に加えて車速ならびにアクセル操作状態に応じて運転者にインフォメーションを与えるか否かを判定する走行状態判定部と、走行状態判定部の判定、車速、モータトルク、およびクラッチ伝達トルクに基づいてインフォメーション波形の振幅と、車速に応じた周波数とを決め、インフォメーション波形を生成するインフォメーション波形生成部と、変速機側のクラッチがスリップ状態で駆動力を伝達している場合にこのクラッチはもともとの駆動トルクに、インフォメーション波形生成部のインフォメーション波形を加えた駆動トルクを伝達するように制御する駆動力制御手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００７】
このように、クラッチ及びモータの過熱危険性を判定する手段と車両の駆動力を任意に増減することのできる駆動力制御手段とを備えたハイブリッド車両の駆動力制御装置において、過熱危険性を判断した場合に故意に駆動力を増減させて車両振動を発生させ、運転者に危険性を認知させる構成であるため、ＭＴ車のクラッチ操作中のエンスト危険性のように、車両挙動として運転者にクラッチまたはモータの過熱に対する危険性を知らせて回避操作（この場合はブレーキでの停止又は車速を上げる等）をとることを可能にし、急に駆動力が出なくなる事態を運転者が自分で防ぐことができる。ここで、上記車両振動は危
険度が高い程、大きくなるように駆動力を制御するようにすることが好ましい。
【０００８】
このように、インフォメーション波形生成部にて振幅と周期を変えることにより、過熱危険度に応じたインフォメーションを出すことができる。したがって、本発明によれば、過熱の危険性を段階的に検知できるようになり、よりきめ細かな操作が可能になる。
【０００９】
また、本発明では、前記温度危険度判定部は、クラッチスリップ時のクラッチ表面温度の過熱の危険性を判定するクラッチ過熱危険性判定部と、モータの巻き線ならびにインバータの冷却水の過熱危険性を判定するモータ過熱危険性判定部と、モータ回転がゼロになるときに電流が単相に集中して温度上昇する過熱危険性を判定するロック過熱危険性判定部と、を備えてなることが好ましい。
【００１０】
このように、クラッチ過熱、モータ過熱、モータロック過熱などのそれぞれの危険性を監視して、複数の過熱危険性がある場合は、その時の走行状況でもっとも危険度の高いものについてインフォメーションすることが可能となる。
【００１１】
したがって、本発明では、いくつかのコンポーネントの組み合わせにおいても適切に危険性をインフォメーションすることが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明では、クラッチ過熱危険性判定部が、クラッチの差回転と、クラッチ伝達トルクとを軸として表されるグラフから危険度を評価するようにしてもよい。なお、クラッチ過熱危険判定は、クラッチ伝達トルクの一定期間の履歴により判定してもよい。
【００１３】
また、本発明では、駆動力制御装置が、バッテリーの充電量が低く出力ができず、入力のみ可能である場合に、変動の大きさ分をエンジントルクに上乗せしてインフォメーション波形の谷はモータの発電で発生させるように制御するようにしてもよい。
【００１４】
したがって、本発明では、クラッチ表面温度を計測できなくても、危険度を判定することが可能となる。
【００１５】
なお、本発明においては、インフォメーション波形の与え方をバッテリー出力状態で切り替え、通常のバッテリー状態ではモータを使って波形を実現するが、バッテリー出力が絞られているときはエンジントルクを上乗せしてモータを発電側にのみ使うようにしてもよい。この場合、制御性の良いモータの特性を有効に活用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両挙動として運転者にクラッチまたはモータの過熱に対する危険性を知らせて回避操作をとることを可能にして、急に駆動力が出なくなる事態を運転者自身で防ぐことを可能にしたハイブリッド車両の駆動力制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置を適用した車両の駆動系を示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置の統合コントローラの過熱回避駆動力制御のブロック図である。
【図３】本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置におけるクラッチ過熱危険度判定ロジックを示す図である。
【図４】本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置における走行状態判定ロジックを示す図である。
【図５】本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置における、バッテリー状態に応じたインフォメーション波形実現方法を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置における、バッテリー状態に応じたインフォメーション波形実現方法を示す図である。
【図７】本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置における、バッテリー状態に応じたインフォメーション波形実現方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置の詳細を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置を適用する車両の駆動系を示す構成図である。本実施の形態におけるハイブリッド駆動系は、エンジン１と、第１クラッチ２と、モータ（モータジェネレータ）３と、第２クラッチ４と、自動変速機５と、図示しないプロペラシャフトと、ディファレンシャル６と、駆動輪７とを含む。
【００２０】
エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、図示しないエンジンコントローラからの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度などが制御される。なお、エンジン１の出力軸には図示しないフライホイールが設けられている。
【００２１】
第１クラッチ２は、エンジン１とモータ３との間に介装されたクラッチであり、後述する駆動力生成装置４０からの制御指令に基づいて、図示しない油圧ユニットにより作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ解放を含み締結・解放が制御される。すなわち、クラッチ伝達トルクが制御される。
【００２２】
モータ３は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述する駆動力制御装置からの制御指令に基づいて、図示しないインバータにより作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータ３は、図示しないバッテリーからの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発動機として機能してバッテリーを充電することもできる。
【００２３】
第２クラッチ４は、モータ３と自動変速機５との間に介装されたクラッチであり、後述する駆動力生成装置４０からの制御指令に基づいて、図示しない油圧ユニットにより作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ解放を含み締結・解放が制御される。すなわち、クラッチ伝達トルクが制御される。
【００２４】
自動変速機５は、例えば、前進５速後退１速などの有段階の変速比を車速やアクセル開度に応じて自動的に切り換える変速機である。なお、第２クラッチ４は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機５の各変速段にて締結される複数の摩擦要素のうち、いくつかの摩擦要素を流用している。
【００２５】
そして、自動変速機５の出力軸は、図示しないプロペラシャフト、ディファレンシャル６を介して左右の駆動輪７に連結されている。なお、第１クラッチ２および第２クラッチ４としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いる。
【００２６】
このようなハイブリッド駆動系は、第１クラッチ２の締結・解放状態に応じて３つの走行モードを有している。第１の走行モードは、第１クラッチ２の解放状態で、モータ３の動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、ＥＶ走行モードという。）である。
【００２７】
第２の走行モードは、第１クラッチ２の締結状態で、エンジン１を動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、ＨＥＶ走行モードという。）である。
【００２８】
第３の走行モードは、第１クラッチ２の締結状態で第２クラッチ４をスリップ制御させ、エンジン１を動力源に含みながら走行または発信するエンジン使用スリップ走行モード（以下、ＷＳＣ走行モードという。）である。このＷＳＣ走行モードは、特にバッテリーの充電量が低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成する。さらに、エンジン停止状態からの発進時にエンジン始動しつつ駆動力を出力可能なモードである。
【００２９】
ＨＥＶ走行モードは、エンジン走行モードと、モータアシスト走行モードと、走行発電モードとの３つの走行モードを有する。
【００３０】
エンジン走行モードは、エンジン１のみを動力源として駆動輪７を動かす。モータアシスト走行モードは、エンジン１とモータ３の２つを動力源として駆動輪７を動かす。走行発電モードは、エンジン１を動力源として駆動輪７を動かすと同時に、モータ３を発電機として機能させる。定速運転時や加速運転時には、エンジン１の動力を利用してモータ３を発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギーを回生してモータ３により発電し、バッテリーの充電のために使用する。
【００３１】
また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジン１の動力を利用してモータ３を発電機として動作させる発電モードを有する。
【００３２】
次に、本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置について説明する。図２は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置の統合コントローラの過熱回避駆動力制御のブロック図である。図２に示すように、温度危険度判定部１０と、温度危険度判定部１０からの判定信号に基づいて、アクセル開度、車速、モータトルク、クラッチ伝達トルクを加味してブレーキ促進制御開始判定を行う走行状態判定部２０と、インフォメーション波形生成部３０と、インフォメーション波形生成部３０からのデータ信号に基づいて、バッテリーの充電量、モータトルク指令を加味してモータトルクおよびクラッチ伝達トルクのデータを生成する駆動力生成部４０と、を備える。
【００３３】
図２に示すように、温度状態判定部１０は、電流値、モータの巻き線温度、インバータの冷却水の温度などからロック過熱危険性判定を行うロック過熱危険性判定部１１ならびにモータ回転がゼロになるときに電流が単相に集中して温度上昇するモータロック過熱危険判定を行うモータ過熱危険性判定部１２と、クラッチスリップ時のクラッチ表面温度の過熱の危険性を判定するクラッチ過熱危険性判定部１２とからなる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、クラッチの表面温度を直接計測することおよび油温から推定するのは困難であるため、図３のグラフに示すように、差回転とクラッチ伝達トルクを軸とする面で危険度を評価し、危険領域ではカウントアップ、安全領域ではカウントダウン、中間領域では何もしないというように、所定時間内の積算値で危険度を判定する。なお、各領域でのカウント値には必要に応じて係数をかける。なお、図３は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置におけるクラッチ過熱危険度判定ロジックを示す図である。
【００３５】
走行状態判定部２０は、温度危険度判定部１０での温度危険度判定に加えて、図４に示すような（１）、（２）、（３）の車速領域で、車速やアクセル操作状態（開度）により運転者にインフォメーションを与えるか否かを判定する。なお、図４は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置における走行状態判定ロジックを示す図である。
【００３６】
図２に示すように、インフォメーション波形生成部３０では、モータトルクまたはクラッチ伝達トルクに応じてインフォメーション波形の振幅を、車速に応じて周波数を決める。このインフォメーション波形生成部３０では、車速に基づいて周波数決定を行う周波数決定部３１と、モータトルク、クラッチ伝達トルクならびに、走行状態判定部２０でのロック過熱危険、モータ過熱危険、クラッチ過熱危険の判定結果に基づいて振幅を決定する振幅決定部３２と、周波数決定部３１と振幅決定部３２からの出力に基づいて波形を生成する波形生成部３３とから構成されている。波形生成部３３の結果は、走行状態判定部２０での危険情報に基づいて駆動力生成部４０へ出力されるようになっている。
【００３７】
図５に示すように、ＥＶ走行モードでは、モータ３のみで走行し、自動変速機５側の第２クラッチ４を締結してエンジン側の第１クラッチ２を開放している状態ではモータトルクでインフォメーション波形を出す。なお、図５は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置における、バッテリー状態に応じたインフォメーション波形実現方法を示す図である。
【００３８】
図６は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置における、バッテリー状態に応じたインフォメーション波形実現方法を示す図である。図６に示すように、自動変速機５側の第２クラッチ４がスリップ状態で駆動力を伝達しているとき第２クラッチ４はもともとの駆動トルクにインフォメーション波形を加えた駆動トルクを伝達するように制御する。このときモータ３はバッテリーが出力可能である場合はエンジントルクにインフォメーション波形分のモータトルクを上乗せする。
【００３９】
図７、本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置における、バッテリー状態に応じたインフォメーション波形実現方法を示す図である。図７に示すように、バッテリーの充電量が低いなどでバッテリーが出力できず、入力のみ可能である場合は変動の大きさ分をエンジントルクに上乗せしてインフォメーション波形の谷はモータの発電で発生させる。
【００４０】
本実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置では、第１クラッチ２、第２クラッチ４およびモータ３の過熱危険性を判定する温度危険度判定部１０と、温度危険度判定部１０の判定に加えて車速ならびにアクセル操作状態に応じて運転者にインフォメーションを与えるか否かを判定する走行状態判定部２０と、走行状態判定部２０の判定、車速、モータトルク、およびクラッチ伝達トルクに基づいてインフォメーション波形の振幅と、車速に応じた周波数とを決め、インフォメーション波形を生成するインフォメーション波形生成部３０と、変速機５側の第２クラッチ４がスリップ状態で駆動力を伝達している場合に当該クラッチ４はもともとの駆動トルクに、上記インフォメーション波形生成部３０のインフォメーション波形を加えた駆動トルクを伝達するように制御する駆動力制御手段としての駆動力生成部４０を備えた構成である。
【００４１】
したがって、本実施の形態のハイブリッド車両の駆動力制御装置では、過熱危険性を判断した場合に故意に駆動力を増減させて車両振動を発生させ、運転者に危険性を認知させる構成であるため、例えばＭＴ車のクラッチ操作中のエンスト危険性のように、車両挙動として運転者にクラッチまたはモータの過熱に対する危険性を知らせて回避操作（この場合はブレーキでの停止又は車速を上げる等）をとることが可能になる。このため、急に駆動力が出なくなる事態を運転者が自分で防ぐことができる。ここで、上記車両振動は危険度が高い程、大きくなるように駆動力を制御するようにすることが好ましい。
【００４２】
このように、本実施の形態では、インフォメーション波形生成部にて振幅と周期を変えることにより、過熱危険度に応じたインフォメーションを出すことができる。したがって
、本発明によれば、過熱の危険性を段階的に検知できるようになり、よりきめ細かな操作が可能になる。
【００４３】
また、本実施の形態では、クラッチ過熱、モータ過熱、モータロック過熱などのそれぞれの危険性を監視して、複数の過熱危険性がある場合は、その時の走行状況でもっとも危険度の高いものについてインフォメーションすることが可能となる。
【００４４】
したがって、本実施の形態では、いくつかのコンポーネントの組み合わせにおいても適切に危険性をインフォメーションすることが可能となる。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、クラッチ過熱危険性判定部１３が、クラッチの差回転と、クラッチ伝達トルクとを軸として表されるグラフから危険度を評価するようにしてもよい。なお、クラッチ過熱危険判定は、クラッチ伝達トルクの一定期間の履歴により判定してもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では、駆動力生成部３０が、バッテリーの充電量が低く出力ができず、入力のみ可能である場合に、変動の大きさ分をエンジントルクに上乗せしてインフォメーション波形の谷はモータの発電で発生させるように制御するようにしてもよい。したがって、本実施の形態では、クラッチ表面温度を計測できなくても、危険度を判定することが可能となる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、インフォメーション波形の与え方をバッテリー出力状態で切り替え、通常のバッテリー状態ではモータを使って波形を実現するが、バッテリー出力が絞られているときはエンジントルクを上乗せしてモータを発電側にのみ使うようにしてもよい。この場合、制御性の良いモータの特性を有効に活用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ハイブリッド車両の製造を行う産業において利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…エンジン
２…第１クラッチ
３…モータ
４…第２クラッチ
５…自動変速機
６…ディファレンシャル
７…駆動輪
１０…温度危険度判定部
１１…ロック過熱危険性判定部
１２…モータ過熱危険性判定部
１３…クラッチ過熱危険性判定部
２０…走行状態判定部
３０…インフォメーション波形生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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