JP2006352954A - Regenerative braking system - Google Patents

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Akihiro Ito
明弘 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a braking system which can perform more efficient regenerative braking. <P>SOLUTION: In the case of braking, an axle, which mainly performs regenerative braking, is coupled with another axle, and it performs regenerative braking, using the frictional force between a wheel installed on another axle and a road, in addition to the frictional force between a wheel installed on the axle mainly performing the regenerative braking and the road. Therefore, when performing the regenerative braking by only the wheel which mainly performs the regenerative braking, the regenerative torque exceeds the frictional force between the wheel and the road, which can prevent the wheel from tending to lock. Accordingly, it becomes possible to perform more efficient regenerative braking. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、車輪の回転を利用して発電を行うことにより、車両を制動する回生制動システムに関する。   The present invention relates to a regenerative braking system that brakes a vehicle by generating power using the rotation of wheels.

従来、車両の制動時に、車輪の回転を利用して発電を行い、運動エネルギーを減少させて制動を行う回生制動システムが知られている。
例えば、特許文献１には、車両制動時に、車軸に接続された発電機によって発電し、運動エネルギーを発電機の回転エネルギーに変換することにより制動する回生制動システムが開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a regenerative braking system that performs power generation by using the rotation of wheels and braking by reducing kinetic energy when a vehicle is braked is known.
For example, Patent Document 1 discloses a regenerative braking system that generates power by a generator connected to an axle and brakes the vehicle by converting kinetic energy into rotational energy of the generator during vehicle braking.

このような回生制動システムにおいては、発電機（回生モータ）の発電能力を超えない範囲で、車軸の回転を回生モータに伝え、回生エネルギーを発生させている。
特開２００４−２２２３９５号公報 In such a regenerative braking system, the rotation of the axle is transmitted to the regenerative motor within a range not exceeding the power generation capacity of the generator (regenerative motor) to generate regenerative energy.
JP 2004-222395 A

しかしながら、車輪との摩擦が小さい路面（以下、適宜「低μ路」と言う。）においては、回生モータを回転させるトルクが車輪と路面との摩擦力を上回り、電力の回生を行う車輪がロック傾向になる場合がある。
すると、回生モータの発電能力に余裕があるにもかかわらず、それ以上の回生制動トルクをかけられないため、回生ができなくなるという問題があった。
本発明の課題は、より効率的な回生制動を行うことである。 However, on road surfaces with small friction with the wheels (hereinafter referred to as “low μ road” as appropriate), the torque that rotates the regenerative motor exceeds the frictional force between the wheels and the road surface, and the wheels that regenerate power are locked. It may become a trend.
Then, although there is a margin in the power generation capacity of the regenerative motor, there is a problem that regeneration cannot be performed because no more regenerative braking torque can be applied.
The subject of this invention is performing more efficient regenerative braking.

以上の課題を解決するため、本発明は、
回生制動に用いられるモータと連動する車軸と他の車軸とを、非回生制動時には非連結状態とし、回生制動時には連結状態とし、回生制動の負荷を複数の車軸に分散させて回生制動を行うことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention provides:
Regenerative braking is performed by distributing the regenerative braking load to multiple axles, with the axles linked to the motor used for regenerative braking and other axles in the unconnected state during non-regenerative braking and in the connected state during regenerative braking. It is characterized by.

本発明によれば、制動が行われる場合に、回生制動を主として行う車軸を他の車軸と連結し、回生制動を主として行う車軸に備えられた車輪と路面との摩擦に加え、他の車軸に備えられた車輪と路面との摩擦力を用いて回生制動を行う。
そのため、回生制動を主として行う車輪のみによって回生制動を行うこととした場合に、車輪と路面との摩擦力を回生トルクが上回り、車輪がロック傾向となることを防止できる。
したがって、より効率的な回生制動を行うことが可能となる。 According to the present invention, when braking is performed, an axle that mainly performs regenerative braking is connected to another axle, and in addition to friction between a wheel provided on the axle that mainly performs regenerative braking and a road surface, Regenerative braking is performed using the frictional force between the provided wheels and the road surface.
Therefore, when the regenerative braking is performed only by the wheels that mainly perform the regenerative braking, the regenerative torque exceeds the frictional force between the wheels and the road surface, and the wheels can be prevented from becoming a tendency to lock.
Therefore, more efficient regenerative braking can be performed.

以下、図を参照して本発明に係る回生制動システムの実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る回生制動システムを適用したハイブリッド自動車１の概略構成を示す図である。
図１に示すハイブリッド自動車１は、油圧式や電磁式などのクラッチによって締結力可変に前軸と後軸とが締結される４輪駆動車であり、また、回生モータによる回生制動が可能なハイブリッドシステムを備えた自動車である。 Hereinafter, an embodiment of a regenerative braking system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle 1 to which a regenerative braking system according to the present invention is applied.
A hybrid vehicle 1 shown in FIG. 1 is a four-wheel drive vehicle in which a front shaft and a rear shaft are fastened with variable fastening force by a hydraulic or electromagnetic clutch, and a hybrid capable of regenerative braking by a regenerative motor. It is a car with a system.

なお、図１においては、本発明の実施形態を説明するために必要な部分のみを示し、他の部分は図示を省略している。
図１において、ハイブリッド自動車１は、モータ１０あるいはエンジン１３によって発生された駆動力を変速装置１１によって回転数変換させた後、フロントデフ１２を介して主駆動軸である前軸に伝達する。
また、ハイブリッド自動車１は、変速装置１１を介して伝達される駆動力を、クラッチ１４を介してリアデフ１５に伝達可能であり、リアデフ１５に伝達された駆動力は、さらに後軸に伝達される。ここで、クラッチ１４は、油圧ユニット１７が油圧を調整することにより、前軸と後軸の締結力を制御することが可能である。 In FIG. 1, only the portions necessary for describing the embodiment of the present invention are shown, and the other portions are not shown.
In FIG. 1, the hybrid vehicle 1 converts the driving force generated by the motor 10 or the engine 13 to the front shaft, which is the main driving shaft, through the front differential 12 after converting the rotational speed by the transmission 11.
Further, the hybrid vehicle 1 can transmit the driving force transmitted through the transmission 11 to the rear differential 15 via the clutch 14, and the driving force transmitted to the rear differential 15 is further transmitted to the rear shaft. . Here, the clutch 14 can control the fastening force between the front shaft and the rear shaft by the hydraulic unit 17 adjusting the hydraulic pressure.

さらに、ハイブリッド自動車１は、マスタシリンダや油圧ブースタ、および、マスタシリンダの油圧を検出する圧力センサ、リザーバタンク等を含む、流体圧制動を行うための油圧回路系２と、左右の前輪１８ＦＬ，１８ＦＲおよび後輪１８ＲＬ，１８ＲＲそれぞれのホイールに備えられたホイールシリンダ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲと、油圧による制動（流体圧制動）を制御する流体圧制動コントローラ４と、回生モータによる制動（回生制動）を制御する回生コントローラ５と、左右の前輪１８ＦＬ，１８ＦＲおよび後輪１８ＲＬ，１８ＲＲそれぞれの車輪速度を検出する車輪速センサ６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲとを備えている。   Furthermore, the hybrid vehicle 1 includes a hydraulic circuit system 2 for fluid pressure braking, including a master cylinder, a hydraulic booster, a pressure sensor for detecting the hydraulic pressure of the master cylinder, a reservoir tank, and the like, and left and right front wheels 18FL, 18FR. And wheel cylinders 3FL, 3FR, 3RL, 3RR provided on the respective wheels of the rear wheels 18RL, 18RR, a fluid pressure braking controller 4 for controlling braking by hydraulic pressure (fluid pressure braking), and braking by a regenerative motor (regenerative braking) And a wheel speed sensor 6FL, 6FR, 6RL, 6RR for detecting the wheel speed of each of the left and right front wheels 18FL, 18FR and the rear wheels 18RL, 18RR.

また、図１において、ハイブリッド自動車１は、駆動時および回生時にモータ１０を制御するモータコントローラ７と、モータコントローラ７からの指示に従ってモータ１０に入出力する電流の交直流変換を行うインバータ８と、モータ１０への駆動電力の供給および回生された電力の蓄電を行うバッテリ９と、モータ１０による駆動時に駆動力を発生すると共に、回生制動時に回生電力を発生するモータ１０と、車両の走行状態に応じて、前輪と後輪の駆動力を制御するトルク配分コントローラ１６と、トルク配分コントローラ１６が出力するトルク指令値に従って、クラッチ１４の締結力（締結トルク）を制御する油圧ユニット１７とを備えている。   In FIG. 1, the hybrid vehicle 1 includes a motor controller 7 that controls the motor 10 during driving and regeneration, an inverter 8 that performs AC / DC conversion of current input to and output from the motor 10 according to instructions from the motor controller 7, A battery 9 that supplies driving power to the motor 10 and stores the regenerated power, a motor 10 that generates driving power when driven by the motor 10 and generates regenerative power during regenerative braking, and a vehicle running state. Accordingly, a torque distribution controller 16 that controls the driving force of the front and rear wheels, and a hydraulic unit 17 that controls the engagement force (engagement torque) of the clutch 14 according to the torque command value output from the torque distribution controller 16 are provided. Yes.

これらのうち、油圧回路系２は、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた制動圧（ペダル踏力）をマスタシリンダによって倍力し、ホイールシリンダ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲそれぞれの流体制動圧を発生させる。また、油圧回路系２は、流体制動圧コントローラ４によって流体制動圧の制御が行われた場合、その制御に応じて、ホイールシリンダ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲそれぞれの流体制動圧を発生させる。   Among these, the hydraulic circuit system 2 boosts the braking pressure (pedal pressing force) according to the depression amount of the brake pedal by the master cylinder, and generates the fluid braking pressure of each of the wheel cylinders 3FL, 3FR, 3RL, 3RR. Further, when the fluid braking pressure controller 4 controls the fluid braking pressure, the hydraulic circuit system 2 generates fluid braking pressures for the wheel cylinders 3FL, 3FR, 3RL, 3RR in accordance with the control.

流体圧制動コントローラ４は、アンチスキッドが作動した場合や回生制動時等、油圧回路系２を介した流体圧制動に加えて流体制動圧を制御する必要が生じた場合に、ホイールシリンダ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲそれぞれの流体制動圧を制御する。なお、流体圧制動コントローラ４は、回生制動時に回生制動コントローラ５から流体圧制動トルク指令値が入力されると、それに応じた流体制動圧を後輪のホイールシリンダ３ＲＬ，３ＲＲに発生させる。   The fluid pressure braking controller 4 controls the wheel cylinders 3FL, 3FR when it is necessary to control the fluid braking pressure in addition to the fluid pressure braking via the hydraulic circuit system 2, such as when the anti-skid is activated or during regenerative braking. , 3RL, 3RR to control the fluid braking pressure. In addition, when the fluid pressure braking torque command value is input from the regenerative braking controller 5 during the regenerative braking, the fluid pressure braking controller 4 generates a fluid braking pressure corresponding to the wheel braking cylinders 3RL and 3RR corresponding thereto.

回生コントローラ５は、流体・回生制動配分決定部５ａと、前後軸制動配分決定部５ｂとを備えている。
流体・回生制動配分決定部５ａは、制動が行われる際に、マスタシリンダに備えられた圧力センサの検出信号を読み込み、マスタシリンダの油圧（即ち運転者の制動要求量）を基に目標減速度を算出すると共に、目標減速度を実現するための目標制動力を算出する。そして、流体・回生制動配分決定部５ａは、前後軸制動配分決定部５ｂにおいて決定される目標回生制動力を参照して、目標制動力における流体圧制動力（摩擦による制動力）と回生制動力との配分を決定し、その流体圧制動力を実現するための流体圧制動トルク指令値を流体圧制動コントローラ４に出力すると共に、決定した回生制動力を実現するための回生制動トルク指令値をモータコントローラ７に出力する。 The regenerative controller 5 includes a fluid / regenerative braking distribution determination unit 5a and a front / rear axis braking distribution determination unit 5b.
The fluid / regenerative braking distribution determination unit 5a reads the detection signal of the pressure sensor provided in the master cylinder when braking is performed, and the target deceleration based on the hydraulic pressure of the master cylinder (that is, the braking request amount of the driver). And a target braking force for realizing the target deceleration is calculated. The fluid / regenerative braking distribution determination unit 5a refers to the target regenerative braking force determined by the front / rear axis braking distribution determination unit 5b, and determines the fluid pressure braking force (braking force due to friction) and the regenerative braking force in the target braking force. Is distributed, and a fluid pressure braking torque command value for realizing the fluid pressure braking force is output to the fluid pressure braking controller 4, and a regenerative braking torque command value for realizing the determined regenerative braking force is output to the motor controller. 7 is output.

前後軸制動配分決定部５ｂは、モータ１０の回生能力限界を超えない範囲で目標とする回生制動力（目標回生制動力）を決定し、さらに、回生制動を主として行う車輪（以下、「回生輪」と言う。）である前輪がロックしない範囲で回生制動力を発生するように、前軸と後軸の回生制動力配分を決定する。即ち、前後軸制動配分決定部５ｂは、モータ１０の回生能力限界を超えず、かつ、前軸と後軸とを最大締結力で締結した場合の回生制動能力（最大回生制動能力）を超えない範囲で目標回生制動力を決定し、目標とする回生制動力のうち、予め定めた条件に従う一部の回生制動力を後軸に振り分け、振り分けられた回生制動力を後軸において発生するようなクラッチ１４の締結力（回生制動用締結トルク）を算出する。   The front / rear axis braking distribution determination unit 5b determines a target regenerative braking force (target regenerative braking force) within a range that does not exceed the regenerative capacity limit of the motor 10, and further performs wheels that mainly perform regenerative braking (hereinafter referred to as "regenerative wheels"). The regenerative braking force distribution between the front shaft and the rear shaft is determined so that the regenerative braking force is generated within a range in which the front wheels are not locked. That is, the front / rear axis braking distribution determination unit 5b does not exceed the regenerative capacity limit of the motor 10 and does not exceed the regenerative braking capacity (maximum regenerative braking capacity) when the front shaft and the rear shaft are fastened with the maximum fastening force. A target regenerative braking force is determined in a range, and among the target regenerative braking forces, a part of the regenerative braking force according to a predetermined condition is distributed to the rear shaft, and the distributed regenerative braking force is generated on the rear shaft. The engagement force (regenerative braking engagement torque) of the clutch 14 is calculated.

図２は、回生コントローラ５の制御動作を示すフローチャートである。
回生コントローラ５は、イグニションオン状態において、図２に示すフローチャートを繰り返し実行している。
図２において、処理が開始されると、回生コントローラ５は、クラッチ１４の締結力トルクを読み込む（ステップＳ１）。
次に、回生コントローラ４は、油圧回路系２におけるマスタシリンダの油圧を読み込み（ステップＳ２）、さらに、モータコントローラ７からバッテリ９の充電状態を読み込む（ステップＳ３）。 FIG. 2 is a flowchart showing the control operation of the regeneration controller 5.
The regenerative controller 5 repeatedly executes the flowchart shown in FIG. 2 in the ignition-on state.
In FIG. 2, when the processing is started, the regeneration controller 5 reads the fastening force torque of the clutch 14 (step S1).
Next, the regeneration controller 4 reads the hydraulic pressure of the master cylinder in the hydraulic circuit system 2 (step S2), and further reads the charge state of the battery 9 from the motor controller 7 (step S3).

続いて、回生コントローラ４は、車輪速センサ６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲの検出信号から算出される車速を読み込み（ステップＳ４）、バッテリ９の充電状態を参照して、回生制動の可能量を算出する（ステップＳ５）。
そして、回生コントローラ４は、制動要求が行われているか否か、即ち、マスタシリンダの油圧がゼロより大となっているか否かの判定を行う（ステップＳ６）。 Subsequently, the regenerative controller 4 reads the vehicle speed calculated from the detection signals of the wheel speed sensors 6FL, 6FR, 6RL, and 6RR (step S4), refers to the state of charge of the battery 9, and calculates the regenerative braking possible amount. (Step S5).
Then, the regenerative controller 4 determines whether or not a braking request is made, that is, whether or not the master cylinder hydraulic pressure is greater than zero (step S6).

ステップＳ６において、制動要求が行われていない（マスタシリンダの油圧がゼロである）と判定した場合、回生コントローラ５は、ステップＳ１に戻り、制動要求が行われている（マスタシリンダの油圧がゼロより大である）と判定した場合、流体・回生制動配分決定部５ａによって、マスタシリンダの油圧を基に目標減速度およびそれを実現するための目標制動力を算出する（ステップＳ７）。   If it is determined in step S6 that the braking request has not been made (the master cylinder hydraulic pressure is zero), the regenerative controller 5 returns to step S1 and the braking request has been made (the master cylinder hydraulic pressure is zero). If it is determined that it is greater, the fluid / regenerative braking distribution determination unit 5a calculates a target deceleration and a target braking force for realizing the target deceleration based on the hydraulic pressure of the master cylinder (step S7).

そして、回生コントローラ５は、ステップＳ５において算出した回生制動の可能量およびハイブリッド自動車１の運転状態を参照して、回生制動が可能であるか否かの判定を行う（ステップＳ８）。なお、回生制動が可能であるか否かについては、例えば、低速の状態では一般に回生制動能力が低下することから、所定速度以下の状態では回生制動を行わないこととし、また、バッテリ９が満充電である場合には、回生電力を充電できないことから回生制動を行わないといった判定基準とすることができる。   Then, the regenerative controller 5 determines whether or not regenerative braking is possible with reference to the possible amount of regenerative braking calculated in step S5 and the operating state of the hybrid vehicle 1 (step S8). Whether regenerative braking is possible or not is, for example, that regenerative braking capability generally decreases in a low speed state, and therefore regenerative braking is not performed in a state of a predetermined speed or less, and the battery 9 is fully charged. In the case of charging, it is possible to use a determination criterion that regenerative braking is not performed because regenerative power cannot be charged.

ステップＳ８において、回生制動が可能でないと判定した場合、回生コントローラ５は、ステップＳ１１の処理に移行し、一方、回生制動が可能であると判定した場合、流体・回生制動配分決定部５ａおよび前後軸制動配分決定部５ｂによって、モータ１０の回生能力限界を超えず、かつ、回生輪である前輪がロックしない範囲で回生制動力を発生するように、目標制動力を流体圧制動力（流体圧制動トルク）と回生制動力（回生制動トルク）に配分する（ステップＳ９）。このとき、前後軸制動配分決定部５ｂは、前軸と後軸とを最大締結力で締結した場合の最大回生制動能力を超えない範囲で目標とする回生制動力を決定する。   If it is determined in step S8 that regenerative braking is not possible, the regenerative controller 5 proceeds to the process of step S11. On the other hand, if it is determined that regenerative braking is possible, the regenerative braking distribution determining unit 5a and the front and rear The target braking force is generated by the shaft braking distribution determination unit 5b so that the regenerative braking force is generated within a range in which the regenerative wheel front wheel is not locked and the regenerative wheel front wheel is not locked. Torque) and regenerative braking force (regenerative braking torque) (step S9). At this time, the front / rear axis brake distribution determination unit 5b determines a target regenerative braking force within a range that does not exceed the maximum regenerative braking ability when the front shaft and the rear shaft are engaged with the maximum engagement force.

そして、回生コントローラ５は、前後軸制動配分決定部５ｂによって、配分された回生制動力のうち、予め定めた条件に従って後軸に振り分けられる回生制動力を発生するためのクラッチ１４の締結力（回生制動用締結トルク）を算出し、算出した締結力を示す回生制動用締結力指令値をトルク配分コントローラ１６に出力する（ステップＳ１０）。
なお、ステップＳ１０において、制動時に前後軸を最大締結力で締結する制御を行う場合（図３の締結力特性（ａ）に基づく制御を行う場合）には、締結力を１００％（直結）とし、制動時に減速度に応じて締結力を徐々に緩める制御を行う場合（図３の締結力特性（ｂ）に基づく制御を行う場合）には、予め定められた特性に従い、減速度に応じて所定の締結力とする。 Then, the regenerative controller 5 includes a clutch 14 engaging force (regenerative force) for generating a regenerative braking force that is distributed to the rear shaft according to a predetermined condition among the regenerative braking forces distributed by the front / rear axis braking distribution determining unit 5b. (Braking engagement torque) is calculated, and a regenerative braking engagement force command value indicating the calculated engagement force is output to the torque distribution controller 16 (step S10).
In step S10, when the control for fastening the front and rear shafts with the maximum fastening force is performed at the time of braking (when the control based on the fastening force characteristic (a) in FIG. 3 is performed), the fastening force is set to 100% (direct connection). When performing control to gradually loosen the fastening force according to the deceleration during braking (when performing control based on the fastening force characteristic (b) in FIG. 3), according to the predetermined characteristic, A predetermined fastening force is used.

さらに、回生コントローラ５は、モータコントローラ７および流体圧制動コントローラ４に、流体圧制動トルク指令値および回生制動トルク指令値をそれぞれ出力する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１の後、回生コントローラ５は、ステップＳ１に移行し、図２に示す処理を繰り返す。
なお、回生コントローラ５は、車輪速センサ６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲの検出信号を基に、回生制動時に車輪１８ＦＬ，１８ＦＲ，１８ＲＬ，１８ＲＲがロックし、スリップ状態となっているか否かを検出する。 Further, the regenerative controller 5 outputs the fluid pressure braking torque command value and the regenerative braking torque command value to the motor controller 7 and the fluid pressure braking controller 4 (step S11).
After step S11, the regeneration controller 5 proceeds to step S1 and repeats the process shown in FIG.
The regenerative controller 5 detects whether or not the wheels 18FL, 18FR, 18RL, and 18RR are in a slip state during regenerative braking based on detection signals from the wheel speed sensors 6FL, 6FR, 6RL, and 6RR. .

図１に戻り、モータコントローラ７は、回生コントローラ５からの回生制動トルク指令値に基づいて、回生制動力を制御する。また、駆動時にはモータ１０による駆動力制御を行なう。また、モータコントローラ７は、バッテリ９の充電状態、温度等で決まる最大許容回生力値を算出して、その算出結果を回生コントローラ５に出力する。   Returning to FIG. 1, the motor controller 7 controls the regenerative braking force based on the regenerative braking torque command value from the regenerative controller 5. Further, at the time of driving, driving force control by the motor 10 is performed. Further, the motor controller 7 calculates the maximum allowable regenerative force value determined by the state of charge of the battery 9, the temperature, etc., and outputs the calculation result to the regenerative controller 5.

トルク配分コントローラ１６は、エンジン１３あるいはモータ１０の運転状態、変速装置１１の変速比およびスロットルバルブ（不図示）のスロットル開度に基づいて、ハイブリッド自動車１の前輪および後輪に与える駆動トルクの配分を決定する。また、トルク配分コントローラ１６は、回生コントローラ５から回生制動用締結力指令値が入力された場合、回生制動用締結力指令値に応じたトルク配分を決定する。   The torque distribution controller 16 distributes driving torque to be applied to the front and rear wheels of the hybrid vehicle 1 based on the operating state of the engine 13 or the motor 10, the transmission ratio of the transmission 11 and the throttle opening of a throttle valve (not shown). Decide. In addition, when the regenerative braking fastening force command value is input from the regenerative controller 5, the torque distribution controller 16 determines torque distribution according to the regenerative braking fastening force command value.

そして、トルク配分コントローラ１６は、決定したトルク配分を示すトルク指令値を油圧ユニット１７に出力する。
また、トルク配分コントローラ１６には、クラッチ１４の締結力を検出するトルクセンサの検出信号が入力され、この検出信号から算出した締結力トルクは、回生コントローラ５に出力される。
油圧ユニット１７は、トルク配分コントローラ１６によって入力されるトルク指令値を油圧に換算し、クラッチ１４のクラッチ締結力がトルク指令値に対応するトルクとなるように、換算した油圧をクラッチ１４に印加する。 Then, the torque distribution controller 16 outputs a torque command value indicating the determined torque distribution to the hydraulic unit 17.
The torque distribution controller 16 receives a detection signal of a torque sensor that detects the engagement force of the clutch 14, and the engagement force torque calculated from the detection signal is output to the regeneration controller 5.
The hydraulic unit 17 converts the torque command value input by the torque distribution controller 16 into a hydraulic pressure, and applies the converted hydraulic pressure to the clutch 14 so that the clutch engagement force of the clutch 14 becomes a torque corresponding to the torque command value. .

次に、動作を説明する。
本実施の形態に係るハイブリッド自動車１は、制動が行われる場合に、モータ１０の回生能力限界を超えず、かつ、前軸と後軸とを最大締結力で締結した場合の回生制動能力（最大回生制動能力）を超えない範囲で目標回生制動力を決定する。さらに、目標とする回生制動力のうち、予め定めた条件に従う一部の回生制動力を後軸に振り分け、振り分けられた回生制動力を後軸において発生するようなクラッチ１４の締結力で、回生制動を主として行う車軸である前軸を後軸と締結し、前輪と路面との摩擦力に加え、後輪と路面との摩擦力を用いて回生制動を行う。 Next, the operation will be described.
In the hybrid vehicle 1 according to the present embodiment, when braking is performed, the regenerative braking capability (maximum) when the regenerative capability limit of the motor 10 is not exceeded and the front shaft and the rear shaft are fastened with the maximum fastening force. The target regenerative braking force is determined within a range not exceeding the regenerative braking ability). Further, of the target regenerative braking force, a part of the regenerative braking force according to a predetermined condition is distributed to the rear shaft, and the regenerative braking force that is distributed is generated at the rear shaft. The front shaft, which is an axle that mainly performs braking, is fastened to the rear shaft, and regenerative braking is performed using the frictional force between the front wheel and the road surface in addition to the frictional force between the front wheel and the road surface.

そのため、前輪のみによって回生制動を行うこととした場合に、低μ路等において前輪と路面との摩擦力を回生トルクが上回り、前輪がロック傾向となることを防止できる。
したがって、回生電力をより多く発生させることができ、より効率的な回生制動を行うことが可能となる。
また、このときのクラッチ１４の締結力は、図３の締結力特性（ａ）に示すように、制動中は常時最大締結力で締結した状態（締結力１００％）とすることが可能である。これにより、図４に示すように、前軸と後軸とに回生制動の負荷を分散できる。即ち、後輪の摩擦制動力に相当する制動量を回生制動に振り替えることができる。そのため、低μ路における回生電力を増加させることが可能となる。 Therefore, when the regenerative braking is performed only by the front wheels, the regenerative torque exceeds the frictional force between the front wheels and the road surface on a low μ road or the like, and the front wheels can be prevented from becoming locked.
Therefore, more regenerative electric power can be generated and more efficient regenerative braking can be performed.
Further, the fastening force of the clutch 14 at this time can be in a state of being always fastened with the maximum fastening force (braking force 100%) during braking, as shown in the fastening force characteristic (a) of FIG. . Thereby, as shown in FIG. 4, the load of regenerative braking can be distributed to the front shaft and the rear shaft. That is, the braking amount corresponding to the friction braking force of the rear wheels can be transferred to regenerative braking. Therefore, it is possible to increase the regenerative power on the low μ road.

また、図３の締結力特性（ｂ）に示すように、減速度に応じて締結力を徐々に緩めることも可能である。これにより、図５に示すように、理想前後制動力配分における後軸の制動力を超えないように、回生制動力を前後軸へ配分することができる。そのため、前後軸への適切な制動力配分を実現しつつ、効率的な回生制動を行うことが可能となる。
このように、前軸と後軸とを所定の締結力で締結させることにより、前輪のみならず、後輪と路面との摩擦力を回生に用いることができるため、低μ路で前輪のみによる回生制動を行った場合に、モータ１０の回生能力に余裕があるにも関わらず前輪がロックし、回生制動量がゼロとなる事態が回避される。 Moreover, as shown in the fastening force characteristic (b) of FIG. 3, it is possible to gradually loosen the fastening force according to the deceleration. Accordingly, as shown in FIG. 5, the regenerative braking force can be distributed to the front and rear axes so as not to exceed the rear shaft braking force in the ideal front and rear braking force distribution. Therefore, it is possible to perform efficient regenerative braking while realizing appropriate braking force distribution to the front and rear axes.
Thus, by fastening the front shaft and the rear shaft with a predetermined fastening force, not only the front wheels but also the frictional force between the rear wheels and the road surface can be used for regeneration. When regenerative braking is performed, a situation in which the front wheels are locked and the amount of regenerative braking becomes zero even though there is a margin in the regenerative capacity of the motor 10 is avoided.

なお、本実施の形態において、回生制動が行われる場合は、前軸と後軸とを常に所定の締結力で締結することとして説明したが、通常は前軸と後軸との締結を解除しておき、回生コントローラ５が車輪速センサの検出信号を基に回生制動を行う前輪のスリップ状態を判定し、前輪のスリップ状態量が所定量を上回っているときに、前軸を後軸と締結させることも可能である。これにより、４輪による回生制動を効果的な場面で使用することが可能となる。   In the present embodiment, when regenerative braking is performed, it has been described that the front shaft and the rear shaft are always fastened with a predetermined fastening force, but normally the fastening between the front shaft and the rear shaft is released. The regenerative controller 5 determines the slip state of the front wheel that performs regenerative braking based on the detection signal of the wheel speed sensor, and when the front wheel slip state amount exceeds a predetermined amount, the front shaft is engaged with the rear shaft. It is also possible to make it. This makes it possible to use regenerative braking with four wheels in an effective scene.

また、本実施の形態においては、図６（ａ）に示すように、エンジン１３およびモータ１０が主駆動軸である前軸を駆動し、その前軸が回生制動を行う車軸である場合について説明したが、例えば図６（ｂ）に示すように、エンジンが主駆動軸である前軸を駆動し、クラッチ等により後軸が前軸に連結された４輪駆動車において、後軸が回生制動を行う車軸である場合にも、本発明に係る回生制動システムを適用することが可能である。なお、さらに、これらの構成に対し、主駆動軸が前後軸で入れ替わった構成においても本発明に係る回生制動システムを適用可能である。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6A, a case where the engine 13 and the motor 10 drive a front shaft that is a main drive shaft, and the front shaft is an axle that performs regenerative braking will be described. However, as shown in FIG. 6B, for example, in a four-wheel drive vehicle in which the engine drives the front shaft, which is the main drive shaft, and the rear shaft is connected to the front shaft by a clutch or the like, the rear shaft is regenerative braking The regenerative braking system according to the present invention can also be applied to an axle that performs the above. Furthermore, the regenerative braking system according to the present invention can be applied to these configurations even in a configuration in which the main drive shaft is replaced with the front-rear shaft.

また、本実施の形態においては、本発明をハイブリッド自動車に適用した場合を例に挙げて説明したが、ハイブリッド自動車以外であっても、回生モータ、および、２輪駆動と４輪駆動とを切り替え制御する機能を有する車両であれば、本発明を適用することができる。
なお、上記実施の形態においては、図１における回生コントローラ５および車輪速センサ６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲが検出手段を構成する。 Further, in the present embodiment, the case where the present invention is applied to a hybrid vehicle has been described as an example. However, even in a vehicle other than a hybrid vehicle, a regenerative motor and two-wheel drive and four-wheel drive are switched. The present invention can be applied to any vehicle having a function to control.
In the above embodiment, the regenerative controller 5 and the wheel speed sensors 6FL, 6FR, 6RL, 6RR in FIG. 1 constitute detection means.

本発明に係る回生制動システムを適用したハイブリッド自動車１の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle 1 to which a regenerative braking system according to the present invention is applied. 回生コントローラ５の制御動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a control operation of the regeneration controller 5; 回生制動時におけるクラッチ１４の締結力の制御特性を示す図である。It is a figure which shows the control characteristic of the fastening force of the clutch 14 at the time of regenerative braking. 回生制動時に常時最大締結力で締結した状態とする場合の制動力（回生量）を示す図である。It is a figure which shows the braking force (regeneration amount) when it is set as the state always fastened with the maximum fastening force at the time of regenerative braking. 理想前後制動力配分特性と、減速度に応じて締結力を緩める場合の制動力（回生量）とを示す図である。It is a figure which shows the ideal front-back braking force distribution characteristic, and the braking force (regeneration amount) in the case of loosening fastening force according to deceleration. 本発明の適用対象となる車両構成例を示す図である。It is a figure which shows the vehicle structural example used as the application object of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ ハイブリッドカー、２ 油圧回路系、３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲ ホイールシリンダ、４ 流体圧制動コントローラ、５ 回生コントローラ、５ａ、流体・回生制動配分決定部、５ｂ 前後軸制動配分決定部、６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲ 車輪速センサ、７ モータコントローラ、８ インバータ、９ バッテリ、１０ モータ、１１ 変速装置、１２ フロントデフ、１３ エンジン、１４ クラッチ、１５ リアデフ、１６ トルク配分コントローラ、１７ 油圧ユニット、１８ＦＬ，１８ＦＲ，１８ＲＬ，１８ＲＲ 車輪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid car, 2 Hydraulic circuit system, 3FL, 3FR, 3RL, 3RR Wheel cylinder, 4 Fluid pressure braking controller, 5 regeneration controller, 5a, Fluid and regenerative braking distribution determination part, 5b Front-rear axis braking distribution determination part, 6FL, 6FR , 6RL, 6RR Wheel speed sensor, 7 Motor controller, 8 Inverter, 9 Battery, 10 Motor, 11 Transmission, 12 Front differential, 13 Engine, 14 Clutch, 15 Rear differential, 16 Torque distribution controller, 17 Hydraulic unit, 18FL, 18FR , 18RL, 18RR wheels

Claims (8)

回生制動に用いられるモータと連動する車軸と他の車軸とを、非回生制動時には非連結状態とし、回生制動時には連結状態とし、回生制動の負荷を複数の車軸に分散させて回生制動を行うことを特徴とする回生制動システム。   Regenerative braking is performed by distributing the regenerative braking load to multiple axles, with the axles linked to the motor used for regenerative braking and the other axles in the unconnected state during non-regenerative braking and in the connected state during regenerative braking. Regenerative braking system characterized by 第１の車軸と第２の車軸とを連結状態可変に連結する伝達装置と、前記第１の車軸あるいは第２の車軸のいずれかに連結して回生制動に用いられるモータとを有する車両の回生制動システムであって、
車両の回生制動時に、前記モータが備えられた車軸と他方の車軸とを前記伝達装置により連結し、非回生制動時に解放することを特徴とする回生制動システム。 A regenerative vehicle having a transmission device for variably coupling a first axle and a second axle, and a motor used for regenerative braking coupled to either the first axle or the second axle. A braking system,
A regenerative braking system in which the axle provided with the motor and the other axle are connected by the transmission device during regenerative braking of the vehicle and released during non-regenerative braking. 前記モータが備えられた車軸と他方の車軸とを連結させた場合の回生制動能力を上限とする範囲で目標回生制動力を決定し、該目標回生制動力を前記モータが備えられた車軸と他方の車軸とに配分し、その配分を実現する所定の締結力で前記モータが備えられた車軸と他方の車軸とを連結して回生制動を実行することを特徴とする請求項２記載の回生制動システム。   A target regenerative braking force is determined within a range having an upper limit on a regenerative braking ability when the axle provided with the motor and the other axle are connected to each other, and the target regenerative braking force is determined between the axle and the other provided with the motor. The regenerative braking according to claim 2, wherein the regenerative braking is executed by connecting the axle provided with the motor and the other axle with a predetermined fastening force that realizes the distribution. system. 車両の回生制動時に、前記モータが備えられた車軸と他方の車軸とを前記伝達装置により最大締結力で連結することを特徴とする請求項２または３記載の回生制動システム。   The regenerative braking system according to claim 2 or 3, wherein at the time of regenerative braking of the vehicle, the axle provided with the motor and the other axle are connected by the transmission device with a maximum fastening force. 車両の回生制動時に、車両の減速度に応じて、前記モータが備えられた車軸と他方の車軸との締結力を変化させることを特徴とする請求項２または３記載の回生制動システム。   The regenerative braking system according to claim 2 or 3, wherein the fastening force between the axle provided with the motor and the other axle is changed according to the deceleration of the vehicle during regenerative braking of the vehicle. 車両の回生制動時に、前記モータが備えられた車軸の車輪がロックする限界を超える分の制動力が他の車軸による回生制動力に配分される締結力で、前記モータが備えられた車軸と他方の車軸とを前記伝達装置により連結することを特徴とする請求項２または３記載の回生制動システム。   When regenerative braking of the vehicle, the braking force corresponding to the limit of locking of the wheel of the axle provided with the motor is a fastening force that is distributed to the regenerative braking force by the other axle, and the axle provided with the motor and the other The regenerative braking system according to claim 2 or 3, wherein the axle is connected by the transmission device. 前記車両は、前軸に前記モータを備える構成を有し、
車両の回生制動時に、後軸に配分される制動力が理想前後制動力配分を超えない締結力で、前記モータが備えられた車軸と他方の車軸とを前記伝達装置により連結することを特徴とする請求項２または３記載の回生制動システム。 The vehicle has a configuration including the motor on a front shaft,
The transmission device connects the axle provided with the motor and the other axle with a fastening force that does not exceed the ideal front-rear braking force distribution during regenerative braking of the vehicle. The regenerative braking system according to claim 2 or 3. 前記モータが備えられた車軸の車輪におけるスリップ状態を検出する検出手段を備え、
前記検出手段で検出されたスリップ状態量が所定量より大きい場合に、前記モータが備えられた車軸と他方の車軸とを連結することを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の回生制動システム。 Detecting means for detecting a slip state in an axle wheel provided with the motor;
8. The axle according to claim 2, wherein the axle provided with the motor is connected to the other axle when the slip state quantity detected by the detection means is larger than a predetermined quantity. Regenerative braking system.
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