JP2006074997A

JP2006074997A - 車両の回生制動装置

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Publication number: JP2006074997A
Application number: JP2005317179A
Authority: JP
Inventors: Hiroatsu Endo; 弘淳遠藤; Hidehiro Oba; 秀洋大庭; Kazumi Hoshiya; 一美星屋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: JP4244986B2

Abstract

【課題】車両の運動エネルギーによりベルト式無段変速機を介して回転駆動されるジェネレータを回生制御する回生制動装置において、ジェネレータが所定の運転点で回転駆動されるようにベルト式無段変速機を変速する場合に、その変速に伴って必要油圧が過大になることを防止する。
【解決手段】回生要求トルクＴrqに応じてモータジェネレータを回生制御する際の運転点（ＭＧ運転点）を求めるマップは、ベルト式無段変速機の必要油圧を考慮し、その必要油圧が過大にならないように設定されているため、必要油圧が過大になってポンプ負荷増加により燃費が悪化したり、油圧不足になってベルト滑りを生じたりすることが防止される。また、必要油圧が小さい変速比γが小さな高車速側、すなわち回生要求トルクＴrqが大きい側では、ＭＧ運転点が高回転側に設定され、効率良く充電を行うことができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、車両の運動エネルギーでジェネレータが回転駆動されることによりバッテリを充電するとともに車両に制動力を作用させる回生制動装置に関するものである。

(a) 燃料の燃焼で動力を発生するエンジンと、(b) モータジェネレータと、(c) 前記エンジン、前記電動モータ、および出力部材の間で動力を合成、分配する歯車式の合成分配装置と、(d) それ等の回転要素の内の所定のものを連結、遮断したりケースに連結したりする摩擦係合式のクラッチやブレーキと、を有するハイブリッド駆動装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例であり、クラッチやブレーキの作動状態を切り換えることにより、車両の運動エネルギーでモータジェネレータが回転駆動されることによりバッテリを充電するとともに車両に制動力を作用させる回生制動モードが成立させられるようになっている。
特開平９−３７４１１号公報

しかしながら、このような回生制動装置においてベルト式無段変速機を有する場合、変速比によって必要油圧が異なり、例えば変速比が大きい低車速で必要油圧が高い場合に、その低車速の状態でジェネレータが所定の運転点で回転駆動されるように大きな変速速度で変速が行われると、変速のために必要な変速油圧が過大になり、ポンプ負荷増加によって燃費が悪化したり、油圧不足でベルト滑りが発生したりする可能性があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、車両の運動エネルギーによりベルト式無段変速機を介して回転駆動されるジェネレータを回生制御する回生制動装置において、ジェネレータが所定の運転点で回転駆動されるようにベルト式無段変速機を変速する場合に、その変速に伴って必要油圧が過大になることを防止することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、車両の運動エネルギーにより油圧式無段変速機を介してジェネレータが回転駆動される際に、そのジェネレータの回生制御によって車両に回生制動力を作用させるとともにバッテリを充電する車両の回生制動装置おいて、(a) 前記回生制御時に、前記油圧式無段変速機の必要油圧を考慮して前記ジェネレータの運転点を設定する運転点設定手段と、(b) その運転点で前記ジェネレータが回転駆動されるように前記油圧式無段変速機を変速制御する変速制御手段と、を有することを特徴とする。

このような車両の回生制動装置においては、油圧式無段変速機の必要油圧を考慮してジェネレータの運転点が設定されるため、ジェネレータを運転点で回転駆動するための変速時に、必要油圧が過大になってポンプ負荷増加により燃費が悪化したり、油圧不足になったりすることを防止できる。例えば変速比が大きい程必要油圧が増加する場合には、必要油圧が小さい変速比が小さな高車速側では比較的変速速度が大きくても差し支えないことから、ジェネレータの効率に応じて運転点を任意に設定することが可能で、効率良く充電を行うことができる一方、必要油圧が大きい変速比が大きな低車速側では変速速度が小さくなるように運転点を設定することにより、必要油圧が過大になることを回避できる。

ここで、本発明ではベルト式やトロイダル型等の油圧式無段変速機が用いられる。

ジェネレータとしては、電動モータおよびジェネレータの両方の機能が得られるモータジェネレータが好適に用いられるが、電動モータの機能がないものでも良い。ジェネレータとは別に電動モータやモータジェネレータが設けられても良い。

運転点設定手段は、例えばモータジェネレータの最適効率ライン上で運転点を設定するように構成され、その最適効率ライン上においても一般に高回転側程効率が良いため、油圧式無段変速機の必要油圧が許容範囲を越えない範囲でできるだけ高回転側に運転点を設定するように構成される。

一方、油圧シリンダによって変速比γ（＝入力軸回転速度／出力軸回転速度）やベルト張力が制御されるベルト式無段変速機は、変速比γによって必要油圧が異なるとともに、ジェネレータの運転点（ジェネレータの回転速度で変速機の入力軸回転速度に対応）に応じて定まる目標変速比γ^*と現在の変速比γとの差が大きい程、また車速が小さい程変速速度が大きく、変速のために必要な変速油圧が大きくなる。したがって、元々の必要油圧が小さい変速比γが小さな高車速側では、大きな変速速度で変速比γを大きく変化させることが可能で、ジェネレータの運転点を高効率の高回転に設定して変速比γを増大側へ大きくダウンシフトさせることができる一方、必要油圧が大きい変速比γが大きな低車速側では、変速比γの変化幅、言い換えれば変速速度が小さくなるようにジェネレータの運転点を比較的低回転に設定し、変速（ダウンシフト）に伴う必要油圧の増加を小さくすることが望ましい。すなわち、前記運転点設定手段は、無段変速機の必要油圧が過大にならないように、例えば低車速側程ジェネレータの運転点（回転速度）が低回転になるように予め定められた演算式やマップなどの設定データに従って、車速に応じて運転点を設定するように構成することができる。運転点設定手段は、油圧式無段変速機の油圧特性などに応じて適宜定められる。

本発明は、燃料の燃焼で動力を発生するエンジンおよびモータジェネレータを走行用の動力源として備えているシリーズ型、パラレル型等の種々のハイブリッド型の車両に好適に適用される。例えば、(a) 燃料の燃焼で動力を発生するエンジンと、(b) モータジェネレータと、(c) 第１回転要素に前記エンジンが連結されるとともに第２回転要素に前記モータジェネレータが連結された遊星歯車装置等の歯車式の合成分配装置と、(d) その合成分配装置から出力された動力を変速して駆動輪側へ伝達する油圧式無段変速機と、を有するハイブリッド型の車両にも適用され得る。なお、エンジンを備えていない電気自動車などでも良い。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたハイブリッド駆動装置１０を説明する概略構成図で、図２は変速機１２を含む骨子図であり、このハイブリッド駆動装置１０は、燃料の燃焼で動力を発生するエンジン１４、電動モータおよびジェネレータとして用いられるモータジェネレータ１６、およびダブルピニオン型の遊星歯車装置１８を備えて構成されている。遊星歯車装置１８のサンギヤ１８ｓにはエンジン１４が連結され、キャリア１８ｃにはモータジェネレータ１６が連結され、リングギヤ１８ｒは第１ブレーキＢ１を介してケース２０に連結されるようになっている。また、キャリア１８ｃは第１クラッチＣ１を介して変速機１２の入力軸２２に連結され、リングギヤ１８ｒは第２クラッチＣ２を介して入力軸２２に連結されるようになっている。遊星歯車装置１８は合成分配装置で、サンギヤ１８ｓは第１回転要素で、キャリア１８ｃは第２回転要素で、リングギヤ１８ｒは第３回転要素に相当する。また、変速機１２の入力軸２２は出力部材に相当する。

上記クラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置で、油圧制御回路２４から供給される作動油によって摩擦係合させられるようになっている。図３は、油圧制御回路２４の要部を示す図で、電動ポンプを含む電動式油圧発生装置２６で発生させられた元圧ＰＣが、マニュアルバルブ２８を介してシフトレバー３０（図１参照）の操作レンジに応じて各クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１へ供給されるようになっている。シフトレバー３０は、運転者によって操作されるシフト操作部材で、本実施例では「Ｂ」、「Ｄ」、「Ｎ」、「Ｒ」、「Ｐ」の５つのレンジに選択操作されるようになっており、マニュアルバルブ２８はケーブルやリンク等を介してシフトレバー３０に連結され、そのシフトレバー３０の操作に従って機械的に切り換えられるようになっている。

「Ｂ」レンジは、前進走行時に変速機１２のダウンシフトなどにより比較的大きな動力源ブレーキが発生させられる操作レンジで、「Ｄ」レンジは前進走行する操作レンジであり、これ等の操作レンジでは出力ポート２８ａからクラッチＣ１およびＣ２へ元圧ＰＣが供給される。第１クラッチＣ１へは、シャトル弁３１を介して元圧ＰＣが供給されるようになっている。「Ｎ」レンジは動力源からの動力伝達を遮断する操作レンジで、「Ｒ」レンジは後進走行する操作レンジで、「Ｐ」レンジは動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示しないパーキングロック装置により機械的に駆動輪の回転を阻止する操作レンジであり、これ等の操作レンジでは出力ポート２８ｂから第１ブレーキＢ１へ元圧ＰＣが供給される。出力ポート２８ｂから出力された元圧ＰＣは戻しポート２８ｃへも入力され、上記「Ｒ」レンジでは、その戻しポート２８ｃから出力ポート２８ｄを経てシャトル弁３１から第１クラッチＣ１へ元圧ＰＣが供給されるようになっている。

クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１には、それぞれコントロール弁３２、３４、３６が設けられ、それ等の油圧Ｐ_C1、Ｐ_C2、Ｐ_B1が制御されるようになっている。クラッチＣ１の油圧Ｐ_C1についてはＯＮ−ＯＦＦ弁３８によって調圧され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１の油圧Ｐ_C2、Ｐ_B1についてはリニアソレノイド弁４０によって調圧されるようになっている。

そして、上記クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１の作動状態に応じて、図４に示す各走行モードが成立させられる。すなわち、「Ｂ」レンジまたは「Ｄ」レンジでは、「ＥＴＣモード」、「直結モード」、「モータ走行モード（前進）」の何れかが成立させられ、「ＥＴＣモード」では、第２クラッチＣ２を係合するとともに第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１を開放した状態で、エンジン１４およびモータジェネレータ１６を共に作動させて車両を前進走行させる。「直結モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を係合するとともに第１ブレーキＢ１を開放した状態で、エンジン１４を作動させて車両を前進走行させる。また、「モータ走行モード（前進）」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を開放した状態で、モータジェネレータ１６を作動させて車両を前進走行させる。「ＥＴＣモード」は電気トルコンモードでエンジン・モータ走行モードに相当し、「直結モード」はエンジン直結モードに相当する。

図５は、上記前進モードにおける遊星歯車装置１８の作動状態を示す共線図で、「Ｓ」はサンギヤ１８ｓ、「Ｒ」はリングギヤ１８ｒ、「Ｃ」はキャリア１８ｃを表しているとともに、それ等の間隔はギヤ比ρ（＝サンギヤ１８ｓの歯数／リングギヤ１８ｒの歯数）によって定まる。具体的には、「Ｓ」と「Ｃ」の間隔を１とすると、「Ｒ」と「Ｃ」の間隔がρになり、本実施例ではρが０．６程度である。また、(a) のＥＴＣモードにおけるトルク比は、エンジントルクＴｅ：ＣＶＴ入力軸トルクＴin：モータトルクＴｍ＝ρ：１：１−ρであり、モータトルクＴｍはエンジントルクＴｅより小さくて済むとともに、定常状態ではそれ等のモータトルクＴｍおよびエンジントルクＴｅを加算したトルクがＣＶＴ入力軸トルクＴinになる。ＣＶＴは無段変速機の意味であり、本実施例では変速機１２としてベルト式無段変速機が設けられている。

図４に戻って、「Ｎ」レンジまたは「Ｐ」レンジでは、「ニュートラル」または「充電・Ｅｎｇ始動モード」の何れかが成立させられ、「ニュートラル」ではクラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１の何れも開放する。「充電・Ｅｎｇ始動モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を開放するとともに第１ブレーキＢ１を係合し、モータジェネレータ１６を逆回転させてエンジン１４を始動したり、エンジン１４により遊星歯車装置１８を介してモータジェネレータ１６を回転駆動するとともにモータジェネレータ１６を回生制御して発電し、バッテリ４２（図１参照）を充電したりする。

「Ｒ」レンジでは、「モータ走行モード（後進）」または「フリクション走行モード」が成立させられ、「モータ走行モード（後進）」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を開放した状態で、モータジェネレータ１６を逆回転方向へ作動させて車両を後進走行させる。「フリクション走行モード」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２を開放した状態で、モータジェネレータ１６を逆回転方向へ作動させて車両を後進走行させる一方、エンジン１４を作動させるとともにリングギヤ１８ｒが正方向へ回転させられる状態で第１ブレーキＢ１をスリップ係合させることにより、キャリア１８ｃ更には入力軸２２に後進方向のアシスト力を作用させるものである。

前記変速機１２はベルト式無段変速機で、その出力軸４４からカウンタ歯車４６を経て差動装置４８のリングギヤ５０に動力が伝達され、その差動装置４８により左右の駆動輪５２に動力が分配される。

本実施例のハイブリッド駆動装置１０は、図１に示すＨＶＥＣＵ６０によって制御されるようになっている。ＨＶＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えていて、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行することにより、電子スロットルＥＣＵ６２、エンジンＥＣＵ６４、Ｍ／ＧＥＣＵ６６、Ｔ／ＭＥＣＵ６８、前記油圧制御回路２４のＯＮ−ＯＦＦ弁３８、リニアソレノイド弁４０、エンジン１４のスタータ７０などを制御する。電子スロットルＥＣＵ６２はエンジン１４の電子スロットル弁７２を開閉制御するもので、エンジンＥＣＵ６４はエンジン１４の燃料噴射量や可変バルブタイミング機構、点火時期などによりエンジン出力を制御するもので、Ｍ／ＧＥＣＵ６６はインバータ７４を介してモータジェネレータ１６の力行トルクや回生制動トルク等を制御するもので、Ｔ／ＭＥＣＵ６８は変速機１２の変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎin／出力軸回転速度Ｎout ）やベルト張力などを制御するものである。前記油圧制御回路２４は、変速機１２の変速比γやベルト張力を制御するための回路を備えており、前記電動式油圧発生装置２６によって必要な油圧が発生させられるようになっている。スタータ７０は電動モータで、モータ軸に設けられたピニオンをエンジン１４のフライホイール等に設けられたリングギヤに噛み合わせてエンジン１４をクランキングするものである。

上記ＨＶＥＣＵ６０には、アクセル操作量センサ７６からアクセル操作部材としてのアクセルペダル７８の操作量θacを表す信号やアクセルＯＦＦ時にＯＮとなるアイドル接点信号が供給されるとともに、シフトポジションセンサ８０からシフトレバー３０の操作レンジ（シフトポジション）を表す信号が供給される。ブレーキＥＣＵ９０からは、ブレーキペダルが踏込み操作されているか否かを表すブレーキＯＮ、ＯＦＦ信号や、ブレーキ力を表すブレーキ油圧或いはペダル踏力などが供給されるようになっている。また、エンジン回転速度センサ８２、モータ回転速度センサ８４、入力軸回転速度センサ８６、出力軸回転速度センサ８８から、それぞれエンジン回転速度（回転数）Ｎｅ、モータ回転速度（回転数）Ｎｍ、入力軸回転速度（入力軸２２の回転速度）Ｎin、出力軸回転速度（出力軸４４の回転速度）Ｎout を表す信号がそれぞれ供給される。出力軸回転速度Ｎout は車速Ｖに対応する。この他、バッテリ４２の蓄電量ＳＯＣなど、運転状態を表す種々の信号が供給されるようになっている。蓄電量ＳＯＣは単にバッテリ電圧であっても良いが、充放電量を逐次積算して求めるようにしても良い。

そして、かかるＨＶＥＣＵ６０は、基本的に図６に示す各機能を備えていて、前記図４の走行モードを実施するようになっている。図６のＥＴＣモード制御手段１００は「ＥＴＣモード」を実施するもので、直結モード制御手段１０２は「直結モード」を実施するもので、モータ前進手段１０４は「モータ走行モード（前進）」を実施するもので、充電制御手段１０６は「充電・Ｅｎｇ始動モード」を実施するもので、モータ後進手段１０８は「モータ走行モード（後進）」を実施するもので、エンジンアシスト後進手段１１０は「フリクション走行モード」を実施するものであり、ＥＴＣモード制御手段１００および直結モード制御手段１０２はエンジン前進手段１１２を構成している。また、モード判定手段１１４は、アクセル操作量θacや車速Ｖ（出力軸回転速度Ｎout ）、蓄電量ＳＯＣ、シフトレバー３０のシフトポジション等に基づいて走行モードを判定し、その判定した走行モードで運転が行われるように上記各手段を切り換える。

上記直結モード制御手段１０２による「直結モード」では、シフトレバー３０が「Ｂ」レンジへ操作されている場合であって所定車速以上の走行中にアクセル操作が解除（アクセルＯＦＦ）されたりブレーキペダルが踏込み操作（ＯＮ操作）されたりした時に、車両の運動エネルギーで回転駆動されるモータジェネレータ１６を回生制御することにより、車両に回生制動力を作用させるとともにバッテリ４２を充電するようになっている。すなわち、本実施例では直結モード制御手段１０２を中心として回生制動装置が構成されている。なお、シフトレバー３０が「Ｄ」レンジの場合にも、必要に応じて同様の回生制御が行われる。

図７は、アイドル接点信号がＯＮになったり、ブレーキペダルがＯＮ操作されたりした場合に、上記直結モード制御手段１０２によって実行される回生制御の作動を説明するフローチャートで、所定のサイクルタイムで繰り返し実行される。なお、この回生制御時には、エンジン１４に対する燃料噴射が停止される。

図７のステップＳ１では、モータジェネレータ１６のみによる走行が可能か否か、言い換えればエンジン１４を切り離して回転停止させても良いエンジン切離し条件を満足するか否かを判断する。エンジン切離し条件は、例えばエンジン１４の冷却水温が所定値以上であること、変速機１２の油温が所定値以上であることなど、エンジン１４を停止してもエンジン１４の再始動性が損なわれることがないように予め定められている。エンジン１４の冷却水温や変速機１２の油温は、それぞれ温度センサにより検出され、エンジンＥＣＵ６４、Ｔ／ＭＥＣＵ６８を介してＨＶＥＣＵ６０に供給されるようになっている。

そして、エンジン切離し条件を満足する場合は、ステップＳ３で前記リニアソレノイド弁４０により第２クラッチＣ２を開放することにより、エンジン１４を動力伝達経路から切り離す。これにより、エンジン１４はポンプ作用や摩擦などの自身の回転抵抗によって回転が停止する。また、ステップＳ４では、回生要求トルクＴrqに応じてモータジェネレータ１６の運転点（目標回転速度Ｎｍ^*）を求め、その運転点でモータジェネレータ１６が回転駆動されるようにベルト式無段変速機１２の変速制御を行う。エンジン１４の切離しを行わず、そのままエンジン１４を連れ回ししながら回生制御を行うステップＳ２でも、同様に回生要求トルクＴrqに応じてモータジェネレータ１６の運転点（目標回転速度Ｎｍ^*）を求め、その運転点でモータジェネレータ１６が回転駆動されるようにベルト式無段変速機１２の変速制御を行う。

図８は、上記ステップＳ２、Ｓ４の制御内容を具体的に説明するフローチャートで、ステップＲ１では、車速Ｖに応じて回生要求トルクＴrqを算出する。運転者の回生要求トルクＴrqは、一般に車速Ｖが高い程大きく、例えば図９に示すように予め定められたデータマップから求められる。図９は、アクセルＯＦＦ且つブレーキＯＦＦの場合のもので、ベルト式無段変速機１２の出力軸４４側で見たトルクであり、ここから変速比γを考慮して入力軸２２側（モータジェネレータ１６側）に変換して回生制御を行う。この際、ベルト式無段変速機１２の効率マップを用いて効率変換することにより、より高い精度で減速度の制御を行うこともできる。

ステップＲ２では、上記回生要求トルクＴrqからモータジェネレータ１６の運転点、すなわち目標回転速度Ｎｍ^*を算出する。この運転点の算出は、例えば図１０に示すように予め定められたデータマップを用いて行われ、実線で示すエンジン１４を切り離した場合（ステップＳ４）と、一点鎖線で示すエンジン１４を連れ回しする場合（ステップＳ２）とで別々に設定されている。エンジン１４を切り離した場合は、エンジン１４のイナーシャトルクが無くなるため、ベルト式無段変速機１２の変速比γが大きくなるようにダウンシフトさせて入力軸回転速度Ｎinを増大させる際に必要な変速油圧が低くなり、それだけ運転点を高い値に設定できるのである。

上記運転点の設定に際しては、基本的には図１１に示すモータジェネレータ１６の効率マップに基づいて、最適効率ラインＬ１上で運転するように定められ、その最適効率ラインＬ１上においても高回転側程効率が良いため、ベルト式無段変速機１２の必要油圧が許容範囲を越えない範囲で、できるだけ高回転側に運転点を設定することが望ましい。

一方、本実施例のベルト式無段変速機１２は、油圧シリンダによって変速比γやベルト張力が制御されるもので、従動側油圧シリンダの油圧によってベルト張力を制御するバンドーネ型のものであり、その必要油圧は、図１２に示すように変速比γが大きい程大きくなり、変速比γが大きい低車速程必要油圧が大きい。また、モータジェネレータ１６の運転点すなわち入力軸回転速度Ｎinに応じて定まる目標変速比γ^*と現在の変速比γとの差が大きい程変速速度が大きくなり、変速のための必要油圧が大きくなる。したがって、元々の必要油圧が小さい変速比γが小さな高車速側では、大きな変速速度で変速比γを大きく変化させることが可能で、モータジェネレータ１６の運転点を高効率の高回転に設定して変速比γを増大側へ大きく変化させることができる一方、必要油圧が大きい変速比γが大きな低車速側では、変速比γの変化幅すなわち変速速度が小さくなるようにモータジェネレータ１６の運転点を比較的低回転に設定し、変速に伴う必要油圧の増加を小さくする必要がある。

前記図１０のマップは、このような観点から、ベルト式無段変速機１６の必要油圧が過大にならないように設定されたもので、回生要求トルクＴrqが小さい低車速側程モータジェネレータ１６の運転点が低回転になるように定められている。また、この図１０のマップは、ブレーキペダルの踏込み操作の有無に拘らず同じで、同じ運転点（目標回転速度Ｎｍ^*）が維持され、モータジェネレータ１６の回生トルクのみがブレーキ力の増減に応じて増減させられる。

図８に戻って、ステップＲ３ではモータジェネレータ１６が運転点（目標回転速度Ｎｍ^*）で回転駆動されるように、ベルト式無段変速機１２の目標変速比γ^*を算出する。具体的には、目標回転速度Ｎｍ^*を実際の出力軸回転速度Ｎout で割り算することによって求められる。そして、ステップＲ４では、ベルト式無段変速機１２の変速比γが目標変速比γ^*になるように変速する変速指令がＴ／ＭＥＣＵ６８へ出力され、それに従って変速制御が行われる。

図１３の実線は、図８のフローチャートに従ってモータジェネレータ１６の運転点が求められ、ベルト式無段変速機１２の変速制御が行われた場合のベルト式無段変速機１２の変速速度、および回転速度Ｎin（＝モータ回転速度Ｎｍ）、Ｎout の変化を示すタイムチャートの一例である。図１３の一点鎖線は従来例で、車速Ｖの低下（出力軸回転速度Ｎout の低下）に伴って変速速度が増加しており、元々必要油圧が大きい変速比γが大きな低車速で、変速のために更に大きな油圧が必要になり、ポンプ負荷が許容範囲を超えたりベルト滑りが生じたりする可能性がある。

図７に戻って、ステップＳ５では、ベルト式無段変速機１２に必要な油圧を発生する前記電動式油圧発生装置２６の許容最大発生油圧、およびベルト式無段変速機１２の実変速速度を算出する。許容最大発生油圧は、例えば図１４に示すようにオイルポンプモータのトルク特性や、オイルポンプの容積効率およびフリクション（油温の関数）から算出され、具体的には、個々の単体性能（実機データ）をもとに、マップを持って制御する。また、ステップＳ６では、それ等の許容最大発生油圧および実変速速度に基づいて、ベルト式無段変速機１２のベルト滑りを回避しつつ回生制御を行うことができるモータジェネレータ１６の回生トルク制限値（最大値）Ｔrgを算出する。そして、ステップＳ７では、回生要求トルクＴrqと回生トルク制限値Ｔrgとを比較し、Ｔrq＞Ｔrgの場合はステップＳ８で、回生トルク制限値Ｔrgでモータジェネレータ１６の回生制御を実行し、Ｔrq≦Ｔrgの場合はステップＳ９で、回生要求トルクＴrqでモータジェネレータ１６の回生制御を実行する。これにより、ベルト式無段変速機１２のベルトの滑りを確実に防止しつつ、モータジェネレータ１６の回生制御が行われる。

ここで、本実施例ではエンジン１４の再始動性が損なわれることがないように予め定められたエンジン切離し条件を満足するか否かを判断し、エンジン切離し条件を満足する場合に第２クラッチＣ２を開放して、エンジン１４を動力伝達経路から切り離すようになっているため、エンジン１４の再始動性の悪化による動力性能やエミッションの低下を回避しつつエンジン１４を切り離して効率良くバッテリ４２を充電することが可能で、エンジン１４の再始動性と回生効率の両立を図ることができる。

また、モータジェネレータ１６の回生制御時の運転点が、図１０に示すように予め設定された２種類のマップを用いてエンジン１４が切り離されたか否かによって別々に求められ、その運転点でモータジェネレータ１６が回転駆動されるようにベルト式無段変速機１２が変速制御されるため、エンジン１４の有無に応じて適切な充電制御を行うことができる。すなわち、エンジン切離し時にはモータジェネレータ１６の運転点が高回転側に設定され、エンジン１４のイナーシャによる変速時の油圧増加等を回避しつつ、モータジェネレータ１６を高効率の高回転側で回転駆動してバッテリ４２を効率良く充電することができる。

また、上記図１０の運転点を求めるマップは、ベルト式無段変速機１２の必要油圧を考慮し、その必要油圧が過大にならないように設定されているため、モータジェネレータ１６を運転点で回転駆動するための変速時に、必要油圧が過大になってポンプ負荷増加により燃費が悪化したり、油圧不足になってベルト滑りを生じたりすることが防止される。また、必要油圧が小さい変速比γが小さな高車速側、すなわち回生要求トルクＴrqが大きい側では、モータジェネレータ１６の運転点が高回転側に設定され、その高回転で回転駆動されるようにベルト式無段変速機１２が変速制御されるため、効率良くバッテリ４２の充電を行うことができる。

また、図１０の運転点を求めるマップは、ブレーキペダルの踏込み操作の有無に拘らず同じで、同じ運転点（目標回転速度Ｎｍ^*）が維持され、モータジェネレータ１６の回生トルクがブレーキ力の増減に応じて増減されるだけであるため、ブレーキペダルの踏込み変化に伴う目標回転速度Ｎｍ^*の変化、更にはベルト式無段変速機１２の変速が防止され、制動力が安定する。

直結モード制御手段１０２によって行われる一連の信号処理のうち、図８のステップＲ１およびＲ２を実行する部分は運転点設定手段として機能しており、ステップＲ３およびＲ４を実行する部分はＴ／ＭＥＣＵ６８と共に変速制御手段を構成している。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも本発明の一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が適用されたハイブリッド駆動装置を説明する概略構成図である。図１のハイブリッド駆動装置の動力伝達系を示す骨子図である。図１の油圧制御回路の一部を示す回路図である。図１のハイブリッド駆動装置において成立させられる幾つかの走行モードと、クラッチおよびブレーキの作動状態との関係を説明する図である。図４のＥＴＣモード、直結モード、およびモータ走行モード（前進）における遊星歯車装置の各回転要素の回転速度の関係を示す共線図である。図１のＨＶＥＣＵが備えている幾つかの機能を示すブロック線図である。直結モードでモータジェネレータが回生制御される際の作動を説明するフローチャートである。図７におけるステップＳ２、Ｓ４の具体的内容を説明するフローチャートである。図８のステップＲ１で回生要求トルクＴrqを求める際に用いられるデータマップの一例を説明する図である。図８のステップＲ２でモータジェネレータの運転点を求める際に用いられるデータマップの一例を説明する図である。モータジェネレータの最適効率ラインの一例を説明する図である。ベルト式無段変速機の変速比と必要油圧との相関関係の一例を説明する図である。図７のフローチャートに従って回生制御が行われた場合の各部の作動状態の変化を示すタイムチャートの一例である。図７のステップＳ５における許容最大発生油圧の求め方を説明する図である。

符号の説明

１０：ハイブリッド駆動装置１２：ベルト式無段変速機１６：モータジェネレータ（ジェネレータ）４２：バッテリ６０：ＨＶＥＣＵ６８：Ｔ／ＭＥＣＵ（変速制御手段）１０２：直結モード制御手段（回生制動装置）
ステップＲ１、Ｒ２：運転点設定手段
ステップＲ３、Ｒ４：変速制御手段

Claims

車両の運動エネルギーにより油圧式無段変速機を介してジェネレータが回転駆動される際に、該ジェネレータの回生制御によって車両に回生制動力を作用させるとともにバッテリを充電する車両の回生制動装置において、
前記回生制御時に、前記油圧式無段変速機の必要油圧を考慮して前記ジェネレータの運転点を設定する運転点設定手段と、
該運転点で前記ジェネレータが回転駆動されるように前記油圧式無段変速機を変速制御する変速制御手段と、
を有することを特徴とする車両の回生制動装置。