(57)【要約】【課題】モータによる回生を効果的に行うことができるハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供する。【解決手段】エンジン２と、車両の前輪８側に設けられるフロントモータ３と、車両の後輪９側に設けられるリヤモータ４とを駆動源として備え、車両減速時の減速エネルギーの回生を行うにあたり、前記フロントモータ３の回生量と、前記リヤモータ４の回生量をそれぞれ算出し、これらモータ３，４のうち回生量の多い方で回生を行い、フロントモータ３の回生量を算出する際には、フロントモータ３に接続されるトランスミッション５の効率及び、リヤデファレンシャル１０の伝達ロス分を加味するとともに、リヤモータ４の回生量を算出する際には、リヤモータ４に接続されるリアデファレンシャル１０の効率及び、トランスミッション５の伝達ロス分を加味する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後輪の一方をエンジンと第１の電動機にて駆動すると共に、前後輪の他方を第２の電動機にて駆動するハイブリッド車両の駆動力制御装置において、
車両減速時の減速エネルギーの回生を行うにあたり、前記第１の電動機の回生量と、前記第２の電動機の回生量をそれぞれ算出し、これら電動機のうち回生量の多い方で回生を行い、前記第１の電動機の回生量を算出する際には、前記第１の電動機に接続されるトランスミッションの効率及び、リヤデファレンシャルの伝達ロス分を加味するとともに、
前記第２の電動機の回生量を算出する際には、前記第２の電動機に接続されるリアデファレンシャルの効率及び、トランスミッションの伝達ロス分を加味することを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
前記エンジンおよび第１の電動機と、車輪との接続または分離を行うクラッチを備え、
該クラッチにより前記エンジンおよび第１の電動機と前記車輪とが分離されている場合には、前記第２の電動機で回生を行うことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記クラッチはトランスミッションの発進クラッチであることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記車輪がスリップしていることを検出した場合には、前記第１の電動機および第２の電動機における回生を禁止することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動源として、エンジンと第１の電動機と第２の電動機を備えたハイブリッド車両の駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の駆動源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両の駆動力を制御する駆動力制御装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、前輪がエンジンによって駆動され、後輪がモータによって駆動されるハイブリッド車両の駆動力制御装置についての技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３５５７６号公報（段落番号［０００９］、［００１２］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術においては、前記モータは電動機として機能するのみであり、前記モータを駆動する発電機はエンジンにより駆動され、車両の減速時等に走行エネルギーを回収できるような機構を備えていない。このため、さらなる燃費向上のためには、電動機としてのみならず発電機としても機能するモータを、車両の前輪側と後輪側にそれぞれ設けて、車両の減速走行時等にこれらのモータにて回生を行えるようにすることが望まれる。
しかしながら、前輪側を駆動する電動機（例えばフロントモータ）と後輪側を駆動する電動機（例えばリヤモータ）の規格や性能が異なる場合があり、車両の走行状態に応じて、回生量も異なるため、単純にそれぞれのモータで回生を行っても必ずしも効率的とはいえないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、電動機による回生を効果的に行うことができるハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の請求項１に係る発明は、前後輪（例えば、後述する実施の形態における前輪８、後輪９）の一方をエンジン（例えば、後述する実施の形態におけるエンジン２）と第１の電動機（例えば、後述する実施の形態におけるフロントモータ３）にて駆動すると共に、前後輪の他方を第２の電動機（例えば、後述する実施の形態におけるリヤモータ４）にて駆動するハイブリッド車両の駆動力制御装置において、車両減速時の減速エネルギーの回生を行うにあたり、前記第１の電動機の回生量と、前記第２の電動機の回生量をそれぞれ算出し、これら電動機のうち回生量の多い方で回生を行い、前記第１の電動機の回生量を算出する際には、前記第１の電動機に接続されるトランスミッション（例えば、後述する実施の形態におけるトランスミッション５）の効率及び、リヤデファレンシャル（例えば、後述する実施の形態におけるリアデファレンシャル１０）の伝達ロス分を加味するとともに、前記第２の電動機の回生量を算出する際には、前記第２の電動機に接続されるリアデファレンシャルの効率及び、トランスミッションの伝達ロス分を加味することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、車両減速時において、算出された回生量の多い電動機で回生を行うことで、余剰の走行エネルギーを有効に回収することができるため、エネルギーをより有効に利用することが可能となる。また、前記第１の電動機と第２の電動機のうち、一方の電動機のみで回生を行うため、他方の電動機は独立した制御を行うことができ走行モードの自由度を増やすことができる。これにより、車両の走行状態に応じて、前記他方の電動機を燃費向上に寄与するように制御することができる。例えば、前記他方の電動機を、単独で、あるいはエンジンとともに駆動させて車両に駆動力を提供してもよく、また休止させてもよい。
【０００８】
また、前記第１の電動機や第２の電動機における回生可能量をより高い精度で算出することができるため、より効率的に回生の制御を行うことが可能となる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載したものであって、前記エンジンおよび第１の電動機と、車輪との接続または分離を行うクラッチ（例えば、後述する実施の形態における発進クラッチ２０）を備え、該クラッチにより前記エンジンおよび第１の電動機と前記車輪とが分離されている場合には、前記第２の電動機で回生を行うことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、前記クラッチを分離することで、車両が極低速域等で走行する場合に、エンジンフリクションを車輪に伝達することを防止できるため、エンジンフリクションによるエネルギーロスを低減できるとともに、該エンジンフリクションの影響を受けない第２の電動機で回生を行うことで、余剰の走行エネルギーをより効率的に回収することが可能となる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載したものであって、前記クラッチはトランスミッションの発進クラッチであることを特徴とする。
この発明によれば、既存のトランスミッションのクラッチを使用するので、新たに特別な（新規）クラッチを設ける必要がなくなり、部品点数を低減して低コスト化を図ることができる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載したものであって、前記車輪がスリップしていることを検出した場合には、前記第１の電動機および第２の電動機における回生を禁止することを特徴とする。
この発明によれば、前記車輪がスリップしたスリップ状態における回生に伴う車輪の回転数の変動を防止できるため、車体の挙動安定性を確保することができ、スリップ状態からの早期回復を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、余剰の走行エネルギーを有効に回収することができるため、エネルギーをより有効に利用することが可能となる。また、車両の走行状態に応じて、前記他方の電動機を燃費向上に寄与するように制御することができる。また、前記第１の電動機や第２の電動機における回生可能量をより高い精度で算出することができるため、より効率的に回生の制御を行うことが可能となる。
請求項２に係る発明によれば、エンジンフリクションによるエネルギーロスを低減できるとともに、余剰の走行エネルギーをより効率的に回収することが可能となる。
請求項３に係る発明によれば、新たに特別な（新規）クラッチを設ける必要がなくなり、部品点数を低減して低コスト化を図ることができる。
請求項４に係る発明によれば、車体の挙動安定性を確保することができ、スリップ状態からの早期回復を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動力制御装置を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施の形態のハイブリッド車両の駆動力制御装置を示す概略構成図である。同図に示したように、このハイブリッド車両はエンジン２と、フロントモータ３と、リヤモータ４とを駆動源として備えている。前記フロントモータ３はエンジン２とトランスミッション５と挟持された状態で直列に直結されている。そして、エンジン２とフロントモータ３の少なくとも一方の動力をトランスミッション５を介して出力軸１２に伝達し、前輪８を駆動する。
一方、リヤモータ４は、その動力をリアデファレンシャル１０を介して出力軸１３に伝達し、後輪９を駆動する。すなわち、本実施の形態におけるハイブリッド車両は、前輪８をエンジン２やフロントモータ３の少なくとも一方で駆動可能とし、後輪９をリヤモータ４で駆動可能とした、４輪駆動の車両である。
【００１５】
また、ハイブリッド車両の減速時に前輪８側からフロントモータ３側に駆動力が伝達されると、フロントモータ３は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。同様にして、ハイブリッド車両の減速時に後輪９側からリヤモータ４側に駆動力が伝達されると、リヤモータ４は発電機として機能して回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００１６】
フロントモータ３，リヤモータ４の駆動及び回生作動は、ＥＣＵ（図示せず）からの制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）６により行われる。
パワードライブユニット６にはフロントモータ３、リヤモータ４と電気エネルギーの授受を行う高圧系のニッケル−水素バッテリ７が接続され、バッテリ７は、例えば、複数のセルを直列に接続したモジュールを１単位として更に複数個のモジュールを直列に接続したものである。
【００１７】
また、本実施の形態においては、前記トランスミッション５は無断変速機（ＣＶＴ）にて構成され、これと出力軸１２との間には、発進クラッチ２０が設けられている。この発進クラッチ２０を制御することで、エンジン２およびフロントモータ３と、前輪８との接続や分離を行い、これらの駆動源と前輪８との間でエネルギーの伝達や遮断を行うことができる。
【００１８】
図３は図１に示したフロントモータ３、リヤモータ４の回生効率の判断を示すフローチャートある。まず、ステップＳ１０で、モータ３，４での回生処理判断モードに入ると、ステップＳ１２で車両が減速中かどうかの判定を行う。この判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１４の処理に進み、判定結果がＮＯの場合にはこのフローチャートにおける一連の処理を終了する。回生処理は余剰の走行エネルギーを回収することにより行うことが好ましいため、減速中以外の時に行うべきではないからである。
【００１９】
ステップＳ１４では、車輪８，９がスリップしているかどうかの判定を行う。
この判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１６で回生を禁止する制御を行い、このフローチャートにおける一連の処理を終了する。このように、前記車輪８，９がスリップしたスリップ状態における回生を禁止するため、回生に伴う車輪８，９の回転数の変動を防止できる。これにより、車体の挙動安定性を確保することができ、スリップ状態からの早期回復を図ることが可能となる。
また、ステップＳ１４の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１８に進み、回生処理をフロントモータ３とリヤモータ４のどちらで行うかを判定する処理に移行する。
【００２０】
ステップＳ１８では、発進クラッチ２０が分離されている（ＯＦＦ）かどうかの判定を行う。この判定結果がＹＥＳであれば、リヤモータ（後Ｍ／Ｇ）４で回生する制御を行う。発進クラッチ２０が分離されている場合には、フロントモータ３は車輪８，９と遮断されており、回生を行うことができないからである。このように、車両の極低速域等において発進クラッチ２０が分離された時にリヤモータ４で回生を行うことで、エンジンフリクションによるエネルギーロスを低減できるとともに、余剰の走行エネルギーを効率的に回収することが可能となる。
ステップＳ１８の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２０に進み、各モータ３，４の回生効率を検索する。これについては図４を用いて後述する。
【００２１】
そして、ステップＳ２２に進み、リヤモータ４の回生効率（リヤ回生効率、という）ηｒｒとフロントモータ３の回生効率（フロント回生効率、という）ηｆｒとを比較し、リヤ回生効率ηｒｒがフロント回生効率ηｆｒより大きい場合には、ステップＳ２６に進んでリヤモータ４で回生を行う制御をし、リヤ回生効率ηｒｒがフロント回生効率ηｆｒより小さい場合には、ステップＳ２８に進んでフロントモータ３で回生を行う制御をする。そして、一連の処理を終了する。
【００２２】
各モータ３，４における回生効率を算出する手順を図４〜図６を用いて説明する。図４は図３に示したリヤモータ４、フロントモータ３それぞれの回生効率の検索手順を示す説明図である。図５、図６はフロントモータ３、リヤモータ４それぞれの回生可能量を算出する手順を示す説明図である。
まず、ステップＳ３０で減速力Ｆを算出する。この減速力Ｆは、ブレーキペダルの踏み込み量等から算出する。そして、ステップＳ３２で車速Ｖを検出する。
そして、以下のようにして、フロント回生効率、リヤ回生効率の判定を行う。
【００２３】
フロント回生効率を検索するにあたっては、ステップＳ３４でリア部（リヤモータ４やそれに関する補機類）のフリクションを算出する。このフリクションを前記減速力Ｆから減算し、この減算した値に車輪８の半径Ｒを乗算することで足軸トルクＴを算出する。
【００２４】
また、車速Ｖに、フロント側の比例係数ｒａｔｉｏ_ｆｒを乗じて、フロントモータ３の軸回転数Ｎｍｏｔ_ｆｒを算出する。そして、ステップＳ３６で、前記回転数Ｎｍｏｔ_ｆｒと入力トルクＴとから、トランスミッション５の伝達効率ηをマップ検索して、この伝達効率ηを前記足軸トルクＴに乗じる。さらに、前記比例係数ｒａｔｉｏ_ｆｒを乗じて、フロントモータ３の軸トルク（フロント軸トルク、という）Ｔを算出する。
そして、ステップＳ３８で、車速Ｖ等に基づいてエンジン２のフリクションを算出し、このフリクションを前記フロント軸トルクＴから減算する。ついで、ステップＳ４０で前記回転数Ｎｍｏｔ_ｆｒとフロント軸トルクＴとからフロントモータ３の回生効率をマップ検索し、ステップＳ４２で該マップからフロント回生効率ηｆｒを算出する。このフロント回生効率ηｆｒを前記減算されたフロント軸トルクＴに乗じて、さらに、前記モータ回転数Ｎｍｏｔに２πを乗じて６０で除算することで、出力仕事Ｗｆｒを算出する。この出力仕事Ｗｆｒがフロントモータ３における回生可能量となる。
【００２５】
一方、リヤ回生効率を検索するにあたっては、ステップＳ４４でフロント部（フロントモータ３やそれに関する補機類）のフリクションを算出する。このフリクションを前記減速力Ｆから減算し、この減算した値に車輪９の半径Ｒを乗算することで足軸トルクＴを算出する。
【００２６】
また、車速Ｖに、リヤ側の比例係数ｒａｔｉｏ_ｒｒを乗じて、リヤモータ４の軸回転数Ｎｍｏｔ_ｒｒを算出する。そして、ステップＳ４６で、前記回転数Ｎｍｏｔ_ｒｒと入力トルクＴとから、リアデファレンシャル１０の伝達効率ηをマップ検索して、この伝達効率ηを前記足軸トルクＴに乗じる。さらに、前記比例係数ｒａｔｉｏ_ｒｒを乗じて、リヤモータ４の軸トルク（リヤ軸トルク、という）Ｔを算出する。
【００２７】
そして、ステップＳ４８で前記回転数Ｎｍｏｔ_ｒｒとリヤ軸トルクＴとからリヤモータ４の回生効率をマップ検索し、ステップＳ５０で該マップからリヤ回生効率ηｒｒを算出する。このリヤ回生効率ηｒｒを前記リヤ軸トルクＴに乗じて、さらに、前記モータ回転数Ｎｍｏｔに２πを乗じて６０で除算することで、出力仕事Ｗｒｒを算出する。この出力仕事Ｗｒｒがリヤモータ４における回生可能量となる。
図７は、一定の走行条件（例えば、発進クラッチ２０の状態）における車速Ｖと、上述のようにして算出したフロントモータ３、リヤモータ４の回生量の関係を示すグラフである。同図から、車速Ｖが基準速度Ｖ０より大きい場合と小さい場合とで、フロント回生量Ｗｆｒとリヤ回生量Ｗｒｒの大小関係は逆転する。従って、車速Ｖを基準速度Ｖ０と比較することで、回生処理を行うモータ３，４の選択を行うようにすることもできる。なお、このグラフは、走行条件ごとに持ち替えるものとする。
【００２８】
図８は、ハイブリッド車両の走行時における一例を示す説明図である。同図に示したように、車両が一定速度で走行している場合には、回生処理は行わない（時間ｔ＝０〜Ａ）。そして、車両が減速走行を開始して、回生処理を行える場合には、上述のようにモータ３，４のいずれかで回生処理を行う（時間ｔ＝Ａ〜Ｂ）。そして、車両の速度が極低速となり、発進クラッチ２０がＯＦＦの場合には、リヤモータ４により回生処理を行う（時間ｔ＝Ｂ〜）。
【００２９】
このように、車両減速時において、モータ３，４のうち算出された回生量の多い方で回生を行うことで、余剰の走行エネルギーを有効に回収することができるため、エネルギーをより有効に利用することが可能となる。また、前記フロントモータ３とリヤモータ４のうち、一方のモータ（例えばフロントモータ３）のみで回生を行うため、他方のモータ（例えばリヤモータ４）は独立した制御を行うことができ走行モードの自由度を増やすことができる。
本実施の形態においては、各モータ３，４の回生可能量をトランスミッション５、リアデファレンシャル１０の伝達ロス分を加味して算出しているため、各モータの回生可能量をより高い精度で算出することができ、より効率的に回生の制御を行うことが可能となる。
【００３０】
また、本発明は、図１に示したハイブリッド車両に限らず、図２に示したように発進クラッチ２０を備えていないハイブリッド車両にも適用可能である。この場合には、ステップＳ１８の判定が常にＮＯとなる他は、図１に示したハイブリッド車両と同様に制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動力制御装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動力制御装置の変形例を示す概略構成図である。
【図３】図１に示したフロントモータ、リヤモータの回生効率の判断を示すフローチャートある。
【図４】図３に示したリヤモータ、フロントモータそれぞれの回生効率の検索手順を示す説明図ある。
【図５】図１に示したフロントモータの回生可能量を算出する手順を示す説明図である。
【図６】図１に示したリヤモータの回生可能量を算出する手順を示す説明図である。
【図７】図１に示したフロントモータ、リヤモータの車速と回生量の関係を示すグラフである。
【図８】図１、図２に示したハイブリッド車両の走行時における一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
２  エンジン
３  フロントモータ
４  リヤモータ
５  トランスミッション
８  前輪
９  後輪
１０  リアデファレンシャル
２０  発進クラッチ 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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