JP2009143522A - ハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が蛇行走行または減速後に再加速を望む時、早い応答性が得られ、運転性低下を防止することができるようにしたハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法を提供する。
【解決手段】本発明は、車速をモニタリングする段階と、車速による最大トルクを演算する段階と、ＡＰＳ（Ａｃｃｅｌ−ｐｅｄａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）のモニタリング段階と、前記ＡＰＳの開度量が０％より大きい場合、運転者が加速しようとする意志があると判断すると共に、運転者の最小要求トルクを０Ｎ・ｍ（ニュートン・メートル）と認識し、運転者要求トルクを演算する段階と、からなり、前記ＡＰＳ開度量が０％である場合、車速による最小要求トルクはクリープトルクであると判断することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法に係り、更に詳しくは、運転者が蛇行走行または減速後に再加速を望む時、アクセルペダルを踏み、ＡＰＳ開度量が０％より大きい場合、運転者が加速しようとする意思があると判断して運転者要求トルクを算出し、運転者がアクセルペダルを踏む動作によってＡＰＳがオン→オフ→オンで作動する場合に発生し得るトルクの不連続性をアップ／ダウントルク比制限ロジックで制御し、運転性の低下を防ぐことができるようにしたハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法に関する。

ハイブリッド車両は、エンジンだけでなく、モーター駆動源を補助動力源として採択し、排気ガス低減および燃費向上を図ることができる未来型車両であり、モーターの動力のみを利用する純粋電気自動車モーであるＥＶ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ）モードと、エンジンの回転力を主動力としながら、前記モーターの回転力を補助動力として利用する補助モードであるＨＥＶ（ｈｙｂｒｉｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ）モードと、車両の制動もしくは慣性による走行時、車両の制動および慣性エネルギーを前記モーターで発電を通して回収し、バッテリーに充電する回生制動（ＲＢ：Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｂｒａｋｉｎｇ）モードなどの走行モードで走行が行われる。このような走行モード中、停車後に徐行する走行をクリープ走行と言い、このクリープ走行は出発時に前記のＥＶモードにより行われる。

このようなハイブリッド車両の各走行モードに対するロジック具現において、車両が初めて出発する際、運転者の要求トルクを演算するロジックは運転者の意志を正確に反映しなければならない。
減速、加速、一定速度維持などの運転者の意志を正確に反映してこそ運転者が望む通りに車両を駆動させることができ、万一、運転者の意志を正確に反映せずに要求トルクが演算される場合、運転者と異なる意図で車両が駆動され、運転性阻害および事故の危険性も大きくなる。

それ故、運転者要求トルク演算の正確性は、ハイブリッド車両のロジック具現において必須事項と言える。
ハイブリッド車両で運転者の意志を把握することができる要素は、ＡＰＳ（Ａｃｃｅｌ−ｐｅｄａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）と、ＢＰＳ（Ｂｒａｋｅ−ｐｅｄａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）の作動深さ量と、からなる。
一般的に、運転者が加速を望む場合はＡＰＳの値が大きくなり、減速を望む場合はＢＰＳの値が大きくなるが、その他の現在の変速段や車速などを反映して最も運転者の意志に符合すると共に、現在の車両システムに合う運転者要求トルクを演算しなければならない。
更に、このような運転者要求トルクは、運転者が加速を望む時は早い加速を、減速を望む時は早い減速を、定速を望む時は定速を維持させるなど、運転者の意志に対する車両応答性も考慮されなければならない。

以下に、従来の運転者要求トルクを算出する方法を示す。
図３は従来の運転者要求トルクを算出する方法を説明する順序図であり、図４は運転者要求トルクを算出するためのトルク線図である。
図３に示す通り、従来の運転者要求トルクの演算方法は、車速をモニタリングする段階と、車速による最大トルクを演算する段階と、車速による最小トルク（クリープ走行のためのトルク）を演算する段階と、アクセルペダルの位置感知センサー（以下、ＡＰＳと略称する）のモニタリング段階と、ＡＰＳによる運転者要求トルクの演算段階からなる。
このような運転者要求トルクの制御および演算は、ハイブリッド車両の主制御装置であるＨＣＵおよびモーター制御のためのＭＣＵなどで行われる。

次に、図４により、運転者要求トルクの制御および演算における問題点を説明する。
ここで、ＡＰＳ開度量はアクセルペダルを踏む程度を感知した量であり、％で表す。
まず、車速に対する最大トルク（エンジン＋モーター最大トルク）と最小トルク（クリープ走行のためのモータートルク）を計算すると共に、ＡＰＳの開度量をモニタリングする。
以後、最小トルクをＡＰＳの０％、最大トルクをＡＰＳの１００％に対応させ、計算された車速と感知されたＡＰＳ開度量による運転者要求トルクを求める。

運転者要求トルクを求める際、既存の演算方法では車両の走行後、ＡＰＳ＝０％状態で、運転者が加速しようとする意志でアクセルペダルを弱く踏んだ場合は運転者の要求トルクがないと見なし、運転者の要求トルクが０または負の数に演算されるため、運転者要求トルクに対する応答遅延性が生じるという問題点がある。
例えば、車速＝６０ＫＰＨ、ＡＰＳ＝５０％（車速６０ＫＰＳでの最大トルク：２００Ｎｍ、最小トルク：−６０Ｎｍと仮定）で運転者要求トルクは７０Ｎｍであり、このトルク値は運転者要求トルクがあると見なして算出されたトルク値であるが、ＡＰＳ＝２３％では運転者要求トルクが０Ｎｍであり、ＡＰＳ＝１０％では運転者要求トルクが−４７Ｎｍと算出され、運転者要求トルクに対する応答性を満足させることができない。

即ち、運転者が加速しようとする意志でアクセルペダルをＡＰＳ＝１０％で踏んだ場合、運転者要求トルクが負の数に算出される演算となるか、アクセルペダルをＡＰＳ＝２３％で踏んだにもかかわらず運転者要求トルクが０Ｎｍと算出される演算となり、運転者が蛇行走行（ＡＰＳ＝０％）または減速後の再加速を望む時に早い応答性を提供することができない。
特表２００２−５１７１５５号公報 特開２００５−２２１０７３号公報

本発明は前記問題点を勘案してなされたものであり、本発明の目的は、運転者が蛇行走行または減速後に再加速を望む時、早い応答性が得られ、運転性低下を防止することができるようにしたハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、車速をモニタリングする段階と、車速による最大トルクを演算する段階と、ＡＰＳ（Ａｃｃｅｌ−ｐｅｄａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）のモニタリング段階と、前記ＡＰＳの開度量が０％より大きい場合、運転者が加速しようとする意志があると判断すると共に、運転者の最小要求トルクを０Ｎ・ｍ（ニュートン・メートル）と認識し、運転者要求トルクを演算する段階と、からなることを特徴とする。

前記ＡＰＳ開度量が０％である場合、車速による最小要求トルクはクリープトルクであると判断することを特徴とする。

運転者がアクセルペダルを踏んだり踏まなかったりする動作を反復することによって、ＡＰＳオン→ＡＰＳオフ→ＡＰＳオンに変化する時、アップ／ダウントルク比制限ロジックが行われ、トルクの不連続的な変化量が制限されるようにすることを特徴とする。

前記アップ／ダウントルク比制限ロジックによるアップ／ダウントルク比制限値の範囲は、加速性および運転性を考慮して適性水準に設定されることを特徴とする。

本発明によれば、運転者が蛇行走行または減速後に再加速を望む時、アクセルペダルを踏み、ＡＰＳ開度量が０％より大きい場合、運転者が加速しようとする意志があると判断し、運転者の最小要求トルクが負の数ではない０の値と認識し、運転者要求トルクを算出するようにすることで、運転者が蛇行走行または減速後の再加速を望む時、運転者要求トルクが常に０より大きい値となるようにして速い応答性を提供することができる。
更に、運転者がアクセルペダルを踏む動作によって、ＡＰＳがオン→オフ→オンに作動する場合に発生するトルクの不連続性をアップ／ダウントルク比制限ロジックで制御し、運転性低下を防止することができる。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照にして詳しく説明する。

図１は本発明によるハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法を説明する順序図であり、図２は本発明によるハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法を説明するためのトルク線図である。
車速センサーによる車速モニタリングが進められ、そのモニタリングシグナルがハイブリッド車両の主制御装置であるＨＣＵに転送されると、ＨＣＵで車速による最大トルクを演算する。
同時に、ＡＰＳによるアクセルペダル開度量のモニタリングが進められ、そのモニタリングシグナルが主制御装置であるＨＣＵに転送される。

この時、ＡＰＳの開度量が０％より大きい場合、運転者が加速しようとする意志があると判断し、ＨＣＵで運転者の最小要求トルクを０Ｎｍと認識し、運転者要求トルクを算出する演算を行う。
もちろん、ＡＰＳ開度量が０％の場合、運転者最小要求トルクは車速による最小トルクであるクリープトルクであると判断する。このクリープトルクは車両が停車後に徐行する時に必要となる運転者要求トルクである。

次に、図２を参照して、本発明によるハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法を説明する。
ＡＰＳの開度量が０％より大きい場合、運転者が加速しようとする意志があると判断し、ＨＣＵで運転者の最小要求トルクを０Ｎｍと認識し、運転者要求トルクを算出する演算を行うが、例えば、車速＝６０ＫＰＨ、ＡＰＳ＝１０％（車速６０ＫＰＨでの最大トルク：２００Ｎｍ、最小トルク：−６０Ｎｍと仮定）で運転者要求トルクは２０Ｎｍと算出される。

従来は、ＡＰＳ＝１０％では運転者が加速しようとする意志がないと判断し、運転者要求トルクが−４７Ｎｍと算出されたが、本発明によると、運転者が加速しようとする意志でアクセルペダルをＡＰＳ＝１０％で踏んだ場合、運転者要求トルクが負の数ではない２０Ｎｍで算出される演算となり、運転者が蛇行走行（ＡＰＳ＝０％）または減速後の再加速を望む特に早い応答性を提供することができる。
即ち、本発明によると、運転者が加速を望む時、即ち、ＡＰＳ＞０％である場合、運転者が要求トルクは常に０より大きいため、運転者要求トルクに対する早い応答性を提供することができる。

一方、運転者がアクセルペダルを踏んだり踏まなかったりする動作を反復する場合、ＡＰＳオン→ＡＰＳオフ→ＡＰＳオンに、そのモニタリング値が急に変化すると、車両のトルク変化が頻繁に発生し、トルクの不連続による運転性低下が起き得る。
そこで、本発明によると、ＡＰＳの開度量が０％より大きい場合、運転者が加速しようとする意志があると判断するが、ＡＰＳのオン／オフ反復によりトルクの変化が頻繁に発生することを防止するために、ＨＣＵにアップ／ダウントルク比制限ロジックが付加され、トルクの不連続的な変化量を制限する。

即ち、運転者の加速意志により、ＡＰＳオンからＡＰＳオフへ、またはＡＰＳオフからＡＰＳオンへとそのモニタリング値が急に変化する時、変化する周期をサンプルタイム＝０．０１秒、車速６０ＫＰＨ、ＡＰＳ＝０と仮定すると、運転者要求トルクは−６０Ｎｍとなり、車速６０ＫＰＨ、ＡＰＳ＝１０と仮定すると、運転者要求トルクは２０Ｎｍとなる。
０．０１秒間で運転者要求トルクが−６０Ｎｍから２０Ｎｍに８０Ｎｍも上昇すると、加速性は優れるが、運転性に問題があるため、運転性と加速性を考慮してアップ／ダウントルク比制限（Ｕｐ／ｄｏｗｎ Ｒａｔｅ ｌｉｍｉｔ）値を定め、運転者要求トルクを演算する。

もちろん、アップ／ダウントルク比制限値の範囲を大きく設定すると、加速性は良いが運転性が低下し、小さく設定すると、トルク変化量が小さく加速性が落ちるため、これを考慮して適性水準でアップ／ダウントルク比制限値を設定する。
例えば、アップトルク比制限値が４０Ｎｍの場合、サンプルタイム１での運転者要求トルク値−６０Ｎｍからサンプルタイム２での最終運転者要求トルクは２０Ｎｍではなく、−６０Ｎｍ＋４０Ｎｍの演算で−２０Ｎｍの運転者要求トルクとなり、加速性および運転性を考慮して運転者要求トルクを制限することができる。

このように、運転者が蛇行走行または減速後の再加速を望む時、運転者の加速意志がある場合（ＡＰＳ＞０％である場合）、運転者要求トルクは常に０より大きい値に演算され、運転者要求トルクに対する早い応答性を提供することができ、運転者の加速意志が頻繁に表れる場合（ＡＰＳオン→ＡＰＳオフ→ＡＰＳオン）、アップ／ダウントルク比制限ロジックが行われ、車両のトルク変化が頻繁に発生し、トルクの不連続による運転性低下を防止することができる。

本発明によるハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法を説明する順序図である。 本発明によるハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法を説明するためのトルク線図である。 従来の運転者要求トルクを算出する方法を説明する順序図である。 従来の運転者要求トルクを算出する例を説明するためのトルク線図である。

Claims (4)

1. 車速をモニタリングする段階と、
   車速による最大トルクを演算する段階と、
   ＡＰＳ（Ａｃｃｅｌ−ｐｅｄａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）のモニタリング段階と、
   前記ＡＰＳの開度量が０％より大きい場合、運転者が加速しようとする意志があると判断すると共に、運転者の最小要求トルクを０Ｎ・ｍ（ニュートン・メートル）と認識し、運転者要求トルクを演算する段階と
   からなることを特徴とするハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法。
2. 前記ＡＰＳ開度量が０％である場合、車速による最小要求トルクはクリープトルクであると判断す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運転者要求トルクの制御方法。
3. 運転者がアクセルペダルを踏んだり踏まなかったりする動作を反復することによって、ＡＰＳオン→ＡＰＳオフ→ＡＰＳオンに変化する時、アップ／ダウントルク比制限ロジックが行われ、トルクの不連続的な変化量が制限されるようにす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運転者要求トルクの制御方法。
4. 前記アップ／ダウントルク比制限ロジックによるアップ／ダウントルク比制限値の範囲は、加速性および運転性を考慮して適性水準に設定されることを特徴とする請求項４記載のハイブリッド車両の運転者要求トルクの制御方法。

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