(57)【要約】  制御手段（１７）は、油圧制動力と回生制動力とに分配する回生協調制御を実行する回生協調制御手段（１７Ｄ）と車速を算出する車速算出手段（１７Ｅ）とを備え、アクセル操作量検出手段（３２）により検出されたアクセル操作量と車速算出手段（１７Ｅ）により算出された車速とに基づいて基本目標駆動力を算出し、回生協調制御手段（１７Ｄ）により分配された回生制動力に相当する値を前記基本目標駆動力に加算して、モータ（４、５）により発生させる目標駆動力としている。  これにより、運転者のブレーキ操作に応じて車両走行中のクリープ駆動力を減少させるため、消費電力を低減することができる。 【選択図】図１
2012105043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を駆動するとともに回生制動力を発生するモータを設け、油圧制動力を発生する油圧制動手段を設け、ブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段を設け、このブレーキ操作量検出手段により検出されたブレーキ操作量に基づいて車両制動の要求値を算出する要求制動力算出手段と、この要求制動力算出手段により算出された車両制動の要求値に基づいて油圧制動力と回生制動力とに分配する回生協調制御を実行する回生協調制御手段とが備えられた制御手段を設けた車両用制御装置において、アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段を設け、前記回生協調制御手段は前記ブレーキ操作量検出手段により検出されたブレーキ操作量に応じて回生制動力を増大させ、前記制御手段は、車速を算出する車速算出手段を備え、前記アクセル操作量検出手段により検出されたアクセル操作量と前記車速算出手段により算出された車速とに基づいて基本目標駆動力を算出し、前記回生協調制御手段により分配された回生制動力に相当する値を前記基本目標駆動力に加算して、前記モータにより発生させる目標駆動力としたことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記回生協調制御手段は、前記車速算出手段により算出された車速が零又は後進を示す時に、回生制動力を零とし、油圧制動力を車両制動の要求値と等しくすることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記車速算出手段は、前記モータの回転速度から車速を算出することを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。 
【請求項４】
前記回生協調制御手段は、回生制動力を零とし、油圧制動力を車両制動の要求値と等しくする場合に、予め設定された変化率で変化させることを特徴とする請求項３に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用制御装置に係り、特にモータ（電動機）を動力源した電動車両において油圧制動力と回生制動力とを併用して車両制動力を発生させる車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、駆動源として、エンジンとこのエンジン以外にモータ（電動機）を備え、燃費を向上するための電動車両として、いわゆるハイブリッド車両がある。
このハイブリッド車両では、オートマチック車両に多いクリープ駆動力をモータにより発生させて、オートマチック車両からの乗り換えユーザーに対して違和感のないドライバビリティを確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６９５０８号公報
【特許文献２】特開２０００−１０２１１３号公報
【特許文献３】特開２０００−１３９０４号公報
【０００４】
特許文献１に係る電気自動車のクリープトルク制御装置は、３軸式の動力入出力手段を備えたハイブリッド車両において、エンジンの出力とモータの反力トルクとを低下させてクリープトルクを低減させ、適切なクリープトルク制御を行うとともに、後進時の操作性を損なうことなく、クリープトルクによるエネルギの無駄な消費を防止するものである。
特許文献２に係る電気自動車のクリープ力発生装置は、停車後に、クリープ限界車速以下の車速で後退や前進をした場合に、ブレーキペダルの踏み込み状態を所定値以下にしてクリープ力を発生させ、無駄なモータの作動を抑えたクリープ力を発生させるものである。
特許文献３に係る電気自動車のトルク制御装置は、回生協調システムを備え、減速時で、運転者が車両を停止させようとする意図が明らかな場合に、車両の停止直前までモータの回生運転を行うものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来、回生協調システムを備えたハイブリッド車両において、予め決められた最大回生力の中で回生制動力と油圧制動力とを分配するため、低車速での走行中にブレーキ操作する場合の目標駆動力が正の駆動力、すなわちクリープ走行可能な駆動力である場合に、駆動力が減少せず、油圧制動力のみで減速することがある。
このため、車両走行中の減速時に消費電力を低減できなくなり、また、停車中にクリープ力を低減させると、従来のクリープ力で停車できたはずの登坂路では、車両の制動力が低下するために、車両が後退するという不都合があった。【０００６】
そこで、この発明は、車両走行中の減速時に消費電力を低減するとともに、登坂路での車両の後退を防止する車両用制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、車輪を駆動するとともに回生制動力を発生するモータを設け、油圧制動力を発生する油圧制動手段を設け、ブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段を設け、このブレーキ操作量検出手段により検出されたブレーキ操作量に基づいて車両制動の要求値を算出する要求制動力算出手段と、この要求制動力算出手段により算出された車両制動の要求値に基づいて油圧制動力と回生制動力とに分配する回生協調制御を実行する回生協調制御手段とが備えられた制御手段を設けた車両用制御装置において、アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段を設け、前記回生協調制御手段は前記ブレーキ操作量検出手段により検出されたブレーキ操作量に応じて回生制動力を増大させ、前記制御手段は、車速を算出する車速算出手段を備え、前記アクセル操作量検出手段により検出されたアクセル操作量と前記車速算出手段により算出された車速とに基づいて基本目標駆動力を算出し、前記回生協調制御手段により分配された回生制動力に相当する値を前記基本目標駆動力に加算して、前記モータにより発生させる目標駆動力としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の車両用制御装置は、車両走行中の減速時に消費電力を低減するとともに、登坂路での車両の後退を防止できる。 
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は車両用制御装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は車両用制御装置の制御ブロック図である。（実施例）
【図３】図３はモータ制御のフローチャートである。（実施例）
【図４】図４は回生協調制御手段による制御のフローチャートである。（実施例）
【図５】図５は車速による回生可能制動力の変化を示す図である。（実施例）
【図６】図６は停車間際の駆動力・制動力の動きを示す図である。（実施例）
【図７】図７は車速が０ｋｍ／ｈ（車速＜０ｋｍ／ｈを含む）時の油圧制動力の変化を示す図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、車両走行中の減速時に消費電力を低減するとともに、登坂路での車両の後退を防止する目的を、運転者のブレーキ操作に応じて車両走行中のクリープ駆動力を減少させて実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。 
図１において、１は電動車両としてのハイブリッド車両の車両用制御装置である。 
車両用制御装置１は、トルクを出力する駆動源であるエンジン２の出力軸３と、複数のモータとしての第一のモータ４及び第二のモータ５と、車輪としての駆動輪６に出力伝達機構７を介して接続される駆動軸８と、エンジン２の出力軸３と複数のモータ（電動機）としての第一のモータ４と第二のモータ５と駆動軸８とに夫々連結された動力伝達機構（差動歯車機構）９とを備えている。第一のモータ４・第二のモータ５は、動力伝達機構９の出力軸となる駆動輪６を駆動するとともに、回生制動力を発生する。
エンジン２の出力軸３の途中には、エンジン２側で、ワンウェイクラッチ１０が備えられている。このワンウェイクラッチ１０は、エンジン２が逆回転しないようにするものであり、また、ＥＶ（電気車両）走行時には第二のモータ５のトルク反力を受けるものである。
第一のモータ４は、第一のロータ１１と第一のステータ１２とからなる。第二のモータ５は、第二のロータ１３と第二のステータ１４とからなる。
また、車両用制御装置１は、第一のモータ４を作動制御する第一のインバータ１５と、第二のモータ５を作動制御する第二のインバータ１６と、第一のインバータ１５と第二のインバータ１６とに連絡した制御手段（ＥＣＵ）１７とを備えている。
第一のインバータ１５は、第一のモータ４の第一のステータ１２に接続している。第二のインバータ１６は、第二のモータ５の第二のステータ１４に接続している。
第一のインバータ１５と第二のインバータ１６の各電源端子は、バッテリ（駆動用高電圧バッテリ）１８に接続している。このバッテリ１８は、第一のモータ４及び第二のモータ５と電力のやり取りが可能なものである。すなわち、第一のモータ４及び第二のモータ５には、力行（動力を車輪（駆動輪）に伝えて加速、又は上り勾配で均衡速度を保つこと）時に、第一のインバータ１５及び第二のインバータ１６を介してバッテリ１８から電力が供給される、一方、回生時には、第一のインバータ１５及び第二のインバータ１６を介してバッテリ１８を充電する。
この車両用制御装置１においては、エンジン２と第一のモータ４・第二のモータ５とからの出力を用いて、ハイブリッド車両を駆動制御する。【００１２】
動力伝達機構９は、いわゆる４軸式の動力入出力装置であり、エンジン２の出力軸３と駆動軸８とを配置し、また、エンジン２側の第一のモータ４と駆動軸８側の第二のモータ５とを配置し、エンジン２の動力と第一のモータ４の動力と第二のモータ５の動力とを合成して駆動軸８に出力し、エンジン２と第一のモータ４と第二のモータ５と駆動軸８との間で動力の授受を行う。【００１３】
動力伝達機構９は、互いの２つの回転要素が連結された第一の遊星歯車機構１９と第二の遊星歯車機構２０とを並設して構成される。
第一の遊星歯車機構１９は、第一のサンギア２１と、この第一のサンギア２１に噛み合った第一のピニオンギア２２と、この第一のピニオンギア２２に噛み合った第一のリングギア２３と、第一のピニオンギア２２に連結した第一のキャリア２４と、第一のリングギア２３に連結した出力ギア２５とを備えている。
第二の遊星歯車機構２０は、第二のサンギア２６と、この第二のサンギア２６に噛み合った第二のピニオンギア２７と、この第二のピニオンギア２７に噛み合った第二のリングギア２８と、第二のピニオンギア２７に連結した第二のキャリア２９とを備えている。【００１４】
動力伝達機構９において、第一の遊星歯車機構１９の第一のキャリア２４は、エンジン２の出力軸３に連結している。また、第二の遊星歯車機構２０の第二のキャリア２９は、第一の遊星歯車機構１９の第一のリングギア２３及び出力ギア２５に連結している。
第一のサンギア２１には、第一のモータ出力軸３０を介して第一のモータ４の第一のロータ１１が接続する。第一のキャリア２４・第二のサンギア２６には、エンジン２の出力軸３が接続する。第一のリングギア２３・第二のキャリア２９には、出力ギア２５及び出力伝達機構７を介して駆動軸８が接続する。第二のリングギア２８には、第二のモータ出力軸３１を介して第二のモータ５の第二のロータ１３が接続する。
つまり、動力伝達機構９においては、第一の遊星歯車機構１９の第一のキャリア２４と第二の遊星歯車機構２０の第二のサンギア２６とを結合してエンジン２の出力軸３に接続し、第一の遊星歯車機構１９の第一のリングギア２３と第二の遊星歯車機構２０の第二のキャリア２９とを結合して駆動軸８に接続し、第一の遊星歯車機構１９の第一のサンギア２１に第一のモータ４を接続し、第二の遊星歯車機構２０の第二のリングギア２８に第二のモータ５を接続し、エンジン２、第一のモータ４、第二のモータ５、及び駆動軸８との間で動力の授受を行っている。
制御手段１７には、アクセルペダルの踏み込み量をアクセル操作量として検出するアクセル操作量検出手段３２と、ブレーキペダルの踏み込み量をブレーキ操作量として検出するブレーキ操作量検出手段３３と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段３４とが連絡している。
また、制御手段１７には、エンジン２を制御するように、空気量調整機構３５と、燃料供給機構３６と、点火時期調整機構３７とが連絡している。【００１５】
制御手段１７は、図１、図２に示すように、アクセル操作量検出手段３２に連絡する基本目標駆動力算出手段１７Ａと、この基本目標駆動力算出手段１７Ａ及び第一のインバータ１５・第二のインバータ１６に連絡する目標駆動力算出手段１７Ｂと、ブレーキ操作量検出手段３３に連絡する要求制動力算出手段１７Ｃと、この要求制動力算出手段１７Ｃ及び目標駆動力算出手段１７Ｂに連絡する回生協調制御手段１７Ｄと、基本目標駆動力算出手段１７Ａ及び回生協調制御手段１７Ｄに連絡する車速算出手段１７Ｅとを備えている。回生協調制御手段１７Ｄは、油圧制動力を発生する油圧制動手段３８に連絡している。車速算出手段１７Ｅは、第一のモータ４・第二のモータ５の回転速度（モータ回転速度）を検出するモータ回転速度検出手段３９に連絡している。
基本目標駆動力算出手段１７Ａは、アクセル操作量検出手段３２によりアクセル操作量と車速算出手段１７Ｅにより算出された車速とに基づいて基本目標駆動力を算出し、この基本目標駆動力を目標駆動力算出手段１７Ｂに出力する。このため、基本目標駆動力算出手段１７Ａには、アクセル操作量と車速とからなる基本目標駆動力マップＭを予め設定している。
目標駆動力算出手段１７Ｂは、基本目標駆動力と回生制動力とに基づいて目標駆動力を算出し、この目標駆動力を第一のインバータ１５・第二のインバータ１６に出力する。
要求制動力算出手段１７Ｃは、ブレーキ操作量検出手段３３により検出されたブレーキ操作量に基づいて車両制動の要求値を算出し、この車両制動の要求値を回生協調制御手段１７Ｄに出力する。
回生協調制御手段１７Ｄは、要求制動力算出手段１７Ｃにより算出された車両制動の要求値に基づいて油圧制動力と回生制動力とに分配する回生協調制御を実行し、油圧制動力を油圧制動手段３８に出力するとともに、回生制動力を目標駆動力算出手段１７Ｂに出力する。
図６、図７に示すように、回生協調制御手段１７Ｄは、ブレーキ操作量検出手段３３により検出されたブレーキ操作量に応じて回生制動力を増大させる。また、回生協調制御手段１７Ｄは、車速算出手段１７Ｅにより算出された車速が零又は後進を示す時に、回生制動力を零とし、油圧制動力を車両制動の要求値と等しくする。更に、回生協調制御手段１７Ｄは、回生制動力を零とし、油圧制動力を車両制動の要求値と等しくする場合に、予め設定された変化率で変化させる。
車速算出手段１７Ｅは、第一のモータ４・第二のモータ５の回転速度から車速を算出し、この車速を基本駆動力算出手段１７Ａ及び回生協調制御手段１７Ｄに出力する。
そして、制御手段１７は、アクセル操作量検出手段３２により検出されたアクセル操作量と車速算出手段１７Ｅにより算出された車速とに基づいて基本目標駆動力を算出し、回生協調制御手段１７Ｄにより分配された回生制動力に相当する値を基本目標駆動力に加算して、第一のモータ４・第二のモータ５により発生させる目標駆動力とする。【００１６】
即ち、この実施例では、車両制動力の要求値が回生制動力と油圧制動力との和となるように、摩擦ブレーキとモータ回生とを制御する回生協調制御手段１７Ｄを有するハイブリッド車両において、低車速域では、クリープ走行できるようにアクセル操作量が零（０）でも前進の駆動力となるように、アクセル操作量と車速とをパラメータとして予め設定された基本目標駆動力マップＭから基本目標駆動力を算出し、車両停止時を含む低車速域においても回生協調制御手段１７Ｄにより回生指令値を算出し、基本目標駆動力に回生指令値を加算して目標駆動力とし、車連が０Ｋｍ／ｈ以下の場合には、回生協調制御手段１７Ｄによって回生指令値に相当の油圧制動力を発生させる。【００１７】
次に、この実施例のモータ制御を、図３のフローチャートに基づいて説明する。 
この図３におけるルーチンは、周期的に実行される。 
図３に示すように、制御手段１７のプログラムがスタートすると（ステップ１０１）、先ず、第一のモータ４・第二のモータ５の回転速度から車速を算出し（ステップ１０２）、検出されたアクセル操作量と算出された車速とを用いて、予め設定した基本目標駆動力マップＭから基本目標駆動力を算出し（ステップ１０３）、回生協調制御手段１７Ｄから回生指令値を取得し（ステップ１０４）、基本目標駆動力に回生指令値を加算して、目標駆動力を算出する（ステップ１０５）。
そして、車速が０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かを判断する（ステップ１０６）。 
このステップ１０６がＹＥＳで、車速が０ｋｍ／ｈよりも大きい場合には、油圧増加指令を「無し」とする（ステップ１０７）。 
一方、前記ステップ１０６がＮＯで、車速が０ｋｍ／ｈ以下である場合には、油圧増加指令を「有り」とする（ステップ１０８）。ここで、車速が０ｋｍ／ｈ以下とは、車速が０ｋｍ／ｈである停車状態と、車速が０ｋｍ／ｈ未満である車両後退状態、すなわち、登坂路で車両が後退する状態等を意味する。
前記ステップ１０７の処理後、又は、前記ステップ１０８の処理後は、車両制動の要求値に対してクリープ駆動力を低下させるため、上記の目標駆動力で第一のモータ４・第二のモータ５を駆動制御し（ステップ１０９）（図６参照）、プログラムをリターンする（ステップ１１０）。【００１８】
次いで、油圧制動力を制御するための回生協調制御手段１７Ｄについて、図４のフローチャートに基づいて説明する。 
この図４におけるルーチンは、周期的に実行される。 
図４に示すように、制御手段１７のプログラムがスタートすると（ステップ２０１）、先ず、車両制動の要求値を取得し（ステップ２０２）、アクセル操作量が零（０）時の基本目標駆動力から最大回生制動力を差し引いた回生可能制動力を取得し（ステップ２０３）（図５参照）、車両制動の要求値に応じて、回生可能制動力の範囲で回生制動力と油圧制動力とに分配し（ステップ２０４）、回生制動力を回生指令値として指示し（ステップ２０５）、上記の判定された油圧増加指令を取得する（ステップ２０６）。
そして、油圧増加指令が有るか否かを判断する（ステップ２０７）。 
このステップ２０７がＹＥＳで、油圧増加指令が有る場合には、回生制動力を０％とし、油圧制動力を１００％で分配し（図７のＨ１参照）、この制動力分配で油圧制動力を算出し（ステップ２０８）、油圧制動力の増加率を、所定の変化率で増加させる（ステップ２０９）。
一方、前記ステップ２０７がＮＯで、油圧増加指令が無い場合には、任意の制動力分配を行う（ステップ２１０）（図５、図６参照）。
そして、前記ステップ２０９の処理後、又は、前記ステップ２１０の処理後は、油圧制動力に応じた油圧制御を行い（ステップ２１１）、プログラムをリターンする（ステップ２１２）。【００１９】
以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。 
先ず、請求項１に記載の発明において、制御手段１７は、油圧制動力と回生制動力とに分配する回生協調制御を実行する回生協調制御手段１７Ｄと車速を算出する車速算出手段１７Ｅとを備え、アクセル操作量検出手段３２により検出されたアクセル操作量と車速算出手段１７Ｅにより算出された車速とに基づいて基本目標駆動力を算出し、回生協調制御手段１７Ｄにより分配された回生制動力に相当する値を前記基本目標駆動力に加算して、第一のモータ４・第二のモータ５により発生させる目標駆動力とする。
これにより、運転者のブレーキ操作に応じて車両走行中のクリープ駆動力を減少させるため、消費電力を低減することができる。 
請求項２に記載の発明において、制御手段１７の回生協調制御手段１７Ｄは、車速算出手段１７Ｅにより算出された車速が零又は後進を示す時に、回生制動力を零とし、油圧制動力を車両制動の要求値と等しくする。
これにより、登坂路において、クリープ駆動力を低減しつつ、車両が後退しないようにすることができる。 
請求項３に記載の発明において、制御手段１７の車速算出手段１７Ｅは、第一のモータ４・第二のモータ５の回転速度から車速を算出する。
これにより、精度の高い第一のモータ４・第二のモータ５の回転速度から車速を計算するため、回生制動力及び油圧制動力の切り替えを確実に行うことができる。
請求項４に記載の発明において、制御手段１７の回生協調制御手段１７Ｄは、回生制動力を零とし、油圧制動力を車両制動の要求値と等しくする場合に、予め設定された変化率で変化させる。
これにより、回生制動力及び油圧制動力の切り替えによる制動力の急激な変化を抑制することができる。 
【産業上の利用可能性】
【００２０】
この発明に係る車両用制御装置を、ハイブリッド車両に限らず、電気自動車等の他の電動車両に適用可能である。 
【符号の説明】
【００２１】
１  車両用制御装置 
２  エンジン 
４  第一のモータ 
５  第二のモータ 
６  駆動輪（車輪） 
８  駆動軸 
９  動力伝達機構 
１５  第一のインバータ 
１６  第二のインバータ 
１７  制御手段 
１７Ａ  基本目標駆動力算出手段 
１７Ｂ  目標駆動力算出手段 
１７Ｃ  要求制動力算出手段 
１７Ｄ  回生協調制御手段 
１７Ｅ  車速算出手段 
１８  バッテリ 
３２  アクセル操作量検出手段 
３３  ブレーキ操作量検出手段 
３４  エンジン回転速度検出手段 
３８  油圧制動手段 
３９  モータ回転速度検出手段 
【図１】
2012105043.tif 000003
【図２】
2012105043.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012105043.tif 000007
【図６】
2012105043.tif 000008
【図７】
2012105043.tif 000009
【国際調査報告】
2012105043.tif 000010
2012105043.tif 000011
2012105043.tif 000012
2012105043.tif 000013