(57)【要約】      （修正有）【課題】運転性、発進応答性、及び燃費の向上を車両部品の経時変化の進行に関係なく提供できるハイブリッド車の伝達トルクの学習システム及び学習方法を提供する。【解決手段】ハイブリッド車の伝達トルク学習システム及び学習方法は、クラッチ３００を介して連結されたエンジン２００及びモーター４００と、エンジンに連結されエンジンの起動と発電とを行うＨＳＧ１００と、制御部７００と、を含み、モーターによる充電パワーとバッテリー５００の充電可能パワーとを比較する比較段階、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合はモーターによる充電パワーをＨＳＧに伝達する消耗段階、及びモーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーよりも小さい場合はモーターによる充電パワーをバッテリーに伝達する充電段階を含むことを特徴とする。【選択図】図１
2014111427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチを介して連結されたエンジン及びモーターと、
前記エンジンに連結されエンジンの起動と発電とを行うＨＳＧ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  ａｎｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）と、
前記クラッチを介した伝達トルクの学習時に、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合に、前記モーターによる充電パワーを前記ＨＳＧに送信する制御部と、
を含むことを特徴とするハイブリッド車の伝達トルク学習システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記モーターによる充電パワーが前記バッテリーの充電可能パワーより大きい場合、前記モーターによる充電パワーによってバッテリーを充電するように制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の伝達トルク学習システム。
【請求項３】
前記制御部は、伝達トルクの学習時に、エンジン回転数とモーター回転数とが一定になるように前記エンジンと前記モーターとを制御し、前記エンジン回転数が前記モーター回転数よりも大きな値を有するように制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の伝達トルク学習システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記モーターによる充電パワーが前記バッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、前記モーターによる充電パワーから前記バッテリーの充電可能パワーを差し引いた残りのパワーを前記ＨＳＧに伝達するように制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の伝達トルク学習システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記モーターによる充電パワーが前記バッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、前記モーターによる充電パワーから電装品の電装消耗パワーを差し引いた残りのパワーを前記ＨＳＧに伝達するように制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の伝達トルク学習システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記モーターによる充電パワーが前記バッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、前記モーターによる充電パワーから前記バッテリーの充電可能パワー及び前記電装品の電装消耗パワーを差し引いた残りのパワーを前記ＨＳＧに伝達するように制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の伝達トルク学習システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記クラッチを連結していない状態で前記モーターが一定回転数で駆動するための無負荷トルクを測定し、前記クラッチを連結した状態で前記モーターが一定回転数で駆動するための負荷トルクを測定して、無負荷トルクと負荷トルクとの差によって伝達トルクを算出し、これによって予め設けられた伝達トルクを補正することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の伝達トルク学習システム。
【請求項８】
請求項１のハイブリッド車の伝達トルクの学習システムを利用した伝達トルクの学習方法であって、
クラッチを介した伝達トルクの学習を開始する開始段階と、
モーターによる充電パワーとバッテリーの充電可能パワーとを比較する比較段階と、
前記モーターによる充電パワーが前記バッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、前記モーターによる充電パワーをＨＳＧに伝達する消耗段階と、
前記モーターによる充電パワーが前記バッテリーの充電可能パワーよりも小さい場合には、前記モーターによる充電パワーをバッテリーに伝達する充電段階と、
を含むことを特徴とするハイブリッド車の伝達トルク学習方法。
【請求項９】
エンジン、モーター、クラッチ及びエンジンに連結されたＨＳＧから構成されたハイブリッド車の伝達トルクを学習する方法であって、
前記クラッチを介した伝達トルクの学習時に、前記モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、前記モーターによる充電パワーを前記ＨＳＧに伝達することを特徴とするハイブリッド車の伝達トルク学習方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車の伝達トルク学習システム及び学習方法に係り、より詳しくは、エンジンクラッチの伝達トルクを学習して、運転性及び燃費の向上を提供するハイブリッド車の伝達トルク学習システム及び学習方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に対する燃費向上の要求と、強化された排出ガスに対するＯＢＤ規制に基づいてハイブリッド車が提供されている。
【０００３】
ハイブリッド車には、一つ以上のモーター及びエンジンと、モーターを駆動するための高電圧の電源が内蔵されたバッテリーと、バッテリーの直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、エンジンの動力を駆動軸に伝達するためにエンジンとモーターとの間に備えられたエンジンクラッチと、が装着される。
【０００４】
ハイブリッド車は、運転者の加速ペダル及びブレーキペダルの操作から判断される運転者の加速又は減速意志、車両負荷、車速、及びバッテリーの充電状態（ＳＯＣ）等に従って、エンジンクラッチを結合したり解除したりして、ＨＥＶモード又はＥＶモードで運行することができる。
【０００５】
ハイブリッド車は、ＥＶモードの運行からＨＥＶモードの運行に転換するときは、エンジン速度とモーター速度とを同期させた後に、エンジンクラッチを結合させることにより、互いに異なる動力源であるエンジンとモーターとの間の動力伝達過程でトルク変動が発生しないようにして運転性を確保するようにしている。
【０００６】
しかし、バッテリーが低充電状態（ＬＯＷ  ＳＯＣ）である場合、バッテリー及びモーターの温度が設定された基準温度条件を超えている場合、走行している道路が急傾斜を有する場合等の条件では、エンジンクラッチをスリップ（Ｓｌｉｐ）制御して発進をさせなければならない場合が発生する。
【０００７】
このような運転条件下でエンジンクラッチをスリップ制御するためには、クラッチ油圧を非常に精密に制御することが要求される。
エンジンクラッチの伝達トルクは、エンジンクラッチ両方の摩擦面が物理的に接触して伝達されるトルク（エンジンクラッチ両面の負荷）であって、基本的には有効圧力と摩擦係数とによって推定することができる。
【０００８】
ハイブリッド車の発進動作の中で、エンジンクラッチの制御は、運転性及び燃費を左右する非常に重要な変数であるが、エンジンクラッチを作動させるソレノイドバルブの電流−圧力特性の偏差、ソレノイドバルブの経時変化、及びエンジンクラッチ両面の摩擦材の劣化によって生じる摩擦係数の変化が生じるため、エンジンクラッチの特性偏差が発生することがある。
【０００９】
上記したように、ハイブリッド車では、エンジンクラッチ制御関連部品の経時変化につれて特性偏差が発生し、エンジンクラッチの精密な制御が実行されなくなり、運転性及び燃費の悪化を招くことがある。
従来のハイブリッド車には、エンジンクラッチの伝達トルクを学習する技術が使用されていないため、車種別に伝達トルクの推定値に特性偏差が発生し、発進動作のエンジンクラッチ制御で車両別や、経時変化の進行によって発進加速度に偏差が発生することがある。
【００１０】
そして、発進動作におけるエンジンクラッチ制御で、エンジン制御装置にフィードフォワードされる成分が不正確になり、エンジンの速度制御に負担が発生し、発進応答性を悪化させることがあった。従って、クラッチを介した伝達トルクをさらに正確に推算することができる技術が要求されている（例えば引用文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−１６７７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、エンジンクラッチ制御に関連する部品の特性偏差が伴う伝達トルクを学習して、経時変化の進行に関係なく運転性、発進応答性、及び燃費の向上を提供することができるハイブリッド車の伝達トルクの学習システム及び学習方法を提供するところにその目的がある。
【００１３】
また、バッテリーの充電容量が不足するか、外部条件が極限の状況で充電が不可能な状況であっても、伝達トルクを学習できるハイブリッド車の伝達トルクの学習システム及び学習方法を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明によるハイブリッド車の伝達トルクの学習システムは、クラッチを介して連結されたエンジン及びモーターと、エンジンに連結されエンジンの起動と発電とを行うＨＳＧ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  ａｎｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）と、クラッチを介した伝達トルクの学習時に、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合に、モーターによる充電パワーをＨＳＧに送信する制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
前記制御部は、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーより大きい場合には、モーターによる充電パワーによってバッテリーを充電するように制御することを特徴とする。
【００１６】
前記制御部は、伝達トルクの学習時に、エンジン回転数とモーター回転数とが一定になるようにエンジンとモーターとを制御し、エンジン回転数がモーター回転数よりも大きな値を有するように制御することを特徴とする。
【００１７】
前記制御部は、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、モーターによる充電パワーからバッテリーの充電可能パワーを差し引いた残りのパワーをＨＳＧに伝達するように制御することを特徴とする。
【００１８】
前記制御部は、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、モーターによる充電パワーから電装品の電装消耗パワーを差し引いた残りのパワーをＨＳＧに伝達するように制御することを特徴とする。
【００１９】
前記制御部は、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、モーターによる充電パワーからバッテリーの充電可能パワー及び電装品の電装消耗パワーを差し引いた残りのパワーをＨＳＧに伝達するように制御することを特徴とする。
【００２０】
前記制御部は、クラッチを連結していない状態でモーターが一定回転数で駆動するための無負荷トルクを測定し、クラッチを連結した状態でモーターが一定回転数で駆動するための負荷トルクを測定して、無負荷トルクと負荷トルクとの差によって伝達トルクを算出し、これによって予め設けられた伝達トルクを補正することを特徴とする。
【００２１】
本発明のハイブリッド車の伝達トルク学習方法は、クラッチを介した伝達トルクの学習を開始する開始段階と、モーターによる充電パワーとバッテリーの充電可能パワーとを比較する比較段階と、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合、モーターによる充電パワーをＨＳＧに伝達する消耗段階と、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーよりも小さい場合、モーターによる充電パワーをバッテリーに伝達する充電段階と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明のハイブリッド車の伝達トルク学習方法は、エンジン、モーター、クラッチ及びエンジンに連結されたＨＳＧから構成されたハイブリッド車の伝達トルクを学習する方法であって、クラッチを介した伝達トルクの学習時に、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、モーターによる充電パワーをＨＳＧに伝達することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
上記のような構造からなるハイブリッド車の伝達トルク学習システム及び学習方法によると、エンジンクラッチ制御に関連する部品の特性偏差に伴う伝達トルクの偏差を学習して、部品の経時変化の進行に関係なく、運転性と発進応答性及び燃費向上を維持することができる。
【００２４】
また、伝達トルクを利用する学習時にもバッテリーを充電することができ、更にバッテリーの充電容量が不足するか、外部条件が極限の状況で充電不可能な状況下では、モーターによる充電パワーをＨＳＧに伝達することにより、このような状況下でも伝達トルクの学習が可能で燃費を改善することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるハイブリッド車の伝達トルク学習システムを示す図面である。
【図２】本発明によるハイブリッド車の伝達トルク学習方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例によるハイブリッド車の伝達トルク学習システム及び学習方法について詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明によるハイブリッド車の伝達トルク学習システムを示す図面であり、図２は、本発明によるハイブリッド車の伝達トルク学習方法のフローチャートである。
【００２８】
図１に示すように、本発明のハイブリッド車の伝達トルクの学習システムは、クラッチ３００を介して連結されたエンジン２００及びモーター４００、エンジン２００に連結されエンジン２００の起動及び発電をするＨＳＧ１００、及びクラッチ３００を介した伝達トルクの学習時に、モーター４００による充電パワーが、バッテリー５００の充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合に、モーター４００による充電パワーをＨＳＧ１００に伝達する制御部７００を含む。
【００２９】
具体的には、ＨＳＧは、エンジンと連結され、エンジンの速度制御のための起動及び発電を行う。エンジンは、クラッチを介してモーターと連結され、モーターはバッテリーと連結されて充放電し、バッテリーは電装品と連結されて電流を供給する。
【００３０】
このような状態で、クラッチを介して伝達される伝達トルクを直接測定することはかなりの困難を伴う。しかし、本発明では、伝達トルクについてのマップを作成し、これを参照してクラッチを制御する。そして、クラッチの経時変化等に伴う変化を修正するために、車両では周期的に伝達トルクを算出して学習し、クラッチに関して設けられたマップを修正する。
【００３１】
このために伝達トルクの学習を行うが、伝達トルクの学習は、基本的にはモーターを無負荷状態で速度制御する場合に必要なモータートルクを測定し、次いでクラッチを介してエンジンとモーターとを連結した後に速度制御を実行しこの場合のモータートルクを測定し、クラッチ接続前後のモータートルクの差によって伝達トルクを算出することによって行う。算出した値を、マップに保存された値と比較することにより、マップがより正確になるように補正する。
【００３２】
伝達トルクの学習を行う場合には、制御部７００は、伝達トルクのエンジン２００の回転数およびモーター４００の回転数が一定になるようにエンジン２００及びモーター４００それぞれを制御するが、この際、エンジン２００の回転数がモーター４００の回転数よりも大きい値を有するように制御し、エンジンからクラッチをスリップしてモーターに提供される伝達トルクを算出する。
【００３３】
そして、伝達されたトルクに応じてモーターが発電を行うようになれば、その発電された電気エネルギーをバッテリーに充電する。
【００３４】
制御部７００は、クラッチ３００を介した伝達トルクの学習時に、モーター４００による充電パワーが、バッテリー５００の充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合は、バッテリーが充電を実行できないことによってモーターの速度制御に失敗し、クラッチが故障する危険性がある。従って、この場合には、モーター４００による充電パワーをＨＳＧ１００に伝達し、ＨＳＧが消耗するようにする。
【００３５】
その結果、ＨＳＧは、駆動力を再びエンジンに伝達し、エンジンはその分の駆動トルクを減らす。ただし、エンジンは依然として速度制御を実行している状況であるため、モーターに伝達される伝達トルクは同一に維持される。即ち、伝達トルクによってモーターから充電されるエネルギーを、バッテリーではなくＨＳＧに伝達し、エンジンの燃費を向上させる。
【００３６】
従って、本発明の概念は、伝達トルクの学習の途中で発生する充電エネルギーは、バッテリーが受容可能な状況ではバッテリーに保存し、そうでない状況ではエンジンの負荷を減らしてエネルギーをセーブするようにすることである。
【００３７】
バッテリー５００の充電可能余力は、一般的なバッテリーの充電状態によって判断することも可能だが、バッテリーが故障ないし極低温の状況等で充電が正しく行われない場合もまた充電余力に影響を与える。従って、充電状態が９０％以上である場合、及びバッテリーが極低温の環境であって充電可能余力が小さい場合は、モーターとクラッチの焼損を防止するために、充電電流をバッテリー側ではなくＨＳＧ側に放電する。
【００３８】
また、制御部７００は、モーター４００による充電パワーがバッテリー５００の充電可能パワーよりも大きい場合には、モーター４００による充電パワーによってバッテリー５００を充電するように制御することは、先に説明したとおりである。
【００３９】
そして、制御部７００は、モーター４００による充電パワーがバッテリー５００の充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、モーター４００による充電パワーからバッテリー５００の充電可能パワーを差し引いた残りのパワーをＨＳＧ１００に伝達するように制御することにより、バッテリーを充電の後それ以上の充電が不可能な場合に、ＨＳＧに電流を放電する。
【００４０】
そして、制御部７００は、モーター４００による充電パワーがバッテリー５００の充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、モーター４００による充電パワーから電装品６００の電装消耗パワーを差し引いた残りのパワーをＨＳＧ１００に伝達するように制御することにより、車両の電装品で消耗する電流として放電した後、残りをＨＳＧに放電するようにすることができる。
【００４１】
また、制御部７００は、モーター４００による充電パワーがバッテリー５００の充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、モーター４００による充電パワーからバッテリー５００の充電可能パワー及び電装品６００の電装消耗パワーを差し引いた残りのパワーをＨＳＧ１００に伝達するように制御することも可能である。
【００４２】
一方、制御部７００は、クラッチ３００を連結していない状態でモーター４００が一定回転数で駆動するための無負荷トルクを測定し、クラッチ３００を連結した状態でモーター４００が一定回転数で駆動するための負荷トルクを測定して、無負荷トルクと負荷トルクの差によって伝達トルクを算出し、これによってあらかじめ設けられた伝達トルクを補正することにより、伝達トルクの学習を行うことは、先に記載したとおりである。
【００４３】
本発明の伝達トルクの学習方法は、クラッチを介した伝達トルクの学習を開始する開始段階Ｓ１００、モーターによる充電パワーとバッテリーの充電可能パワーを比較する比較段階Ｓ２００、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合に、モーターによる充電パワーをＨＳＧに伝達する消耗段階Ｓ３００、及びモーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーよりも小さい場合に、モーターによる充電パワーをバッテリーに伝達する充電段階Ｓ４００を含む。
【００４４】
即ち、まずモーターを速度制御してモータートルクを算出し、次いでエンジンを速度制御した後にクラッチを連結する。そして、モーターによる充電パワーとバッテリーの充電可能パワーとを比較する比較段階Ｓ２００を実行し、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合はモーターによる充電パワーをＨＳＧに伝達する消耗段階Ｓ３００を実行し、もしモーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーよりも小さい場合には、モーターによる充電パワーをバッテリーに伝達する充電段階Ｓ４００を実行する。このような過程を経た後にモータートルクを測定することにより、正しい伝達トルクを算出する。
【００４５】
また、このような学習方法は、エンジン、モーター、クラッチ、及びエンジンに連結されたＨＳＧより構成されたハイブリッド車の伝達トルクを学習する方法であって、クラッチを介した伝達トルクの学習時に、モーターによる充電パワーがバッテリーの充電可能パワーと同じであるかまたはより大きい場合には、モーターによる充電パワーをＨＳＧに伝達することも理解されるであろう。
【００４６】
即ち、本発明の伝達トルクの学習は、基本的にエンジンとモーターとの速度制御状態でクラッチ接続前後のモータートルクを測定することにより、その差によって伝達トルクを算出し、実測された伝達トルクを利用して予め設けたマップの伝達トルクを修正することである。
【００４７】
本発明は、エンジンからモーターに伝達されるトルクによってモーターが発電を行い、発電されたエネルギーをバッテリーに充電するが、バッテリーへの充電が不可能な状況では、発電されたエネルギーでＨＳＧを駆動することによりエンジンで消耗し、結局、伝達トルクの学習過程で発生するエネルギーを全て回収することができるようにするものである。
【００４８】
また、バッテリーの充電が不可能な状況でも、伝達トルクを有効に学習することができるようにすることにより、正確な伝達トルクマップの導出が可能になるのである。
【００４９】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１００    ＨＳＧ  
２００    エンジン
３００    クラッチ
４００    モーター
５００    バッテリー
６００    電装品
７００    制御部
【図１】
2014111427.tif 000003
【図２】
2014111427.tif 000004