WO2023170853A1 - ハイブリッド車の回生制動装置 - Google Patents

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engine
vehicle
motoring
hybrid vehicle
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翔太 國井
徹 澤田
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三菱自動車工業株式会社
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a regenerative braking device for a hybrid vehicle.
  • hybrid cars plug-in hybrid cars and hybrid cars (hereinafter collectively referred to as hybrid cars) that are equipped with an engine and an electric motor as driving sources, regenerative power generation has been widely used to increase the distance that the electric motor can travel. There is. Regenerative power generation uses an electric motor for driving the vehicle to generate electricity during deceleration, and charges the storage battery.
  • Patent Document 1 in order to prevent overcharging of the storage battery, the loss of the electric motor is increased when the battery approaches full charge during regenerative braking, thereby ensuring the braking force (regenerative braking force) generated by regenerative power generation while generating electricity. Proposals have been made to reduce the amount.
  • a method for increasing the loss of the electric motor a method is described as an example of increasing the eddy current loss by increasing the switching frequency in an inverter that controls the electric motor.
  • the present invention has been made in view of these problems, and its purpose is to provide a regenerative braking device for a hybrid vehicle that can secure regenerative braking force when the storage battery is fully charged.
  • a regenerative braking device for a hybrid vehicle includes an engine, a storage battery, a first rotating electrical machine that drives driving wheels of the vehicle, and a second rotating electrical machine that is driven by the engine and generates electricity.
  • a regenerative braking device which is included in a hybrid vehicle and includes a regenerative braking control unit that performs regenerative braking that causes the first rotating electric machine to generate electricity and apply braking force to the vehicle when the vehicle is decelerating, a motoring control unit configured to supply electric power from the storage battery to the second rotating electric machine to forcibly drive the engine in a state where fuel supply is stopped when performing regenerative braking; and a charging rate of the storage battery.
  • a friction increasing means that increases friction in the forced drive of the engine if the charging rate is equal to or higher than a predetermined full charge value when the motoring is executed. It is characterized by:
  • the electric power generated by the first rotating electrical machine through regenerative braking is consumed in the second rotating electrical machine by performing motoring. Therefore, the amount of power generation in the first rotating electric machine can be increased, and the regenerative braking force can be increased. Further, when the charging rate of the storage battery is equal to or higher than a predetermined full charge value, friction is increased during forced driving of the engine during motoring, so that a large amount of power can be consumed in the second rotating electric machine. This prevents the charging rate of the storage battery from becoming overcharged.
  • the friction increasing means cools the engine.
  • the friction increasing means cools the engine.
  • the cooling means already installed in the engine it is possible to increase friction while suppressing increases in cost and installation space.
  • the friction increasing means uses an electric motor to cool the engine. Accordingly, when the friction increasing means cools the engine, the electric motor consumes electric power, so that the regenerated electric power can be further consumed.
  • the friction increasing means is an oil pump that circulates lubricating oil for the engine. This makes it possible to easily increase friction while suppressing increases in cost and mounting space by using the oil pump for circulating lubricating oil that is already provided in the engine.
  • the friction increasing means is a water pump that circulates cooling water for the engine. This makes it possible to easily increase friction while suppressing increases in cost and installation space by using the water pump for circulating cooling water that is already installed in the engine.
  • the vehicle includes a radiator that exchanges heat between the cooling water and outside air, and a radiator fan that blows air to the radiator, and the friction increasing means is configured to increase friction when driving the water pump during the motoring. It is preferable to drive the radiator fan.
  • cooling efficiency of the cooling water in the radiator can be improved, cooling of the engine can be promoted, and friction when the engine is forced to be driven can be further increased.
  • the regenerative braking device for a hybrid vehicle of the present invention when the charging rate of the storage battery is equal to or higher than a predetermined full charge value, the friction of the forced drive of the engine during motoring is increased, and the second rotating electrical machine consumes a large amount of electric power. Therefore, a large braking force due to regenerative braking can be ensured while suppressing the charging rate of the storage battery from becoming overcharged.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plug-in hybrid vehicle equipped with a regenerative braking device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a regenerative braking system that performs a regenerative braking function. It is a flowchart which shows the control procedure of motoring in regenerative braking performed in a regenerative braking system. It is an explanatory view of a supply destination of regenerative electric power in a vehicle of this embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plug-in hybrid vehicle (hereinafter referred to as vehicle 1) equipped with a drive control device according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle 1 of this embodiment is capable of running by driving the front wheels 3 by the output of the engine 2, and is equipped with an electric front motor 4 (first rotating electric machine) that drives the front wheels 3 (driving drive wheels). .
  • the engine 2 can drive the drive shaft 8 of the front wheels 3 via the reducer 7, and can also drive the motor generator 9 (second rotating electric machine) via the reducer 7 to generate electricity. There is.
  • the front motor 4 is driven by being supplied with high voltage power from a drive battery 11 (storage battery) mounted on the vehicle 1 and a motor generator 9 via a front inverter 10, and is driven by driving the front motor 4 via a reduction gear 7.
  • the drive shaft 8 is driven.
  • the speed reducer 7 has a built-in engine clutch 7a that can connect and disconnect power transmission between the output shaft of the engine 2 and the drive shaft 8. Further, the reducer 7 has a built-in motor clutch 7b that can switch between connecting and disconnecting power transmission between the front motor 4 and the drive shaft 8.
  • the electric power generated by the motor generator 9 can charge the driving battery 11 via the front inverter 10 and can also supply electric power to the front motor 4.
  • the drive battery 11 is composed of a secondary battery such as a lithium ion battery, and has a battery module (not shown) configured by combining a plurality of battery cells, and also has a state of charge (state of charge) of the battery module.
  • a battery monitoring unit 11a charge rate detection means for monitoring SOC (hereinafter referred to as SOC) and the like is provided.
  • Front inverter 10 has a function of controlling the output of front motor 4 and the amount of power generated by motor generator 9 based on a control signal from hybrid control unit 20 .
  • the vehicle 1 is equipped with a charger 21 that charges the drive battery 11 using an external power source.
  • the engine 2 is equipped with an electric cooling system 50 (friction increasing means) that cools the engine 2.
  • the cooling system 50 is, for example, an electric engine oil pump that circulates lubricating oil for the engine 2.
  • the engine oil pump is controlled by the engine control unit 22 to operate when the engine is operating. Further, the operation of the engine oil pump is controlled by the hybrid control unit 20 via the engine control unit 22.
  • the electric cooling system 50 may be an electric water pump that circulates the cooling water of the engine 2.
  • the water pump is also controlled by the engine control unit 22 to operate when the engine is operating. Further, the operation of the water pump is controlled by the hybrid control unit 20 via the engine control unit 22.
  • a radiator fan that blows air to a radiator may be used together with a water pump. By driving the radiator fan at the same time as the water pump is driven, the cooling efficiency of the cooling water in the radiator that exchanges heat between the cooling water and the outside air can be improved, and the engine 2 can be further cooled.
  • the hybrid control unit 20 is a control device for comprehensively controlling the vehicle 1, and includes an input/output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), etc. configured.
  • a storage device ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.
  • CPU central processing unit
  • a battery monitoring unit 11a charging rate detection means of the drive battery 11
  • a front inverter 10 an engine control unit 22
  • an accelerator opening sensor 40 that detects the amount of accelerator operation, and the like. The detection and operation information from these devices is input.
  • the front inverter 10 the reduction gear 7 (clutches 7a, 7b), and the engine control unit 22 are connected to the output side of the hybrid control unit 20.
  • the hybrid control unit 20 calculates the vehicle required output and driving torque required for driving the vehicle 1 based on the various detected amounts and various operating information of the accelerator opening sensor 40, etc.
  • a control signal is sent to the control unit 22, front inverter 10, and reducer 7 to switch the driving mode ((EV mode: electric vehicle mode), series mode, parallel mode), output of the engine 2 and front motor 4, and control the motor. Controls the output (generated power) of the generator 9.
  • the engine 2 In the EV mode, the engine 2 is stopped, and the front motor 4 is driven by electric power supplied from the drive battery 11 to cause the vehicle 1 to travel.
  • the engine clutch 7a of the speed reducer 7 is disconnected, and the motor generator 9 is operated by the engine 2. Then, the front motor 4 is driven by the electric power generated by the motor generator 9 and the electric power supplied from the driving battery 11 to cause the vehicle to travel.
  • the rotational speed of the engine 2 is set to a predetermined rotational speed, and excess power is supplied to the drive battery 11 to charge the drive battery 11.
  • the engine clutch 7a of the reducer 7 is connected, and power is mechanically transmitted from the engine 2 via the reducer 7 to drive the front wheels 3. Further, the front motor 4 is driven by the electric power generated by operating the motor generator 9 by the engine 2 and the electric power supplied from the driving battery 11 to drive the vehicle.
  • the motor clutch 7b is in a connected state. Also in the parallel mode, the motor clutch 7b is basically in a connected state.
  • the hybrid control unit 20 sets the driving mode to the parallel mode in a region where the engine 2 is efficient, such as a high-speed region. Further, in a region other than the parallel mode, that is, in a medium-low speed region, switching is performed between the EV mode and the series mode based on the drive torque of the vehicle 1 and the charging rate SOC of the drive battery 11.
  • the front motor 4 When the vehicle 1 is decelerating with the accelerator off, the front motor 4 is forcibly driven by the rotational force of the front wheels 3 to generate electricity (regenerative power generation), and the vehicle 1 has a regenerative braking function that applies braking torque (regenerative braking force) to the front wheels 3. It is equipped with
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a regenerative braking system 25 (regenerative braking device) that performs a regenerative braking function.
  • the hybrid control unit 20 of this embodiment includes a regenerative braking control section 51 that controls regenerative braking, and a motoring control section 52 that controls motoring.
  • the regenerative braking control unit 51 calculates regenerative braking torque based on wheel speed, brake operation amount, etc. when the vehicle 1 is decelerating. Further, the regenerative braking control section 51 controls the front motor 4 via the front inverter 10 to control regenerative braking torque due to regenerative power generation.
  • the motoring control unit 52 executes motoring in which the engine 2 is forcibly driven by the motor generator 9. During regenerative braking, motoring is performed with the engine clutch 7a disconnected and the motor clutch 7b connected, as in the series mode, and fuel is not supplied to the engine 2, but power is supplied to the motor generator 9. , the engine 2 is forcibly driven.
  • the motor generator 9 is supplied with power generated by the front motor 4 mainly during regenerative braking. As a result, electric power is consumed in the motor generator 9 due to friction when the engine 2 is forcibly driven.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a motoring control procedure in regenerative braking performed in the regenerative braking system 25.
  • the motoring control shown in FIG. 3 is repeatedly performed during regenerative braking of the vehicle 1.
  • step S10 the charging rate of the drive battery 11 is input from the battery monitoring unit 11a, and it is determined whether it is fully charged. Specifically, the determination is made based on whether the charging rate input from the battery monitoring unit 11a is equal to or higher than a predetermined value (predetermined full charge value) that is close to a suitably set full charge.
  • a predetermined value predetermined full charge value
  • the process advances to step S20. If the battery is not fully charged, that is, if the charging rate is less than a predetermined value, the routine returns.
  • step S20 the surplus power amount is confirmed.
  • the surplus power amount is a value obtained by subtracting the power consumed by the above motoring from the power generated by the front motor 4 through regenerative power generation.
  • the actual generated power and power consumption may be input from the front inverter 10. Then, the process advances to step S30.
  • step S30 engine cooling determination is performed.
  • the surplus power confirmed in step S20 exceeds 0, it is determined that engine cooling is required, and the process proceeds to step S40. If the surplus power is 0 or less, it is determined that engine cooling is not necessary, and the process proceeds to step S50.
  • step S40 the cooling system 50 starts cooling the engine.
  • the engine 2 may be cooled by operating the electric oil pump, the engine 2 may be cooled by operating the water pump, or even the radiator fan. You can also do it in combination.
  • step S50 the motoring control unit 52 executes motoring in which the motor generator 9 forcibly drives the engine 2, and the routine returns.
  • step S50 the engine 2 is not cooled by the cooling system 50, but the engine 2 is forcibly motored by the motor generator 9, and the routine returns.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of regenerative power supply destinations in the vehicle 1 of this embodiment. Note that, in this figure, illustrations of the front inverter 10 and the motor clutch 7b are omitted. In FIG. 4, arrows indicate the destinations to which electric power is supplied from the front motor 4 during regenerative braking.
  • (A) of FIG. 4 shows a normal state when the charging rate of the driving battery 11 is less than a predetermined value
  • (B) shows a reference example in which motoring is performed when the charging rate of the driving battery 11 is fully charged than the predetermined value.
  • (C) show the present embodiment when fully charged.
  • the engine clutch 7a is in a disconnected state.
  • the driving battery 11 under normal conditions when the charging rate of the driving battery 11 is less than a predetermined value, the driving battery 11 is charged with the electric power (regenerative power) generated by the front motor 4 during regenerative braking.
  • the vehicle 1 of the present embodiment has a regenerative braking function that applies braking torque to the front wheels 3, which are driving wheels, by regenerative power generation during deceleration driving, so the service brake system of the vehicle 1 uses regenerative braking. It is possible to ensure braking performance while suppressing the use of the front motor 4, and to charge the drive battery 11 with the power generated by the front motor 4. Thereby, the distance that the front motor 4 can travel electrically can be increased.
  • motoring is enabled by the motoring control unit 52. If regenerative braking is requested in a state where the charging rate of the drive battery 11 is equal to or higher than a predetermined value close to full charge, motoring is performed to use the regenerative power generated by the front motor 4 during regenerative braking. Then, the motor generator 9 forcibly drives the engine 2 whose fuel supply is stopped. This makes it possible to increase the regeneratively generated power and ensure a high regenerative braking torque.
  • the engine 2 is cooled by the cooling system 50 during motoring when the drive battery 11 is nearly fully charged, so the friction when the engine 2 is forcibly driven is increased. This allows the motor generator 9 to consume a large amount of power during motoring, and prevents the drive battery 11 from being overcharged.
  • the cooling system 50 for the engine 2 uses, for example, an oil pump that circulates engine oil or a water pump that circulates cooling water, so these devices installed in the engine 2 can be used to cool the engine during motoring. 2 can be cooled. Therefore, there is no need to provide a new device in the vehicle 1 as the cooling system 50, and an increase in parts cost and device mounting space can be suppressed.
  • the cooling system 50 such as the oil pump and the water pump is an electric motor, it can consume electric power when cooling the engine 2 during motoring in a fully charged state, and prevents the drive battery 11 from being overcharged. can be further suppressed.
  • a radiator fan may also be operated. Thereby, the temperature of the cooling water can be lowered, the engine temperature can be lowered, and the friction of the engine 2 can be further increased.
  • the cooling system 50 executed during regenerative braking in a fully charged state may be other than an oil pump or a water pump.
  • the discharge amount of an oil pump or the like may be changed based on the engine temperature or charging rate.
  • the vehicle 1 of the above embodiment is a front wheel drive vehicle
  • the present invention can also be applied to a four wheel drive vehicle equipped with a rear motor that drives the left and right rear wheels 5, for example.
  • the vehicle 1 of this embodiment is a plug-in hybrid vehicle (PHEV) capable of external charging or external power supply
  • the present invention may be applied to a vehicle capable of motoring, such as a hybrid vehicle capable of series mode. Widely applicable.
  • PHEV plug-in hybrid vehicle

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Abstract

エンジン２と、駆動用バッテリ１１と、前輪３を駆動するフロントモータ４と、エンジン２によって駆動されて発電するモータジェネレータ９と、を有する車両に備えられ、車両の減速走行時にフロントモータ４により発電させ、車両１に制動力を付与する回生制動を行う回生制動制御部５１を有するハイブリッド車の回生制動装置であって、回生制動の実行時に、駆動用バッテリ１１からモータジェネレータ９へ電力を供給して、燃料供給を停止した状態のエンジン２を強制駆動するモータリングを行うモータリング制御部５２と、駆動用バッテリ１１の充電率を検出するバッテリモニタリングユニット１１ａと、モータリングの実行時に、駆動用バッテリ１１の充電率が所定の満充電値以上である場合には、エンジン２のオイルポンプ等の冷却システム５０を作動させ、エンジン２を冷却して強制駆動におけるフリクションを増加させる。

Description

ハイブリッド車の回生制動装置
　本発明は、ハイブリッド車における回生制動装置に関する。
　従来、エンジンと電気モータを走行駆動源として備えたプラグインハイブリッド車やハイブリッド車（以下、まとめてハイブリッド車という）では、電気モータによる走行可能距離を増加させるために、回生発電が広く行われている。回生発電は、走行駆動用の電気モータを使用して減速走行時に発電させて、蓄電池に充電する。
　また、特許文献１では、蓄電池の過充電を防止するために、回生制動時に満充電に近くなると電気モータの損失を増大させることで、回生発電による制動力（回生制動力）を確保しつつ発電量を低下させる提案がされている。そして、電気モータの損失を増大させる手段としては、電気モータの制御を行うインバータにおいてスイッチング周波数を増加させることで渦電流損失を増加させる方法が一例として記載されている。
特開２０１７－７７８０８号公報
　しかしながら、特許文献１のように電気モータの損失を増大させると、当該電気モータ及びインバータの温度が上昇するため、十分な回生制動力を長時間に亘って得ることができなくなる虞がある。
　なお、蓄電池の満充電時に回生制動力を得る方法としては、例えば回生発電により得られた電力を新たに設けた電気機器で電力を消費させることが考えられる。しかしながら、このような電気機器を新たに車両に搭載するには、部品コスト、搭載スペース等により制約が多いといった問題点がある。
　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蓄電池の満充電時において回生制動力を確保できるハイブリッド車の回生制動装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車の回生制動装置は、エンジンと、蓄電池と、車両の走行駆動輪を駆動する第１回転電機と、前記エンジンによって駆動されて発電する第２回転電機と、を有するハイブリッド車に備えられ、前記車両の減速走行時に前記第１回転電機により発電させ、前記車両に制動力を付与する回生制動を行う回生制動制御部を有する回生制動装置であって、前記回生制動の実行時に、前記蓄電池から前記第２回転電機へ電力を供給して、燃料供給を停止した状態の前記エンジンを強制駆動するモータリングを行うモータリング制御部と、前記蓄電池の充電率を検出する充電率検出手段と、前記モータリングの実行時に、前記充電率が所定の満充電値以上である場合には、前記エンジンの前記強制駆動におけるフリクションを増加するフリクション増加手段と、を備えたことを特徴とする。
　これにより、回生制動により第１回転電機が発電した電力は、モータリングが行なわれることで、第２回転電機において消費される。したがって、第１回転電機における発電量を増加させ、回生制動力を増加させることができる。
　更に、蓄電池の充電率が所定の満充電値以上である場合には、モータリングにおけるエンジンの強制駆動の際にフリクションが増加されるので、第２回転電機において電力を大きく消費することができる。これにより、蓄電池の充電率が過充電になることが抑制される。
　好ましくは、前記フリクション増加手段は、前記エンジンを冷却するとよい。
　これにより、エンジンを冷却することで、モータリングにおけるエンジンの強制駆動の際にフリクションを容易に大きく増加させることができる。また、エンジンにあらかじめ備えられている冷却手段を利用することで、コストや搭載スペースの増加を抑えつつフリクションを増加させることができる。
　好ましくは、前記フリクション増加手段は、電動機を使用してエンジンを冷却するとよい。
　これにより、フリクション増加手段においてエンジンを冷却する際に、電動機によって電力を消費するので、回生発電した電力を更に消費することができる。
　好ましくは、前記フリクション増加手段は、前記エンジンの潤滑油を循環させるオイルポンプであるとよい。
　これにより、エンジンにあらかじめ備えられている潤滑油の循環用のオイルポンプを利用して、コストや搭載スペースの増加を抑えつつ容易にフリクションを増加させることができる。
　好ましくは、前記フリクション増加手段は、前記エンジンの冷却水を循環させるウォーターポンプであるとよい。
　これにより、エンジンにあらかじめ備えられている冷却水の循環用のウォーターポンプを利用して、コストや搭載スペースの増加を抑えつつ容易にフリクションを増加させることができる。
　好ましくは、前記車両は、前記冷却水と外気とを熱交換するラジエータと、前記ラジエータに送風するラジエータファンを備え、前記フリクション増加手段は、前記モータリングの実行時において前記ウォーターポンプを駆動する際に、前記ラジエータファンを駆動するとよい。
　これにより、ラジエータでの冷却水の冷却効率を向上させてエンジンの冷却を促進させることができ、エンジンの強制駆動の際のフリクションを更に増加させることができる。
　本発明のハイブリッド車の回生制動装置は、蓄電池の充電率が所定の満充電値以上である場合に、モータリングにおけるエンジンの強制駆動のフリクションが増加され、第２回転電機において電力を大きく消費することができるので、蓄電池の充電率が過充電になることを抑制しつつ、回生制動による制動力を大きく確保することができる。
本発明の一実施形態の回生制動装置を備えたプラグインハイブリッド車の概略構成図である。 回生制動機能を実行する回生制動システムの構成図である。 回生制動システムにおいて実行される回生制動におけるモータリングの制御手順を示すフローチャートである。 本実施形態の車両における回生電力の供給先の説明図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る駆動制御装置を搭載したプラグインハイブリッド車（以下、車両１という）の概略構成図である。
　本実施形態の車両１は、エンジン２の出力によって前輪３を駆動して走行可能であるとともに、前輪３（走行駆動輪）を駆動する電動のフロントモータ４(第１回転電機)を備えている。
　エンジン２は、減速機７を介して前輪３の駆動軸８を駆動可能であるとともに、減速機７を介してモータジェネレータ９（第２回転電機）を駆動して発電させることが可能となっている。
　フロントモータ４は、フロントインバータ１０を介して、車両１に搭載された駆動用バッテリ１１（蓄電池）及びモータジェネレータ９から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機７を介して前輪３の駆動軸８を駆動する。減速機７においてエンジン２と駆動軸８との間の動力伝達路と、フロントモータ４と駆動軸８との動力伝達路とは、異なる経路になっている。減速機７には、エンジン２の出力軸と駆動軸８との間の動力の伝達を断接切換え可能なエンジンクラッチ７ａが内蔵されている。また、減速機７には、フロントモータ４と駆動軸８との間の動力の伝達を断接切換え可能なモータクラッチ７ｂが内蔵されている。
　モータジェネレータ９によって発電された電力は、フロントインバータ１０を介して駆動用バッテリ１１を充電可能であるとともに、フロントモータ４に電力を供給可能である。
　駆動用バッテリ１１は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有しており、更に、電池モジュールの充電率（State Of Charge、以下、ＳＯＣ）等を監視するバッテリモニタリングユニット１１ａ（充電率検出手段）を備えている。
　フロントインバータ１０は、ハイブリッドコントロールユニット２０からの制御信号に基づき、フロントモータ４の出力を制御する一方、モータジェネレータ９の発電量を制御する機能を有する。
　車両１には、駆動用バッテリ１１を外部電源によって充電する充電機２１が備えられている。
　また、エンジン２には、当該エンジン２を冷却する電動の冷却システム５０（フリクション増加手段）が備えられている。冷却システム５０は、例えばエンジン２の潤滑油を循環させる電動のエンジンオイルポンプである。エンジンオイルポンプは、エンジンコントロールユニット２２によりエンジン作動時に作動するように制御される。更に、エンジンオイルポンプは、エンジンコントロールユニット２２を介してハイブリッドコントロールユニット２０により作動制御される。
　また、電動の冷却システム５０として、エンジン２の冷却水を循環させる電動のウォーターポンプでもよい。ウォーターポンプも、エンジンコントロールユニット２２により、エンジン作動時に作動するように制御される。また、ウォーターポンプは、エンジンコントロールユニット２２を介してハイブリッドコントロールユニット２０により作動制御される。更に、冷却システム５０として、ウォーターポンプとともに、ラジエータに送風するラジエータファンを使用してもよい。ウォーターポンプ駆動時に合わせてラジエータファンも駆動することで、冷却水と外気とを熱交換するラジエータにおいて、冷却水の冷却効率を向上させ、エンジン２を更に冷却することができる。
　ハイブリッドコントロールユニット２０は、車両１の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成される。
　ハイブリッドコントロールユニット２０の入力側には、駆動用バッテリ１１のバッテリモニタリングユニット１１ａ（充電率検出手段）、フロントインバータ１０、エンジンコントロールユニット２２、アクセル操作量を検出するアクセル開度センサ４０等が接続されており、これらの機器からの検出及び作動情報が入力される。
　一方、ハイブリッドコントロールユニット２０の出力側には、フロントインバータ１０、減速機７（クラッチ７ａ、７ｂ）、エンジンコントロールユニット２２が接続されている。
　そして、ハイブリッドコントロールユニット２０は、アクセル開度センサ４０等の上記各種検出量及び各種作動情報に基づいて、車両１の走行駆動に必要とする車両要求出力、走行用の駆動トルクを演算し、エンジンコントロールユニット２２、フロントインバータ１０、減速機７に制御信号を送信して、走行モード（（ＥＶモード：電気自動車モード）、シリーズモード、パラレルモード）の切換え、エンジン２とフロントモータ４の出力、モータジェネレータ９の出力（発電電力）を制御する。
　ＥＶモードでは、エンジン２を停止し、駆動用バッテリ１１から供給される電力によりフロントモータ４を駆動して車両１を走行させる。
　シリーズモードでは、減速機７のエンジンクラッチ７ａを切断し、エンジン２によりモータジェネレータ９を作動する。そして、モータジェネレータ９により発電された電力及び駆動用バッテリ１１から供給される電力によりフロントモータ４を駆動して走行させる。また、シリーズモードでは、エンジン２の回転速度を所定の回転速度に設定し、余剰電力を駆動用バッテリ１１に供給して駆動用バッテリ１１を充電する。
　パラレルモードでは、減速機７のエンジンクラッチ７ａを接続し、エンジン２から減速機７を介して機械的に動力を伝達して前輪３を駆動させる。また、エンジン２によりモータジェネレータ９を作動させて発電した電力及び駆動用バッテリ１１から供給される電力によってフロントモータ４を駆動して走行させる。
　なお、ＥＶモード及びシリーズモードにおいて、モータクラッチ７ｂは接続状態となる。また、パラレルモードにおいても基本的には、モータクラッチ７ｂは接続状態となる。
　ハイブリッドコントロールユニット２０は、高速領域のように、エンジン２の効率のよい領域では、走行モードをパラレルモードとする。また、パラレルモードを除く領域、即ち中低速領域では、車両１の駆動トルク及び駆動用バッテリ１１の充電率ＳＯＣに基づいてＥＶモードとシリーズモードとの間で切換える。
　車両１は、アクセルオフ状態の減速走行時において、前輪３の回転力によりフロントモータ４を強制駆動して発電（回生発電）させるとともに前輪３に制動トルク（回生制動力）を付与させる回生制動機能を備えている。
　図２は、回生制動機能を実行する回生制動システム２５（回生制動装置）の構成図である。
　本実施形態のハイブリッドコントロールユニット２０には、回生制動を制御する回生制動制御部５１と、モータリングを制御するモータリング制御部５２と、を備えている。
　回生制動制御部５１は、車両１の減速走行時に、車輪速やブレーキ操作量等に基づいて回生制動トルクを演算する。更に、回生制動制御部５１は、フロントインバータ１０を介してフロントモータ４を制御し、回生発電による回生制動トルクを制御する。
　モータリング制御部５２は、モータジェネレータ９によってエンジン２を強制駆動するモータリングを実行する。モータリングは、回生制動時に、シリーズモードのようにエンジンクラッチ７ａを切断し、モータクラッチ７ｂを接続した状態で行われ、エンジン２への燃料供給は行わず、モータジェネレータ９に電力を供給して、エンジン２を強制駆動する。モータジェネレータ９への電力は、主に回生制動時においてフロントモータ４によって発電した電力が供給される。これにより、エンジン２を強制駆動する際のフリクションにより、モータジェネレータ９において電力を消費する。
　図３は、回生制動システム２５において実行される回生制動におけるモータリングの制御手順を示すフローチャートである。
　図３に示すモータリング制御は、車両１の回生制動時に繰り替えし行われる。
　始めに、ステップＳ１０では、バッテリモニタリングユニット１１ａより駆動用バッテリ１１の充電率を入力し、満充電か否かを判定する。詳しくは、バッテリモニタリングユニット１１ａから入力した充電率が、適宜設定された満充電に近い所定値（所定の満充電値）以上であるか否かによって判別する。駆動用バッテリ１１が満充電である場合、即ち充電率が所定値以上である場合には、ステップＳ２０に進む。満充電でない場合、即ち充電率が所定値未満である場合には、本ルーチンをリターンする。
　ステップＳ２０では、余剰電力量を確認する。余剰電力量は、回生発電によるフロントモータ４の発電電力から、上記のモータリングによって消費する電力を減算した値である。回生発電によるフロントモータ４の発電電力や、モータリングによる消費電力は、実際の発電電力や消費電力をフロントインバータ１０から入力すればよい。そしてステップＳ３０に進む。
　ステップＳ３０では、エンジン冷却判定を行う。エンジン冷却判定は、ステップＳ２０において確認した余剰電力が０を超える場合には、エンジン冷却要と判定し、ステップＳ４０進む。余剰電力が０以下の場合には、エンジン冷却不要と判定し、ステップＳ５０に進む。
　ステップＳ４０では、冷却システム５０によりエンジン冷却を開始する。具体的には、上記のように、電動オイルポンプの作動によりエンジンを冷却してもよいし、ウォーターポンプの駆動、更にはラジエータファンの作動によりエンジン２を冷却してもよい、また、これらを組み合わせて行ってもよい。
　そして、モータリング制御部５２により、モータジェネレータ９によってエンジン２を強制駆動するモータリングを実行し、本ルーチンをリターンする。
　ステップＳ５０では、冷却システム５０によるエンジン冷却を行わず、モータジェネレータ９によってエンジン２を強制駆動するモータリングを実行し、本ルーチンをリターンする。
　図４は、本実施形態の車両１における回生電力の供給先の説明図である。なお、本図では、フロントインバータ１０やモータクラッチ７ｂの記載を省略している。図４中において、回生制動時におけるフロントモータ４からの電力の供給先を矢印で示している。図４の（Ａ）は、駆動用バッテリ１１の充電率が所定値未満の通常時を示し、（Ｂ）は、駆動用バッテリの充電率が所定値以上の満充電時にモータリングを行う参考例、（Ｃ）は、満充電時における本実施形態を示す。
　図４の（Ａ）から（Ｃ）に示すように、回生制動時には、エンジンクラッチ７ａは切断状態となる。
　（Ａ)に示すように、駆動用バッテリ１１の充電率が所定値未満の通常時では、回生制動時にフロントモータ４で発電した電力（回生電力）は、駆動用バッテリ１１に充電される。
　（Ｂ）に示すように、駆動用バッテリ１１の満充電状態では、回生制動時にフロントモータ４で発電した電力は、モータジェネレータ９に供給され、モータジェネレータ９によってエンジン２を強制駆動するモータリングを実行することで、回生電力が消費される。
　（Ｃ）に示すように、本実施形態では、駆動用バッテリの満充電状態での回生制動時には、冷却システム５０によってエンジン２を冷却することで、エンジン２を冷却しない参考例（Ｂ）と比較して、モータジェネレータ９によってエンジン２を強制駆動する際の消費電力を大きくすることができる。
　以上のように、本実施形態の車両１は、減速走行時に回生発電により走行駆動輪である前輪３に制動トルクを付与する回生制動機能を備えているので、回生制動により車両１のサービスブレーキ装置の使用を抑えつつ制動性能を確保するとともに、フロントモータ４による発電電力を駆動用バッテリ１１に充電することができる。これにより、フロントモータ４による電動の走行可能距離を増加させることができる。
　しかしながら、駆動用バッテリ１１の充電率が満充電に近い状態であると、回生発電による発電電力を駆動用バッテリ１１に充電させることができず、回生発電電力を抑えなければならない。したがって、このような場合には回生制動トルクが要求値を満たさずに回生制動性能が低下する虞がある。
　本実施形態では、モータリング制御部５２によりモータリングが可能になっている。駆動用バッテリ１１の充電率が満充電に近い所定値以上である状態で回生制動が要求された場合には、モータリングを行うことで、回生制動時にフロントモータ４によって発電した回生電力を使用して、モータジェネレータ９が燃料供給停止中のエンジン２を強制駆動する。これにより、回生発電電力を高くすることが可能になり、回生制動トルクを高く確保することができる。
　更に、本実施形態では、駆動用バッテリ１１が満充電に近い状態でのモータリングの際に、冷却システム５０によってエンジン２を冷却するので、エンジン２を強制駆動する際のフリクションが増加される。これにより、モータリング時にモータジェネレータ９において電力を大きく消費することができ、駆動用バッテリ１１が過充電になることが抑制される。
　したがって、回生発電により駆動用バッテリ１１が過充電になることを抑制しつつ、回生制動による制動トルクを大きく確保して、回生制動による制動性能を向上させることができる。
　エンジン２の冷却システム５０としては、例えばエンジンオイルを循環させるオイルポンプや、冷却水を循環させるウォーターポンプを使用するので、あらかじめエンジン２に備えられているこれらの機器を利用してモータリング時にエンジン２を冷却することができる。したがって、冷却システム５０として車両１に新たな機器を設ける必要がなく、部品コストや機器の搭載スペースの増加を抑制することができる。また、これらのオイルポンプやウォーターポンプといった冷却システム５０は電動機であるので、満充電状態でのモータリング時にエンジン２を冷却する際に電力を消費することができ、駆動用バッテリ１１の過充過を更に抑制することができる。
　冷却システム５０として、ウォーターポンプを使用した場合には、更にラジエータファンを作動させてもよい。これにより、冷却水の温度を低下させてエンジン温度を低下させ、エンジン２のフリクションを更に増加させることができる。
　以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、満充電状態での回生制動時に実行する冷却システム５０としては、オイルポンプやウォーターポンプ以外のものでもよい。
　また、満充電状態での回生制動時には、エンジン２を冷却する以外にもエンジン２のフリクションを増加させる手段であってもよい。
　またエンジン２の冷却システム５０において、エンジン温度や充電率に基づいて、例えばオイルポンプ等の吐出量を変化させてもよい。
　また、上記実施形態の車両１は、前輪駆動車であるが、例えば左右の後輪５を駆動するリヤモータを備えた４輪駆動車にも本発明を適用できる。
　また、本実施形態の車両１は、外部充電又は外部給電が可能なプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）であるが、シリーズモードが可能なハイブリッド車のように、モータリングが可能な車両に本発明を広く適用できる。
　　１　　車両（ハイブリッド車）
　　３　　前輪（走行駆動輪）
　　４　　フロントモータ（第１回転電機）
　　９　　　モータジェネレータ（第２回転電機）
　　１１　　駆動用バッテリ（蓄電池）
　　１１ａ　バッテリモニタリングユニット（充電率検出手段）
　　２５　回生制動システム（回生制動装置）
　　５０　　冷却システム（フリクション増加手段）
　　５１　　回生制動制御部
　　５２　　モータリング制御部

 

Claims (6)

  1. 　エンジンと、蓄電池と、車両の走行駆動輪を駆動する第１回転電機と、前記エンジンによって駆動されて発電する第２回転電機と、を有する車両に備えられ、
    　前記車両の減速走行時に前記第１回転電機により発電させ、前記車両に制動力を付与する回生制動を行う回生制動制御部を有する回生制動装置であって、
    　前記回生制動の実行時に、前記蓄電池から前記第２回転電機へ電力を供給して、燃料供給を停止した状態の前記エンジンを強制駆動するモータリングを行うモータリング制御部と、
    　前記蓄電池の充電率を検出する充電率検出手段と、
    　前記モータリングの実行時に、前記充電率が所定の満充電値以上である場合には、前記エンジンの前記強制駆動におけるフリクションを増加するフリクション増加手段と、を備えた
    ことを特徴とするハイブリッド車の回生制動装置。
  2. 　前記フリクション増加手段は、前記エンジンを冷却する
    ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の回生制動装置。
  3. 　前記フリクション増加手段は、電動機を使用してエンジンを冷却する
    ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車の回生制動装置。
  4. 　前記フリクション増加手段は、
    　前記エンジンの潤滑油を循環させるオイルポンプである
    ことを特徴とする請求項２または３に記載のハイブリッド車の回生制動装置。
  5. 　前記フリクション増加手段は、
    　前記エンジンの冷却水を循環させるウォーターポンプである
    ことを特徴とする請求項２または３に記載のハイブリッド車の回生制動装置。
  6. 　前記車両は、前記冷却水と外気とを熱交換するラジエータと、前記ラジエータに送風するラジエータファンを備え、
    　前記フリクション増加手段は、前記モータリングの実行時において前記ウォーターポンプを駆動する際に、前記ラジエータファンを駆動する
    ことを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車の回生制動装置。

     
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