JP2011223681A - 回生制動トルクの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主駆動輪および従駆動輪の回転速度の条件に依存せず、回生制動時に所望の配分比で主駆動輪および従駆動輪に回生制動トルクを配分することができる回生制動トルクの制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッドＥＣＵ１００は、主駆動輪である後輪５の回転速度Ｎｒが従駆動輪である前輪４の回転速度Ｎｆ以上のとき後輪５のみに回生制動トルクを付与して後輪５の回転速度Ｎｒが前輪４の回転速度Ｎｆ未満となる補正回生制動トルクＴｒ０を取得し、要求回生制動トルクＴ０および補正回生制動トルクＴｒ０に基づいて（１−２ａ）Ｔ０≧Ｔｒ０を満たす最大の従駆動輪配分比ａを求め、電子制御カップリング３０は、前輪４に回生制動トルクａＴ０を制御カップリングトルクＴＣとして付与し、後輪５に回生制動トルク（Ｔ０−ＴＣ）を付与する。
【選択図】図５

Description

本発明は、回生制動トルクの制御装置に関し、特に、四輪駆動のハイブリッド車両等に搭載された電動モータの回生制動による回生制動トルクを車両の前輪および後輪に配分する回生制動トルクの制御装置に関する。

従来、四輪駆動車の駆動方式の１つとして、必要に応じて四輪駆動状態と二輪駆動状態との間を遷移するオンデマンド方式が知られている。オンデマンド方式の四輪駆動車としては、例えば、次のような構成が知られている。すなわち、この方式の四輪駆動車はエンジンに直結された主駆動輪と、電子的な制御により駆動力を伝達する電子制御カップリングを介してエンジンに接続された従駆動輪と、を備えており、路面状況や走行状態などに応じて電子制御カップリングにおける係合力を変化させることにより従駆動輪側への駆動力配分が最適になるよう調整している。

電子制御カップリングは、電磁クラッチ機構を備えており、この電磁クラッチ機構に内蔵された電磁コイルを通電制御することにより、各クラッチ板を互いに摩擦係合させてハウジングと回転軸とを駆動連結し、エンジンが発生する駆動力を従駆動輪に伝達させる。具体的には、各駆動輪に設けられた車輪速センサの出力値に基づいて、主駆動輪の回転速度と従駆動輪の回転速度との差を求め、その差に基づいて電磁コイルの通電制御を行い、四輪駆動状態となるようにしている。従って、この構成を有する車両は、例えば、主駆動輪または従駆動輪がスリップすると、電子的な制御により四輪駆動状態となる。つまり、オンデマンド方式の四輪駆動車では、電子制御カップリングの各クラッチ板の摩擦係合力を制御することによって、四輪駆動傾向モードまたは二輪駆動傾向モードのいずれかを選択するとともに、四輪駆動状態において前輪と後輪との間の駆動力配分比が制御できるようになっている。

ところで、車両の走行駆動源としての電動モータおよびエンジンを備えたハイブリッド車両にも、前述のオンデマンド方式の四輪駆動を採用したものが知られている。この種のハイブリッド車両においては、車両の制動時に電動モータを発電機として機能させることによって、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生制動が行われるようになっている。そこで、電動モータに発生する回生制動トルクを前輪および後輪に配分する回生制動トルクの制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の回生制動トルクの制御装置は、エンジンおよび電動モータと、これらの駆動力を前輪および後輪に伝達するトランスファと、前輪および後輪の回転速度を検出する車輪速センサと、前輪と後輪との回転速度差に基づいて回生制動トルクの配分制御を行う電子制御カップリングと、を備えている。この構成により、従来の回生制動トルクの制御装置は、電動モータによる回生制動トルクを、電子制御カップリングにより前輪および後輪に配分することによって、回生制動効率の向上や車両挙動安定性の向上を図るようになっている。

特開２００４−３５７３７５号公報

しかしながら、このような従来の回生制動トルクの制御装置においては、主駆動輪および従駆動輪の回転速度の条件によっては回生制動時に従駆動輪側への回生制動トルクの伝達ができなくなるという問題があった。以下、図７を参照して具体的に説明する。

図７（ａ）に示すように、電子制御カップリングを備えたオンデマンド方式の四輪駆動車において、電動モータＭに伝達されるトルクは、フロントプロペラシャフトおよび電子制御カップリングを介して伝達される回転速度Ｎｆで回転している前輪のトルクＴｒｆと、リアプロペラシャフトを介して伝達される回転速度Ｎｒで回転している後輪のトルクＴｒｒとである。電動モータＭは、前輪のトルクＴｒｆおよび後輪のトルクＴｒｒにより回生制動トルクＴｒを発生することができる。ここで、図７（ａ）においては、後輪を主駆動輪としている。

前述の構成の場合において、図７（ｂ）に示すように、前輪回転速度Ｎｆ＞後輪回転速度Ｎｒならば、電子制御カップリングは、前輪に制御カップリングトルクＴＣを付与し、後輪にＴｒ−ＴＣを付与することにより、所望の配分比で前後輪に回生制動トルクを配分することができる。

しかしながら、前輪回転速度Ｎｆ≦後輪回転速度Ｎｒの場合は、電子制御カップリングは、制御カップリングトルクＴＣを前輪側に付与できず、所望の配分比で前後輪に回生制動トルクを配分することができないという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、主駆動輪および従駆動輪の回転速度の条件に依存せず、回生制動時に所望の配分比で主駆動輪および従駆動輪に回生制動トルクを配分することができる回生制動トルクの制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係る回生制動トルクの制御装置は、上記目的達成のため、（１）電動モータの回生制動による回生制動トルクを主駆動輪に伝達するとともに、前記回生制動トルクを回転体の摩擦係合により従駆動輪に配分する回生制動トルク配分装置を備えた回生制動トルクの制御装置であって、前記主駆動輪および前記従駆動輪を回生制動するトルクを要求回生制動トルクとして算出する要求回生制動トルク算出手段と、前記主駆動輪の回転速度が前記従駆動輪の回転速度以上であることを条件に前記主駆動輪のみを回生制動する主駆動輪回生制動手段と、前記主駆動輪回生制動手段の回生制動により前記主駆動輪の回転速度が前記従駆動輪の回転速度未満となる補正回生制動トルクを取得する補正回生制動トルク取得手段と、前記要求回生制動トルクおよび前記補正回生制動トルクに基づいて前記主駆動輪および前記従駆動輪にそれぞれ付与する回生制動トルクの配分比を算出する配分比算出手段と、を備えた構成を有する。

この構成により、主駆動輪の回転速度が従駆動輪の回転速度以上のとき、主駆動輪のみを回生制動することにより、主駆動輪の回転速度が従駆動輪の回転速度未満となる補正回生制動トルクを取得することができる。すなわち、回生制動トルク配分装置が所定の回生制動トルクを従駆動輪に付与できない状態から、従駆動輪に付与できる状態となる補正回生制動トルクを取得することができる。その結果、配分比算出手段は、補正回生制動トルクに基づいて、主駆動輪および従駆動輪にそれぞれ付与する回生制動トルクの配分比を算出することができることになる。したがって、主駆動輪および従駆動輪の回転速度の条件に依存せず、回生制動時に所望の配分比で主駆動輪および従駆動輪に回生制動トルクを配分することができる。

また、本発明に係る回生制動トルクの制御装置は、上記（１）に記載の回生制動トルクの制御装置において、（２）前記配分比算出手段は、前記主駆動輪に付与する回生制動トルクから前記従駆動輪に付与する回生制動トルクを減じた値が前記補正回生制動トルク以上であり、かつ、前記従駆動輪に付与される回生制動トルクが最大となる配分比を算出する構成を備える。

この構成により、主駆動輪に付与する回生制動トルクと、従駆動輪に付与する回生制動トルクとを、主駆動輪および従駆動輪の双方に回生制動トルクを付与できる条件下で、より均衡が得られるよう配分できるので、回生制動時に走行安定性を維持することができる。

さらに、本発明に係る回生制動トルクの制御装置は、上記（１）または（２）に記載の回生制動トルクの制御装置において、（３）前記配分比算出手段は、車両の走行状態に応じて前記配分比を変更する構成を備える。

この構成により、旋回制動時等に応じた適切な回生制動トルクを主駆動輪および従駆動輪にそれぞれ付与することができる。

本発明によれば、主駆動輪および従駆動輪の回転速度の条件に依存せず、回生制動時に所望の配分比で主駆動輪および従駆動輪に回生制動トルクを配分することができる回生制動トルクの制御装置を提供することができる。

本発明の実施の形態における回生制動トルクの制御装置を備えたハイブリッド車両の概略ブロック構成図である。 本発明の実施の形態における回生制動トルクの制御装置を備えたハイブリッド車両における回生制動制御に係る主要部の構成図である。 本発明の実施の形態における回生制動トルクの制御装置を備えたハイブリッド車両における回生制動処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における回生制動トルクの制御装置を備えたハイブリッド車両における前後輪回生制動トルクの決定処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における回生制動トルクの制御装置を備えたハイブリッド車両における前後輪回生制動トルクの決定処理を示す説明図である。 本発明の実施の形態における回生制動トルクの制御装置を備えたハイブリッド車両における図５とは異なる前後輪回生制動トルクの決定処理を示す説明図である。 電子制御カップリングを備えた従来の車両における課題の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、本発明の実施の形態における回生制動トルクの制御装置を備えたハイブリッド車両の構成について説明する。ここでは、ＦＲ（Front engine Rear drive）方式のハイブリッド車両をベースとした四輪駆動車両を例に挙げる。

図１に示すように、本実施の形態におけるハイブリッド車両１は、ハイブリッド駆動装置２と、従駆動輪としての前輪４Ｌ、４Ｒと、主駆動輪としての後輪５Ｌ、５Ｒと、を備えている。

また、ハイブリッド車両１は、ハイブリッド駆動装置２に連結されたリアプロペラシャフト２１と、前輪４Ｌ、４Ｒ側にトルクを伝達するフロントプロペラシャフト２２と、リアプロペラシャフト２１とフロントプロペラシャフト２２との間に設けられた電子制御カップリング３０と、リアプロペラシャフト２１によって伝達されるトルクを左右のリヤドライブシャフト２６Ｌ、２６Ｒに配分するリヤディファレンシャル２３と、フロントプロペラシャフト２２によって伝達されるトルクを左右のフロントドライブシャフト２５Ｌ、２５Ｒに配分するフロントディファレンシャル２４と、を備えている。

さらに、ハイブリッド車両１は、前輪４Ｌ、４Ｒを制動することが可能な摩擦ブレーキ２７Ｌ、２７Ｒと、後輪５Ｌ、５Ｒを制動することが可能な摩擦ブレーキ２８Ｌ、２８Ｒと、前輪４Ｌ、４Ｒの車輪速を検出する車輪速センサ４１Ｌ、４１Ｒと、後輪５Ｌ、５Ｒの車輪速を検出する車輪速センサ４２Ｌ、４２Ｒと、を備えている。ここで、車輪速センサ４１Ｌ、４１Ｒ、４２Ｌ、４２Ｒは、各車輪の単位時間当たりの回転数、すなわち回転速度を検出するようになっている。

なお、以下の説明において、前輪４Ｌ、４Ｒを総称して「前輪４」、後輪５Ｌ、５Ｒを総称して「後輪５」、摩擦ブレーキ２７Ｌ、２７Ｒを総称して「摩擦ブレーキ２７」、摩擦ブレーキ２８Ｌ、２８Ｒを総称して「摩擦ブレーキ２８」、車輪速センサ４１Ｌ、４１Ｒ、４２Ｌ、４２Ｒを総称して「車輪速センサ４０」という。

次に、図２を参照して、ハイブリッド車両１における回生制動の制御に係る主要部の詳細な構成について説明する。

図２に示すように、本実施の形態におけるハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵという）１００を備えている。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central processing unit）１００ａを中心とするマイクロプロセッサから構成されており、ＣＰＵ１００ａの他に処理プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read only memory）１００ｂと、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random access memory）１００ｃと、後述する回生制動に関するデータを記憶する不揮発性のメモリ１００ｄと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートと、を備え、ハイブリッド車両１の制御を統括するようになっている。なお、ハイブリッドＥＣＵ１００は、本発明に係る主駆動輪回生制動手段、補正回生制動トルク取得手段および配分比算出手段を構成する。

ハイブリッドＥＣＵ１００には、イグニッションスイッチ（ＩＧ）７１からのイグニッション信号、ドライバーにより手動操作されるシフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ７２からのシフトポジション信号、ドライバーにより踏み込まれるアクセルペダル６２の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ７３からのアクセル開度信号、ブレーキ電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）１０４からの要求回生制動トルク信号、車輪速センサ４０からの車輪速信号等が、それぞれ入出力ポートを介して入力されるようになっている。

エンジン３は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料と空気との混合気を燃焼室内で燃焼させることによって動力を出力する公知の動力装置により構成されている。エンジン３は、燃焼室内で混合気の吸気、燃焼および排気を断続的に繰り返すことによりシリンダブロック内のピストンを往復動させ、ピストンと動力伝達可能に連結されたクランクシャフト３ａを回転させることにより、ハイブリッド駆動装置２にトルクを伝達するようになっている。また、エンジン３は、エンジン３の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）１０１によって燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御等の運転制御が行われるようになっている。

エンジンＥＣＵ１０１は、ハイブリッドＥＣＵ１００と通信する構成を有し、ハイブリッドＥＣＵ１００から入力される制御信号によりエンジン３を運転制御するとともに必要に応じてエンジン３の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１００に出力するようになっている。

ハイブリッド駆動装置２は、エンジン３側からクランクシャフト３ａに整列した一軸上にダンパ装置１８を介して順次配置されるモータジェネレータ６と、動力配分用プラネタリギヤ７と、モータジェネレータ８と、変速機９と、を備えている。

モータジェネレータ６は、ブラシレスＤＣモータで構成されており、回転磁界を形成するステータ１５と、ステータ１５の内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ１１と、ロータ１１の回転位置を検出する回転位置検出センサ１１ａと、を備えている。ステータ１５は、ステータコア１５ａおよびステータコア１５ａに巻回された三相コイル１５ｂを備えている。

ロータ１１のロータシャフト１３は、動力配分用プラネタリギヤ７に接続されており、ステータ１５のステータコア１５ａは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、ケース１０の内周部に固定されている。

前述の構成により、モータジェネレータ６は、永久磁石による磁界と三相コイル１５ｂによって形成される磁界との相互作用によりロータ１１を回転駆動する電動機として動作するようになっている。また、モータジェネレータ６は、永久磁石による磁界とロータ１１の回転との相互作用により三相コイル１５ｂに起電力を生じさせる発電機としても動作するようになっている。

動力配分用プラネタリギヤ７は、入力軸１７に同軸状に配置されたシンプルプラネタリギヤからなり、入力軸１７に連結され、かつ複数のピニオンギヤ（プラネタリピニオン）Ｐ１を支持するキャリヤＣＲ１と、ロータ１１に連結しているサンギヤＳ１と、走行出力部となるリングギヤＲ１と、を備えており、リングギヤＲ１は、入力軸１７と同一軸線上に後方に延在する出力軸１９に連結している。

モータジェネレータ８は、ブラシレスＤＣモータで構成されており、回転磁界を形成するステータ１６と、ステータ１６の内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ１２と、ロータ１２の回転位置を検出する回転位置検出センサ１２ａと、を備えている。ステータ１６は、ステータコア１６ａおよびステータコア１６ａに巻回された三相コイル１６ｂを備えている。

ロータ１２のロータシャフト１４は、変速機９に接続されており、ステータ１６のステータコア１６ａは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、ケース１０の内周部に固定されている。なお、変速機９の出力部は、出力軸１９に連結されており、モータジェネレータ８は、変速機９を介して出力軸１９に連結されている。

前述の構成により、モータジェネレータ８は、永久磁石による磁界とロータ１２の回転との相互作用によって三相コイル１６ｂに起電力を生じさせる発電機として動作するようになっている。また、モータジェネレータ８は、永久磁石による磁界と三相コイル１６ｂによって形成される磁界との相互作用によりロータ１２を回転駆動する電動機としても動作するようになっている。

以上のように、モータジェネレータ６およびモータジェネレータ８は、何れも電動機および発電機として動作するようになっているが、本実施の形態では、モータジェネレータ６は主に発電機として機能し、モータジェネレータ８は、主に電動機として機能して制動時等においてハイブリッド車両１の慣性力を電気エネルギとして回生するとともに回生制動トルクを発生するようになっているものとする。

変速機９は、１個のデュアルプラネタリギヤ（Ｓ２、Ｒ２、ＣＲ２）と、このデュアルプラネタリギヤと共通するロングピニオンＰ２を有する共通キャリヤＣＲ２および第２のサンギヤＳ３を有するプラネタリギヤとからなる、いわゆる、ラビニョタイプのプラネタリギヤユニットからなり、かつ、ロングピニオンＰ２は、歯数の異なる段付き形状から構成されている。

すなわち、デュアルプラネタリギヤは、第１のサンギヤＳ２、リングギヤＲ２およびショートピニオンＰ３およびロングピニオンＰ２を支持する共通キャリヤＣＲ２から構成されており、ショートピニオンＰ３が第１のサンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛合している。また、図示を省略したが、ロングピニオンＰ２は小径ギヤおよび大径ギヤを有しており、ロングピニオンＰ２の小径ギヤがショートピニオンＰ３に噛合し、ロングピニオンＰ２の大径ギヤが第２のサンギヤＳ３に噛合している。

そして、モータジェネレータ８のロータ１２のロータシャフト１４にスプラインにより連結されているスリーブシャフト２０に第１のサンギヤＳ２が一体に形成されており、スリーブシャフト２０にブッシュ等を介して第２のサンギヤＳ３が回転自在に支持されている。また、共通キャリヤＣＲ２は、その後側板によって出力軸１９に一体に固定されている。

以上の構成により、エンジン３の出力は、ダンパ装置１８および入力軸１７を介して動力配分用プラネタリギヤ７に伝達されるようになっており、動力配分用プラネタリギヤ７によってモータジェネレータ６と出力軸１９に配分され、モータジェネレータ６を制御することにより、出力軸１９からの出力回転が無段に調整される。

一方、モータジェネレータ８のロータ１２からの出力は、スリーブシャフト２０を介して変速機９に伝達された後、変速機９によって２段に変速されて出力軸１９に伝達される。また、エンジン３から動力配分用プラネタリギヤ７を介して出力軸１９に配分された動力に対して、モータジェネレータ８から変速機９を介して変速された動力がアシストされ、出力軸１９の動力が電子制御カップリング３０に伝達される。

モータジェネレータ６およびモータジェネレータ８は、インバータ５１およびインバータ５２を介してバッテリ５３との間で電力のやりとりを行うようになっている。

インバータ５１およびインバータ５２とバッテリ５３とを接続する電力ライン５４は、インバータ５１およびインバータ５２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータジェネレータ６およびモータジェネレータ８の何れか一方で発電される電力を他のモータジェネレータで消費することができるようになっている。

したがって、バッテリ５３は、モータジェネレータ６およびモータジェネレータ８の何れか一方から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータジェネレータ６およびモータジェネレータ８により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５３は充放電されない。

また、モータジェネレータ６およびモータジェネレータ８は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）１０２により駆動制御されるようになっている。

モータＥＣＵ１０２には、モータジェネレータ６およびモータジェネレータ８を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータジェネレータ６の回転位置検出センサ１１ａ、モータジェネレータ８の回転位置検出センサ１２ａから入力される信号や図示しない電流センサにより検出されるモータジェネレータ６およびモータジェネレータ８に印加される相電流等が入力されており、モータＥＣＵ１０２からは、インバータ５１およびインバータ５２へのスイッチング制御信号が出力されるようになっている。

モータＥＣＵ１０２は、ハイブリッドＥＣＵ１００と通信するようになっており、ハイブリッドＥＣＵ１００から入力される制御信号に応じてインバータ５１およびインバータ５２を駆動制御することにより、モータジェネレータ６およびモータジェネレータ８を駆動制御する。また、モータＥＣＵ１０２は、必要に応じてモータジェネレータ６およびモータジェネレータ８の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１００に出力するようになっている。

バッテリ５３は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）１０３によって管理されており、バッテリＥＣＵ１０３には、バッテリ５３を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５３の出力端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ５３の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ５３に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度等が入力されており、必要に応じてバッテリ５３の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１００に出力するようになっている。なお、バッテリＥＣＵ１０３にあっては、バッテリ５３を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ：State of charge）も演算している。

ブレーキＥＣＵ１０４は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。

また、ブレーキＥＣＵ１０４には、ブレーキペダル６３に設けられたストロークセンサ７４や、図示しないブレーキレギュレータ圧センサ、ブレーキアキュムレータ圧センサ等が接続されている。そして、ブレーキＥＣＵ１０４は、ハイブリッドＥＣＵ１００と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ１００からの制御信号や、各種センサからの信号に基づいて、モータジェネレータ８の回生による回生制動トルクと、摩擦ブレーキ２７および摩擦ブレーキ２８を用いた液圧による摩擦制動トルクとを併用した駆動を行うことができるようになっている。なお、モータジェネレータ８の代わりにモータジェネレータ６を用いて回生制動トルクを発生させる構成としてもよい。

この構成により、ブレーキＥＣＵ１０４は、ブレーキペダル６３に設けられたストロークセンサ７４からの信号に基づいて運転者により要求された要求制動トルクを算出する。また、ブレーキＥＣＵ１０４は、モータジェネレータ８の回生エネルギ吸収率の値等の、回生制動トルクの演算に必要な情報をハイブリッドＥＣＵ１００から受信する。そして、ブレーキＥＣＵ１０４は、受信した情報に基づき、要求される要求回生制動トルクを算出し、算出した要求回生制動トルクの情報をハイブリッドＥＣＵ１００に送信する。すなわち、ブレーキＥＣＵ１０４は、本発明に係る要求回生制動トルク算出手段を構成する。なお、モータジェネレータ８の回生エネルギ吸収率の値は、液圧制動力の発生開始時におけるバッテリ５３のエネルギ受入能力を超えないよう、モータＥＣＵ１０２により制御されている。

電子制御カップリング３０は、リアプロペラシャフト２１からの動力が伝達されるギヤ３１およびギヤ３２と、トランスファクラッチ３３と、を備え、ハイブリッドＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて制御されるようになっている。

トランスファクラッチ３３は、入力軸３４と、多板クラッチディスク３５と、多板クラッチプレート３６と、ピストン３７と、を備え、内部に油圧サーボ室３８が形成されている。なお、トランスファクラッチ３３は、ギヤ３２とフロントプロペラシャフト２２側とをトルク伝達可能に接続するもので、これ自体は公知の油圧サーボ式の湿式多板クラッチで構成されている。

入力軸３４は、ギヤ３２と接続されており、ギヤ３２からトルクを入力し、多板クラッチディスク３５に伝達するようになっている。多板クラッチプレート３６は、フロントプロペラシャフト２２にトルクを伝達するようになっている。また、多板クラッチディスク３５および多板クラッチプレート３６により、多板クラッチを形成するようになっている。

油圧サーボ室３８内の油圧は、図示しない油圧制御装置によって制御され、油圧サーボ室３８内に油圧が供給されることにより、ピストン３７が所定の圧力で多板クラッチディスク３５および多板クラッチプレート３６を押圧し、この押圧力によって所定のトルク伝達量が確保されるようになっている。

電子制御カップリング３０は、上記の構成により、エンジン３（またはモータジェネレータ８）の駆動力を所定の配分比に基づいて前輪４および後輪５に配分するようになっている。その結果、主駆動輪である後輪５に駆動力が伝達され、後輪５が駆動される。また、従駆動輪である前輪４に駆動力が伝達され、前輪４が駆動される。

一方、電子制御カップリング３０は、上記の構成により、ハイブリッド車両１が回生制動される際には、前輪４から伝達される動力と、後輪５から伝達される動力とを入力するようになっている。この入力した動力によってモータジェネレータ８は回転させられ、発電機として作動させられる。そして、モータジェネレータ８は、ハイブリッド車両１の運動エネルギを電気エネルギに回生することによってハイブリッド車両１を回生制動する回生制動トルクを発生する。電子制御カップリング３０は、ハイブリッドＥＣＵ１００やモータＥＣＵ１０２による制御のもと、回生制動トルクを所定の配分比で前輪４と後輪５とに配分し、ハイブリッド車両１が回生制動される。すなわち、電子制御カップリング３０は、本発明に係る回生制動トルク配分装置を構成している。

電子制御カップリング３０が配分する回生制動トルクの配分比は、ハイブリッドＥＣＵ１００によって決定されるようになっている。

具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１を回生制動する際に、車輪速センサ４０の信号に基づいて前輪４の回転速度Ｎｆと、後輪５の回転速度Ｎｒの情報を取得するようになっている。そして、ハイブリッドＥＣＵ１００は、Ｎｆ＞Ｎｒのときは、例えば、ハイブリッド車両１の諸元によって定まる基本制動力配分線に沿った配分比を決定し、その配分比を示す信号を電子制御カップリング３０に出力するようになっている。

一方、ハイブリッドＥＣＵ１００は、Ｎｆ≦Ｎｒのときは、後輪５のみに付与することによってＮｆ＞Ｎｒとなる回生制動トルク（以下、補正回生制動トルクＴｒ０という。）を取得した後、例えば、基本制動力配分線に沿った配分比を決定し、その配分比を示す信号を電子制御カップリング３０に出力するようになっている。また、ハイブリッドＥＣＵ１００は、取得した補正回生制動トルクＴｒ０を学習値としてメモリ１００ｄに記憶するようになっている。なお、車輪速センサ４０の信号に基づいた回生制動トルクの配分については、動作説明においてさらに具体的に述べる。

次に、本実施の形態における車両制動の制御処理について、図３、図４に示すフローチャートを参照して、説明する。

図３に示すように、まず、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ブレーキＥＣＵ１０４から回生制動を行う要求があるか否かを判断する（ステップＳ１１）。例えば、ブレーキＥＣＵ１０４は、ブレーキペダル６３が操作されており、かつ、バッテリ５３の蓄電状態（ＳＯＣ）が所定値以下である等の条件に基づいて、ハイブリッドＥＣＵ１００に回生制動を要求する。

ステップＳ１１において、回生制動を行う要求がないと判断された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、回生制動を行うことなく、ブレーキＥＣＵ１０４に摩擦ブレーキ２７および摩擦ブレーキ２８に摩擦制動を行わせて（ステップＳ１２）、ハイブリッド車両１を減速させる。ブレーキＥＣＵ１０４は、ブレーキペダル６３の操作量に応じて摩擦ブレーキ２７および摩擦ブレーキ２８を制御して摩擦制動トルクを調整することとなる。

一方、ステップＳ１１において、回生制動を行う要求があると判断された場合、前後輪回生制動トルクの決定処理が行われる（ステップＳ２０）。この前後輪回生制動トルクの決定処理は、図４に示す手順で実行される処理である。以下、図４を参照して説明する。

まず、ハイブリッドＥＣＵ１００は、主駆動輪である後輪５の回転速度Ｎｒから従駆動輪である前輪４の回転速度Ｎｆを減じた値が、予め定められた第１しきい値ｄＮｒｆ０以上か否かを判断する。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１００は、Ｎｒ−Ｎｆ≧ｄＮｒｆ０を満たすか否かを判断する（ステップＳ２１）。ここで、第１しきい値ｄＮｒｆ０は、Ｎｒ≧Ｎｆか否かを判断するためのマージンであり、その値は"０"でもよいが、例えば、数ｒｐｍの値とすることが望ましい。

ステップＳ２１において、Ｎｒ−Ｎｆ≧ｄＮｒｆ０と判断された場合は、ハイブリッドＥＣＵ１００は、メモリ１００ｄに学習値として記憶されている補正回生制動トルクＴｒ０を読み出す（ステップＳ２２）。この補正回生制動トルクＴｒ０は、前述したように、過去においてＮｆ≦Ｎｒのときに求められてメモリ１００ｄに学習値として記憶されたデータであって、Ｎｆ≦Ｎｒのときに後輪５のみに付与することによってＮｆ＞Ｎｒとなる回生制動トルクである。なお、補正回生制動トルクＴｒ０がメモリ１００ｄに記憶されていない場合（未学習の場合）は、補正回生制動トルクＴｒ０＝０とする。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１００は、補正回生制動トルクＴｒ０を主駆動輪である後輪５のみに付与して回生制動を実行するよう、モータＥＣＵ１０２および電子制御カップリング３０を制御する（ステップＳ２３）。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１００は、従駆動輪である前輪４の回転速度Ｎｆから主駆動輪である後輪５の回転速度Ｎｒを減じた値が、予め定められた第２しきい値ｄＮｒｆ１以上か否かを判断する。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１００は、Ｎｆ−Ｎｒ≧ｄＮｒｆ１を満たすか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここで、第２しきい値ｄＮｒｆ１は、Ｎｆ≧Ｎｒか否かを判断するためのマージンであり、その値は"０"でもよいが、例えば、数ｒｐｍの値とすることが望ましい。

ステップＳ２４において、Ｎｆ−Ｎｒ≧ｄＮｒｆ１と判断されなかった場合、すなわち、Ｎｆ−Ｎｒ＜ｄＮｒｆ１の場合は、ハイブリッドＥＣＵ１００は、補正回生制動トルクＴｒ０に予め定められた回生制動トルクｄＴｒ０を加算して補正回生制動トルクＴｒ０を更新する（ステップＳ２５）。そして、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳ２５で更新した回生制動トルクＴｒ０を主駆動輪である後輪５のみに付与して回生制動を実行するよう、モータＥＣＵ１０２および電子制御カップリング３０を制御する（ステップＳ２６）。ステップＳ２５およびステップＳ２６の処理は、ステップＳ２４においてＮｆ−Ｎｒ≧ｄＮｒｆ１が成立するまで繰り返される。ここで、回生制動トルクｄＴｒ０は、主駆動輪である後輪５のみを回生制動トルク（Ｔｒ０＋ｄＴｒ０）で制動したとしても安全走行が確保できる制動トルクの上限値に基づいて予め定められた回生制動トルクである。例えば、回生制動トルクｄＴｒ０は、摩擦係数が比較的低い路面の走行を考慮して予め定められる。

ステップＳ２４においてＮｆ−Ｎｒ≧ｄＮｒｆ１と判断された場合は、ハイブリッドＥＣＵ１００は、現時点の補正回生制動トルクＴｒ０を学習値としてメモリ１００ｄに記憶する（ステップＳ２７）。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１００は、学習した補正回生制動トルクＴｒ０に基づいて従駆動輪配分比ａを決定する（ステップＳ２９）。具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ブレーキＥＣＵ１０４が要求した要求回生制動トルクをＴ０とするとき、基本制動力配分線に沿って、前輪４に回生制動トルクａＴ０、後輪５に回生制動トルク（１−ａ）Ｔ０を付与するための従駆動輪配分比ａを決定する。

ここで、本実施の形態におけるハイブリッド車両１は、ＦＲ方式の車両をベースとしており、電子制御カップリング３０の多板クラッチディスク３５と多板クラッチプレート３６との摩擦係合により従駆動輪である前輪４に回生制動トルクを伝達する構成となっている。すなわち、従駆動輪配分比ａは、０≦ａ≦０．５の範囲内である。

また、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳ２４において用いた式"Ｎｆ−Ｎｒ≧ｄＮｒｆ１"を満たす条件下で従駆動輪配分比ａを決定する必要がある。そのためには、後輪５に付与する回生制動トルク（１−ａ）Ｔ０から前輪４に付与する回生制動トルクａＴ０を減じた値が、学習した補正回生制動トルクＴｒ０以上でなければならない。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１００は、（１−２ａ）Ｔ０≧Ｔｒ０を満たす従駆動輪配分比ａを選択する必要がある。ここで、前輪４および後輪５の双方に回生制動トルクを付与できる条件下で、回生制動時に走行安定性を維持するには、従駆動輪配分比ａは、０≦ａ≦０．５の範囲内で、できるだけ大きい方が望ましい。

以上より、ハイブリッドＥＣＵ１００は、０≦ａ≦０．５の範囲内、かつ、（１−２ａ）Ｔ０≧Ｔｒ０を満たす最大値を従駆動輪配分比ａとして決定する。

なお、ステップＳ２１において、Ｎｒ−Ｎｆ≧ｄＮｒｆ０と判断されなかった場合は、ハイブリッドＥＣＵ１００はＴｒ０＝０として（ステップＳ２８）、従駆動輪配分比ａを決定する。

次に、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳ２８で算出した従駆動輪配分比ａに基づいて、前輪４および後輪５にそれぞれ付与する回生制動トルクを決定する（ステップＳ３０）。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１００は、前輪４に付与する回生制動トルクをａＴ０、後輪５に付与する回生制動トルクを（１−ａ）Ｔ０として決定する。

図３に戻り、ハイブリッドＥＣＵ１００は、前輪４に回生制動トルクａＴ０を制御カップリングトルクＴＣとして付与させ、後輪５に回生制動トルク（Ｔ０−ＴＣ）を付与させる制御を電子制御カップリング３０に対して行う。その結果、ハイブリッド車両１において、従駆動輪である前輪４には回生制動トルクとしてＴＣが付与され、主駆動輪である後輪５には回生制動トルクとしてＴ０−ＴＣが付与されて回生制動が実行される（ステップＳ１３）。

次に、前述したＴｒ０の取得処理から前後輪回生制動トルクの決定処理までについて、図５を参照して説明する。

前述のＮｆ−Ｎｒ≧ｄＮｒｆ１となるＴｒ０を求める処理は、後輪５のみを回生制動する処理であり、図５に示したステップＳ１の処理に相当する。続いて、（１−２ａ）Ｔ０≧Ｔｒ０を満たす最大の従駆動輪配分比ａを求める処理は、図示のステップＳ２の処理に相当する。さらに、基本制動力配分線に沿って、前輪４に付与する回生制動トルクをａＴ０、後輪５に付与する回生制動トルクを（１−ａ）Ｔ０として決定する処理は、図示のステップＳ３に相当する。

なお、前述の説明では、基本制動力配分線に沿って要求回生制動トルクＴ０を配分することとしているが、例えば、旋回しながら回生制動を行う場合等では、必要に応じて基本制動力配分線から離れたポイントで前後輪の回生制動トルクを決定するようにしてもよい。具体的には、例えば、基本制動力配分線で決まる前後輪の配分比よりも後輪側に多くの回生制動トルクを付与する要求があった場合は、図６のステップＳ４で示すように、基本制動力配分線上で求めた配分比を変更できる構成としてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る回生制動トルクの制御装置は、主駆動輪である後輪５の回転速度Ｎｒが従駆動輪である前輪４の回転速度Ｎｆ以上のとき後輪５のみに回生制動トルクを付与して後輪５の回転速度Ｎｒが前輪４の回転速度Ｎｆ未満となる補正回生制動トルクＴｒ０を取得する。その結果、ハイブリッドＥＣＵ１００は、補正回生制動トルクＴｒ０に基づいて、前輪４および後輪５にそれぞれ付与する回生制動トルクの配分比を算出することができることになる。したがって、回生制動トルクの制御装置は、主駆動輪および従駆動輪の回転速度の条件に依存せず、回生制動時に所望の配分比で主駆動輪および従駆動輪に回生制動トルクを配分することができる。

なお、前述の実施形態では、ＦＲ方式のハイブリッド車両をベースとした四輪駆動車を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＦＦ（Front engine Front drive）方式のハイブリッド車両をベースとした四輪駆動車に適用しても同様の効果が得られる。

以上のように、本発明に係る回生制動トルクの制御装置は、主駆動輪および従駆動輪の回転速度の条件に依存せず、回生制動時に所望の配分比で主駆動輪および従駆動輪に回生制動トルクを配分することができるという効果を有し、四輪駆動のハイブリッド車両等に搭載された電動モータの回生制動による回生制動トルクを車両の前輪および後輪に配分する回生制動トルクの制御装置等として有用である。

１ ハイブリッド車両
２ ハイブリッド駆動装置
３ エンジン
４Ｌ、４Ｒ 前輪（従駆動輪）
５Ｌ、５Ｒ 後輪（主駆動輪）
６、８ モータジェネレータ（電動モータ）
７ 動力配分用プラネタリギヤ
９ 変速機
１０ ケース
１１、１２ ロータ
１１ａ、１２ａ 回転位置検出センサ
１３、１４ ロータシャフト
１５、１６ ステータ
１５ａ、１６ａ ステータコア
１５ｂ、１６ｂ 三相コイル
２１ リアプロペラシャフト
２２ フロントプロペラシャフト
２７Ｌ、２７Ｒ、２８Ｌ、２８Ｒ 摩擦ブレーキ
３０ 電子制御カップリング（回生制動トルク配分装置）
４１Ｌ、４１Ｒ、４２Ｌ、４２Ｒ 車輪速センサ
５１、５２ インバータ
５３ バッテリ
５４ 電力ライン
１００ ハイブリッドＥＣＵ（主駆動輪回生制動手段、補正回生制動トルク取得手段、配分比算出手段）
１０１ エンジンＥＣＵ
１０２ モータＥＣＵ
１０３ バッテリＥＣＵ
１０４ ブレーキＥＣＵ（要求回生制動トルク算出手段）

Claims (3)

1. 電動モータの回生制動による回生制動トルクを主駆動輪に伝達するとともに、前記回生制動トルクを回転体の摩擦係合により従駆動輪に配分する回生制動トルク配分装置を備えた回生制動トルクの制御装置であって、
   前記主駆動輪および前記従駆動輪を回生制動するトルクを要求回生制動トルクとして算出する要求回生制動トルク算出手段と、
   前記主駆動輪の回転速度が前記従駆動輪の回転速度以上であることを条件に前記主駆動輪のみを回生制動する主駆動輪回生制動手段と、
   前記主駆動輪回生制動手段の回生制動により前記主駆動輪の回転速度が前記従駆動輪の回転速度未満となる補正回生制動トルクを取得する補正回生制動トルク取得手段と、
   前記要求回生制動トルクおよび前記補正回生制動トルクに基づいて前記主駆動輪および前記従駆動輪にそれぞれ付与する回生制動トルクの配分比を算出する配分比算出手段と、
   を備えたことを特徴とする回生制動トルクの制御装置。
2. 前記配分比算出手段は、前記主駆動輪に付与する回生制動トルクから前記従駆動輪に付与する回生制動トルクを減じた値が前記補正回生制動トルク以上であり、かつ、前記従駆動輪に付与される回生制動トルクが最大となる配分比を算出することを特徴とする請求項１に記載の回生制動トルクの制御装置。
3. 前記配分比算出手段は、車両の走行状態に応じて前記配分比を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回生制動トルクの制御装置。

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