JP2016049837A - 回生制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回生制御装置に関し、消費電力を適正化してドライブフィーリングを改善する。【解決手段】ハイブリッド車両の回生制御装置１０において、車両２０の駆動及び回生発電を行う第一モータ１と、エンジン３に駆動されて発電するとともにエンジン３の駆動用モータとして機能する第二モータ２とを設ける。バッテリ５への充電が規制される状態であるか否かを判定する条件判定部１１を設ける。第一モータ１による回生発電に際し、第二モータ２が第一モータ１の回生電力を用いてエンジン３を回転駆動するときに消費する電力の目標値である目標消費電力を算出する目標消費電力算出部１２を設ける。エンジン３及び第二モータ２の回転速度を維持するのに要する第二モータ２の実消費電力を算出する実消費電力算出部１３を設ける。目標消費電力と実消費電力との差に基づき、エンジン３及び第二モータ２の回転加速度を増減させる加速度制御部１４を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の回生発電を制御する回生制御装置に関する。

従来、エンジン及び走行用モータを搭載するハイブリッド車両において、走行用モータの回生電力をバッテリに回収する制御を実施するものが知られている。すなわち、車両の慣性走行中に生成される回生電力でバッテリを充電し、エンジン車両のエンジンブレーキに相当する制動力を発生させる制御である。この制御は、ハイブリッド車両の燃費，電費を改善するうえで有益であるだけでなく、車両のドライブフィーリングの向上にも貢献する。

一方、回生電力は、バッテリへの充電が規制されている状態では回収することができない。例えば、バッテリが満充電のときや、バッテリ温度が極低温のときには、バッテリ保護の観点から充電が抑制，禁止される。そのため、車輪に十分な大きさの回生制動力を与えることができず、ドライブフィーリングが低下する場合がある。

このような課題に対し、バッテリを充電する代わりに電動機器を駆動することで回生電力を消費して、回生制動力を発生させることが提案されている。例えば、走行用モータとは別のモータを用いて燃料カット中のエンジンを回転駆動することや、車室内のエアコン装置を駆動することが検討されている（特許文献１，２参照）。これらの制御により、バッテリへの充電が規制されている状態であっても、回生電力を消費することが可能となる。

特開2010-247749号公報 特開2012-006525号公報

しかしながら、回生制動力の大きさは電動機器の消費電力の大きさに依存するため、電動機器の作動状態によっては回生制動力の大きさが変動し、安定したドライブフィーリングが得られないという課題がある。
例えば、回生電力でモータを駆動してエンジンを回転駆動した場合、モータの消費電力はモータの負荷と回転数（単位時間当たりの回転数であって、回転速度に相当）とに応じて変動する。そのため、モータの回転数が低い状態では、モータの消費電力が小さくなり、十分な大きさの回生制動力が得られない。反対に、モータの回転数が高い状態では、モータの消費電力が大きくなり、回生制動力が過剰となってしまう。

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、消費電力を適正化してドライブフィーリングを改善できるようにした、回生制御装置を提供することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）ここで開示する回生制御装置は、車両の駆動及び回生発電を行う第一モータと、エンジンに駆動されて発電するともに、前記エンジンの駆動用モータとして機能する第二モータと、前記第一モータ及び前記第二モータに接続され、電力の授受を行うバッテリと、前記バッテリの状態を検出して前記バッテリへの充電が規制される状態であるか否かを判定する条件判定部と、を具備したハイブリッド車両の回生制御装置である。

この回生制御装置は、前記バッテリへの充電が規制される状態での前記回生発電に際し、前記第二モータが前記第一モータの回生電力を用いて前記エンジンを回転駆動するときに消費する電力の目標値である目標消費電力を算出する目標消費電力算出部を備える。また、前記エンジン及び前記第二モータの回転速度を維持するのに要する前記第二モータの実消費電力を算出する実消費電力算出部を備える。さらに、前記目標消費電力と前記実消費電力との差に基づき、前記エンジン及び前記第二モータの回転加速度を増減させる加速度制御部を備える。

ここでいう「回転加速度」とは「角加速度」と同義である。
前記加速度制御部は、前記差が小さくなるように前記回転加速度を増減させるものであることが好ましい。すなわち、前記回転加速度を増減させて前記差を０に漸近させるものであることが好ましい。
前記目標消費電力から前記実消費電力を減じた過不足電力の符号と、前記回転加速度の符号とを一致させることが好ましい。この場合、前記加速度制御部は、前記過不足電力が正の範囲で大きいほど、前記回転加速度も正の範囲で増大させることが好ましい。また、前記過不足電力がゼロであるときには前記回転加速度をゼロとし、前記過不足電力が負の場合には前記回転加速度も負の範囲で減少させる（絶対値を増加させる）ことが好ましい。つまり、前記過不足電力が正であれば前記第二モータの回転が加速され、前記過不足電力が負であれば前記第二モータの回転が減速されることが好ましい。

（２）前記加速度制御部が、前記エンジン及び前記第二モータのイナーシャ及び前記差に基づき、前記第二モータの回転加速度を設定することが好ましい。
（３）前記加速度制御部が、前記第二モータによる前記エンジンの回転駆動と並行して、前記エンジンの目標トルクを可燃限界トルク以下の大きさとしたファイアリングを実施することが好ましい。
なお、前記可燃限界トルクとは、可燃限界（燃料と空気との混合気が燃焼しうる最小の濃度限界）での燃焼で発生するトルクである。

（４）前記目標消費電力算出部が、前記エンジンの冷却水温に基づき、前記目標消費電力を算出することが好ましい。
（５）前記目標消費電力算出部が、前記エンジンの目標トルクに基づき、前記目標消費電力を算出することが好ましい。

ここで開示する回生制御装置によれば、目標消費電力と実消費電力との差に基づいて第二モータの回転加速度を増減させることで、第二モータの実際の回転数を目標回転数に収束させやすくすることができ、かつ、回転加速度の変化によって実消費電力が変化した場合であっても、その変化を制御内容に反映させることができる。したがって、回生制動力をほぼ一定に維持することができ、実消費電力を適正化してドライブフィーリングを改善することができる。

実施形態の回生制御装置が適用された車両の模式図である。 過不足電力と回転加速度との関係を例示するグラフである。 余剰電力消費制御の手順を例示するフローチャートである。 （Ａ）はアクセル開度，（Ｂ）はジェネレータのトルク，（Ｃ）はジェネレータの回転数（回転速度）の経時変動を示すグラフである。

図面を参照して、実施形態としての回生制御装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．車両］
本実施形態の回生制御装置が適用された車両２０のパワートレーンに関する構造を図１に例示する。この車両２０は、駆動源としての走行用モータ１（第一モータ）とエンジン３とを搭載したシリーズ・パラレル併用方式のハイブリッド車両である。エンジン３は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、燃料（ガソリン，軽油等）を含む混合気を燃焼室内で燃焼させることで回転軸を駆動する。また、走行用モータ１は、電動機としての機能（車両駆動機能）と発電機としての機能（回生発電機能）とを兼ね備えた交流電動発電機（走行用モータジェネレータ）である。これらの走行用モータ１，エンジン３は、車輪８に対して並列に接続され、各々が単独で（あるいは同時に）駆動力を車輪８へと伝達可能とされる。

これらの二つの駆動源１，３と車輪８との間には、トランスアクスル７（変速装置）が介装される。トランスアクスル７は、ディファレンシャルギア（差動装置）を含むファイナルドライブ（終減速機）とトランスミッション（変速機）とが一体化された動力伝達装置であり、駆動源と被駆動装置との間の動力伝達を担う複数の機構を内蔵する。トランスアクスル７の内部には、減速比を変更するための変速機構や、エンジン３と車輪８との動力伝達経路を接続又は切断するためのクラッチ４が内蔵される。クラッチ４の断接状態を制御することで、エンジン３が動力伝達経路に接続され、あるいは、動力伝達経路から遮断される。

トランスアクスル７におけるクラッチ４よりもエンジン３側には、ジェネレータ２（第二モータ）が連結される。このジェネレータ２は、エンジン３の駆動力を利用して発電する発電機としての機能と、エンジン３を回転，始動させる電動機（駆動用モータ）としての機能とを兼ね備えた交流電動発電機（発電用モータジェネレータ）である。本実施形態のジェネレータ２では、走行用モータ１での回生発電に際し、エンジン３を回転駆動することで回生電力の余剰分を消費する制御が実施される。

走行用モータ１，ジェネレータ２のそれぞれは、走行用のバッテリ５に接続される。バッテリ５のケース内部には、バッテリ空調装置６が設けられる。バッテリ空調装置６はケース内部の温度を調節するための装置であり、ケース内部を循環する空気の通路となるダクト部材や送風装置（ファン），ヒータ，エバポレータ，熱交換機等がこれに含まれる。また、走行用モータ１及びジェネレータ２とバッテリ５とを接続する電力供給回路上には、図示しないインバータが介装される。インバータは、走行用モータ１及びジェネレータ２側の交流電力とバッテリ５側の直流電力とを相互に変換する変圧器（変圧回路）である。インバータの動作を制御することで、例えばバッテリ５の電力が走行用モータ１，ジェネレータ２の各々に対して個別に供給される。同様に、走行用モータ１，ジェネレータ２の各々で発生する発電電力もインバータを介してバッテリ５に充電される。

走行用モータ１，ジェネレータ２，エンジン３，バッテリ空調装置６の作動状態は、電子制御装置１０によって統括的に制御される。電子制御装置１０は、例えばマイクロプロセッサやROM，RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両２０に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。この電子制御装置１０には、エンジン回転数センサ１６，車速センサ１７，水温センサ１８，パドルシフトセンサ１９が接続される。

上記の各センサ１６〜１８の検出対象はそれぞれ、エンジン回転数（エンジン回転速度），車速，エンジン冷却水温である。また、パドルシフトセンサ１９は、パドルシフト装置の操作位置を検出するものである。パドルシフト装置とは、ドライバーが回生制動力の大きさを複数の段階の中から選択的に設定するための入力装置である。設定可能な段階数は任意であり、例えば６段設定の場合には、それぞれの段階が回生制動力の小さい順にB0，B1，…，B5と呼ばれる。パドルシフトセンサ１９は、パドルシフト装置の操作状態に基づいて現在の段階を検出し、その情報を電子制御装置１０に伝達する。

［２．制御内容］
以下、電子制御装置１０での制御内容のうち、走行用モータ１での回生発電によって生成された回生電力の余剰分をジェネレータ２で消費する余剰電力消費制御について説明する。余剰電力消費制御とは、走行用モータ１での回生発電の際に、エンジン３でファイアリングを実施しつつ、ジェネレータ２を回転駆動してエンジン３に駆動力を与えることによって、ジェネレータ２に回生電力を過不足なく消費させるための制御である。

余剰電力消費制御では、エンジン３の目標トルクが可燃限界トルク以下の大きさに設定され、エンジン３がアイドリング状態よりも低トルクの運転状態となるように、燃料噴射量及び吸入空気量が制御される。可燃限界トルクとは、可燃限界（燃料と空気との混合気が燃焼しうる最小の濃度限界）での燃焼で発生するトルクである。この可燃限界トルクは、アイドリングトルクよりも小さい値を持つ。

また、余剰電力消費制御では、車両２０の走行状態やエンジン３の運転状態に左右されることなく、目標とする量の電力（目標消費電力）が消費されるように、ジェネレータ２の回転数，トルクが制御される。目標消費電力とは、ジェネレータ２が消費する電力の目標値であり、走行用モータ１が発電している回生電力量や車両２０に要求される回生制動力等に応じて設定される。本実施形態の目標消費電力は、車速，エンジン冷却水温，エンジン３の目標トルク等に基づいて算出される。

一方、ジェネレータ２で実際に消費される電力（実消費電力）は、ジェネレータ２自身の運転状態（ジェネレータ２の回転数，トルク）に基づいて算出される。本実施形態のジェネレータ２はエンジン３に連結されていることから、エンジン３の運転状態に基づいて実消費電力を算出することも可能である。また、ジェネレータ２の目標消費電力と実消費電力との差は、目標消費電力を消費するための過不足分の電力に相当する。

つまり、目標消費電力に対して実消費電力が小さければ、十分な大きさの回生制動力が得られない。そこで、余剰電力消費制御では、ジェネレータ２の回転数を増減させるための電力として過不足分の電力を宛がうことで、常に目標消費電力が消費されうるようにジェネレータ２の回転状態を制御する。なお、エンジン３は、自らがファイアリングしつつジェネレータ２に回転駆動された（連れ回された）状態となる。したがって、エンジン３の回転数は、ジェネレータ２の回転数と同様に増減する。

［３．電子制御装置］
電子制御装置１０には、余剰電力消費制御を実施するための機能要素として、条件判定部１１，目標消費電力算出部１２，実消費電力算出部１３，加速度制御部１４が設けられる。これらの各要素は、電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、電子制御装置１０内のROMや補助記憶装置に記録，保存されるソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。

［３−１．条件判定部］
条件判定部１１は、余剰電力消費制御の実施条件を判定するものである。この制御の実施条件は、例えば以下の条件のうち、実施条件１，２が成立し、かつ、実施条件３，４のうち少なくとも何れか一つ（好ましくは両方）が成立することとされる。
実施条件１：走行用モータ１が回生発電中である
実施条件２：バッテリ５への充電が規制される状態である
実施条件３：パドルシフトの位置がB2〜B5である
実施条件４：車速が所定値以上である

また、上記の実施条件２は、例えば以下の規制条件１〜３の何れかが満たされる場合に成立するものとされる。ここでの判定結果は、加速度制御部１４に伝達される。このように、条件判定部１１は、バッテリ５の状態を検出してバッテリ５への充電が規制される状態であるか否かを判定する条件判定部としての機能を持つ。
規制条件１：バッテリ５の充電率が満充電に近い所定値以上である
規制条件２：バッテリ５の温度が所定温度以下（低温）である
規制条件３：バッテリ５の温度が第二所定温度以上（高温）である

［３−２．目標消費電力算出部］
目標消費電力算出部１２は、ジェネレータ２の目標消費電力を算出するものである。ここでは、車速，エンジン冷却水温，エンジン３の目標トルク等に基づいて目標消費電力が算出される。この目標消費電力は、ジェネレータ２の定常目標回転数とジェネレータ２が負担する定常目標トルクとの積に基づいて算出される。定常目標回転数とは、ジェネレータ２で目標消費電力が消費されるものと予想される回転数を意味し、定常目標トルクとは、その回転状態でのジェネレータ２のトルクを意味する。ここで算出された目標消費電力の情報は、加速度制御部１４に伝達される。

例えば、走行用モータ１で発電される回生電力量が車速に基づいて算出され、エンジン３のフリクション（ジェネレータ２の負荷）がエンジン冷却水温に基づいて算出される。その後、回生電力量及びフリクションに基づき、定常目標回転数が算出される。なお、車速及びエンジン冷却水温と定常目標回転数との関係を予め数式化，マップ化しておき、これらを用いて定常目標回転数を求めてもよい。

ジェネレータ２の定常目標トルクは、エンジン３の目標トルクに基づいて算出される。例えば、エンジン３のアイドリングトルクからエンジン３の目標トルクを減じたもの（差トルク）が定常目標トルクとして算出される。エンジン３の目標トルクはアイドリングトルクよりも小さいことから、定常目標トルクは正の値となる。

［３−３．実消費電力算出部］
実消費電力算出部１３は、ジェネレータ２の実消費電力を算出するものである。ここでは、その時点のエンジン３の運転状態に基づき、エンジン３及びジェネレータ２の回転数を維持するのに要する電力が、実消費電力として算出される。つまりここでは、仮にエンジン３，ジェネレータ２の回転状態を変化させないことにした場合に、ジェネレータ２に消費させることができる電力の大きさが算出される。ここで算出された実消費電力の情報は、加速度制御部１４に伝達される。

実消費電力は、ジェネレータ２自身の運転状態に基づいて算出可能であり、例えば、ジェネレータ２の回転数及びトルクに基づいて算出される。あるいは、ジェネレータ２の駆動電流及び駆動電圧に基づいて算出される。本実施形態のジェネレータ２はエンジン３に連結されていることから、エンジン３の運転状態（エンジン回転数，定常目標トルク）に基づいて実消費電力を算出することも可能である。

［３−４．加速度制御部］
加速度制御部１４は、エンジン３及びジェネレータ２の回転慣性（イナーシャ）を考慮して、目標消費電力と実消費電力との差に基づき、エンジン３及びジェネレータ２の回転加速度（角加速度）を増減させるものである。ここでは、目標消費電力から実消費電力を減じた値が「過不足電力」として算出され、この過不足電力の絶対値が小さくなるように回転加速度が制御される。

すなわち、過不足電力が正であれば、回転加速度も正とされ、回転数が上昇するように制御される。反対に、過不足電力が負であれば、回転加速度も負とされ、回転数が低下するように制御される。また、過不足電力の絶対値が大きいほど、回転加速度の絶対値も増大する。本実施形態の加速度制御部１４は、図２に示すような線形マップを用いて、過不足電力に対応する回転加速度（回転速度の変化率，単位時間当たりの回転速度の増減量）を算出する。なお、図２中のグラフの形状（例えば傾きや曲率）は、ジェネレータ２及びエンジン３のイナーシャ（回転慣性）に応じたものとされる。

また、加速度制御部１４は、算出された回転加速度に所定の単位時間（例えば、演算周期に相当する時間）を乗じて回転速度の増減量に変換し、その増減量をジェネレータ２の現在回転数（実際の回転数）に加算して、ジェネレータ２の過渡目標回転数を算出する。その後、加速度制御部１４は、過渡目標回転数及び定常目標トルクに基づいて、ジェネレータ２を駆動するための制御信号をインバータに出力する。ジェネレータ２の駆動電圧及び駆動周波数は、ジェネレータ２の回転数が過渡目標回転数となり、かつ、ジェネレータ２のトルクが定常目標トルクとなるように制御される。

上記の過渡目標回転数は、ジェネレータ２の実回転数が定常目標回転数に収束するまでの過渡状態における回転数の目標値であり、最終的には定常目標回転数に一致する。過不足電力が大きいほど、過渡目標回転数の変化速度が大きくなり、定常目標回転数に対して素早く接近する。一方、過不足電力が小さくなると、過渡目標回転数の変化速度が緩慢となり、定常目標回転数に対して緩慢に接近する。したがって、過渡目標回転数は、定常目標回転数に対して漸近するように変動する。

［４．フローチャート］
図３は、余剰電力消費制御の手順を示すフローチャートである。このフローは、予め設定された演算周期で繰り返し実施される。ステップＡ１では、条件判定部１１において、走行用モータ１が回生発電中であるか否か（実施条件１）が判定される。ここで、回生発電中の場合にはステップＡ２に進み、回生発電中でない場合にはこの演算周期での制御を終了する。
ステップＡ２では、バッテリ５への充電が規制される状態であるか否か（実施条件２）が判定される。例えば、規制条件１〜３の何れかが満たされている場合にはこの条件が成立し、ステップＡ３に進む。反対に、規制条件１〜３の何れも満たされない場合にはこの条件が不成立となり、この演算周期での制御を終了する。

ステップＡ３では、上述の実施条件３，４のうち少なくとも何れか一方が成立するか否かが判定される。ここで実施条件３，４の何れかの成立時には、余剰電力消費制御を実施すべくステップＡ４に進み、そうでない場合にはこの演算周期での制御を終了する。なお、その他の実施条件として、エンジン３が作動していることやクラッチ４が切断されていること等を併せて判定してもよい。

ステップＡ４では、目標消費電力算出部１２において、ジェネレータ２の目標消費電力が算出される。例えば、車速，エンジン冷却水温に基づき、ジェネレータ２の定常目標回転数が算出される。また、エンジン３のアイドリングトルク，エンジン３の目標トルクに基づき、ジェネレータ２の定常目標トルクが算出される。その後、ジェネレータ２の定常目標回転数と定常目標トルクとに基づき、目標消費電力が算出される。

続くステップＡ５では、実消費電力算出部１３において、ジェネレータ２の実消費電力が算出される。実消費電力は、例えばエンジン３の運転状態（エンジン回転数，定常目標トルク）に基づいて算出される。また、ステップＡ６では、加速度制御部１４において、目標消費電力から実消費電力を減算した値が、過不足電力として算出される。走行用モータ１での回生電力に比して、ジェネレータ２で消費される電力が小さいときには、過不足電力が正の値となる。

ステップＡ７では、例えば図２に示すようなマップに基づき、過不足電力に対応する回転加速度（回転速度の変化率）が算出される。ここで算出される回転加速度は、消費電力が不足しているほど（より多くの電力を消費させたい状態であるほど）大きい値となる。また、ステップＡ８では、前ステップで得られた回転加速度が回転速度の増減量に変換され、ジェネレータ２の現在回転数にその増減量を加算したものが、過渡目標回転数として算出される。そしてステップＡ９では、過渡目標回転数及び定常目標トルクに基づいてインバータが制御される。これにより、ジェネレータ２の回転数が過渡目標回転数となるように制御されるとともに、ジェネレータ２のトルクが定常目標トルクとなるように制御される。

［５．作用，効果］
図４（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、余剰電力消費制御が開始されたときのジェネレータ２の回転状態（トルク，回転数）の変化を説明する。例えば、平坦路を走行している車両２０において、時刻t₀にドライバーがアクセルペダルを踏み戻したとする。これにより、車両２０は慣性走行状態となり、走行用モータ１では回生発電が開始される。一方、バッテリ５への充電が規制される状態であれば、余剰電力消費制御が開始される。なお、エンジン３は時刻t₀よりも前に可燃限界トルクでファイアリングを開始しており、ジェネレータ２はアイドリングトルクと可燃限界トルクとの差に相当するトルクを出力しているものとする。

余剰電力消費制御では、ジェネレータ２の回転加速度の値が、過不足電力（目標消費電力と実消費電力との差）に基づいて設定される。例えば、余剰電力消費制御の開始時である時刻t₀における回転加速度の値A₀は、回生発電量に比してジェネレータ２の実際の消費電力が小さいほど、大きく設定される。これにより、図４（Ｃ）に示すように、回転数グラフの傾きが大きくなり、ジェネレータ２及びエンジン３の回転数が大きく上昇する。また、図４（Ｂ）に示すように、ジェネレータ２のトルクも増大する。

一方、ジェネレータ２の回転数がある程度上昇した時刻t₁における回転加速度の値A₁は、時刻t₀における値A₀よりも小さく設定される。これは、ジェネレータ２の回転数が上昇した分だけジェネレータ２での実消費電力が増大し、過不足電力が減少したことに由来する。したがって、図４（Ｃ）に、回転数グラフの傾きが小さくなり、ジェネレータ２及びエンジン３の回転数が定常目標回転数に収束する。また、図４（Ｂ）に示すように、ジェネレータ２のトルクの減少勾配も小さくなり、ジェネレータ２の過不足電力の値はゼロに収束する。

（１）上記の回生制御装置では、目標消費電力と実消費電力との差に基づいてジェネレータ２の回転加速度が増減するように制御される。このような手法を採用することで、図４（Ｃ）に示すように、ジェネレータ２の回転数グラフの傾きを適切に制御することができ、ジェネレータ２の回転数を定常目標回転数に収束させやすくすることができる。例えば、バッテリ５への充電ができない満充電時や極低温環境の走行時であっても、エンジン３及びジェネレータ２で余剰の回生電力を過不足なく消費することができ、回生制動力をほぼ一定に維持することができる。

また、回転加速度の変化によって実消費電力が変化した場合であっても、その変化を制御内容に反映させることができる。例えば、図４（Ｃ）に示すように、過不足電力が大きければ回転数の傾きを大きく、過不足電力が小さければ回転数の傾きを小さくすることができる。これにより、ジェネレータ２で消費されるトータルの電力（すなわち、回転を維持するための電力と、回転数を増減させるための電力との加算値）がほぼ一定となる。したがって、回生制動力をほぼ一定に維持することができ、実消費電力を適正化してドライブフィーリングを改善することができる。

（２）上記の回生制御装置では、図２に示すように、ジェネレータ２及びエンジン３のイナーシャ、及び、目標消費電力と実消費電力との差に基づいて、回転加速度が設定される。このように、ジェネレータ２及びエンジン３を含む系の回転慣性を考慮してジェネレータ２の回転状態を制御することで、ジェネレータ２の回転数を定常目標回転数に収束させやすくすることができる。つまり、ジェネレータ２及びエンジン３の回転収束性を高めることができ、制御の安定性を向上させることができる。

（３）上記の回生制御装置では、ジェネレータ２によるエンジン３の回転駆動と並行して、エンジン３のファイアリングが実施される。このファイアリングにおけるエンジン３の目標トルクは、アイドリングトルクよりも小さい可燃限界トルク以下の大きさに設定される。これにより、アイドリング状態よりも燃料消費量を減少させることができ、エンジン３の燃費を改善することができる。また、アイドリングトルクと可燃限界トルクとの差トルクがジェネレータ２の定常目標トルクとして設定されるため、エンジン３の回転状態を安定化することができる。

なお、エンジン３の燃費のみを考慮した場合、エンジン３のファイアリングを実施せずにジェネレータ２によるモータリングのみを実施することも考えられる。しかしこの場合、燃焼状態にないエンジン３の筒内オイルが揮発して吸排気系に漏出しやすく、吸排気系センサの汚損を招くおそれが生じる。これに対して、上記の回生制御装置ではエンジン３のファイアリングが実施されるため、エンジン３の筒内オイルによる吸排気系センサの汚損を抑制することができ、センサ精度の低下を防止することができる。

（４）上記の回生制御装置では、ジェネレータ２の目標消費電力がエンジン冷却水温に基づいて算出される。これにより、エンジン３のフリクションによるジェネレータ２の負荷変動を精度よく把握することができ、回生制動力の制御精度を高めることができる。
（５）また、上記の回生制御装置では、ジェネレータ２の目標消費電力がエンジン３の目標トルクに基づいて算出される。これにより、ジェネレータ２がエンジン３に対して与えるべき仕事量を精度よく把握することができ、回生制動力の制御精度を高めることができる。

（６）上記の回生制御装置では、余剰電力消費制御の実施条件の一つとして、バッテリ５への充電が規制される状態であることが判定される。これにより、バッテリ５の過充電や低温環境，高温環境での無理な充電を回避しつつ、安定した回生制動力を確保することができる。

［６．変形例］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。例えば、上述の実施形態の余剰電力消費制御は、バッテリ５への充電が規制される状態で実施されるものとなっているが、この条件は必須の条件ではない。すなわち、余剰電力消費制御の趣旨は「走行用モータ１で発生した回生電力を過不足なくジェネレータ２で消費することで所望の回生制動力を確保する」点にあり、実施形態の実施条件２〜４を取り除くことも可能である。規制条件１〜３に関しても同様であり、これらの条件は対象となるバッテリ５の種類や充放電特性等に応じて、適宜設定することができる。

また、上述の実施形態では、過不足電力と回転加速度とが図２に示すような線形関係に設定されたものを例示したが、これらの具体的な対応関係は任意に設定可能である。少なくとも回転加速度が過不足電力に基づいて設定されるような制御構成であればよい。
また、上述の実施形態では、エンジン３のファイアリングと回転駆動とが並行して実施されているが、エンジン３のファイアリングを停止して（燃料カットして）モータリングのみを実施してもよい。この場合、エンジン３の目標トルク（可燃限界トルク）が０であるものとみなせば、上述の実施形態と同様の制御で同様の効果を奏するものとなる。

１ 走行用モータ（第一モータ）
２ ジェネレータ（第二モータ）
３ エンジン
４ クラッチ
５ バッテリ
６ バッテリ空調装置
７ トランスアクスル
８ 車輪
１０ 電子制御装置
１１ 条件判定部
１２ 目標消費電力算出部
１３ 実消費電力算出部
１４ 加速度制御部
１６ エンジン回転数センサ
１７ 車速センサ
１８ 水温センサ
１９ パドルシフトセンサ
２０ 車両

Claims (5)

1. 車両の駆動及び回生発電を行う第一モータと、
   エンジンに駆動されて発電するともに、前記エンジンの駆動用モータとして機能する第二モータと、
   前記第一モータ及び前記第二モータに接続され、電力の授受を行うバッテリと、
   前記バッテリの状態を検出して前記バッテリへの充電が規制される状態であるか否かを判定する条件判定部と、を具備したハイブリッド車両の回生制御装置において、
   前記バッテリへの充電が規制される状態での前記回生発電に際し、前記第二モータが前記第一モータの回生電力を用いて前記エンジンを回転駆動するときに消費する電力の目標値である目標消費電力を算出する目標消費電力算出部と、
   前記エンジン及び前記第二モータの回転速度を維持するのに要する前記第二モータの実消費電力を算出する実消費電力算出部と、
   前記目標消費電力と前記実消費電力との差に基づき、前記エンジン及び前記第二モータの回転加速度を増減させる加速度制御部と、
   を備えたことを特徴とする、回生制御装置。
2. 前記加速度制御部が、前記エンジン及び前記第二モータのイナーシャ及び前記差に基づき、前記第二モータの回転加速度を設定する
   ことを特徴とする、請求項１記載の回生制御装置。
3. 前記加速度制御部が、前記第二モータによる前記エンジンの回転駆動と並行して、前記エンジンの目標トルクを可燃限界トルク以下の大きさとしたファイアリングを実施する
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の回生制御装置。
4. 前記目標消費電力算出部が、前記エンジンの冷却水温に基づき、前記目標消費電力を算出する
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の回生制御装置。
5. 前記目標消費電力算出部が、前記エンジンの目標トルクに基づき、前記目標消費電力を算出する
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の回生制御装置。

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