(57)【要約】【課題】実際の走行環境に応じた適切な回生制御をする。【解決手段】  車速とアクセル開度との関係から、ドライバーが減速を要求しているか否かを判定し、この判定において減速を要求していると判定された場合で、かつ実際に減速している場合には回生トルクをゼロに設定する制御装置１０を有するハイブリッド自動車１とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、電動機と、前記電動機に電力を供給するバッテリとを有し、エンジンによる走行、電動機による走行、エンジンと電動機とが協働する走行のいずれかの走行モードが選択可能であり、エンジンによる走行中、減速中、または下り勾配路を走行中には、前記電動機を発電機として前記バッテリに充電が可能なハイブリッド自動車において、
ドライバーが減速を要求しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定においてドライバーが減速を要求していると判定された場合で、かつ実際に減速している場合には回生トルクをゼロに設定する回生トルク調整手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド自動車であって、
前記回生トルク調整手段は、
前記判定手段の判定においてドライバーが減速を要求していると判定された場合で、実際には加速している場合にはギヤ段毎に予め設定されている値に応じて回生トルクを調整する、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項３】
エンジンと、電動機と、前記電動機に電力を供給するバッテリとを有し、エンジンによる走行、電動機による走行、エンジンと電動機とが協働する走行のいずれかの走行モードが選択可能であり、エンジンによる走行中、減速中、または下り勾配路を走行中には、前記電動機を発電機として前記バッテリに充電が可能なハイブリッド自動車が実行する回生制御方法において、
ドライバーが減速を要求しているか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップの判定においてドライバーが減速を要求していると判定された場合で、かつ実際に減速している場合には回生トルクをゼロに設定する回生トルク調整ステップと、
を有することを特徴とする回生制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車および回生制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車は、エンジンによる走行モード（以下では、エンジン走行モードという）、電動機による走行モード（以下では、電動機走行モードという）、エンジンと電動機とが協働する走行モード（以下では、アシスト走行モードという）のいずれかの走行モードが選択可能である。また、ハイブリッド自動車は、エンジン走行モードで走行中には、電動機をエンジンの動力によって発電機として動作させてバッテリに充電が可能である。さらに、ハイブリッド自動車は、減速中または下り勾配路を走行中には、電動機を駆動輪の回転力によって発電機として動作させてバッテリに充電が可能であり、これを回生と称する。
【０００３】
このようなハイブリッド自動車では、走行中にアクセルペダル及びブレーキペダルを踏まない状態において、車速をフィードバックして回生による減速度を一定に保つ回生制御をおこなうものが開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
図６は、減速度を一定に保つ回生制御を行った場合の電動機の回転数（ＭＧ回転ｒｐｍ）と目標減速度（ｍ／ｓ２）の関係を示す図である。図６に示すように、車速から演算された減速度が各ギヤ段に目標減速度が設定されており、目標減速度に到達するまで回生トルクを増加させて、その後は一定の目標減速度となるように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１にみられるような減速度を一定に保つ回生制御をする方法では、車両重量に応じてより多くの回生エネルギーを回収することが可能であるが、たとえば登降坂路を走行する際にアクセルをＯＦＦにすると、勾配に関係なく規定の減速度に達するまで回生トルクを増加させてしまう。そのため、下り坂の場合は、この回生制御のために車速が減速してしまうことになり、運転者に本来不要であるアクセル操作を促してしまうという課題がある。さらに、この不要なアクセル操作により、燃費が悪化してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は、上述の課題のいずれかに鑑みて行われたものであって、実際の走行環境に応じた適切な回生制御をすることができるハイブリッド自動車および回生制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、エンジンと、電動機と、電動機に電力を供給するバッテリとを有し、エンジンによる走行、電動機による走行、エンジンと電動機とが協働する走行のいずれかの走行モードが選択可能であり、エンジンによる走行中、減速中、または下り勾配路を走行中には、電動機を発電機としてバッテリに充電が可能なハイブリッド自動車において、ドライバーが減速を要求しているか否かを判定する判定手段と、判定手段の判定において減速を要求していると判定された場合で、かつ実際に減速している場合には回生トルクをゼロに設定する回生トルク調整手段とを有する。
【０００９】
また、上述した構成に加えて、回生トルク調整手段は、判定手段の判定においてドライバーが減速を要求していると判定された場合で、かつ実際には加速している場合にギヤ段毎に予め設定されている値に応じて回生トルクを調整することができる。
【００１０】
また、本発明の他の観点は、エンジンと、電動機と、電動機に電力を供給するバッテリとを有し、エンジンによる走行、電動機による走行、エンジンと電動機とが協働する走行のいずれかの走行モードが選択可能であり、エンジンによる走行中、減速中、または下り勾配路を走行中には、電動機を発電機としてバッテリに充電が可能なハイブリッド自動車が実行する回生制御方法において、ドライバーが減速を要求しているか否かを判定する判定ステップと、判定ステップの判定においてドライバーが減速を要求していると判定された場合で、かつ実際には減速している場合には回生トルクをゼロに設定する回生トルク調整ステップと、を有する回生制御方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、実際の走行環境に応じた適切な回生制御をすることができるハイブリッド自動車および回生制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車の要部構成図である。
【図２】図１の制御装置の回生制御に関する機能を示すブロック図である。
【図３】図１の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ１におけるアクセル開度と車速との関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、図３のステップＳ６の回生制御において参照される回生トルクマップ１０Ｅの一例を示す図である。
【図６】減速度を一定に保つ回生制御を行った場合の電動機の回転数（ＭＧ回転ｒｐｍ）と目標減速度（ｍ／ｓ２）の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車１の要部構成を示す図である。
【００１４】
ハイブリッド自動車１は、図１に示すように、制御装置１０、エンジン１１、電動機１２、バッテリ１３、インバータ１４、およびクラッチ１５を要部構成として有する。電動機１２の出力は、プロペラシャフト１６、ディファレンシャルギア１７を介して駆動輪１８に伝達される。また、電動機１２とプロペラシャフト１６との間には、トランスミッション１９が配置される。トランスミッション１９は、たとえばAMT(Automated Manual Transmission)と呼ばれるものであり、ハイブリッド自動車１の走行中には、車速や要求トルクなどに応じて自動的にクラッチ１５および変速動作をするようになっている。
【００１５】
このような構成を有するハイブリッド自動車１は、エンジン１１による走行（エンジン走行モード）、電動機１２による走行（電動機走行モード）、エンジン１１と電動機１２とが協働する走行（アシスト走行モード）のいずれかの走行モードが選択可能であり、減速中または下り勾配路を走行中には、駆動輪１８の回転力により電動機１２を発電機として動作させてバッテリ１３に充電（回生）が可能である。また、ハイブリッド自動車１は、エンジン走行モードで走行中には、電動機１２をエンジン１１の動力によって発電機として動作させてバッテリ１３に充電が可能である。
【００１６】
制御装置１０は、エンジン１１、電動機１２、バッテリ１３、インバータ１４、およびクラッチ１５の動作を制御する。なお、実際には、エンジン１１、電動機１２、バッテリ１３、インバータ１４、およびクラッチ１５に、それぞれ個別のＥＣＵ(Electric Control Unit)が配置され、これらが互いにＣＡＮ(Control Area Network)通信を行いながら協働して制御を実施している場合があるが、ここでは１つの制御装置１０として説明する。
【００１７】
図２は、図１の制御装置１０の回生制御に関する機能を示すブロック図である。制御装置１０は、判定部１０Ａと、演算部１０Ｂと、トルク調整部１０Ｃと、減速要求判定マップ１０Ｄと、回生トルクマップ１０Ｅとを有している。
【００１８】
判定部１０Ａは、ドライバーが減速を要求しているか否かを判定する。具体的には、判定部１０Ａには、アクセル信号と車速信号が入力され、その入力された情報を減速要求判定マップ１０Ｄと照らし合わせて、ドライバーが減速を要求しているか否かについて判定する。判定部１０Ａは、ドライバーが減速を要求していると判定した場合に、回生モードをＯＮにして車速信号を演算部１０Ｂに入力する。
【００１９】
演算部１０Ｂは、判定部１０Ａから入力される車速信号から加減速度情報を算出する。この加減速度情報は、たとえば移動平均加速度であり、車速信号から求められる。演算部１０Ｂは、算出された加減速度情報をトルク調整部１０Ｃへ入力する。
【００２０】
トルク調整部１０Ｃは、演算部１０Ｂから入力された加減速度情報に基づいて回生トルクを調整する。トルク調整部１０Ｃには、たとえば演算部１０Ｂで算出された移動平均加速度が入力され、その入力された情報と、回生トルクマップ１０Ｅとを参照して回生トルクを決定する。そして、トルク調整部１０Ｃで決定された回生トルク情報に基づいてインバータ１４および電動機１２が制御される。
【００２１】
減速要求判定マップ１０Ｄは、ドライバーが減速を要求しているか否かを判定するためのマップ情報であり、不図示のメモリに記憶されている。減速要求判定マップ１０Ｄでは、アクセル開度と車速との関係からドライバーが減速を要求しているか否かを判定できるように設定されている。なお、減速要求判定マップ１０Ｄは、アクセル開度と電動機１２の回転数との関係からドライバーが減速を要求しているか否かを判定できるように設定されていてもよい。
【００２２】
回生トルクマップ１０Ｅは、制御装置１０がハイブリッド自動車１の加速度あるいは減速度に応じて回生トルクを決定する際に参照されるマップ情報であり、不図示のメモリに記憶されている。回生トルクマップ１０Ｅでは、ハイブリッド自動車１の車速が一定となるように、加速度に応じて複数の回生トルク情報が設定されている。また、回生トルクマップ１０Ｅでは、ハイブリッド自動車１が減速している場合には回生トルクがゼロになるように設定されている。
【００２３】
制御装置１０は、情報処理装置が予めインストールされている所定のプログラムを実行することによって実現することができる。このような情報処理装置は、たとえば、不図示のメモリ、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、入出力ポートなどを有する。情報処理装置のＣＰＵは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、情報処理装置には、制御装置１０の機能が実現される。なお、ＣＰＵの代わりにＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)などを用いてもよい。
【００２４】
また、上述の所定のプログラムは、制御装置１０の出荷前に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、制御装置１０の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、プログラムの一部が、制御装置１０の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。制御装置１０の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されるプログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。
【００２５】
また、上述の所定のプログラムは、情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。
【００２６】
このように、情報処理装置とプログラムによって制御装置１０を実現することにより、大量生産や仕様変更（または設計変更）に対して柔軟に対応可能となる。
【００２７】
なお、情報処理装置が実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。
【００２８】
エンジン１１は、ガソリン、軽油、またはＣＮＧ(Compressed Natural Gas)などを燃料とする内燃機関である。なお、適用が可能であれば、エンジン１１を内燃機関に限定するものではない。
【００２９】
電動機１２は、バッテリ１３から供給される電力によって、ハイブリッド自動車１の走行用の動力を発生するものであると共に、他からの動力によって駆動されることで、バッテリ１３に充電を行う発電機としても動作する。ここで電動機１２を発電機として動作させる動力としては、たとえば、エンジン１１の動力である。その他にもハイブリッド自動車１の減速時や下り勾配路の走行中などに、駆動輪１８の回転がディファレンシャルギア１７およびプロペラシャフト１６を介して電動機１２に伝達されることでも電動機１２は発電機として動作する。
【００３０】
バッテリ１３は、電動機１２に電力を供給すると共に、電動機１２が発電機として動作する際には、電動機１２が発電した電力によって充電される。ここでは、バッテリ１３の状電状態を示す値をＳＯＣと称し、０％〜１００％で示す。なお、バッテリ１３のＳＯＣの下限値は、およそ２０％〜３０％の範囲内にあり、上限値は、およそ８０％〜９０％の範囲内にあることが好ましい。
【００３１】
インバータ１４は、バッテリ１３の直流電力を３相交流電力に変換して電動機１２に供給すると共に、電動機１２が発電機として動作する際には、電動機１２が発電する３相交流電力を直流電力に変換してバッテリ１３に供給する。
【００３２】
クラッチ１５は、エンジン１１の回転軸と電動機１２の回転軸とを接断する。クラッチ１５が接続されていると、ハイブリッド自動車１は、電動機１２によってエンジン１１を始動させることができる。また、クラッチ１５が接続されていると、ハイブリッド自動車１は、エンジン１１のみによるエンジン走行モードおよびエンジン１１と電動機１２とが協働するアシスト走行モードのいずれかが選択可能になる。また、クラッチ１５が接続されていると、ハイブリッド自動車１は、エンジン１１により電動機１２を発電機として動作させることができる。
【００３３】
一方、クラッチ１５が切断されていると、ハイブリッド自動車１は、電動機１２のみによる電動機走行モードに際し、エンジン１１のフリクションを受けることなく効率良く走行可能である。また、クラッチ１５が切断されていると、ハイブリッド自動車１は、電動機１が回生を実施しているときに、エンジン１１のフリクションを受けることなく効率良く回生が可能である。
【００３４】
次に、制御装置１０の動作について説明する。図３は、図１の制御装置１０の動作を示すフローチャートである。なお、図３の説明において、回生トルクマップ１０Ｅには、たとえば、ギヤ段毎に設定され、加速度の移動平均Ｂに応じた回生トルク量が予め定義されているものとする。
【００３５】
また図３のフローチャートにおけるＳＴＡＲＴの条件は、ハイブリッド自動車１のキースイッチ（不図示）がＯＮ状態であり、制御装置１０が稼働中という条件である。なお、図３のフローチャートのＳＴＡＲＴから回生制御が実施されるステップＳ６までの処理は、１周期分の処理であり、この１周期分の処理が終了しても、再びＳＴＡＲＴの条件が満たされた場合には、ステップＳ１の判定結果に応じて、ステップＳ２またはステップＳ３の処理が開始される。
【００３６】
ハイブリッド自動車１のキースイッチがＯＮ状態に操作されて制御装置１０が稼働し、上述のＳＴＡＲＴの条件が満たされると、ステップＳ１の処理が開始される。
【００３７】
制御装置１０の判定部１０Ａは、ステップＳ１において、ハイブリッド自動車１のアクセル開度と車速情報を取得すると共に、減速要求判定マップ１０Ｄを参照してドライバーが減速を要求しているか否かを判定する（ステップＳ１）。制御装置１０の判定部１０Ａは、減速要求判定マップ１０Ｄを参照して、アクセル開度と車速との関係からドライバーが減速を要求していないと判定した場合には、回生モードをＯＦＦに設定し（ステップＳ２）、ステップＳ１の判定を繰り返す。一方、制御装置１０の判定部１０Ａは、アクセル開度と車速の関係からドライバーが減速を要求している場合には回生モードをＯＮに設定する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ１において、減速要求判定マップ１０Ｄにおいてアクセル開度と電動機１２の回転数からドライバーが減速を要求しているか否かの判定ができるように設定されており、判定部１０Ａがハイブリッド自動車１のアクセル開度とモータジェネレータの回転数からドライバーが減速を要求しているか否かの判定をするようにしてもよい。
【００３８】
図４は、図２に示す減速要求判定マップ１０Ｄの一例である。図４のＡ領域とはアクセル開度と車速との関係からドライバーが減速を要求していると判断される領域であり、図４のＡ領域以外はドライバーが減速を要求していないと判断される領域を示している。なお、回生モードＯＮ／ＯＦＦの切り替えが頻繁に発生することによって生じるハンチングを防止するために、Ａ領域の閾値に一定の幅（ヒステリシス）を設けてもよい。なお、図４に示すグラフの横軸は車速となっているが、電動機１２の回転数としてもよい。
【００３９】
制御装置１０は、ステップＳ４において、クラッチ１５を切断する。
【００４０】
制御装置１０の演算部１０Ｂは、ステップＳ５において、加減速度の移動平均Ｂ（ｍ／ｓ２）を演算する。
【００４１】
制御装置１０のトルク調整部１０Ｃは、ステップＳ５で算出された値に基づいて回生制御を実施する（ステップＳ６）。具体的には、トルク調整部１０Ｃは、回生トルクマップ１０Ｅを参照して、ステップＳ５で算出された値に応じた回生トルク量を決定する。たとえば、ステップＳ５で算出された値が正の値である場合には、実際にハイブリッド自動車１は加速しているため、ハイブリッド自動車１の現在のギヤ段情報と、ステップＳ５で算出された値の組み合わせに応じた回生トルク量に調整する。一方、トルク調整部１０Ｃは、ステップＳ５で算出された値が負の値である場合には、実際には減速しているため、トルク量をゼロに設定する。なお、トルク調整部１０Ｃは、ステップＳ５で算出された値がゼロの場合には、ハイブリッド自動車１の現在のギヤ段情報に基づくトルク量に設定する。
【００４２】
図５は、図３のステップＳ６の回生制御において参照される回生トルクマップ１０Ｅの一例を示す図である。図５に示すように、減速側では回生トルクはゼロとなるように設定されており、加速側では、現在のギヤ段情報と、ステップＳ５で算出された加減速度の移動平均Ｂ（ｍ／ｓ２）との組み合わせに応じた回生トルク量に調整されるように設定されている。
【００４３】
このようにして、ハイブリッド自動車１およびこのハイブリッド自動車１の回生制御方法は、ドライバーが減速を要求しているか否かを判定し（図３のステップＳ１）、その判定において減速を要求していると判定され、かつ実際に減速している場合には回生トルクマップ１０Ｅの設定により、回生トルクがゼロとなるように制御されている（図３のステップＳ６、図５）。これにより、減速してくると回生トルクがゼロに設定されるので、下り坂で減速度を一定にする回生制御を実施する際に発生してしまう、本来不要であるドライバーのアクセル操作によって生じる燃費の悪化を防止することができる。
【００４４】
また、ハイブリッド自動車１およびこのハイブリッド自動車１の回生制御方法は、ドライバーが減速を要求しているか否かを判定し（図３のステップＳ１）、その判定において減速を要求していると判定され、かつ実際には加速している場合には、その加速の状態（加減速度の移動平均など）に応じて回生トルクを調整するようにしている（図３のステップＳ１、Ｓ６）。たとえば急な降坂路の場合には加速度が大きくなるがその場合には、回生トルクマップ１０Ｅに基づく回生制御が実施されることにより、加速度に応じた回生エネルギーが回収されることになる。すなわち、この制御装置１０およびこの制御装置１０の回生制御方法では、降坂路の勾配に応じて回生トルクが可変となり、回生トルクマップ１０Ｅに基づいて車速を一定に保ちながら回生エネルギーを回収することができるので、余計な減速をさせるような回生がなくなるため、ドライバーの不要なアクセル操作を抑制することができる。
【００４５】
すなわち、このハイブリッド自動車１およびこのハイブリッド自動車１の回生制御方法は、実際の走行環境に応じた適切な回生制御をすることができる。
【００４６】
また、制御装置１０は、ハイブリッド自動車１が加速していると判定される場合にはギヤ段毎に設定されている回生トルクを設定するようにしている（図５）。これにより、各ギヤに応じた適切な回生トルクを発生させることができるため、従来の減速度を一定に保つ回生制御の方法と比較して、加速度に応じて回生エネルギーを効率よく回収することができる。
【００４７】
（その他の実施の形態）
本発明の実施の形態は、その要旨を逸脱しない限り様々に変更が可能である。たとえば、上述の実施の形態では、回生トルクの設定をギヤ段毎としたが、ギヤ段に関係なく、単一の回生トルク、複数の回生トルクを設定するようにしてもよい。また、回生トルクマップ１０Ｅにおいて減速している場合に回生トルクをゼロとなるように設定されているが、必ずしもゼロでなくてもよく、回生トルクを多少発生させるように設定してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１…ハイブリッド自動車、１０…制御装置、１０Ａ…判定部（判定手段の一例）、１０Ｃ…トルク調整部（回生トルク調整手段の一例）、１１…エンジン、１２…電動機、１３…バッテリ、
【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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