(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両のエンジン逆回転を防止するモータトルクの制限方法であって、
（ａ）モータトルク出力を制御する過程で、モータリングモードまたは発電モードを判断
する段階、
（ｂ）発電モードである場合、現在のモータ速度を車両のエンジンアイドリング速度に従
って設定した回生トルク制限開始速度と比較する段階、及び、
（ｃ）発電モードで前記モータ速度が０以上であると同時に、前記回生トルク制限開始速
度以下である場合、回生最大トルクと前記回生トルク制限開始速度、前記モータ速度を基
に算出されるトルク値をトルク指令値とし、モータトルク出力を制限する段階、
前記（ｃ）段階において、モータ速度が０より小さい場合、トルク指令０を使用してモ
ータトルク出力を禁止し、
前記（ｃ）段階において、モータトルク出力を制限するためのトルク指令値は回生最
大トルクと回生トルク制限開始速度、モータ速度から［数４］により算出される段階、
を含めて構成されることを特徴とするハイブリッド車両のモータトルクの制限方法。
【数４】
0005348657.tif 000009
ここで、Ｔｍａｘは回生最大トルクであり、Ｎｒｅｇｅｎ，ｌｉｍｉｔは回生トルク制限開始速度である。
【請求項２】
前記回生トルク制限開始速度は、エンジンアイドリング速度とアイドリング速度制御の
許容アンダーショット値の積にて定義されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッ
ド車両のモータトルクの制限方法。
【請求項３】
（ｂ’）モータリングモードである場合、現在のモータ速度を予め設定したモータリング
トルク出力禁止速度と比較する段階と、
（ｃ）モータリングモードで前記モータ速度が前記モータリングトルク出力禁止速度以下
である場合、トルク指令０を使用してモータトルク出力を禁止する段階と、
を更に含めて構成されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両のモータトル
クの制限方法。
【請求項４】
前記モータリングトルク出力禁止速度はエンジンシリンダー数と過渡時間により［数２］により設定されることを特徴とする請求項３記載のハイブリッド車両のモータトルクの制限方法。
【数２】
0005348657.tif 000010
ここで、ｎｃｙｌｉｎｄｅｒはシリンダー数であり、ｄｔはエンジン起動時の初期化により発生する過渡的な逆回転時間であり、過渡時間を表す。
【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モータトルク制限方法に係り、更に詳しくは、エンジンとモータが直結したソフトハイブリッド車両において、エンジンの逆回転を引き起こすモータトルク出力を禁止させ、これを通してエンジンの逆回転、及びこれによるエンジンの損傷を防止するハイブリッド車両のモータトルクの制限方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、広い意味のハイブリッド車両は互いに異なる２種類以上の動力源を効率的に組み合わせて車両を駆動させることを意味するが、大部分の場合は、エンジンと電気モータにより駆動力を得る車両を意味し、これをハイブリッド電気車両（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ）と呼ぶ。
【０００３】
最近、燃費を改善し、より環境に優しい製品を開発しなければならないという時代の要請に応じてハイブリッド車両の研究が活発に行われている。
ハイブリッド車両において車両駆動用電気モータは、車両に搭載された高電圧バッテリーの電力提供を受けて駆動されるが、電気モータは車両を駆動する目的以外に回生制動（回生発電）を行い、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換させる役割を有する。
即ち、電気モータが車両の運動エネルギーの一部を発電に使用した後、発電された電気エネルギーをバッテリーに充電し、車両走行速度による運動エネルギーの一部を発電に必要なエネルギーとして使用し、これを通して運動エネルギーの低減（走行速度の減少）及び電気エネルギーの発電を同時に行なう。
【０００４】
一方、ソフトハイブリッド車両の場合、図１に示すように、エンジン１と電気モータ（駆動モータ）２が直結されており、エンジン出力とモータ出力が加えられ、変速機３を通して駆動軸に伝達される構造となっている。
このような構造において、制御装置（通常、モータ制御装置）５はバッテリー６からの電力供給を受けて駆動するモータ２の駆動を制御する。
前記のようなソフトハイブリッド車両においてはエンジン１とモータ２との間にクラッチがない構造であるため、エンジンの単独出力は可能であるが、モータの単独出力は不可能である。
【０００５】
更に、エンジンが回転すると、モータから出力されるトルクがなくともモータは回転を行い、反対に、モータがトルクを出力して回転すると、エンジンも同時に回転する。
しかし、前記のようにエンジンとモータが直結されたソフトハイブリッド車両ではモータの逆回転トルクによりエンジンの逆回転が発生すると、エンジンが損傷してしまうため、これに対する対処法が必須となる。
【特許文献１】特開２００６−１８０６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、エンジンとモータが直結したソフトハイブリッド車両において、エンジンの逆回転を引き起こすモータトルク出力を禁止して、これを通してエンジンの逆回転及びこれによるエンジンの損傷を防止するためのハイブリッド車両のモータトルクの制限方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明は、ハイブリッド車両のエンジン逆回転を防止するモータトルクの制限方法であって、（ａ）モータトルク出力を制御する過程で、モータリングモードまたは発電モードを判断する段階、（ｂ）発電モードである場合、現在のモータ速度を車両のエンジンアイドリング速度に従って設定した回生トルク制限開始速度と比較する段階、及び、（ｃ）発電モードで前記モータ速度が０以上であると同時に、前記回生トルク制限開始速度以下である場合、回生最大トルクと前記回生トルク制限開始速度、前記モータ速度を基に算出されるトルク値をトルク指令値とし、モータトルク出力を制限する段階、前記（ｃ）段階において、モータ速度が０より小さい場合、トルク指令０を使用してモータトルク出力を禁止し、前記（ｃ）段階において、モータトルク出力を制限するためのトルク指令値は回生最大トルクと回生トルク制限開始速度、モータ速度から［数４］により算出される段階、を含めて構成されることを特徴とする。
【数４】
0005348657.tif 000002
ここで、Ｔｍａｘは回生最大トルクであり、Ｎｒｅｇｅｎ，ｌｉｍｉｔは回生トルク
制限開始速度である。
【００１０】
前記回生トルク制限開始速度は、エンジンアイドリング速度とアイドリング速度制御の許容アンダーショット値の積にて定義されることを特徴とする。
【００１１】
（ｂ'）モータリングモードである場合、現在のモータ速度を予め設定したモータリングトルク出力禁止速度と比較する段階と、（ｃ）モータリングモードで前記モータ速度が前記モータリングトルク出力禁止速度以下である場合、トルク指令０を使用してモータトルク出力を禁止する段階と、を更に含めて構成されることを特徴とする。
【００１２】
前記モータリングトルク出力禁止速度はエンジンシリンダー数と過渡時間により数２により設定されることを特徴とする。
【数２】
0005348657.tif 000003
ここで、ｎｃｙｌｉｎｄｅｒはシリンダー数であり、ｄｔはエンジン起動時の初期化により発生する過渡的な逆回転時間であり、過渡時間を表す。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のモータトルクの制限方法によると、エンジンの逆回転を引き起こす区間でのモータトルクの印加を禁止し、モータ正回転回生区間でも回生トルク制限速度（エンジンアイドリング速度を考慮したパラメーター）及び現在のモータ速度を考慮してモータトルクの制限を行うことで、逆回転によるエンジンの損傷を効果的に防止することができる。
特に、変速機やクラッチなどのハードウェアや別の装置を追加することなく、本発明のモータトルク制限ロジック、即ち、逆回転防止ロジックのみで逆回転によるエンジンの損傷を防止することができる。
更に、本発明の逆回転防止ロジックはエンジンとモータの動特性が反映されたロジックにより誤作動を最小にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るハイブリッド車両のモータトルクの制限方法について説明する。
【実施例】
【００１５】
本発明は車両でエンジンの逆回転及び損傷を防止することができるモータトルクの制限方法に関し、特に、エンジンとモータが直結したソフトハイブリッド車両においてエンジンの逆回転を引き起こすモータトルク出力を禁止させ、これを通してエンジンの逆回転及びこれによるエンジンの損傷防止を図るものである。
図２は本発明のモータトルクの制限が適用されたモータトルクの制御例を表したトルク−速度（モータ速度）線図であり、本発明に係るモータトルクの制限が行われる条件及び状態を表しており、図３は本発明のモータトルクの制限が適用されたモータトルクの制御方法を表した順序図である。
【００１６】
本発明が適用されるハイブリッドシステムの構成は図１に示した従来の構成と同一であり、モータ制御装置５がトルク指令に応じてモータ駆動を制御する。
通常、モータ制御装置がその上位制御装置である車両制御装置からトルク指令の伝達を受けてモータの駆動を制御するが、本発明では車両制御装置から誤ったトルク及び速度の指令（エンジン逆回転を引き起こし得る指令値）が伝達されてもモータ制御装置がモータトルクの制限を行い、エンジンの逆回転を引き起こすモータトルク出力を禁止する。
図２において、領域は逆回転区間で、モータリングトルク印加禁止区間であり、II領域は逆回転回生区間で、回線（発電）トルク印加禁止区間であり、III領域は正回転回生区間で、回生トルク制限開始速度（エンジンアイドリング速度を考慮したパラメーター）及び現在のモータ速度を考慮してモータトルクの制限が行われる区間である。
【００１７】
本発明の目的達成のためには、原則的にエンジンの逆回転を引き起こすモータトルクの印加を禁止しなければならないが、図２でモータの実際速度がマイナス（−）となる第２、３象限ではトルクの印加を禁止しなければならない。
但し、エンジン起動時には、エンジンの特性上、短時間の逆回転が発生し得るため、図２の第２象限でモータ速度が低速の逆回転である時はトルクの印加が可能となるようにしなければならない。
更に、発電時、負（−）のトルクはモータの逆回転を引き起こし得るため、モータ速度が０となる点ではモータトルクが０となるようにしなければならず、更に、図２の第３象限でもモータトルクを常に０に制限しなければならない。
また、エンジンの逆回転を防止すると共に、エンジンの過渡的な動的特性を考慮しなければならない。
【００１８】
次に図２を参照して本発明によるモータトルクの制限について説明する。まず正（＋）のトルク状態であり、正回転のモータリング区間である第１象限領域ではモータ制御装置が上位制御装置から伝達されるトルク指令によってモータリングトルク出力（モータリングトルク曲線参照）が行われるようにモータ駆動を制御する。
そして、モータ制御装置は正（＋）のトルク状態でも逆回転区間である第２象限領域でもモータトルクの印加を禁止し、但し、エンジン起動時、短時間の逆回転が発生するため、第２象限の逆回転区間でモータ速度が予め設定されたモータリングトルク出力禁止速度以上である低速逆回転である場合（エンジン起動時の一時的な逆回転区間）にはトルク印加が可能となるようにし、この時、モータトルク出力をモータリング最大トルクに調節する。
【００１９】
更に、第３象限の逆回転回生区間、即ち、発電時に負（−）のトルクであり、モータ速度＜０である区間では回生トルクの印加を禁止する。
また、第４象限の正回転回生区間（発電モード）では、回生トルク制限開始速度（エンジンアイドリング速度を考慮したパラメーター）及び現在のモータ速度を考慮し、モータトルク出力の制限を行わなければならないが、但し、このような回生トルクの制限はモータ速度がエンジンのアイドリング速度によって設定された回生トルク制限開始速度以下で行われなければならず、モータ速度が回生トルク制限開始速度を超過する区間では、上位制御装置から伝達されるトルク指令に従って回生トルクの出力が行われれるように制御し、回生トルクの印加が可能となるようにする。
【００２０】
前記モータリングトルク出力禁止速度（Ｎｒｅｖ，ｌｉｍｉｔ）は下記の数１のように定義することができる。
【数１】
0005348657.tif 000004
ここで、
0005348657.tif 000005
【００２１】
従って、モータリングトルク出力禁止速度は最終的に下記の数２から求めることができる。
【数２】
0005348657.tif 000006
数２において、ｎｃｙｌｉｎｄｅｒはシリンダー数であり、ｄｔはエンジン起動時の初期化により発生する過渡的な逆回転時間であり、過渡時間を表す。
【００２２】
エンジン初期化時にクランク軸の諸角を探す過程で、過渡的な逆回転が発生し、４気筒の場合、最大１／８ほどの移動が発生するため（４５°）、過渡時間を１００ｍｓと仮定する場合、モータリングトルク出力禁止速度は約７５ｒｐｍの回転速度となる数２から３０／（４×０．１）＝７５ｒｐｍ）。
そして、回生トルク制限開始速度（Ｎｒｅｇｅｎ，ｌｉｍｉｔ）は車両のエンジンアイドリング速度から設定することができるが、アイドリング速度以下区間で過渡な発電トルク（回生トルク）を印加する時、エンジンストールが発生し得るため、アイドリング速度制御の許容アンダーショット値を５０％と仮定する場合、下記数３から求められる３５０ｒｐｍから発電トルク（回生トルク）の制限を実施する。
【００２３】
下記数３は回生トルク制限開始速度を定義した式である。
【数３】
0005348657.tif 000007
そして、モータ速度が回生トルク制限開始速度以下である正回転回生区間（発電モード）、即ち、図２の第４象限領域中のIII領域でトルク指令は下記数４から算出することができる。
【００２４】
【数４】
0005348657.tif 000008
ここで、Ｔｍａｘは回生最大トルクを表す。
このようにして、本発明において、回生トルク制限開始速度以下であるIII領域では数４から算出されるトルク制限値を基にして、モータ制御装置がモータトルク出力の制限を行う。
【００２５】
例えば、回生トルク制限開始速度（Ｎｒｅｇｅｎ，ｌｉｍｉｔ）が３５０ｒｐｍとする時、モータ速度が０ｒｐｍならばトルク出力が０となり、モータ速度１７５ｒｐｍでは−Ｔｍａｘ／２となり、モータ速度３５０ｒｐｍでは−Ｔｍａｘとなる。
一方、図２に示す本発明のモータの制限を順序図にて表現すると図３のように表すことができる。
以下、図３を参照して本発明のモータトルクの制限を適用したモータの制御過程を説明する。
【００２６】
まず、現在のモードがモータリングモードまたは発電モードであるかを判断した後、モータリングモードの場合、モータ速度をモータリングトルク出力禁止速度と比較し、ここでモータ速度がモータリングトルク出力禁止速度より大きい場合、モータ制御装置は上位制御装置から伝達されるトルク指令に従ってトルク出力が行われるようにモータ駆動を制御する。
反面、モータ速度がモータリングトルク出力禁止速度以下である場合、モータ制御装置は本発明のトルクの制限によるトルク指令値０を使用し、モータトルク出力を禁止する。
【００２７】
そして、モータリングモードではない発電モードである場合、モータ速度を回生トルク制限開始速度と比較し、モータ速度が回生トルク制限開始速度以下であると同時に、０より大きい場合、本発明のトルク制限により数４から算出されるトルク指令（−Ｔｍａｘ／Ｎｒｅｇｅｎ，ｌｉｍｉｔ×モータ速度）を使用してモータトルク出力を制御する。数４においてモータ速度が０である場合、トルク指令は０となるため、これを適用してモータトルクの印加を禁止する。
反面、モータ速度が０より小さい場合、本発明に係るトルクの制限によりトルク指令は０となり、モータトルク出力を禁止する。
そして、モータ速度が回生トルク制限開始速度より大きい場合、モータ制御装置は上位制御装置から伝達されるトルク指令によってトルク出力が行われるようにモータ駆動を制御する。
【００２８】
このように、本発明ではエンジンの逆回転を引き起こす区間でモータトルクの印加を禁止し、正回転回生区間でも回生トルク制限開始速度（エンジンアイドリング速度を考慮したパラメーター）及び現在のモータ速度を考慮してモータトルクの制限を行うことで、逆回転によるエンジンの損傷を効果的に防止することができる。
特に、変速機やクラッチなどのハードウェアや別途の装置を追加することなく、本発明のモータトルク制限ロジック、即ち、逆回転防止ロジックのみで逆回転によるエンジンの損傷を防止することができる。
更に、本発明の逆回転防止ロジックはエンジンとモータの動特性が反映されたロジックにて誤作動を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ソフトハイブリッド車両の駆動システムを図示した構成図である。
【図２】本発明のモータトルクの制限が適用されたモータトルクの制御例を表すトルク−速度線図である。
【図３】本発明のモータトルクの制限適用されたモータトルクの制御方法を表す順序図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  エンジン
２  モータ
３  変速機
５  モータ制御装置
【図１】
0005348657.tif 000011
【図２】
0005348657.tif 000012
【図３】
0005348657.tif 000013