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JP2002171601A - 車両の回生制御装置 - Google Patents

車両の回生制御装置

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JP2002171601A
JP2002171601A JP2000364299A JP2000364299A JP2002171601A JP 2002171601 A JP2002171601 A JP 2002171601A JP 2000364299 A JP2000364299 A JP 2000364299A JP 2000364299 A JP2000364299 A JP 2000364299A JP 2002171601 A JP2002171601 A JP 2002171601A
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transmission
regenerative
vehicle
engine
control
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Masakiyo Kojima
正清 小島
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両走行時にモータジェネレータを回生制御
してバッテリを充電するとともに車両に所定の制動力を
作用させる際に、エンジンを連れ廻ししながら回生制御
を行う場合にも優れた発電効率が得られるようにする。 【解決手段】 エンジンが連れ廻りさせられる接続状態
（Ｓ３がＹＥＳ）とエンジンが切り離される遮断状態
（Ｓ３がＮＯ）とで、別々の基準に従って変速機の変速
制御を行う。すなわち、遮断状態ではステップＳ８でモ
ータジェネレータの発電効率が所定の条件下で最大にな
るように変速制御を行う一方、接続状態ではステップＳ
５でエンジンの回転抵抗が所定の条件下で最低になるよ
うに変速制御を行う。また、接続状態であっても、モー
タジェネレータ等の故障で回生制御が不可の場合には、
ステップＳ７でエンジンの回転抵抗に基づいて所定の制
動力が得られるように変速制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両の回生制御装置
に係り、特に、回転機を回生制御して発電する際の変速
機の変速制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】(a) 変速比を変更可能な変速機を介して
駆動輪に連結されている内燃機関と、(b) その内燃機関
と前記変速機との間の動力伝達を接続、遮断する断続装
置と、(c) 前記変速機を介して前記駆動輪に連結されて
いるとともに少なくとも発電機として機能する回転機
と、(d) 車両走行時に前記回転機を回生制御して発電す
るとともに車両に制動力を作用させる回生制御手段と、
を備えている車両が知られている。特開平８−２５１７
０８号公報に記載されているハイブリッド車両はその一
例で、回転機として発電機および電動モータの両方の機
能を有するモータジェネレータが用いられているととも
に、変速機としてベルト式無段変速機が用いられてお
り、回生制御手段による回生制御時には、モータジェネ
レータが最も発電効率の良い回転速度で回転するように
変速機を変速制御するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにモータジェネレータの発電効率だけで変速制御を行
った場合、断続装置が接続状態で内燃機関が連れ廻りさ
せられると、内燃機関のポンプ作用やフリクションロス
などによる回転抵抗で制動力が発生するため、その分だ
けモータジェネレータの発電量（回生制動トルク）が低
下してエネルギー効率が悪化する。回生制御時には、断
続装置を遮断して内燃機関を切り離すようにすれば良い
が、例えば電動モータでは十分な駆動力が得られない高
速走行時などの再加速時に速やかに内燃機関による駆動
力が得られるようにしたい場合など、断続装置を接続し
て内燃機関を連れ廻ししながら回生制御を行う場合も考
えられる。
【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、内燃機関を連れ廻し
しながら回生制御を行う場合にも優れた発電効率が得ら
れるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、(a) 変速比を変更可能な変速機を介
して駆動輪に連結されている内燃機関と、(b) その内燃
機関と前記変速機との間の動力伝達を接続、遮断する断
続装置と、(c) 前記変速機を介して前記駆動輪に連結さ
れているとともに少なくとも発電機として機能する回転
機と、(d) 車両走行時に前記回転機を回生制御して発電
するとともに車両に制動力を作用させる回生制御手段
と、を備えている車両の回生制御装置において、(e) 前
記回生制御手段による回生制御時に、前記断続装置が接
続状態か遮断状態かによって前記変速機の変速比を別々
の基準で制御する回生時変速制御手段を有することを特
徴とする。
【０００６】第２発明は、第１発明の車両の回生制御装
置において、前記回生時変速制御手段は、前記断続装置
が遮断状態の場合には前記回転機の発電効率が大きくな
るように前記変速比を制御することを特徴とする。
【０００７】第３発明は、第１発明または第２発明の車
両の回生制御装置において、前記回生時変速制御手段
は、前記断続装置が接続状態の場合には前記内燃機関の
回転抵抗が小さくなるように前記変速比を制御すること
を特徴とする。
【０００８】第４発明は、第３発明の車両の回生制御装
置において、前記回生時変速制御手段は、前記断続装置
が接続状態であっても前記回転機の故障時には前記内燃
機関の回転抵抗が大きくなるように前記変速比を制御す
ることを特徴とする。
【０００９】第５発明は、第１発明〜第４発明の何れか
の車両の回生制御装置において、前記変速機は無段変速
機であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】このような車両の回生制御装置において
は、内燃機関が連れ廻りさせられる接続状態と内燃機関
が切り離される遮断状態とで別々の基準に従って変速機
の変速制御が行われるため、それぞれの状態において優
れたエネルギー効率で回転機を回生制御することができ
る。すなわち、内燃機関が切り離される遮断状態の場合
には、第２発明のよう回転機の発電効率が大きくなるよ
うに変速制御、すなわち回転機の回転速度制御を行うこ
とにより、従来と同様に高いエネギー効率で発電するこ
とができる。また、内燃機関が連れ回りさせられる接続
状態の場合には、第３発明のように内燃機関の回転抵抗
が小さくなるように変速制御、すなわち内燃機関の回転
速度制御を行うことにより、内燃機関の回転抵抗による
エネルギーロスが低減されて、それだけ回転機の回生制
御で回収できる発電量が増大する。
【００１１】ここで、内燃機関の回転抵抗に基づいて変
速制御を行うと、回転機の発電効率が低下するが、内燃
機関の回転抵抗の変動に比較して回転機の発電効率の変
動は小さく、内燃機関の回転抵抗が小さくなるように変
速制御が行われることにより、トータルとして回転機の
発電量を増大させることができる。但し、内燃機関の回
転抵抗を小さくすることを基本として、回転機の発電効
率の変動を加味することにより、トータルとして更に高
いエネルギー効率で発電できるように変速制御すること
も可能である。また、回転機の発電効率だけでなく、電
気エネルギーを蓄積するバッテリの充電効率なども考慮
して変速制御、すなわち回転機の回転速度制御を行うこ
ともできる。
【００１２】第４発明では、断続装置が接続状態であっ
ても回転機の故障時には内燃機関の回転抵抗が大きくな
るように変速比を制御するため、回転機の故障で回生制
御による制動力が得られない場合でも、内燃機関の回転
抵抗に基づいて制動力が発生させられ、回生制動力の有
無によって生じる違和感が軽減され、或いは解消する。
【００１３】第５発明では無段変速機が用いられている
ため、車速変化に応じて変速比を連続的に変化させるこ
とにより、常に高いエネルギー効率で回転機を回生制御
することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】ここで、変速機としてはベルト式
やトロイダル式等の無段変速機が好適に用いられるが、
有段の変速機を有する車両にも適用され得る。断続装置
は、摩擦係合式のクラッチやブレーキが好適に用いら
れ、例えば変速機に連結された回転機と内燃機関との間
の動力伝達を接続、遮断するように配設され、接続時に
は回転機および内燃機関が一体回転させられるように構
成されるが、歯車式差動装置（遊星歯車装置など）の３
つの回転要素のうちの１つがブレーキによって固定され
ることにより、他の２つの回転要素に連結された回転機
と内燃機関とが相対回転させられるとともに、それ等の
合成トルクが変速機側へ出力される場合など、種々の態
様が可能である。
【００１５】本発明は、車両の駆動源として内燃機関の
他に電動モータを備えているハイブリッド車両に好適に
適用され、回転機として発電機および電動モータの両方
の機能を有するモータジェネレータが好適に用いられる
が、内燃機関のみで走行する車両や、回転機の発電によ
る回生制動トルクを反力として内燃機関で走行する車両
などにも適用され得る。また、発電機として用いられる
回転機とは別に、車両駆動用の電動モータ或いはモータ
ジェネレータを備えているハイブリッド車両にも適用さ
れ得る。
【００１６】回生制御手段は、例えば車両の前進走行時
にアクセル操作量などの運転者の出力要求量が０になっ
た場合やフットブレーキが踏込み操作された場合など
に、回転機を回生制御するように構成されるが、後進走
行時に回生制御することも可能である。回転機の回生制
動トルクは、予め一定値が定められても良いが、フット
ブレーキの踏込み操作力などのブレーキ要求量や変速機
の変速比などをパラメータとして、回転機の回生制動ト
ルクが求められるようになっていていも良いなど、種々
の態様が可能である。また、このような回生制御時に
は、内燃機関はフューエルカットされるのが普通である
が、例えばアイドル状態などで作動が継続されるように
なっていても良い。
【００１７】第２発明の回生時変速制御手段は、断続装
置が遮断状態の場合に、例えば要求制動トルクおよび車
速に応じて要求制動仕事率（制動パワー）を求め、その
要求制動仕事率が得られる回転機の回転速度−制動トル
ク線上で、且つ変速機の変速制御で可能な回転速度範囲
内において、発電効率が最大になる目標回転速度を予め
定められたマップなどから求め、回転機の回転速度がそ
の目標回転速度になるように変速制御を行うように構成
されるが、何らかのガードなどで発電効率が制限された
り、バッテリの充電効率を加味して目標回転速度を設定
したりすることも可能である。なお、回転機が最も発電
効率の良い予め定められた一定の回転速度、回生制動ト
ルクで作動するように変速制御を行うようにしても良い
など、種々の態様を採用できる。
【００１８】第３発明の回生時変速制御手段は、断続装
置が接続状態の場合に、例えば内燃機関の回転抵抗が最
小になるように、変速機の変速制御で可能な内燃機関の
回転速度の範囲内で最低（内燃機関がアイドル状態で作
動している場合はアイドル回転速度）になるように変速
制御が行われるが、内燃機関が停止状態（フューエルカ
ット）の場合に回転速度が低くなり過ぎると直ちに再始
動できなくなるため、所定の下限値（例えば１２００ｒ
ｐｍなど）を設けることが望ましく、内燃機関の回転速
度がその下限値以上で且つ変速機の変速制御で可能な最
低回転速度になるように変速制御を行うことが望まし
い。また、回生制御手段は、例えば前記要求制動仕事率
から内燃機関の回転抵抗による制動仕事率を差し引いた
制動仕事率が得られるように、その時の回転機の回転速
度から回生制動トルクを求め、その回生制動トルクで回
転機を回生制御するように構成されるが、予め定められ
た一定の回生制動トルクで回生制御したり、上記変速制
御で定まる回転速度で最も発電効率の良い回生制動トル
クで回生制御したりするなど、種々の態様が可能であ
る。
【００１９】第４発明の回生時変速制御手段は、例えば
内燃機関の回転抵抗に基づいて前記要求制動トルクが得
られるように変速制御を行うことが望ましい。第４発明
は、断続装置が接続状態の場合のものであるが、回転機
が故障で回生制御不可の場合には、常に断続装置を接続
して内燃機関を連れ廻りさせることにより、所定の制動
力が得られるようにすることも可能である。なお、回転
機の故障は、回転機やインバータの機械的な故障だけで
なく、その電気系統の故障も含むもので、実質的に回生
制御が不可の場合である。
【００２０】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。図１は、本発明が適用されたハイブリ
ッド駆動制御装置１０を説明する概略構成図で、図２は
変速機１２を含む骨子図であり、このハイブリッド駆動
制御装置１０は、燃料の燃焼で動力を発生するエンジン
１４、電動モータおよび発電機として用いられるモータ
ジェネレータ１６、およびダブルピニオン型の遊星歯車
装置１８を備えて構成されており、ＦＦ（フロントエン
ジン・フロントドライブ）車両などに横置きに搭載され
て使用される。遊星歯車装置１８のサンギヤ１８ｓには
エンジン１４が連結され、キャリア１８ｃにはモータジ
ェネレータ１６が連結され、リングギヤ１８ｒは第１ブ
レーキＢ１を介してケース２０に連結されるようになっ
ている。また、キャリア１８ｃは第１クラッチＣ１を介
して変速機１２の入力軸２２に連結され、リングギヤ１
８ｒは第２クラッチＣ２を介して入力軸２２に連結され
るようになっている。エンジン１４は内燃機関に相当
し、モータジェネレータ１６は回転機に相当する。ま
た、遊星歯車装置１８は歯車式差動装置で、第２クラッ
チＣ２および第１ブレーキＢ１と共にエンジン１４と変
速機１２との間の動力伝達を接続、遮断する断続装置を
構成している。
【００２１】上記クラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレー
キＢ１は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合
させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置で、油圧制
御回路２４から供給される作動油によって摩擦係合させ
られるようになっている。図３は、油圧制御回路２４の
要部を示す図で、電動ポンプを含む電動式油圧発生装置
２６で発生させられた元圧ＰＣが、マニュアルバルブ２
８を介してシフトレバー３０（図１参照）のシフトポジ
ションに応じて各クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１へ
供給されるようになっている。シフトレバー３０は、運
転者によって操作されるシフト操作部材で、本実施例で
は「Ｂ」、「Ｄ」、「Ｎ」、「Ｒ」、「Ｐ」の５つのシ
フトポジションに選択操作されるようになっており、マ
ニュアルバルブ２８はケーブルやリンク等を介してシフ
トレバー３０に連結され、そのシフトレバー３０の操作
に従って機械的に切り換えられるようになっている。
【００２２】「Ｂ」ポジションは、前進走行時に変速機
１２のダウンシフトなどにより比較的大きな動力源ブレ
ーキが発生させられるシフトポジションで、「Ｄ」ポジ
ションは前進走行するシフトポジションであり、これ等
のシフトポジションでは出力ポート２８ａからクラッチ
Ｃ１およびＣ２へ元圧ＰＣが供給される。第１クラッチ
Ｃ１へは、シャトル弁３１を介して元圧ＰＣが供給され
るようになっている。「Ｎ」ポジションは動力源からの
動力伝達を遮断するシフトポジションで、「Ｒ」ポジシ
ョンは後進走行するシフトポジションで、「Ｐ」ポジシ
ョンは動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示し
ないパーキングロック装置により機械的に駆動輪の回転
を阻止するシフトポジションであり、これ等のシフトポ
ジションでは出力ポート２８ｂから第１ブレーキＢ１へ
元圧ＰＣが供給される。出力ポート２８ｂから出力され
た元圧ＰＣは戻しポート２８ｃへも入力され、上記
「Ｒ」ポジションでは、その戻しポート２８ｃから出力
ポート２８ｄを経てシャトル弁３１から第１クラッチＣ
１へ元圧ＰＣが供給されるようになっている。
【００２３】クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１
には、それぞれコントロール弁３２、３４、３６が設け
られ、それ等の油圧ＰC1、ＰC2、ＰB1が制御されるよう
になっている。クラッチＣ１の油圧ＰC1についてはＯＮ
−ＯＦＦ弁３８によって調圧され、クラッチＣ２および
ブレーキＢ１についてはリニアソレノイド弁４０によっ
て調圧されるようになっている。
【００２４】そして、上記クラッチＣ１、Ｃ２、および
ブレーキＢ１の作動状態に応じて、図４に示す各走行モ
ードが成立させられる。すなわち、「Ｂ」ポジションま
たは「Ｄ」ポジションでは、「ＥＴＣモード」、「直結
モード」、「モータ走行モード（前進）」の何れかが成
立させられ、「ＥＴＣモード」では、第２クラッチＣ２
を係合するとともに第１クラッチＣ１および第１ブレー
キＢ１を開放した状態、言い換えればサンギヤ１８ｓ、
キャリア１８ｃ、およびリングギヤ１８ｒが相対回転可
能な状態で、エンジン１４およびモータジェネレータ１
６を共に作動させてサンギヤ１８ｓおよびキャリア１８
ｃにトルクを加え、リングギヤ１８ｒを回転させて車両
を前進走行させる。「直結モード」では、クラッチＣ
１、Ｃ２を係合するとともに第１ブレーキＢ１を開放し
た状態で、エンジン１４を作動させて車両を前進走行さ
せる。また、「モータ走行モード（前進）」では、第１
クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２およ
び第１ブレーキＢ１を開放した状態で、モータジェネレ
ータ１６を作動させて車両を前進走行させる。「モータ
走行モード（前進）」ではまた、フットブレーキの踏込
み操作時（ブレーキＯＮ時）などにモータジェネレータ
１６を回生制御することにより、車両の運動エネルギー
で発電してバッテリ４２（図１参照）を充電するととも
に車両に制動力を作用させることができる。
【００２５】図５は、上記前進モードにおける遊星歯車
装置１８の作動状態を示す共線図で、「Ｓ」はサンギヤ
１８ｓ、「Ｒ」はリングギヤ１８ｒ、「Ｃ」はキャリア
１８ｃを表しているとともに、それ等の間隔はギヤ比ρ
（＝サンギヤ１８ｓの歯数／リングギヤ１８ｒの歯数）
によって定まる。具体的には、「Ｓ」と「Ｃ」の間隔を
１とすると、「Ｒ」と「Ｃ」の間隔がρになり、本実施
例ではρが０．６程度である。また、(a) のＥＴＣモー
ドにおけるトルク比は、エンジントルクＴｅ：ＣＶＴ入
力軸トルクＴin：モータトルクＴｍ＝ρ：１：１−ρで
あり、モータトルクＴｍはエンジントルクＴｅより小さ
くて済むとともに、定常状態ではそれ等のモータトルク
ＴｍおよびエンジントルクＴｅを加算したトルクがＣＶ
Ｔ入力軸トルクＴinになる。ＣＶＴは無段変速機の意味
であり、本実施例では変速機１２としてベルト式無段変
速機が設けられている。
【００２６】図４に戻って、「Ｎ」ポジションまたは
「Ｐ」ポジションでは、「ニュートラル」または「充電
・Ｅｎｇ始動モード」の何れかが成立させられ、「ニュ
ートラル」ではクラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキ
Ｂ１の何れも開放する。「充電・Ｅｎｇ始動モード」で
は、クラッチＣ１、Ｃ２を開放するとともに第１ブレー
キＢ１を係合し、モータジェネレータ１６を逆回転させ
てエンジン１４を始動したり、エンジン１４により遊星
歯車装置１８を介してモータジェネレータ１６を回転駆
動するとともに発電制御することにより、電気エネルギ
ーを発生させてバッテリ４２（図１参照）を充電したり
する。
【００２７】「Ｒ」ポジションでは、「モータ走行モー
ド（後進）」または「フリクション走行モード」が成立
させられ、「モータ走行モード（後進）」では、第１ク
ラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および
第１ブレーキＢ１を開放した状態で、モータジェネレー
タ１６を逆方向へ回転駆動してキャリア１８ｃ、更には
入力軸２２を逆回転させることにより車両を後進走行さ
せる。「フリクション走行モード」は、上記「モータ走
行モード（後進）」での後進走行時にアシスト要求が出
た場合に実行されるもので、エンジン１４を始動してサ
ンギヤ１８ｓを正方向へ回転させるとともに、そのサン
ギヤ１８ｓの回転に伴ってリングギヤ１８ｒが正方向へ
回転させられている状態で、第１ブレーキＢ１をスリッ
プ係合させてそのリングギヤ１８ｒの回転を制限するこ
とにより、キャリア１８ｃに逆方向の回転力を作用させ
て後進走行をアシストするものである。
【００２８】前記変速機１２はベルト式無段変速機で、
その出力軸４４からカウンタ歯車４６を経て差動装置４
８のリングギヤ５０に動力が伝達され、その差動装置４
８により左右の駆動輪（本実施例では前輪）５２に動力
が分配される。
【００２９】本実施例のハイブリッド駆動制御装置１０
は、図１に示すＨＶＥＣＵ６０によって制御されるよう
になっている。ＨＶＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、Ｒ
ＯＭ等を備えていて、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつ
つＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理
を実行することにより、電子スロットルＥＣＵ６２、エ
ンジンＥＣＵ６４、Ｍ／ＧＥＣＵ６６、Ｔ／ＭＥＣＵ６
８、前記油圧制御回路２４のＯＮ−ＯＦＦ弁３８、リニ
アソレノイド弁４０、エンジン１４のスタータ７０など
を制御する。電子スロットルＥＣＵ６２はエンジン１４
の電子スロットル弁７２を開閉制御するもので、エンジ
ンＥＣＵ６４はエンジン１４の燃料噴射量や可変バルブ
タイミング機構、点火時期などによりエンジン出力を制
御するもので、Ｍ／ＧＥＣＵ６６はインバータ７４を介
してモータジェネレータ１６の力行トルクや回生制動ト
ルク等を制御するもので、Ｔ／ＭＥＣＵ６８は変速機１
２の変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎin／出力軸回転速度
Ｎout ）やベルト張力などを制御するものである。前記
油圧制御回路２４は、変速機１２の変速比γやベルト張
力を制御するための回路を備えている。スタータ７０は
モータジェネレータで、ベルト或いはチェーンなどの動
力伝達装置を介してエンジン１４のクランクシャフトに
連結されている。
【００３０】上記ＨＶＥＣＵ６０には、アクセル操作量
センサ７６からアクセル操作部材としてのアクセルペダ
ル７８の操作量θacを表す信号が供給されるとともに、
シフトポジションセンサ８０からシフトレバー３０のシ
フトポジションを表す信号が供給される。また、エンジ
ン回転速度センサ８２、モータ回転速度センサ８４、入
力軸回転速度センサ８６、出力軸回転速度センサ８８、
ＡＢＳ等のブレーキ制御装置９０から、それぞれエンジ
ン回転速度（回転数）Ｎｅ、モータ回転速度（回転数）
Ｎｍ、入力軸回転速度（入力軸２２の回転速度）Ｎin、
出力軸回転速度（出力軸４４の回転速度）Ｎout 、要求
制動トルクＴB を表す信号がそれぞれ供給される。出力
軸回転速度Ｎout は車速Ｖに対応する。この他、バッテ
リ４２の蓄電量ＳＯＣなど、運転状態を表す種々の信号
が供給されるようになっている。蓄電量ＳＯＣは単にバ
ッテリ電圧であっても良いが、充放電量を逐次積算して
求めるようにしても良い。アクセル操作量θacは運転者
の出力要求量に相当する。
【００３１】図６は、前進走行時にモータジェネレータ
１６を回生制御して発電するとともに車両に所定の制動
力を作用させる回生制御を説明するフローチャートで、
ＨＶＥＣＵ６０やＭ／ＧＥＣＵ６６、Ｔ／ＭＥＣＵ６８
の信号処理により所定のサイクルタイムで繰り返し実行
される。図６のステップＳ６およびＳ９はＭ／ＧＥＣＵ
６６によって実行されるもので、回生制御手段として機
能しており、ステップＳ５、Ｓ７、およびＳ８はＴ／Ｍ
ＥＣＵ６８によって実行されるもので、回生時変速制御
手段として機能している。
【００３２】図６のステップＳ１では、ブレーキ制御装
置９０から減速要求があるか否か、すなわち要求制動ト
ルクＴB を表す信号が供給されているか否かを判断し、
要求制動トルクＴB を表す信号が供給されている場合は
ステップＳ２以下を実行する。要求制動トルクＴB は、
例えば「Ｂ」または「Ｄ」ポジションでの前進走行中に
フットブレーキが踏込み操作された場合に、車輪に設け
られた制動装置と合わせて所望の制動力が得られるよう
に、その踏込み操作力（運転者のブレーキ要求量）など
に応じて求められる。
【００３３】ステップＳ２では所定の回生許可条件を満
足するか否かを判断し、満足する場合にはステップＳ３
以下を実行する。回生許可条件は、例えばバッテリ４２
の蓄電量ＳＯＣが所定値以下で充電可能であること、モ
ータジェネレータ１６の温度やインバータ７４の温度が
所定値以下で回生制御が可能なこと、車速Ｖが所定値
（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上で回生制御により運転フィ
ーリングが損なわれる恐れがないとともにクリープ制御
などの複雑な制御が不要であること、などである。
【００３４】ステップＳ３では、エンジン１４が直結状
態か否か、すなわち第１クラッチＣ１および第２クラッ
チＣ２が共に係合している「直結モード」か否かを判断
し、直結の場合はステップＳ４以下を実行するが、直結
でない場合、すなわち第２クラッチＣ２が開放している
「モータ走行モード（前進）」の場合はステップＳ８以
下を実行する。回生制御時には、車両の運動エネルギー
を効率良く電気エネルギーに変換するため、第２クラッ
チＣ２を開放してエンジン１４を切り離すことが望まし
いが、例えば車速Ｖが所定値（例えば５５ｋｍ／ｈ）以
上の高速走行時や、バッテリ４２の蓄電量ＳＯＣが所定
値以下の場合など、再加速時にエンジン１４を動力源と
して走行する必要がある場合は、エンジン１４による駆
動力が速やかに得られるようにすることが望ましく、そ
のような一定の条件下で第２クラッチＣ２を係合してエ
ンジン１４を連れ廻りさせるようになっている。なお、
このような回生制御時、すなわちフットブレーキのＯＮ
時には、エンジン１４はフューエルカットされており、
切離し状態では回転停止する。
【００３５】ステップＳ４では、モータジェネレータ１
６やインバータ７４、或いはその電気系統が故障で回生
制御が不可か否かを、例えばモータジェネレータ１６に
対する制御指令とモータ回転速度Ｎｍとの関係やダイア
グノーシスなどで判断し、故障でなければステップＳ５
で、エンジン１４のフリクションロスやポンプ作用によ
る回転抵抗が最小になるように変速機１２の変速比γを
制御する。エンジン１４の回転抵抗は、その回転速度Ｎ
ｅが低い程小さくなるため、変速機１２の変速制御で可
能なエンジン回転速度Ｎｅ（入力軸回転速度Ｎinと同
じ）の範囲内で最低になるように変速比γを最小にすれ
ば良いが、エンジン回転速度Ｎｅが低くなり過ぎると直
ちに再始動できなくなるため、本実施例では燃料噴射や
点火などで直ちに始動できる所定の下限値Ｎｅmin （例
えば１２００ｒｐｍなど）を設け、その下限値Ｎｅmin
以上で且つ変速機１２の変速制御で可能な最低回転速度
になるように変速制御を行うようになっている。
【００３６】また、次のステップＳ６では、前記要求制
動トルクＴB および車速Ｖに応じて求められる要求制動
仕事率（制動パワー）ＰB からエンジン１４の回転抵抗
分を差し引いた制動仕事率を発生するように、モータジ
ェネレータ１６の回生制動トルクＴEBを制御する。図７
の(b) は、ステップＳ５の変速制御で入力軸回転速度Ｎ
in（＝Ｎｅ＝Ｎｍ）が下限値Ｎｅmin とされた場合で、
例えば要求制動仕事率ＰB が得られるモータジェネレー
タ１６の回転速度Ｎｍ−制動トルクＴEB線Ａとその時の
モータ回転速度Ｎｍ（＝Ｎｅmin ）との交点の回生制動
トルクＴEB1 を求め、そこからエンジン１４の回転抵抗
トルクを差し引くことにより、モータジェネレータ１６
の回生制動トルクＴEB2 を求めることができる。要求制
動仕事率ＰB は、要求制動トルクＴB と車速Ｖとを掛算
すれば良く、交点の回生制動トルクＴEB1 は、要求制動
仕事率ＰB をその時のモータ回転速度Ｎｍ（＝Ｎｅ
min ）で割算すれば良く、エンジン１４の回転抵抗トル
クは回転速度Ｎｅをパラメータとして予め定められたマ
ップや演算式から求められる。これにより、車両にはモ
ータジェネレータ１６の回生制御およびエンジン１４の
回転抵抗に基づいて要求制動トルクＴB が発生させら
れ、車輪の制動装置と合わせて所望の制動力が得られ
る。
【００３７】モータジェネレータ１６等の故障で回生制
御不可の場合には、前記ステップＳ４に続いてステップ
Ｓ７を実行し、エンジン１４のフリクションロスやポン
プ作用による回転抵抗を大きくすることにより、その回
転抵抗に基づいて前記要求制動トルクＴB が得られるよ
うに変速機１２の変速比γを制御する。具体的には、例
えば要求制動トルクＴB および車速Ｖに応じて求められ
る要求制動仕事率ＰBが得られるエンジン回転速度Ｎｅ
を予め定められたマップや演算式などから算出し、その
エンジン回転速度Ｎｅになるように変速比γを制御す
る。これにより、車両にはエンジン１４の回転抵抗に基
づいて要求制動トルクＴB が発生させられ、車輪の制動
装置と合わせて所望の制動力が得られる。但し、エンジ
ン１４のオーバ回転を防止するために上限値Ｎｅmax の
ガードが設定されるとともに、変速比γを最大値γmax
にしても目的とするエンジン回転速度Ｎｅに達しない場
合は、その最大値γmax とする。
【００３８】一方、第２クラッチＣ２が開放されてエン
ジン１４が切り離されている場合に実行する前記ステッ
プＳ８では、モータジェネレータ１６の発電効率が最大
になるように変速機１２の変速比γを制御する。すなわ
ち、図７の(a) に示すように、要求制動トルクＴB およ
び車速Ｖに応じて求められる要求制動仕事率ＰB が得ら
れるモータジェネレータ１６の回転速度Ｎｍ−制動トル
クＴEB線Ａ上で、且つ変速機１２の変速制御で可能な回
転速度範囲内において、予め定められた効率マップ（図
７(a) における細線）から発電効率が最大になる動作点
Ｂを求め、その動作点Ｂにおける回転速度Ｎｍを目標回
転速度Ｎｍ* に設定して、入力軸回転速度Ｎin（＝Ｎ
ｍ）が目標回転速度Ｎｍ* になるように変速機１２の変
速比γを制御する。
【００３９】また、次のステップＳ９では、上記動作点
Ｂにおける回生制動トルクＴEBでモータジェネレータ１
６を回生制御する。これにより、最大エネルギー効率で
発電してバッテリ４２を充電できるとともに、車両には
モータジェネレータ１６の回生制御に基づいて要求制動
トルクＴB が発生させられ、車輪の制動装置と合わせて
所望の制動力が得られる。
【００４０】このように、本実施例のハイブリッド駆動
制御装置１０においては、モータジェネレータ１６を回
生制御してバッテリ４２を充電するとともに車両に所定
の制動力を作用させる際に、エンジン１４が連れ廻りさ
せられる接続状態（直結モード）とエンジン１４が切り
離される遮断状態（モータ走行モード）とで、ステップ
Ｓ５、Ｓ８において別々の基準に従って変速機１２の変
速制御が行われるため、それぞれの状態において優れた
エネルギー効率でモータジェネレータ１６を回生制御す
ることができる。
【００４１】すなわち、本実施例では、エンジン１４が
切り離される遮断状態では、ステップＳ８でモータジェ
ネレータ１６の発電効率が所定の条件下で最大になるよ
うに変速制御が行われ、従来と同様に高いエネギー効率
で発電してバッテリ４２を充電することができる。ま
た、エンジン１４が連れ回りさせられる接続状態では、
ステップＳ５でエンジン１４の回転抵抗が所定の条件下
で最低になるように変速制御が行われ、エンジン１４の
回転抵抗によるエネルギーロスが最小になって、それだ
けモータジェネレータ１６の回生制御で回収できる電気
エネルギーが増大する。
【００４２】ここで、エンジン１４の回転抵抗に基づい
て変速制御を行うと、モータジェネレータ１６の発電効
率が低下するが、エンジン１４の回転抵抗の変動に比較
してモータジェネレータ１６の発電効率の変動は小さ
く、エンジン１４の回転抵抗が小さくなるように変速制
御が行われることにより、トータルとしてモータジェネ
レータ１６の発電量を増大させることができる。すなわ
ち、接続状態において例えば図７の(a) における目標回
転速度Ｎｍ* になるように変速制御を行うと、エンジン
１４の回転抵抗が大きいため、モータジェネレータ１６
が負担する回生制動トルクＴEBが少なくなり、それに伴
って発電量も低下するのである。但し、エンジン１４の
回転抵抗を小さくすることを基本として、モータジェネ
レータ１６の発電効率の変動を加味することにより、ト
ータルとして更に高いエネルギー効率で発電できるよう
に変速制御することも可能である。また、モータジェネ
レータ１６の発電効率だけでなく、バッテリ４２の充電
効率なども考慮して変速制御、すなわちモータジェネレ
ータ１６の回転速度制御を行うこともできる。
【００４３】また、本実施例では、エンジン１４が連れ
廻りさせられる接続状態（直結モード）であっても、モ
ータジェネレータ１６等の故障で回生制御が不可の場合
には、ステップＳ７でエンジン１４の回転抵抗に基づい
て基本的に要求制動トルクＴ B が得られるように変速機
１２の変速比γを制御するため、モータジェネレータ１
６による回生制動トルクが得られない場合でも、エンジ
ン１４の回転抵抗に基づいて所定の制動力が発生させら
れ、モータジェネレータ１６による回生制動トルクの有
無によって生じる違和感が軽減され、或いは解消する。
【００４４】また、本実施例では変速機１２としてベル
ト式の無段変速機が用いられているため、車速Ｖの変化
に応じて変速比γを連続的に変化させることにより、常
に高いエネルギー効率でモータジェネレータ１６を回生
制御することができる。
【００４５】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加
えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたハイブリッド駆動制御装置
を説明する概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド駆動制御装置の動力伝達系
を示す骨子図である。
【図３】図１の油圧制御回路の一部を示す回路図であ
る。
【図４】図１のハイブリッド駆動制御装置において成立
させられる幾つかの走行モードと、クラッチおよびブレ
ーキの作動状態との関係を説明する図である。
【図５】図４のＥＴＣモード、直結モード、およびモー
タ走行モード（前進）における遊星歯車装置の各回転要
素の回転速度の関係を示す共線図である。
【図６】前進走行時にモータジェネレータが回生制御さ
れる際の作動を説明するフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートに従って実行される変速
制御および回生制御を説明する図で、(a) はエンジンが
切り離された遮断状態の場合で、(b) はエンジンが接続
された接続状態の場合である。
【符号の説明】
１０：ハイブリッド駆動制御装置 １２：変速機
１４：エンジン（内燃機関） １６：モータジェネレ
ータ（回転機） １８：遊星歯車装置（断続装置）
Ｃ２：第２クラッチ（断続装置） Ｂ１：第１ブレ
ーキ（断続装置） ステップＳ５、Ｓ７、Ｓ８：回生時変速制御手段 ステップＳ６、Ｓ９：回生制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶ Ｂ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶ Ｆ１６Ｈ 61/04 Ｆ１６Ｈ 61/04 // Ｂ６０Ｋ 6/02 59:54 Ｆ１６Ｈ 59:54 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ Ｆターム(参考） 3D041 AA21 AA26 AB00 AB01 AC01 AC07 AC15 AC20 AD01 AD02 AD10 AD22 AD23 AD31 AD50 AD51 AE02 AE03 AE07 AE09 AE31 AE36 AF01 3J552 MA06 NB04 NB05 NB09 PA59 RB20 SB02 TA06 TB02 UA03 UA05 VD11W 5H115 PG04 PI16 PO17 PU01 PU22 PU25 QE08 QE10 QE13 QI04 QI09 QN03 RB08 RE05 SE04 SE05 SE08 TB01 TI01 TO05 TO21 TO23

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 変速比を変更可能な変速機を介して駆動
    輪に連結されている内燃機関と、 該内燃機関と前記変速機との間の動力伝達を接続、遮断
    する断続装置と、 前記変速機を介して前記駆動輪に連結されているととも
    に少なくとも発電機として機能する回転機と、 車両走行時に前記回転機を回生制御して発電するととも
    に車両に制動力を作用させる回生制御手段と、 を備えている車両の回生制御装置において、 前記回生制御手段による回生制御時に、前記断続装置が
    接続状態か遮断状態かによって前記変速機の変速比を別
    々の基準で制御する回生時変速制御手段を有することを
    特徴とする車両の回生制御装置。
  2. 【請求項２】 前記回生時変速制御手段は、前記断続装
    置が遮断状態の場合には前記回転機の発電効率が大きく
    なるように前記変速比を制御することを特徴とする請求
    項１に記載の車両の回生制御装置。
  3. 【請求項３】 前記回生時変速制御手段は、前記断続装
    置が接続状態の場合には前記内燃機関の回転抵抗が小さ
    くなるように前記変速比を制御することを特徴とする請
    求項１または２に記載の車両の回生制御装置。
  4. 【請求項４】 前記回生時変速制御手段は、前記断続装
    置が接続状態であっても前記回転機の故障時には前記内
    燃機関の回転抵抗が大きくなるように前記変速比を制御
    することを特徴とする請求項３に記載の車両の回生制御
    装置。
  5. 【請求項５】 前記変速機は無段変速機であることを特
    徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両の回生
    制御装置。
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