JP3896904B2 - 車両の回生制御装置および自動車 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の回生制御装置および自動車に関し、詳しくは、車両の運動エネルギーの回生を制御する車両の回生制御装置および動力入出力装置からの動力により走行する自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両の回生制御装置としては、通常のガソリンエンジンを搭載する自動車におけるエンジンブレーキと同様なフィーリングを得るよう回生制動力を調整する電気自動車が提案されている（例えば特開昭５１−１２５８１９号公報など）。この装置では、エンジンブレーキがポンプ仕事とフリクショントルクとによりエンジン回転数が低い状態を除いてほぼ一定の制動力となることに着目し、電動機により駆動する電気自動車においても回生制動力がほぼ一定になるように制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した車両の回生制御装置では、ほぼ一定の回生制動力を作用させるから、車両の走行状態や操作者の意図を反映することができない。即ち、操作者がアクセルペダルを大きく踏み込んだ状態から大きな制動力を必要と感じてアクセルペダルから足を素早く離してブレーキペダルを踏み込む場合でも、アクセルペダルから足を離した時点では、ほぼ一定の制動力しか得られない。
【０００４】
本発明の車両の回生制御装置は、車両の走行状態を反映した回生制御を行なうことを目的の一つとする。また、本発明の車両の回生制御装置は、操作者の意図を反映した回生制御を行なうことを目的の一つとする。
【０００５】
本発明の自動車は、アクセルオフ時の減速度をより適切なものとすることを目的の一つとする。また、本発明の自動車は、運転フィーリングの向上を図ることを目的の一つとする。
【０００６】
なお、出願人は、上述の目的の少なくとも一部を達成する手法として減速直前の車速やアクセルペダルの戻し速度、路面勾配などにより回生制動力を制御するものを提案している（特願平７−１８１４６１号）。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の車両の回生制御装置および自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の車両の回生制御装置は、
車両の運動エネルギーの回生を制御する車両の回生制御装置であって、
前記車両の運動エネルギーを回生可能な回生手段と、
前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
回生要求がなされたとき、該要求された直前に前記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて前記回生手段を制御する回生制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００９】
この本発明の車両の回生制御装置では、回生要求がなされた直前の車両の加速度に基づいて回生手段を制御する。車両の加速度は車両の走行状態の一つであるから、車両の走行状態に応じた回生制御を行なうことができるものとなる。また、車両の加速度は操作者による操作に基づくから、操作者の意図に応じた回生制御を行なうことができるものとなる。なお、運動エネルギーの回生には、電力としての回生が含まれる他、油圧畜圧などの利用可能な他の物理量への回生も含まれる。
【００１０】
こうした本発明の車両の回生制御装置において、前記回生制御手段は、前記検出された加速度が大きいほど前記回生手段による回生量が大きくなる傾向に該回生手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、同じ車速では、回生要求がなされる直前の車両の加速度が大きいときには大きな制動力が作用し、加速度が小さいときには小さな制動力が作用するよう制御することができる。
【００１１】
また、本発明の車両の回生制御装置において、操作者の操作により前記車両の駆動力を指示する駆動力指示手段を備え、前記回生制御手段は、前記駆動力指示手段による駆動力の指示が負の駆動力になったときに前記回生要求がなされたとして制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の車両の回生制御装置において、前記車両は自動車であり、前記駆動力指示手段はアクセルペダルの踏み込みに基づいて駆動力を指示する手段であるものとすることもできる。こうすれば、アクセルペダルの踏み込みに基づいて回生制御を行なうことができる。
【００１２】
本発明の車両の回生制御装置において、前記回生手段は、前記車両に駆動力を出力可能な手段であるものとすることもできる。こうすれば、回生手段により車両を走行させることができる。こうした回生手段の一例としては電動発電機を挙げることができる。
【００１３】
本発明の車両の回生制御装置において、前記車両は、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に接続された駆動軸とに接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記動力伝達電力変換手段と前記電動機とを制御する動力制御手段とを備え、前記回生手段は前記電動機であり、前記回生制御手段は前記動力制御手段の一部として機能する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の車両の回生制御装置において、前記動力伝達電力変換手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちの２軸に動力を入出力したときに該２軸に従属した動力を残余の軸から入出力する３軸式動力分配統合手段と、前記回転軸に接続された発電可能な発電電動機とを備えるものとすることもできる。
【００１４】
本発明の自動車は、
動力出力装置からの動力により走行する自動車であって、
車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
アクセルオフを検出するアクセルオフ検出手段と、
該アクセルオフ検出手段によりアクセルオフが検出されたとき、前記運転状態検出手段により検出されたアクセルオフの直前の運転状態に基づいて減速度を設定する減速度設定手段と、
該設定された減速度により減速するよう前記動力出力装置を駆動制御する駆動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１５】
この本発明の自動車では、アクセルオフが検出されたときにはアクセルオフの直前の運転状態に基づいて減速度を設定して動力出力装置を駆動制御するから、アクセルオフ時の減速度をより適切なものとすることができる。これは、加速状態でのアクセルオフ時に要求される減速度が巡航状態でのアクセルオフ時に要求される減速度と異なることに基づく。これにより、運転者に与える運転フィーリングを向上させることができる。
【００１６】
こうした本発明の自動車において、前記運転状態検出手段は車両の加速度を運転状態の一つとして検出する手段であり、前記減速度設定手段は前記アクセルオフの直前の車両の加速度に基づいて減速度を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、アクセルオフの直前の加速度に基づいて減速度を設定することができる。この態様の本発明の自動車において、前記減速度設定手段は、前記アクセルオフの直前の車両の加速度が大きいほど大きくなる傾向で減速度を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、発進時のように比較的大きな加速度で走行しているときのアクセルオフ時における減速度を巡航時のように比較的小さな加速度で走行しているときのアクセルオフ時における減速度に比して大きくすることができ、運転者に与える運転フィーリングの向上を更に図ることができる。
【００１７】
また、本発明の自動車において、前記動力入出力装置は、車軸に動力を入出力可能な電動機を備えるものとすることもできる。こうすれば、電動機からの出力トルクを制御することによって設定された減速度により減速することができる。
【００１８】
さらに、本発明の自動車において、前記動力出力装置は、内燃機関と、車軸に接続された駆動軸に動力の入出力が可能な駆動軸用電動機と、前記内燃機関の出力軸の動力を電気的エネルギに基づく動力の入出力を伴って前記駆動軸に伝達する動力伝達手段と、を備え、前記駆動制御手段は、前記設定された減速度に対応する動力が前記駆動軸に作用するよう前記内燃機関と前記駆動軸用電動機と前記動力伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。
【００１９】
この動力出力装置が内燃機関と駆動軸用電動機と動力伝達手段とを備える態様の本発明の自動車において、前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に応じた動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機とを備える手段であるものとすることもできる。
【００２０】
また、動力出力装置が内燃機関と駆動軸用電動機と動力伝達手段とを備える態様の本発明の自動車において、前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと、前記駆動軸に接続され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの電磁気的な作用に基づいて前記電気的エネルギに基づく動力の入出力が可能な対ロータ電動機を備える手段であるものとすることもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、同じく動力分配統合機能３０に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００２２】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２３】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３４ａを介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、モータＭＧ２から入出力された動力と共にリングギヤ軸３４ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２４】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２５】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２６】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度ＡＰ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，加速度センサ８９からの車両の加速度αなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２７】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２８】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に運転者によるアクセルペダル８３の操作（いわゆるアクセルワーク）に伴って生じさせる回生時の制御について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される回生制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、２０ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２９】
回生制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度ＡＰと加速度センサ８９からの加速度αを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。続いて、読み込んだアクセル開度ＡＰが値０、即ちアクセルオフの状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。アクセル開度ＡＰが値０でないときには、運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれている状態であると判断し、読み込んだ加速度αを前回加速度としてＲＡＭ７６の所定アドレスに格納して（ステップＳ１０４）、本ルーチンを終了する。
【００３０】
一方、ステップＳ１０２でアクセル開度ＡＰが値０のとき、即ちアクセルオフの状態のときには、ＲＡＭ７６の所定アドレスに格納された前回加速度、即ちアクセルオフの直前の加速度αに基づいてこの加速度が大きいほど大きくなるようモータＭＧ２の回生トルクＴｍ２＊を設定し（ステップＳ１０６）、設定した回生トルクＴ２＊でモータＭＧ２が駆動するようモータＭＧ２の駆動制御を行なって（ステップＳ１０８）、本ルーチンを終了する。図３にアクセルオフの直前の加速度と回生トルクとの関係の一例を示す。このようにモータＭＧ２の回生トルクＴｍ２＊を設定すると、同じ車速ではアクセルオフした直前の加速度αが大きいほど大きな回生量を設定することになり、車両に対して同じ車速でもアクセルオフした直前の加速度αが大きいほど大きな制動力を作用させることになる。即ち、低速度領域で急加速をしているときにアクセルオフすれば大きな制動力が作用し、高速巡航運転をしているときにアクセルオフすれば小さな制動力が作用することになる。したがって、ハイブリッド自動車２０の走行状態に応じた回生量および制動力を得ることができると共に運転者の意図に応じた回生量および制動力を得ることができる。この結果、運転者の運転フィーリングを向上させることができる。なお、モータＭＧ２の駆動制御処理は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０では設定した回生トルクＴｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する処理となり、回生トルクＴｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０ではこの回生トルクＴｍ２＊をモータＭＧ２のトルク指令としてインバータ４２のスイッチング制御信号を送信する処理となる。
【００３１】
ここで、実施例のハイブリッド自動車２０では、所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される図示しないトルク制御ルーチンにより、アクセル開度ＡＰと車速Ｖとに基づいて駆動輪６３ａ，６３ｂに出力すべき出力を演算してエンジン２２を運転制御すると共にモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御している。実施例では、説明の容易のために回生制御についてだけ説明したが、この回生制御はトルク制御に含まれた状態で行なわれる。即ち、トルク制御ルーチンでは、アクセル開度ＡＰが値０、即ちアクセルオフの状態になると、上述した回生制御ルーチンによる処理の他に、エンジン２２をアイドル回転数で運転するか運転停止するなどのエンジン運転制御と、こうしたエンジン２２の運転を可能とすると共にエンジン２２およびモータＭＧ１側からリングギヤ軸３４ａ側にトルクが出力されないようにモータＭＧ１の駆動制御を行なっている。こうしたエンジン２２の運転制御とモータＭＧ１の駆動制御とを行なうことにより、モータＭＧ２の回生制御が可能となる。
【００３２】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセルオフ状態となる直前の車両の加速度αが大きいほど大きな回生トルクを設定してモータＭＧ２を回生制御することにより、車両の走行状態に応じた回生量および制動力を得ることができると共に運転者の意図に応じた回生量および制動力を得ることができる。この結果、運転者の運転フィーリングを向上させることができる。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフする直前の加速度αに基づいてモータＭＧ２の回生トルクＴｍ２＊を設定したが、アクセルオフする直前の加速度αに加えてアクセルオフする直前の車速Ｖやアクセルペダル８３の戻し速度，路面勾配などを考慮してモータＭＧ２の回生トルクＴｍ２＊を設定するものとしてもよい。
【００３４】
次に、本発明の第２実施例としてのハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、図１に例示して説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。したがって、重複記載を回避するため、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成については、第１実施例のハイブリッド自動車２０の構成に付した符号と同一の符号を用い、その説明は省略する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、図４に例示する要求トルク設定処理ルーチンが実行される。このルーチンは、所定時間毎（例えば、２０ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３５】
要求トルク設定処理ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｄｒｖや車速センサ８８からの車速Ｖ，加速度センサ８９からの加速度α，減速度βなどの処理に必要なデータを読み込む処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、減速度βは、このルーチンで加速度αに基づいて設定されるものであり、減速度βの読み込み処理は前回までに設定されＲＡＭ７６の所定領域に書き込まれたその値を読み込む処理となる。なお、減速度βの設定処理については後述する。
【００３６】
こうしてデータを読み込むと、読み込んだアクセル開度Ａｄｒｖが値０であるか否か、即ち運転者がアクセルオフしているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。アクセル開度Ａｄｒｖが値０ではないときには、読み込んだ加速度αに基づいて減速度βを設定すると共に（ステップＳ２２０）、アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴ＊を設定して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。減速度βの設定処理は、第２実施例では、加速度αと減速度βとの関係を定めて減速度設定マップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、加速度αが与えられると記憶したマップから対応する減速度βを導出して設定するものとした。減速度設定マップの一例を図５に示す。図５の例では、加速度αが大きいほど大き久なる傾向で減速度βが設定されるようになる。このように減速度βを設定する理由については後述する。要求トルクＴ＊の設定処理は、実施例では、アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係を予め定めてアクセルオン時要求トルク設定マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴ＊を導出して設定するものとした。図６にアクセルオン時要求トルク設定マップの一例を示す。なお、要求トルクＴ＊が設定されると、実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図示しないトルク制御ルーチンにより、運転モードを設定すると共に設定された運転モードで要求トルクＴ＊に対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。以下でも、要求トルクＴ＊が設定された後の処理については同様である。
【００３７】
一方、ステップＳ１００でアクセル開度Ａｄｒｖが値０のときには、減速度βに基づいて要求トルクＴ＊を設定する（ステップＳ２４０）。要求トルクＴ＊の設定処理は、第２実施例では、減速度βと要求トルクＴ＊との関係を定めてアクセルオフ時要求トルク設定マップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、加速度αが与えられるとマップから対応する減速度βを導出して設定するものとした。アクセルオフ時要求トルク設定マップの一例を図７に示す。図７の例では、読み込んだ減速度βに応じたトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するよう要求トルクＴ＊が設定される。このステップＳ１４０では、アクセルオフする直前に実行されたこのルーチンのステップＳ１２０で設定された減速度βを用いて要求トルクＴ＊が設定されるから、アクセルオフ時の要求トルクＴ＊は、アクセルオフの直前の車両の加速度αに応じたものとなる。例えば、発進時のように比較的大きな加速度αで走行しているときにアクセルオフすると、比較的大きな加速度αに基づいて設定された比較的大きな減速度βとなるように要求トルクＴ＊が設定され、巡航しているときのように加速度αが値０や小さいときにアクセルオフすると、値０や小さな加速度αに基づいて設定された比較的小さな減速度βとなるように要求トルクＴ＊が設定されるのである。こうして設定された要求トルクＴ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが制御されるから、アクセルオフ時の車両の減速度はアクセルオフの直前の車両の加速度αに応じたものとなる。
【００３８】
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセルオフ時の車両の減速度βをアクセルオフの直前の車両の加速度αに応じたものにすることができる。したがって、車両の減速度を、発進時のように比較的大きな加速度αで走行しているときにアクセルオフしたときには比較的大きなものとし、巡航しているときのように加速度αが値０や小さいときにアクセルオフしたときには比較的小さなものとすることができる。この結果、運転フィーリングを向上させることができる。
【００３９】
第２実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフ時に用いる減速度βを加速度αに応じてリニアに設定するものとしたが、減速度βを加速度αに対してステップ上に複数段として設定するものとしてもよい。
【００４０】
また、第２実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフ時に用いる減速度βをアクセルオフの直前に実行された要求トルク設定処理ルーチンで加速度αに基づいて設定するものとしたが、アクセルオフ時に用いる減速度をアクセルオフの直前に実行された要求トルク設定処理ルーチンで読み込んだ加速度を用いて設定するものとしてもよい。
【００４１】
第１実施例や第２実施例では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０を具体例として説明したが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、エンジン１２２と、エンジン１２２のクランクシャフト１２６に接続されたインナーロータ１３２と駆動輪１５９ａ，１５９ｂに結合された駆動軸１５２に取り付けられたアウターロータ１３４とを有しインナーロータ１３２とアウターロータ１３４との電磁的な作用により相対的に回転するモータ１３０と、駆動軸１５２に直接動力を出力可能なモータ１４０とを備えるハイブリッド自動車１２０に適用するものとしてもよい。
【００４２】
第１実施例や第２実施例では、各処理を、リングギヤ軸３４ａに動力を出力可能な動力源としてモータＭＧ２の他に動力分配統合機構３０を介して接続されたエンジン２２やモータＭＧ１を備えるハイブリッド自動車２０に適用するものとして説明したが、動力分配統合機構３０やモータＭＧ１およびエンジン２２を備えず、バッテリ５０からの電力を用いてモータＭＧ２から出力される動力により走行する電気自動車に適用するものとしてもよい。即ち、回生可能な電動機や発電機を備える自動車であれば、如何なる駆動方式の自動車にも適用することができる。また、自動車以外の車両、例えば列車などの車両に適用するものとしてもよい。さらに、回生可能な電動機や発電機により車両の運動エネルギーを電力として回生する場合に適用するだけでなく、油圧畜圧などの他の物理量として回生する場合に適用するものとしてもよい。
【００４３】
以上、第１実施例の回生制御と第２実施例の要求トルク設定処理とを分けて説明したが、第１実施例で説明した回生制御と第２実施例で説明した要求トルク設定処理とを同時に行なうものとしてもよい。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される回生制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】アクセルオフの直前の加速度と回生トルクとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される要求トルク設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】減速度設定マップの一例を示す説明図である。
【図６】アクセルオン時要求トルク設定マップの一例を示す説明図である。
【図７】アクセルオフ時要求トルク設定マップの一例を示す説明図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）２４、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３４ａ リングギヤ軸、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 加速度センサ、１２０ ハイブリッド自動車、１２２エンジン、１２６ クランクシャフト、１３０ モータ、１３２ インナーロータ、１３４ アウターロータ、１４０ モータ、１５２ 駆動軸、１５９ａ，１５９ｂ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の回生制御装置および自動車に関し、詳しくは、車両の運動エネルギーの回生を制御する車両の回生制御装置および動力入出力装置からの動力により走行する自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両の回生制御装置としては、通常のガソリンエンジンを搭載する自動車におけるエンジンブレーキと同様なフィーリングを得るよう回生制動力を調整する電気自動車が提案されている（例えば特開昭５１−１２５８１９号公報など）。この装置では、エンジンブレーキがポンプ仕事とフリクショントルクとによりエンジン回転数が低い状態を除いてほぼ一定の制動力となることに着目し、電動機により駆動する電気自動車においても回生制動力がほぼ一定になるように制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した車両の回生制御装置では、ほぼ一定の回生制動力を作用させるから、車両の走行状態や操作者の意図を反映することができない。即ち、操作者がアクセルペダルを大きく踏み込んだ状態から大きな制動力を必要と感じてアクセルペダルから足を素早く離してブレーキペダルを踏み込む場合でも、アクセルペダルから足を離した時点では、ほぼ一定の制動力しか得られない。
【０００４】
本発明の車両の回生制御装置は、車両の走行状態を反映した回生制御を行なうことを目的の一つとする。また、本発明の車両の回生制御装置は、操作者の意図を反映した回生制御を行なうことを目的の一つとする。
【０００５】
本発明の自動車は、アクセルオフ時の減速度をより適切なものとすることを目的の一つとする。また、本発明の自動車は、運転フィーリングの向上を図ることを目的の一つとする。
【０００６】
なお、出願人は、上述の目的の少なくとも一部を達成する手法として減速直前の車速やアクセルペダルの戻し速度、路面勾配などにより回生制動力を制御するものを提案している（特願平７−１８１４６１号）。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の車両の回生制御装置および自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の車両の回生制御装置は、
車両の運動エネルギーの回生を制御する車両の回生制御装置であって、
前記車両の運動エネルギーを回生可能な回生手段と、
前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
回生要求がなされたとき、該要求された直前に前記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて前記回生手段を制御する回生制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００９】
この本発明の車両の回生制御装置では、回生要求がなされた直前の車両の加速度に基づいて回生手段を制御する。車両の加速度は車両の走行状態の一つであるから、車両の走行状態に応じた回生制御を行なうことができるものとなる。また、車両の加速度は操作者による操作に基づくから、操作者の意図に応じた回生制御を行なうことができるものとなる。なお、運動エネルギーの回生には、電力としての回生が含まれる他、油圧畜圧などの利用可能な他の物理量への回生も含まれる。
【００１０】
こうした本発明の車両の回生制御装置において、前記回生制御手段は、前記検出された加速度が大きいほど前記回生手段による回生量が大きくなる傾向に該回生手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、同じ車速では、回生要求がなされる直前の車両の加速度が大きいときには大きな制動力が作用し、加速度が小さいときには小さな制動力が作用するよう制御することができる。
【００１１】
また、本発明の車両の回生制御装置において、操作者の操作により前記車両の駆動力を指示する駆動力指示手段を備え、前記回生制御手段は、前記駆動力指示手段による駆動力の指示が負の駆動力になったときに前記回生要求がなされたとして制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の車両の回生制御装置において、前記車両は自動車であり、前記駆動力指示手段はアクセルペダルの踏み込みに基づいて駆動力を指示する手段であるものとすることもできる。こうすれば、アクセルペダルの踏み込みに基づいて回生制御を行なうことができる。
【００１２】
本発明の車両の回生制御装置において、前記回生手段は、前記車両に駆動力を出力可能な手段であるものとすることもできる。こうすれば、回生手段により車両を走行させることができる。こうした回生手段の一例としては電動発電機を挙げることができる。
【００１３】
本発明の車両の回生制御装置において、前記車両は、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に接続された駆動軸とに接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記動力伝達電力変換手段と前記電動機とを制御する動力制御手段とを備え、前記回生手段は前記電動機であり、前記回生制御手段は前記動力制御手段の一部として機能する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の車両の回生制御装置において、前記動力伝達電力変換手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちの２軸に動力を入出力したときに該２軸に従属した動力を残余の軸から入出力する３軸式動力分配統合手段と、前記回転軸に接続された発電可能な発電電動機とを備えるものとすることもできる。
【００１４】
本発明の自動車は、
動力出力装置からの動力により走行する自動車であって、
車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
アクセルオフを検出するアクセルオフ検出手段と、
該アクセルオフ検出手段によりアクセルオフが検出されたとき、前記運転状態検出手段により検出されたアクセルオフの直前の運転状態に基づいて減速度を設定する減速度設定手段と、
該設定された減速度により減速するよう前記動力出力装置を駆動制御する駆動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１５】
この本発明の自動車では、アクセルオフが検出されたときにはアクセルオフの直前の運転状態に基づいて減速度を設定して動力出力装置を駆動制御するから、アクセルオフ時の減速度をより適切なものとすることができる。これは、加速状態でのアクセルオフ時に要求される減速度が巡航状態でのアクセルオフ時に要求される減速度と異なることに基づく。これにより、運転者に与える運転フィーリングを向上させることができる。
【００１６】
こうした本発明の自動車において、前記運転状態検出手段は車両の加速度を運転状態の一つとして検出する手段であり、前記減速度設定手段は前記アクセルオフの直前の車両の加速度に基づいて減速度を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、アクセルオフの直前の加速度に基づいて減速度を設定することができる。この態様の本発明の自動車において、前記減速度設定手段は、前記アクセルオフの直前の車両の加速度が大きいほど大きくなる傾向で減速度を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、発進時のように比較的大きな加速度で走行しているときのアクセルオフ時における減速度を巡航時のように比較的小さな加速度で走行しているときのアクセルオフ時における減速度に比して大きくすることができ、運転者に与える運転フィーリングの向上を更に図ることができる。
【００１７】
また、本発明の自動車において、前記動力入出力装置は、車軸に動力を入出力可能な電動機を備えるものとすることもできる。こうすれば、電動機からの出力トルクを制御することによって設定された減速度により減速することができる。
【００１８】
さらに、本発明の自動車において、前記動力出力装置は、内燃機関と、車軸に接続された駆動軸に動力の入出力が可能な駆動軸用電動機と、前記内燃機関の出力軸の動力を電気的エネルギに基づく動力の入出力を伴って前記駆動軸に伝達する動力伝達手段と、を備え、前記駆動制御手段は、前記設定された減速度に対応する動力が前記駆動軸に作用するよう前記内燃機関と前記駆動軸用電動機と前記動力伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。
【００１９】
この動力出力装置が内燃機関と駆動軸用電動機と動力伝達手段とを備える態様の本発明の自動車において、前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に応じた動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機とを備える手段であるものとすることもできる。
【００２０】
また、動力出力装置が内燃機関と駆動軸用電動機と動力伝達手段とを備える態様の本発明の自動車において、前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと、前記駆動軸に接続され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの電磁気的な作用に基づいて前記電気的エネルギに基づく動力の入出力が可能な対ロータ電動機を備える手段であるものとすることもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、同じく動力分配統合機能３０に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００２２】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２３】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３４ａを介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、モータＭＧ２から入出力された動力と共にリングギヤ軸３４ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２４】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２５】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２６】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度ＡＰ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，加速度センサ８９からの車両の加速度αなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２７】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２８】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に運転者によるアクセルペダル８３の操作（いわゆるアクセルワーク）に伴って生じさせる回生時の制御について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される回生制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、２０ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２９】
回生制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度ＡＰと加速度センサ８９からの加速度αを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。続いて、読み込んだアクセル開度ＡＰが値０、即ちアクセルオフの状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。アクセル開度ＡＰが値０でないときには、運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれている状態であると判断し、読み込んだ加速度αを前回加速度としてＲＡＭ７６の所定アドレスに格納して（ステップＳ１０４）、本ルーチンを終了する。
【００３０】
一方、ステップＳ１０２でアクセル開度ＡＰが値０のとき、即ちアクセルオフの状態のときには、ＲＡＭ７６の所定アドレスに格納された前回加速度、即ちアクセルオフの直前の加速度αに基づいてこの加速度が大きいほど大きくなるようモータＭＧ２の回生トルクＴｍ２＊を設定し（ステップＳ１０６）、設定した回生トルクＴ２＊でモータＭＧ２が駆動するようモータＭＧ２の駆動制御を行なって（ステップＳ１０８）、本ルーチンを終了する。図３にアクセルオフの直前の加速度と回生トルクとの関係の一例を示す。このようにモータＭＧ２の回生トルクＴｍ２＊を設定すると、同じ車速ではアクセルオフした直前の加速度αが大きいほど大きな回生量を設定することになり、車両に対して同じ車速でもアクセルオフした直前の加速度αが大きいほど大きな制動力を作用させることになる。即ち、低速度領域で急加速をしているときにアクセルオフすれば大きな制動力が作用し、高速巡航運転をしているときにアクセルオフすれば小さな制動力が作用することになる。したがって、ハイブリッド自動車２０の走行状態に応じた回生量および制動力を得ることができると共に運転者の意図に応じた回生量および制動力を得ることができる。この結果、運転者の運転フィーリングを向上させることができる。なお、モータＭＧ２の駆動制御処理は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０では設定した回生トルクＴｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する処理となり、回生トルクＴｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０ではこの回生トルクＴｍ２＊をモータＭＧ２のトルク指令としてインバータ４２のスイッチング制御信号を送信する処理となる。
【００３１】
ここで、実施例のハイブリッド自動車２０では、所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される図示しないトルク制御ルーチンにより、アクセル開度ＡＰと車速Ｖとに基づいて駆動輪６３ａ，６３ｂに出力すべき出力を演算してエンジン２２を運転制御すると共にモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御している。実施例では、説明の容易のために回生制御についてだけ説明したが、この回生制御はトルク制御に含まれた状態で行なわれる。即ち、トルク制御ルーチンでは、アクセル開度ＡＰが値０、即ちアクセルオフの状態になると、上述した回生制御ルーチンによる処理の他に、エンジン２２をアイドル回転数で運転するか運転停止するなどのエンジン運転制御と、こうしたエンジン２２の運転を可能とすると共にエンジン２２およびモータＭＧ１側からリングギヤ軸３４ａ側にトルクが出力されないようにモータＭＧ１の駆動制御を行なっている。こうしたエンジン２２の運転制御とモータＭＧ１の駆動制御とを行なうことにより、モータＭＧ２の回生制御が可能となる。
【００３２】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセルオフ状態となる直前の車両の加速度αが大きいほど大きな回生トルクを設定してモータＭＧ２を回生制御することにより、車両の走行状態に応じた回生量および制動力を得ることができると共に運転者の意図に応じた回生量および制動力を得ることができる。この結果、運転者の運転フィーリングを向上させることができる。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフする直前の加速度αに基づいてモータＭＧ２の回生トルクＴｍ２＊を設定したが、アクセルオフする直前の加速度αに加えてアクセルオフする直前の車速Ｖやアクセルペダル８３の戻し速度，路面勾配などを考慮してモータＭＧ２の回生トルクＴｍ２＊を設定するものとしてもよい。
【００３４】
次に、本発明の第２実施例としてのハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、図１に例示して説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。したがって、重複記載を回避するため、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成については、第１実施例のハイブリッド自動車２０の構成に付した符号と同一の符号を用い、その説明は省略する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、図４に例示する要求トルク設定処理ルーチンが実行される。このルーチンは、所定時間毎（例えば、２０ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３５】
要求トルク設定処理ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｄｒｖや車速センサ８８からの車速Ｖ，加速度センサ８９からの加速度α，減速度βなどの処理に必要なデータを読み込む処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、減速度βは、このルーチンで加速度αに基づいて設定されるものであり、減速度βの読み込み処理は前回までに設定されＲＡＭ７６の所定領域に書き込まれたその値を読み込む処理となる。なお、減速度βの設定処理については後述する。
【００３６】
こうしてデータを読み込むと、読み込んだアクセル開度Ａｄｒｖが値０であるか否か、即ち運転者がアクセルオフしているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。アクセル開度Ａｄｒｖが値０ではないときには、読み込んだ加速度αに基づいて減速度βを設定すると共に（ステップＳ２２０）、アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴ＊を設定して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。減速度βの設定処理は、第２実施例では、加速度αと減速度βとの関係を定めて減速度設定マップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、加速度αが与えられると記憶したマップから対応する減速度βを導出して設定するものとした。減速度設定マップの一例を図５に示す。図５の例では、加速度αが大きいほど大き久なる傾向で減速度βが設定されるようになる。このように減速度βを設定する理由については後述する。要求トルクＴ＊の設定処理は、実施例では、アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係を予め定めてアクセルオン時要求トルク設定マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴ＊を導出して設定するものとした。図６にアクセルオン時要求トルク設定マップの一例を示す。なお、要求トルクＴ＊が設定されると、実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図示しないトルク制御ルーチンにより、運転モードを設定すると共に設定された運転モードで要求トルクＴ＊に対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。以下でも、要求トルクＴ＊が設定された後の処理については同様である。
【００３７】
一方、ステップＳ１００でアクセル開度Ａｄｒｖが値０のときには、減速度βに基づいて要求トルクＴ＊を設定する（ステップＳ２４０）。要求トルクＴ＊の設定処理は、第２実施例では、減速度βと要求トルクＴ＊との関係を定めてアクセルオフ時要求トルク設定マップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、加速度αが与えられるとマップから対応する減速度βを導出して設定するものとした。アクセルオフ時要求トルク設定マップの一例を図７に示す。図７の例では、読み込んだ減速度βに応じたトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するよう要求トルクＴ＊が設定される。このステップＳ１４０では、アクセルオフする直前に実行されたこのルーチンのステップＳ１２０で設定された減速度βを用いて要求トルクＴ＊が設定されるから、アクセルオフ時の要求トルクＴ＊は、アクセルオフの直前の車両の加速度αに応じたものとなる。例えば、発進時のように比較的大きな加速度αで走行しているときにアクセルオフすると、比較的大きな加速度αに基づいて設定された比較的大きな減速度βとなるように要求トルクＴ＊が設定され、巡航しているときのように加速度αが値０や小さいときにアクセルオフすると、値０や小さな加速度αに基づいて設定された比較的小さな減速度βとなるように要求トルクＴ＊が設定されるのである。こうして設定された要求トルクＴ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが制御されるから、アクセルオフ時の車両の減速度はアクセルオフの直前の車両の加速度αに応じたものとなる。
【００３８】
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセルオフ時の車両の減速度βをアクセルオフの直前の車両の加速度αに応じたものにすることができる。したがって、車両の減速度を、発進時のように比較的大きな加速度αで走行しているときにアクセルオフしたときには比較的大きなものとし、巡航しているときのように加速度αが値０や小さいときにアクセルオフしたときには比較的小さなものとすることができる。この結果、運転フィーリングを向上させることができる。
【００３９】
第２実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフ時に用いる減速度βを加速度αに応じてリニアに設定するものとしたが、減速度βを加速度αに対してステップ上に複数段として設定するものとしてもよい。
【００４０】
また、第２実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフ時に用いる減速度βをアクセルオフの直前に実行された要求トルク設定処理ルーチンで加速度αに基づいて設定するものとしたが、アクセルオフ時に用いる減速度をアクセルオフの直前に実行された要求トルク設定処理ルーチンで読み込んだ加速度を用いて設定するものとしてもよい。
【００４１】
第１実施例や第２実施例では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０を具体例として説明したが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、エンジン１２２と、エンジン１２２のクランクシャフト１２６に接続されたインナーロータ１３２と駆動輪１５９ａ，１５９ｂに結合された駆動軸１５２に取り付けられたアウターロータ１３４とを有しインナーロータ１３２とアウターロータ１３４との電磁的な作用により相対的に回転するモータ１３０と、駆動軸１５２に直接動力を出力可能なモータ１４０とを備えるハイブリッド自動車１２０に適用するものとしてもよい。
【００４２】
第１実施例や第２実施例では、各処理を、リングギヤ軸３４ａに動力を出力可能な動力源としてモータＭＧ２の他に動力分配統合機構３０を介して接続されたエンジン２２やモータＭＧ１を備えるハイブリッド自動車２０に適用するものとして説明したが、動力分配統合機構３０やモータＭＧ１およびエンジン２２を備えず、バッテリ５０からの電力を用いてモータＭＧ２から出力される動力により走行する電気自動車に適用するものとしてもよい。即ち、回生可能な電動機や発電機を備える自動車であれば、如何なる駆動方式の自動車にも適用することができる。また、自動車以外の車両、例えば列車などの車両に適用するものとしてもよい。さらに、回生可能な電動機や発電機により車両の運動エネルギーを電力として回生する場合に適用するだけでなく、油圧畜圧などの他の物理量として回生する場合に適用するものとしてもよい。
【００４３】
以上、第１実施例の回生制御と第２実施例の要求トルク設定処理とを分けて説明したが、第１実施例で説明した回生制御と第２実施例で説明した要求トルク設定処理とを同時に行なうものとしてもよい。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される回生制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】アクセルオフの直前の加速度と回生トルクとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される要求トルク設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】減速度設定マップの一例を示す説明図である。
【図６】アクセルオン時要求トルク設定マップの一例を示す説明図である。
【図７】アクセルオフ時要求トルク設定マップの一例を示す説明図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）２４、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３４ａ リングギヤ軸、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 加速度センサ、１２０ ハイブリッド自動車、１２２エンジン、１２６ クランクシャフト、１３０ モータ、１３２ インナーロータ、１３４ アウターロータ、１４０ モータ、１５２ 駆動軸、１５９ａ，１５９ｂ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
Claims (11)
- 車両の運動エネルギーの回生を制御する車両の回生制御装置であって、
前記車両の運動エネルギーを回生可能な回生手段と、
前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
回生要求がなされたとき、該要求された直前に前記加速度検出手段により検出された加速度が大きいほど前記回生手段による回生量が大きくなる傾向に前記回生手段を制御する回生制御手段と、
を備える車両の回生制御装置。 - 請求項１記載の車両の回生制御装置であって、
操作者の操作により前記車両の駆動力を指示する駆動力指示手段を備え、
前記回生制御手段は、前記駆動力指示手段による駆動力の指示が負の駆動力になったときに前記回生要求がなされたとして制御する手段である
車両の回生制御装置。 - 請求項２記載の車両の回生制御装置であって、
前記車両は自動車であり、
前記駆動力指示手段は、アクセルペダルの踏み込みに基づいて駆動力を指示する手段である
車両の回生制御装置。 - 前記回生手段は、前記車両に駆動力を出力可能な手段である請求項１ないし３いずれか記載の車両の回生制御装置。
- 請求項１ないし４いずれか記載の車両の回生制御装置であって、
前記車両は、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に接続された駆動軸とに接続され該出力軸に出力された動力の少なくとも一部を該駆動軸に伝達すると共に電力と動力との変換を伴って該駆動軸に動力を入出力可能な動力伝達電力変換手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記動力伝達電力変換手段と前記電動機とを制御する動力制御手段とを備え、
前記回生手段は、前記電動機であり、
前記回生制御手段は、前記動力制御手段の一部として機能する手段である
車両の回生制御装置。 - 前記動力伝達電力変換手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちの２軸に動力を入出力したときに該２軸に従属した動力を残余の軸から入出力する３軸式動力分配統合手段と、前記回転軸に接続された発電可能な発電電動機とを備える請求項５記載の車両の回生制御装置。
- 動力入出力装置からの動力により走行する自動車であって、
車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
アクセルオフを検出するアクセルオフ検出手段と、
該アクセルオフ検出手段によりアクセルオフが検出されたとき、前記加速度検出手段により検出されたアクセルオフの直前の車両の加速度が大きいほど大きくなる傾向で減速度を設定する減速度設定手段と、
該設定された減速度により減速するよう前記動力入出力装置を駆動制御する駆動制御手段と、
を備える自動車。 - 前記動力入出力装置は、車軸に動力を入出力可能な電動機を備える請求項７記載の自動車。
- 請求項７または８記載の自動車であって、
前記動力出力装置は、内燃機関と、車軸に接続された駆動軸に動力の入出力が可能な駆動軸用電動機と、前記内燃機関の出力軸の動力を電気的エネルギに基づく動力の入出力を伴って前記駆動軸に伝達する動力伝達手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、前記設定された減速度に対応する動力が前記駆動軸に作用するよう前記内燃機関と前記駆動軸用電動機と前記動力伝達手段とを制御する手段である
自動車。 - 前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に応じた動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な回転軸用電動機とを備える手段である請求項９記載の自動車。
- 前記動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと、前記駆動軸に接続され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの電磁気的な作用に基づいて前記電気的エネルギに基づく動力の入出力が可能な対ロータ電動機を備える手段である請求項９記載の自動車。
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