JP5059246B2

JP5059246B2 - 回生制御装置、ハイブリッド自動車および回生制御方法、並びにプログラム

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Publication number: JP5059246B2
Application number: JP2012514260A
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Inventors: 真弘鈴木
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Description

本発明は、回生制御装置、ハイブリッド自動車および回生制御方法、並びにプログラムに関する。

ハイブリッド自動車は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能である。ここで、ハイブリッド自動車の減速時には、電動機が車輪の回転力によって回されるようにすることにより、電動機が発電機として動作し、ハイブリッド自動車のバッテリを充電することができる（これを回生発電と称する）。このように電動機が回生発電を行っているときには、電動機の回生電力に比例して電動機には回生トルクが発生する。この回生トルクは、ハイブリッド自動車の減速時に制動力として作用する（たとえば特許文献１参照）。このとき、電動機による回生発電を効率良く行うためには、エンジンの回転軸と電動機の回転軸とを切り離し、エンジンをハイブリッド自動車の走行系から分離させ、エンジンブレーキによる制動力を無くし、電動機が最大の回生トルク（すなわち最大の回生電力）で回生発電を実施できるように制御する。

特開２００７−２２３４２１号公報

上述のように、電動機による回生発電を効率良く行うために、エンジンの回転軸と電動機の回転軸とを切り離している間は、エンジンはアイドル状態で自律回転している。これによりエンジンは、少ないながらも燃料を消費している。一方、減速時に、エンジンの回転軸と電動機の回転軸とが接続されていれば、エンジンは、燃料噴射を行わなくても回転を維持できるため、全く燃料を消費しないで済む。しかしながらエンジンの回転軸と電動機の回転軸とが接続されていれば、エンジンのフリクションと電動機のフリクションとが加算された大きさのフリクションが制動力として働き、ハイブリッド自動車の減速度は大きくなり、十分な回生電力を得ることができないままハイブリッド自動車の車速が低下する。

このように、ハイブリッド自動車の減速時に、エンジンの回転軸と電動機の回転軸とを切り離すか接続するかによって、エンジンの燃費と電動機の回生電力とが双方共に影響を受ける。ここで、ハイブリッド自動車の減速時に、エンジンの燃費と電動機の回生電力とが双方共に好ましい状態となるように、エンジンの回転軸と電動機の回転軸とを切り離すか接続するかを判断することは様々な要因が複雑に絡み合っているため難しい。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、減速時の回生状態においてエンジンの回転軸と電動機の回転軸とを切り離すか接続するかの最適な判断を行うことができる回生制御装置、ハイブリッド自動車および回生制御方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。

本発明の１つの観点は、回生制御装置としての観点である。本発明の回生制御装置は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、電動機により回生発電が可能であるハイブリッド自動車の回生制御装置において、ハイブリッド自動車の減速中にエンジンの回転軸と電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクから燃費向上率を算出する算出式を保持する手段と、ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクと算出式とに基づいて燃費向上率を算出し、その結果算出された燃費向上率が所定の条件を満たすときには、エンジンの回転軸と電動機の回転軸とが互いに接続された状態で回生発電を実施するように制御する制御手段と、有するものである。

たとえば、算出式は、ハイブリッド自動車の減速中にエンジンの回転軸と電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときのエンジン回転速度の平均値、要求トルクの平均値、エンジン回転速度の分散値、要求トルクの分散値、およびそのときの燃費向上率に基づき作成された燃料向上率のエンジン回転速度の平均値、前記要求トルクの平均値、前記エンジン回転速度の分散値、および前記要求トルクの分散値への回帰式であり、制御手段は、ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクからエンジン回転速度の平均値、要求トルクの平均値、エンジン回転速度の分散値、および要求トルクの分散値を計算し、この計算結果を回帰式に代入して燃費向上率を算出することができる。

あるいは、保持する手段は、算出式に代えて、ハイブリッド自動車の減速中にエンジンの回転軸と電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときのエンジン回転速度、要求トルク、および燃費向上率に基づき作成されたニューラルネットワークを保持し、制御手段は、ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクをニューラルネットワークに入力して燃費向上率を算出することができる。

もしくは、算出式は、ハイブリッド自動車の減速中にエンジンの回転軸と電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときのエンジン回転速度、要求トルク、および燃費向上率に基づき作成されたメンバシップ関数であり、制御手段は、ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクをメンバシップ関数に代入して燃費向上率を算出することができる。

本発明の他の観点は、ハイブリッド自動車としての観点である。本発明のハイブリッド自動車は、本発明の回生制御装置を有するものである。

本発明のさらに他の観点は、回生制御方法としての観点である。本発明の回生制御方法は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、電動機により回生発電が可能であるハイブリッド自動車の回生制御方法において、ハイブリッド自動車の減速中にエンジンの回転軸と電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクと燃費向上率との関係を表す算出式を保持し、ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクと算出式とに基づいて燃費向上率を算出し、その結果算出された燃費向上率が所定の条件を満たすときには、エンジンの回転軸と電動機の回転軸とが互いに接続された状態で回生発電を実施するように制御する制御ステップを有するものである。

本発明のさらに他の観点は、プログラムとしての観点である。本発明のプログラムは、情報処理装置に、本発明の回生制御装置の機能を実現させるものである。

本発明によれば、減速時の回生状態においてエンジンの回転軸と電動機の回転軸とを切り離すか接続するかの最適な判断を行うことができる。

本発明の実施の形態のハイブリッド自動車の構成の例を示すブロック図である。図１のハイブリッドＥＣＵにおいて実現される機能の構成の例を示すブロック図である。図２の回生制御部の動作を示すフローチャートである。図２の算出式保持部の保持されている回帰式を説明するための図である。その他の実施の形態のニューラルネットワークの概念図である。

以下、本発明の実施の形態のハイブリッド自動車について、図１〜図５を参照しながら説明する。

図１は、ハイブリッド自動車１の構成の例を示すブロック図である。ハイブリッド自動車１は、車両の一例である。ハイブリッド自動車１は、半自動トランスミッションの変速機を介したエンジン（内燃機関）１０および／または電動機１３によって駆動され、減速時には、電動機１３の回生トルクによってエンジン１０のエンジンブレーキのような制動力を発生させることができる。なお、半自動トランスミッションとは、マニュアルトランスミッションと同じ構成を有しながら変速操作を自動的に行うことができるトランスミッションである。

ハイブリッド自動車１は、エンジン１０、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、クラッチ１２、電動機１３、インバータ１４、バッテリ１５、トランスミッション１６、電動機ＥＣＵ１７、ハイブリッドＥＣＵ１８（請求項でいう回生制御装置、内部のメモリ３２が請求項でいう算出式を保持する手段）、車輪１９、キースイッチ２０、およびシフト部２１を有して構成される。なお、トランスミッション１６は、上述した半自動トランスミッションを有し、ドライブレンジ（以下では、Ｄ(Drive)レンジと記す）を有するシフト部２１により操作される。シフト部２１がＤレンジにあるときには、半自動トランスミッションの変速操作が自動化される。

エンジン１０は、内燃機関の一例であり、エンジンＥＣＵ１１によって制御され、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、または代替燃料等を内部で燃焼させて、回転軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力をクラッチ１２に伝達する。

エンジンＥＣＵ１１は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、電動機ＥＣＵ１７と連携動作するコンピュータであり、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン１０を制御する。たとえば、エンジンＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏ（Input/Output）ポートなどを有する。

クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８によって制御され、エンジン１０からの軸出力を、電動機１３およびトランスミッション１６を介して車輪１９に伝達する。すなわち、クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続することにより、エンジン１０の軸出力を電動機１３に伝達させたり、または、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断することにより、エンジン１０の回転軸と、電動機１３の回転軸とが互いに異なる回転速度で回転できるようにする。

たとえば、クラッチ１２は、エンジン１０の動力によってハイブリッド自動車１が走行し、これにより電動機１３に発電させる場合、電動機１３の駆動力によってエンジン１０がアシストされる場合、および電動機１３によってエンジン１０を始動させる場合などに、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続する。

また、たとえば、クラッチ１２は、エンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、電動機１３の駆動力によってハイブリッド自動車１が走行している場合、およびエンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、ハイブリッド自動車１が減速中または下り坂を走行中であり、電動機１３が回生発電している場合、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断する。

なお、クラッチ１２は、運転者がクラッチペダルを操作して動作しているクラッチとは異なるものであり、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって動作する。

電動機１３は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ１４から供給された電力により、回転軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給するか、またはトランスミッション１６から供給された回転軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ１４に供給する。たとえば、ハイブリッド自動車１が加速しているとき、または定速で走行しているときにおいて、電動機１３は、回転軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給し、エンジン１０と協働してハイブリッド自動車１を走行させる。また、たとえば、電動機１３がエンジン１０によって駆動されているとき、またはハイブリッド自動車１が減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなどにおいて、電動機１３は、発電機として動作し、この場合、トランスミッション１６から供給された回転軸を回転させる動力によって発電して、電力をインバータ１４に供給し、バッテリ１５が充電される。このとき、電動機１３は、回生電力に応じた大きさの回生トルクを発生する。

インバータ１４は、電動機ＥＣＵ１７によって制御され、バッテリ１５からの直流電圧を交流電圧に変換するか、または電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。電動機１３が動力を発生させる場合、インバータ１４は、バッテリ１５の直流電圧を交流電圧に変換して、電動機１３に電力を供給する。電動機１３が発電する場合、インバータ１４は、電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。すなわち、この場合、インバータ１４は、バッテリ１５に直流電圧を供給するための整流器および電圧調整装置としての役割を果たす。

バッテリ１５は、充放電可能な二次電池であり、電動機１３が動力を発生させるとき、電動機１３にインバータ１４を介して電力を供給するか、または電動機１３が発電しているとき、電動機１３が発電する電力によって充電される。バッテリ１５には、適切な充電状態（以下では、ＳＯＣ(State of Charge)と称する）の範囲が決められており、ＳＯＣがその範囲を外れないように管理されている。

トランスミッション１６は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの変速指示信号に従って、複数のギア比（変速比）のいずれかを選択する半自動トランスミッション（図示せず）を有し、変速比を切り換えて、変速されたエンジン１０の動力および／または電動機１３の動力を車輪１９に伝達する。また、減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなど、トランスミッション１６は、車輪１９からの動力を電動機１３に伝達する。なお、半自動トランスミッションは、運転者がシフト部２１を操作して手動で任意のギア段にギア位置を変更することもできる。

電動機ＥＣＵ１７は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、エンジンＥＣＵ１１と連携動作するコンピュータであり、インバータ１４を制御することによって電動機１３を制御する。たとえば、電動機ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。

ハイブリッドＥＣＵ１８は、コンピュータの一例であり、ハイブリッド走行のために、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、トランスミッション１６から取得したギア位置情報、エンジンＥＣＵ１１から取得したエンジン回転速度情報、およびバッテリ１５から取得したＳＯＣ情報に基づいて、クラッチ１２を制御すると共に、変速指示信号を供給することでトランスミッション１６を制御し、電動機ＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与え、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与える。これらの制御指示には、後述する回生制御指示も含まれる。たとえば、ハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。

なお、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールしておくことができる。

エンジンＥＣＵ１１、電動機ＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＡＮ（Control Area Network）などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続されている。

車輪１９は、路面に駆動力を伝達する駆動輪である。なお、図１において、１つの車輪１９のみが図示されているが、実際には、ハイブリッド自動車１は、複数の車輪１９を有する。

キースイッチ２０は、運転を開始するときにユーザにより、たとえばキーが差し込まれてＯＮ／ＯＦＦされるスイッチであり、これがＯＮ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は起動し、キースイッチ２０がＯＦＦ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は停止する。

シフト部２１は、既に説明したように、トランスミッション１６の半自動トランスミッションに運転者からの指示を与えるものであり、シフト部２１がＤレンジにあるときには、半自動トランスミッションの変速操作が自動化される。

図２は、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において実現される機能の構成の例を示すブロック図である。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行すると、回生制御部３０（請求項でいう制御手段）の機能が実現される。なお、算出式保持部３１（請求項でいう算出式を保持する手段）は、回生制御部３０が参照するための算出式を保持する記憶領域であり、ハイブリッドＥＣＵ１８が有するメモリ３２の一部の記憶領域を割り当てることにより実現できる。この算出式は、ここではエンジン回転速度から計算されたエンジン回転速度の平均値および分散値と要求トルクから計算された要求トルクの平均値および分散値とから燃費向上率を導き出す回帰式であり、その詳細については後述する。

ここで、燃費向上率とは、ハイブリッド自動車１の減速中にエンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とが互いに接続された状態（すなわちクラッチ１２が接状態）で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に変化させて所定時間走行したときと、ハイブリッド自動車１の減速中にエンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とが切り離された状態（すなわちクラッチ１２が断状態）で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に変化させて所定時間走行したときとで、それぞれ燃費を比較し、それぞれの走行パターンにおいて、クラッチ１２が接状態の燃費がクラッチ１２が断状態の燃費よりも向上した場合、燃費向上率は、たとえば負値となり、反対に、クラッチ１２が断状態の燃費がクラッチ１２が接状態の燃費よりも向上した場合、燃費向上率は、たとえば正値となる。

このような燃費の比較は、ハイブリッド自動車１のメーカ側で、それぞれの走行パターンで所定のルートをテスト走行させて実施される。以下で説明する回帰式は、このようなハイブリッド自動車１のメーカ側が行ったテスト走行の結果に基づき作成されたものである。この回帰式を用いれば、ハイブリッド自動車１の貨物積載量および走行パターンが分からなくてもエンジン回転速度と要求トルクが分かれば燃費向上率が算出可能になる。なお、図４では、燃費向上率を（Ｆ／Ｅ：Fuel cost improvement Effect rate）と記述している。

回生制御部３０は、エンジン回転速度情報、アクセル開度情報、車速情報、電動機制御情報、および算出式保持部３１に保持されている算出式に基づいてエンジンＥＣＵ１１、クラッチ１２、および電動機ＥＣＵ１７に回生制御の指示を行う機能である。

次に、図３のフローチャートを参照して、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において行われる、回生制御の処理を説明する。なお、図３のステップＳ１〜Ｓ７までのフローは１周期分の処理であり、キースイッチ２０がＯＮ状態である限り処理は繰り返し実行されるものとする。

図３の「ＳＴＡＲＴ」では、キースイッチ２０がＯＮ状態であり、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行し、ハイブリッドＥＣＵ１８に回生制御部３０の機能が実現されている状態であり、手続きはステップＳ１に進む。

ステップＳ１において、回生制御部３０は、ハイブリッド自動車１が減速中か否かをアクセル開度情報および車速情報から判定する。すなわち、アクセル開度情報からアクセル開度が０度であり電動機制御情報から電動機１３が回生中であり車速情報から車速が低下しつつあればハイブリッド自動車１は減速中である。ステップＳ１において、ハイブリッド自動車１が減速中であると判定されると、手続きはステップＳ２に進む。一方、ステップＳ１において、ハイブリッド自動車１が減速中ではないと判定されると、手続きはステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２において、回生制御部３０は、所定の期間内のエンジン回転速度情報および要求トルク情報を取得してその平均値および分散値を計算すると手続きはステップＳ３に進む。なお、回生制御部３０は、アクセル開度情報から運転者の要求トルク情報を取得する。

ステップＳ３において、回生制御部３０は、ステップＳ２で計算したエンジン回転速度の平均値、要求トルクの平均値、エンジン回転速度の分散値、および要求トルクの分散値を算出式保持部３１に保持されている算出式である回帰式（図４で後述する）に代入すると手続きはステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、回生制御部３０は、回帰式から燃費向上率を算出するとステップＳ５の手続きに進む。

ステップＳ５において、回生制御部３０は、燃費向上率が閾値以上か否かを判定する。ステップＳ５において、燃料向上率が閾値以上であると判定されると、手続きはステップＳ６に進む。一方、ステップＳ５において、燃料向上率が閾値未満であると判定されると、手続きはステップＳ７に進む。なお、この閾値については後述する。

ステップＳ６において、回生制御部３０は、クラッチ１２を接状態として電動機１３による回生を実施して１周期分の処理を終了する（ＥＮＤ）。

ステップＳ７において、回生制御部３０は、クラッチ１２を断状態として電動機１３による回生を実施して１周期分の処理を終了する（ＥＮＤ）。

次に、上述した算出式である回帰式および燃費向上率の閾値について図４を参照して説明する。図４の表は、回帰式（ａＷ＋ｂＸ＋ｃＹ＋ｄＺ＝（Ｆ／Ｅ）；係数：ａ，ｂ，ｃ，ｄ；変数：Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ；（Ｆ／Ｅ）：燃費向上率）を作成するための各種データをまとめたものである。図４のパターン＃１，＃２，＃３，＃４は、ハイブリッド自動車１の走行パターンである。たとえば、パターン＃１は、一般道路走行、パターン＃２は、高速道路走行、パターン＃３は、渋滞路走行、パターン＃４は、市街路走行などである。また、車両重量は、ハイブリッド自動車１の総重量であり、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅである（単位はトンなど）。なお、図４の各種データは、１車種のデータであり、総重量の相違は、たとえば積載貨物の重量の相違によるものである。

すなわち、図４の各種データは、ハイブリッド自動車１をそれぞれのパターン＃１，＃２，＃３，＃４において、それぞれの車両重量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで試験的に所定期間走行させ、そのときのエンジン回転速度の平均値、要求トルクの平均値、エンジン回転速度の分散値、要求トルクの分散値、燃費向上率を集計したものである。これらの各種データにより、各変数Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに所定の数値を代入したときに、所定の燃費向上率が算出されるように、回帰式の各係数ａ，ｂ，ｃ，ｄがそれぞれ決定される。なお、回帰式およびその作成手法は周知の事項であり、詳細な説明は省略する。

ハイブリッド自動車１は、このようにして作成された回帰式を回生制御部３０の算出式保持部３１に保持することにより、エンジン回転速度情報および要求トルク情報（アクセル開度情報による）を取得してエンジン回転速度の平均値、要求トルクの平均値、エンジン回転速度の分散値、要求トルクの分散値を計算して各変数Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに代入することにより、燃費向上率（Ｆ／Ｅ）を算出することができる。

なお、燃費向上率は、図４の燃費向上率の欄に記載されている数値が大きいほど燃費が改善されることを示している。そこで、たとえば閾値を「０」とし、閾値が「０」以上、または超えている正数のときにはクラッチ接回生を実施し、閾値が「０」未満、または以下である負数のときにはクラッチ断回生を実施するように制御する。その他にもたとえば閾値を「２」とし、燃費向上率がきわめて良い場合にだけクラッチ接回生を実施するようにするなど、閾値の設定についてはユーザの様々な車両の運用方針に基づいて行うことができる。

（効果について）
以上説明したように、燃費の向上がある程度見込まれる状況下では、減速時にクラッチ１２を接続して電動機１３の回生を実施することができる。これによれば、電動機１３の回生の効率は低下するもののエンジン１０の燃料の消費量が減るので、総合的に見た場合、ハイブリッド自動車１の消費エネルギを低減させることができる。また、回帰式に代入するための情報は、エンジン回転速度情報および要求トルク情報のみであるため、別途にセンサ類を取り付けるなどの必要が無く、装置の構成が簡単であると共にコストを低く抑えることができる。

（その他の実施の形態）
図５は、エンジン回転速度および要求トルクを入力し、燃費向上率を出力するニューラルネットワークの概念図である。このようなニューラルネットワークを作成し、これを回生制御部３０の算出式保持部３１に保持してもよい。なお、ニューラルネットワークの作成方法は、上述の回帰式と同様に、ハイブリッド自動車１をそれぞれのパターン＃１，＃２，＃３，＃４において、それぞれの車両重量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで試験的に所定期間走行させ、そのときのエンジン回転速度および要求トルクから燃費向上率が算出されるようにニューラルネットワークを作成する。その作成手法については周知の事項であり、詳細な説明は省略する。この場合、図３のフローチャートにおけるステップＳ２の手続きにおいて、所定期間内のエンジン回転速度情報および要求トルク情報を取得してその平均値および分散値を計算する必要が無く、ステップＳ２の手続きとして、所定期間内のエンジン回転速度情報および要求トルク情報を取得してそのままステップＳ３の「回帰式に代入」に代えて「ニューラルネットワークに入力」とすることにより、処理を単純化することができる。

また、回帰式の変わりにファジー推論で用いられるメンバシップ関数などを用いてもよい。なお、メンバシップ関数の作成方法は、上述の回帰式と同様に、ハイブリッド自動車１をそれぞれのパターン＃１，＃２，＃３，＃４において、それぞれの車両重量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで試験的に所定期間走行させ、そのときのエンジン回転速度および要求トルクから燃費向上率が算出されるようにメンバシップ関数を作成する。その作成手法については周知の事項であり、詳細な説明は省略する。この場合、図３のフローチャートにおけるステップＳ２の手続きにおいて、所定期間内のエンジン回転速度情報および要求トルク情報を取得してその平均値および分散値を計算する必要が無く、ステップＳ２の手続きとして、所定期間内のエンジン回転速度情報および要求トルク情報を取得してそのままステップＳ３の「回帰式に代入」に代えて「メンバシップ関数に代入」とすることにより、処理を単純化することができる。

図３のフローチャートの説明において、「以上」は、「超える」とし、「未満」は、「以下」とするなど、判定の境界値については様々に変更してもよい。

エンジン１０は、内燃機関であると説明したが、外燃機関を含む熱機関であってもよい。

また、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールされると説明したが、プログラムが記録されている（プログラムを記憶している）リムーバブルメディアを図示せぬドライブなどに装着し、リムーバブルメディアから読み出したプログラムをハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリに記憶することにより、または、有線または無線の伝送媒体を介して送信されてきたプログラムを、図示せぬ通信部で受信し、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリに記憶することで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にインストールすることができる。

また、各ＥＣＵは、これらを１つにまとめたＥＣＵにより実現してもよいし、あるいは、各ＥＣＵの機能をさらに細分化したＥＣＵを新たに設けてもよい。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に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において種々の変更が可能である。

１…ハイブリッド自動車、１０…エンジン、１１…エンジンＥＣＵ、１２…クラッチ、１３…電動機、１４…インバータ、１５…バッテリ、１６…トランスミッション、１７…電動機ＥＣＵ、１８…ハイブリッドＥＣＵ（回生制御装置）、１９…車輪、３０…回生制御部（制御手段）、３１…算出式保持部（算出式を保持する手段）

Claims

エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、前記電動機により回生発電が可能であるハイブリッド自動車の回生制御装置において、
前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態では、前記エンジンはアイドリング状態で自律回転しており、
前記ハイブリッド自動車の減速中に前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときの燃費と前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態で走行したときの燃費とを比較した燃費向上率をエンジン回転速度および要求トルクから算出する算出式を保持する手段と、
前記ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクと前記算出式とに基づいて前記燃費向上率を算出し、その結果算出された前記燃費向上率が所定の条件を満たすときには、前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で回生発電を実施するように制御する制御手段と、
を有し、
前記算出式を保持する手段は、前記ハイブリッド自動車の減速中に前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときのエンジン回転速度の平均値、要求トルクの平均値、エンジン回転速度の分散値、要求トルクの分散値、およびそのときの燃費向上率に基づき作成された前記燃料向上率の前記エンジン回転速度の平均値、前記要求トルクの平均値、前記エンジン回転速度の分散値、および前記要求トルクの分散値への回帰式を保持し、
前記制御手段は、前記ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクから前記エンジン回転速度の平均値、前記要求トルクの平均値、前記エンジン回転速度の分散値、および前記要求トルクの分散値を計算し、この計算結果を前記回帰式に代入して前記燃費向上率を算出する、
ことを特徴とする回生制御装置。
エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、前記電動機により回生発電が可能であるハイブリッド自動車の回生制御装置において、
前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態では、前記エンジンはアイドリング状態で自律回転しており、
前記ハイブリッド自動車の減速中に前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときの燃費と前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態で走行したときの燃費とを比較した燃費向上率をエンジン回転速度および要求トルクから算出する算出式を保持する手段と、
前記ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクと前記算出式とに基づいて前記燃費向上率を算出し、その結果算出された前記燃費向上率が所定の条件を満たすときには、前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で回生発電を実施するように制御する制御手段と、
を有し、
前記算出式は、前記ハイブリッド自動車の減速中に前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときのエンジン回転速度、要求トルク、および燃費向上率に基づき作成されたメンバシップ関数であり、
前記制御手段は、前記ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクを前記メンバシップ関数に代入して前記燃費向上率を算出する、
ことを特徴とする回生制御装置。
エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、前記電動機により回生発電が可能であるハイブリッド自動車の回生制御装置において、
前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態では、前記エンジンはアイドリング状態で自律回転しており、
前記ハイブリッド自動車の減速中に前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときの燃費と前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態で走行したときの燃費とを比較した燃費向上率およびエンジン回転速度および要求トルクに基づき作成されたニーラルネットワークを保持する手段と、
前記ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクを前記ニューラルネットワークに入力して前記燃費向上率を算出し、その結果算出された前記燃費向上率が所定の条件を満たすときには、前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で回生発電を実施するように制御する制御手段と、
を有する、
ことを特徴とする回生制御装置。
請求項１から３のいずれか１項記載の回生制御装置を有することを特徴とするハイブリッド自動車。
エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、前記電動機により回生発電が可能であるハイブリッド自動車の回生制御方法において、
前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態では、前記エンジンはアイドリング状態で自律回転しており、
前記ハイブリッド自動車の減速中に前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときの燃費と前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態で走行したときの燃費とを比較した燃費向上率をエンジン回転速度および要求トルクから算出する算出式を保持し、
前記ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクと前記算出式とに基づいて前記燃費向上率を算出し、その結果算出された前記燃費向上率が所定の条件を満たすときには、前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で回生発電を実施するように制御する制御ステップを有し、
前記算出式は、前記ハイブリッド自動車の減速中に前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときのエンジン回転速度の平均値、要求トルクの平均値、エンジン回転速度の分散値、要求トルクの分散値、およびそのときの燃費向上率に基づき作成された前記燃料向上率の前記エンジン回転速度の平均値、前記要求トルクの平均値、前記エンジン回転速度の分散値、および前記要求トルクの分散値への回帰式であり、
前記制御ステップは、前記ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクから前記エンジン回転速度の平均値、前記要求トルクの平均値、前記エンジン回転速度の分散値、および前記要求トルクの分散値を計算し、この計算結果を前記回帰式に代入して前記燃費向上率を算出する、
ことを特徴とする回生制御方法。
エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、前記電動機により回生発電が可能であるハイブリッド自動車の回生制御方法において、
前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態では、前記エンジンはアイドリング状態で自律回転しており、
前記ハイブリッド自動車の減速中に前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときの燃費と前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態で走行したときの燃費とを比較した燃費向上率をエンジン回転速度および要求トルクから算出する算出式を保持し、
前記ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクと前記算出式とに基づいて前記燃費向上率を算出し、その結果算出された前記燃費向上率が所定の条件を満たすときには、前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で回生発電を実施するように制御する制御ステップを有し、
前記算出式は、前記ハイブリッド自動車の減速中に前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときのエンジン回転速度、要求トルク、および燃費向上率に基づき作成されたメンバシップ関数であり、
前記制御ステップは、前記ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクを前記メンバシップ関数に代入して前記燃費向上率を算出する、
ことを特徴とする回生制御方法。
エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、少なくとも減速中に、前記電動機により回生発電が可能であるハイブリッド自動車の回生制御方法において、
前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態では、前記エンジンはアイドリング状態で自律回転しており、
前記ハイブリッド自動車の減速中に前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で、予め複数の走行パターンのそれぞれについて貨物積載量を複数段階に可変して所定時間走行したときの燃費と前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが切り離された状態で走行したときの燃費とを比較した燃費向上率およびエンジン回転速度および要求トルクに基づき作成されたニーラルネットワークを保持し、
前記ハイブリッド自動車の減速時に、所定時間走行したときのエンジン回転速度および要求トルクを前記ニューラルネットワークに入力して前記燃費向上率を算出し、その結果算出された前記燃費向上率が所定の条件を満たすときには、前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とが互いに接続された状態で回生発電を実施するように制御する制御ステップを有する、
ことを特徴とする回生制御方法。
情報処理装置に、請求項１から３のいずれか１項記載の回生制御装置の機能を実現させることを特徴とするプログラム。