JP3978899B2 - 車両用回生制動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ・ジェネレータを変速機を介して車輪に連結し、モータ・ジェネレータにより車輪の回生制動をおこなう車両用回生制動装置、特に燃料の燃焼によって作動するエンジンとモータ・ジェネレータとを車両走行時の動力源とするハイブリッド車両における車両用回生制動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料の燃焼によって作動するエンジンとモータ・ジェネレータとを車両走行時の動力源として備えるとともに、これら動力源と駆動輪との間に変速比を変更可能な自動変速機を配設したハイブリッド車がいろいろと開示されている。この様なハイブリッド車両においては、車両の運動エネルギでモータ・ジェネレータが回転駆動されることにより、発電力に応じた所定の回生制動トルクを車両に作用させることが可能である。
【0003】
この様なハイブリッド車両においてモータ・ジェネレータによる回生制動時に有段の自動変速機の変速段が変更されると、エンジンの回転抵抗によるエンジンブレーキ力のみならず回生制動力も減速比の増減により増減され、車両全体の制動力が急変してショックが生じる。そこで、特開平10−73161号公報では回生制動時には自動変速機の変速を禁止することが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の装置によれば、回生制動を実施している間の変速が禁止され上記のような問題は解消される。
ところが、エンジンが駆動状態から被駆動状態へ変わり回生制動を加える(かける)時、あるいは、逆にエンジンが被駆動状態から駆動状態へ変わり回生制動トルクを解除する(抜く)時にも制動力の付加あるいは除去がおこなわれるのでショックが発生するが、上記公報の装置ではこれらのショックを解消することはできない。
本発明は上記問題に鑑み、回生制動トルクを加える時と、解除する時のショックを防止することのできる車両用回生制動装置を提供することを目的とする。
また、変速機の変速モードが通常モードとスポーティな走行に適したスポーツモードを選択できるようにされている場合には、スポーツモードが選択された時に、回生制動トルクの増減の速度を変えないとスポーティな走行感が損われるという問題もある。
そこで、変速モードによって回生制動トルクの増減の速度を変えることのできる車両用回生制動装置を提供することも本発明の目的である。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば、モータ・ジェネレータを変速機を介して車輪に連結し、モータ・ジェネレータにより車輪の回生制動をおこなう車両用回生制動装置において、上記モータ・ジェネレータによって加えられる回生制動トルクの変化速度を変更する変化速度変更手段を具備し、該変化速度変更手段は上記モータ・ジェネレータが回生制動トルクを加える際に変速機の減速比が大きいほど回生制動トルクの増加速度を小さくした車両用回生制動装置が提供される。
この様に構成された車両用回生制動装置では、回生制動トルクを加える際に変速機の減速比が大きいほど回生制動トルクの増加速度が小さくされ、大きな減速比で回生制動トルクを加える時のショックが防止される。
【0006】
請求項2の発明によれば、モータ・ジェネレータを変速機を介して車輪に連結し、モータ・ジェネレータにより車輪の回生制動をおこなう車両用回生制動装置において、上記モータ・ジェネレータによって加えられる回生制動トルクの変化速度を変更する変化速度変更手段を具備し、該変化速度変更手段は上記モータ・ジェネレータが回生制動トルクを解除する際に変速機の減速比が大きいほど回生制動トルクの減少速度を小さくした車両用回生制動装置が提供される。
この様に構成された車両用回生制動装置では、回生制動トルクを解除する際に変速機の減速比が大きいほど回生制動トルクの増加速度が小さくされ、大きな減速比で回生制動トルクを解除する時のショックが防止される。
【0007】
請求項3の発明によれば、モータ・ジェネレータを変速機を介して車輪に連結し、モータ・ジェネレータにより車輪の回生制動をおこなう車両用回生制動装置において、上記モータ・ジェネレータによって加えられる回生制動トルクの変化速度を変更する変化速度変更手段を具備し、該変化速度変更手段は上記モータ・ジェネレータが回生制動トルクを加える際に変速機の減速比に応じて回生制動トルクの変化速度を変更するようにした車両用回生制動装置が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図を参照してより具体的に説明する。図2は、この発明を適用したハイブリッド車のシステム構成を示すブロック図である。車両の動力源であるエンジン1としては、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはLPGエンジンまたはガスタービンエンジン等の内燃機関が用いられる。この実施例のエンジン1は、燃料噴射装置および吸排気装置ならびに点火装置等を備えた公知の構造のものである。
【0010】
また、エンジン1の吸気管には電子スロットルバルブ1Bが設けられており、電子スロットルバルブ1Bの開度が電気的に制御されるように構成されている。エンジン1から出力されるトルクの一方の伝達経路には、トルクコンバータ2およびモータ・ジェネレータ3ならびに歯車変速機構4が配置されている。具体的には、エンジン1とトルクコンバータ2との間にモータ・ジェネレータ3が配置され、歯車変速機構4の入力側にトルクコンバータ2が接続されている。言い換えれば、エンジン1とモータ・ジェネレータ3とトルクコンバータ2と歯車変速機構4とが直列に配置されている。さらに、エンジン1から出力されるトルクの他方の伝達経路には、駆動装置5を介して別のモータ・ジェネレータ6が配置されている。モータ・ジェネレータ3、6としては、例えば交流同期型のものが適用される。
【0011】
まず、一方のトルク伝達経路の構成について具体的に説明する。図3はトルクコンバータ2および歯車変速機構4の構成を示すスケルトン図である。このトルクコンバータ2および歯車変速機構4を内蔵したケーシングの内部には、作動油としてオートマチック・トランスミッション・フルードが封入されている。
【0012】
トルクコンバータ2は、駆動側部材のトルクを流体により従動側部材に伝達するものである。このトルクコンバータ2は、ポンプインペラ7に一体化させたフロントカバー8と、タービンランナ9を一体に取付けたハブ10と、ロックアップクラッチ11とを有している。そして、ポンプインペラ7のトルクが流体によりタービンランナ9に伝達される。また、ロックアップクラッチ11は、フロントカバー8とハブ10とを選択的に係合・解放するためのものである。なお、ロックアップクラッチ11を所定の係合圧で滑らせるスリップ制御をおこなうことも可能である。
【0013】
フロントカバー8はエンジン1のクランクシャフト12に連結されている。このクランクシャフト12の外周に、モータ・ジェネレータ3のロータ(図示せず)が接続されている。また、ポンプインペラ7およびタービンランナ9の内周側には、ステータ13が設けられている。このステータ13は、ポンプインペラ7からタービンランナ9に伝達されるトルクを増大するためのものである。さらに、ハブ10には入力軸14が接続されている。したがって、エンジン1のクランクシャフト12からトルクが出力されると、このトルクはトルクコンバータ2またはロックアップクラッチ11を介して入力軸14に伝達される。また、エンジン1のトルクをモータ・ジェネレータ3に入力する制御と、モータ・ジェネレータ3のトルクをクランクシャフト12に伝達する制御とをおこなうことも可能である。
【0014】
前記歯車変速機構4は、副変速部15および主変速部16から構成されている。副変速部15は、オーバドライブ用の遊星歯車機構17を備えており、遊星歯車機構17のキャリヤ18に対して入力軸14が連結されている。この遊星歯車機構17を構成するキャリヤ18とサンギヤ19との間には、多板クラッチ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19がキャリヤ18に対して相対的に正回転、つまり、入力軸14の回転方向に回転した場合に係合するようになっている。そして、副変速部15の出力要素であるリングギヤ20が、主変速部16の入力要素である中間軸21に接続されている。また、サンギヤ19の回転を選択的に止める多板ブレーキB0が設けられている。
【0015】
したがって、副変速部15は、多板クラッチC0もしくは一方向クラッチF0が係合した状態で遊星歯車機構17の全体が一体となって回転する。このため、中間軸21が入力軸14と同速度で回転し、低速段となる。また、ブレーキB0を係合させてサンギヤ19の回転を止めた状態では、リングギヤ20が入力軸14に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【0016】
他方、主変速部16は、三組の遊星歯車機構22、23、24を備えており、三組の遊星歯車機構22、23、24を構成する回転要素が、以下のように連結されている。すなわち、第1遊星歯車機構22のサンギヤ25と、第2遊星歯車機構23のサンギヤ26とが互いに一体的に連結されている。また、第1遊星歯車機構22のリングギヤ27と、第2遊星歯車機構23のキャリヤ29と、第3遊星歯車機構24のキャリヤ31とが連結されている。さらに、キャリヤ31に出力軸32が連結されている。この出力軸32はトルク伝達装置(図示せず)を介して車輪32Aに接続されている。さらにまた、第2遊星歯車機構23のリングギヤ33が、第3遊星歯車機構24のサンギヤ34に連結されている。
【0017】
この主変速部16の歯車列においては、後進側の1つの変速段と、前進側の4つの変速段とを設定することができる。このような変速段を設定するための摩擦係合装置、つまりクラッチおよびブレーキが、以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、リングギヤ33およびサンギヤ34と、中間軸21との間に第1クラッチC1が設けられている。また、互いに連結されたサンギヤ25およびサンギヤ26と、中間軸21との間に第2クラッチC2が設けられている。
【0018】
つぎにブレーキについて述べると、第1ブレーキB1はハンドブレーキであって、第1遊星歯車機構22のサンギヤ25、および第2遊星歯車機構23のサンギヤ26の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ25、26とケーシング35との間には、第1一方向クラッチF1と、多板ブレーキである第2ブレーキB2とが直列に配列されている。第1一方向クラッチF1はサンギヤ25、26が逆回転、つまり入力軸14の回転方向とは反対方向に回転しようとする際に係合するようになっている。
【0019】
また、第1遊星歯車機構22のキャリヤ37とケーシング35との間に、多板ブレーキである第3ブレーキB3が設けられている。そして第3遊星歯車機構24はリングギヤ38を備えており、リングギヤ38の回転を止めるブレーキとして、多板ブレーキである第4ブレーキB4と、第2一方向クラッチF2とが設けられている。第4ブレーキB4および第2一方向クラッチF2は、ケーシング35とリングギヤ38との間に相互に並列に配置されている。なお、この第2一方向クラッチF2はリングギヤ38が逆回転しようとする際に係合するように構成されている。さらに、歯車変速機構4の入力回転数を検出する入力回転数センサ(タービン回転数センサ)4Aと、歯車変速機構4の出力軸32の回転数を検出する出力回転数センサ(車速センサ)4Bとが設けられている。
【0020】
上記のように構成された歯車変速機構4においては、各クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を、図4の動作図表に示すように係合・解放することにより、前進5段・後進1段の変速段を設定することができる。なお、図4において○印は摩擦係合装置が係合することを示し、◎印は、エンジンブレーキ時に摩擦係合装置が係合することを示し、△印は摩擦係合装置が係合・解放のいずれでもよいこと、言い換えれば、摩擦係合装置が係合されてもトルクの伝達には無関係であることを示し、空欄は摩擦係合装置が解放されることを示している。
【0021】
また、この実施例では、シフトレバー4Cのマニュアル操作により、図5に示すような各種のシフトレバーポジションを設定することが可能である。すなわち、P(パーキング)ポジション、R(リバース)ポジション、N(ニュートラル)ポジション、D(ドライブ)ポジション、4ポジション、3ポジション、2ポジション、L(ロー)ポジションの各ポジションを設定可能になっている。ここで、Dポジション、4ポジション、3ポジション、2ポジション、Lポジションが前進ポジションである。そして、Dポジション、4ポジション、3ポジション、2ポジションが設定されている状態においては、複数の変速段同士の間で変速可能である。これに対して、Lポジション、または後進ポジションであるRポジションが設定されている状態においては、単一の変速段に固定される。
【0022】
また、図2に示された油圧制御装置39により、歯車変速機構4における変速段の設定または切り換え制御、ロックアップクラッチ11の係合・解放やスリップ制御、油圧回路のライン圧の制御、摩擦係合装置の係合圧の制御などがおこなわれる。この油圧制御装置39は電気的に制御されるもので、歯車変速機構4の変速を実行するための第1ないし第3のシフトソレノイドバルブS1、〜S3と、エンジンブレーキ状態を制御するための第4ソレノイドバルブS4とを備えている。
【0023】
さらに、油圧制御装置39は、油圧回路のライン圧を制御するためのリニアソレノイドバルブSLTと、歯車変速機構4の変速過渡時におけるアキュームレータ背圧を制御するためのリニアソレノイドバルブSLNと、ロックアップクラッチ11や所定の摩擦係合装置の係合圧を制御するためのリニアソレノイドバルブSLUとを備えている。
【0024】
図6は、モータ・ジェネレータ3およびモータ・ジェネレータ6の制御系統を示すブロック図である。
モータ・ジェネレータ3は入力軸14に接続されており、このモータ・ジェネレータ3は、機械エネルギを電気エネルギに変換する回生機能と、電気エネルギを機械エネルギに変換する機能とを備えている。言い換えれば、モータ・ジェネレータ3は、発電機または電動機として機能することが可能である。
【0025】
すなわち、モータ・ジェネレータ3は、クランクシャフト12から入力されるトルクにより発電をおこない、その電気エネルギをインバータ40を介してバッテリ41に充電することが可能に構成されている。また、モータ・ジェネレータ3から出力されたトルクをクランクシャフト12に伝達して、エンジン1から出力されたトルクを補助することも可能である。さらにまた、インバータ40およびバッテリ41にはコントローラ42が接続されている。このコントローラ42は、バッテリ41からモータ・ジェネレータ3に供給される電流値と、モータ・ジェネレータ3により発電される電流値とを検出する機能を備えている。また、コントローラ42は、モータ・ジェネレータ3の回転数を制御する機能と、バッテリ41の充電状態(SOC:state of charge )を検出および制御する機能と、モータ・ジェネレータ3のフェール状態や温度を検出する機能とを備えている。
【0026】
続いて、モータ・ジェネレータ6の制御系統について説明する。
駆動装置5は減速装置43を備えており、この減速装置43がエンジン1およびモータ・ジェネレータ6に接続されている。減速装置43は、同心状に配置されたリングギヤ44およびサンギヤ45と、このリングギヤ44およびサンギヤ45に噛み合わされた複数のピニオンギヤ46とを備えている。この複数のピニオンギヤ46はキャリヤ47により保持されており、キャリヤ47には回転軸48が連結されている。また、エンジン1のクランクシャフト12と同心状に回転軸49が設けられており、回転軸12とクランクシャフト12とを接続・遮断するクラッチ50が設けられている。そして、回転軸49と回転軸48との間で相互にトルクを伝達するチェーン51が設けられている。なお、回転軸48には、チェーン48Aを介してエアコンプレッサなどの補機48Bが接続されている。
【0027】
また、モータ・ジェネレータ6は回転軸52を備えており、回転軸52に前記サンギヤ45が取り付けられている。また、駆動装置5のハウジング53には、リングギヤ44の回転を止めるブレーキ53が設けられている。さらに、回転軸52の周囲には一方向クラッチ54が配置されており、一方向クラッチ54の内輪が回転軸52に連結され、一方向クラッチ54の外輪がリングギヤ44に連結されている。上記構成の減速装置43により、エンジン1とモータ・ジェネレータ6との間のトルク伝達、または減速がおこなわれる。そして、一方向クラッチ54はエンジン1から出力されたトルクがモータ・ジェネレータ6に伝達される場合に係合する構成になっている。
【0028】
上記モータ・ジェネレータ6は、機械エネルギを電気エネルギに変換する回生機能と、電気エネルギを機械エネルギに変換する力行機能とを備えている。言い換えれば、モータ・ジェネレータ6は、発電機または電動機として機能することが可能である。具体的には、エンジン1を始動させるスタータとしての機能と、発電機(オルタネータ)としての機能と、エンジン1の停止時に補機48Bを駆動する機能とを兼備している。
【0029】
そして、モータ・ジェネレータ6をスタータとして機能させる場合は、クラッチ50およびブレーキ53が係合され、一方向クラッチ54が解放される。また、モータ・ジェネレータ6をオルタネータとして機能させる場合は、クラッチ50および一方向クラッチ54が係合され、ブレーキ53が解放される。さらに、モータ・ジェネレータ6により補機48Bを駆動させる場合は、ブレーキ53が係合され、クラッチ50および一方向クラッチ54が解放される。
【0030】
すなわち、エンジン1から出力されたトルクをモータ・ジェネレータ6に入力して発電をおこない、その電気エネルギをインバータ55を介してバッテリ56に充電することが可能である。また、モータ・ジェネレータ6から出力されるトルクを、エンジン1または補機48Bに伝達することが可能である。さらに、インバータ55およびバッテリ56にはコントローラ57が接続されている。このコントローラ57は、バッテリ56からモータ・ジェネレータ6に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ6により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ57は、モータ・ジェネレータ6の回転数を制御する機能と、バッテリ56の充電状態(SOC:state of charge )を検出および制御する機能とを備えている。
【0031】
この実施の形態における自動変速機は、通常のノーマルモードの他にスポーツモードを選択することができる。
図7に示されるのはこのスポーツモードを選択するためのスポーツモードスィッチ69であって、ドライバが操作し易い場所に設置されていて、例えば、押し込んだ時にONになるようにされている。
【0032】
一方、図8の(A)に示すようにステアリングホイールの表と裏に片方の手で操作できるダウンシフト用のダウンスィッチ70aとアップシフト用のアップスィッチ70bが設けられている。前記スポーツモードスィッチ69をONにした状態でこのダウンスィッチとアップスィッチを操作することにより図8の(B)に示すようにDからLの各レンジに1段づつ切り換えることができ、より手動変速機に近いスポーティな走行が可能となる。そして、各レンジで使用可能なギヤ段は以下の通りである。
Dレンジ:1st、2nd、3rd、4th、5th
4レンジ:1st、2nd、3rd、4th
3レンジ:1st、2nd、3rd
2レンジ:1st、2nd
Lレンジ:1st
【0033】
図9は、図2および図6に示されたシステムの制御回路を示すブロック図である。電子制御装置(ECU)58は、中央演算処理装置(CPU)および記憶装置(RAM、ROM)ならびに入力・出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【0034】
この電子制御装置58には、トルクコンバータ2のタービン回転数センサ4Aの信号、車速センサ4Bの信号、バッテリ41、56の充電状態SOCを示す信号を含むMGコントローラ42、57からの信号、エンジン回転数センサ59の信号、エンジン水温センサ60の信号、イグニッションスイッチ61の信号、クランクシャフト12の回転位置を検出するクランク位置センサ62の信号、オートマチック・トランスミッション・フルードの温度を検出する油温センサ63の信号、シフトレバー4Cの操作位置を検出するシフトポジションセンサ64の信号、運転者の停車意図を検出するサイドブレーキスイッチ65の信号、運転者の減速意図または制動意図を検出するフットブレーキスイッチ66の信号、車両加速度センサ67の信号、アクセルペダル1Aの踏み込み量を示すアクセル開度センサ68の信号、スポーツモードスィッチ69の信号、ステアリングホイールに設けられたダウンシフトスイッチ70a、アップシフトスイッチ70b、後述する減速力設定スィッチ71の信号、その他、排気管(図示せず)の途中に設けられた触媒温度センサ72の信号、ヘッドライトスィッチ73、エアコンスィッチ74、デフォッガスィッチ75の信号等が入力される。
【0035】
この電子制御装置58からは、自動変速機の歯車変速機構4の油圧制御装置39を制御する信号、MGコントローラ42、57を制御する信号、モータ・ジェネレータ6の駆動装置5のクラッチ50およびブレーキ53を制御する信号、エンジン1の点火装置80を制御する信号、エンジン1の燃料噴射装置81を制御する信号、エンジン1を自動停止した時に車両を停止させるABSアクチュエータ82を制御する信号、エンジン1で駆動していることを示すエンジン駆動インジケータ83への制御信号、モータ・ジェネレータ3で駆動していることを示すMG駆動インジケータ84への制御信号、スポーツモードの選択を表示するインジケータ85の制御信号などが出力されている。
このようにして、電子制御装置58に入力される各種の信号に基づいて、エンジン1の動作およびモータ・ジェネレータ3、6の動作ならびに歯車変速機構4の動作が制御される。具体的には、エンジン1の始動・停止、または出力の制御は、シフトポジションセンサ64の信号、イグニッションスイッチ61の信号、アクセル開度センサ68の信号、モータ・ジェネレータ3、6によるバッテリ41の充電量を示す信号などに基づいておこなわれる。
【0036】
ここで、電子制御装置58による歯車変速機構4および油圧制御装置39ならびにロックアップクラッチ11の制御内容を具体的に説明する。電子制御装置58には、歯車変速機構4の変速比を制御する変速線図(変速マップ)が記憶されている。この変速線図には、車両の走行状態、例えばアクセル開度と車速とをパラメータとして、所定の変速段から他の変速段に変速(アップシフトまたはダウンシフト)するための変速点が設定されている。
【0037】
そして、この変速線図に基づいて変速判断がおこなわれ、この変速判断が成立した場合は、電子制御装置58から制御信号が出力され、この制御信号が油圧制御装置39に入力される。その結果、所定のソレノイドバルブが動作し、所定の摩擦係合装置に作用する油圧が変化して、摩擦係合装置の係合・解放がおこなわれて変速が実行される。ここで、エンジントルクは、スロットル開度およびエンジン回転数をパラメータとしてマップ化され、そのマップが電子制御装置58に記憶されている。そして、変速を実行する摩擦係合装置の係合・解放のタイミング、および摩擦係合装置に作用する油圧が、エンジントルクに基づいて制御される。このように、歯車変速機構4および油圧制御装置39により、いわゆる有段式の自動変速機が構成されている。
【0038】
前記ロックアップクラッチ11は、アクセル開度、車速、変速段などの条件に基づいて制御される。このため、電子制御装置58には、ロックアップクラッチ11の動作を制御するロックアップクラッチ制御マップが記憶されている。このロックアップクラッチ制御マップには、アクセル開度および車速をパラメータとして、ロックアップクラッチ11を係合または解放する領域、もしくはスリップ制御(中間状態)する領域が設定されている。また、シフトレバー4CがDポジションまたは4ポジションに設定され、かつ、歯車変速機構4で所定の高速段が設定されている場合に、ロックアップクラッチ11を係合もしくはスリップさせる制御がおこなわれる。さらに、ロックアップクラッチ11の係合中に、歯車変速機構4の変速がおこなわれる場合は、変速時にロックアップクラッチ11を解放させる制御もおこなわれる。
【0039】
上記ハイブリッド車の制御内容を簡単に説明する。イグニッションスイッチ61がスタート位置に操作されると、モータ・ジェネレータ6のトルクが駆動装置5を介してエンジン1に伝達され、エンジン1が始動される。そして、エンジン水温が所定値以上になり、かつ、補機48Bの駆動が不要であり、かつ、バッテリ41、56の充電が不要な場合は、所定時間後にエンジン1が自動的に停止される。
【0040】
そして、アクセルペダル1Aが踏み込まれると、モータ・ジェネレータ3のトルクがトルクコンバータ2を介して歯車変速機構4に伝達され、車両が発進する。車両の発進時および低速走行時のように、エンジン効率が低い領域においては、燃料噴射をおこなわず、モータ・ジェネレータ3の出力のみにより車両が走行する。また通常走行時には、自動的にエンジン1が始動され、エンジン出力により車両が走行する。高負荷走行時には、エンジン1の出力およびモータ・ジェネレータ3の出力により車両が走行することが可能である。
【0041】
車両の走行に必要なパワーは、アクセル開度および車速に基づいて演算される。そして、予め電子制御装置58に記憶されている最適燃費線に基づいてエンジン回転数が演算される。さらに、電子スロットルバルブ1Bの開度制御をおこなうとともに、歯車変速機構4の変速比に基づいてモータ・ジェネレータ3の回転数を求め、エンジン回転数を制御する。これと同時に、必要な駆動力に対して、モータ・ジェネレータ3が分担するトルクが演算される。
【0042】
車両の減速時または制動時には、車輪32Aから入力されたトルクが歯車変速機構4およびトルクコンバータ2を介してクランクシャフト12に伝達される。すると、このトルクによりモータ・ジェネレータ3が発電機として機能し、回収した電気エネルギをバッテリ41に充電する。また、バッテリ41、56は、充電量が所定の範囲になるように制御されており、充電量が少なくなった場合は、エンジン出力を増大させ、その一部をモータ・ジェネレータ3またはモータ・ジェネレータ6に伝達して発電させる。なお、車両の停止時には自動的にエンジン1が停止される。
そして、モータ・ジェネレータ3が発電機として機能するときに回生制動トルクを発生して車両の車輪に制動力があたえられるのである。
【0043】
上記のように構成され作動する本発明の実施の形態の制御を図1のフローチャートに基づいて説明する。
先ずステップ20で電子制御装置58に入力された各種入力信号の処理をおこなった後、ステップ30においてシフトセレクタ4Cが前進ポジション(D、4、3、2、L)にあるかどうかの判定がおこなわれるが、これはモータ・ジェネレータ3の回生力により減速力を付加するのは前進走行中のみに限定されているためだからである。したがって、否定判定された場合は何もせずにステップ130に飛びリターンする。
【0044】
ステップ30で肯定判定された場合はステップ40に進んで駆動から被駆動へ、あるいは、被駆動から駆動へ、変化したかどうかが判定される。具体的にはエンジン回転数NEとタービン回転数NTを比較し、NE>NTからNE<NTに変わった場合に駆動状態から被駆動状態に変化したものと判定し、逆にNE<NTからNE>NTに変わった場合に被駆動状態から駆動状態に変わったものと判定する。
【0045】
ステップ40で否定判定された場合、すなわち駆動状態が変化しない場合はステップ50に進み駆動状態であるかどうかが判定される。
ステップ50で肯定判定された場合は駆動状態であるのでステップ60に進み回生制動しない指令を発してステップ130に進みリターンする。逆に否定判定された場合は被駆動状態であるのでステップ70に進み回生制動を継続する指示をしてステップ130に進みリターンするが、この場合の回生制動トルクは以下で説明する。ステップ90、ステップ110で決定された値に基づく。
【0046】
ステップ40で肯定判定された場合、すなわち駆動状態から被駆動状態に、あるいは、被駆動状態から駆動状態に変化した場合にはステップ80に進み、スポーツモードが選択されているかどうかを判定する。これはスポーツモードスィッチがONにされているかどうかにより判定する。
ステップ80で肯定判定された場合すなわちスポーツモードが選択されている場合はステップ90に進み各ギヤ段のスポーツモードでの回生方法を決定し、決定された方法によってステップ100で回生制動トルクを増加または減少してから、ステップ130に進んでリターンする。
一方、ステップ80で否定判定された場合すなわちスポーツモードが選択されていない通常のモードの場合はステップ110に進み各ギヤ段の通常モードでの回生方法を決定し、決定された方法によってステップ120で回生制動トルクを増加または減少してから、ステップ130に進んでリターンする。
【0047】
以下、上記においておこなわれる回生について説明する。基本的な考え方は、フットブレーキの踏み込みの有無、量に関係なく、各ギヤ段で常に一定の減速度が加わるように一定量の回生制動をモータ・ジェネレータ3でかける。またエンジン1が作動している場合にはエンジンブレーキ力に付け加える形で回生制動をおこなう。
【0048】
例えば、図3に示したようなギヤトレーンの場合、デフ比にもよるが5速、4速、3速でのエンジンブレーキ力が不足するので、5速、4速、3速においてはエンジンブレーキ力に付け加える形でモータ・ジェネレータ3の回生制動を実施し、2速以下では実施しない。図10は車速に対する回生トルクを示した図であって高速のギヤ段ほど大きくされている。
W5th≫W4th>W3rd
なお、エンジン1が停止して走行している場合には当然モータ・ジェネレータ3の回生で制動力を得るため、2速以下でもモータ・ジェネレータ3による回生制動をおこなう。ここでは、エンジン1が作動していてエンジンブレーキが効く場合について説明する。
【0049】
そして、スポーツモードスィッチ69がONにされスポーツモードが選択されている時には、例えば、上記の回生制動トルクWを以下のように増大する。
W5th × 1.3
W4th × 1.2
W3rd × 1.1
ドライバは通常モードの場合に比べて大きな制動力を期待しているので、上記のように、スポーツモードが選択されている時には通常モードの場合に比べて大きな回生制動トルクを作用させることによってその期待に応えることができる。
【0050】
なお、図11のような減速度設定スィッチ71を設けて、さらに回生制動力をドライバの所望する値に設定することができる。減速度設定スィッチ71はノブ71aを動かすことにより回生制動力を変化させる。下記においてAが減速度設定スィッチ70による設定値で上述のように可変的な値である。
W5th × 1.3 × A
W4th × 1.2 × A
W3rd × 1.1 × A
【0051】
また、公知のAIーSHIFTといわれる機能を有し、降坂が自動的に検出されるようになっている場合には、降坂が検出された場合に、例えば回生制動トルク量Wを以下のようにする。
W5th × 1.5
W4th × 1.3
W3rd × 1.2
ここで、降坂時もギヤ段は5速のみを利用するようにしておいて、以下に示すように減速度設定スィッチ71の設定値Bを変えるようにしてダウンシフトを避ければ、ダウンシフトのショックを防止できドライバビリティが向上する。
W5th × 1.5 × B
【0052】
以上、回生力の各ギヤ段による差、変速モードによる差等について説明したが、次に、駆動状態から被駆動状態にかわって回生制動トルクを加えていく場合と、逆に被駆動状態から駆動状態にかわって回生制動トルクを解除する場合について説明する。
【0053】
先ず、駆動状態から被駆動状態に変化して回生制動トルクを加えていく場合、徐々に回生制動トルクを増加し、急激に回生制動トルクが加わることを避けるが、各ギヤ段毎に相違させ低速段ほど徐変させ変化が緩やかになるようにしてある。図12がこの制御を説明する図である。
【0054】
逆に、被駆動状態から駆動状態に変化して回生制動トルクを解除する場合、徐々に回生制動量を減少し、急激に回生制動力が無くなることを避けるが、各ギヤ段毎に相違させ低速段ほど徐変させ変化が緩やかになるようにしてある。図13がこの制御を説明する図である。
【0055】
上記の様に制御することにより、低速段で回生制動トルクが大きな減速比によって増大されて車輪に伝えられて制動力が急変することが防止される。
なお、図12、13において、それぞれ、最上段の車両加速度と最下段のMG回生量について実線で示されているのが5速の場合、破線でで示されているのが4速の場合、1点鎖線でで示されているのが3速の場合、であって、それぞれ、太い線で示されているのがスポーツモードの場合、細い線で示されているのが通常のモードの場合である。なお、それぞれ、横軸に平行に示されているのは、回生制動を継続している状態を示している。
【0056】
【発明の効果】
請求項1の発明のようにすれば、回生制動トルクを加える際に変速機の減速比が大きいほど回生制動トルクの増加速度が小さくされるので、大きな減速比により増大される回生制動トルクが徐々に車輪に加えられるのでショックが防止される。
請求項2の発明のようにすれば、回生制動トルクを解除する際に変速機の減速比が大きいほど回生制動トルクの減少速度が小さくされるので、大きな減速比により増大され車輪に加えられていた回生制動トルクが徐々に減少されるのでショックが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態における制御のフローチャートである。
【図2】本発明が適用されたハイブリッド車のシステム構成を示すブロック図である。
【図3】図2に示された歯車変速機構およびトルクコンバータの構成を示すスケルトン図である。
【図4】図3に示された歯車変速機構で各変速段を設定するための摩擦係合装置の作動状態を示す図である。
【図5】図2に示された歯車歯車変速機構を手動操作するシフトセレクタのシフトポジションを示す図である。
【図6】図2に示されたモータ・ジェネレータ3、6と他のハード構成との関係を示すブロック図である。
【図7】スポーツモードを選択するためのスポーツモードスィッチを示す図である。
【図8】(A)スポーツモードが選択された時にダウンシフト、アップシフトをおこなうためのステアリングホイールに設けられたスィッチを示す図である。
(B)(A)のスィッチで切り換えられるシフトポジションを示す図である。
【図9】ECU58に入出力される信号を示す図である。
【図10】車速に対する回生制動トルクの変化を異なる変速段について示した図である。
【図11】減速度設定スィッチを示す図である。
【図12】回生制動トルクを加える時の変化を説明するタイムチャートである。
【図13】回生制動トルクを抜く時の変化を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
1…エンジン
2…トルクコンバータ
3、6…モータ・ジェネレータ
4…歯車変速機構
12…クランクシャフト
32…出力軸
32A…タイヤ
Claims (2)
- モータ・ジェネレータを変速機を介して車輪に連結し、モータ・ジェネレータにより車輪の回生制動をおこなう車両用回生制動装置において、
回生制動トルクを加える際に変速機の減速比が大きいほど回生制動トルクの増加速度を小さくすることを特徴とする車両用回生制動装置。 - モータ・ジェネレータを変速機を介して車輪に連結し、モータ・ジェネレータにより車輪の回生制動をおこなう車両用回生制動装置において、
回生制動トルクを解除する際に変速機の減速比が大きいほど回生制動トルクの減少速度を小さくすることを特徴とする車両用回生制動装置。
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