(57)【要約】【課題】複数の回生・制動装置が併設された車両において、制動時に回生電力を効率的に回収可能とした車両用回生制御装置を提供する。【解決手段】動作時に内部摩擦抵抗によって損失を生じる駆動系の装置に併設され、この装置に回転駆動力を与える一方で、この装置から回生力を発生させることが可能な第一モータ１２と、前記装置に繋げられた車輪とは異なる車輪１１ａ、１１ｂを駆動するドライブシャフト２３、２４に併設され、エンジン１０による駆動力をアシストする一方で、ドライブシャフト２３、２４から回生力を発生可能な第二モータ１３と、機械式ブレーキ１４と、運転者による要求制動力を検出する制動力センサ１５と、前記要求制動力に基づいて、第一モータ１２と第二モータ１３による回生電力の回生量が最大となるように各モータ１２、１３による回生力、および、機械式ブレーキ１４による制動力を決定する回生力決定部１６と、を備えた構成とする。【選択図】図１
2018184086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作時に内部摩擦抵抗によって損失を生じる駆動系の装置に併設され、この装置に回転駆動力を与える一方で、この装置から回生力を発生させることが可能な第一モータと、
前記装置に繋げられた車輪とは異なる車輪を駆動するドライブシャフトに併設され、エンジンによる駆動力をアシストする一方で、このドライブシャフトから回生力を発生させることが可能な第二モータと、
摩擦による制動力を発生させて車両を制動する機械式ブレーキと、
運転者が要求する要求制動力を検出する制動力センサと、
前記制動力センサで検出した要求制動力に基づいて、前記第一モータと前記第二モータによる回生電力の回生量が最大となるように各モータによる回生力、および、前記機械式ブレーキによる制動力を決定する回生力決定部と、
を備えた車両用回生制御装置。
【請求項２】
前記要求制動力が、前記第二モータによる最大回生力以下のときに、前記回生力決定部が、前記要求制動力を前記第二モータのみによって発生させるよう決定する
請求項１に記載の車両用回生制御装置。
【請求項３】
前記要求制動力が、前記第二モータによる最大回生力よりも大きく、前記第二モータによる最大回生力と前記損失の大きさとの和以下のときに、前記回生力決定部が、要求制動力を前記第二モータによって発生させるとともに、その不足分を前記機械式ブレーキによる制動力によって発生させるよう決定する
請求項２に記載の車両用回生制御装置。
【請求項４】
前記要求制動力が、前記第二モータによる最大回生力と前記損失の大きさとの和よりも大きく、前記第二モータによる最大回生力と前記損失の大きさと前記第一モータによる最大回生力との和以下のときに、前記回生力決定部が、要求制動力を前記第一モータおよび前記第二モータによって発生させるよう決定する
請求項３に記載の車両用回生制御装置。
【請求項５】
前記装置が、車両に搭載されたエンジンまたはトランスミッションである
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用回生制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータによる回生力によって車両を制動するための車両用回生制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車のようにモータの駆動力で走行する車両においては、その制動時にモータに回生力を生じさせ、この回生力に伴う回生電力を回収することによって、車両に搭載するバッテリの小型化や、充電１回あたりの走行距離の延長を図っている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、車輪に回生制動による第１車輪制動力を作用させる第１車輪制動力発生手段と、運転者によるブレーキペダルへの操作圧力が伝わって発生した作動流体の圧力を調圧し、該圧力を夫々の前記車輪へと伝達させて当該車輪に第２車輪制動力を作用させる第２車輪制動力発生手段と、を備えた制動装置において、前記第１車輪制動力と前記第２車輪制動力以外の第３車輪制動力（エンジンブレーキやオルタネータ）を前記車輪に作用させる第３車輪制動力発生手段を備えた制動装置が開示されている。この構成によると、第１車輪制動力発生手段のエネルギ変換効率の低下が起きたときに作動流体圧力の変動が抑えられるので、ブレーキペダルの吸い込みや押し戻しの発生を防ぐことができる（特許文献１の段落００１２〜００１６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２２１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示す構成においては、第１車輪制動力発生手段による回生制動の低下分を、第３車輪制動力発生手段によって補填するように制御が行なわれるが、この制御は、運転者によるブレーキペダルの操作感の悪化の回避が目的であって（特許文献１の段落００１７参照）、回生電力の回収効率については何ら考慮されていない。このため、第３車輪制動力発生手段の具体的内容によっては、回生電力の回収効率が低下する問題を生じ得る。
【０００６】
そこで、本発明は、複数の回生・制動装置が併設された車両において、制動時に回生電力を効率的に回収することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明においては、動作時に内部摩擦抵抗によって損失を生じる駆動系の装置に併設され、この装置に回転駆動力を与える一方で、この装置から回生力を発生させることが可能な第一モータと、前記装置に繋げられた車輪とは異なる車輪を駆動するドライブシャフトに併設され、エンジンによる駆動力をアシストする一方で、このドライブシャフトから回生力を発生させることが可能な第二モータと、摩擦による制動力を発生させて車両を制動する機械式ブレーキと、運転者が要求する要求制動力を検出する制動力センサと、前記制動力センサで検出した要求制動力に基づいて、前記第一モータと前記第二モータによる回生電力の回生量が最大となるように各モータによる回生力、および、前記機械式ブレーキによる制動力を決定する回生力決定部と、を備えた車両用回生制御装置を構成した。
【０００８】
前記構成においては、前記要求制動力が、前記第二モータによる最大回生力以下のときに、前記回生力決定部が、前記要求制動力を前記第二モータのみによって発生させるよう決定するのが好ましい。
【０００９】
また、前記要求制動力が、前記第二モータによる最大回生力よりも大きく、前記第二モータによる最大回生力と前記損失の大きさとの和以下のときに、前記回生力決定部が、要求制動力を前記第二モータによって発生させるとともに、その不足分を前記機械式ブレーキによる制動力によって発生させるよう決定するのが好ましい。
【００１０】
さらに、前記要求制動力が、前記第二モータによる最大回生力と前記損失の大きさとの和よりも大きく、前記第二モータによる最大回生力と前記損失の大きさと前記第一モータによる最大回生力との和以下のときに、前記回生力決定部が、要求制動力を前記第一モータおよび前記第二モータによって発生させるよう決定するのが好ましい。
【００１１】
前記各構成においては、前記装置が、車両に搭載されたエンジンまたはトランスミッションである構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、複数の回生・制動装置が併設された車両において、運転者が要求する要求制動力に対応して、回生電力の回生量が最大となるように、各モータによる回生力、および、機械式ブレーキによる制動力を決定するようにしたので、制動時に回生電力を効率的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係る車両用回生制御装置を搭載した車両の一例を示す平面図
【図２】この車両用回生制御装置による制御の一例を示す図
【図３】この車両用回生制御装置による制御の他例を示す図
【図４】この発明に係る車両用回生制御装置を搭載した車両の他例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明に係る車両用回生制御装置を搭載した車両の平面図を図１に示す。この車両は、車両を駆動するエンジン１０と、エンジン１０による駆動力をアシストするとともに回生力を生じさせるモータ（後述する第二モータ１３）とを備えた、いわゆるマイルドハイブリッド車である。この車両は、前輪１１ａをエンジンの駆動力で、後輪１１ｂをモータ（第二モータ１３）のアシスト力によってそれぞれ駆動する四輪駆動車である。
【００１５】
この車両用回生制御装置は、第一モータ１２、第二モータ１３、機械式ブレーキ１４、制動力センサ１５、および、回生力決定部１６を主要な構成要素としている。
【００１６】
第一モータ１２は、動作時に内部摩擦抵抗によって損失を生じる装置に併設されたモータである。この実施形態においては、前記装置はエンジン１０である。エンジンは、その動作時に内部摩擦抵抗による損失が生じ、この内部摩擦抵抗は、制動時にエンジンブレーキ（制動力）として利用される。この第一モータ１２は、ベルト１７によってエンジン１０のクランクシャフト１８に直結されており（図１参照）、主にエンジン始動に利用される。第一モータ１２は、エンジン１０の作動中は常に、エンジン１０のクランクシャフト１８によって連れ回されている。
【００１７】
エンジン１０の駆動力は、トルクコンバータ１９、連続可変トランスミッション２０、エンジン側クラッチ２１、および前輪側ディファレンシャル２２を介して、前輪１１ａを駆動する前輪側ドライブシャフト２３に伝達される。トルクコンバータ１９は、エンジン１０の駆動力を連続可変トランスミッション２０に伝達する機能を有する。エンジン側クラッチ２１は、エンジン１０と前輪側ディファレンシャル２２との間の駆動力を伝達可能な連結状態、または、伝達不可能な遮断状態のいずれかの状態に切り替える機能を有している。前輪側ディファレンシャル２２は、左右前輪１１ａ、１１ａの回転抵抗に対応して、エンジン１０からの駆動力を左右前輪１１ａ、１１ａに振り分ける機能を有している。
【００１８】
エンジン側クラッチ２１を連結状態とすると、力行時には、エンジン１０から前輪１１ａに駆動力が伝達される。その一方で、制動時には、前輪１１ａの回転力がエンジン１０に伝達されてエンジン１０に併設された第一モータ１２によって回生力が発生し、回生電力を回収することができる。既述の通り、第一モータ１２とエンジン１０のクランクシャフト１８は直結されているため、第一モータ１２で回生力を生じさせる際には、クランクシャフト１８も回転した状態となる。このため、エンジン１０の内部摩擦抵抗（エンジンフリクション）によって、エネルギの一部が損失となる。
【００１９】
エンジン側クラッチ２１を遮断状態とすると、エンジン１０と前輪１１ａが切り離された状態となるため、制動時における第一モータ１２による回生力およびエンジン１０による損失のいずれも生じない。
【００２０】
第二モータ１３は、後輪１１ｂを駆動する後輪側ドライブシャフト２４に併設されたモータである。この第二モータ１３で、力行時にエンジン１０による駆動力をアシストする一方で、制動時に回生力を発生させることができる。力行時における第二モータ１３のアシスト力は、モータ側クラッチ２５および後輪側ディファレンシャル２６を介して、後輪１１ｂを駆動する後輪側ドライブシャフト２４に伝達される。モータ側クラッチ２５は、第二モータ１３と後輪側ディファレンシャル２６との間の駆動力を伝達可能な連結状態、または、伝達不可能な遮断状態のいずれかの状態に切り替える機能を有している。
【００２１】
モータ側クラッチ２５を連結状態とすると、力行時に第二モータ１３から後輪１１ｂにアシスト力が伝達される一方で、制動時に後輪１１ｂの回転力が第二モータ１３に伝達されて、この第二モータ１３によって回生力が発生する。この第二モータ１３には、後輪側ディファレンシャル２６を介して後輪１１ｂの回転力が伝達されるが、この後輪側ディファレンシャル２６の内部摩擦抵抗は、エンジン１０と比較して大幅に小さい。このため、後輪１１ｂからの回転力は、ほとんど損失を生じることなく第二モータ１３に伝達され、効率良く回生電力を回収することができる。
【００２２】
モータ側クラッチ２５を遮断状態とすると、第二モータ１３と後輪１１ｂが切り離された状態となるため、制動時において第二モータ１３によって回生力を発生させることはできない。
【００２３】
機械式ブレーキ１４は、摩擦による制動力を発生させて車両を制動するブレーキである。この機械式ブレーキ１４による制動力は、運転者によるブレーキペダル２７の操作量に基づいて、例えば、左右前後輪１１ａ、１１ｂに併設されたブレーキディスクにブレーキパッドを押し付けることによって発生する。
【００２４】
制動力センサ１５は、運転者が要求する要求制動力を検出する機能を有している。この制動力センサ１５として、ブレーキペダル２７に併設された、ブレーキペダル２７の踏み込み時におけるストローク量を検出するストロークセンサや、踏み込み力を検出する踏力センサを採用することができる。
【００２５】
回生力決定部１６は、制動力センサ１５で検出した要求制動力に基づいて、第一モータ１２と第二モータ１３による回生電力の回生量が最大となるように各モータ１２、１３による回生力、および、機械式ブレーキ１４による制動力を決定する機能を有している。
【００２６】
既述の通り、後輪側ディファレンシャル２６に併設された第二モータ１３は、損失が少なく、回生電力を効率良く回収することができるため、まず、この第二モータ１３を最大限利用して回生力を発生させるのが好ましい。そして、運転者による要求制動力が、第二モータ１３による最大回生力を超えたときに、第一モータ１２による回生力、または、機械式ブレーキ１４による制動力で要求制動力を充足するように、第二モータ１３による回生力と組み合わせる必要がある。
【００２７】
第一モータ１２と機械式ブレーキ１４を比較した場合、一見すると、第一モータ１２による回生力を作用させる方が、回生電力を効率良く回収できるように思われる。ところが、第一モータ１２で回生力を生じさせると、この第一モータ１２と連動するエンジン１０において損失が生じ、トータルの回生電力が、第二モータ１３のみで回生力を発揮させた場合よりも却って減少する場合がある。この場合は、第一モータ１２で回生力を生じさせる代わりに、機械式ブレーキ１４で制動力を発揮させる。このようにすると、第二モータ１３の回生力を最大限に活用することができ、回生電力を効率良く回収することができる。
【００２８】
制動力センサ１５で検出した要求制動力に基づいて、第一モータ１２と第二モータ１３による回生力、および、機械式ブレーキ１４による制動力をどのように配分するかについては、回生力決定部１６に格納された、例えば図２に示す判断マップに基づいて決定される。この図の横軸は時間、縦軸は運転者による要求制動力を示しており、時間の経過に伴って車速（エンジンの回転数）は低下する。
【００２９】
なお、図２を用いた説明においては、理解を容易とするために、運転者による要求制動力、第一モータ１２および第二モータ１３による回生力、および、機械式ブレーキ１４による制動力をエネルギ値（ｋＷ）で表示する。この実施形態においては、第一モータ１２の最大回生力を５ｋＷ、第一モータ１２の作動に伴うエンジン１０での損失（エンジンブレーキ）をエンジン１０の回転数に関係なく１ｋＷ、第二モータ１３の最大回生力を１０ｋＷとする。
【００３０】
要求制動力が、第二モータ１３による最大回生力の１０ｋＷ以下のときは（本図中の丸数字１の範囲内）、この第二モータ１３のみによって回生力（制動力）を発生させる。このようにすると、制動時において最大限に回生電力を回収することができる。
【００３１】
要求制動力が、第二モータ１３による最大回生力の１０ｋＷよりも大きく、第二モータ１３による最大回生力の１０ｋＷとエンジン１０での損失の１ｋＷとの和である１１ｋＷ以下のときは（本図中の丸数字２の範囲内）、第二モータ１３でその最大回生力を発生させるとともに、その不足分を機械式ブレーキ１４による制動力によって発生させる。このようにすると、機械式ブレーキ１４による制動力の分だけ損失となるものの、第二モータ１３の最大回生力に対応する回生電力は確実に回収することができる。
【００３２】
要求制動力が、第二モータ１３による最大回生力の１０ｋＷとエンジン１０での損失の１ｋＷとの和である１１ｋＷよりも大きく、第二モータ１３による最大回生力の１０ｋＷとエンジン１０での損失の１ｋＷと第一モータ１２による最大回生力の５ｋＷとの和である１６ｋＷ以下のときは（本図中の丸数字３の範囲内）、第一モータ１２および第二モータ１３によって回生力を発生させる。このようにすると、エンジン１０での損失の１ｋＷだけ損失となるものの、第一モータ１２と第二モータ１３によって最大限に回生電力を回収することができる。第一モータ１２と第二モータ１３の回生力の分配は適宜決めることができる。
【００３３】
要求制動力が、第二モータ１３による最大回生力の１０ｋＷとエンジン１０での損失の１ｋＷと第一モータ１２による最大回生力の５ｋＷとの和である１６ｋＷよりも大きいときは（本図中の丸数字４の範囲内）、第一モータ１２および第二モータ１３の最大回生力を発生させるとともに、その不足分を機械式ブレーキ１４による制動力によって発生させる。このようにすると、エンジン１０での損失の１ｋＷと、機械式ブレーキ１４による制動力の分だけ損失となるものの、第一モータ１２および第二モータ１３の最大回生力に対応する回生電力は確実に回収することができる。
【００３４】
図２に示した判断マップは、エンジン１０での損失が、エンジン１０の回転数に関係なく一定（１ｋＷ）であるとしたが、実際には、制動時において時間の経過とともにエンジンの回転数が小さくなり、エンジン内部での内部摩擦抵抗による損失が低下することもあり得る。このときは、図３に示すように、時間の経過とともに丸数字２と丸数字３の各領域を区切るライン、および、丸数字３と丸数字４の各領域を区切るラインが右肩下がりとなる判断マップを採用することができる。そして、この判断マップに基づいて、運転者の要求制動力に対する第一モータ１２と第二モータ１３による回生力、および、機械式ブレーキ１４による制動力の配分が回生力決定部１６によって決定される。
【００３５】
上記においては、前輪１１ａおよび後輪１１ｂの両方を駆動可能な四輪駆動車について説明したが、図４に示すように、前輪１１ａをエンジン１０の駆動力で駆動するとともに、この前輪１１ａにモータ（第二モータ１３）のアシスト力を与える二輪駆動車に適用することもできる。
【００３６】
図４に示す車両（二輪駆動車）に搭載される車両用回生制御装置の主要な構成要素は、第一モータ１２、第二モータ１３、機械式ブレーキ１４、制動力センサ１５、および、回生力決定部１６であって、図１に示した車両（四輪駆動車）と同じであるが、第二モータ１３が前輪側ディファレンシャル２２に併設されている点で相違する。この場合も、図２や図３に示す判断マップに基づいて、第一モータ１２と第二モータ１３による回生力、および、機械式ブレーキ１４による制動力を適切に配分することにより、回生電力を効率良く回収することができる。
【００３７】
上記の実施形態はあくまでも一例であって、複数の回生・制動装置が併設された車両において、制動時に回生電力を効率的に回収する、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、各構成要素の構成や配置等を適宜変更することができる。
【００３８】
例えば、上記の実施形態においては、動作時に内部摩擦抵抗によって損失を生じる装置としてエンジン１０を例示したが、この装置はトランスミッション２０（図１などに示す実施形態においては、連続可変トランスミッション２０）であってもよい。
【００３９】
また、上記の実施形態においては、第二モータ１３として単独のモータを採用した例を示したが、この第二モータ１３を複数のモータで構成した態様とすることもできる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  エンジン
１１ａ  前輪（車輪）
１１ｂ  後輪（車輪）
１２  第一モータ
１３  第二モータ
１４  機械式ブレーキ
１５  制動力センサ
１６  回生力決定部
１７  ベルト
１８  クランクシャフト
１９  トルクコンバータ
２０  連続可変トランスミッション（トランスミッション）
２１  エンジン側クラッチ
２２  前輪側ディファレンシャル
２３  前輪側ドライブシャフト（ドライブシャフト）
２４  後輪側ドライブシャフト（ドライブシャフト）
２５  モータ側クラッチ
２６  後輪側ディファレンシャル
２７  ブレーキペダル
【図１】
2018184086.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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