JP3814816B2

JP3814816B2 - Hybrid car

Info

Publication number: JP3814816B2
Application number: JP27881098A
Authority: JP
Inventors: 精一中林; 健治高椋; 日出男勝田; 宣英瀬尾; 昌弘土屋
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2018-09-30
Also published as: JP2000108873A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＢＳ（アンチスキッドブレーキシステム）は、運転者のブレーキ操作時に車輪のスリップ率から車輪がロックしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出すると車輪のブレーキ液圧を解放して制動力を弱めることで車輪のロックを抑制するシステムであり、通常の自動車と同様にハイブリッド自動車にも搭載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハイブリッド自動車には、減速時に駆動用モータを発電機として駆動して電気エネルギを回収してバッテリを充電できるという通常の自動車にはない特徴点を持っており、ＡＢＳ制御でエンジンの出力トルクを低下させる場合に通常の自動車では無駄に捨てられるエネルギを回収できることが燃費効率を高める上で望ましい。そして、ハイブリッド自動車に搭載されるＡＢＳ制御においてエネルギを効率的に回収しつつＡＢＳ制御を行うことを着眼点とした先行技術はない。
【０００４】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされ、その目的は、車輪のスリップを防止しつつ、エネルギの回収効率を高めることができるハイブリッド自動車を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のハイブリッド自動車は、以下の構成を備える。即ち、
バッテリの電力により駆動力を発生する駆動用モータと内燃機関により駆動力を発生するエンジンを併用して走行するハイブリッド自動車において、制動時に車輪のスリップ率が所定値を超えると、該車輪の制動圧を減圧して該車輪のロックを抑制するスリップ抑制手段と、減速時に前記駆動用モータを介して電気エネルギを回収して前記バッテリを充電するエネルギ回収手段とを備え、前記車輪のスリップ率が所定値を超えた初期段階では前記制動圧を減圧し、その後前記エネルギ回収手段を作動させる。
【０００７】
また、好ましくは、左右輪が接地する路面の摩擦係数が異なるスプリット路走行中に車輪のスリップ率が所定値を超えた場合には、前記エネルギ回収手段の作動を抑制し、前記スリップ抑制手段により制動圧を減圧する。
【００１０】
また、好ましくは、運転者のブレーキ操作力が緩和されると、前記スリップ抑制手段を優先して作動させると共に、前記エネルギ回収手段を継続して作動させる。
【００１１】
また、好ましくは、前記スリップ抑制手段の作動後では、加速時まで前記エネルギ回収手段を継続して作動させる。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、車輪のスリップ率が所定値を超えた初期段階では制動圧を減圧し、その後エネルギ回収手段を作動させることにより、ブレーキ液圧の減圧により低下した制動力を回生制動で補いつつ電力を回収でき、車輪のスリップを防止しつつ、エネルギの回収効率を高めることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、左右輪が接地する路面の摩擦係数が異なるスプリット路走行中に車輪のスリップ率が所定値を超えた場合には、エネルギ回収手段の作動を抑制し、スリップ抑制手段により制動圧を減圧することにより、車輪がスリップしやすいく不安定になるのを防止できる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、運転者のブレーキ操作力が緩和されると、スリップ抑制手段を優先して作動させると共に、エネルギ回収手段を継続して作動させることにより、例えば下り坂でスリップ抑制手段が停止しても、制動力がなくなり車速が急激に増加するのを防止できる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、スリップ抑制手段の作動後では、加速時までエネルギ回収手段を継続して作動させることにより、例えば下り坂でスリップ抑制手段が停止しても、制動力がなくなり車速が急激に増加するのを防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
［ハイブリッド自動車の機械的構成］
図１は、本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド自動車は、駆動力を発生するためのパワーユニットとして、バッテリ３から供給される電力により駆動される走行用モータ２とガソリン等の液体燃料の爆発力により駆動されるエンジン１とを併用して走行し、後述する車両の走行状態に応じて、走行用モータ２のみによる走行、エンジンのみによる走行、或いは走行用モータ２とエンジン１の双方による走行とが実現される。
【００２１】
エンジン１はトルクコンバータ５を介してクラッチ６の締結により自動変速機７に駆動力を伝達する。自動変速機７は、エンジン１から入力された駆動力を走行状態に応じて（或いは運転者の操作により）所定のトルク及び回転数に変換して、ギヤトレイン９及び差動機構８を介して駆動輪１１、１２に伝達する。また、エンジン１はバッテリ３を充電するために発電機４を駆動する。
【００２２】
走行用モータ２はバッテリ３から供給される電力により駆動され、ギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力を伝達する。
【００２３】
エンジン１は例えば高燃費型のバルブの閉弁タイミングを遅延させるタイプのものが搭載され、走行用モータ２は例えば最大出力２０KWのＩＰＭ同期式モータが使用され、発電機４は例えば最大出力１０KWのものが使用され、バッテリ３は例えば最大出力３０KWのニッケル水素電池が搭載される。
【００２４】
統括制御ＥＣＵ１００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路等からなり、エンジン１の点火時期や燃料噴射量等をコントロールすると共に、走行用モータ２の出力トルクや回転数等をエンジン１のトルク変動や自動変速機７の変速ショックを吸収するようにコントロールする。また、統括制御ＥＣＵ１００は、エンジン１の作動時に発電機４にて発電された電力を、走行用モータ２に供給したり、バッテリ３に充電させるように制御する。更に、統括制御ＥＣＵ１００は、空調制御ＥＣＵ２００から空調装置５０の作動信号及び停止信号を受け取り、後述するようにバッテリ３の電力や走行用モータ２から回収した電力をインバータ１５で所定電圧（例えば、１００Ｖ）に整えた後にコンプレッサ用モータ５１や補機類用モータ６１に供給する。
【００２５】
空調制御ＥＣＵ２００は、乗員により空調スイッチ５２がオンされると空調装置５０の作動信号を統括制御ＥＣＵ１００に出力すると共に、設定温度を維持するように空調装置５０及びコンプレッサ用モータ５１を制御する。また、空調制御ＥＣＵ２００は、乗員により空調スイッチ５２がオフされると空調装置５０の停止信号を統括制御ＥＣＵ１００に出力すると共に、空調装置５０及びコンプレッサ用モータ５１の制御を停止する。
【００２６】
発電機４は、通常の場合はエンジン始動時にバッテリ３から電力が供給されてエンジンをクランキングさせる。
【００２７】
本実施形態のハイブリッド自動車にはＡＢＳが搭載されている。ＡＢＳは、各車輪１１〜１４に配設されたブレーキ装置２１〜２４と、各ブレーキ装置２１〜２４へのブレーキ液圧を制御するスリップ制御ＥＣＵ３００とを備える。スリップ制御ＥＣＵ３００は、運転者のブレーキ操作時に各車輪のスリップ率から車輪がロックしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出すると車輪のブレーキ液圧の解放と加圧を繰り返して車輪のロックを抑制しながら目標スリップ率にフィードバック制御する。
【００２８】
更に、本実施形態のハイブリッド自動車にはトラクションシステムが搭載されている。トラクションシステムは、統括制御ＥＣＵ１００が駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量（率）から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン若しくは走行用モータの出力トルクを低下させ、或いは車輪のブレーキ液圧を上昇させてブレーキ力を強めることで駆動輪の加速時のスリップを抑制する。
［ＡＢＳの機械的構成］
図２は、本実施形態に係るＡＢＳの機械的構成を示すブロック図である。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態のハイブリッド自動車は、左右の前輪１１、１２が駆動輪、左右の後輪１３、１４が従動輪とされる。
【００３０】
各車輪１１〜１４には、これら車輪と一体的に回転するディスク２１ａ〜２４ａと、制動圧の供給を受けてディスク２１ａ〜２４ａの回転を制動するキャリパ２１ｂ〜２４ｂとを備えたブレーキ装置２１〜２４が設けられている。
【００３１】
ブレーキ装置２１〜２４を作動せしめるためのブレーキ制御システムは、運転者によるブレーキペダル２６の踏込力を増大させるメインブースタ２７とサブブースタ４７と、これらブースタ２７、４７により増大された踏力圧に応じて制動圧を発生させるマスタシリンダ２８とを有する。マスタシリンダ２８から延設された前輪用制動圧供給ライン２９は左前輪用制動圧供給ライン２９ａと右前輪用制動圧供給ライン２９ｂとに分岐され、各ブレーキ装置２１、２２のキャリパ２１ａ、２２ｂに接続されている。左前輪用制動圧供給ライン２９ａには、電磁式開閉弁３０ａと電磁式リリーフ弁３０ｂとからなる第１バルブユニット３０が設けられ、右前輪用制動圧供給ライン２９ｂには、電磁式開閉弁３１ａと電磁式リリーフ弁３１ｂとからなる第２バルブユニット３１が設けられている。
【００３２】
マスタシリンダ２８から延設された後輪用制動圧供給ライン６２には、電磁式開閉弁３２ａと電磁式リリーフ弁３２ｂとからなる第３バルブユニット３２と、電磁式開閉弁３３ａと電磁式リリーフ弁３３ｂとからなる第４バルブユニット３３とが設けられている。そして、この後輪用制動圧供給ライン６２は、第３及び第４バルブユニット３２、３３の下流側で左後輪用制動圧供給ライン６２ａと右後輪用制動圧供給ライン６２ｂとに分岐し、各ブレーキ装置２３、２４のキャリパ２３ａ、２４ｂに接続されている。
【００３３】
本実施形態では、第１バルブユニット３０の作動により左前輪１１のブレーキ装置２１の制動圧を調節する第１チャンネルと、第２バルブユニット３１の作動により右前輪１２のブレーキ装置２２の制動圧を調節する第２チャンネルと、第３バルブユニット３２の作動により左後輪１３のブレーキ装置２３の制動圧を調節する第３チャンネルと、第４バルブユニット３３の作動により右後輪１４のブレーキ装置２４の制動圧を調節する第４チャンネルとを備え、これら各チャンネルは互いに独立して制御されるようになっている。そして、第１〜第４バルブユニット３０〜３３が制動圧を調節する。
【００３４】
第１〜第４チャンネルを制御するスリップ制御ＥＣＵ３００は、ブレーキペダル２６が踏まれているか否か、ブレーキペダルの踏込量及び踏込速度を検出するブレーキセンサ３５からのブレーキ状態信号と、車速センサ７１からの車速信号と、各車輪１１〜１４の回転速度を検出する車輪速センサ３７〜４０からの車輪速信号とを入力され、ＡＢＳ制御を各チャンネル毎に並行して行うようになっている。
【００３５】
スリップ制御ＥＣＵ３００は、各車輪１１〜１４の車輪速に基づいて、所定のＡＢＳ制御開始閾値に従って第１〜第４バルブユニット３０〜３３により各車輪１１〜１４の制動圧を増減制御し、第１〜第４バルブユニット３０〜３３の開閉弁３０ａ〜３３ａとリリーフ弁３０ｂ〜３３ｂとをデューティ制御によって開閉制御するようになっている。尚、リリーフ弁３０ｂ〜３３ｂから排出されたブレーキ液は、不図示のドレンラインを介してマスタシリンダ２８のリザーバタンク２８ａに戻される。
【００３６】
尚、上記ＡＢＳは車輪のブレーキ液圧を上昇させるトラクション制御時にも適用される。
【００３７】
次に、下記表１を参照して主要な状態下におけるエンジン、発電機、走行用モータ及びバッテリの制御について説明する。尚、表１において「力行」とは駆動トルクを出力している状態を意味する。
【００３８】
【表１】

【００３９】
［停車時］
表１に示すように、停車時では、エンジン１、発電機４、走行用モータ２は停止される。但し、エンジンは冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［緩発進時］
表１に示すように、緩発進時では、エンジン１、発電機４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。
［急発進時］
表１に示すように、急発進時では、発電機４と走行用モータ２が駆動トルクを出力し、エンジン１は始動後高出力で運転される。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２とに放電する。
［エンジン始動時］
表１に示すように、エンジン始動時では、発電機４がエンジン１をクランキングするために駆動トルクを出力してエンジン１が起動される。バッテリ３は発電機４に放電する。
［定常低負荷走行時］
表１に示すように、定常低負荷走行時では、エンジン１、発電機４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は走行用モータ２に放電する。但し、エンジン１は冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［定常中負荷走行時］
表１に示すように、定常中負荷走行時では、走行用モータ２は無出力とされ、エンジン１は高効率領域で運転され、バッテリ３は走行用モータ２には放電せず、発電機４はバッテリ３を充電する。
［定常高負荷走行時］
表１に示すように、定常高負荷走行時では、エンジン１は高出力運転され、発電機４と走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２に放電する。但し、発電機４はバッテリ蓄電量低下時はバッテリ３を充電する。
［急加速時］
表１に示すように、急加速時では、エンジン１は高出力運転され、発電機４と走行用モータ２が走行のために駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２に放電する。
［減速時（回生制動時）］
表１に示すように、減速時では、エンジン１及び発電機４は停止され、走行用モータ２は発電機として電力を回生してバッテリ３を充電する。
【００４０】
次に、図３乃至図８を参照して本実施形態のハイブリッド自動車の走行状態に応じた駆動力の伝達形態について説明する。
［発進＆低速走行時］
図３に示すように、発進及び低速走行時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００は走行用モータ２のみを駆動させ、この走行用モータ２による駆動力をギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に伝達する。また、発進後の低速走行時も走行用モータ２による走行となる。
［加速時］
図４に示すように、加速時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００はエンジン１と走行用モータ２の双方を駆動させ、エンジン１と走行用モータ２による駆動力を併せて駆動輪１１、１２に伝達する。
［定常走行時］
図５に示すように、定常走行時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００は、エンジン１のみを駆動させ、エンジン１からギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力を伝達する。定常走行時とは、エンジン回転数が２０００〜３０００ｒｐｍ程度の最も高燃費となる領域での走行である。
［減速時（回生制動時）］
図６に示すように、減速時には、クラッチ６を解放して、駆動輪１１、１２の駆動力がギアトレイン９を介して走行用モータ２に回生され、走行用モータ２が駆動源となってバッテリ３が充電される。
［定常走行時＆充電時］
図７に示すように、定常走行＆充電時には、クラッチ６を締結して、エンジン１からギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力が伝達されると共に、エンジン１は発電機４を駆動してバッテリ３を充電する。
［充電時］
図８に示すように、充電時には、クラッチ６を解放してエンジン１から自動変速機７に駆動力が伝達されないようにし、エンジン１は発電機４を駆動してバッテリ３を充電する。
［ハイブリッド自動車の電気的構成］
図９は、本実施形態のハイブリッド自動車の電気的構成を示すブロック図である。
【００４１】
図９に示すように、統括制御ＥＣＵ１００には、車速を検出する車速センサ１０１からの信号、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１０２からの信号、エンジン１に供給される電圧センサ１０３からの信号、エンジン１のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ１０４からの信号、ガソリン残量センサ１０５からの信号、バッテリ３の蓄電残量を検出する蓄電残量センサ１０６からの信号、セレクトレバーによるシフトレンジを検出するシフトレンジセンサ１０７からの信号、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出するためのアクセルストロークセンサ１０８からの信号、その他のセンサとして、自動変速機４の作動油温度を検出する油温センサからの信号等を入力してエンジン１に対して点火時期や燃料噴射量の制御等を行うと共に、走行用モータ２への電力供給量の制御等を行う。また、統括制御ＥＣＵ１００は、上記各種センサ信号から車両の運転状態に関するデータ、車速、エンジン回転数、電圧、ガソリン残量、バッテリの蓄電残量、シフトレンジ、電力供給系統等をＬＣＤ等の表示部１６を介して表示させる。
【００４２】
スリップ制御ＥＣＵ３００は統括制御ＥＣＵ１００と双方向で通信可能に接続され、車輪速センサ３７〜４０からの車輪速信号を入力して、各車輪速から推定演算される車体速と現在の車輪速から各車輪のスリップ量（率）を演算し、このスリップ率が所定値を逸脱したときに、目標スリップ率に収束するように各チャンネル毎に並行して制動圧の解放及び加圧を繰り返しながらフィードバック制御を行うと共に、この制御に連動して統括制御ＥＣＵ１００にＡＢＳ制御信号を出力する。統括制御ＥＣＵ１００はスリップ制御ＥＣＵ３００からのＡＢＳ制御信号を入力すると、後述する条件成立時に図６に示す走行用モータ２への回生制動のパルス制御を行う。
【００４３】
また、統括制御ＥＣＵ１００は、駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量（率）から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン若しくは走行用モータの出力トルクを低下させるか、或いは目標スリップ率に収束するように各チャンネル毎に並行して制動圧を上昇させて駆動輪の加速時のスリップを抑制する。
［ＡＢＳ制御］
次に、本実施形態のハイブリッド自動車のＡＢＳ制御ついて説明する。
【００４４】
図１０は、本実施形態の統括制御ＥＣＵ及びスリップ制御ＥＣＵによるＡＢＳ制御を示すフローチャートである。
【００４５】
図１０に示すように、ステップＳ２では、スリップ制御ＥＣＵ３００は各車輪１１〜１４のスリップ率が所定値以上か否かを判定する。ステップＳ２で所定値以上ならば（ステップＳ２でＹＥＳ）、ＡＢＳ制御条件が成立してステップＳ４でスプリット路か否かを判定する。ステップＳ４でスプリット路でないならば（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ６で路面の摩擦係数μが所定値μ１以下か否かを判定する。ステップＳ６で低μ路でないならば（ステップＳ６でＮＯ）、ステップＳ８でバッテリ３の蓄電量が所定値以上か否かを判定する。ステップＳ８で蓄電量が少ない場合（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ１０でブレーキ液圧が目標値よりも小さくなるように所定量だけ減圧する。ステップＳ１２、Ｓ１４では回生制動のパルスによるオン／オフ制御と、ブレーキ液圧の加圧／解放によるフィードバック制御を同期させて行う。即ち、図１１に示すように、ステップＳ１２では、ブレーキ液圧の減圧により低下した制動力を回生制動で補いつつ電力を回収するが、回生制動が実行されたままであると制動力が過多となり、車輪のロックが回避できなくなるので、回生制動のオンでブレーキ液圧の加圧／解放を繰り返して制動及び電力回収を行ない、回生制動のオフでブレーキ液圧を解放して車輪速を検出しながらスリップ率を目標値に収束させていく。
【００４６】
ステップＳ１６ではブレーキ液圧の減圧可能量が所定値以上あるか否かを判定する。ステップＳ１６で減圧可能量が所定値以上あるならば（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、次のステップＳ２０、２２でフィードバック制御が実行され、運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速されるまで、即ち運転者によるブレーキ操作力が緩和されるまで回生制動を継続して行ない、その間電力回収を継続する。これにより、例えば下り坂でＡＢＳが終了しても制動力がなくなり車速が急激に増加するのを防止できる。
【００４７】
ステップＳ１６で減圧可能量が所定値以上でないならば（ステップＳ１６でＮＯ）、ブレーキ液圧を減圧しても回生制動力が作用してしまい、特に低μ路ではスリップの虞があるのでステップＳ２４に進んでＡＢＳ制御を終了させる。
【００４８】
ステップＳ２０では車輪速変化量が目標値以下となったか否かを判定する。ステップＳ２０で車輪速変化量が目標値以下とならないならば（ステップＳ２０でＮＯ）、ステップＳ１２にリターンして回生制動のオン／オフ制御とブレーキ液圧の加圧／解放を同期させてスリップ率を目標値に近づけていく。
【００４９】
ステップＳ２０で車輪速変化量が目標値以下となったならば（ステップＳ２０でＹＥＳ）、ステップＳ２２では運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速されたか否かを判定する。ステップＳ２２で加速されたならば（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ＡＢＳ制御を終了して通常時の回生制動に戻す。また、ステップＳ２２で加速されていないならば（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ１８にリターンして回生制動を継続する。
【００５０】
尚、ステップＳ４でスプリット路ならば（ステップＳ４でＹＥＳ）或いはステップＳ６で低μ路ならば（ステップＳ６でＹＥＳ）、車輪がスリップしやすいく不安定になるので回生制動を行わず、ステップＳ２４で通常のブレーキ液圧の解放／加圧によるフィードバック制御を行い、ステップＳ２６で車輪速変化量が目標値以下となるまでフィードバック制御を実行する。
【００５１】
また、ステップＳ８でバッテリ３の蓄電量が所定値以上あるならば（ステップＳ８でＹＥＳ）、充電の必要はないので回生よりもスリップを早急に抑制するために、ステップＳ２６でブレーキ液圧の加圧／解放によるフィードバック制御を行い、ステップＳ２８で車輪速変化量が目標値以下となるまでフィードバック制御を実行する。
【００５２】
以上のように、本実施形態では、ブレーキ操作時に車輪がスリップした場合に、回生制動をかけても車両が不安定とならず、且つ蓄電量が少ないという条件が成立したときに回生制動と制動圧のフィードバック制御とを連動させてスリップ抑制とバッテリ充電を行うので、エネルギの回収効率を高めながらＡＢＳ制御を実行することができる。
【００５３】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００５４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【図２】ＡＢＳの機械的構成を示す図である。
【図３】本実施形態のハイブリッド自動車の発進＆低速走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図４】本実施形態のハイブリッド自動車の加速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図５】本実施形態のハイブリッド自動車の定常走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図６】本実施形態のハイブリッド自動車の減速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図７】本実施形態のハイブリッド自動車の定常走行＆充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図８】本実施形態のハイブリッド自動車の充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図９】本実施形態のハイブリッド自動車の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態のハイブリッド自動車のＡＢＳ制御を説明するフローチャートである。
【図１１】ＡＢＳ制御における回生制動力とブレーキ液圧による制動力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１エンジン
２走行用モータ
３バッテリ
４発電機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid vehicle.
[0002]
[Prior art]
ABS (anti-skid brake system) detects whether or not the wheel is likely to lock from the slip rate of the wheel when the driver operates the brake, and when this state is detected, the brake fluid pressure of the wheel is released and braking force is increased. It is a system that suppresses the lock of the wheel by weakening, and it is also installed in a hybrid vehicle in the same way as a normal vehicle.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, a hybrid vehicle has a feature that is not found in a normal vehicle, in which a drive motor can be driven as a generator during deceleration to collect electric energy and charge a battery. In order to improve fuel efficiency, it is desirable to be able to recover energy that is wasted in a normal automobile. There is no prior art that focuses on performing ABS control while efficiently recovering energy in ABS control mounted on a hybrid vehicle.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle capable of improving energy recovery efficiency while preventing wheel slip.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, a hybrid vehicle of the present invention has the following configuration. That is,
In high- Brides vehicle travels by a combination of an engine that generates driving force by the driving motor and an internal combustion engine generating a driving force by electric power of the battery, when the slip ratio of the wheel exceeds a predetermined value during braking, the wheel A slip suppression means for reducing the braking pressure to suppress the lock of the wheel; and an energy recovery means for recovering electrical energy via the drive motor during deceleration to charge the battery, and the slip ratio of the wheel In the initial stage when the value exceeds a predetermined value, the braking pressure is reduced, and then the energy recovery means is operated .
[0007]
Preferably, when the slip ratio of the wheel exceeds a predetermined value during split road traveling where the friction coefficient of the road surface on which the left and right wheels contact each other is different, the operation of the energy recovery means is suppressed, and the slip suppression means Reduce the braking pressure.
[0010]
Preferably, when the brake operation force of the driver is eased, the slip suppression means is operated with priority and the energy recovery means is continuously operated.
[0011]
Preferably, after the operation of the slip suppression means, the energy recovery means is continuously operated until acceleration.
[0012]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the brake pressure is reduced at the initial stage when the slip ratio of the wheel exceeds a predetermined value, and then the energy recovery means is operated, so that the brake fluid pressure is reduced. The electric power can be recovered while supplementing the braking force with regenerative braking, and the energy recovery efficiency can be increased while preventing the wheels from slipping.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, when the slip ratio of the wheel exceeds a predetermined value during the split road running where the friction coefficient of the road surface on which the left and right wheels contact is different, the operation of the energy recovery means is suppressed, and the slip suppression is performed. By reducing the braking pressure by the means, it is possible to prevent the wheels from slipping and becoming unstable.
[0017]
According to the invention of claim 3 , when the brake operation force of the driver is eased, the slip suppression means is preferentially operated and the energy recovery means is continuously operated, for example, to suppress the slip on a downhill. Even if the means is stopped, it is possible to prevent the braking force from being lost and the vehicle speed from rapidly increasing.
[0018]
According to the invention of claim 4 , after the operation of the slip suppression means, by continuously operating the energy recovery means until acceleration, even if the slip suppression means stops on a downhill, for example, the braking force disappears and the vehicle speed Can be prevented from increasing rapidly.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[Mechanical configuration of hybrid vehicle]
FIG. 1 is a block diagram showing a mechanical configuration of the hybrid vehicle of the present embodiment.
[0020]
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle of this embodiment is a power unit for generating a driving force by a traveling motor 2 driven by electric power supplied from a battery 3 and an explosive force of liquid fuel such as gasoline. The vehicle travels with the driven engine 1 and travels only by the travel motor 2, travels by only the engine, or travels by both the travel motor 2 and the engine 1, depending on the travel state of the vehicle to be described later. Realized.
[0021]
The engine 1 transmits a driving force to the automatic transmission 7 by the engagement of the clutch 6 via the torque converter 5. The automatic transmission 7 converts the driving force input from the engine 1 into a predetermined torque and rotation speed according to the running state (or by the operation of the driver), and passes through the gear train 9 and the differential mechanism 8. This is transmitted to the

drive wheels

11 and 12. The engine 1 also drives a generator 4 to charge the battery 3.
[0022]
The traveling motor 2 is driven by electric power supplied from the battery 3, and transmits driving force to the

driving wheels

11 and 12 via the gear train 9.
[0023]
For example, an engine 1 of a type that delays the closing timing of a high fuel consumption type valve is mounted, a traveling motor 2 is, for example, an IPM synchronous motor having a maximum output of 20 KW, and a generator 4 is, for example, a maximum output of 10 KW. The battery 3 is mounted with a nickel metal hydride battery having a maximum output of 30 KW, for example.
[0024]
The overall control ECU 100 includes a CPU, a ROM, a RAM, an interface circuit, an inverter circuit, and the like. The overall control ECU 100 controls the ignition timing, fuel injection amount, etc. of the engine 1 and controls the output torque, the rotational speed, etc. Control is performed to absorb fluctuations and shift shocks of the automatic transmission 7. The overall control ECU 100 controls the power generated by the generator 4 when the engine 1 is operated to be supplied to the traveling motor 2 or to be charged by the battery 3. Further, the overall control ECU 100 receives an operation signal and a stop signal of the air conditioner 50 from the air conditioning control ECU 200 and, as will be described later, the power of the battery 3 and the power recovered from the traveling motor 2 are converted to a predetermined voltage (for example, 100V) by the inverter 15. To the compressor motor 51 and the auxiliary motor 61.
[0025]
When the air conditioning switch 52 is turned on by the passenger, the air conditioning control ECU 200 outputs an operation signal of the air conditioning device 50 to the overall control ECU 100 and controls the air conditioning device 50 and the compressor motor 51 so as to maintain the set temperature. In addition, when the air conditioning switch 52 is turned off by the occupant, the air conditioning control ECU 200 outputs a stop signal of the air conditioning device 50 to the overall control ECU 100 and stops control of the air conditioning device 50 and the compressor motor 51.
[0026]
In a normal case, the generator 4 is supplied with electric power from the battery 3 when the engine is started, and cranks the engine.
[0027]
The hybrid vehicle of this embodiment is equipped with ABS. The ABS includes brake devices 21 to 24 disposed on the wheels 11 to 14 and a slip control ECU 300 that controls the brake fluid pressure applied to the brake devices 21 to 24. The slip control ECU 300 detects whether or not the wheel is likely to be locked based on the slip rate of each wheel during the driver's braking operation. When this state is detected, the brake fluid pressure of the wheel is repeatedly released and pressurized to repeat the wheel operation. Feedback control is performed to the target slip ratio while suppressing lock.
[0028]
Furthermore, the hybrid vehicle of this embodiment is equipped with a traction system. In the traction system, the overall control ECU 100 detects whether or not the driving wheel is likely to slip from the wheel speed variation (rate) of the driving

wheels

11 and 12 and the driven

wheels

13 and 14, and if this state is detected, the engine or the running By reducing the output torque of the motor for driving or increasing the brake fluid pressure of the wheels to increase the braking force, slippage during acceleration of the drive wheels is suppressed.
[Mechanical structure of ABS]
FIG. 2 is a block diagram showing a mechanical configuration of the ABS according to the present embodiment.
[0029]
As shown in FIG. 2, in the hybrid vehicle of this embodiment, left and right

front wheels

11 and 12 are drive wheels, and left and right

rear wheels

13 and 14 are driven wheels.
[0030]
Each of the wheels 11 to 14 includes brake devices 21 to 24 having discs 21a to 24a that rotate integrally with the wheels and calipers 21b to 24b that receive the supply of braking pressure and brake the rotation of the discs 21a to 24a. 24 is provided.
[0031]
The brake control system for operating the brake devices 21 to 24 is based on the main booster 27 and the sub booster 47 that increase the depression force of the brake pedal 26 by the driver, and the pedaling force pressure increased by the

boosters

27 and 47. And a master cylinder 28 for generating braking pressure. A front wheel braking pressure supply line 29 extending from the master cylinder 28 is branched into a left front wheel braking pressure supply line 29a and a right front wheel braking pressure supply line 29b, and is connected to

calipers

21a and 22b of the

brake devices

21 and 22, respectively. It is connected. The left front wheel braking pressure supply line 29a is provided with a first valve unit 30 comprising an electromagnetic on-off valve 30a and an electromagnetic relief valve 30b. The right front wheel braking pressure supply line 29b has an electromagnetic on-off valve 31a. And a second valve unit 31 comprising an electromagnetic relief valve 31b.
[0032]
The rear wheel braking pressure supply line 62 extending from the master cylinder 28 includes a third valve unit 32 including an electromagnetic on-off valve 32a and an electromagnetic relief valve 32b, an electromagnetic on-off valve 33a, and an electromagnetic relief valve. And a fourth valve unit 33 comprising 33b. The rear wheel braking pressure supply line 62 branches into a left rear wheel braking pressure supply line 62a and a right rear wheel braking pressure supply line 62b downstream of the third and

fourth valve units

32 and 33. The

calipers

23a and 24b of the

brake devices

23 and 24 are connected.
[0033]
In the present embodiment, the brake pressure of the brake device 22 of the right front wheel 12 is adjusted by the first channel that adjusts the brake pressure of the brake device 21 of the left front wheel 11 by the operation of the first valve unit 30 and the operation of the second valve unit 31. The second channel to be adjusted, the third channel to adjust the braking pressure of the brake device 23 of the left rear wheel 13 by the operation of the third valve unit 32, and the brake device 24 of the right rear wheel 14 by the operation of the fourth valve unit 33. And a fourth channel for adjusting the braking pressure of each of these channels, and these channels are controlled independently of each other. The first to fourth valve units 30 to 33 adjust the braking pressure.
[0034]
The slip control ECU 300 that controls the first to fourth channels determines whether or not the brake pedal 26 is depressed, a brake state signal from the brake sensor 35 that detects the depression amount and depression speed of the brake pedal, and the vehicle speed sensor 71. Vehicle speed signals and wheel speed signals from wheel speed sensors 37 to 40 that detect the rotation speeds of the wheels 11 to 14 are input, and ABS control is performed in parallel for each channel.
[0035]
The slip control ECU 300 performs increase / decrease control of the braking pressures of the wheels 11 to 14 by the first to fourth valve units 30 to 33 according to a predetermined ABS control start threshold value based on the wheel speeds of the wheels 11 to 14. The on-off valves 30a to 33a and the relief valves 30b to 33b of the fourth valve units 30 to 33 are controlled to open and close by duty control. The brake fluid discharged from the relief valves 30b to 33b is returned to the reservoir tank 28a of the master cylinder 28 through a drain line (not shown).
[0036]
The ABS is also applied at the time of traction control for increasing the brake fluid pressure of the wheel.
[0037]
Next, the control of the engine, the generator, the traveling motor, and the battery under main conditions will be described with reference to Table 1 below. In Table 1, “powering” means a state in which driving torque is being output.
[0038]
[Table 1]

[0039]
[When stopped]
As shown in Table 1, the engine 1, the generator 4, and the traveling motor 2 are stopped when the vehicle is stopped. However, the engine is operated when it is cold and when the amount of stored battery is low, and the generator 4 is driven to generate power during operation of the engine and charges the battery 3.
[When starting slowly]
As shown in Table 1, at the time of slow start, the engine 1 and the generator 4 are stopped, and the traveling motor 2 outputs driving torque.
[In case of sudden start]
As shown in Table 1, at the time of sudden start, the generator 4 and the traveling motor 2 output driving torque, and the engine 1 is operated at high output after starting. The battery 3 is discharged to the generator 4 and the traveling motor 2.
[When starting the engine]
As shown in Table 1, when the engine is started, the generator 4 outputs a driving torque to start the engine 1 in order to crank the engine 1. The battery 3 discharges to the generator 4.
[During steady low-load driving]
As shown in Table 1, during steady low load traveling, the engine 1 and the generator 4 are stopped, and the traveling motor 2 outputs driving torque. The battery 3 is discharged to the traveling motor 2. However, the engine 1 is operated when it is cold and when the amount of stored battery is low, and the generator 4 is driven to generate power during operation of the engine to charge the battery 3.
[During steady load operation]
As shown in Table 1, during steady state load traveling, the traveling motor 2 is not output, the engine 1 is operated in a high efficiency region, the battery 3 is not discharged to the traveling motor 2, and the generator 4 Charges the battery 3.
[During steady high-load driving]
As shown in Table 1, the engine 1 is operated at a high output during steady high load traveling, and the generator 4 and the traveling motor 2 output driving torque. The battery 3 discharges to the generator 4 and the traveling motor 2. However, the generator 4 charges the battery 3 when the battery storage amount decreases.
[At the time of sudden acceleration]
As shown in Table 1, at the time of rapid acceleration, the engine 1 is operated at a high output, and the generator 4 and the traveling motor 2 output driving torque for traveling. The battery 3 discharges to the generator 4 and the traveling motor 2.
[Deceleration (during regenerative braking)]
As shown in Table 1, at the time of deceleration, the engine 1 and the generator 4 are stopped, and the traveling motor 2 regenerates electric power as a generator to charge the battery 3.
[0040]
Next, with reference to FIGS. 3 to 8, a transmission form of the driving force according to the traveling state of the hybrid vehicle of the present embodiment will be described.
[Starting and running at low speed]
As shown in FIG. 3, when starting and running at a low speed, the engine & motor control ECU 100 drives only the traveling motor 2 and transmits the driving force of the traveling motor 2 to the

drive wheels

11 and 12 via the gear train 9. To do. The traveling motor 2 also travels at low speeds after starting.
[When accelerating]
As shown in FIG. 4, at the time of acceleration, the engine & motor control ECU 100 drives both the engine 1 and the traveling motor 2 and transmits the driving force of the engine 1 and the traveling motor 2 to the

drive wheels

11 and 12 together. .
[During steady driving]
As shown in FIG. 5, during steady running, the engine & motor control ECU 100 drives only the engine 1 and transmits driving force from the engine 1 to the

drive wheels

11 and 12 via the gear train 9. The steady running is a running in the region where the engine speed is about 2000 to 3000 rpm and the highest fuel consumption is achieved.
[Deceleration (during regenerative braking)]
As shown in FIG. 6, at the time of deceleration, the clutch 6 is released, and the driving force of the

drive wheels

11 and 12 is regenerated to the traveling motor 2 through the gear train 9, and the traveling motor 2 serves as a driving source. The battery 3 is charged.
[During steady driving and charging]
As shown in FIG. 7, during steady running and charging, the clutch 6 is engaged, driving force is transmitted from the engine 1 to the

drive wheels

11 and 12 through the gear train 9, and the engine 1 Drive to charge the battery 3.
[When charging]
As shown in FIG. 8, at the time of charging, the clutch 6 is released so that the driving force is not transmitted from the engine 1 to the automatic transmission 7, and the engine 1 drives the generator 4 to charge the battery 3.
[Electric configuration of hybrid vehicle]
FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of the hybrid vehicle of the present embodiment.
[0041]
As shown in FIG. 9, the overall control ECU 100 includes a signal from the vehicle speed sensor 101 that detects the vehicle speed, a signal from the engine speed sensor 102 that detects the speed of the engine 1, and a voltage sensor 103 that is supplied to the engine 1. , A signal from the throttle opening sensor 104 that detects the opening of the throttle valve of the engine 1, a signal from the gasoline remaining amount sensor 105, and a signal from the remaining electricity storage sensor 106 that detects the remaining amount of electricity stored in the battery 3. , A signal from the shift range sensor 107 for detecting the shift range by the select lever, a signal from the accelerator stroke sensor 108 for detecting the depression amount of the accelerator pedal by the driver, and other sensors as hydraulic oil of the automatic transmission 4 Ignition timing for the engine 1 by inputting a signal from an oil temperature sensor for detecting the temperature Performs control of fuel injection amount, performs control of electric power supplied to running motor 2. The overall control ECU 100 also displays data relating to the driving state of the vehicle, vehicle speed, engine speed, voltage, remaining amount of gasoline, remaining amount of battery storage, shift range, power supply system, and the like from the various sensor signals. 16 is displayed.
[0042]
The slip control ECU 300 is connected to the overall control ECU 100 so as to be capable of bidirectional communication. The slip control ECU 300 inputs wheel speed signals from the wheel speed sensors 37 to 40, and estimates each vehicle speed from each wheel speed and the current wheel speed. Calculates the slip amount (rate) of the wheel and, when this slip rate deviates from a predetermined value, feedback control while repeatedly releasing and pressurizing the brake pressure in parallel for each channel so that it converges to the target slip rate In conjunction with this control, an ABS control signal is output to the overall control ECU 100. When the overall control ECU 100 receives the ABS control signal from the slip control ECU 300, the overall control ECU 100 performs regenerative braking pulse control for the traveling motor 2 shown in FIG.
[0043]
Further, the overall control ECU 100 detects whether or not the driving wheel is likely to slip from the wheel speed change amount (rate) of the driving

wheels

11 and 12 and the driven

wheels

13 and 14, and if this state is detected, the overall control ECU 100 In order to reduce the output torque of the motor or to increase the braking pressure in parallel for each channel so as to converge to the target slip ratio, slip at the time of acceleration of the drive wheels is suppressed.
[ABS control]
Next, ABS control of the hybrid vehicle of this embodiment will be described.
[0044]
FIG. 10 is a flowchart showing ABS control by the overall control ECU and the slip control ECU of the present embodiment.
[0045]
As shown in FIG. 10, in step S2, the slip control ECU 300 determines whether or not the slip ratios of the wheels 11 to 14 are equal to or greater than a predetermined value. If it is not less than the predetermined value in step S2 (YES in step S2), it is determined whether or not the ABS control condition is satisfied and the road is a split road in step S4. If it is not a split road in step S4 (NO in step S4), it is determined in step S6 whether or not the friction coefficient μ of the road surface is equal to or less than a predetermined value μ1. If it is not a low μ road in step S6 (NO in step S6), it is determined in step S8 whether or not the charged amount of the battery 3 is greater than or equal to a predetermined value. When the charged amount is small in step S8 (NO in step S8), the brake fluid pressure is reduced by a predetermined amount so that the brake fluid pressure becomes smaller than the target value in step S10. In steps S12 and S14, the on / off control by the regenerative braking pulse and the feedback control by pressurizing / releasing the brake fluid pressure are performed in synchronization. That is, as shown in FIG. 11, in step S12, electric power is recovered while supplementing the braking force reduced by reducing the brake fluid pressure with regenerative braking. However, if regenerative braking is still performed, the braking force is excessive. Since it becomes impossible to avoid the locking of the wheel, the brake fluid pressure is repeatedly increased / released when regenerative braking is turned on to perform braking and power recovery, and the brake fluid pressure is released while regenerative braking is turned off to detect the wheel speed. The slip ratio is converged to the target value.
[0046]
In step S16, it is determined whether or not the brake fluid pressure can be reduced is greater than or equal to a predetermined value. If the depressurizable amount is greater than or equal to the predetermined value in step S16 (YES in step S16), the process proceeds to step S18. In step S18, feedback control is executed in the next steps S20 and S22, and regenerative braking is continued until the driver depresses the accelerator pedal and accelerates, that is, until the driver's braking force is relaxed. In the meantime, power recovery continues. As a result, for example, even when the ABS is finished on a downhill, it is possible to prevent the braking force from being lost and the vehicle speed from rapidly increasing.
[0047]
If the depressurizable amount is not greater than or equal to the predetermined value in step S16 (NO in step S16), the regenerative braking force will be applied even if the brake fluid pressure is reduced, and there is a risk of slipping particularly on low μ roads. Then, the ABS control is finished.
[0048]
In step S20, it is determined whether or not the wheel speed change amount is equal to or less than a target value. If the wheel speed change amount does not become less than the target value in step S20 (NO in step S20), the process returns to step S12 to synchronize the on / off control of regenerative braking and the pressurization / release of the brake fluid pressure to slip ratio. Is brought closer to the target value.
[0049]
If the wheel speed change amount becomes equal to or smaller than the target value in step S20 (YES in step S20), it is determined in step S22 whether or not the driver has accelerated by depressing the accelerator pedal. If the vehicle is accelerated in step S22 (YES in step S22), the ABS control is terminated and the normal regenerative braking is resumed. If the vehicle is not accelerated in step S22 (NO in step S22), the process returns to step S18 to continue regenerative braking.
[0050]
Note that if the road is a split road in step S4 (YES in step S4) or the road is a low μ road in step S6 (YES in step S6), the wheel tends to slip and becomes unstable, so regenerative braking is not performed and step S24 is performed. In step S26, feedback control is executed until the amount of change in wheel speed becomes equal to or less than the target value.
[0051]
If the charged amount of the battery 3 is greater than or equal to the predetermined value in step S8 (YES in step S8), charging is not necessary, so that the brake fluid pressure is applied in step S26 in order to suppress the slip more quickly than regeneration. Feedback control by pressure / release is performed, and the feedback control is executed until the wheel speed change amount becomes equal to or less than the target value in step S28.
[0052]
As described above, in this embodiment, when a wheel slips during a brake operation, regenerative braking and braking are performed when the condition that the vehicle does not become unstable even when regenerative braking is applied and the amount of stored power is small is satisfied. Since slip suppression and battery charging are performed in conjunction with pressure feedback control, ABS control can be executed while improving energy recovery efficiency.
[0053]
Note that the present invention can be applied to modifications or variations of the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
[0054]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a mechanical configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a mechanical configuration of an ABS.
FIG. 3 is a diagram illustrating a transmission form of driving force when the hybrid vehicle of the present embodiment starts and runs at a low speed.
FIG. 4 is a diagram illustrating a transmission form of driving force during acceleration of the hybrid vehicle of the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a transmission form of driving force during steady running of the hybrid vehicle of the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a transmission form of driving force during deceleration of the hybrid vehicle of the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a transmission form of driving force during steady running and charging of the hybrid vehicle of the present embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a transmission form of driving force during charging of the hybrid vehicle of the present embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of the hybrid vehicle of the present embodiment.
FIG. 10 is a flowchart illustrating ABS control of the hybrid vehicle of the present embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between regenerative braking force and braking force due to brake fluid pressure in ABS control.
[Explanation of symbols]
1 Engine 2 Traveling Motor 3 Battery 4 Generator

Claims

In high- Brides vehicle travels by a combination of an engine that generates driving force by the driving motor and an internal combustion engine generating a driving force by electric power of the battery,
When the slip ratio of a wheel exceeds a predetermined value during braking, slip suppression means for reducing the braking pressure of the wheel and suppressing locking of the wheel;
Energy recovery means for recovering electrical energy via the drive motor during deceleration and charging the battery;
A hybrid vehicle characterized in that the braking pressure is reduced at an initial stage when the slip ratio of the wheel exceeds a predetermined value, and then the energy recovery means is operated .

When the slip ratio of the wheel exceeds a predetermined value during split road running where the friction coefficient of the road surface where the left and right wheels contact each other is different, the operation of the energy recovery means is suppressed, and the braking pressure is reduced by the slip suppression means. The hybrid vehicle according to claim 1 .

3. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein when the driver's brake operation force is alleviated, the slip suppression unit is preferentially operated and the energy recovery unit is continuously operated. 4.

And in the later operation of the slip suppressing means, the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the actuating continuously the energy recovery means to the time of acceleration.