JP3951480B2

JP3951480B2 - 車両の回生制動制御装置

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Publication number: JP3951480B2
Application number: JP33460498A
Authority: JP
Inventors: 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: JP2000166004A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車両の制動時に車両の持つ運動エネルギを他のエネルギに変換することにより車輪に回生制動トルクを付与することができる車両の回生制動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走行中において車両が停止し、所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、燃料の節約、排気エミッションの低減、あるいは騒音の低減等を図るように構成した車両が提案され、すでに実用化されている（例えば特開平８−１４０７６号公報）。
【０００３】
また特開平９−３９６１３号公報では、エンジンを完全に停止させてしまうのではなく、該エンジンの燃料の供給のみを停止し、モータジェネレータを駆動させて、該エンジンをほぼアイドリング回転速度に保持する技術を提案している。
【０００４】
このようにアイドリング状態に維持する場合や、エンジンを自動停止させる場合には、充電状態（ＳＯＣ：state of charge）によってエンジンを停止させ得る時間が決定される。
【０００５】
そのため、バッテリへの充電を効率よく行うために、エンジンが非駆動状態のときの回生制動エネルギなどを利用し、効率よく充電する技術が提案されている。
【０００６】
制動時（あるいは惰行時）に車両の運動エネルギにより車輪に連結されたモータジェネレータを駆動させることにより発電させれば、エネルギの有効利用ができる。
【０００７】
この回生制動を得る場合には当然にモータジェネレータは車輪と連結されていることから制動エネルギの回収の制御を適切に行わないと当然車輪がロックする虞がある。そのため、特開平８−９８３１３号公報では、この回生制動を行う際に車輪をロックさせず、且つ、効率よくエネルギを回収するために、前輪または後輪の車輪のスリップ率を検出する手段を設け、該スリップ率の検出値が所定値以上検出されたときは、回生制動による回生を減少し、回生制動から液圧制動へ切り替える技術が提案されている。
【０００８】
また、特開平９−１０４３３３号公報では、制動エネルギを回収している車輪（以後、回生制動輪という）が前後輪間制動力配分線図上で、車輪ロック禁止領域をよぎらないように回生制動トルクを制御し、油圧ブレーキを併用して車輪のロックを防ぐ技術が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−９８３１３号公報の技術は、回生制御を行っている車輪が所定のスリップ率を越えてしまうと回生制動を減少させて油圧ブレーキに切り替えている技術であるため、エネルギの回収量が減少してしまうという問題がある。
【００１０】
また、特開平９−１０４３３３号公報の技術も、回生制動輪がロック禁止領域をよぎらないように回生ブレーキ力を減少させ、油圧制動を併用するため、この場合も前述した技術（特開平８−９８３１３号公報）同様に、エネルギの回収量が減少してしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、エネルギの回収を効率よく行うことができ、且つ回生制動中に車輪がロックすることを防止することができる車両の回生制動制御装置を提供することをその課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車両の制動を行うときに車両の運動エネルギを他のエネルギに変換することで回生制動可能に構成された車両の回生制動制御装置において、同じ発電機からの回生制動トルクがトランスファ装置により前記車両の前輪と後輪の両方に分配されるようにすると共に、前記回生制動が行われている際に、発生している回生制動トルクを検出する手段と、該回生制動トルクの前輪と後輪の分担率を変更する手段と、を備え、前記回生制動トルクが大きいとき程前記前輪の回生制動トルクの分担率を上げるように制御することにより、上記課題を解決したものである。
【００１３】
回生制動トルクが小さい場合には、前輪、後輪共にスリップする可能性は少ない。このような場合においては、車両が後輪の回生制動の分担率が大きい車両であっても、前輪の回生制動の分担率が大きい車両であっても、全体の回生制動トルクが小さいため、スリップの心配は少なく、全体の回生エネルギを減らすことなく、本来の駆動（回生制動）配分を維持したまま問題なく回生制動を行うことができる。
【００１４】
これに対し、回生制動トルクが大きい場合には、車重は前輪に大きく集中し、後輪は浮く状態となる。そのため後輪は、路面から十分な反力を得られないためスリップする可能性が大きくなる。一方で、前輪は回生制動トルクが大きくとも車重が前輪へ集中しているため路面から十分な反力を得ることができ、スリップしにくい。
【００１５】
そのため本発明では、回生制動トルクが大きい場合には、回生制動トルクの大きさに応じて（回生制動トルクが大きいとき程）前輪の分担率を上げるように制御する。
【００１６】
具体的には、車両が例えば後述の実施形態のように駆動（回生制動）配分が前：後＝３：７から前：後＝５：５まで変更可能である車両にあっては回生制動トルクに応じて最大で前：後＝５：５になるまで前輪の負担を増加させるように制御する。
【００１７】
このようにすることで、特に回生制動トルクが大きい場合にでも後輪のスリップを抑制できると共に、回生エネルギの回収量を減らさないようにすることが出来る。
【００１８】
なお、ここでいう「他のエネルギに変換する」とは、具体的には主に電気エネルギに変換することをいうが、特に電気エネルギのみに限定されず、さらにこの電気エネルギを科学反応などによって別のエネルギに変換するものも含まれるものとする。
【００３１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、さらに、前輪と後輪の回生制動における分担率が所定の変更上限値を超えたか否かを検出する手段を備え、前記分担率が該変更上限値を超えた場合は、回生制動トルクを減らすことにより、同様に上記課題を解決したものである。
【００３２】
今、車両が前輪と後輪の回生制動の配分が例えば前：後＝３０：７０から前：後＝５０：５０まで変更可能であったとする。この場合に、後輪から前輪への回生制動の配分がすでに限界まで行ってしまったとき（前：後＝３０：７０が前：後＝５０：５０になってしまったとき）に、さらになお、後輪がスリップやロックなどを起こす状態にあり、前輪の回生制動の割合を大きくしたくとも、もはやこれ以上増やすことができない場合が、「前輪と後輪の回生制動における分担率が所定の変更上限値を超えた」場合に相当する。この「分担率が所定の変更上限値を超えた」が継続されて続いた場合には、車輪（後輪）がスリップやロックを起こす可能性がある。本発明はこのような状態になったときに初めて全体の回生制動トルクを減らすように制御する。このようにすることによって、前後の車輪がスリップを起こすぎりぎりの状態まで回生エネルギを回収でき、また、車輪がスリップを起こしてしまうことから防ぐことができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００４９】
先ず、図６を用いて本実施形態における車両のシステムの全体概略構成を説明する。
【００５０】
本実施形態では、後輪駆動がベースの４輪駆動車を一例として説明する。なお、本発明は特にこの仕様（後輪駆動がベースの４輪駆動車）に限定されるものではなく、前輪駆動がベースの４輪駆動車でもよく、また、前輪駆動車あるいは後輪駆動車でも４輪から回生制動を行うことが可能な構成とした車両であれば適用できる。
【００５１】
図６において、符号３０１は車両に搭載されるエンジン、符号３０３は第１のモータジェネレータ、３１０は第２モータジェネレータ、符号３１２はトルクコンバータ、Ｒ１は歯車変速機構部、符号７５は油圧制御部、符号３０６はトランスファ装置である。
【００５２】
本実施形態では、車両を駆動すると共に自動停止制御中に補機負荷などを駆動させるための動力発生源として、エンジン３０１の他に第１のモータジェネレータ３０３と第２のモータジェネレータ３１０が設置されている。
【００５３】
第１のモータジェネレータ３０３は、駆動装置３００を介してエンジンに併設して設置され、主にエンジン自動停止制御の復帰時にスタータに変わってクイック始動を可能にしている。
【００５４】
また、第２のモータジェネレータ３１０は、エンジン３０１とトルクコンバータ３１２の間に設置され、主に回生制動により発生する回生制動エネルギの回収を行う機能を果たす。
【００５５】
該トルクコンバータ３１２は第２のモータジェネレータ３１０と連結されており、内部にロックアップクラッチ１２４を備えている。歯車変速機構部Ｒ１はトルクコンバータ３１２に連結されており、油圧制御装置７５により変速制御を可能としている。
【００５６】
トランスファ装置３０６は、歯車変速機部Ｒ１に連結されており、図１０に示すセンタデフ（センタデファレンシャル）４００を含み、リヤのプロペラシャフト（リヤペラシャフト）３０８とフロントのプロペラシャフト（フロントペラシャフト）３０２に動力を伝達可能するようにしている。
【００５７】
なお、フロントペラシャフト３０２はフロントデフ（フロントデファレンシャル）３０４を介して前輪へ動力を伝達し、リアペラシャフト３０８は図示せぬリアデフを介して後輪へ動力を伝達する構造となっている。
【００５８】
後程詳述するが、本実施形態ではセンターデフクラッチ４００（図１０参照）を備えており、前後輪で駆動配分及び回生制動の分担率が変更できる構造となっている。
【００５９】
さらに、本実施形態では、所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに該自動停止したエンジンを再始動させるシステムを採用している。
【００６０】
その詳細の構成を図７にて説明する。
【００６１】
図７において、符号３３０は自動変速機である。この自動変速機３３０は図６に示した歯車変速機部Ｒ１、トルクコンバータ３１２を有する。
【００６２】
このエンジン３０１には前記第２のモータジェネレータ３１０が、該エンジン３０１のクランク軸１ａに、クラッチ２６、チェーン２７及び減速機構Ｒを介して連結されている。
【００６３】
減速機構Ｒは、遊星歯車式で、サンギア３３、キャリア３４、リングギア３５を含み、ブレーキ３１、ワンウェイクラッチ３２を介して第１の第１のモータジェネレータ３及びクラッチ２８の間に組込まれている。
【００６４】
自動変速機３３０用のオイルポンプ１９は、エンジン３０１のクランク軸１ａにクラッチ２６、２８を介して直結されている。自動変速機３３０内には前進走行時に係合される公知の前進クラッチＣ１が設けられている。
【００６５】
符号４は第２のモータジェネレータ３１０に電気的に接続されるインバータである。このインバータ４は、スイッチングにより電力源であるバッテリ５から第２のモータジェネレータ３１０への電気エネルギの供給を可変にして第２のモータジェネレータ３１０の回転速度を可変にする。また、第２のモータジェネレータ３１０からバッテリ５への回生エネルギによる充電を行うように切り換える。
【００６６】
符号７はクラッチ２６、２７、２８の断続の制御、及びインバータ４のスイッチング制御等を行うためのコントローラである。コントローラ７へは、自動停止走行モード（エコランモード）のスイッチ４０の信号やシフトレバー４４のシフトポジションセンサ４２信号が入力される。図中の矢印線は各信号線を示している。また、このコントロール７は、エンジン及び自動変速機等をコントールするＥＣＵ（電子制御装置）８０とリンクしている。
【００６７】
なお、前輪駆動車及び後輪駆動車のような２輪駆動車においては、前輪と後輪のそれぞれにモータジェネレータを配置して制動エネルギの回収を行うようにすれば本発明を実施できる。
【００６８】
図８はＥＣＵ８０の入出力される要素の具体例を示している。
【００６９】
本実施形態では、センターデフクラッチの断続をセンターデフクラッチソレノイド３５０によって前輪と後輪のトルク分配制御及び回生制御力（回生制動トルク）の分配制御を行っている。また、後述する車輪のスリップの判断を行うための検出信号としての車速センサ３５２、車両加速センサ３５４などの入力も行われている。
【００７０】
図９に自動変速機３３０のスケルトン図を示す。
【００７１】
この自動変速機３３０は、トルクコンバータ３１２、副変速部１１２及び主変速部１１３を備える。
【００７２】
前記トルクコンバータ３１２は、ロックアップクラッチ１２４を備える。このロックアップクラッチ１２４は、ポンプインペラ１２６に一体化させてあるフロントカバー１２７とタービンランナ１２８を一体に取付けた部材（ハブ）１２９との間に設けられている。
【００７３】
第２のモータジェネレータ３１０の出力はカバー１２７に連結されている。タービンランナ１２８に連結された入力軸１３０は、副変速部１１２を構成するオーバードライブ用遊星歯車機構１３１のキャリヤ１３２に連結されている。
【００７４】
この遊星歯車機構１３１におけるキャリヤ１３２とサンギヤ１３３との間には、クラッチＣ０と一方向クラッチＦ０とが設けられている。この一方向クラッチＦ０はサンギヤ１３３がキャリヤ１３２に対して相対的に正回転（入力軸１３０の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。
【００７５】
一方、サンギヤ１３３の回転を選択的に止めるブレーキＢ０が設けられている。又、この副変速部１１２の出力要素であるリングギヤ１３４が、主変速部１１３の入力要素である中間軸１３５に接続されている。
【００７６】
副変速部１１２は、クラッチＣ０もしくは一方向クラッチＦ０が係合した状態では遊星歯車機構１３１の全体が一体となって回転するため、中間軸１３５が入力軸１３０と同速度で回転する。又ブレーキＢ０を係合させてサンギヤ１３３の回転を止めた状態では、リングギヤ１３４が入力軸１３０に対して増速されて正回転する。即ち、副変速部１１２はハイ・ローの２段の切換えを設定することができる。
【００７７】
前記主変速部１１３は三組の遊星歯車機構１４０、１５０、１６０を備えており、これらの歯車機構１４０、１５０、１６０が以下のように連結されている。
【００７８】
即ち、第１遊星歯車機構１４０のサンギヤ１４１と第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１５１とが互いに一体的に連結され、第１遊星歯車機構１４０のリングギヤ１４３と第２遊星歯車機構１５０のキャリヤ１５２と第３遊星歯車機構１６０のキャリヤ１６２との三者が連結されている。又、第３遊星歯車機構１６０のキャリヤ１６２に出力軸１７０が連結されている。更に第２遊星歯車機構１５０のリングギヤ１５３が第３遊星歯車機構１６０のサンギヤ１６１に連結されている。
【００７９】
この主変速部１１３の歯車列では後進１段と前進４段とを設定することができ、そのためのクラッチ及びブレーキが以下のように設けられている。
【００８０】
即ち、第２遊星歯車機構１５０のリングギヤ１５３及び第３遊星歯車機構１６０のサンギヤ１６１と中間軸１３５との間に前進クラッチＣ１が設けられ、又第１遊星歯車機構１４０のサンギヤ１４１及び第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１５１と中間軸１３５との間にクラッチＣ２が設けられている。
【００８１】
第１遊星歯車機構１４０及び第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１４１、１５１の回転を止めるブレーキＢ１が配置されている。又、これらのサンギヤ１４１、１５１とケーシング１７１との間には、一方向クラッチＦ１とブレーキＢ２とが直列に配列されている。一方向クラッチＦ１はサンギヤ１４１、１５１が逆回転（入力軸１３５の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。
【００８２】
第１遊星歯車機構１４０のキャリヤ１４２とケーシング１７１との間にはブレーキＢ３が設けられている。又、第３遊星歯車機構１６０のリングギヤ１６３の回転をとめる要素としてブレーキＢ４と、一方向クラッチＦ２とがケーシング１７１との間に並列に配置されている。なお、この一方向クラッチＦ２はリングギヤ１６３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００８３】
なお、各クラッチ及びブレーキ（摩擦係合装置）の係合あるいは解放には、油圧制御装置７５内のソレノイドバルブＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、ＳＬＮ、ＳＬＴ、ＳＬＵが、ＥＣＵ（電子制御装置）８０からの指令に基づいて駆動制御されることによって実行される。
【００８４】
ここで、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はシフト用ソレノイドバルブ、Ｓ４はエンジンブレーキ作動用ソレノイドバルブ、ＳＬＮはアキュムレータ背圧制御用のソレノイドバルブ、ＳＬＴはライン圧制御用のソレノイドバルブ、ＳＬＵはロックアップ用ソレノイドバルブを示す。
【００８５】
ＥＣＵ８０は、前述したコントローラ７とリンクしており、各種センサ群９０からの信号が入力されて、ソレノイドバルブ等を制御し、各クラッチ及びブレーキ（摩擦係合装置）の係合あるいは解放が行えるようにしている。
【００８６】
次に、センターデフについて説明する。
【００８７】
図１０は、センターデフのスケルトン図である。
【００８８】
符号４００はトランスファ装置３０６内にあるセンターデフのクラッチである。自動変速機３３０の出力軸１７０からの動力はキャリア４０２に伝達される。このクラッチ４００の圧着力の制御によりキャリア４０２とサンギヤ４０４の相対回転の許可状態を制御し、前輪と後輪の駆動配分を行っている。なお、後輪へはリングギヤ４０６を介して、前輪へはサンギヤ４０４を介し動力がそれぞれ伝達される構造となっている。
【００８９】
本実施形態では、図８に示したセンターデフクラッチソレノイド３５０が作動することにより、クラッチ４００の完全フリーの状態から完全ロックした状態まで制御が可能となっており、完全フリー状態で前輪：後輪の駆動分配が３０：７０の後輪駆動ベースの状態となり、完全デフロックした状態で前輪：後輪の駆動配分が５０：５０まで変更が可能となっている。この駆動配分率は、回生制動時には回生制動の分配率と同義になる。
【００９０】
即ち、本実施形態では回生制動を行う際に前輪：後輪の回生制動の配分を該センターデフクラッチ４００の圧着力により変更可能としている。
【００９１】
ここで、具体的な制動エネルギの回収について説明する。
【００９２】
例えば、センターデフのクラッチ４００がフリーの状態では回生制動の配分率は前輪：後輪＝３０：７０となる。
【００９３】
図１１は車速と回生制動トルクとの関係を表したものである。
【００９４】
図から明らかなように、車両の車速が高いと回生制動トルクも大きくなる。つまり、車速が高いときに回生制動を行うと大きな回生エネルギを回収できる反面、悪路や路面が濡れているときなどでは車輪がロックする可能性も高くなってしまう。従来技術では回生制動の分担率は回生制動トルクに対しては固定されており、このような状態になったときは車輪のロック等を防ぐため、全体の回生制動トルク（回生エネルギ量）を減らすことにより対応していた。
【００９５】
しかし、回生制動トルクを減らすと、当然バッテリに回収できるエネルギ量も減ってしまう。
【００９６】
本実施形態では、このような状況下でもエネルギを効率よく回収するために回生制動が行われている際に発生している回生制動トルクを検出し、該回生制動トルクに応じて、クラッチ４００を制御することによって前輪と後輪の回生制動トルクの分担率を変更するようにしている（第１の実施形態）。
【００９７】
具体的には、回生制動トルクが小さいときは、車輪がスリップする恐れが小さいため、回生制動の分担は前輪：後輪＝３０：７０の後輪駆動ベースのままとする。しかし、回生制動トルクが大のときは車重が前輪に集中し、後輪が浮く状況となるため後輪がよりスリップし易くなる。この傾向は回生制動トルクが大のとき程大となる。そこで、この実施形態では回生制動トルクをリアルタイムで検出し、特に回生制動トルクに応じて前輪と後輪の回生制動の分担率を最大で前輪：後輪＝５０：５０にまで変更し、前輪の分担率を高く、即ち後輪の分担率を低くするように制御する。
【００９８】
なお、４輪にて回生制動を行う前輪駆動車及び後輪駆動車の場合も同様に回生制動トルクに応じて前後輪の分担率を変更するようにする。
【００９９】
このようにすることで、後輪はスリップしにくくなり、回生エネルギを減らすことなくスリップを回避できるようになる。
【０１００】
回生制動により得られた回生エネルギは、この実施形態のように電気エネルギとして充電することにより車両を駆動するために蓄えてもよく、また、電気エネルギを用いてさらに化学反応により別のエネルギに変換して車両の駆動などに用いてもよい。
【０１０１】
図１２は、第２のモータジェネレータ３１０によって４輪全体で回収される回生制動トルクと前後輪の分担率の関係を表したものである。横軸に現在回収している第２のモータジェネレータ３１０の４輪全体の回生制動トルクを表し、縦軸に前輪の回生制動の分配率を表している。本実施形態では、全体の回生制動トルクが大きくなるに従って、回生制動トルクを後輪より前輪で受け持たせるように比重を０．３付近より徐々に高めて変更限界の０．５にまで持っていくようにする。
【０１０２】
このようにすることで、後輪側の回生制動分担率が減少し、スリップを抑えられるようになるため、全体の回生量を減らすことなく、より安定した走行を行うことができる。
【０１０３】
次に、第２の実施形態を説明する。
【０１０４】
第２の実施形態は、前記同様、回生制動が行われている際に発生している回生制動トルクを（リアルタイムにて）検出し、さらに回生制動が正常に実施されているか否かを検出するようにする。この検出により、「回生制動が正常に実施されていない（異常）」と検出されたときに、前輪と後輪の回生制動トルクの分担率を変更するようにする。
【０１０５】
ここでいう「異常」とは、検出されている回生制動トルクが通常の車速・エンジン回転速度等の入力信号に対して算出される回生制動トルクに対して、「異常に多い」場合をいう。
【０１０６】
回生制動トルクが「異常」と判断される原因として、例えばセンサフェールや機械の故障、あるいは第２のモータジェネレータ３１０のコイル付近の温度変化の影響等が考えられる。回生制動が「異常に大きい」と判定されても、実際に回生エネルギが多い状況であるかは必ずしも明確には不明であるが、この第２実施形態では第１の実施形態と同様に後輪がロックする可能性を考えて前輪の分担率を上昇させる。
【０１０７】
図１４にこの制御の状態例を示す。図１４は時間ｔに対して回生制動トルク、クラッチ４００の油圧Ｃｄを表したものである。
【０１０８】
回生制動を行っている際に、何らかの原因（センサフェール、機械故障等）により回生制動トルクが時刻ｔ１より多く検出され始めたとする。回生制動トルクが「異常」と判断される閾値αを越えたことが検出された場合には、回生制動の異常判定の出力を行う（時刻ｔ２）。回生制動の異常判定が出力された後には、時刻ｔ３よりクラッチ４００を前輪の回生制動トルクの分担率を増加させるように油圧を制御する。
【０１０９】
回生制動トルク自体を低減した場合（ａ）、あるいは回生制動をカットした場合（ｂ）には、当然回収されるエネルギーも減少してしまうが、この実施形態では回生制動トルクを減らさずに後輪スリップを抑制できる（ｃ）。
【０１１０】
次に第３の実施形態を説明する。
【０１１１】
第３の実施形態は、車両の車輪がスリップをしているか否かを検出し、車輪がスリップしていると検出されたときは、前輪と後輪の回生制動トルクの分担率を変更するようにする。
【０１１２】
ここでいう「スリップ」とは、前述したように車輪が路面に対し滑っている状態のことをいう。
【０１１３】
第１の実施形態と異なるところは、第１の実施形態では、「回生制動トルクに応じて」前後輪の分担率を変更しているのに対し、第３の実施形態では、「車輪がスリップをしている」ことが検出された場合に前後輪の分担率を変更するようにしている。この検出には車輪速度と（推定）車速速度を比較する公知の方法を用いる。前述したようにまず後輪側からスリップすると考えられるため、該後輪がスリップをしたことが検出されたら前輪側の回生制動トルクの分担率を増加させるように油圧を制御する。
【０１１４】
前輪の分担率を上げる割合は、図１３に示すように後輪のスリップ率に応じたものとし、スリップが多いときほど前輪での回生制動トルクの配分を多くするようにする。
【０１１５】
このようにすることで、万一、後輪がスリップした場合でもエネルギの回収率を低減することなく、該スリップを抑制することができる。なお、この制御を実施する場合は、分担率を変更することによってスリップが解消したとしても直ちには分配率を戻す（後輪側を増大する）ことはせず、しばらくはその状態を維持するか、又は、戻り側のゲインを小さく（戻りにくいように）設定しておくと、スリップの再発を効果的に防止できる。
【０１１６】
次に第４の実施形態について説明する。
【０１１７】
第１から第３の実施形態は、前輪と後輪の回生制動トルクの分担率を変更するように制御するものであった。
【０１１８】
しかしながら、前輪における回生制動の配分がすでに限界まで増大してしまったとき（前：後＝５０：５０になってしまったとき）に、さらになお、例えば後輪のスリップの解消がない場合には、前輪の回生制動の割合を大きくしたくとも、もはやこれ以上前輪の回生制動トルクの配分を増やすことができないという状態が発生する。
【０１１９】
第４の実施形態では、前輪と後輪の回生制動における分担率が所定の変更上限値を超えたか否かを検出する手段を備え、その分担率が該変更上限値を超えたときは、回生制動トルクを減らすようにしている（例えば図１４の（ａ）線参照）。
【０１２０】
ここでいう「所定の変更上限値を越える」とは、本実施形態では前輪へ回生制動における分担率を最高で「５０」としているので、この配分率が「５０」になったときが検出されたときであって、さらに前輪の分担率を上昇させたい状況にあるときとする。
【０１２１】
本実施形態では、このような状態になった場合に初めて全体の回生制動トルクを減らすように制御する。
【０１２２】
このようにすることによって、回生制動中に車輪がスリップしてしまうのを確実に防ぐことができる。
【０１２３】
次に第５の実施形態について説明する。
【０１２４】
第５の実施形態は、第２の実施形態における「回生制動が正常に実施されているか否かを判断する手段を備え、該回生制動が正常に実施されていると判断されないとき」の他の実施形態に相当する。
【０１２５】
回生制動が正常に実施されていると判断されないときには、第２の実施形態では「前輪と後輪の回生制動トルクの分担率を変更する」ように制御をしていたが、第５の実施形態では「変速機の変速比を高速側へ移動させる」ようにする。
【０１２６】
変速機の変速比を高速側へ移動させると、回生制動を行う際の回生制動トルクが減少する。このことを利用して、万一、回生制動が「正常に実施されていると判断されない（異常であると判断された）」きは、変速機の変速比を高速側へ移動させることにより回生制動のトルクを減少させる。
【０１２７】
その具体的な制御を図１５に記す。
【０１２８】
図１５は横軸に時間ｔ、縦軸に回生制動トルクと変速段信号を示したものである。
【０１２９】
図１５では、回生制動トルクが「異常である」と判定されたときに、アップシフトを行うことで回生制動のトルクを減少させるようにしている。図の中では第３速段にて回生制動中に回生制動トルクが異常と判断され第４速段へアップしている。このようにすることにより、車両の走行安定性を確保するようにしている。
【０１３０】
なお、高速側へ変速比を変更する（高速段側へアップシフトをする）ときに、例えば、回生制動トルクが目標に対して大きくずれているときは、大きく（２段以上）変更しても良く、また、回生制動トルクが目標に対して大きくずれていない場合には近い所へ（１段アップ）変速を行うようにするとよい。
【０１３１】
なお、アップシフトしてもなお異常状態が解消しないときは、図１６（ａ）、（ｂ）のように、全体の回生制動トルクを減らすように制御する。
【０１３２】
なお、ここでいう「変速機」は変速段の付いた有段自動変速機に限らず、プーリ径の幅を変更することにより変速が可能な無段変速機にも対応ができる。
【０１３３】
次に第６の実施形態について説明する。
【０１３４】
第６の実施形態は、第３実施形態における「車輪がスリップをしているか否かを検出する手段を備え、該車輪がスリップしていると判断されたとき」の他の実施形態に相当する。
【０１３５】
第３の実施形態では車輪がスリップしていると判断されたときに「前輪と後輪の回生制動トルクの分担率を変更する」ように制御をしていたが、第６の実施形態では、第５の実施形態と同様に、「変速機の変速比を高速側へ移動させる」ようにする。
【０１３６】
このようにして、第６の実施形態でも回生制動のトルクを減少することにより、車両の走行安定性を確保し、車輪がスリップやロックしてしまうことを防ぐようにしている。
【０１３７】
次に第７の実施形態について説明する。
【０１３８】
第７の実施形態は、第３、６実施形態における「車輪がスリップをしているか否かを検出する手段を備え、該車輪がスリップしていると判断されたとき」のさらに他の実施形態に相当するものである。
【０１３９】
第３の実施形態では、車輪がスリップしていると判断されたときに「前輪と後輪の回生制動トルクの分担率を変更する」ように制御をし、第６の実施形態では、「変速機の変速比を高速側へ移動させる」ように制御しているが、第７の実施形態では、「バッテリ以外の駆動源のトルクを増加させ、回生制動トルクを減少させる」ようにする。ここでいう「バッテリ以外の駆動源」とは、この実施形態では具体的にはエンジンである。「（エンジンの）トルクを増加させる」方法の一例としてスロットル弁を開ける方法がある。
【０１４０】
その具体的な制御例を図１６に示す。
【０１４１】
図１６は横軸に時間ｔ、縦軸に回生制動トルクとスロットル開度を示したものである。
【０１４２】
図１６では、車輪が「スリップしている」と判定されたときに、スロットル開度を開けている。
【０１４３】
エンジントルクを上昇させると、それまでいわゆるエンジンブレーキの発生要因として車輪を制動する側に機能していたエンジンを、車輪を駆動する側に機能させることができ、スリップを早期に解消することができる。この制御はこれまで述べてきた実施形態と併合して実施することができる。エンジントルクの上昇と共に、積極的に回生制動トルク自体の減少も併用したときは、先に応答性を早めることができる。なお、エンジンのトルクアップは、スリップの恐れがなくなるまで、例えぱ車速が所定値以外になるまで、あるいは停止するまで、もしくはフットブレーキが解除されたときまで行われるものとする。
【０１４４】
なお、第５実施形態に説明した「回生制動が正常に実施されていると判断されない」ときにも、モータジェネレータ以外の駆動源（エンジン）のトルクを増加させ回生制動トルクを減少させることにより車輪のスリップを防ぐことができる。なお、具体的な図示例としては、図１６の「スリップ判定」を「回生制動異常判定」に置き換えることにより足りる。
【０１４５】
次に第８の実施形態について説明する。
【０１４６】
第８の実施形態は、変速機がロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有するものであった場合に、第２実施形態と第５実施形態における「回生制動が正常に実施されているか否かを判断する手段を備え、該回生制動が正常に実施されていると判断されないとき」のときの他の実施形態に相当する。
【０１４７】
第２の実施形態では、「前輪と後輪の回生制動トルクの分担率を変更する」ように制御をし、第５の実施形態では、「変速機の変速比を高速側へ移動させる」ように制御しているが、第８の実施形態では、「トルクコンバータのロックアップクラッチを半係合又は非係合にする」ようにしている。
【０１４８】
回生制動トルクが「異常である」と判定されたときに、ロックアップクラッチ３１２を半係合又は非係合にすることにより、エンジン３１０の引摺り（エンジンブレーキ）を低減でき、且つ第２のモータジェネレータ３１０と車輪との相対回転を許容できる状態になるので車輪に加わる回生制動トルクが弱まり、車輪のスリップを防ぐことができる。
【０１４９】
最後に第９の実施形態について説明する。
【０１５０】
第９の実施形態は、変速機がロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有するものであった場合に、第３、６、７の実施形態における「車輪がスリップをしているか否かを検出する手段を備え、該車輪がスリップしていると判断されたとき」の他の実施形態に相当するものである。
【０１５１】
第９の実施形態では、車輪がスリップしていると判断された際には、第８の実施形態同様、「トルクコンバータのロックアップクラッチを半係合又は非係合にする」ようにしている。効果としては、第８の実施形態同様、トルクコンバータによる車輪と、エンジン３０１及び第２のモータジェネレータ３１０とが相対回転できるようになるため、車輪に加わる回生制動トルクが弱まり、車輪のスリップを防ぐことができる。
【０１５２】
最後に、本実施形態の代表的な制御を図１〜図５のフローチャートに基づいて説明する。
【０１５３】
図１は前述の第１実施形態を実施するための制御フローである。
【０１５４】
図１において、ステップ５１０にて各種入力信号の処理を行う。ステップ５２０では、車両がコースト走行中で、且つ回生制動中か否かを判断する。回生制動中であると判断された場合にはステップ５３０へ進み回生制動トルクを検出する。これは第２のモータジェネレータ３１０によってリアルタイムで発生される電力等から演算によって検出すればよい。ステップ５４０では、リアルタイムで検出される回生制動トルクに応じ、図１２の特性に従って前輪回生制動トルク（及び後輪回生制動トルク）の分担率を計算（算出）する。その算出された値に従って回生制動トルクの分担率を変更し、リターンする。このようにすることで、非常に効率よく制動エネルギーを回収でき、路面状況が悪い場合でも車輪のスリップなどから防ぐことができる。
【０１５５】
図２は前述の第２実施形態と第３実施形態を実施するための制御フローをである。
【０１５６】
図２におけるステップ６１０、６２０は、図１のステップ５１０、５２０と同様であるので説明を省略する。ステップ６３０では、所定の条件が成立したか否かを判断する。ここでいう「所定の条件」とは、第３実施形態に係る制御フローの場合は「後輪がスリップしている」、第２実施形態に係る制御フローの場合は「回生制動に異常を生じている」である。
【０１５７】
なお、回生制動の異常の判断方法及びスリップの検出手段は前述したとおりである。
【０１５８】
次に、この所定の条件が成立された場合にはステップ６４０へ進み、前後輪の回生制動トルクの分担率を変更する。具体的には、異常と検出された場合には、前輪分担率を最大（前：後＝５０：５０）とし、スリップしていると検出された場合にはスリップ量に応じた値（スリップ大程前輪分担率大）とする。
【０１５９】
また、スリップがなお解消しないなど車両の走行状態が更なる前輪分担率の増大を要求しているにもかかわらず、前輪の分担率が既に限界の５０％に達しているときは全体（前後輪）の回生制動トルクを減少させ（ステップ６５０、６６０：第４実施形態）、ステップ６３０にて所定の条件の成立がない場合には、そのまま回生制動を継続する。また、ステップ６２０にてコースト走行をしていない場合にはリターンする。
【０１６０】
図３のステップ７００〜７３０は、図２におけるステップ６００〜６３０と同様であるので説明を省略する。
【０１６１】
ステップ７３０にて、前述と同様に後輪がスリップしている場合、もしくは回生制動に異常を生じている場合のどちらかの条件が成立したと判断された後に、ステップ７４０にて変速機の変速比を高速側へ変更するようにする（第５、第６実施形態）。このようにすることで、第２のモータジェネレータ３１０と車輪の回転比が変わり、タイヤに加わる回生制動トルクが弱まり、その結果、後輪のスリップを抑制でき、車両の走行安定性が向上する。
【０１６２】
なお、高速側へ変更するときに、回生制動トルクが目標に対して大きくずれているときは、大きく（変速段がある場合には２段以上）変更しても良く、回生制動トルクが目標に対して大きくずれていない場合には近い所へ変速を行うようにする。
【０１６３】
なお、ステップ７４０の変速比操作によってもなおスリップが解消しないときはこの後に前端の回生制動トルクを低減するステップを配置してもよい。
【０１６４】
図４の制御フローは、ステップ８３０にて後輪がスリップしているか否かを検出し、スリップしていた場合にはステップ８４０へ進む。ステップ８４０では、エンジン３０１のトルクを増加させる（第７実施形態）。その後、回生制動トルクを減少させ、フットブレーキがオンとされたか否かを判断する（ステップ８５０、８６０）。フットブレーキがオンであることが検出された場合には、ステップ８７０へ進み車速が所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以下かどうかを判断する。車速が所定値以下であったならばステップ８８０へ進みトルクの増加を中止するようにする。なお、ステップ８７０で車速が所定値以下ではなかったらステップ８４０へ戻るようにする。
【０１６５】
これにより、タイヤのスリップを早期に解消でき、車両の走行安定性が向上する。
【０１６６】
図５は、ステップ９３０にて前述同様所定の条件が成立された場合には、ステップ９４０へ進み変速機のロックアップクラッチ１２４を半係合又は非係合状態にして車両が不安定な状態になることを防止するようにする（第８、９の実施形態）。
【０１６７】
【発明の効果】
本発明によれば、（いずれの請求項の発明によっても）スリップのない安定な状態を確保し、且つ、回生エネルギをできるだけ高く維持させることができるようになるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の制御例を表すフローチャート
【図２】本発明の第２〜４実施形態の制御例を表すフローチャート
【図３】本発明の第５、６実施形態の制御例を表すフローチャート
【図４】本発明の第７実施形態の制御例を表すフローチャート
【図５】本本発明の第８、９実施形態の制御例を表すフローチャート
【図６】各実施形態を実現するための全体のシステム構成を表す図
【図７】同じく車両のエンジン駆動装置のシステム構成図
【図８】同じくＥＣＵ（電子制御装置）に対する入出力信号の関係を示す図
【図９】同じく車両の自動変速機の概略を示すスケルトン図
【図１０】同じくセンターデファレンシャルのロックを示すスケルトン図
【図１１】回生制動トルクと車速の関係を表した図
【図１２】ＭＧ全体の回生制動トルクと前輪と後輪の回生力分配率の特性を表す特性図
【図１３】後輪スリップ率と前輪と後輪の回生力分配率の特性を表す特性図
【図１４】時間軸に沿ってセンターデファレンシャルのクラッチの油圧値と回生制動トルクを示した図
【図１５】時間軸に沿って変速段信号と回生制動トルクを示した図
【図１６】時間軸に沿ってスロットル開度と回生制動トルクを示した図
【符号の説明】
４…インバータ
５…バッテリ
４２…シフトポジションセンサ
１２４…ロックアップクラッチ
３０１…エンジン
３０２…フロントペラシャフト
３０３…第１のモータジェネレータ
３０４…フロントデフ
３０６…トランスファ
３０８…リアペラシャフト
３１０…第２のモータジェネレータ
３１２…トルクコンバータ
３３０…自動変速機
４００…センターデフクラッチ
Ｒ１…歯車変速機部

Claims

車両の制動を行うときに車両の運動エネルギを他のエネルギに変換することで回生制動可能に構成された車両の回生制動制御装置において、
同じ発電機からの回生制動トルクがトランスファ装置により前記車両の前輪と後輪の両方に分配されるようにすると共に、
前記回生制動が行われている際に、発生している回生制動トルクを検出する手段と、
該回生制動トルクの前輪と後輪の分担率を変更する手段と、を備え、
前記回生制動トルクが大きいとき程前記前輪の回生制動トルクの分担率を上げるように制御する
ことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
請求項１において、さらに、前輪と後輪の回生制動における分担率が所定の変更上限値を超えたか否かを検出する手段を備え、
前記分担率が該変更上限値を超えた場合は、回生制動トルクを減らす
ことを特徴とする車両の回生制動制御装置。