JP2005039908A

JP2005039908A - ハイブリッド車両の回生制動制御装置

Info

Publication number: JP2005039908A
Application number: JP2003198586A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ota; 貴志太田; Yuji Suzuki; 裕二鈴木; Kazuchika Tajima; 一親田島
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】定速走行制御機能や車間距離制御機能を有するハイブリッド車両において、定速走行制御中或いは車間距離制御中に乗員に不快感を与えたり電動モータに負担を掛けることなく回生制動を利用可能なハイブリッド車両の回生制動制御装置を提供する。
【解決手段】定速走行制御中や車間距離制御中の減速に駆動用モータ（１０）による回生制動を利用するに際し、回生制動力に定速走行制御用上限値と該定速走行制御用上限値よりも大きな車間距離制御用上限値とを設けるようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の回生制動制御装置に係り、詳しくは、定速走行制御機能や車間距離制御機能を有するハイブリッド車両の回生制動技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の駆動力源として電動モータとともに内燃機関を搭載し、電動モータの出力と内燃機関の出力とを組み合わせて走行可能なハイブリッド車両（シリーズ式或いはパラレル式）が開発され公知となっている。
このようなハイブリッド車両では、車両の制動時において、駆動輪からの動力で電動モータを作動させて制動力を発生させ、一方電動モータにより発電された電力を回生エネルギとして利用する所謂回生制動を実施可能である。
【０００３】
また、最近では、車速を一定に保持して走行する定速走行制御機能や先行車との車間距離を一定に保持して走行する車間距離制御機能、即ちクルーズコントロール機能を有する車両において自動制動を行う技術（自動ブレーキシステム）が開発されており（特許文献１参照）、当該クルーズコントロール機能を有するハイブリッド車両において上記回生制動を利用することも考えられている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３２３６２８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１９１８１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クルーズコントロール機能を有するハイブリッド車両において電動モータの回生制動により自動制動を実施する場合、エネルギ効率の高い走行を実現できる一方、定速走行制御中においては、回生制動による減速度が大き過ぎると車両の乗員に急制動のような不快な減速感を与えるという問題がある。また車間距離制御中においては、先行車の制動状況に合わせて自車の回生制動を行うために比較的大きな減速度を必要とすることが多く、電動モータに掛かる負担が大きく電動モータの焼損に繋がる可能性が高いという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、定速走行制御機能や車間距離制御機能を有するハイブリッド車両において、定速走行制御中或いは車間距離制御中に乗員に不快感を与えたり電動モータに負担を掛けることなく回生制動を利用可能なハイブリッド車両の回生制動制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１のハイブリッド車両の回生制動制御装置では、駆動用モータと、車速を一定に保つよう車両を制御する定速走行制御手段と、先行車との車間距離を一定に保つよう車両を制御する車間距離制御手段とを有するハイブリッド車両において、前記定速走行制御手段における定速走行制御中或いは前記車間距離制御手段における車間距離制御中、車両の減速が必要なとき、前記定速走行制御中の実車速または前記車間距離制御中における車間距離に応じて車両の減速度を求め、該減速度を得るよう前記駆動用モータにより回生制動を行い制動力を発生する回生制動制御手段を備え、前記駆動用モータによる回生制動力に前記定速走行制御用上限値と該定速走行制御用上限値よりも大きな前記車間距離制御用上限値とを設けたことを特徴としている。
【０００８】
即ち、定速走行制御中においては、実車速に応じた減速度に基づく制動力が大きくても回生制動力は定速走行制御用上限値にクリップされ、車間距離制御中においては、車間距離に応じた減速度に基づく制動力が大きくても回生制動力は車間距離制御用上限値にクリップされる。
また、請求項２のハイブリッド車両の回生制動制御装置では、前記車間距離制御中における車間距離に応じた車両の減速度に必要な制動力が前記車間距離制御用上限値を超えるとき、車両の運転者に警告を行うことを特徴としている。
【０００９】
即ち、車間距離制御中における車間距離に応じた車両の減速度基づく制動力が車間距離制御用上限値を超えるときには、回生制動力は車間距離制御用上限値にクリップされるが、このとき、車両の運転者に警告がなされ、サービスブレーキ等による制動操作の必要性が喚起される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るハイブリッド車両の回生制動制御装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、本発明に係るハイブリッド車両の回生制動制御装置の構成がブロック図で示されており、以下図１に基づき説明する。
【００１１】
図１に示すハイブリッド車両は、所謂パラレル式と呼ばれるもので、エンジン（内燃機関）１の出力軸２は、連結装置４を介して電動モータ（駆動用モータ）１０の回転軸１２に接続されており、当該回転軸１２は変速機２０を介して車軸２２に接続されている。なお、変速機２０にはデファレンシャルギヤが含まれており、車軸２２の両端には駆動輪として一対の車輪２４，２４が接続されている。
【００１２】
電動モータ１０はモータとしてもジェネレータとしても機能するものであり、バッテリ（図示せず）に接続され、回転軸１２と一体にされたロータコイルの回りをステータコイル（励磁コイル）が取り巻くように構成されている。つまり、電動モータ１０は、例えばステータコイルに通電して磁界を形成するとともにロータコイルにも通電して磁界を発生させることで、回転軸１２を回転させるモータとして機能し、例えばステータコイルに通電して磁界を形成する一方、回転軸１２と一体のロータコイルを回転軸１２を介して伝達される車輪２４，２４からの外力により回転させ磁界を発生させることで、ロータコイルに励磁電流を生起させるジェネレータとして機能する。
【００１３】
電動モータ１０がジェネレータとして機能するときには、ロータコイルの回転エネルギが電気エネルギに変換されることになるため、発電量に相当する分だけロータコイルの回転速度が減速されることになる。即ち、当該電動モータ１０は、ジェネレータとして機能するときには、発電を行うと同時に制動装置として機能する。つまり、車両を制動させたいときに電動モータ１０をジェネレータとして機能させるようにすれば、制動エネルギを良好に電気エネルギに変えてバッテリに蓄えながら車両制動、即ち回生制動を行うことができる。
【００１４】
また、車軸２２には、車輪２４，２４に近接して一対の油圧ディスクブレーキ装置（サービスブレーキ）３０，３０が設けられている。該油圧ディスクブレーキ装置３０，３０は油路３１を介してブレーキブースタ３２に接続されており、ブレーキブースタ３２にはブレーキペダル３４が連結されている。
電子コントロールユニット（ＥＣＵ）４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）等からなり、当該ハイブリッド車両の各種運転制御を司る主制御装置であり、その入力側には、上記ブレーキペダル３４の操作状態を検出するブレーキセンサ３５の他、アクセルペダル３６の操作量、即ちアクセル開度θａｃｃを検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）３７が接続されている。一方、ＥＣＵ４０の出力側には、エンジン１のエンジン制御部１ａや電動モータ１０のモータ制御部１０ａ等の他、警告器４２が接続されている。
【００１５】
また、当該ハイブリッド車両は、車速Ｖを一定に保持して走行する定速走行制御機能（定速走行制御手段）や先行車との車間距離Ｄを一定に保持して走行する車間距離制御機能（車間距離制御手段）、即ちクルーズコントロール機能を有しており、ＥＣＵ４０の入力側には、さらにクルーズコントロールシステムの作動スイッチ５２や車間距離検出器（測距センサ、レーザレーダ等）５４が接続されている。
【００１６】
つまり、作動スイッチ５２をＯＮにすると、クルーズコントロールが開始され、車両は定速走行制御状態或いは車間距離制御状態とされる。
詳しくは、図２を参照するとクルーズコントロール時における状態遷移図が示されており、同図に示すように、通常のマニュアル状態において作動スイッチ５２がＯＮにされると、先ず車速Ｖが設定車速Ｖｓに保持されて定速走行制御が実施され、速度制御状態となる。そして、速度制御状態において車間距離検出器５４により先行車が検出されると、当該車間距離検出器５４により車間距離Ｄが検出され、当該車間距離Ｄが車速Ｖに応じた所定車間距離Ｄｓに保持されるよう車間距離制御が実施され、車間距離制御状態となる。
【００１７】
一方、車間距離制御状態において先行車が消えて未検出になると、再び速度制御状態に戻り、車間距離制御状態または速度制御状態において作動スイッチ５２がＯＦＦにされたりブレーキセンサ３５によりブレーキペダル３４の操作が検出されると、クルーズコントロールが解除され、再びマニュアル状態に戻る。
以下、このように構成されたハイブリッド車両の回生制動制御装置の作動内容について説明する。
【００１８】
上述したように、当該ハイブリッド車両は、作動スイッチ５２がＯＮとされてクルーズコントロールシステムが作動しているときには、車両は定速走行制御状態或いは車間距離制御状態となるが、定速走行制御状態では、さらに作動スイッチ５２を操作することで設定車速Ｖｓを増減変更可能に構成されている。
このとき、例えば作動スイッチ５２を操作して設定車速Ｖｓを減速側に変更した場合には、車速Ｖが新たな設定車速Ｖｓに向けて減速することになるが、ここでは、ＥＣＵ４０において現在の実際の車速Ｖと新たな設定車速Ｖｓとに応じて減速度を設定し、上記電動モータ１０による回生制動を実施する（回生制動制御手段）。これにより、制動エネルギを電気エネルギに変えながら良好に制動を行うことができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【００１９】
ところで、このように新たな設定車速Ｖｓに向けて減速する際、制動力が大きく減速度が大き過ぎると、車両の乗員が不快な減速感を覚え、好ましいことではない。
そこで、ここでは、新たな設定車速Ｖｓに向けて減速するに当たり、回生制動力に定速走行制御用上限値Ｆｖｍａｘを設け、上記減速度に応じた制動力に対し回生制動力が当該定速走行制御用上限値Ｆｖｍａｘを超えないように回生制動を実施する。つまり、回生制動力を定速走行制御用上限値Ｆｖｍａｘでクリップする。
【００２０】
例えば、設定車速Ｖｓの変更度合いが小さく現在の実際の車速Ｖと新たな設定車速Ｖｓとの差が小さいときには、減速度はそれほど大きくないため、当該減速度に応じた回生制動力によって回生制動が行われ、一方、設定車速Ｖｓの変更度合いが大きく現在の実際の車速Ｖと新たな設定車速Ｖｓとの差が大きいときには、減速度は大きくなるため、定速走行制御用上限値Ｆｖｍａｘによって回生制動が行われる。
【００２１】
これにより、定速走行制御中に設定車速Ｖｓが減速側に変更された場合において、車両は、乗員が不快な減速感を覚えることなく電動モータ１０の回生制動によって良好に減速される。
また、車間距離制御状態では、先行車との車間距離Ｄの増減変化に応じて所定車間距離Ｄｓを保持するよう自車の車速Ｖが増減することになるが、このとき、先行車との車間距離Ｄが減少して自車が先行車に接近している場合には、ＥＣＵ４０において現在の実際の車間距離Ｄと所定車間距離Ｄｓとに応じて減速度を設定し、やはり上記電動モータ１０による回生制動を実施する（回生制動制御手段）。これにより、上記同様に制動エネルギを電気エネルギに変えながら良好に制動を行うことができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。
【００２２】
ところで、先行車との車間距離Ｄが大きく減少して自車が先行車に急激に接近しているような場合には、大きな減速度を必要とし、これに応じて大きな回生制動力が要求される。つまり、電動モータ１０に大きな負荷が要求される。そして、減速度が大き過ぎると、電動モータ１０が過負荷状態となり、電動モータ１０が焼損する可能性がある。
【００２３】
そこで、ここでは、所定車間距離Ｄｓを保持するよう減速するに当たり、回生制動力に車間距離制御用上限値Ｆｄｍａｘを設け、上記減速度に応じた制動力に対し回生制動力が当該車間距離制御用上限値Ｆｄｍａｘを超えないように回生制動を実施する。つまり、回生制動力を車間距離制御用上限値Ｆｄｍａｘでクリップする。
即ち、現在の実際の車間距離Ｄと所定車間距離Ｄｓとの差が小さいときには、減速度はそれほど大きくないため、当該減速度に応じた回生制動力によって回生制動が行われ、一方、現在の実際の車間距離Ｄと所定車間距離Ｄｓとの差が大きいときには、減速度は大きくなるため、車間距離制御用上限値Ｆｄｍａｘによって回生制動が行われる。
【００２４】
なお、上記定速走行制御の場合には不快な減速感を防止することを目的としているため、定速走行制御用上限値Ｆｖｍａｘは比較的小さな値とされる一方、車間距離制御においては、先行車の車速変化に応じたレスポンスのよい減速を必要とするため、車間距離制御用上限値Ｆｄｍａｘは、十分な制動を行うべく、電動モータ１０の回生制動能力の範囲内において上記定速走行制御用上限値Ｆｖｍａｘよりも十分に大きな値とされる。
【００２５】
これにより、車間距離制御中に車間距離Ｄが減少した場合において、車両は、電動モータ１０が過負荷状態となることなく、焼損することなく回生制動によって良好に減速される。
ところで、このように回生制動力が車間距離制御用上限値Ｆｄｍａｘに制限されると、制動力が不足することになる。そこで、上記設定した減速度に必要な制動力が車間距離制御用上限値Ｆｄｍａｘを超えるような場合には、警告器４２によって運転者に対し警告を行い、運転者にサービスブレーキ、即ち油圧ディスクブレーキ装置３０，３０の使用を促す。ここでは、例えば、警告灯を点灯するとともに警告音を発生する。
【００２６】
このように警告が発せられ、サービスブレーキの使用が促されると、運転者は不足する制動力を補うべくブレーキペダル３４を操作することになり、回生制動にサービスブレーキを加えて十分な制動が行われ、車間距離制御中において確実に車間距離Ｄを所定車間距離Ｄｓに維持することができる。
以上で本発明に係るハイブリッド車両の回生制動制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
【００２７】
例えば、上記実施形態では、ハイブリッド車両がパラレル式である場合について説明したが、本発明はシリーズ式のハイブリッド車両にも適用可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１のハイブリッド車両の回生制動制御装置によれば、定速走行制御中において回生制動力を比較的小さな定速走行制御用上限値でクリップすることにより、車両の乗員に不快な減速感を与えないようにでき、また、車間距離制御中において回生制動力を定速走行制御用上限値よりも大きく比較的大きな車間距離制御用上限値でクリップすることにより、電動モータに掛かる負担を低減し、過負荷を防止して電動モータの焼損を防止することができる。
【００２９】
また、請求項２のハイブリッド車両の回生制動制御装置によれば、回生制動力が車間距離制御用上限値でクリップされたときには、運転者にサービスブレーキ等による制動操作の必要性が喚起されることになるので、不足する制動力を運転者の制動操作で補うようにでき、車間距離制御中において確実に車間距離を維持することができる。
【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回生制動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】クルーズコントロールの状態遷移図である。
【符号の説明】
１エンジン（内燃機関）
１０電動モータ（駆動用モータ）
２４車輪
３０油圧ディスクブレーキ装置（サービスブレーキ）
３４ブレーキペダル
４０電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
４２警告器
５２作動スイッチ
５４車間距離検出器

Claims

駆動用モータと、車速を一定に保つよう車両を制御する定速走行制御手段と、先行車との車間距離を一定に保つよう車両を制御する車間距離制御手段とを有するハイブリッド車両において、
前記定速走行制御手段における定速走行制御中或いは前記車間距離制御手段における車間距離制御中、車両の減速が必要なとき、前記定速走行制御中の実車速または前記車間距離制御中における車間距離に応じて車両の減速度を求め、該減速度を得るよう前記駆動用モータにより回生制動を行い制動力を発生する回生制動制御手段を備え、
前記駆動用モータによる回生制動力に前記定速走行制御用上限値と該定速走行制御用上限値よりも大きな前記車間距離制御用上限値とを設けたことを特徴とするハイブリッド車両の回生制動制御装置。
前記車間距離制御中における車間距離に応じた車両の減速度に必要な制動力が前記車間距離制御用上限値を超えるとき、車両の運転者に警告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回生制動制御装置。