(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両で発生しやすい発進または走行時の衝撃を減らすことができるようにしたハイブリッド車両のモーターによる衝撃防止方法及び装置を提供する。【解決手段】無断変速機が具備された並列型ハイブリッド電気自動車（ｐａｒａｌｌｅｌ　ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ）において、車速に基づいて加速度上限値とジャーク上限値を算出する段階；前記算出された加速度上限値とジャーク上限値に基づいて前記モーターの最大トルクと前記モーターの最大トルク変化率を算出する算出段階；前記モーターのトルクが前記算出されたモーターの最大トルク以下であり、前記モーターのトルク変化率が前記算出されたモーターの最大トルク変化率以下になるようにするモーターのトルク要求信号を出力する段階；を含んでなっている。【選択図】　　　　　図３
2004104981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無断変速機が具備された並列型ハイブリッド電気自動車において、
車速に基づいて加速度上限値とジャーク上限値を算出する段階；
前記算出された加速度上限値とジャーク上限値に基づいて前記モーターの最大トルクと前記モーターの最大トルク変化率を算出する算出段階；
前記モーターのトルクが前記算出されたモーターの最大トルク以下であり、前記モーターのトルク変化率が前記算出されたモーターの最大トルク変化率以下になるようにするモーターのトルク要求信号を出力する段階；を含むことを特徴とするモーター衝撃低減方法。
【請求項２】
前記算出段階で、前記モーターの最大トルクは、下記の式により算出することを特徴とする請求項１記載のモーター衝撃低減方法。
【数１】
2004104981.tif 000012
【請求項３】
前記スリップファクターは、クラッチロック状態では１であり、クラッチスリップが増加するほどその値が小さくなることを特徴とする請求項２記載のモーター衝撃低減方法。
【請求項４】
前記算出段階で、前記モーターの最大トルク変化率は、下記の式により算出することを特徴とする請求項１記載のモーター衝撃低減方法。
【数２】
2004104981.tif 000013
【請求項５】
前記スリップファクターは、クラッチロック状態では１であり、クラッチスリップが増加するほどその値が小さくなることを特徴とする請求項４記載のモーター衝撃低減方法。
【請求項６】
燃料を燃焼してトルクを発生するエンジン、電気エネルギー貯蔵ユニットにから電気エネルギーを受けてトルクを発生するモーター、前記エンジンとモーターからトルクを受けて変速する無断変速機、前記モーターの駆動を制御するモーター制御ユニット、前記モーター制御ユニットでモータートルク要求信号を出力するハイブリッド制御ユニットを含む並列型ハイブリッド電気自動車のモーター衝撃低減装置において、前記ハイブリッド制御ユニットは、
車速に基づいて加速度上限値とジャーク上限値を設定する段階；
前記設定された加速度上限値とジャーク上限値に基づいて、前記モーターの最大トルクと前記モーターの最大トルク変化率を算出する算出段階；
前記算出されたモーターの最大トルクと最大トルク変化率以下で、モーターの要求トルク信号を出力する段階：を遂行するようにプログラムされていることを特徴とするモーター衝撃低減装置。
【請求項７】
前記算出段階で、前記モーターの最大トルクは、下記の式により演算することを特徴とする請求項６記載のモーター衝撃低減装置。
【数３】
2004104981.tif 000014
【請求項８】
前記算出段階で、前記モーターの最大トルク変化率は、下記の式により演算することを特徴とする請求項６記載のモーター衝撃低減装置。
【数４】
2004104981.tif 000015
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハイブリッド車両におけるモーターの衝撃を低減する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド電気自動車（ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ）は燃費がよく、排気ガスも少ないという長所がある。並列型ハイブリッド電気自動車（ｐａｒａｌｌｅｌ　ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ）は、通常的なエンジンと電気エネルギーにより作動されるモーターが同時に車両駆動力を出せるように構成されており、モーターはエンジンの動力を補助して燃費、動力性能をよくしている。また、上記のような並列型ハイブリッド電気自動車は、車両の動力性能をさらに向上させるために無断変速機（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を使うこともある。しかし、モーターはエンジンに比べて応答が非常に速いので、クラッチがあるハイブリッド車両の場合、モーターになんらかの制限をおかないと急発進やタイヤスリップなど車両に衝撃を発生することがある。
【０００３】
上記のような衝撃は、これまでは単純なトルク変化率の制限、あるいはフィルタリング（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）により解決しようとしていたが、多様な走行状況に過度な制限を加えることになり、モーターの性能を充分に活用できない結果を招いていた。車両の衝撃緩和方法は、ハイブリッド車においてはエンジンのクランク軸の周囲に衝撃緩衝部材を置く提案〔例えば、特許文献１、特許文献２参照〕があるが、これは根本的な解決方法とはいえるものではない。また、一般の車両について、例えば、車両の走行状態を検出して、これを制御信号に変えてエンジンのトルクを低減させて変速に伴う衝撃を緩和する提案〔例えば、特許文献３参照〕がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８９４７５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０３９９７号公報
【特許文献３】
特許文献３；２００２−１８７４６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、ハイブリッド車両で発生しやすい発進または走行時の衝撃を減らすことができるようにしたハイブリッド車両のモーターによる衝撃防止方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、請求項１の発明はモーター衝撃低減方法に係り、無断変速機が具備された並列型ハイブリッド電気自動車（ｐａｒａｌｌｅｌ　ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ）において、車速に基づいて加速度上限値とジャーク上限値を算出する段階；前記算出された加速度上限値とジャーク上限値に基づいて前記モーターの最大トルクと前記モーターの最大トルク変化率を算出する算出段階；前記モーターのトルクが前記算出されたモーターの最大トルク以下であり、前記モーターのトルク変化率が前記算出されたモーターの最大トルク変化率以下になるようにするモーターのトルク要求信号を出力する段階；を含んでなっている。
【０００７】
請求項２の発明は請求項１記載のモーター衝撃低減方法に係り、前記算出段階で、前記モーターの最大トルクは、下記の式により算出することからなっている。
【数５】
2004104981.tif 000003
【０００８】
請求項３の発明は請求項２記載のモーター衝撃低減方法に係り、前記スリップファクターは、クラッチロック状態では１であり、クラッチスリップが増加するほどその値が小さくなることからなっている。
【０００９】
請求項４の発明は請求項１記載のモーター衝撃低減方法に係り、前記算出段階で、前記モーターの最大トルク変化率は、下記の式により算出することからなっている。
【数６】
2004104981.tif 000004
【００１０】
請求項５の発明は請求項４記載のモーター衝撃低減方法に係り、前記スリップファクターは、クラッチロック状態では１であり、クラッチスリップが増加するほどその値が小さくなることからなっている。
【００１１】
請求項６の発明はモーター衝撃低減装置に係り、燃料を燃焼してトルクを発生するエンジン、電気エネルギー貯蔵ユニットにから電気エネルギーを受けてトルクを発生するモーター、前記エンジンとモーターからトルクを受けて変速する無断変速機、前記モーターの駆動を制御するモーター制御ユニット、前記モーター制御ユニットでモータートルク要求信号を出力するハイブリッド制御ユニットを含む並列型ハイブリッド電気自動車のモーター衝撃低減装置において、前記ハイブリッド制御ユニットは、車速に基づいて加速度上限値とジャーク上限値を設定する段階；前記設定された加速度上限値とジャーク上限値に基づいて、前記モーターの最大トルクと前記モーターの最大トルク変化率を算出する算出段階；前記算出されたモーターの最大トルクと最大トルク変化率以下で、モーターの要求トルク信号を出力する段階：を遂行するようにプログラムされていることからなっている。
【００１２】
請求項７の発明は請求項６記載のモーター衝撃低減装置に係り、前記算出段階で、前記モーターの最大トルクは、下記の式により演算することからなっている。
【数７】
2004104981.tif 000005
【００１３】
請求項８の発明は請求項６記載のモーター衝撃低減装置に係り、前記算出段階で、前記モーターの最大トルク変化率は、下記の式により演算することを特徴とする。
【数８】
2004104981.tif 000006
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付した図面を参照して説明する。
図３に、本発明の実施の形態である並列型ハイブリッド電気自動車の動力システムを示した。動力システムは、エンジン１２、モーター１４、無断変速機１６、電気エネルギー貯蔵ユニットであるバッテリー２０、エンジン１２を制御するエンジン制御ユニット２２、モーター１４を制御するモーター制御ユニット２４、バッテリー２０を制御するバッテリー制御ユニット２６、無断変速機１６を制御する変速機制御ユニット２８、及びエンジン制御ユニット２２、モーター制御ユニット２４、バッテリー制御ユニット２６、変速機制御ユニット２８を総括的に制御するハイブリッド制御ユニット３０を含んでなっている。
【００１５】
エンジン１２は、燃料の燃焼を通じてトルクを発生し、エンジン１２で発生したトルクはクラッチ１８を通じて無断変速機１６に伝えられる。モーター１４は、バッテリー２０から供給される電気エネルギーを利用してトルクを発生し、モーター１４で生成されたトルクがエンジントルクと同時に前記無断変速機１６に供給できるように配列されている。
【００１６】
ハイブリッド制御ユニット３０は、プロセッサー、メモリ、その他関連ハードウェア及びソフトウェアがあり、以下で記述するようにモーターによる衝撃低減方法を遂行するようにプログラムされている。
【００１７】
図１は、本発明によるハイブリッド車両のモーターによる衝撃低減方法を概略的に示すブロック図である。本発明によるハイブリッド車両のモーターによる衝撃低減方法は、現在のクラッチ状態とエンジントルクに基づいて現状況での衝撃低減のための許容モータートルク及び許容モータートルク変化率を算出する［１１０］。
【００１８】
一方、走行状況（車速、バッテリー充電量等）を基礎に燃費及び動力性能を最大にするためのモータートルクを算出し［１２０］、モーターからのトルク出力が算出された許容モータートルクの範囲内にあり、モータートルク変化率が算出された許容モータートルク変化率の範囲内にあるように、モータートルク要求信号を出力する［１３０］。
【００１９】
即ち、ハイブリッド車両に具備されたハイブリッド制御ユニットがモーター制御ユニットに要求するトルクの最大値と変化率を制限し、加速度の値またはジャークの値を制限し、クラッチ状態とエンジンのトルク変化状況を考慮してその制限値を連続的に算出してハイブリッド車両で発生する衝撃を減らすようにする。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態によるモーターによる衝撃低減方法を概略的に示したフローチャートである。並列型ハイブリッド電気自動車のモーター衝撃低減方法は、先ず、車速に基づいて加速度上限値とジャーク上限値を算出する［Ｓ２１０］。
【００２１】
ここで、加速度上限値とジャーク上限値はそれぞれ、現在の車速で加速度及びジャーク（加速度の時間に対する変化量）が変動する場合に発生するモーターによる衝撃が容認できる範囲の上限値である。現在の車速が大きいほど前記加速度上限値とジャーク上限値は大きく設定されることが望ましいが、車両の特性によってそれぞれ任意に設定できることは勿論である。
【００２２】
一方、車両では、次の式１が成立する。
【数９】
2004104981.tif 000007
【００２３】
式１で、加速度及びジャークを一定水準以下に減らすためには、下記の式２を満足しなければならない。
【数１０】
2004104981.tif 000008
【００２４】
また、クラッチトルク、エンジントルク及びモータートルク間には次の式３が成立する。
【数１１】
2004104981.tif 000009
スリップファクターは、クラッチがロック状態であれば１であり、スリップが発生すると１より小さい値を持つようになる。
【００２５】
式３において、クラッチロック状態にある時はエンジントルクとモータートルクの和になるが、クラッチスリップがあるとエンジントルクとクラッチトルクを参照して制御されるクラッチ油圧に比例するようになる。クラッチは、変速機制御ユニットにより独立に制御されるので、正確なクラッチ油圧を参照してクラッチトルクを推定することは不可能なので、ロック時のクラッチトルクにファクターをかけた値を使用する。
【００２６】
式１、２、３を用いて、加速度上限値とジャーク上限値に該当するモータートルク最大値とトルク変化率最大値を算出する［Ｓ２２０］。
【００２７】
式１、２、３から、加速度上限値に該当するモーターの最大トルクは下の式による値に演算される。
【数１２】
2004104981.tif 000010
【００２８】
また、式１、２、３から、ジャーク上限値に該当するモーターの最大トルク変化率値は次の式による値に演算される。
【数１３】
2004104981.tif 000011
【００２９】
式３ではクラッチトルクが、エンジントルク及びモータートルクの間に直線関係が成立する場合とか、クラッチトルクがエンジントルクとモータートルクの和となる非線形関数に設定できることは勿論である。
【００３０】
その後、モータートルクとトルク変化率をそれぞれ算出されたモーターの最大トルクとモーターの最大トルク変化率以下になるようにモーターの要求トルク信号を出す［Ｓ２３０］。
【００３１】
即ち、現在車両の走行状態（車速、充電量等）に基づいて算出されるモーター要求トルクが、前記の算出された最大トルクより大きいとか、モーター要求トルクにモーターのトルクを変動させる場合発生するモーターのトルク変化量が、前記の算出された最大トルク変化率より大きい場合には、算出された最大トルクに該当するモータートルク要求信号を出力し、そうでない場合には現在車両の走行状態に基づいて算出されるモータートルクに該当するモータートルク要求信号を出力する。
【００３２】
上記のように本発明によるハイブリッド車両のモーターによる衝撃防止方法は、ハイブリッド制御器がモーター制御器に要求するトルクと変化率を制限することによってハイブリッド車両で発生しやすい発進或いは走行時の衝撃感を減らすことができる。そして、運転手が感じる衝撃はトルクに比例する過度な加速度またはトルク変化率に比例する過度なジャークがあって、この値を適切に制限することによって衝撃を防止することができる。
【００３３】
また、クラッチ状態とエンジンのトルク変化状況をともに考慮してこの制限値らを連続的に算出することによって、どんな状況でも安定した衝撃防止性能を提供できて、モーターの性能を十分に活用できるようになる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によるハイブリッド車両のモーターによる衝撃防止方法は、ハイブリッド車両で発生しやすい発進或いは走行時の衝撃感を減らすことができ、クラッチ状態とエンジンのトルク変化状況をともに考慮することによって、どんな状況でも安定した衝撃防止性能を提供できる。また、衝撃を防止しながら同時に最大限のモータートルクを活用できるようになることによって、ハイブリッド車両の慢性的な運転性問題が改善できる。従って、運転上許される範囲内で最大の燃費改善効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるハイブリッド車両のモーターによる衝撃低減方法を概略的に示したブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態であるハイブリッド車両のモーターによる衝撃低減方法を概略的に示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態であるハイブリッド車両のモーターによる衝撃低減方法が適用できる並列型ハイブリッド電気自動車の動力システムを説明する構成図である。
【符号の説明】
１２：エンジン
１４：モーター
１６：無断変速機
２０；バッテリ
２２：エンジン制御ユニット
２４：モーター制御ユニット
２６：バッテリ制御ユニット
２８：変速機制御ユニット
３０：ハイブリッド制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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