JP2012144195A - 回生制御装置、ハイブリッド自動車および回生制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の回生トルクを制動力として利用する際のドライバビリティを向上させること。
【解決手段】電動機のみによる走行中の減速時に電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用する際に、予め設定されている目標減速度と回生発電により生じる回生トルクによる実減速度とを比較する減速度比較部３２と、電動機が最大の回生トルクを発生しているにも係わらず減速度比較部３２の比較結果により実減速度が目標減速度以下となる状態が所定のパターンで生じたとき、今回の減速が終了した後の次回の減速時には、エンジンと電動機とが協働する走行形態とし、エンジンのエンジンブレーキと電動機の回生トルクとを共に制動力として利用する回生制御部３０と、を有するハイブリッド自動車を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回生制御装置、ハイブリッド自動車および回生制御方法、並びにプログラムに関する。

ハイブリッド自動車は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であり、減速中は、電動機により回生発電が可能である。回生発電を行う際には、電動機に回生トルクが発生する。この回生トルクは、ハイブリッド自動車の走行におけるフリクションとなりエンジンブレーキと同様に制動力になる（たとえば特許文献１参照）。なお、電動機の回生トルクは、電動機の回生電力に比例する。すなわち電動機の回生電力が多いほど電動機の回生トルクも大きい。

特開２００７−２２３４２１号公報

上述したように、ハイブリッド自動車における電動機の回生トルクは、エンジンブレーキと同様に、制動力になる。しかしながら、ハイブリッド自動車の積載貨物の重量、またはハイブリッド自動車が走行中の路面の下り勾配の状態などによって、電動機の回生トルクをハイブリッド自動車の制動力として利用する場合、制動力が不足することがある。このような状態では、運転者が要求する制動力を満足させられない場合があり、運転者は、制動力不足を感じ、ドライバビリティの悪化を招く場合がある。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、電動機の回生トルクを制動力として利用する際のドライバビリティを向上させることができる回生制御装置、ハイブリッド自動車および回生制御方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。

本発明の１つの観点は、回生制御装置としての観点である。本発明の回生制御装置は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、電動機により回生発電が可能であると共に、電動機のみによる走行中の減速時に電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用可能なハイブリッド自動車の回生制御装置において、電動機のみによる走行中の減速時に電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用する際に、予め設定されている目標減速度と回生発電により生じる回生トルクによる実減速度とを比較する第一の比較手段と、電動機が最大の回生トルクを発生しているにも係わらず第一の比較手段の比較結果により実減速度が目標減速度以下となる状態が所定のパターンで生じたとき、今回の減速が終了した後の次回の減速時には、エンジンと電動機とが協働する走行形態とし、エンジンのエンジンブレーキと電動機の回生トルクとを共に制動力として利用する制御手段と、を有するものである。

たとえば、所定のパターンは、上述した状態が所定の時間継続するパターンである。あるいは、所定のパターンは、上述した状態が所定の時間継続する状態が所定回数繰り返されるパターンである。

さらに、エンジンのエンジンブレーキと電動機の回生トルクとを共に制動力として利用する際に、目標減速度とエンジンのエンジンブレーキおよび電動機の回生トルクを共に制動力として利用することによる実減速度とを比較する第二の比較手段を有し、制御手段は、第二の比較手段の比較結果により実減速度が目標減速度に達しており、このときの電動機の回生トルクが所定値以下であるときには、電動機のみによる走行形態とし、電動機の回生トルクを制動力として利用するように制御することができる。

さらに、制御手段は、ハイブリッド自動車の始動時から最初の減速時には、電動機のみによる減速を実施し、電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用することができる。

本発明の他の観点は、ハイブリッド自動車としての観点である。本発明のハイブリッド自動車は、本発明の回生制御装置を有するものである。

本発明のさらに他の観点は、回生制御方法としての観点である。本発明の回生制御方法は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、電動機により回生発電が可能であると共に、電動機のみによる走行中の減速時に電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用可能なハイブリッド自動車の回生制御方法において、電動機のみによる走行中の減速時に電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用する際に、予め設定されている目標減速度と回生発電により生じる回生トルクによる実減速度とを比較する第一の比較ステップと、電動機が最大の回生トルクを発生しているにも係わらず第一の比較ステップの比較結果により実減速度が目標減速度以下となる状態が所定のパターンで生じたとき、今回の減速が終了した後の次回の減速時には、エンジンと電動機とが協働する走行形態とし、エンジンのエンジンブレーキと電動機の回生トルクとを共に制動力として利用するステップと、エンジンのエンジンブレーキと電動機の回生トルクとを共に制動力として利用する際に、目標減速度とエンジンのエンジンブレーキおよび電動機の回生トルクを共に制動力として利用することによる実減速度とを比較する第二の比較ステップと、第二の比較ステップの比較結果により実減速度が目標減速度に達しており、このときの電動機の回生トルクが所定値以下であるときには、電動機のみによる走行形態とし、電動機の回生トルクを制動力として利用するステップと、を有するものである。

本発明のさらに他の観点は、プログラムとしての観点である。本発明のプログラムは、情報処理装置に、本発明の回生制御装置の機能を実現させるものである。

本発明によれば、電動機の回生トルクを制動力として利用する際のドライバビリティを向上させることができる。

本発明の実施の形態のハイブリッド自動車の構成の例を示すブロック図である。 図１のハイブリッドＥＣＵにおいて実現される機能の構成の例を示すブロック図である。 バッテリのＳＯＣ（State of Charge）と電動機の回生電力の上限値との関係を示す図である。 図２の回生制御部の処理（その１）を示すフローチャートである。 図２の回生制御部の処理でキースイッチのＯＮ／ＯＦＦに係わる処理を示すフローチャートである。 図２の回生制御部の処理（その２）を示すフローチャートである。 図２の回生制御部の回生制御における減速度と電動機回転速度との関係を示す図であり、目標減速度に対して実減速度が不足する場合を示す図である。 図２の回生制御部の回生制御における回生トルクと電動機回転速度との関係を示す図であり、回生最大トルクに対して不足回生トルクが生じている場合を示す図である。 図２の回生制御部の回生制御における減速度と電動機回転速度との関係を示す図であり、目標減速度に実減速度が追随する場合を示す図である。 図２の回生制御部の回生制御における回生トルクと電動機回転速度との関係を示す図であり、実回生トルクがクラッチ断判定回生トルク閾値以下である場合を示す図である。

以下、本発明の実施の形態のハイブリッド自動車について、図１〜図１０を参照しながら説明する。

図１は、ハイブリッド自動車１の構成の例を示すブロック図である。ハイブリッド自動車１は、車両の一例である。ハイブリッド自動車１は、半自動トランスミッションの変速機を介したエンジン（内燃機関）１０および／または電動機１３によって駆動され、減速時には、電動機１３の回生トルクによってエンジン１０のエンジンブレーキのような制動力を発生させることができる。なお、半自動トランスミッションとは、マニュアルトランスミッションと同じ構成を有しながら変速操作を自動的に行うことができるトランスミッションである。

ハイブリッド自動車１は、エンジン１０、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、クラッチ１２、電動機１３、インバータ１４、バッテリ１５、トランスミッション１６、電動機ＥＣＵ１７、ハイブリッドＥＣＵ１８、車輪１９、キースイッチ２０、加速度センサ２１、およびシフト部２２を有して構成される。なお、トランスミッション１６は、上述した半自動トランスミッションを有し、ドライブレンジ（以下では、Ｄ(Drive)レンジと記す）を有するシフト部２２により操作される。シフト部２２がＤレンジにあるときには、半自動トランスミッションの変速操作が自動化される。

エンジン１０は、内燃機関の一例であり、エンジンＥＣＵ１１によって制御され、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、または代替燃料等を内部で燃焼させて、軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力をクラッチ１２に伝達する。

エンジンＥＣＵ１１は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、電動機ＥＣＵ１７と連携動作するコンピュータであり、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン１０を制御する。たとえば、エンジンＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏ（Input/Output）ポートなどを有する。

クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８によって制御され、エンジン１０からの軸出力を、電動機１３およびトランスミッション１６を介して車輪１９に伝達する。すなわち、クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続することにより、エンジン１０の軸出力を電動機１３に伝達させたり、または、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断することにより、エンジン１０の軸と、電動機１３の回転軸とが互いに異なる回転速度で回転できるようにする。

たとえば、クラッチ１２は、エンジン１０の動力によってハイブリッド自動車１が走行し、これにより電動機１３に発電させる場合、電動機１３の駆動力によってエンジン１０がアシストされる場合、および電動機１３によってエンジン１０を始動させる場合などに、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続する。

また、たとえば、クラッチ１２は、エンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、電動機１３の駆動力によってハイブリッド自動車１が走行している場合、およびエンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、ハイブリッド自動車１が減速中または下り坂を走行中であり、電動機１３が発電している（電力回生している）場合、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断する。

なお、クラッチ１２は、運転者がクラッチペダルを操作して動作しているクラッチとは異なるものであり、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって動作する。

電動機１３は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ１４から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給するか、またはトランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ１４に供給する。たとえば、ハイブリッド自動車１が加速しているとき、または定速で走行しているときにおいて、電動機１３は、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給し、エンジン１０と協働してハイブリッド自動車１を走行させる。また、たとえば、電動機１３がエンジン１０によって駆動されているとき、またはハイブリッド自動車１が減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなどにおいて、電動機１３は、発電機として動作し、この場合、トランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電して、電力をインバータ１４に供給し、バッテリ１５が充電される。前述したように、電動機１３が発電している状態は、ハイブリッド自動車１が「バッテリ１５への回生」を行っている状態であり、電動機１３は、回生電力に応じた大きさの回生トルクを発生する。

インバータ１４は、電動機ＥＣＵ１７によって制御され、バッテリ１５からの直流電圧を交流電圧に変換するか、または電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。電動機１３が動力を発生させる場合、インバータ１４は、バッテリ１５の直流電圧を交流電圧に変換して、電動機１３に電力を供給する。電動機１３が発電する場合、インバータ１４は、電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。すなわち、この場合、インバータ１４は、バッテリ１５に直流電圧を供給するための整流器および電圧調整装置としての役割を果たす。

バッテリ１５は、充放電可能な二次電池であり、電動機１３が動力を発生させるとき、電動機１３にインバータ１４を介して電力を供給するか、または電動機１３が発電しているとき、電動機１３が発電する電力によって充電される。バッテリ１５には、適切な充電状態（以下では、ＳＯＣ(State of Charge)と称する）の範囲が決められており、ＳＯＣがその範囲を外れないように管理されている。

トランスミッション１６は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの変速指示信号に従って、複数のギア比（変速比）のいずれかを選択する半自動トランスミッション（図示せず）を有し、変速比を切り換えて、変速されたエンジン１０の動力および／または電動機１３の動力を車輪１９に伝達する。また、減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなど、トランスミッション１６は、車輪１９からの動力を電動機１３に伝達する。なお、半自動トランスミッションは、運転者がシフト部２２を操作して手動で任意のギア段にギア位置を変更することもできる。

電動機ＥＣＵ１７は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、エンジンＥＣＵ１１と連携動作するコンピュータであり、インバータ１４を制御することによって電動機１３を制御する。たとえば、電動機ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。

ハイブリッドＥＣＵ１８は、コンピュータの一例であり、ハイブリッド走行のために、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、トランスミッション１６から取得したギア位置情報、エンジンＥＣＵ１１から取得したエンジン回転速度情報、およびバッテリ１５から取得したＳＯＣ情報に基づいて、クラッチ１２を制御すると共に、変速指示信号を供給することでトランスミッション１６を制御し、電動機ＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与え、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与える。これらの制御指示には、後述する回生制御指示も含まれる。たとえば、ハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。

なお、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールしておくことができる。

エンジンＥＣＵ１１、電動機ＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＡＮ（Control Area Network）などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続されている。

車輪１９は、路面に駆動力を伝達する駆動輪である。なお、図１において、１つの車輪１９のみが図示されているが、実際には、ハイブリッド自動車１は、複数の車輪１９を有する。

キースイッチ２０は、運転を開始するときにユーザにより、たとえばキーが差し込まれてＯＮ／ＯＦＦされるスイッチであり、これがＯＮ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は起動し、キースイッチ２０がＯＦＦ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は停止する。

加速度センサ２１は、ハイブリッド自動車１の加速度を感知してハイブリッドＥＣＵ１８に加速度情報として伝達するものである。しかしながら、本実施の形態では、ハイブリッドＥＣＵ１８は、加速度センサ２１によって、ハイブリッド自動車１の減速度情報を取得しているので、図１では、加速度センサ２１からハイブリッドＥＣＵ１８に対して、減速度情報が伝達されているとして図示してある。

シフト部２２は、既に説明したように、トランスミッション１６の半自動トランスミッションに運転者からの指示を与えるものであり、シフト部２２がＤレンジにあるときには、半自動トランスミッションの変速操作が自動化される。

図２は、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において実現される機能の構成の例を示すブロック図である。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行すると、回生制御部３０、目標減速度設定部３１、および減速度比較部３２の機能が実現される。

回生制御部３０は、減速度比較部３２から出力される目標減速度と実減速度との比較結果および電動機ＥＣＵ１７から伝達される回生トルク情報に基づき、エンジンＥＣＵ１１、クラッチ１２、インバータ１４、および電動機ＥＣＵ１７に対して回生制御の指示を与える機能である。なお、回生制御部３０は、回生トルク情報に代えて回生電力情報を電動機ＥＣＵ１７から取得し、回生電力に比例する回生トルクを計算によって求めてもよい。

目標減速度設定部３１は、目標減速度を設定する機能である。この目標減速度は、電動機１３が回生発電を行う際に、回生トルクによって生じる制動力の目標値を予め決めておくものである。このような目標減速度を設定することにより、ハイブリッドＥＣＵ１８は、電動機１３の回生トルクによる制動力とエンジンブレーキとを併用する際のスケジューリングなどを適切に行うことができる。この目標減速度は、電動機ＥＣＵ１７にも伝達され、電動機ＥＣＵ１７は、電動機１３の回生トルクによって生じる制動力が目標減速度に近付くように制御を実施する。

減速度比較部３２は、目標減速度設定部３１が設定した目標減速度と、加速度センサ２１の減速度情報から取得した実際のハイブリッド自動車１の減速度（これを実減速度と称する）とを比較する機能である。

ここで、バッテリ１５のＳＯＣと回生電力との関係について、図３を参照して以下に説明する。図３は、バッテリ１５のＳＯＣと回生電力の上限値との関係を示す図であり、横軸に、ＳＯＣをとり、縦軸に、回生電力をとる。なお、目標減速度は一定値であり、たとえばエンジン１０によるエンジンブレーキの制動力の５０％〜７０％などとして決めておく。このようなＳＯＣに対応する目標減速度の値は、予めマップ情報などにより設定されており、たとえばハイブリッドＥＣＵ１８のメモリに記憶されている。

図３に示すように、バッテリ１５のＳＯＣが０％〜８０％の範囲内では、バッテリ１５への回生電力の上限値はほぼ一定であるが、ＳＯＣが８０％を超えると、バッテリ１５の過充電を防止するために、バッテリ１５への回生電力の上限値は絞られる。回生制御部３０は、ＳＯＣが８０％以下では、電動機１３の回生トルクによって生じる制動力が予め設定されている目標減速度を達成するように制御する。一方、ＳＯＣが８０％を超えると回生電力が徐々に絞られるので、これに伴って回生トルクも絞られることになる。これにより、目標減速度設定部３１が設定する目標減速度に、電動機１３の回生最大トルクをもってしても達しない状況が発生する。

また、目標減速度設定部３１が設定する目標減速度に、電動機１３の回生最大トルクをもってしても達しない他の状況は、ハイブリッド自動車１の積載貨物が定積状態であるときに想定の範囲外の急な下り勾配路を走行する場合などに生じる。回生制御部３０は、このような状況下において、以下に説明するように、回生最大トルクの不足分を補うように制御する。すなわち、回生制御部３０は、電動機１３の回生トルクによる減速度が目標減速度に達していない場合、運転者の操作とは無関係に、エンジンブレーキによる減速度を回生トルクによる減速度に加算して目標減速度を満足させるように制御を実施する。たとえばその上で、運転者がさらに減速度を必要とすれば、運転者は、サービスブレーキを踏む、あるいは補助ブレーキ（リターダ、排気ブレーキ、エンジンリターダなど）を動作させる。

なお、バッテリ１５のＳＯＣが８０％以下の通常の走行状態において、電動機１３の回生最大トルクをもってしても目標減速度に達することができないような目標減速度を目標減速度設定部３１があえて設定することは無いようになっている。ここで通常の走行状態とは、ハイブリッド自動車１の積載貨物が定積状態であり、想定の範囲内の下り勾配路（この程度は車両の性能によって様々である。）を走行している状態である。

次に、図４および図５のフローチャートを参照して、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において行われる、回生制御の処理（その１）を説明する。なお、図４のステップＳ１〜Ｓ９までのフローは１周期分の処理であり、キースイッチ２０がＯＮ状態である限り処理は繰り返し実行されるものとする。また、図４に示すステップＳ１〜Ｓ９までのフローの処理と共に、図５に示すステップＳ２０〜Ｓ２３のフローの処理が実行されているものとする。

図４の「ＳＴＡＲＴ」では、キースイッチ２０がＯＮ状態であり、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行し、ハイブリッドＥＣＵ１８に回生制御部３０、目標減速度設定部３１、および減速度比較部３２の機能が実現されている状態であり、手続きはステップＳ１に進む。また、「ＳＴＡＲＴ」時点では、後述するステップＳ４、ステップＳ８、ステップＳ２３(図５)の手続きのいずれかが実行されているものとする。このときハイブリッド自動車１は、クラッチ断回生を実施する状態である。ただし、「ＳＴＡＲＴ」の時点で、ステップＳ８の手続きが行われている場合は、「ＳＴＡＲＴ」直後のステップＳ１の手続きにおいて、減速が行われていると判定されると、ハイブリッド自動車１は、クラッチ断回生からクラッチ接回生に移行する。

ステップＳ１において、減速度比較部３２は、加速度センサ２１の減速度情報により、ハイブリッド自動車１が減速しているか否かを判定する。ステップＳ１において、ハイブリッド自動車１が減速していると判定されると、手続きはステップＳ２に進む。一方、ステップＳ１において、ハイブリッド自動車１が減速していないと判定されると、手続きはステップＳ１を繰り返す。

ステップ２において、減速度比較部３２は、目標減速度設定部３１が設定した目標減速度と、加速度センサ２１から取得した減速度情報に基づくハイブリッド自動車１の実減速度とを比較し、実減速度が目標減速度に達しているか否かを判定する。ステップＳ２において、実減速度が目標減速度に達していると判定されると、手続きはステップＳ３に進む。一方、ステップＳ２において、実減速度が目標減速度に未達であると判定されると、手続きはステップＳ５に進む。

ステップＳ３において、回生制御部３０は、電動機ＥＣＵ１７から伝達される回生トルク情報により、現在の電動機１３の回生トルクが「クラッチ断判定回生トルク閾値（請求項でいう所定値）」以下であるか否かを判定する。なお、「クラッチ断判定回生トルク閾値」については詳しく後述するが、回生最大トルクの１０％〜２０％ほど低い値の閾値である。ステップＳ３において、現在の電動機１３の回生トルクが「クラッチ断判定回生トルク閾値」以下であると判定されると、手続きはステップＳ４に進む。一方、ステップＳ３において、現在の電動機１３の回生トルクが「クラッチ断判定回生トルク閾値」を超えていると判定されると、手続きはステップＳ１１に進む。

ステップＳ４において、回生制御部３０は、クラッチ１２を断状態として回生を行う「クラッチ断回生」を、エンジンＥＣＵ１１、クラッチ１２、インバータ１４、および電動機ＥＣＵ１７に対して指示して１周期分の処理を終了する（ＥＮＤ）。

ステップＳ５において、回生制御部３０は、インバータ１４および電動機ＥＣＵ１７に対して回生トルクを増加させるように指示してステップＳ６の手続きに進む。

ステップＳ６において、回生制御部３０は、ステップＳ５で回生トルクを増加させた結果、回生トルクが回生最大トルクに達したか否かを判定する。なお、回生最大トルクとは、バッテリ１５の現在のＳＯＣに対して設定された回生電力の上限値にほぼ相当する回生電力で電動機１３が回生を行った結果発生する回生トルクである。ステップＳ６において、回生最大トルクに達したと判定されると、手続きはステップＳ７に進む。一方、ステップＳ６において、未だ回生最大トルクに達していないと判定されると、手続きはステップＳ２に戻る。

ステップＳ７において、回生制御部３０は、ステップＳ６でＹｅｓとなった回生最大トルクの状態が所定時間継続したか否かを判定する。ここで所定時間とは、たとえば十数秒間（たとえば１５秒間）である。ステップＳ７において、所定時間継続したと判定されると、手続きはステップＳ８に進む。一方、ステップＳ７において、所定時間継続していないと判定されると、手続きはステップＳ４に戻る。

ステップＳ８において、回生制御部３０は、次回の減速時にクラッチ１２を接状態として回生を行う「クラッチ接回生」を、エンジンＥＣＵ１１、クラッチ１２、インバータ１４、および電動機ＥＣＵ１７に対して指示して１周期分の処理を終了する（ＥＮＤ）。すなわち、回生制御部３０は、現在の減速中に「クラッチ断回生」を実施している場合は、現在の減速中はそのまま「クラッチ断回生」を継続させ、次回の減速時に「クラッチ接回生」を実施するように制御する。

ステップＳ９において、回生制御部３０は、現在の減速時はクラッチ接回生であるか否かを判定する。なお、回生制御部３０は、現在の減速時の状態（クラッチ接回生か否か）をハイブリッドＥＣＵ１８のメモリ領域の一部に記憶しているものとする。ステップＳ９において、現在の減速時はクラッチ接回生であると判定されると、手続きはステップＳ８に戻る。一方、ステップＳ９において、現在の減速時はクラッチ接回生でないと判定されると、手続きはステップＳ４に戻る。

また、図５に示すように、ステップＳ２０において、回生制御部３０は、ハイブリッド自動車１のキースイッチ２０がＯＦＦ状態になったか否かを判定する。ステップＳ２０において、キースイッチ２０がＯＦＦ状態になったと判定されると、手続きはステップＳ２１に進む。一方、ステップＳ２０において、キースイッチ２０がＯＦＦ状態になっていないと判定されると、手続きはステップＳ２０を繰り返す。

ステップＳ２１において、回生制御部３０は、機能を停止してステップＳ２２の手続きに進む。

ステップＳ２２において、回生制御部３０は、ハイブリッド自動車１のキースイッチ２０がＯＮ状態になったか否かを判定する。ステップＳ２２において、キースイッチ２０がＯＮ状態になったと判定されると、手続きはステップＳ２３に進む。一方、ステップＳ２２において、キースイッチ２０がＯＮ状態になっていないと判定されると、手続きはステップＳ２１に戻る。

ステップＳ２３において、回生制御部３０は、ハイブリッド自動車１のキースイッチ２０がＯＮ状態になり、ハイブリッド自動車１が運行を開始した最初の減速時はクラッチ断回生を実施して手続きは、ステップＳ２０に戻る。

なお、図４のステップＳ７の手続きでは、ステップＳ６でＹｅｓとなった回生最大トルクが所定時間継続するか否かを判定することにより、ハイブリッド自動車１が、たとえば長い下り勾配路を走行中であるか否かを判定している。すなわち、ステップＳ６でＹｅｓとなった状態が、たとえば１５秒間継続するのであれば、それはハイブリッド自動車１が長い下り勾配路を走行中であると判定できる。これにより短い下り勾配路が断続するような路面環境において、クラッチ断回生とクラッチ接回生とが頻繁に切り換わることを回避できる。

次に、図６のフローチャートを参照して、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において行われる、回生制御の処理（その２）を説明する。なお、図６のフローチャートは、図４のフローチャートにおけるステップＳ７がステップＳ１０に置き換わったものである。したがって、ステップＳ１０の手続きについて説明を行い、ステップＳ１〜Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９の手続きについては説明を省略する。なお、図６のフローの処理と共に、図５のフローの処理も実行されている。

ステップＳ１０において、回生制御部３０は、ステップＳ６でＹｅｓとなった回生最大トルクの状態が所定時間内で所定回数断続したか否かを判定する。ここで所定時間内とは、たとえば数十秒間（たとえば３０秒間）である。また、所定回数とは、例えば数回（たとえば３回）である。ステップＳ１０において、所定時間内で所定回数断続したと判定されると、手続きはステップＳ８に進む。一方、ステップＳ１０において、所定時間内に所定回数段続していないと判定されると、手続きはステップＳ４に戻る。

なお、図６のステップＳ１０の手続きでは、ステップＳ６でＹｅｓとなった回生最大トルクが所定時間内に所定回数断続するか否かを判定することにより、ハイブリッド自動車１が、たとえば長い下り勾配路を走行中であるか否かを判定している。すなわち、ステップＳ６でＹｅｓとなった状態が、たとえば３０秒以内に、３回断続するのであれば、それはハイブリッド自動車１が長い下り勾配路を走行中であると判定できる。なお、ステップＳ６でＹｅｓとなった状態が断続する原因としては、たとえばハイブリッド自動車１が制動力不足により加速するので、運転者がサービスブレーキまたは補助ブレーキを使用し、これによりハイブリッド自動車１はいったん減速するが、運転者がサービスブレーキまたは補助ブレーキの使用をやめると再びハイブリッド自動車１は加速する、といった状態が繰り返されることが考えられる。これにより短い下り勾配路が断続するような路面環境において、クラッチ断回生とクラッチ接回生とが頻繁に切り換わることを回避できる。

（効果について）
本実施の形態の効果を説明するに当り、図７を参照して目標減速度に対して実減速度が不足する場合、図８を参照して回生最大トルクに対して不足回生トルクが生じている場合、図９を参照して目標減速度に実減速度が追随する場合、図１０を参照して実回生トルクがクラッチ断判定回生トルク閾値以下である場合、をそれぞれ説明する。

図７および図９は、横軸に、電動機回転速度をとり、縦軸に、減速度をとる。また、図８および図１０は、横軸に、電動機回転速度をとり、縦軸に、回生トルクをとる。図７〜図１０の状態は、ハイブリッド自動車１が減速中の状態である。したがって、図７〜図１０の横軸の電動機回転速度は、時間の経過にしたがって、右（高い方）から左（低い方）へと推移する。

図７に示すように、ハイブリッド自動車１の減速が開始されると、電動機１３の回生トルクによる実減速度（破線）が目標減速度（実線）に近付くように制御が行われる。図７の例では、実減速度が目標減速度よりも低く、ハッチングで示すように、減速度未達領域が生じる。これによれば運転者は、減速度が不足している感覚を覚えることになる。また、このとき、図８に示すように、必要な回生トルクに対し、実回生トルクが不足する不足回生トルク（ハッチング部分）の領域が生じる。

これに対し、回生制御部３０は、図９に示すように、次回のハイブリッド自動車１の減速時には、電動機１３の回生トルクによる減速度にエンジン１０のエンジンブレーキによる減速度を併用し、実減速度（破線）が目標減速度（実線）に近付くように制御を行う。これによれば運転者は、減速度が不足している感覚を覚えることはなく、良好なドライバビリティを得ることができる。

また、このとき、図１０に示すように、電動機１３の回生トルクによる制動力は、エンジン１０のエンジンブレーキによる制動力に加えられており、電動機１３の実回生トルクが「クラッチ断判定回生トルク閾値（一点鎖線）」以下である。これによれば図４、図６のフローチャートのステップＳ３のＹｅｓのように、クラッチ断回生が可能な状態である。なお、「クラッチ断判定回生トルク閾値」は、回生最大トルクよりも１０％〜２０％ほど低い値に設定されている。仮に、「クラッチ断判定回生トルク閾値」を、回生最大トルクと同じにすると、クラッチ接回生とクラッチ断回生とが頻繁に切り換えられる状態（これをモードハンチングと称する）が生じる可能性があるが、「クラッチ断判定回生トルク閾値」を、回生最大トルクよりも１０％〜２０％ほど低い値に設定することにより、このようなモードハンチングの発生を抑えることができる。クラッチ断回生からクラッチ接回生へと切り換えられる際には、エンジン１０と電動機１３との間で回転速度の同期が行われ、エンジン１０がアイドル状態よりも高い回転速度になり燃料が消費されるので、燃費向上の観点からみてモードハンチングの発生は好ましくない。

さらに、回生制御部３０は、クラッチ１２を接状態にするタイミングが減速途中にならないように制御する（ステップＳ８）ので、運転者は、クラッチ１２が接続されることによる急制動のショックを感じることがない。

また、図４のフローチャートのステップＳ７および図６のフローチャートのステップＳ１０の手続きによれば、既に説明したように、短い下り勾配路が断続するような路面環境において、クラッチ断回生とクラッチ接回生とが頻繁に切り換わることを回避できる。これによってもクラッチ１２が接続される回数を減らし、ハイブリッド自動車１の燃料消費量を低く抑えて燃費を向上させることができる。

また、図５のフローチャートのステップＳ２０〜Ｓ２３の手続きによれば、ハイブリッド自動車１の運行開始時から初回の減速時には、必ず電動機１３のみによる減速を行い、クラッチ１２を断状態として回生トルクによる減速を実施する。これにより、減速時には、なるべくクラッチ１２を接続する機会を減らすように制御できるため、ハイブリッド自動車１の燃料消費量を低く抑えて燃費を向上させることができる。

また、エンジン１０が補機（冷凍機のコンプレッサなど）の動力源である場合、長い下り勾配路でクラッチ１２を接続すれば、エンジン１０の燃料噴射を遮断し、燃料を節約しつつ安定した補機の動力源を得ることができる。この場合も、短い下り勾配路が断続するような路面環境において、クラッチ断回生とクラッチ接回生とが頻繁に切り換わるような状態であると、補機の動力源としてはエンジン１０の回転速度が不安定になり不適当である。このような不適当な状態を回避するためにも図４のフローチャートのステップＳ７および図６のフローチャートのステップＳ１０の手続きは有効である。

（その他の実施の形態）
図４、図６のフローチャートにおけるステップＳ４は、ステップＳ３でＹｅｓになると直ちに「クラッチ断回生」を実施するようになっている。これに対し、ステップＳ４を、「次回からクラッチ断回生」とし、ステップＳ３でＹｅｓになってからハイブリッド自動車１が次回の減速時にクラッチ断回生を実施するように制御してもよい。これによれば、クラッチ１２がハイブリッド自動車１の減速途中に断状態とならないため、運転者がショックを感じることを無くすことができる。なお、減速途中にクラッチ１２が断状態になっても電動機１３の回生トルクによる制動力は充分足りており、運転者が感じるショックは、ごく小さいものである。よって、通常は、ステップＳ４を、「次回からクラッチ断回生」とする必要性は低い。

また、図４、図６のフローチャートの説明において、「以下」は、「未満」とし、「超える」は、「以上」とするなど、判定の境界値については様々に変更してもよい。

エンジン１０は、内燃機関であると説明したが、外燃機関を含む熱機関であってもよい。

また、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールされると説明したが、プログラムが記録されている（プログラムを記憶している）リムーバブルメディアを図示せぬドライブなどに装着し、リムーバブルメディアから読み出したプログラムをハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリに記憶することにより、または、有線または無線の伝送媒体を介して送信されてきたプログラムを、図示せぬ通信部で受信し、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリに記憶することで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にインストールすることができる。

また、各ＥＣＵは、これらを１つにまとめたＥＣＵにより実現してもよいし、あるいは、各ＥＣＵの機能をさらに細分化したＥＣＵを新たに設けてもよい。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１…ハイブリッド自動車、１０…エンジン、１１…エンジンＥＣＵ、１２…クラッチ、１３…電動機、１４…インバータ、１５…バッテリ、１６…トランスミッション、１７…電動機ＥＣＵ、１８…ハイブリッドＥＣＵ、１９…車輪、２０…キースイッチ、２１…加速度センサ、３０…回生制御部（制御手段）、３１…目標減速度設定部（制御手段の一部）、３２…減速度比較部（第一の比較手段、第二の比較手段）

Claims (8)

1. エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、前記電動機により回生発電が可能であると共に、前記電動機のみによる走行中に前記電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用可能なハイブリッド自動車の回生制御装置において、
   前記電動機のみによる走行中の減速時に前記電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用する際に、予め設定されている目標減速度と前記回生発電により生じる回生トルクによる実減速度とを比較する第一の比較手段と、
   前記電動機が最大の回生トルクを発生しているにも係わらず前記第一の比較手段の比較結果により前記実減速度が前記目標減速度以下となる状態が所定のパターンで生じたとき、今回の減速が終了した後の次回の減速時には、前記エンジンと前記電動機とが協働する走行形態とし、前記エンジンのエンジンブレーキと前記電動機の回生トルクとを共に制動力として利用する制御手段と、
   を有する、
   ことを特徴とする回生制御装置。
2. 請求項１記載の回生制御装置であって、
   前記所定のパターンは、前記状態が所定の時間継続するパターンである、
   ことを特徴とする回生制御装置。
3. 請求項１記載の回生制御装置であって、
   前記所定のパターンは、前記状態が所定の時間継続する状態が所定回数繰り返されるパターンである、
   ことを特徴とする回生制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の回生制御装置であって、
   前記エンジンのエンジンブレーキと前記電動機の回生トルクとを共に制動力として利用する際に、前記目標減速度と前記エンジンのエンジンブレーキおよび前記電動機の回生トルクを共に制動力として利用することによる実減速度とを比較する第二の比較手段を有し、
   前記制御手段は、前記第二の比較手段の比較結果により実減速度が目標減速度に達しており、このときの前記電動機の回生トルクが所定値以下であるときには、前記電動機のみによる走行形態とし、前記電動機の回生トルクを制動力として利用する、
   ことを特徴とする回生制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の回生制御装置であって、
   前記制御手段は、前記ハイブリッド自動車の始動時から最初の減速時には、前記電動機のみによる減速を実施し、前記電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用する、
   ことを特徴とする回生制御装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載の回生制御装置を有することを特徴とするハイブリッド自動車。
7. エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、前記電動機により回生発電が可能であると共に、前記電動機のみによる走行中に前記電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用可能なハイブリッド自動車の回生制御方法において、
   前記電動機のみによる走行中の減速時に前記電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用する際に、予め設定されている目標減速度と前記回生発電により生じる回生トルクによる実減速度とを比較する第一の比較ステップと、
   前記電動機が最大の回生トルクを発生しているにも係わらず前記第一の比較ステップの比較結果により前記実減速度が前記目標減速度以下となる状態が所定のパターンで生じたとき、今回の減速が終了した後の次回の減速時には、前記エンジンと前記電動機とが協働する走行形態とし、前記エンジンのエンジンブレーキと前記電動機の回生トルクとを共に制動力として利用するステップと、
   前記エンジンのエンジンブレーキと前記電動機の回生トルクとを共に制動力として利用する際に、前記目標減速度と前記エンジンのエンジンブレーキおよび前記電動機の回生トルクを共に制動力として利用することによる実減速度とを比較する第二の比較ステップと、
   前記第二の比較ステップの比較結果により実減速度が目標減速度に達しており、このときの前記電動機の回生トルクが所定値以下であるときには、前記電動機のみによる走行形態とし、前記電動機の回生トルクを制動力として利用するステップと、
   を有する、
   ことを特徴とする回生制御方法。
8. 情報処理装置に、請求項１から６のいずれか１項記載の回生制御装置の機能を実現させることを特徴とするプログラム。

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