JP5692243B2

JP5692243B2 - 回生制御装置および回生制御方法並びにハイブリッド車両

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Publication number: JP5692243B2
Application number: JP2012555555A
Authority: JP
Inventors: 正和齋藤; 伊藤　芳輝; 芳輝伊藤; 雅章田川; 仁大熊
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2031-01-31
Also published as: JPWO2012104903A1; DE112011104811T5; US9527388B2; DE112011104811B4; CN103328294B; WO2012104903A1; US20130297134A1; CN103328294A

Description

本発明は、回生制御装置および回生制御方法並びにハイブリッド車両に関し、詳しくは、油圧制動力と共に回生制動力を併用する場合に操作意図に応じた制動力を発生させることのできるものに関する。

モータジェネレータは、駆動軸に連結されて電動機（electric motor）として機能する一方、その駆動軸に伴って回転軸が回転して発電機（electrical generator）として機能することにより、発電する電気エネルギをバッテリ（蓄電装置）に充電するなどして回生エネルギとして回収することができる。

この回生エネルギは、モータジェネレータの回転軸を回転させて発電する電気エネルギとして回収するため、その回転軸を回転させるための負荷を回生制動力として利用することができ、そのモータジェネレータを電動機として機能させて動力源として搭載する各種装置に回生制御装置を搭載することにより活用することが行われている。

このモータジェネレータは、単独で装置に搭載される場合だけでなく、ガソリンなどの燃焼エネルギを利用する内燃機関、所謂、エンジン（以下では、単にエンジンともいう）と共にモータジェネレータとして機能させて動力源とするハイブリット車両にも搭載することが実用化されている。このハイブリット車両では、油圧制御装置により発生させる摩擦力に応じた油圧制動力と共にそのモータジェネレータを回生制御装置により発電機として機能させることによる回生制動力を併用して走行速度を減速することが行われている（例えば、特許文献１）。

なお、モータジェネレータは、電動機として機能する場合には、回転数が少ない低速駆動領域で最大トルクを発生する出力特性を有しており、回転数の多い高速駆動領域では相対的に小さなトルクとなっている。また、回生制動力でも同様であり、図１０に示すように、車両に搭載する場合の回生制動力制御としては、車両の速やかに停止できる速度、例えば、所謂、クリープ現象により走行する程度の速度範囲では、回生制動力をゼロとしている。

特開２００２−２８１６０７号公報

このような回生制御装置にあっては、車両などの移動装置にモータジェネレータを搭載する場合の減速時には、そのモータジェネレータを発電機として機能させて効率よく電気エネルギを回収するとともに、回生制動力を効果的に発揮させるのが理想である。一方、その回生制御装置としては、移動装置の乗り心地などの操作感覚を快適にする制動制御を実現する必要がある。

そこで、本発明は、モータジェネレータの回生エネルギの効率のよい回収や効果的な回生制動制御とともに、快適な操作を実現することのできる回生制御を提供することを目的としている。

上記課題を解決する回生制御装置の発明の一態様は、車両の走行により発生する回生エネルギを回収するのに伴って当該車両を減速させる回生制動力を発生するモータジェネレータの回生制御装置であって、前記車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、該走行状態検出部の検出情報から前記車両の減速度を取得する減速度取得部と、前記走行状態検出部による前記車両の減速操作の検出時に前記モータジェネレータの前記回生制動力を設定する制動力設定部と、前記減速度取得部の取得した前記減速度に基づいて前記制動力設定部により設定された前記回生制動力を調整して抑制する制動力調整部と、を備え、前記制動力設定部は、前記走行状態検出部による前記車両の前記減速操作の検出後には前記モータジェネレータの前記回生制動力を一定に設定しており、前記制動力調整部は、前記減速度取得部により取得する前記減速度の大きさに応じて前記モータジェネレータの前記回生制動力を抑制する方向に補正して減少させ、前記減速度取得部により取得する前記減速度が予め設定されているＡ２設定値以上の場合には前記回生制動力の補正値を維持し、前記減速度取得部により取得する前記減速度が予め設定されている前記Ａ２設定値よりも小さい場合には前記走行状態検出部により検出する車両速度の大きさに応じて前記回生制動力の補正値をさらに抑制する方向に修正することを特徴とするものである。

上記課題を解決する回生制御方法の発明の一態様は、車両の走行により発生する回生エネルギを回収するのに伴って当該車両を減速させる回生制動力を発生するモータジェネレータの回生制御方法であって、前記車両の減速操作を検出したときに前記モータジェネレータの前記回生制動力を一定に設定した後に、前記車両の減速度の大きさに応じて前記モータジェネレータの前記回生制動力を抑制する方向に補正して減少させ、さらに、前記減速度が予め設定されているＡ２設定値以上の場合には前記回生制動力の補正値を維持し、また、前記減速度が予め設定されている前記Ａ２設定値よりも小さい場合には前記車両の車両速度の大きさに応じて前記回生制動力の補正値をさらに抑制する方向に修正することを特徴としている。

本発明の態様としては、上記の課題解決手段を基本構成とするのに加えて、次の構成を備えてもよい。

上記課題を解決する回生制御装置の発明の第１の他の態様としては、前記走行状態検出部により検出する前記車両速度の大きさが予め設定されているＢ１設定値よりも大きい場合には前記回生制動力の補正値を修正することなく維持するようにしてもよい。

上記課題を解決する回生制御方法の発明の第１の他の態様としては、前記車両の前記車両速度の大きさが予め設定されているＢ１設定値よりも大きい場合には前記回生制動力の補正値を修正することなく維持するようにしてもよい。

上記課題を解決する回生制御装置の発明の第３の他の態様としては、ブレーキペダルの踏力に応じて前記車両の制動力を発生する油圧制動装置とともに、上記の回生制御装置をハイブリッド車両に搭載してもよい。例えば、燃焼エネルギで回転軸を回転させる内燃機関と、電気エネルギで回転軸を回転させる２組の第１、第２モータジェネレータと、車両を走行させる駆動力を伝達する駆動軸と、前記第１、第２モータジェネレータのそれぞれの前記回転軸、前記内燃機関の前記回転軸および前記駆動軸を連結する遊星歯車機構と、を備えて、前記第１、第２モータジェネレータは、前記車両を走行させる駆動力を発生して前記回転軸を回転させる機能と、前記車両の走行時に回生エネルギを回収する機能とのいずれか一方あるいは双方の機能を果たすハイブリッド車両に、前記油圧制動装置とともに、上記の回生制御装置を搭載してもよい。

このように本発明の一態様によれば、車両が減速するときには、設定する最大回生制動力を減速度に応じて抑制することによりそのまま車両に働くことを回避して、減速度に応じて抑制した回生制動力により車両を減速することができる。このため、減速操作時に設定される最大回生制動力により継続して車両が減速されることを避けることができるとともに、適切な回生制動力に応じてモータジェネレータで発生する回生エネルギを効率よく回収することができる。したがって、モータジェネレータに効果的な回生制動力を発生させることができるとともに、そのモータジェネレータで効率よく回生エネルギを回収することができ、同時に、回生制動力が効き過ぎるのを回避して快適に制動して車両を停止することができる。

図１は、本発明に係る回生制御装置を搭載するハイブリット車両の一実施形態を示す図であり、その全体構成を示すブロック図である。図２は、その油圧制動力に対する回生制動力の設定を説明するグラフである。図３は、その回生制動力を補正する補正係数の設定を説明するグラフである。図４は、その補正後の回生制動力を修正する修正係数の設定を説明するグラフである。図５は、その回生制動力の補正処理を説明するフローチャートである。図６は、その回生制動力の補正結果を比較するグラフである。図７は、その回生制動力の補正による結果を説明するグラフである。図８は、図７と異なるその回生制動力の補正による結果を説明するグラフである。図９は、その実施形態の他の態様を説明するフローチャートである。図１０は、回生制動力と走行速度との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図１０は本発明に係る回生制御装置を搭載するハイブリット車両の一実施形態を示す図である。

図１において、ハイブリット車両は、駆動制御装置１を搭載して後進時における内燃機関（エンジン）２の起動を含む各種駆動制御を実行して、駆動輪６等を転動させて走行する。まず、ハイブリット車両は、駆動系として、燃料の燃焼により出力軸３を回転駆動させる駆動力を発生するエンジン２と、電動機として電気エネルギにより回転軸１３、１６を回転駆動させる駆動力を発生するとともに発電機として稼働してそのロータ１４、１７の回転により電気エネルギを発生する第１、第２モータジェネレータ４、５と、エンジン２の出力軸３、第１、第２モータジェネレータ４、５のロータ１４、１７と一体回転する回転軸（不図示）、および、ハイブリッド車の駆動輪６に接続される駆動軸７のそれぞれに連結される第１、第２遊星歯車機構８、９と、を備えており、駆動制御装置１は、これらの各種駆動系の駆動を制御する。

エンジン２は、後述するように、アクセル開度（不図示のアクセルペダルの踏み込み量）に対応して吸入する空気量を調整するスロットルバルブ等の空気量調整部１０と、吸入する空気量に対応する燃料を供給する燃料噴射弁等の燃料供給部１１と、燃料に着火する点火装置等の着火部１２とを備えている。駆動制御装置１は、このエンジン２の空気量調整部１０、燃料供給部１１および着火部１２を制御して、燃料の燃焼状態を調整してその燃料の燃焼により駆動力を発生する。

第１、第２モータジェネレータ４、５は、それぞれハウジング側に固定されているステータ１５、１８を外装されている回転軸１３、１６とロータ１４、１７がその内部で一体回転するようになっており、それぞれ第１、第２インバータ１９、２０を介してステータ１５、１８がバッテリ（蓄電装置）２１に接続されている。駆動制御装置１は、第１、第２インバータ１９、２０を介してステータ１５、１８にバッテリ２１から供給する電気量を制御して、第１、第２モータジェネレータ４、５が電動機として稼働する際に発生する駆動力を調整する。また、この駆動制御装置１は、その第１、第２モータジェネレータ４、５の回転軸１３、１６が連れ回り回転して発電機として稼働する際に発生する制動力を制御してバッテリ２１に充電する電気量を調整する。

第１、第２遊星歯車機構８、９は、それぞれサンギヤ２２、２６、プラネタリギヤ２３、２７およびリングギヤ２５、２９を備えており、サンギヤ２２、２６にはプラネタリキャリア２４、２８により支持されているプラネタリギヤ２３、２７が噛み合って、このプラネタリギヤ２３、２７にはリングギヤ２５、２９が噛み合って互いに駆動力を伝達可能に連結されている。

この第１遊星歯車機構８のサンギヤ２２には、第１モータジェネレータ４の回転軸１３が連結されており、第２遊星歯車機構９のリングギヤ２９には、第２モータジェネレータ５の回転軸１６が連結されている。また、第１遊星歯車機構８のプラネタリキャリア２４および第２遊星歯車機構９のサンギヤ２６とは、結合されてエンジン２の出力軸３に共通に連結されている。第１遊星歯車機構８のリングギヤ２５および第２遊星歯車機構９のプラネタリキャリア２８とは、結合されて歯車やチェーン等の出力伝達機構３１を介して駆動軸７に駆動力を出力する出力ギヤ３０に連結されている。これにより、ハイブリッド車両の駆動系においては、エンジン２、第１、第２モータジェネレータ４、５および駆動軸７の間で駆動力の授受を行うことができるようになっている。

また、この第１、第２遊星歯車機構８、９は、各回転要素の回転中心線が同一軸上に配置されており、第１遊星歯車機構８とエンジン２との間に第１モータジェネレータ４を配置するとともに、第２遊星歯車機構９のエンジン２から離れる側に第２モータジェネレータ５を配置されている。この第２モータジェネレータ５は、単独出力のみでハイブリッド車を走行させることができる性能を備えている。

そして、駆動制御装置１は、エンジン２の駆動を制御する空気量調整部１０、燃料供給部１１および着火部１２と、第１、第２モータジェネレータ４、５の駆動を制御するようにステータ１５、１８に接続されているインバータ１９、２０とを駆動制御部３２に接続して、各種情報を検出収集しつつ車両の走行状態などを制御するようになっている。ここで、駆動制御部３２は、詳細な説明は割愛するが、中央演算処理装置やメモリ等により構成されており、予め格納されているプログラムや設定値に従って検出取得情報などを一時記憶しつつ演算処理等を行って後述する各種処理を実行する。

駆動制御部３２は、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度ｔｖｏを検出するアクセル開度検出部３３と、ハイブリッド車両の車両速度（車速）Ｖｓを検出する車両速度検出部３４と、エンジン２のエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出部３５と、バッテリ２１の充電残量ＳＯＣ（充電状態）を検出するバッテリ充電状態検出部（蓄電量検出部）３６と、を備えている。この駆動制御部３２は、これらの各種検出取得情報に基づいて目標駆動力設定部３７、目標駆動パワー設定部３８、目標充放電パワー設定部３９、目標エンジンパワー算出部４０、エンジン制御部４１およびモータジェネレータ制御部４２として機能するようになっている。

目標駆動力設定部３７としては、アクセル開度検出部３３により検出されたアクセル開度ｔｖｏと、車両速度検出部３４により検出された車両速度Ｖｓと、に応じてハイブリッド車両を駆動するための目標駆動力Ｆｄｒｖを、アクセル開度ｔｖｏを基準に車両速度Ｖｓをパラメータとする不図示の検索マップにより検索して決定する。

目標駆動パワー設定部３８としては、アクセル開度検出部３３により検出されたアクセル開度ｔｖｏと、車両速度検出部３４により検出された車両速度Ｖｓと、に基づいて目標駆動パワーＰｄｒｖを設定する。ここでは、目標駆動力Ｆｄｒｖと車両速度Ｖｓとを乗算して、目標駆動パワーＰｄｒｖを設定する。

目標充放電パワー設定部３９としては、少なくともバッテリ充電状態検出部３６により検出されたバッテリ２１の充電状態ＳＯＣに基づいて目標充放電パワーＰｂａｔを設定する。ここで、バッテリ充電状態ＳＯＣと車両速度Ｖｓに応じて目標充放電パワーＰｂａｔを、バッテリ充電残量ＳＯＣを基準に車両速度Ｖｓをパラメータとする不図示の検索マップにより検索して設定する。

目標エンジンパワー算出部４０としては、目標駆動パワー設定部３８により設定された目標駆動パワーＰｄｒｖと、目標充放電パワー設定部３９により設定された目標充放電パワーＰｂａｔと、から目標エンジンパワーＰｅｇを算出する。ここでは、目標駆動パワーＰｄｒｖから目標充放電パワーＰｂａｔを減算することにより、目標エンジンパワーＰｅｇを得る。

エンジン制御部４１としては、目標エンジンパワーＰｅｇに基づいて決定されるエンジン２の運転効率が良い動作点（エンジン回転数とエンジントルクとをパラメータとする不図示のエンジン動作点検索マップで検索して決定する）で、エンジン２が動作するように、空気量調整部１０と燃料供給部１１と着火部１２との駆動状態を制御する。

モータジェネレータ制御部４２としては、第１、第２モータジェネレータ４、５の合計電力が目標充放電パワーＰｂａｔとなるように、第１、第２インバータ１９、２０の駆動状態を制御する。

この構成により、駆動制御部３２は、目標エンジンパワーＰｅｇに基づいてエンジン２の運転効率が良い動作点（エンジン回転数とエンジントルク）を決定し、エンジン２がこの動作点で動作するように、エンジン制御部４１により空気量調整部１０、燃料供給部１１および着火部１２を駆動制御する。また、駆動制御部３２は、第１、第２モータジェネレータ４、５の合計電力が目標充放電パワーＰｂａｔとなるようにモータジェネレータ制御部４２によりインバータ１９、２０を駆動制御することにより、エンジン２、第１、第２モータジェネレータ４、５の各トルクを制御する。このとき、エンジン２、第１、第２モータジェネレータ４、５の発生する駆動力は、第１、第２遊星歯車機構８、９を介して駆動軸７から駆動輪６に伝達されてハイブリッド車両が走行する。

ところで、本実施形態のハイブリット車両は、ブレーキペダルと油圧ブレーキ装置とが繋がっている、所謂、インラインシステムを搭載している。このインラインシステムでは、運転者が操作するブレーキペダルの踏み込み量（踏み力）に応じてマスタシリンダで加圧する油圧により、ホイールシリンダを介してブレーキ用ディスクなどにブレーキパッドを圧接させて発生させる摩擦力（油圧制動力）によって、走行する車両に制動を掛けるようになっている。なお、油圧制動には、インラインシステムの他に、ブレーキバイワイヤシステム（例えば、特開平１１−２８５１０２号公報）があるが、ブレーキペダルの踏み込み量をストロークセンサ等により検出してその検出情報に基づいて蓄圧装置等を駆動することでホイールシリンダを介して圧力制動力を発生させる。つまり、ブレーキバイワイヤシステムでは、ブレーキペダルと油圧ブレーキ装置とが繋がっていないために、運転者の意図に基づいて走行車両の制動制御を実行するように構成可能であるが、コスト高になるため、採用し難い。

また、このハイブリット車両では、油圧制動力と共に、減速時などに第１、第２モータジェネレータ４、５を発電機として機能させて回生エネルギを回収する際の回生制動力を併用（加算）して走行車両に制動を掛けることが行われている。その一方で、ハイブリット車両では、燃費とエネルギ効率の向上（回生エネルギの効率のよい回収）を目指して回生制動力を機能させたままにすると、停止直前にも回生制動力が効いたままになって急停止して乗り心地が悪化するので、停止直前には回生制動力を解除するようになっている。すなわち、ハイブリット車両では、エネルギの回収と乗り心地という相反する要望を満足する必要がある。

そこで、駆動制御部３２は、アクセル開度検出部３３、車両速度検出部３４、エンジン回転数検出部３５およびバッテリ充電状態検出部３６に加えて、不図示のブレーキペダルが踏まれたこと（減速を要求する操作）を検出するブレーキ検出部４７を備えており、この駆動制御部３２は、これらの各種検出取得情報に基づいて制動力設定部４３および制動力制御部４４としても機能するようになっている。なお、本実施形態では、ブレーキペダルの操作を減速要求操作として利用するが、アクセルペダルを放したことを減速要求操作として判断（検出）して利用するようにしてもよい。

制動力設定部４３としては、図２に示すように、ブレーキペダルの遊び分の踏み代Ｂｐを超える踏み込み量Ｂｓのブレーキストロークをブレーキ検出部４７が検出したときには、図１０に示す高速走行時の回生制動力（値）自体や、理想的にはそれよりも大きめの値となる一定値を最大回生制動力として設定するようになっている。制動力制御部４４は、その制動力設定部４３の設定する最大回生制動力に基づいてモータジェネレータ４、５の発電機としての駆動も制御するようになっている。すなわち、ブレーキ検出部４７が車両速度検出部３４と共に走行状態検出部を構成している。なお、この制動力設定部４３は、後述するようにブレーキペダルが踏まれることなく減速する、所謂、コースト走行（惰力走行）をする場合にも電気エネルギを回収する回生制御を行なうために、それに適した一定の惰力回生制動力を設定するようになっており、制動力制御部４４は、その制動力設定部４３の設定する惰力回生制動力に基づいてモータジェネレータ４、５の発電機としての駆動も制御するようになっている。また、上記の最大回生制動力としては、車両速度検出部３４により検出する車両速度Ｖｓに応じた最適となる回生制動力を設定するようにしてもよい。

制動力制御部４４は、運転者がブレーキペダルを踏み込んだことをブレーキ検出部４７が検出したときに、車両速度検出部３４が検出する車両速度Ｖｓやこの車両速度Ｖｓから算出する単位時間当たりの変化量である減速度（所謂、負の加速度）に基づいて、制動力設定部４３の設定した最大回生制動力を再設定（調整）して抑制して回生制動を実行するようになっている。すなわち、制動力制御部４４は、車両速度検出部３４と共に減速度取得部をも構成して、また、制動力調整部をも構成している。なお、この制動力制御部４４は、詳細な説明は割愛するが、ブレーキ検出部４７が運転者によるブレークペダルの踏み込みを検出しないときでも、車両の減速を検出したとき（車両速度Ｖｓの単位時間当たりの変化量が減速度となる車両走行状態のとき）には制動力設定部４３の設定する惰力回生制動力で回生制動を実行するようになっている。なお、車両の減速度の取得は、演算処理だけでなく、センサにより直接取得するようにしてもよいことは言うまでもない。

具体的な最大回生制動力の抑制制御としては、制動力制御部４４は、予め設定されている図３に示す補正係数Ａ検索マップ（車両の減速度に応じた補正係数グラフ）から車両の減速度に応じた補正係数Ａを検索して、制動力設定部４３の設定した最大回生制動力に乗算し補正回生制動力に置き換えることにより走行車両に効かせる回生制動力を抑制する。また、この制動力制御部４４は、予め設定されている図４に示す修正係数Ｂ検索マップ（車両速度Ｖｓに応じた修正係数グラフ）から車両速度Ｖｓに応じた修正係数Ｂを検索して、補正係数Ａにより補正した補正回生制動力に乗算して修正回生制動力に置き換えることにより走行車両に効かせる回生制動力をさらに抑制する。

ここで、補正係数Ａ検索マップは、例えば、図３に示すように、重力加速度Ｇを基準にして、一般的には急制動（急ブレーキ）は０．８〜１．０Ｇであり、その半分以下程度で減速操作が通常行われることから、例えば、０．２〜０．２５Ｇ程度の範囲を中央として振り分けるように想定して作成する。詳細には、この補正係数Ａ検索マップは、０．５Ｇ（Ａ１設定値）以上の場合には補正することがないように補正係数ａ１＝１が設定される一方、０．２Ｇ（Ａ２設定値）以下の場合にはその回生制動力をこの抑制制御では解除しないように小さな補正係数ａ２が一定値となるように設定されている。その０．５Ｇの減速度ｇ１から０．２Ｇの減速度ｇ２の間では、直線的に漸減するように補正係数ａが設定されている。また、修正係数Ｂ検索マップは、図４に示すように、例えば、予め設定されている高速走行時の車両速度ｖ１（Ｂ１設定値）を超える場合には修正することがないように修正係数ｂ１＝１が設定されている。その車両速度ｖ１以下の修正係数ｂは、停止直前の車両速度ｖ２（Ｂ２設定値）まで直線的に斬減されてその車両速度ｖ２以下ではその回生制動力をこの抑制制御では解除しないように小さな修正係数ｂ２が一定値となるように設定されている。要するに、制動力制御部４４は、減速する走行車両の減速度Ｇや車両速度Ｖｓが大きい場合には、制動力設定部４３に設定した最大回生制動力を抑制せずに、あるいは、抑制するにしても小さな抑制に留めて回生制動力を有効利用する。一方、制動力制御部４４は、その減速度Ｇが小さくなるに従って制動力設定部４３に設定した最大回生制動力をその車両が停止する直前の速度に達するまで滑らかに連続するように大きく抑制して、回生制動力を利用するようになっている。

そして、制動力制御部４４は、図５に示すフローチャートで説明する演算制御処理（制御方法）を実行して、制動力設定部４３に設定した最大回生制動力を抑制するようになっている。以下、その最大回生制動力を抑制しての回生制動を主に説明する。

詳細には、制動力制御部４４は、図５に示すように、まず、ステップＳ１０１では車両速度検出部３４がモータジェネレータ４、５の回転速度（駆動軸７の回転速度でもよく、実測・推定いずれでもよい）から演算処理して車両速度Ｖｓを取得（検出）する。次いで、ステップＳ１０２では、制動力制御部４４はブレーキ検出部４７の不図示のスイッチなどによる検出信号（情報）の受け取りの有無により、走行する車両を運転者（ドライバ）が制動することを要求しているか否かを確認する。このステップＳ１０２で制動要求が確認された場合にはステップＳ１０３に進む一方、制動要求が確認されない場合にはステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１０２で制動要求が確認されなかった場合のステップＳ１１１では、制動力制御部４４は速度検出部３４が検出する車両速度Ｖｓの単位時間当たりの変化量を算出して減速状態であるか否かを確認する。

このステップＳ１１１で車両が減速走行状態でないことが確認された場合にはステップＳ１１２に進む。このステップＳ１１２では、制動力制御部４４は回生制動の制御を開始することなく、または、開始している回生制動制御を終了した後にステップＳ１０１に戻って同様の処理を繰り返す。

また、ステップＳ１１１で車両が減速走行するコースト走行状態（惰力走行状態）であることが確認された場合には、ステップＳ１１３に進む。このステップＳ１１３では、制動力設定部４３が惰力走行に適した惰力回生制動力を設定して、制動力制御部４４がその惰力回生制動力を発生するようにモータジェネレータ４、５の駆動制御を開始継続しつつステップＳ１０１に戻って同様の処理を繰り返す。このステップＳ１１１では、ブレーキ検出部４７が検出するブレーキペダル操作によるスイッチはＯＦＦであるが、速度検出部３４が検出する車両速度Ｖｓの単位時間当たりの変化量が減速走行である場合に、コースト走行状態と判断して惰力回生制動力を発生する回生制御を実行するが、これに限らず、アクセル開度検出部３３の検出するアクセルペダルの踏み込み量がなくアクセル開度ｔｖｏがゼロであることの確認を合わせて行って判断するようにしてもよい。

一方、ステップＳ１０２で制動要求が確認された場合のステップＳ１０３では、制動力設定部４３が既定の最大回生制動力を設定してステップＳ１０４に進む。このステップＳ１０４では、制動力制御部４４は速度検出部３４が検出する車両速度Ｖｓの単位時間当たりの変化量を演算して減速度Ｇを算出取得してステップＳ１０５に進む。このステップＳ１０５では、制動力制御部４４は取得した減速度Ｇに応じた補正係数Ａを図３に示す検索マップから検索（算出）取得してステップＳ１０６に進む。このステップＳ１０６では、その減速度Ｇが小さな油圧制動力が必要な小さな減速度Ｇ、例えば、０．２Ｇを閾値としてそれ以下であるか否かを確認する。このステップＳ１０６で減速度Ｇがその閾値以下でないことが確認された場合にはステップＳ１０７に進む一方、減速度Ｇが閾値以下であることが確認された場合にはステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０６で減速度Ｇが閾値以下でないことが確認された場合のステップＳ１０７では、制動力制御部４４は修正係数ＢとしてＢ＝１を設定してステップＳ１０９に進む一方、その減速度Ｇが閾値以下であることが確認された場合のステップＳ１０８では、制動力制御部４４は取得した車両の走行速度Ｖｓに応じた修正係数Ｂを図４に示す検索マップから検索（算出）取得してステップＳ１０９に進む。

このステップＳ１０９では、制動力制御部４４は、制動力設定部４３がステップＳ１０３で設定した最大回生制動力に、検索取得した補正係数Ａと修正係数Ｂを乗算して実行回生制動力（補正回生制動力・修正回生制動力）を取得して、その実行回生制動力を発生するようにモータジェネレータ４、５の駆動制御を開始継続しつつステップＳ１０１に戻って同様の処理を繰り返す。

これにより、制動力制御部４４は、運転者がブレーキペダルを踏み込んで制動要求操作をしたときに、制動力設定部４３の設定した最大回生制動力に、車両の減速度Ｇに応じた補正係数Ａ（Ｂ＝１）を乗算して、またはその補正係数Ａと修正係数Ｂを乗算して置き換える簡易な処理を実行するだけで、回生制動制御を複雑化することなく、走行車両に効かせる回生制動力を必要に応じて徐々に抑制することができる。

特に、停止直前の極小さな走行速度Ｖｓの場合には、減速度Ｇも小さくなるので、制動力設定部４３に設定し直す実行回生制動力も合わせて（抑制を大きくして）小さくすることができ、設定されていた大きな最大回生制動力が停止直前に突然解除されて車両が慣性に応じた速度で走行してしまうことを未然に回避しつつ、不必要に回生制動力を効かせることなく運転者の制動操作に委ねることができる。

例えば、図６および図７を用いて説明する。図６は、車両が高速走行Ｈ、中速走行Ｍ、低速走行Ｌする状況で、停止するためにブレーキペダルが踏み込まれてから、停止直前Ｔｂに回生制動力を解除して停止Ｔｓするまでの時間経過を相対的に一致させて、上側には走行速度の変化を図示する一方、下側には制動力の変化を図示して対応させている。

まず、図６に示すように、高速走行する車両Ｈでは、大減速（急ブレーキ）する必要があって強くブレーキペダルを踏み込む。このために、高速車両Ｈは、可能な限りの最大の油圧制動力（破線で図示、以下同じ）と共に最大回生制動力（一転鎖線で図示、以下同じ）を効かせて減速させ、そのまま停止直前Ｔｂでその最大回生制動力が解除された（抜けた）後にも最大油圧制動力により車両は急停止する。

また、中速走行する車両Ｍでは、急ブレーキにはならないほどの中減速する必要があって中程度の力でブレーキペダルを踏み込む。このために、中速車両Ｍは、中程度の油圧制動力と共に中程度の最大回生制動力を効かせることによる減速制御を開始する。このときに、車両の減速度Ｇが図３における重力加速度ｇ１の０．５Ｇを下回ると、最大回生制動力が補正係数Ａを乗算された実行回生制動力（補正回生制動力）に置き換えられて停止直前Ｔｂまで漸次抑制されて低減される。これにより、運転者は、上側グラフに実線で示す減速に倣う停止要求に見合う制動効果を感じることができないために、無意識のうちにブレーキペダルを徐々に強く踏み込んで要求する減速に一致させる。その運転者は、停止直前Ｔｂにその実行回生制動力が解除された後には、その多少強く踏み込んだ油圧制動力により車両をそのまま停止させることができる。

また、低速走行する車両Ｌでは、惰力走行よりも早く停止させる程度の小減速する必要があって小さな力でブレーキペダルを踏み込む。このために、低速車両Ｌは、小程度の油圧制動力と共に小さな最大回生制動力を効かせることによる減速制御を開始する。このときに、車両の走行速度Ｖｓが予め設定されている車両速度ｖ１を下回ると、その最大回生制動力が補正係数Ａと修正係数Ｂを乗算された実行回生制動力（修正回生制動力）に置き換えられて停止直前Ｔｂまで漸次抑制されて低減される。これにより、運転者は、上側グラフに実線で示す減速に倣う停止要求に伴う制動効果を感じることができないために、無意識のうちにブレーキペダルを徐々に強く踏み込んで要求する減速に一致させる。その運転者は、停止直前Ｔｂにその実行回生制動力が解除された後には、その多少強く踏み込んだ油圧制動力により車両をそのまま停止させることができる。

もう少し、補足すると、実際の走行では、車両の速度低下率は一定ではなく、速度が思っていた以上に低下すると、急停止しないようにして乗り心地を良くするためにブレーキを緩めるような制動操作を行う場合もあり、反対の場合も同様に、速度が思っていたほど低下しない場合には、希望する位置で停止させることができずに急停止させる必要が生じてしまって乗り心地を悪くしないためにブレーキを踏む力を強めるような制動操作を行う場合もある。このような車両の減速速度の調整は、回生制動力の抑制程度が極めて小さいので、運転者は意識することなく自分で想像する安定的な減速状態を維持するために、生じているずれを埋め合わせる制動操作を行うようになり、最終的に回生制動力をなくした場合でも、また、後述するクリープ現象による加速方向の小さな駆動力が加わったとしても、強めの油圧制動力で確実に、かつ、乗り心地を悪くすることなく、自分の思っている運転感覚で車両を停止させることができる。

このとき、図３に示す減速度ｇ２（０．２Ｇ）に近い減速度で低速走行する車両Ｌでも、停止直前には走行車両に効かせる制動力の比重を回生制動力Ｒよりも油圧制動力Ｐをかなり大きくすることができ、このときの低速走行する車両Ｌでは、その停止前後の車両速度Ｖｓや回生制動力や油圧制動力の相対関係は図７に示すようになっている。図３に示す減速度ｇ１（０．５Ｇ）から減速度ｇ２の範囲では、最大回生制動力に補正係数Ａを乗算して漸減する実行回生制動力に抑制しているので、図７中に実線で示すように、実行回生制動力が斬減するのに対して油圧制動力が漸増することにより、停止直前Ｔｂに回生制動力を解除した後にも走行速度Ｖｓは滑らかに連続するように車両を減速させて油圧制動力のみで停止させることができる。

これに対して、図７中に破線で示すように、最大回生制動力を抑制することなく、一定に維持したまま停止直前Ｔｂにその最大回生制動力を解除した場合には、停止直前Ｔｂ前までは最大回生制動力が効いていたためにブレーキペダルを踏み込み量も少なくなって油圧制動力がごく少なくなっている。それにも拘わらず、その停止直前Ｔｂに最大回生制動力が解除されると、小さな油圧制動力のみでブレーキを掛けている状態になることにより減速する割合が極端に少なくなって停止するまでに時間と距離が必要になってしまう。このときには、運転者は、最大回生制動力が解除されて惰力による走行が継続されると、減速の程度が少なくなるために加速を開始した感覚に陥って慌ててブレーキペダルを踏み付ける停止操作を行う場合があり、そうなると、図７中に一転鎖線で示すように、油圧制動力が急激に上昇して急停止することになる。ここで、図７中の最下のグラフは、回生制動力を解除した後には、エンジン２のクリープ現象と同様に車両を扱う運転を実現するために、そのクリープ現象に相当する駆動力で駆動するようにモータジェネレータ４、５を動作させていることを示している。このため、そのモータジェネレータ４、５は、回生制動力とは逆に加速する方向の駆動力を発生するために、小さな油圧制動力となっている状態では、車両はより停止させ難くなっている。

なお、図６の下側に図示する制動力のグラフでは、高速走行Ｈ、中速走行Ｍ、低速走行Ｌのそれぞれで油圧制動力と回生制動力の合力は一定になるように、言い換えると、中速走行Ｍや低速走行Ｌのように、回生制動力が徐々に抑制されるときには油圧制動力がその抑制分の割合だけ徐々に向上している。また、このときに、運転者が回生制動力の抑制に合わせてブレーキペダルの踏み込み力を増加しないで油圧制動力が上がらない場合でも、停止直前に大きな最大回生制動力が突然に解除されるわけではなく、大きく抑制されている実行回生制動力が解除されるだけであるので、乗り心地や運転感覚の低下は防止されている。

また、図７に示す車両速度Ｖｓや回生制動力の関係としては、一定の減速度で走行速度が減少しているために、一定の補正係数を乗算して最大回生制動力を補正して実行回生制動力に抑制する一例を示している。実際には、その減速度は状況に応じて変化することから、その補正係数も変化して抑制の程度も変動することになり、実行回生制動力も変化する。また、図５に示すフローチャートにおいて、その減速度がステップＳ１０６の閾値よりも小さい場合には、その補正係数に、減速する車両速度Ｖｓに応じた修正係数が乗算されることから、図８に示すように、その閾値を減速度が下回ったタイミングＴｕから回生制動力はより大きく抑制されることにより、減速度も緩くなってより油圧制動力によるブレーキ操作に依存する操作感覚になる。

したがって、減速度Ｇや車両の走行速度Ｖｓに応じた回生制動力をモータジェネレータ４、５に効果的に発生させるとともに回生エネルギを不必要に低減することなく効率よく回収してバッテリ２１に充電することができ、運転者の意図しない制動を回避して、その運転者の要求する制動に追従するように無意識のうちに油圧制動力の割合を多くして快適に車両を停止させることができる。なお、乗り心地を重視するために油圧制動力の割合を多くして回生制動力を常時抑制することも考えられるが、回生エネルギの回収が少なくなりバッテリ２１を充電するためにエンジン２を起動する必要が生じて燃費が悪化するなど問題が多い。

このように本実施形態においては、車両が減速するときには、その減速操作検出時に設定する最大回生制動力がそのまま停止直前まで車両に働くことを回避して、減速度Ｇやその走行速度Ｖｓに応じて抑制した実行回生制動力により車両を減速させることができる。また、同時に、適切な回生制動力に応じてモータジェネレータ４、５で発生する回生エネルギを効率よく回収することができる。したがって、モータジェネレータ４、５に効果的な回生制動力を発生させることができるとともに、そのモータジェネレータ４、５で効率よく回生エネルギを回収することができ、同時に、回生制動力が効き過ぎるのを回避して快適に制動して車両を停止することができる。

本実施形態の他の態様としては、例えば、図９に示すように、上述実施形態の図５に示すフローチャートのステップＳ１０５〜Ｓ１０９に代えて、ステップＳ１０４において車両の負の減速度Ｇを取得した後には、ステップＳ１２５に進んで処理するようにしてもよい。

詳細には、まず、ステップＳ１２５では、制動力制御部４４は、ステップＳ１０１で検出取得する車両速度ＶｓとステップＳ１０４で演算取得する減速度Ｇに応じた補正係数を同様の検索マップから検索（算出）取得してステップＳ１２９に進む。このステップＳ１２９では、制動力制御部４４は、制動力設定部４３がステップＳ１０３で設定した最大回生制動力に、検索取得した車両速度Ｖｓと減速度Ｇに基づく補正係数を乗算して実行回生制動力を取得して、その実行回生制動力を発生するようにモータジェネレータ４、５の駆動制御を開始継続しつつステップＳ１０１に戻って同様の処理を繰り返す。

この他の実施形態の場合には、常に車両速度Ｖｓを考慮した補正係数で最大回生制動力を補正することができるので、車両速度Ｖｓの高低に対応する減速度の大きさに応じて必要な回生制動力の抑制をすることができ、実際の走行状態に即したより精度のよい実行回生制動力を設定することができる。例えば、低減速度の場合には高速走行時から回生制動力の抑制を開始し、また、中減速度の場合には低速走行になるまで一定の回生制動力を保持し、また、高減速度の場合には上述実施形態のように最大回生制動力の抑制を回避するなど、走行状況に応じて油圧制動力と協働してその走行車両に制動を掛けるようにすることができる。

本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

１……駆動制御装置２……エンジン３……出力軸４……第１モータジェネレータ５……第２モータジェネレータ６……駆動輪７……駆動軸８……第１遊星歯車機構９……第２遊星歯車機構１３、１６……回転軸１９、２０……インバータ２１……バッテリ２２、２６……サンギヤ２３、２７……プラネタリギヤ２４、２８……プラネタリキャリア２５、２９……リングギヤ３０……出力ギヤ３１……出力伝達機構３２……駆動制御部３３……アクセル開度検出部３４……車両速度検出部３５……エンジン回転数検出部３６……バッテリ充電状態検出部３７……目標駆動力設定部３８……目標駆動パワー設定部３９……目標充放電パワー設定部４０……目標エンジンパワー算出部４１……エンジン制御部４１ａ……アイドリング維持判定部４２……モータジェネレータ制御部４３……制動力設定部４４……制動力制御部４７……ブレーキ検出部

Claims

車両の走行により発生する回生エネルギを回収するのに伴って当該車両を減速させる回生制動力を発生するモータジェネレータの回生制御装置であって、
前記車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、
該走行状態検出部の検出情報から前記車両の減速度を取得する減速度取得部と、
前記走行状態検出部による前記車両の減速操作の検出時に前記モータジェネレータの前記回生制動力を設定する制動力設定部と、
前記減速度取得部の取得した前記減速度に基づいて前記制動力設定部により設定された前記回生制動力を調整して抑制する制動力調整部と、
を備え、
前記制動力設定部は、前記走行状態検出部による前記車両の前記減速操作の検出後には前記モータジェネレータの前記回生制動力を一定に設定しており、
前記制動力調整部は、前記減速度取得部により取得する前記減速度の大きさに応じて前記モータジェネレータの前記回生制動力を抑制する方向に補正して減少させ、前記減速度取得部により取得する前記減速度が予め設定されているＡ２設定値以上の場合には前記回生制動力の補正値を維持し、前記減速度取得部により取得する前記減速度が予め設定されている前記Ａ２設定値よりも小さい場合には前記走行状態検出部により検出する車両速度の大きさに応じて前記回生制動力の補正値をさらに抑制する方向に修正することを特徴とする回生制御装置。
前記走行状態検出部により検出する前記車両速度の大きさが予め設定されているＢ１設定値よりも大きい場合には前記回生制動力の補正値を修正することなく維持することを特徴とする請求項１に記載の回生制御装置。
上記請求項１または２に記載の回生制御装置と、ブレーキペダルの踏力に応じて前記車両の制動力を発生する油圧制動装置と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
車両の走行により発生する回生エネルギを回収するのに伴って当該車両を減速させる回生制動力を発生するモータジェネレータの回生制御方法であって、
前記車両の減速操作を検出したときに前記モータジェネレータの前記回生制動力を一定に設定した後に、
前記車両の減速度の大きさに応じて前記モータジェネレータの前記回生制動力を抑制する方向に補正して減少させ、さらに、前記減速度が予め設定されているＡ２設定値以上の場合には前記回生制動力の補正値を維持し、また、前記減速度が予め設定されている前記Ａ２設定値よりも小さい場合には前記車両の車両速度の大きさに応じて前記回生制動力の補正値をさらに抑制する方向に修正することを特徴とする回生制御方法。
前記車両の前記車両速度の大きさが予め設定されているＢ１設定値よりも大きい場合には前記回生制動力の補正値を修正することなく維持することを特徴とする請求項４に記載の回生制御方法。