JP3480489B2 - Regenerative braking control device - Google Patents
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回生制動制御装置
に係り、詳しくは、制動エネルギを電気エネルギとして
回生させる際の制動制御技術に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】車両に搭載された内燃機関の駆動
軸（駆動系部材）に発電機を接続し、車両が制動状態に
あるときに駆動軸を介して伝達される車輪からの外力で
当該発電機を作動させ、これにより駆動軸を介して車輪
に制動力を付与するとともに発電を行うエネルギ回生装
置が特開平９−１３５５０２号公報等に開示され公知で
ある。
【０００３】このようなエネルギ回生装置では、発電に
より回生された電気エネルギをバッテリに充電して蓄積
するようにしており、さらに、上記公報に開示された技
術では、エネルギ回生時において発電機による発電量、
即ちエネルギ回生量が極力多くなるように図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示の技術では、内燃機関が常に駆動軸に結合された状
態とされている。故に、当該技術では、発電機によって
エネルギ回生を行おうとしても、常にエンジンブレーキ
が作用することになり、高効率のエネルギ回生を実現す
ることは困難である。
【０００５】そこで、エネルギ回生時において駆動軸か
ら内燃機関を切り離すことが考えられており、これによ
り、車輪からの外力を効率よく発電機に伝達することが
可能とされる。そして、この場合、発電機の発電に伴う
制動力で不足する制動力については、制御が容易であり
且つ制動力をレスポンスよく十分に確保できることか
ら、車輪等に設けられたサービスブレーキ（ドラムブレ
ーキ、ディスクブレーキ等の摩擦式ブレーキ）を効かせ
て補うようにしている。
【０００６】ところが、バッテリの充電量が充電容量に
達している場合や該充電容量に近いような場合には、通
常は過充電を防止すべく発電機による発電を禁止或いは
大きく制限するようにしており、この際サービスブレー
キの負担が極めて大きくなるという問題がある。特に、
車両を降坂路等で制動させながら長時間に亘って走行さ
せるような場合にあっては、サービスブレーキがフェー
ド現象を起こして制動力が減衰するおそれがあり好まし
いことではない。
【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、エネルギ
回生効率を高く維持でき且つ常に十分な制動力を確保可
能な回生制動制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、通常は、回生制動手段に
より、内燃機関と駆動系部材間のクラッチが切断され、
該駆動系部材に連結された発電機が駆動系部材を介して
車輪より伝達される外力により作動され発電されること
で回生制動が行われ、且つ、制動要求量に応じてサービ
スブレーキが作動することで上記回生制動による制動力
の不足分が補われるのであるが、回生制動制限手段によ
りバッテリの充電状態に応じて回生制動が中止により制
限されているときにブレーキ負荷検出手段により検出ま
たは推定されるサービスブレーキの制動負荷が所定量よ
りも大きくなると、エンジンブレーキ制御手段によって
上記クラッチが接続されてエンジンブレーキが作用す
る。
【０００９】従って、エネルギ回生時には、車輪からの
外力により極めて効率よく発電機を作動させることがで
き且つサービスブレーキによりレスポンスのよい確実な
制動が実現可能とされ、さらに、回生制動が制限された
場合にあっては、エンジンブレーキの併用によりサービ
スブレーキの過剰負担によるフェード現象の発生が防止
される。
【００１０】これにより、車両の制動時において、高効
率のエネルギ回生が実現可能とされるとともに常に十分
な制動力が確保可能とされる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき説明する。図１を参照すると、ハイブリッド
型電気自動車の概略構成図が示されており、以下、同図
に基づき本発明に係る回生制動制御装置の構成を説明す
る。図１に示すハイブリッド型電気自動車は、所謂パラ
レル式と呼ばれるもので、エンジン（内燃機関）１の出
力軸２は、クラッチ装置（クラッチ）４を介してモータ
ジェネレータ１０の回転軸（駆動系部材）１２に接続さ
れており、モータジェネレータ（発電機）１０の回転軸
１２は自動変速機２０を介して駆動軸（駆動系部材）２
２に接続されている。さらに、当該駆動軸２２にはデフ
ァレンシャルギヤ２４を介して車軸２６が接続されてい
る。そして、車軸２６の両端には駆動輪として一対の車
輪２８，２８が接続されている。
【００１２】エンジン１は、例えば水冷式ガソリンエン
ジンであり、車輪２８，２８を駆動させ車両を走行させ
ることの可能な十分な最大出力を有したエンジンであ
る。そして、該エンジン１には、冷却水の温度、即ち冷
却水温Ｔwを検出する水温センサ３が設けられており、
さらに、出力軸２の近傍には当該出力軸２の回転速度、
即ちエンジン回転速度Ｎeを検出するエンジン回転セン
サ５が設けられている。
【００１３】クラッチ装置４は、モータジェネレータ１
０側のクラッチ板４ｂに対し、エンジン１側のクラッチ
板４ａが可動して断接するようなクラッチ装置であり、
クラッチ板４ａはロッド７を介して電動アクチュエータ
６により断接操作されるよう構成されている。モータジ
ェネレータ１０はモータとしてもジェネレータ、即ち発
電機としても機能する電動モータであり、回転軸１２と
一体にされたロータコイル１４の回りをステータコイル
（励磁コイル）１６が取り巻くように構成されている。
つまり、モータジェネレータ１０は、ステータコイル１
６に通電して磁界を形成するとともにロータコイル１４
にも通電して磁界を発生させることで、回転軸１２を回
転させるモータとして機能し、ステータコイル１６に通
電して磁界を形成する一方、回転軸１２と一体のロータ
コイル１４を駆動軸２２を介して伝達される車輪２８，
２８からの外力により回転させ磁界を発生させること
で、ロータコイル１４に励磁電流を生起させる発電機と
して機能する。
【００１４】そして、当該モータジェネレータ１０は、
モータとして機能させるときには、ロータコイル１４へ
の通電量を変えることで出力を変更でき、一方、発電機
として機能させるときには、ステータコイル１６への通
電量を変えることで発電量を変更することが可能とされ
ている。ところで、当該モータジェネレータ１０が発電
機として機能するときには、ロータコイル１４の回転エ
ネルギが電気エネルギに変換されることになるため、発
電量に相当する分だけロータコイル１４の回転速度が減
速されることになる。即ち、当該モータジェネレータ１
０は、発電機として機能するときには、発電を行うと同
時に制動装置として機能することになる。つまり、車両
を制動させたいときにモータジェネレータ１０を発電機
として機能させるようにすれば、制動エネルギを良好に
電気エネルギに変えながら車両制動（回生制動）を行う
ことができる（回生制動手段）。
【００１５】自動変速機２０は、回転軸１２の回転速度
を減速或いは増速し、モータジェネレータ１０側で生起
される出力トルクを変更して車輪２８，２８側へ伝達す
るものであり、ここでは、例えば無段自動変速機が使用
される。なお、無段自動変速機は公知であり、ここでは
説明を省略する。同図に示すように、車軸２６には、車
輪２８，２８に近接して一対の油圧ディスクブレーキ装
置（サービスブレーキ）３０，３０が設けられている。
該油圧ディスクブレーキ装置３０，３０は、車軸２６と
ともに回転するディスク３２，３２を油圧で作動するブ
レーキパッド３４，３４で挟み込んで摩擦力を発生さ
せ、該摩擦力によって車輪２８，２８の回転を減衰さ
せ、車両を制動する油圧ブレーキである。
【００１６】従って、ブレーキパッド３４，３４には高
圧油路３６の一端がそれぞれ接続されており、該高圧油
路３６の他端は、電磁圧力調整弁３８を介して高圧ポン
プ４０に接続されている。さらに、高圧ポンプ４０はオ
イルタンク４２に接続されている。即ち、オイルタンク
４２の作動油は、高圧ポンプ４０によって高圧とされ、
その後電磁圧力調整弁３８により圧力調節されてブレー
キパッド３４，３４に供給される。これにより、電磁圧
力調整弁３８が適宜調節されて油圧が変化することで、
油圧ディスクブレーキ装置３０，３０の制動力が可変と
される。
【００１７】電子コントロールユニット（ＥＣＵ）５０
は、中央処理装置（ＣＰＵ）等からなり、当該電気自動
車の各種運転制御を司る主制御装置であり、その入力側
には、上述の水温センサ３、エンジン回転センサ５等の
他、アクセルペダル５２に接続され、アクセルペダル５
２の操作量、即ちアクセル開度θaccを検出するアクセ
ルポジションセンサ（ＡＰＳ）５４や、ブレーキペダル
５６に接続され、ブレーキペダル５６の踏み込み圧力、
即ち制動要求度合を検出するブレーキ踏圧センサ５８が
接続されており、さらに、当該ＥＣＵ５０のみならず各
種駆動ユニット類を作動させるためのバッテリ（二次電
池）７０が接続されている。なお、当該バッテリ７０
は、モータジェネレータ１０が発電機として機能したと
きには、ステータコイル１６への通電量に応じた発電電
力が充電され蓄積されるよう接続されている。
【００１８】一方、ＥＣＵ５０の出力側には、上記電動
アクチュエータ６、モータジェネレータ１０のロータコ
イル１４及びステータコイル１６、電磁圧力調整弁３８
等が接続されている。以下、このように構成されたハイ
ブリッド型電気自動車の本発明に係る回生制動制御装置
の作用について説明する。
【００１９】図２を参照すると、ＥＣＵ５０が実行す
る、制動制御の制御ルーチンのフローチャートが示され
ており、以下、当該フローチャートに沿って説明する。
先ず、ステップＳ１０では、アクセルオフであるか否か
を判別する。即ち、アクセルペダル５２から運転者の足
が離れ、ＡＰＳ５４の出力値に基づきアクセル開度θac
cが値０（或いは、値０近傍の所定値）になり、車両が
制動状態に移行したか否かを判別する。
【００２０】該ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）
の場合には、車両は制動状態に移行していないとみなす
ことができ、この場合には何もせずに当該ルーチンを抜
ける。一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で、車両が制動状
態に移行したと判定された場合には、次にステップＳ１
２に進む。ステップＳ１２では、バッテリ７０の充電量
（ＳＯＣ：ステイト・オブ・チャージ）を演算により求
める。実際には、バッテリ７０の充電電圧とＳＯＣとの
関係が予めマップ化されており、該ＳＯＣは当該マップ
より読み出される（充電状態検出手段）。
【００２１】ステップＳ１４では、ＳＯＣが所定値Ｘ1
以上であるか否か、即ちバッテリ７０の充電量が飽和状
態にあるか否かを判別する。通常、アクセルオフとなる
直前においてモータジェネレータ１０がモータとして機
能して車両が走行していた場合には、バッテリ７０に充
電されている電力はモータジェネレータ１０に消費され
る一方であったと考えられる。故に、この場合には、ス
テップＳ１４の判別結果は偽（Ｎｏ）であってＳＯＣは
所定値Ｘ1未満と判定でき、次にステップＳ１６に進
む。
【００２２】車両が制動状態に移行しており、且つ、Ｓ
ＯＣが所定値Ｘ1未満であってバッテリ７０に充電の余
地がある場合には、モータジェネレータ１０の回生制動
が優先的に実施されて制動エネルギの回収が効果的に行
われ、ここではその不足分が制動レスポンスのよい油圧
ブレーキによって補われるようにされている。このと
き、回生制動のみで制動力を賄える場合には油圧ブレー
キ力はゼロとされる。
【００２３】そこで、ステップＳ１６では、これら回生
制動力と油圧ブレーキ力の配分を演算する。詳しくは、
先ず、ブレーキ踏圧センサ５８からの制動要求度合情報
に基づいてステータコイル１６への通電量が設定され、
モータジェネレータ１０による回生制動力が設定され
る。実際には、ステータコイル１６への通電量と回生制
動力とが予めマップ化されており、当該マップより制動
要求度合を満たすような回生制動力が読み出される。そ
して、当該回生制動力が制動要求度合に満たない場合
に、その差分が油圧ブレーキ力で補われることになる。
【００２４】このように回生制動力と油圧ブレーキ力の
配分が決定されたら、次にステップＳ１８において、ク
ラッチ断とする。即ち、クラッチ装置４を切断状態とし
て、モータジェネレータ１０の回転軸１２とエンジン１
の出力軸２との接続を断つようにする。なお、クラッチ
断とした後、エンジン１はアイドル状態、或いは停止状
態とされて非駆動状態とされる。
【００２５】このように、制動時においてクラッチ断と
すると、エンジン１によるエンジンブレーキ作用を一切
排除でき、これにより、駆動軸２２を介して伝達される
車輪２８，２８からの外力を略１００％ロータコイル１
４に伝達させることができ、モータジェネレータ１０に
よる発電量を最大限のものとして制動エネルギを効率よ
く電気エネルギに変換することが可能となる。
【００２６】そして、ステップＳ２０において、上記ス
テップＳ１６で求めた回生制動力に基づいて回生制動制
御を実施する。つまり、モータジェネレータ１０のステ
ータコイル１６への通電量等を制御する。なお、当該回
生制動制御はサブルーチン（図示せず）で実施される。
さらに、ステップＳ２２において、上記ステップＳ１６
で求めた油圧ブレーキ力に基づいて油圧ブレーキを実施
する。つまり、電磁圧力調整弁３８の弁開度等を制御す
る。なお、当該油圧ブレーキ制御についてもサブルーチ
ン（図示せず）で実施される。
【００２７】このようにして、制動時、ＳＯＣが所定値
Ｘ1未満と判定されると、回生制動力と油圧ブレーキ力
とによって制動が行われるが、当該回生制動力と油圧ブ
レーキ力による制動は、当該ルーチンが繰り返し実行さ
れ、ステップＳ１４の判別結果が偽（Ｎｏ）でＳＯＣが
所定値Ｘ1未満と判定されている限り継続される。な
お、回生制動が実施されると制動要求度合は小さくなる
ため、回生制動力と油圧ブレーキ力の配分は、回生制動
を優先しながら、ステップＳ１６が繰り返し実行される
ことで常に適正なものに更新される。
【００２８】以上のようにして回生制動が実施される
と、ＳＯＣが増大し、特に回生制動時間が長いとＳＯＣ
は所定値Ｘ1に達することになり、この場合には、ステ
ップＳ１４の判別結果は真（Ｙｅｓ）とされる。このよ
うにＳＯＣが所定値Ｘ1に達し、充電量が飽和状態とな
ると、それ以上バッテリ７０に充電を行うとバッテリ７
０やモータジェネレータ１０自体を破損させるおそれが
ある。従って、この場合には、ステップＳ２４におい
て、回生制動を中止する。つまり、モータジェネレータ
１０のステータコイル１６への通電量を値０（ゼロ）と
して発電しないようにし、ロータコイル１４を磁界によ
る抵抗なく空転させるようにする（回生制動制限手
段）。
【００２９】次のステップＳ２６では、現在、車両が山
岳路等において長い下り坂を走行中であって油圧ブレー
キに掛かる制動負荷が大きいか否かを判別する。具体的
には、例えば、ブレーキ踏圧センサ５８から制動要求度
合信号が出力されてからの継続時間を計測しておき、当
該継続時間が途切れることなく長く継続しているような
場合に車両が長い下り坂を走行中であって制動負荷が大
きいと判定するようにする（ブレーキ負荷検出手段）。
【００３０】当該ステップＳ２６の判別結果が真（Ｙｅ
ｓ）で、車両が現在長い下り坂を走行中であると判定さ
れた場合には、次にステップＳ２８に進む。ステップＳ
２８では、今度は、クラッチ接とする。即ち、クラッチ
装置４を接続状態として、モータジェネレータ１０の回
転軸１２とエンジン１の出力軸２とを同期回転させるよ
うにする。これにより、非駆動状態であるエンジン１に
よってエンジンブレーキが車輪２８，２８に作用するこ
とになる（エンジンブレーキ制御手段）。
【００３１】つまり、回生制動が中止されているときに
は、その分油圧ブレーキ力を大きくしなければならず、
この際、特に車両が長い下り坂を走行中であって制動負
荷が大きいと、油圧ディスクブレーキ装置３０，３０の
ディスク３２，３２とブレーキパッド３４，３４とが摩
擦熱で過熱するおそれがあるのであるが、このようにエ
ンジンブレーキを効かせることで、油圧ディスクブレー
キ装置３０，３０の過熱を抑制するようにする。これに
より、油圧ブレーキの所謂フェード現象による制動力の
低下が好適に防止されることになる。
【００３２】そして、ステップＳ３０では、エンジン回
転センサ５からエンジン回転速度情報Ｎeを検出すると
ともに、水温センサ３から冷却水温情報Ｔwを検出し、
ステップＳ３２において、これらエンジン回転速度情報
Ｎeと冷却水温情報Ｔwとからエンジンブレーキ力を演算
する。実際には、エンジン回転速度情報Ｎeと冷却水温
情報Ｔwとに応じて予めエンジンブレーキ力がマップと
して設定されており、エンジンブレーキ力は当該マップ
から読み出される。
【００３３】ステップＳ３４では、油圧ブレーキ力を演
算する。詳しくは、ブレーキ踏圧センサ５８からの制動
要求度合情報に基づき、当該制動要求度合と上記エンジ
ンブレーキ力との差分が油圧ブレーキ力とされる。そし
て、ステップＳ３６において、当該油圧ブレーキ力に基
づいて上記ステップＳ２２の場合と同様に油圧ブレーキ
制御を実施する。
【００３４】一方、ステップＳ２６の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、現在、車両は長い下り坂を走行中ではなく、例
えば平坦路を走行していると判定された場合には、次に
ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８では、クラッチ
断とする。一般に、車両が平坦路等を走行している場合
には、制動要求度合も小さく、回生制動を中止しても油
圧ブレーキ力は油圧ディスクブレーキ装置３０，３０が
過熱するほど、即ち油圧ブレーキがフェード現象を引き
起こすほど大きくはならない。従って、車両が長い下り
坂を走行しておらず平坦路等を走行している場合には、
クラッチ断としてエンジンブレーキを作用させないよう
にし、よりレスポンスのよい油圧ブレーキを優先的に使
用するようにするのである。
【００３５】従って、この場合には、ステップＳ４０に
おいて、エンジンブレーキなく制動要求度合に応じて油
圧ブレーキ制御のみを実施する。ところで、上記実施形
態では、車両が長い下り坂を走行しているような場合に
エンジンブレーキを効かせるようにしたが、例えば、他
の実施形態として、図３に示すように、長い下り坂であ
るか否かの判別に代えて、油圧ブレーキ温度Ｔbを直接
的に推定し（ステップＳ２６ａ）、当該油圧ブレーキ温
度Ｔbが所定値Ｔ1以上であるか否かを判別し（ステップ
Ｓ２６ｂ）、この判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合に
制動負荷が大きいと判定しクラッチ接としてエンジンブ
レーキを効かせるようにしてもよい。
【００３６】この場合、油圧ブレーキ温度Ｔbは、摩擦
熱の発生量がブレーキ踏圧センサ５８から出力される踏
み込み圧力に相関することから、例えば、ブレーキペダ
ル５６が連続的に踏み込まれたときの当該踏み込み圧力
を積算し、この積算値に応じて推定するようにする（ブ
レーキ負荷検出手段）。また、上記実施形態では、エン
ジンブレーキをバッテリ７０のＳＯＣが所定値Ｘ1に達
し回生制動を中止した後に使用するようにしたが、例え
ば、ＳＯＣが所定値Ｘ1に達していなくても当該ＳＯＣ
値に応じて回生制動を制限するようにしてもよく（回生
制動制限手段）、このとき、油圧ブレーキ力の配分が極
めて多くなるような場合にエンジンブレーキを併用する
ようにしてもよい。
【００３７】また、上記実施形態では、ハイブリッド型
電気自動車を例に説明したが、これに限られず、モータ
ジェネレータ１０の代わりに発電機能のみからなるジェ
ネレータ（発電機）を備えたエネルギ回生車両であって
も本発明を良好に適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の回生制動制御装置によれば、エネルギ回生時に
は、車輪からの外力により極めて効率よく発電機を作動
させることができ且つサービスブレーキによりレスポン
スのよい確実な制動を実現可能であり、さらに、回生制
動が中止により制限された場合には、エンジンブレーキ
の併用によりサービスブレーキの過剰負担によるフェー
ド現象の発生を好適に防止することができる。
【００３９】従って、車両の制動時において、高効率の
エネルギ回生を実現できるとともに常に十分な制動力を
確保することができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a regenerative braking control device, and more particularly to a braking control technique for regenerating braking energy as electric energy. 2. Description of the Related Art A generator is connected to a drive shaft (drive system member) of an internal combustion engine mounted on a vehicle, and the power is transmitted from wheels transmitted via the drive shaft when the vehicle is in a braking state. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-135502 discloses a known energy regenerating device that operates the generator by an external force, thereby applying a braking force to wheels via a drive shaft and generating power. [0003] In such an energy regenerating apparatus, electric energy regenerated by power generation is charged into a battery and accumulated, and in the technology disclosed in the above-mentioned publication, power is generated by a generator during energy regenerating. amount,
That is, an attempt is made to maximize the amount of energy regeneration. [0004] In the technology disclosed in the above publication, the internal combustion engine is always connected to the drive shaft. Therefore, in this technology, even if an attempt is made to regenerate energy by the generator, the engine brake always operates, and it is difficult to realize highly efficient energy regeneration. [0005] Therefore, it has been considered that the internal combustion engine is separated from the drive shaft at the time of energy regeneration, whereby the external force from the wheels can be efficiently transmitted to the generator. Then, in this case, as for the braking force that is insufficient due to the braking force generated by the power generation of the generator, the service brake (drum brake, Friction brakes such as disc brakes) are used to compensate. However, when the charged amount of the battery has reached or is close to the charged capacity, the power generation by the generator is usually prohibited or largely restricted in order to prevent overcharging. In this case, there is a problem that the load on the service brake becomes extremely large. In particular,
When the vehicle is driven for a long time while braking on a downhill road or the like, the service brake may cause a fade phenomenon and the braking force may be attenuated, which is not preferable. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a regenerative braking control device capable of maintaining high energy regeneration efficiency and always ensuring a sufficient braking force. To provide. In order to achieve the above-mentioned object, according to the first aspect of the present invention, a clutch between an internal combustion engine and a drive system member is normally disconnected by regenerative braking means.
A generator connected to the drive system member is operated by an external force transmitted from wheels via the drive system member to generate power, thereby performing regenerative braking, and a service brake is operated according to a required braking amount. This compensates for the shortage of the braking force due to the regenerative braking. However, when the regenerative braking is stopped by the regenerative braking limiting unit in accordance with the state of charge of the battery, the braking load detecting unit When the braking load of the service brake detected or estimated by the above becomes larger than a predetermined amount, the clutch is connected by the engine brake control means and the engine brake operates. Therefore, at the time of energy regeneration, the generator can be operated very efficiently by the external force from the wheels, and reliable braking can be realized with good response by the service brake. In this case, the use of the engine brake prevents the occurrence of a fade phenomenon due to an excessive load on the service brake. [0010] Thus, during braking of the vehicle, high-efficiency energy regeneration can be realized and a sufficient braking force can always be ensured. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Referring to FIG. 1, a schematic configuration diagram of a hybrid electric vehicle is shown. Hereinafter, a configuration of a regenerative braking control device according to the present invention will be described with reference to FIG. The hybrid electric vehicle shown in FIG. 1 is of a so-called parallel type, in which an output shaft 2 of an engine (internal combustion engine) 1 is connected to a rotating shaft (drive system member) of a motor generator 10 via a clutch device (clutch) 4. The rotation shaft 12 of the motor generator (generator) 10 is connected to a drive shaft (drive system member) 2 through an automatic transmission 20.
2 are connected. Further, an axle 26 is connected to the drive shaft 22 via a differential gear 24. A pair of wheels 28, 28 are connected to both ends of the axle 26 as drive wheels. The engine 1 is, for example, a water-cooled gasoline engine, and has a sufficient maximum output capable of driving the wheels 28 and 28 to run the vehicle. The engine 1 is provided with a coolant temperature sensor 3 for detecting a coolant temperature, that is, a coolant temperature Tw.
Further, near the output shaft 2, the rotation speed of the output shaft 2,
That is, an engine rotation sensor 5 for detecting the engine rotation speed Ne is provided. The clutch device 4 includes a motor generator 1
A clutch device in which the clutch plate 4a on the engine 1 side moves and disconnects from the clutch plate 4b on the 0 side,
The clutch plate 4a is configured to be connected and disconnected by the electric actuator 6 via the rod 7. The motor generator 10 is an electric motor that functions as both a motor and a generator, that is, a generator, and is configured such that a stator coil (excitation coil) 16 surrounds a rotor coil 14 integrated with the rotating shaft 12. .
That is, the motor generator 10 includes the stator coil 1
6 to form a magnetic field, and the rotor coil 14
The motor also functions as a motor that rotates the rotating shaft 12 by generating a magnetic field by energizing the rotating shaft 12, and forms a magnetic field by energizing the stator coil 16. Wheels 28 transmitted through
The rotor coil 14 functions as a generator that generates an exciting current in the rotor coil 14 by generating a magnetic field by rotating the rotor coil 14 by an external force. Then, the motor generator 10
When functioning as a motor, the output can be changed by changing the amount of current supplied to the rotor coil 14. On the other hand, when functioning as a generator, the amount of generated power can be changed by changing the amount of power supplied to the stator coil 16. It has been. By the way, when the motor generator 10 functions as a generator, the rotational energy of the rotor coil 14 is converted into electric energy, so that the rotational speed of the rotor coil 14 is reduced by an amount corresponding to the power generation amount. become. That is, the motor generator 1
When it is set to 0, it functions as a braking device at the same time as generating electricity when functioning as a generator. That is, if the motor generator 10 is caused to function as a generator when the vehicle is to be braked, vehicle braking (regenerative braking) can be performed while satisfactorily changing the braking energy into electric energy (regenerative braking means). The automatic transmission 20 reduces or increases the rotation speed of the rotating shaft 12, changes the output torque generated on the motor generator 10 side, and transmits the output torque to the wheels 28, 28. For example, a continuously variable automatic transmission is used. In addition, the continuously variable automatic transmission is known, and the description thereof is omitted here. As shown in the figure, the axle 26 is provided with a pair of hydraulic disc brake devices (service brakes) 30, 30 near the wheels 28, 28.
The hydraulic disc brake devices 30, 30 sandwich the discs 32, 32 which rotate together with the axle 26, with brake pads 34, 34 operated by hydraulic pressure to generate frictional force, and attenuate the rotation of the wheels 28, 28 by the frictional force. This is a hydraulic brake for braking the vehicle. Accordingly, one end of a high-pressure oil passage 36 is connected to each of the brake pads 34, 34, and the other end of the high-pressure oil passage 36 is connected to a high-pressure pump 40 via an electromagnetic pressure regulating valve 38. I have. Further, the high-pressure pump 40 is connected to an oil tank 42. That is, the hydraulic oil in the oil tank 42 is made high pressure by the high pressure pump 40,
Thereafter, the pressure is adjusted by the electromagnetic pressure adjusting valve 38 and supplied to the brake pads 34, 34. As a result, the electromagnetic pressure adjusting valve 38 is appropriately adjusted to change the hydraulic pressure,
The braking force of the hydraulic disc brake devices 30, 30 is made variable. Electronic control unit (ECU) 50
Is a main control device which comprises a central processing unit (CPU) and controls various operations of the electric vehicle. The input side of the main control device includes an accelerator pedal 52 in addition to the water temperature sensor 3 and the engine rotation sensor 5 described above. Connected to the accelerator pedal 5
2, an accelerator position sensor (APS) 54 for detecting the accelerator opening θacc, and a brake pedal 56,
That is, the brake pedal pressure sensor 58 for detecting the degree of braking request is connected, and a battery (secondary battery) 70 for operating not only the ECU 50 but also various drive units is connected. The battery 70
Are connected such that when the motor generator 10 functions as a generator, the generated power according to the amount of electricity supplied to the stator coil 16 is charged and stored. On the other hand, on the output side of the ECU 50, the electric actuator 6, the rotor coil 14 and the stator coil 16 of the motor generator 10, the electromagnetic pressure regulating valve 38
Etc. are connected. Hereinafter, the operation of the regenerative braking control device according to the present invention of the hybrid electric vehicle configured as described above will be described. Referring to FIG. 2, there is shown a flowchart of a braking control routine executed by the ECU 50, and will be described below with reference to the flowchart.
First, in step S10, it is determined whether or not the accelerator is off. That is, the driver's foot separates from the accelerator pedal 52, and the accelerator opening θac based on the output value of the APS 54.
It is determined whether or not c has become the value 0 (or a predetermined value near the value 0), and the vehicle has shifted to the braking state. If the result of the determination in step S10 is false (No)
In this case, it can be considered that the vehicle has not shifted to the braking state. In this case, the routine exits without performing anything. On the other hand, if the determination result is true (Yes) and it is determined that the vehicle has shifted to the braking state, then step S1 is performed.
Proceed to 2. In step S12, the state of charge (SOC) of the battery 70 is calculated. Actually, the relationship between the charge voltage of the battery 70 and the SOC is mapped in advance, and the SOC is read from the map (charge state detection means). In step S14, the SOC becomes a predetermined value X1
It is determined whether or not the above is true, that is, whether or not the charge amount of the battery 70 is saturated. Usually, when the motor generator 10 functions as a motor and the vehicle is running immediately before the accelerator is turned off, it is considered that the electric power charged in the battery 70 was being consumed by the motor generator 10. Therefore, in this case, the determination result of step S14 is false (No), and the SOC can be determined to be less than the predetermined value X1, and the process proceeds to step S16. When the vehicle has shifted to the braking state and S
When the OC is less than the predetermined value X1 and the battery 70 has room for charging, the regenerative braking of the motor generator 10 is preferentially performed, and the braking energy is effectively recovered. Is compensated by a hydraulic brake having a good braking response. At this time, if the braking force can be covered only by the regenerative braking, the hydraulic braking force is set to zero. In step S16, the distribution of the regenerative braking force and the hydraulic braking force is calculated. For more information,
First, the amount of power to the stator coil 16 is set based on the braking request degree information from the brake pedal pressure sensor 58,
The regenerative braking force by motor generator 10 is set. Actually, the amount of current supplied to the stator coil 16 and the regenerative braking force are mapped in advance, and a regenerative braking force that satisfies the degree of braking request is read from the map. Then, when the regenerative braking force is less than the required braking degree, the difference is compensated for by the hydraulic braking force. After the distribution of the regenerative braking force and the hydraulic braking force is determined as described above, the clutch is disconnected in step S18. That is, the clutch device 4 is set in the disconnected state, and the rotating shaft 12 of the motor generator 10 and the engine 1
Is disconnected from the output shaft 2. After the clutch is disengaged, the engine 1 is brought into an idle state or a stopped state, and is brought into a non-drive state. As described above, when the clutch is released during braking, the engine braking effect of the engine 1 can be completely eliminated, whereby the external force transmitted from the wheels 28, 28 transmitted through the drive shaft 22 is substantially 100%. Coil 1
4 so that the amount of power generated by the motor generator 10 can be maximized and the braking energy can be efficiently converted to electric energy. Then, in step S20, regenerative braking control is performed based on the regenerative braking force obtained in step S16. That is, the amount of power supply to the stator coil 16 of the motor generator 10 is controlled. Note that the regenerative braking control is performed by a subroutine (not shown).
Further, in step S22, the above-described step S16
The hydraulic brake is performed based on the hydraulic brake force obtained in step. That is, the valve opening degree of the electromagnetic pressure adjusting valve 38 is controlled. The hydraulic brake control is also performed in a subroutine (not shown). As described above, when the SOC is determined to be less than the predetermined value X1 at the time of braking, braking is performed by the regenerative braking force and the hydraulic braking force. This routine is repeatedly executed, and is continued as long as the determination result of step S14 is false (No) and the SOC is determined to be less than the predetermined value X1. When the regenerative braking is performed, the degree of the braking request is reduced. Therefore, the distribution of the regenerative braking force and the hydraulic braking force is always updated to an appropriate one by repeatedly performing step S16 while giving priority to the regenerative braking. Is done. When the regenerative braking is performed as described above, the SOC increases. In particular, when the regenerative braking time is long, the SOC increases.
Reaches the predetermined value X1, and in this case, the determination result of step S14 is determined to be true (Yes). As described above, when the SOC reaches the predetermined value X1 and the charge amount is saturated, the battery 70 is charged when the battery 70 is further charged.
0 or the motor generator 10 itself may be damaged. Therefore, in this case, the regenerative braking is stopped in step S24. That is, the amount of electricity supplied to the stator coil 16 of the motor generator 10 is set to a value of 0 (zero) so as not to generate power, and the rotor coil 14 is caused to idle without resistance due to a magnetic field (regenerative braking limiting means). In the next step S26, it is determined whether or not the vehicle is currently traveling on a long downhill on a mountain road or the like and the braking load applied to the hydraulic brake is large. Specifically, for example, the duration of time since the braking request degree signal is output from the brake tread pressure sensor 58 is measured, and when the duration is continued without interruption, the vehicle may go down for a long time. It is determined that the vehicle is traveling on a slope and the braking load is large (brake load detecting means). If the result of the determination in step S26 is true (Ye
If it is determined in s) that the vehicle is currently traveling on a long downhill, the process proceeds to step S28. Step S
At 28, the clutch is engaged this time. That is, the clutch device 4 is connected to rotate the rotating shaft 12 of the motor generator 10 and the output shaft 2 of the engine 1 synchronously. Accordingly, the engine brake is applied to the wheels 28 by the non-driven engine 1 (engine brake control means). That is, when the regenerative braking is stopped, the hydraulic braking force must be increased accordingly.
At this time, especially when the vehicle is traveling on a long downhill and the braking load is large, the discs 32, 32 of the hydraulic disc brake devices 30, 30 and the brake pads 34, 34 may be overheated by frictional heat. However, by applying the engine brake in this way, overheating of the hydraulic disc brake devices 30, 30 is suppressed. As a result, a reduction in the braking force due to the so-called fade phenomenon of the hydraulic brake is suitably prevented. In step S30, the engine rotation speed information Ne is detected from the engine rotation sensor 5, and the cooling water temperature information Tw is detected from the water temperature sensor 3.
In step S32, an engine braking force is calculated from the engine speed information Ne and the coolant temperature information Tw. Actually, the engine braking force is set in advance as a map according to the engine rotation speed information Ne and the cooling water temperature information Tw, and the engine braking force is read from the map. In step S34, a hydraulic braking force is calculated. Specifically, based on the braking request information from the brake pedal pressure sensor 58, the difference between the braking request and the engine braking force is used as the hydraulic braking force. Then, in step S36, hydraulic brake control is performed based on the hydraulic brake force in the same manner as in step S22. On the other hand, if the determination result of step S26 is false (N
In o), if it is determined that the vehicle is not currently traveling on a long downhill, but is traveling on a flat road, the process proceeds to step S38. In step S38, the clutch is disconnected. In general, when the vehicle is traveling on a flat road or the like, the degree of braking request is small, and even if regenerative braking is stopped, the hydraulic braking force increases as the hydraulic disk brake devices 30, 30 overheat, that is, the hydraulic brake fades. It is not large enough to cause the phenomenon. Therefore, when the vehicle is not traveling on a long downhill but traveling on a flat road or the like,
This prevents the engine brake from acting when the clutch is disconnected, and preferentially uses a hydraulic brake with better response. Therefore, in this case, in step S40, only the hydraulic brake control is performed according to the degree of braking request without engine braking. By the way, in the above embodiment, the engine brake is applied when the vehicle is traveling on a long downhill. For example, as another embodiment, as shown in FIG. Instead of determining whether or not there is, the hydraulic brake temperature Tb is directly estimated (step S26a), and it is determined whether or not the hydraulic brake temperature Tb is equal to or higher than a predetermined value T1 (step S26b). If the result is true (Yes), it may be determined that the braking load is large, and the engine brake may be activated by engaging the clutch. In this case, since the amount of generated frictional heat is correlated with the stepping pressure output from the brake stepping pressure sensor 58, the hydraulic brake temperature Tb is, for example, the stepping pressure when the brake pedal 56 is continuously depressed. The pressure is integrated and estimated according to the integrated value (brake load detecting means). In the above embodiment, the engine brake is used after the SOC of the battery 70 reaches the predetermined value X1 and the regenerative braking is stopped. For example, even if the SOC does not reach the predetermined value X1, the engine brake is used.
The regenerative braking may be limited according to the value (regenerative braking limiting means). At this time, when the distribution of the hydraulic braking force becomes extremely large, the engine brake may be used together. In the above-described embodiment, the hybrid electric vehicle has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is an energy regenerating vehicle provided with a generator (generator) having only a power generation function instead of the motor generator 10. However, the present invention can be favorably applied. As described above in detail, according to the regenerative braking control device of the first aspect of the present invention, the generator can be operated very efficiently by the external force from the wheels during energy regeneration. It is possible to achieve reliable braking with good response by using the service brake, and when the regenerative braking is limited by stopping , the use of the engine brake prevents the occurrence of the fade phenomenon due to the overload of the service brake. can do. Therefore, during braking of the vehicle, high-efficiency energy regeneration can be realized, and a sufficient braking force can always be secured.
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド型電気自動車の概略構成図であっ
て、本発明に係る回生制動制御装置の構成を示す図であ
る。
【図２】本発明に係る回生制動制御装置の制動制御ルー
チンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施形態に係る制動制御ルーチン
を示すフローチャートの一部である。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
３ 水温センサ
４ クラッチ装置
５ エンジン回転センサ
１０ モータジェネレータ（発電機）
１２ 回転軸（駆動系部材）
１４ ロータコイル
１６ ステータコイル
２２ 駆動軸（駆動系部材）
２６ 車軸
２８ 車輪
３０ 油圧ディスクブレーキ装置（サービスブレーキ）
５０ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
５４ アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）
５８ ブレーキ踏圧センサ
７０ バッテリBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid electric vehicle, showing a configuration of a regenerative braking control device according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a braking control routine of the regenerative braking control device according to the present invention. FIG. 3 is a part of a flowchart showing a braking control routine according to another embodiment of the present invention. [Description of Signs] 1 Engine (internal combustion engine) 3 Water temperature sensor 4 Clutch device 5 Engine rotation sensor 10 Motor generator (generator) 12 Rotary shaft (drive system member) 14 Rotor coil 16 Stator coil 22 Drive shaft (drive system member) 26 axle 28 wheels 30 hydraulic disc brake device (service brake) 50 electronic control unit (ECU) 54 accelerator position sensor (APS) 58 brake pressure sensor 70 battery
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 13/04 Ｆ０２Ｄ 13/04 Ｚ // Ｂ６０Ｋ 6/04 ３７０ Ｂ６０Ｋ 6/04 ３７０ ５３０ ５３０ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 7/24 B60K 25/00 B60K 41/24 B60L 7/12 B60L 11/14 F02D 13/04 B60K 6/04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI F02D 13/04 F02D 13/04 Z // B60K 6/04 370 B60K 6/04 370 530 530 (58) Fields surveyed (Int. (Cl. 7 , DB name) B60L 7/24 B60K 25/00 B60K 41/24 B60L 7/12 B60L 11/14 F02D 13/04 B60K 6/04
Claims (1)
結された内燃機関と、 車両に制動要求があるとき、車両の駆動系部材に連結さ
れた発電機を前記駆動系部材を介して車輪より伝達され
る外力により作動させ発電させることで前記駆動系部材
に制動力を付与し回生制動を行う回生制動手段と、 車両に制動要求があるとき、前記回生制動手段による制
動力を補うべく制動要求量に応じて車両の駆動系部材に
摩擦による制動力を付与するサービスブレーキと、 前記発電機からの電力を蓄積するバッテリと、 該バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段と、 前記充電状態検出手段からの充電状態情報に応じ、前記
回生制動手段による回生制動を中止により制限する回生
制動制限手段と、 前記サービスブレーキの制動負荷の大きさを検出または
推定するブレーキ負荷検出手段と、 前記回生制動制限手段により回生制動が制限されていな
いとき前記クラッチを切断させ、回生制動が制限され且
つ前記ブレーキ負荷検出手段により検出または推定され
る制動負荷が所定量よりも大きいとき、前記クラッチを
接続させ前記駆動系部材にエンジンブレーキによる制動
力を付与するエンジンブレーキ制御手段と、 を備えたことを特徴とする回生制動制御装置。(57) [Claim 1] An internal combustion engine connected to a drive system member of a vehicle via a clutch, and a generator connected to the drive system member of the vehicle when the vehicle has a braking request. Regenerative braking means for applying a braking force to the drive system member to generate regenerative braking by actuating an external force transmitted from wheels via the drive system member to generate electric power. A service brake for applying a braking force by friction to a drive system member of the vehicle according to a required braking amount to supplement a braking force by a braking means; a battery for storing power from the generator; and a charging state of the battery is detected. a charging state detecting means for, depending on the charge state information from the charge state detecting means, and the regenerative braking limit means for limiting the cancel the regenerative braking by the regenerative braking means, of the service brake Brake load detecting means for detecting or estimating the magnitude of the dynamic load; and when the regenerative braking is not restricted by the regenerative braking restricting means, the clutch is disengaged, regenerative braking is restricted and detected by the brake load detecting means. A regenerative braking control device comprising: an engine brake control unit that connects the clutch to apply a braking force by an engine brake to the drive system member when the estimated braking load is larger than a predetermined amount.
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