(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよび該エンジンの補助用のモータを動力源とするハイブリッド車両の減速時にモータを発電機として作動させて、そのときの車両の運転状態に応じて決定された回生量をもってモータ駆動用の蓄電装置の充電を行うハイブリッド車両の回生制御装置において、蓄電装置の充電量を検出する手段と、その検出された蓄電装置の充電量と前記回生量との総和から、その蓄電装置の予め設定した許容充電量を差し引いて過充電量を算出する手段と、前記回生量と算出された過充電量との差を前記回生量で除算した割合をもって前記回生量を補正する手段とをとるようにしたことを特徴とするハイブリッド車両の回生制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンおよび該エンジンの補助用のモータを動力源とするハイブリッド車両における減速時の回生制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンおよび該エンジンの補助用のモータを動力源とするハイブリッド車両にあって、減速時にモータを発電機として作動させて、車速やエンジン負圧などの車両の運転状態に応じた回生量が予め設定されているテーブルを用いて、そのときの車両の運転状態に応じた所定の回生量を決定し、走行中にスロットルが全閉になった場合やブレーキが踏まれた場合などの減速判定条件の成立時に所定の回生量をもって、モータ駆動用電源としてのバッテリやキャパシタからなる蓄電装置の充電を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、減速時に常にそのときの車両の運転状態に応じて一律に決定された回生量をもって蓄電装置を充電させるのでは、減速の機会が多々ある場合などに蓄電装置が容易に過充電状態に陥ってしまうことである。その際、特に蓄電装置に比較的容量の小さな電気二重層コンデンサからなるキャパシタを用いる場合の過充電が問題となり、過充電による特性の劣化や破壊に至るおそれが多分にあるものになっている。
【０００４】
また、蓄電装置がフル充電状態になったときにそれまでのモータの減速回生の駆動を止めるようにするのでは、それまでの回生制動による減速感が急に失われてしまうという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータの発電効率を充分に引き出しながら、車両の減速状態および蓄電装置の充電状態に見合った最適な回生量を決定することができるように、蓄電装置の現在の充電量を検出して、その検出された蓄電装置の充電量と車両の運転状態に応じて決定された回生量との総和から、その蓄電装置の予め設定した許容充電量を差し引いて過充電量を算出し、前記回生量と算出された過充電量との差を前記回生量で除算した割合をもって前記回生量を補正するようにしている。
【０００７】
【実施例】
図１はハイブリッド車両のシステム構成を示しており、エンジン１、エンジンアシスト用のモータ２、変速機３、モータ駆動用のパワードライブユニット４およびモータ駆動用電源としての蓄電装置５からなる駆動系と、モータ２の駆動および回生の制御をパワードライブユニット４を介して行うモータＥＣＵ６および全体の制御を行うＥＣＵ７からなる制御系とによって構成されている。蓄電装置５は、バッテリまたはキャパシタからなっている。図中、８は車両の駆動輪を示している。
【０００８】
ＥＣＵ７は、各種センサからの検出信号を読み込んで車両の運転状態を判断して、そのときの車両の運転状態に応じて、始動モード、アイドル停止モード、アイドルモード、加速アシストモード、クルーズモード、減速回生モードの各動作モードを決定して、その決定された動作モードの実行指令をモータＥＣＵ６に与える。そして、その動作モードの実行指令が与えられたモータＥＣＵ６は、パワードライブユニット４を介してモータ２の停止、アシスト駆動、減速回生の各制御を適宜行うようになっている。
【０００９】
なお、ここでは、ＥＣＵ７によりダウンバータ９を制御することによって、蓄電装置５の電圧を所定に降圧して１２Ｖ電源用のバッテリ１０を充電するようにしている。図中、１１は１２Ｖ電源用負荷である。
【００１０】
図２は、ＥＣＵ７において、車両の運転状態によってモータ２の動作モードを設定するための処理のフローを示している。
【００１１】
ここでは、まず、スタータスイッチがオン状態にあるか否かをみたうえで（ステップＳ１）、それがオン状態になっていれば、そのときのセンサによって検出したエンジン回転数Ｎｅが予めエンジン停止判定のために設定された回転数ＮＣＲ以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２）。そのとき、Ｎｅ≦ＮＣＲであれば、始動モードに設定する（ステップＳ３）。
【００１２】
また、ステップＳ１の判定時にスタータスイッチがオン状態になっていなければ、アイドル運転時にエンジンを停止させるか否かの制御を行わせるためのエンジン停止制御実施フラグＦ・ＦＣＭＧが１に立っているか否かをみて（ステップＳ４）、そのフラグＦ・ＦＣＭＧが立っていなければステップＳ２の判定に移行する。
【００１３】
そのとき、エンジン停止制御実施フラグＦ・ＦＣＭＧが１に立っていれば、センサによって検出したスロットル開度ＴＨがアイドル開度（全閉）ＴＨＩＤＬＥになっているか否かの判定を行う（ステップＳ５）。
【００１４】
ステップＳ５の判定時にＴＨ≦ＴＨＩＤＬＥであれば、次いで、車速Ｖが０であるか否かの判定を行う（ステップＳ６）。そのときＶ＝０になっていれば、エンジン停止制御実施フラグＦ・ＦＣＭＧが１に立っているか否かをみて（ステップＳ７）、そのフラグＦ・ＦＣＭＧが立っていればアイドル停止モードに設定し（ステップＳ８）、そのフラグＦ・ＦＣＭＧが立っていなければアイドルモードに設定する（ステップＳ９）。
【００１５】
ステップＳ６の判定時に、Ｖ＝０になっていなければ、エンジン停止制御実施フラグＦ・ＦＣＭＧが１に立っているか否かをみて（ステップＳ１０）、そのフラグＦ・ＦＣＭＧが立っていれば減速回生モードに設定する（ステップＳ１２）。また、そのフラグＦ・ＦＣＭＧが立っていなければ、エンジンのアイドル運転を指示するアイドル制御実施フラグＦ・ＩＤＬＥが１に立っているか否かの判定を行う（ステップＳ１１）。そのとき、そのフラグＦ・ＩＤＬＥが立っていればアイドルモードに設定し（ステップＳ９）、そのフラグＦ・ＩＤＬＥが立っていなければ減速回生モードに設定する（ステップＳ１２）。
【００１６】
また、ステップＳ５の判定時にＴＨ≦ＴＨＩＤＬＥになっていなければ、予め設定されたアシストトリガテーブルを検索して車両が加速状態にあるかクルーズ状態にあるかの判定を行う（ステップＳ１３）。
【００１７】
図３は各ギヤ位置ごとに設定されるそのアシストトリガテーブルの内容を示すもので、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＨとをパラメータとして、エンジン回転数Ｎｅが減少するにしたがってスロットル開度ＴＨが増加する傾向にあるときには、高めに設定されたＭＡＳＴＨライン以上になる場合に加速モード判定フラグＦ・ＭＡＳＴが０から１に変化し、エンジン回転数Ｎｅが増加するにしたがってスロットル開度ＴＨが減少する傾向にあるときには、低めに設定されたＭＡＳＴＬライン以下になる場合に加速モード判定フラグＦ・ＭＡＳＴが１から０に変化するようになっている。
【００１８】
そして、加速モード判定フラグＦ・ＭＡＳＴが１に立っているか否かをみて（ステップＳ１４）、そのフラグＦ・ＭＡＳＴが立っていれば加速モードに設定し（ステップＳ１５）、またそのフラグＦ・ＭＡＳＴが立っていなければクルーズモードに設定する（ステップＳ１６）。
【００１９】
以上によりモータ２の各動作モードが設定されたら、ＥＣＵ７はモータＥＣＵ６にその各動作モードの実行指令を出力して（ステップＳ１７）、以下同様の処理をくり返して行う。
【００２０】
本発明は、ＥＣＵ７の制御下において、回生モードが設定された場合、エンジン回転数およびエンジン負圧の各センサ信号を読み込むとともに、変速機３における変速状態のセンサ信号を読み込んで、そのときの車両の運転状態に応じた回生量を決定したうえで、その決定された回生量を蓄電装置５の充電状態に応じて補正するようにしている。
【００２１】
変速機３における変速状態としては、変速機３が有段のもの（ＭＴ）であればそのギヤシフト位置を、変速機３が無段のもの（ＣＶＴ）であればそのギヤレシオを検出する。
【００２２】
図４は、ＥＣＵ７において、車両の運転状態に応じた回生量を決定し、その決定された回生量を補正する際における処理のフローを示している。
【００２３】
ここでは、まず、ＭＴの場合、クラッチスイッチがオフ状態にあるか否かをみて（ステップＳ２１）、クラッチスイッチがオフ状態にあれば、次いで、ギヤシフトポジションスイッチがニュートラル位置（ＣＶＴの場合にはニュートラルＮまたはパーキングＰ位置）にあるか否かの判定を行う（ステップＳ２２）。
【００２４】
そのとき、ニュートラル位置になければ、ブレーキスイッチがオフ状態にあるか否かをみて（ステップＳ２３）、ブレーキスイッチがオフ状態にあれば、予めＥＣＵ７の内部メモリに登録されているブレーキオフモード時の回生量マップを検索して、そのときの車両の運転状態に応じた回生量を決定する（ステップＳ２４）。
【００２５】
また、ステップＳ２３の判定時にブレーキスイッチがオン状態になっているときには、予めＥＣＵ７の内部メモリに登録されているブレーキオンモード時の回生量マップを検索して、そのときの車両の運転状態に応じた回生量を決定する（ステップＳ２５）。
【００２６】
ブレーキオンモード時の回生量としては、ブレーキを踏んで減速したときの回生量の増加分を予め見込んで設定されているものである。
【００２７】
なお、ステップＳ２１の判定時にクラッチスイッチがオン状態になっているとき、またはステップＳ２２の判定時にギヤシフトポジションスイッチがニュートラル位置に入っているときには、回生量ＲＥＧＥＮが０になるようにする（ステップＳ２６）。
【００２８】
そして、このようにして回生量が決定されたら、そのときの蓄電装置５の充電状態に応じた回生量補正処理（図５参照）が実行される（ステップＳ２７）。
【００２９】
以上の処理が、所定のサンプリング周期（１０ｍｓ程度）をもってくり返して行われることになる。
【００３０】
表１は、エンジン１の回転数および負圧をパラメータとして、ＭＴの各ギヤ位置ごとに設定されたブレーキオフ時における回生量マップの一例を示している。
【００３１】
ここでは、エンジン回転数をｎ＝２０のレベルＮＥＲＥＧ０〜ＮＥＲＥＧ１９に分けるとともに、エンジン負圧をｎ＝１１のレベルＰＢＲＥＧ０〜ＰＢＲＥＧ１０に分けている。例えば、検出されたエンジン回転数がＮＥＲＥＧ１のレベルで、エンジン負荷がＰＢＲＥＧ１のレベルであるときには、回生量がＲＥＧＥＮ＃ｎ１１として決定される。
【００３２】
【表１】
0003774790.tif 000002
【００３３】
また、表２は、ブレーキオン時のエンジン回転数ＮＥＲＥＧＢＲおよびエンジン負圧ＰＢＲＥＧＢＲをパラメータとして、ＭＴの各ギヤ位置ごとに設定されたブレーキオン時における回生量マップの一例を示している。
【００３４】
【表２】
0003774790.tif 000003
【００３５】
表１および表２に示す関係にあって、エンジン回転数が大きくなるほど、またエンジン負圧が大きくなるほど回生量が多くなる。
【００３６】
なお、ＣＶＴの場合にあっても同様に、ブレーキオフモード時およびブレーキオンモード時におけるエンジン回転数および車速をパラメータとして設定された回生量マップがそれぞれ用意されている。
【００３７】
図５は、回生量補正処理のフローを示している。
【００３８】
ここでは、まず、予め車速に対応して減速回生量の特性が設定されたＱＲＥＧＥＮテーブルを検索して、そのときの車速に応じて予測的に得られる減速回生量ＱＲＥＧＥＮを求める（ステップＳ３１）。
【００３９】
図６はＱＲＥＧＥＮテーブルに設定された車速ＶＲＥＧに対する減速回生量ＱＲＥＧＥＮの特性を示すもので、車速に応じて得られる減速回生量の予測値を蓄電装置５のキャパシタ容量を１００％とした場合の比率で表わした値として設定している。
【００４０】
そして、蓄電装置５の実際に検出したキャパシタ容量ＱＣＡＰと前記テーブルから予測的に得られた減速回生量ＱＲＥＧＥＮとの総和ＱＴＯＴＡＬを求めたうえで（ステップＳ３２）、その総和ＱＴＯＴＡＬから予め設定した最大許容充電量ＱＣＡＰＬＭＴＨを差し引くことによって過充電量分ＱＯＶＥＲを算出する（ステップＳ３３）。
【００４１】
次いで、予測的に得られた減速回生量ＱＲＥＧＥＮが予め設定した回生下限値ＱＲＥＧＬＭＴＬよりも高いか否かをみて（ステップＳ３４）、それが高い場合には、減速回生量ＱＲＥＧＥＮと過充電量分ＱＯＶＥＲとの差を減速回生量ＱＲＥＧＥＮで除算した割合から補正係数αを求める（ステップＳ３５）。
【００４２】
そして、先に回生量マップを検索することによって決定されたブレーキオフ時の回生量ＲＥＧＥＮにその求められた補正係数αを乗ずることによって回生量補正を行う（ステップＳ３６）。
【００４３】
または、先に回生量マップを検索することによって決定されたブレーキオン時の回生量ＲＥＧＥＮＢＲにその求められた補正係数αを乗ずることによって回生量補正を行う（ステップＳ３７）。
【００４４】
また、ステップＳ３４の判定時に、予測的に得られた減速回生量ＱＲＥＧＥＮが予め設定した回生下限値ＱＲＥＧＬＭＴＬ以下であれば、補正係数αを０として（ステップＳ３８）、回生を禁止する。
【００４５】
このようにして回生量の補正がなされたら、ＥＣＵ７からモータＥＣＵ６にその補正された回生量のデータが与えられ、それによりモータＥＣＵ６の制御下でパワードライブユニット４を介して蓄電装置５にその最大許容充電量を越えることがないような回生の制御が行われる。
【００４６】
図７は、回生量の補正前（Ａ）および補正後（Ｂ）における蓄電装置５のキャパシタ容量ＣＡＰの状態をそれぞれ示している。
【００４７】
このように、本発明では回生量の補正を行わせることにより、車両の減速状態および蓄電装置５の充電状態に見合った最適な回生量をもって、蓄電装置５の充電を、常にその最大許容充電量を越えることがないように行わせることができるようになる。したがって、モータ３の減速回生の駆動はそのままの状態であるためにモータ２の回生制動が失われることがなく、常に一定した減速感が得られる。そして、常に蓄電装置５の空き容量分を回生させることができ、モータ２からの回生エネルギの有効利用を図ることができるようになる。
【００４８】
また、本発明による他の実施例として、ＥＣＵ７の制御下において、回生モードが設定された場合、回生量マップ検索により車両の運転状態に応じて決定された回生量と蓄電装置５の現在検出されている充電量との総和がその蓄電装置の予め設定した最大許容充電量よりも大きいときには、回生量を０にして蓄電装置５への回生を禁止させる手段をとるようにしている。
【００４９】
図８は、ＥＣＵ７において、車両の運転状態に応じた回生量を０にして、蓄電装置５への回生を禁止させる際の処理のフローを示している。
【００５０】
この処理のフローでは、図４に示すフローにおけるステップＳ２６の回生量補正処理の代わりに、回生禁止処理を行わせるようにしている（ステップＳ４７）。ステップＳ４１〜Ｓ４６の内容は、図４のフローにおけるステップＳ２１〜Ｓ２６と同じである。
【００５１】
図９は、その回生禁止処理のフローを示している。
【００５２】
ここでは、まず、ＱＲＥＧＥＮテーブルを検索して、そのときの車速に応じて予測的に得られる減速回生量ＱＲＥＧＥＮを求めたうえで（ステップＳ５１）、その減速回生量ＱＲＥＧＥＮと蓄電装置５における実際に検出したキャパシタ容量ＱＣＡＰとの総和ＱＴＯＴＡＬを算出する（ステップＳ５２）。
【００５３】
そして、その算出された総和ＱＴＯＴＡＬが予め設定した蓄電装置５の最大許容充電量ＱＣＡＰＬＭＴＨよりも小さいか否かの判定を行う（ステップＳ５３）。
【００５４】
そのとき、ＱＴＯＴＡＬ＞ＱＣＡＰＬＭＴＨであれば、先に回生量マップを検索することによって決定されたブレーキオフ時の回生量ＲＥＧＥＮまたはブレーキオン時の回生量ＲＥＧＥＮＢＲを０にして（ステップＳ５４）、蓄電装置５への回生を禁止する。
【００５５】
また、そのとき蓄電装置５に余裕があって、ＱＴＯＴＡＬ≦ＱＣＡＰＬＭＴＨであれば、回生禁止を行うことなく、先に決定されたブレーキオフ時の回生量ＲＥＧＥＮまたはブレーキオン時の回生量ＲＥＧＥＮＢＲをもって蓄電装置５への回生が行われる。
【００５６】
このように、本発明では回生禁止の処理を行わせることにより、モータ３の減速回生の駆動を止めることなくそのままの状態で、蓄電装置５が過充電状態に陥るような蓄電装置５への回生を未然に防止することができるようになる。また、モータ２の回生制動が失われることがなく、常に一定した減速感が得られるようになる。
【００５７】
【発明の効果】
以上、本発明によるハイブリッド車両の回生制御装置にあっては、蓄電装置の現在の充電量を検出して、その検出された蓄電装置の充電量と車両の運転状態に応じて決定された回生量との総和から、その蓄電装置の予め設定した許容充電量を差し引いて過充電量を算出し、前記回生量と算出された過充電量との差を前記回生量で除算した割合をもって前記回生量を補正するようにしたもので、モータの発電効率を充分に引き出しながら、車両の減速状態および蓄電装置の充電状態に見合った最適な回生量を決定することができるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るハイブリッド車両のシステム構成例を示すブロック図である。
【図２】車両の運転状態によってモータ動作モードを設定する処理のフローを示す図である。
【図３】各ギヤ位置ごとに設定されるアシストトリガテーブルの内容を示す特性図である。
【図４】車両の運転状態に応じた回生量を決定し、その決定された回生量を補正する処理のフローを示す図である。
【図５】回生量補正処理のフローを示す図である。
【図６】ＱＲＥＧＥＮテーブルに設定された車速ＶＲＥＧに対する減速回生量ＱＲＥＧＥＮの特性を示す図である。
【図７】回生量の補正前および補正後における蓄電装置のキャパシタ容量の状態をそれぞれ示すグラフ図である。
【図８】車両の運転状態に応じた回生量を０にして、蓄電装置への回生を禁止させる際の処理のフローを示す図である。
【図９】回生禁止処理のフローを示す図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  エンジンアシスト用モータ
３  変速機
４  パワードライブユニット
５  蓄電装置
６  モータＥＣＵ
７  ＥＣＵ
９  ダウンバータ
１０  １２Ｖ電源用バッテリ
【図１】
0003774790.tif 000004
【図２】
0003774790.tif 000005
【図３】
0003774790.tif 000006
【図４】
0003774790.tif 000007
【図５】
0003774790.tif 000008
【図６】
0003774790.tif 000009
【図７】
0003774790.tif 000010
【図８】
0003774790.tif 000011
【図９】
0003774790.tif 000012