JP3896582B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクションコントロールシステムは、加速時に車輪のスリップ率から車輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジンの出力トルクを低下させ、或いは車輪のブレーキ液圧を上昇させて制動力を強めることで車輪のスリップを抑制するシステムであり、通常の自動車と同様にハイブリッド自動車にも搭載できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハイブリッド自動車には、減速時に駆動用モータを発電機として駆動して電気エネルギを回収してバッテリを充電できるという通常の自動車にはない特徴点を持っており、トラクション制御でエンジンの出力トルクを低下させる場合に通常の自動車では無駄に捨てられるエネルギを回収できることが燃費効率を高める上で望ましい。そして、ハイブリッド自動車に搭載されるトラクション制御においてエネルギを効率的に回収しつつトラクション制御を行うことを着眼点とした先行技術はない。
【０００４】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされ、その目的は、車輪のスリップを防止しつつ、エネルギの回収効率を高めることができるハイブリッド自動車を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のハイブリッド自動車は、以下の構成を備える。即ち、
バッテリの電力により駆動力を発生する駆動用モータと内燃機関により駆動力を発生するエンジンを併用して走行するハイブリッド自動車において、少なくとも前記エンジンが駆動力を出力している加速時に車輪のスリップ率が所定値を超えると、前記エンジン又はブレーキにより車輪の駆動トルクを低下させて車輪のスリップを抑制するスリップ抑制動作を行うスリップ抑制手段と、減速時に前記車輪の駆動力により前記駆動用モータを発電機として駆動して電気エネルギを回収する回生制動を行い前記バッテリを充電するエネルギ回収手段とを備え、加速時に車輪のスリップ率が前記所定値を超えた場合であって、かつ前記エンジンのみが駆動力を出力している場合に、前記スリップ抑制手段による前記スリップ抑制動作に代えて、前記エネルギ回収手段が前記回生制動を行って車輪の駆動トルクを吸収することにより車輪のスリップを抑制する。
【０００８】
また、好ましくは、前記車輪のスリップ率が所定値を超えた初期段階では前記エネルギ回収手段の前記回生制動によるスリップ抑制動作は行わず、前記スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作を行う。
【００１０】
また、好ましくは、前記エネルギ回収手段の前記回生制動によるスリップ抑制動作の作動時間が所定時間以上ならば、前記スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作により前記エンジンの出力の上昇を抑制する。
【００１１】
また、好ましくは、前記バッテリの蓄電量が所定値以上ならば、前記エネルギ回収手段の前記回生制動による前記電気エネルギの回収を規制する。
【００１２】
また、好ましくは、前記エネルギ回収手段によるエネルギ吸収量と前記スリップ抑制手段による駆動トルク吸収量との比率を、少なくとも車速若しくは路面状態で変更する。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、加速時に車輪のスリップ率が所定値を超えた場合であって、かつエンジンのみが駆動力を出力している場合に、スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作に代えて、エネルギ回収手段が回生制動を行って車輪のスリップを抑制することにより、車輪のスリップを防止しつつ、エネルギの回収効率を高めることができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、車輪のスリップ率が所定値を超えた初期段階ではエネルギ回収手段の回生制動によるスリップ抑制動作は行わず、スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作を行うことにより、発進初期では回生制動させると低速低トルクでエンジンに負荷をかけることになり最悪の場合にはエンジンが停止することもあるので回生制動による充電よりもスリップを早急に抑制する。
【００１８】
請求項３の発明によれば、エネルギ回収手段の回生制動によるスリップ抑制動作の作動時間が所定時間以上ならば、スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作によりエンジンの出力の上昇を抑制することにより、スリップを早急に抑制できる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、バッテリの蓄電量が所定値以上ならば、エネルギ回収手段の回生制動による電気エネルギの回収を規制することにより、スリップを早急に抑制できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
［ハイブリッド自動車の機械的構成］
図１は、本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド自動車は、駆動力を発生するためのパワーユニットとして、バッテリ３から供給される電力により駆動される走行用モータ２とガソリン等の液体燃料の爆発力により駆動されるエンジン１とを併用して走行し、後述する車両の走行状態に応じて、走行用モータ２のみによる走行、エンジンのみによる走行、或いは走行用モータ２とエンジン１の双方による走行とが実現される。
【００２３】
エンジン１はトルクコンバータ５を介してクラッチ６の締結により自動変速機７に駆動力を伝達する。自動変速機７は、エンジン１から入力された駆動力を走行状態に応じて（或いは運転者の操作により）所定のトルク及び回転数に変換して、ギヤトレイン９及び差動機構８を介して駆動輪１１、１２に伝達する。また、エンジン１はバッテリ３を充電するために発電機４を駆動する。
【００２４】
走行用モータ２はバッテリ３から供給される電力により駆動され、ギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力を伝達する。
【００２５】
エンジン１は例えば高燃費型のバルブの閉弁タイミングを遅延させるタイプのものが搭載され、走行用モータ２は例えば最大出力２０KWのＩＰＭ同期式モータが使用され、発電機４は例えば最大出力１０KWのものが使用され、バッテリ３は例えば最大出力３０KWのニッケル水素電池が搭載される。
【００２６】
統括制御ＥＣＵ１００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路等からなり、エンジン１の点火時期や燃料噴射量等をコントロールすると共に、走行用モータ２の出力トルクや回転数等をエンジン１のトルク変動や自動変速機７の変速ショックを吸収するようにコントロールする。また、統括制御ＥＣＵ１００は、エンジン１の作動時に発電機４にて発電された電力を、走行用モータ２に供給したり、バッテリ３に充電させるように制御する。更に、統括制御ＥＣＵ１００は、空調制御ＥＣＵ２００から空調装置５０の作動信号及び停止信号を受け取り、後述するようにバッテリ３の電力や走行用モータ２から回収した電力をインバータ１５で所定電圧（例えば、１００Ｖ）に整えた後にコンプレッサ用モータ５１や補機類用モータ６１に供給する。
【００２７】
空調制御ＥＣＵ２００は、乗員により空調スイッチ５２がオンされると空調装置５０の作動信号を統括制御ＥＣＵ１００に出力すると共に、設定温度を維持するように空調装置５０及びコンプレッサ用モータ５１を制御する。また、空調制御ＥＣＵ２００は、乗員により空調スイッチ５２がオフされると空調装置５０の停止信号を統括制御ＥＣＵ１００に出力すると共に、空調装置５０及びコンプレッサ用モータ５１の制御を停止する。
【００２８】
発電機４は、通常の場合はエンジン始動時にバッテリ３から電力が供給されてエンジンをクランキングさせる。
【００２９】
本実施形態のハイブリッド自動車にはＡＢＳが搭載されている。ＡＢＳは、各車輪１１〜１４に配設されたブレーキ装置２１〜２４と、各ブレーキ装置２１〜２４へのブレーキ液圧を制御するスリップ制御ＥＣＵ３００とを備える。スリップ制御ＥＣＵ３００は、運転者のブレーキ操作時に各車輪のスリップ率から車輪がロックしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出すると車輪のブレーキ液圧の解放と加圧を繰り返して車輪のロックを抑制しながら目標スリップ率にフィードバック制御する。
【００３０】
更に、本実施形態のハイブリッド自動車にはトラクションシステムが搭載されている。トラクションシステムは、統括制御ＥＣＵ１００が駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量（率）から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン若しくは走行用モータの出力トルクを低下させ、或いは車輪のブレーキ液圧を上昇させてブレーキ力を強めることで駆動輪の加速時のスリップを抑制する。
［ＡＢＳの機械的構成］
図２は、本実施形態に係るＡＢＳの機械的構成を示すブロック図である。
【００３１】
図２に示すように、本実施形態のハイブリッド自動車は、左右の前輪１１、１２が駆動輪、左右の後輪１３、１４が従動輪とされる。
【００３２】
各車輪１１〜１４には、これら車輪と一体的に回転するディスク２１ａ〜２４ａと、制動圧の供給を受けてディスク２１ａ〜２４ａの回転を制動するキャリパ２１ｂ〜２４ｂとを備えたブレーキ装置２１〜２４が設けられている。
【００３３】
ブレーキ装置２１〜２４を作動せしめるためのブレーキ制御システムは、運転者によるブレーキペダル２６の踏込力を増大させるメインブースタ２７とサブブースタ４７と、これらブースタ２７、４７により増大された踏力圧に応じて制動圧を発生させるマスタシリンダ２８とを有する。マスタシリンダ２８から延設された前輪用制動圧供給ライン２９は左前輪用制動圧供給ライン２９ａと右前輪用制動圧供給ライン２９ｂとに分岐され、各ブレーキ装置２１、２２のキャリパ２１ａ、２２ｂに接続されている。左前輪用制動圧供給ライン２９ａには、電磁式開閉弁３０ａと電磁式リリーフ弁３０ｂとからなる第１バルブユニット３０が設けられ、右前輪用制動圧供給ライン２９ｂには、電磁式開閉弁３１ａと電磁式リリーフ弁３１ｂとからなる第２バルブユニット３１が設けられている。
【００３４】
マスタシリンダ２８から延設された後輪用制動圧供給ライン６２には、電磁式開閉弁３２ａと電磁式リリーフ弁３２ｂとからなる第３バルブユニット３２と、電磁式開閉弁３３ａと電磁式リリーフ弁３３ｂとからなる第４バルブユニット３３とが設けられている。そして、この後輪用制動圧供給ライン６２は、第３及び第４バルブユニット３２、３３の下流側で左後輪用制動圧供給ライン６２ａと右後輪用制動圧供給ライン６２ｂとに分岐し、各ブレーキ装置２３、２４のキャリパ２３ａ、２４ｂに接続されている。
【００３５】
本実施形態では、第１バルブユニット３０の作動により左前輪１１のブレーキ装置２１の制動圧を調節する第１チャンネルと、第２バルブユニット３１の作動により右前輪１２のブレーキ装置２２の制動圧を調節する第２チャンネルと、第３バルブユニット３２の作動により左後輪１３のブレーキ装置２３の制動圧を調節する第３チャンネルと、第４バルブユニット３３の作動により右後輪１４のブレーキ装置２４の制動圧を調節する第４チャンネルとを備え、これら各チャンネルは互いに独立して制御されるようになっている。そして、第１〜第４バルブユニット３０〜３３が制動圧を調節する。
【００３６】
第１〜第４チャンネルを制御するスリップ制御ＥＣＵ３００は、ブレーキペダル２６が踏まれているか否か、ブレーキペダルの踏込量及び踏込速度を検出するブレーキセンサ３５からのブレーキ状態信号と、車速センサ７１からの車速信号と、各車輪１１〜１４の回転速度を検出する車輪速センサ３７〜４０からの車輪速信号とを入力され、ＡＢＳ制御を各チャンネル毎に並行して行うようになっている。
【００３７】
スリップ制御ＥＣＵ３００は、各車輪１１〜１４の車輪速に基づいて、所定のＡＢＳ制御開始閾値に従って第１〜第４バルブユニット３０〜３３により各車輪１１〜１４の制動圧を増減制御し、第１〜第４バルブユニット３０〜３３の開閉弁３０ａ〜３３ａとリリーフ弁３０ｂ〜３３ｂとをデューティ制御によって開閉制御するようになっている。尚、リリーフ弁３０ｂ〜３３ｂから排出されたブレーキ液は、不図示のドレンラインを介してマスタシリンダ２８のリザーバタンク２８ａに戻される。
【００３８】
尚、上記ＡＢＳは車輪のブレーキ液圧を上昇させるトラクション制御時にも適用される。
【００３９】
次に、下記表１を参照して主要な状態下におけるエンジン、発電機、走行用モータ及びバッテリの制御について説明する。尚、表１において「力行」とは駆動トルクを出力している状態を意味する。
【００４０】
【表１】
【００４１】
［停車時］
表１に示すように、停車時では、エンジン１、発電機４、走行用モータ２は停止される。但し、エンジンは冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［緩発進時］
表１に示すように、緩発進時では、エンジン１、発電機４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。
［急発進時］
表１に示すように、急発進時では、発電機４と走行用モータ２が駆動トルクを出力し、エンジン１は始動後高出力で運転される。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２とに放電する。
［エンジン始動時］
表１に示すように、エンジン始動時では、発電機４がエンジン１をクランキングするために駆動トルクを出力してエンジン１が起動される。バッテリ３は発電機４に放電する。
［定常低負荷走行時］
表１に示すように、定常低負荷走行時では、エンジン１、発電機４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は走行用モータ２に放電する。但し、エンジン１は冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［定常中負荷走行時］
表１に示すように、定常中負荷走行時では、走行用モータ２は無出力とされ、エンジン１は高効率領域で運転され、バッテリ３は走行用モータ２には放電せず、発電機４はバッテリ３を充電する。
［定常高負荷走行時］
表１に示すように、定常高負荷走行時では、エンジン１は高出力運転され、発電機４と走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２に放電する。但し、発電機４はバッテリ蓄電量低下時はバッテリ３を充電する。
［急加速時］
表１に示すように、急加速時では、エンジン１は高出力運転され、発電機４と走行用モータ２が走行のために駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２に放電する。
［減速時（回生制動時）］
表１に示すように、減速時では、エンジン１及び発電機４は停止され、走行用モータ２は発電機として電力を回生してバッテリ３を充電する。
【００４２】
次に、図３乃至図８を参照して本実施形態のハイブリッド自動車の走行状態に応じた駆動力の伝達形態について説明する。
［発進＆低速走行時］
図３に示すように、発進及び低速走行時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００は走行用モータ２のみを駆動させ、この走行用モータ２による駆動力をギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に伝達する。また、発進後の低速走行時も走行用モータ２による走行となる。
［加速時］
図４に示すように、加速時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００はエンジン１と走行用モータ２の双方を駆動させ、エンジン１と走行用モータ２による駆動力を併せて駆動輪１１、１２に伝達する。
［定常走行時］
図５に示すように、定常走行時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００は、エンジン１のみを駆動させ、エンジン１からギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力を伝達する。定常走行時とは、エンジン回転数が２０００〜３０００ｒｐｍ程度の最も高燃費となる領域での走行である。
［減速時（回生制動時）］
図６に示すように、減速時には、クラッチ６を解放して、駆動輪１１、１２の駆動力がギアトレイン９を介して走行用モータ２に回生され、走行用モータ２が駆動源となってバッテリ３が充電される。
［定常走行時＆充電時］
図７に示すように、定常走行＆充電時には、クラッチ６を締結して、エンジン１からギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力が伝達されると共に、エンジン１は発電機４を駆動してバッテリ３を充電する。
［充電時］
図８に示すように、充電時には、クラッチ６を解放してエンジン１から自動変速機７に駆動力が伝達されないようにし、エンジン１は発電機４を駆動してバッテリ３を充電する。
［ハイブリッド自動車の電気的構成］
図９は、本実施形態のハイブリッド自動車の電気的構成を示すブロック図である。
【００４３】
図９に示すように、統括制御ＥＣＵ１００には、車速を検出する車速センサ１０１からの信号、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１０２からの信号、エンジン１に供給される電圧センサ１０３からの信号、エンジン１のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ１０４からの信号、ガソリン残量センサ１０５からの信号、バッテリ３の蓄電残量を検出する蓄電残量センサ１０６からの信号、セレクトレバーによるシフトレンジを検出するシフトレンジセンサ１０７からの信号、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出するためのアクセルストロークセンサ１０８からの信号、その他のセンサとして、自動変速機４の作動油温度を検出する油温センサからの信号等を入力してエンジン１に対して点火時期や燃料噴射量の制御等を行うと共に、走行用モータ２への電力供給量の制御等を行う。また、統括制御ＥＣＵ１００は、上記各種センサ信号から車両の運転状態に関するデータ、車速、エンジン回転数、電圧、ガソリン残量、バッテリの蓄電残量、シフトレンジ、電力供給系統等をＬＣＤ等の表示部１６を介して表示させる。
【００４４】
スリップ制御ＥＣＵ３００は統括制御ＥＣＵ１００と双方向で通信可能に接続され、車輪速センサ３７〜４０からの車輪速信号を入力して、各車輪速から推定演算される車体速と現在の車輪速から各車輪のスリップ量（率）を演算し、このスリップ率が所定値を逸脱したときに、目標スリップ率に収束するように各チャンネル毎に並行して制動圧の解放及び加圧を繰り返しながらフィードバック制御を行うと共に、この制御に連動して統括制御ＥＣＵ１００にＡＢＳ制御信号を出力する。統括制御ＥＣＵ１００はスリップ制御ＥＣＵ３００からのＡＢＳ制御信号を入力すると、後述する条件成立時に図６に示す走行用モータ２への回生制動のパルス制御を行う。
【００４５】
また、統括制御ＥＣＵ１００は、駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量（率）から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン若しくは走行用モータの出力トルクを低下させるか、或いは目標スリップ率に収束するように各チャンネル毎に並行して制動圧を上昇させて駆動輪の加速時のスリップを抑制する。
［トラクション制御］
次に、本実施形態のハイブリッド自動車のトラクション制御ついて説明する。
【００４６】
図１０は、本実施形態の統括制御ＥＣＵ及びスリップ制御ＥＣＵによるトラクション制御を示すフローチャートである。
【００４７】
図１０に示すように、ステップＳ２では、スリップ制御ＥＣＵ３００は駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量が所定値以上か否かを判定する。ステップＳ２で所定値以上ならば（ステップＳ２でＹＥＳ）、トラクション制御条件が成立してステップＳ４で統括制御ＥＣＵ１００は走行用モータ２のみ駆動中か否かを判定する。ステップＳ４で走行用モータ２のみ駆動中でないならば（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ６で走行用モータ２とエンジン１の駆動中か否か判定する。ステップＳ６で走行用モータ２とエンジン１の駆動中でないならば（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ８でエンジン１のみ駆動中か否かを判定する。ステップＳ８でエンジン１のみ駆動中でないならば（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ４にリターンし、ステップＳ８でエンジン１のみ駆動中ならば（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ１０で左右輪が接地する路面の摩擦係数が異なるスプリット路か否かを判定する。ステップＳ１０でスプリット路でないならば（ステップＳ１０でＮＯ）、ステップＳ１２で路面の摩擦係数μが所定値μ１以下か否かを判定する。ステップＳ１２で低μでないならば（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１４で急発進初期か否かを判定する。ステップＳ１４で急発進初期でないならば（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ１６でバッテリ３の蓄電量が所定値以上か否かを判定する。ステップＳ１６で蓄電量が少ない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、ステップＳ１８で回生制動を行なってエンジンの出力トルクを吸収してトルクダウンを図る。ステップＳ１８では左右両輪がスリップしている場合に、エンジンの出力トルクを回生制動により吸収させる。ステップＳ２０ではカウンタＴをインクリメントして回生制動時からの時間を計測する。ステップＳ２２では車輪速変化量が目標値以下となったか否かを判定する。ステップＳ２２で車輪速変化量が目標値以下となったならばトラクション制御を終了する。
【００４８】
ステップＳ２２で車輪速変化量が目標値以下とならないならば（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ２４でカウンタＴが所定値Ｔ１以上で、回生制動時から所定期間Ｔ１経過したか否かを判定する。ステップＳ２４で回生制動時から所定期間Ｔ１経過したならば（ステップＳ２４でＹＥＳ）、エンジン出力の上昇を抑制してトルクダウンを図るためにステップＳ３６に進む。また、ステップＳ２４で回生制動時から所定期間Ｔ１未経過ならば（ステップＳ２４でＮＯ）、ステップＳ１８にリターンして回生制動によるトルク吸収を更に行う。
【００４９】
ステップＳ４で走行用モータ２のみ駆動中ならば（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ２６で他に出力トルクを吸収できる出力源がないので走行用モータ２の出力トルクを低下してトルクダウンを図る。ステップＳ２８では車輪速変化量が目標値以下となったか否かを判定する。ステップＳ２８で車輪速変化量が目標値以下となったならば（ステップＳ２８でＹＥＳ）、トラクション制御を終了する。
【００５０】
ステップＳ２８で車輪速変化量が目標値以下とならないならば（ステップＳ２８でＮＯ）、ステップＳ２６にリターンして走行用モータ２の出力トルクを更に低下させる。
【００５１】
また、ステップＳ６で走行用モータ２とエンジン１の駆動中ならば（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ３０でエンジンが図１１に示す８５％〜９５％程度の高効率領域で運転されているか否かを判定する。ステップＳ３０で高効率領域での運転中ならば（ステップＳ３０でＹＥＳ）、エンジンの出力低下を抑制してエンジンは高効率領域での運転を維持させて高燃費効率を保持すると共に、余剰な出力源である走行用モータ２の出力トルクを低下させるため、ステップＳ２６に進んで走行用モータ２の出力トルクを低下させる。一方、ステップＳ３０で高効率領域での運転中でないならば（ステップＳ３０でＮＯ）、エンジン１は急発進等の図１１に示す８０％以下の低効率領域での運転なので、ステップＳ３２で高効率領域までエンジン１の出力トルクを吸収してトルクダウンを図る。ステップＳ３４では車輪速変化量が目標値以下となったか否かを判定する。ステップＳ３４で車輪速変化量が目標値以下となったならばトラクション制御を終了する。
【００５２】
ステップＳ３４で車輪速変化量が目標値以下とならないならば（ステップＳ３４でＮＯ）、ステップＳ３０にリターンしてエンジン１の出力トルクを高効率領域まで低下させる。ステップＳ３０でエンジン１が高効率領域での運転になると、ステップＳ２６で走行用モータの出力トルクを低下させる。
【００５３】
尚、ステップＳ１０でスプリット路ならば（ステップＳ１０でＹＥＳ）、低μ側の車輪はエンジン１が低効率領域の低出力でスリップするので回生制動させても燃費効率が悪く、回生制動させても低μ側の車輪がスリップしやすいく不安定になるのでスリップを早急に抑制するために、ステップＳ３６でエンジン１によるトルクダウン若しくは制動圧の上昇によるトルク吸収によりトルクダウンを行う。また、低μ側の車輪のみトルクダウンを図る
また、ステップＳ１２で低μならば（ステップＳ１２でＹＥＳ）、エンジン１が低効率領域の低出力でスリップするので回生制動させても燃費効率が悪く、更に回生制動させても車輪がスリップしやすいく不安定になるのでスリップを早急に抑制するために、ステップＳ３６でエンジン１によるトルクダウン若しくは制動圧の上昇によるトルク吸収によりトルクダウンを行う。
【００５４】
また、ステップＳ１４で急発進初期ならば（ステップＳ１４でＹＥＳ）、回生制動させると低速低トルクでエンジン１に負荷をかけることになり最悪の場合にはエンジンが停止することもあるので回生制動による充電よりもスリップを早急に抑制するために、ステップＳ３６でエンジン１によるトルクダウン若しくは制動圧の上昇によるトルク吸収によりトルクダウンを行う。また、急発進初期は一時的に出力トルクは高くなるが、この状態で回生制動させてもバッテリ３への充電はほとんどできないので、この場合も回生制動による充電よりもスリップを早急に抑制する。
【００５５】
また、ステップＳ１６でバッテリ３の蓄電量が所定値以上あるならば（ステップＳ１６でＹＥＳ）、充電の必要はないので回生よりもスリップを早急に抑制するために、ステップＳ３６でエンジン１によるトルクダウン若しくは制動圧の上昇によるトルク吸収によりトルクダウンを行う。
【００５６】
ステップＳ３８では車輪速変化量が目標値以下となったか否かを判定する。ステップＳ３８で車輪速変化量が目標値以下となったならばトラクション制御を終了する。
【００５７】
ステップＳ３８で車輪速変化量が目標値以下とならないならば（ステップＳ３８でＮＯ）、ステップＳ１４にリターンして急発進初期でなくなるまでエンジン１又は制動圧によるトルク吸収を行い、急発進初期でなくなったならばステップＳ１６以降の処理を繰り返す。
【００５８】
尚、ステップＳ１８とＳ３６では、回生制動によるトルク吸収量とエンジン若しくはブレーキによるトルク吸収量との比率を、少なくとも急発進時や路面μで変更してもよい。これにより、エンジン若しくはブレーキによるトルク吸収量をマージンとして保持できる。
【００５９】
以上のように、本実施形態では、加速時に車輪がスリップした場合に、エンジンのみの駆動中で回生制動をかけても車両が不安定とならず、且つ蓄電量が少ないという条件が成立したときに回生制動によりバッテリ３を充電するので、エネルギの回収効率や燃費効率を高めながらトラクション制御を実行することができる。
【００６０】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００６１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【図２】ＡＢＳの機械的構成を示す図である。
【図３】本実施形態のハイブリッド自動車の発進＆低速走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図４】本実施形態のハイブリッド自動車の加速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図５】本実施形態のハイブリッド自動車の定常走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図６】本実施形態のハイブリッド自動車の減速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図７】本実施形態のハイブリッド自動車の定常走行＆充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図８】本実施形態のハイブリッド自動車の充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図９】本実施形態のハイブリッド自動車の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態のハイブリッド自動車のトラクション制御を説明するフローチャートである。
【図１１】エンジン負荷と回転数との関係から運転効率を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 走行用モータ
３ バッテリ
４ 発電機
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクションコントロールシステムは、加速時に車輪のスリップ率から車輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジンの出力トルクを低下させ、或いは車輪のブレーキ液圧を上昇させて制動力を強めることで車輪のスリップを抑制するシステムであり、通常の自動車と同様にハイブリッド自動車にも搭載できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハイブリッド自動車には、減速時に駆動用モータを発電機として駆動して電気エネルギを回収してバッテリを充電できるという通常の自動車にはない特徴点を持っており、トラクション制御でエンジンの出力トルクを低下させる場合に通常の自動車では無駄に捨てられるエネルギを回収できることが燃費効率を高める上で望ましい。そして、ハイブリッド自動車に搭載されるトラクション制御においてエネルギを効率的に回収しつつトラクション制御を行うことを着眼点とした先行技術はない。
【０００４】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされ、その目的は、車輪のスリップを防止しつつ、エネルギの回収効率を高めることができるハイブリッド自動車を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のハイブリッド自動車は、以下の構成を備える。即ち、
バッテリの電力により駆動力を発生する駆動用モータと内燃機関により駆動力を発生するエンジンを併用して走行するハイブリッド自動車において、少なくとも前記エンジンが駆動力を出力している加速時に車輪のスリップ率が所定値を超えると、前記エンジン又はブレーキにより車輪の駆動トルクを低下させて車輪のスリップを抑制するスリップ抑制動作を行うスリップ抑制手段と、減速時に前記車輪の駆動力により前記駆動用モータを発電機として駆動して電気エネルギを回収する回生制動を行い前記バッテリを充電するエネルギ回収手段とを備え、加速時に車輪のスリップ率が前記所定値を超えた場合であって、かつ前記エンジンのみが駆動力を出力している場合に、前記スリップ抑制手段による前記スリップ抑制動作に代えて、前記エネルギ回収手段が前記回生制動を行って車輪の駆動トルクを吸収することにより車輪のスリップを抑制する。
【０００８】
また、好ましくは、前記車輪のスリップ率が所定値を超えた初期段階では前記エネルギ回収手段の前記回生制動によるスリップ抑制動作は行わず、前記スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作を行う。
【００１０】
また、好ましくは、前記エネルギ回収手段の前記回生制動によるスリップ抑制動作の作動時間が所定時間以上ならば、前記スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作により前記エンジンの出力の上昇を抑制する。
【００１１】
また、好ましくは、前記バッテリの蓄電量が所定値以上ならば、前記エネルギ回収手段の前記回生制動による前記電気エネルギの回収を規制する。
【００１２】
また、好ましくは、前記エネルギ回収手段によるエネルギ吸収量と前記スリップ抑制手段による駆動トルク吸収量との比率を、少なくとも車速若しくは路面状態で変更する。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、加速時に車輪のスリップ率が所定値を超えた場合であって、かつエンジンのみが駆動力を出力している場合に、スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作に代えて、エネルギ回収手段が回生制動を行って車輪のスリップを抑制することにより、車輪のスリップを防止しつつ、エネルギの回収効率を高めることができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、車輪のスリップ率が所定値を超えた初期段階ではエネルギ回収手段の回生制動によるスリップ抑制動作は行わず、スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作を行うことにより、発進初期では回生制動させると低速低トルクでエンジンに負荷をかけることになり最悪の場合にはエンジンが停止することもあるので回生制動による充電よりもスリップを早急に抑制する。
【００１８】
請求項３の発明によれば、エネルギ回収手段の回生制動によるスリップ抑制動作の作動時間が所定時間以上ならば、スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作によりエンジンの出力の上昇を抑制することにより、スリップを早急に抑制できる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、バッテリの蓄電量が所定値以上ならば、エネルギ回収手段の回生制動による電気エネルギの回収を規制することにより、スリップを早急に抑制できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
［ハイブリッド自動車の機械的構成］
図１は、本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド自動車は、駆動力を発生するためのパワーユニットとして、バッテリ３から供給される電力により駆動される走行用モータ２とガソリン等の液体燃料の爆発力により駆動されるエンジン１とを併用して走行し、後述する車両の走行状態に応じて、走行用モータ２のみによる走行、エンジンのみによる走行、或いは走行用モータ２とエンジン１の双方による走行とが実現される。
【００２３】
エンジン１はトルクコンバータ５を介してクラッチ６の締結により自動変速機７に駆動力を伝達する。自動変速機７は、エンジン１から入力された駆動力を走行状態に応じて（或いは運転者の操作により）所定のトルク及び回転数に変換して、ギヤトレイン９及び差動機構８を介して駆動輪１１、１２に伝達する。また、エンジン１はバッテリ３を充電するために発電機４を駆動する。
【００２４】
走行用モータ２はバッテリ３から供給される電力により駆動され、ギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力を伝達する。
【００２５】
エンジン１は例えば高燃費型のバルブの閉弁タイミングを遅延させるタイプのものが搭載され、走行用モータ２は例えば最大出力２０KWのＩＰＭ同期式モータが使用され、発電機４は例えば最大出力１０KWのものが使用され、バッテリ３は例えば最大出力３０KWのニッケル水素電池が搭載される。
【００２６】
統括制御ＥＣＵ１００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路等からなり、エンジン１の点火時期や燃料噴射量等をコントロールすると共に、走行用モータ２の出力トルクや回転数等をエンジン１のトルク変動や自動変速機７の変速ショックを吸収するようにコントロールする。また、統括制御ＥＣＵ１００は、エンジン１の作動時に発電機４にて発電された電力を、走行用モータ２に供給したり、バッテリ３に充電させるように制御する。更に、統括制御ＥＣＵ１００は、空調制御ＥＣＵ２００から空調装置５０の作動信号及び停止信号を受け取り、後述するようにバッテリ３の電力や走行用モータ２から回収した電力をインバータ１５で所定電圧（例えば、１００Ｖ）に整えた後にコンプレッサ用モータ５１や補機類用モータ６１に供給する。
【００２７】
空調制御ＥＣＵ２００は、乗員により空調スイッチ５２がオンされると空調装置５０の作動信号を統括制御ＥＣＵ１００に出力すると共に、設定温度を維持するように空調装置５０及びコンプレッサ用モータ５１を制御する。また、空調制御ＥＣＵ２００は、乗員により空調スイッチ５２がオフされると空調装置５０の停止信号を統括制御ＥＣＵ１００に出力すると共に、空調装置５０及びコンプレッサ用モータ５１の制御を停止する。
【００２８】
発電機４は、通常の場合はエンジン始動時にバッテリ３から電力が供給されてエンジンをクランキングさせる。
【００２９】
本実施形態のハイブリッド自動車にはＡＢＳが搭載されている。ＡＢＳは、各車輪１１〜１４に配設されたブレーキ装置２１〜２４と、各ブレーキ装置２１〜２４へのブレーキ液圧を制御するスリップ制御ＥＣＵ３００とを備える。スリップ制御ＥＣＵ３００は、運転者のブレーキ操作時に各車輪のスリップ率から車輪がロックしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出すると車輪のブレーキ液圧の解放と加圧を繰り返して車輪のロックを抑制しながら目標スリップ率にフィードバック制御する。
【００３０】
更に、本実施形態のハイブリッド自動車にはトラクションシステムが搭載されている。トラクションシステムは、統括制御ＥＣＵ１００が駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量（率）から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン若しくは走行用モータの出力トルクを低下させ、或いは車輪のブレーキ液圧を上昇させてブレーキ力を強めることで駆動輪の加速時のスリップを抑制する。
［ＡＢＳの機械的構成］
図２は、本実施形態に係るＡＢＳの機械的構成を示すブロック図である。
【００３１】
図２に示すように、本実施形態のハイブリッド自動車は、左右の前輪１１、１２が駆動輪、左右の後輪１３、１４が従動輪とされる。
【００３２】
各車輪１１〜１４には、これら車輪と一体的に回転するディスク２１ａ〜２４ａと、制動圧の供給を受けてディスク２１ａ〜２４ａの回転を制動するキャリパ２１ｂ〜２４ｂとを備えたブレーキ装置２１〜２４が設けられている。
【００３３】
ブレーキ装置２１〜２４を作動せしめるためのブレーキ制御システムは、運転者によるブレーキペダル２６の踏込力を増大させるメインブースタ２７とサブブースタ４７と、これらブースタ２７、４７により増大された踏力圧に応じて制動圧を発生させるマスタシリンダ２８とを有する。マスタシリンダ２８から延設された前輪用制動圧供給ライン２９は左前輪用制動圧供給ライン２９ａと右前輪用制動圧供給ライン２９ｂとに分岐され、各ブレーキ装置２１、２２のキャリパ２１ａ、２２ｂに接続されている。左前輪用制動圧供給ライン２９ａには、電磁式開閉弁３０ａと電磁式リリーフ弁３０ｂとからなる第１バルブユニット３０が設けられ、右前輪用制動圧供給ライン２９ｂには、電磁式開閉弁３１ａと電磁式リリーフ弁３１ｂとからなる第２バルブユニット３１が設けられている。
【００３４】
マスタシリンダ２８から延設された後輪用制動圧供給ライン６２には、電磁式開閉弁３２ａと電磁式リリーフ弁３２ｂとからなる第３バルブユニット３２と、電磁式開閉弁３３ａと電磁式リリーフ弁３３ｂとからなる第４バルブユニット３３とが設けられている。そして、この後輪用制動圧供給ライン６２は、第３及び第４バルブユニット３２、３３の下流側で左後輪用制動圧供給ライン６２ａと右後輪用制動圧供給ライン６２ｂとに分岐し、各ブレーキ装置２３、２４のキャリパ２３ａ、２４ｂに接続されている。
【００３５】
本実施形態では、第１バルブユニット３０の作動により左前輪１１のブレーキ装置２１の制動圧を調節する第１チャンネルと、第２バルブユニット３１の作動により右前輪１２のブレーキ装置２２の制動圧を調節する第２チャンネルと、第３バルブユニット３２の作動により左後輪１３のブレーキ装置２３の制動圧を調節する第３チャンネルと、第４バルブユニット３３の作動により右後輪１４のブレーキ装置２４の制動圧を調節する第４チャンネルとを備え、これら各チャンネルは互いに独立して制御されるようになっている。そして、第１〜第４バルブユニット３０〜３３が制動圧を調節する。
【００３６】
第１〜第４チャンネルを制御するスリップ制御ＥＣＵ３００は、ブレーキペダル２６が踏まれているか否か、ブレーキペダルの踏込量及び踏込速度を検出するブレーキセンサ３５からのブレーキ状態信号と、車速センサ７１からの車速信号と、各車輪１１〜１４の回転速度を検出する車輪速センサ３７〜４０からの車輪速信号とを入力され、ＡＢＳ制御を各チャンネル毎に並行して行うようになっている。
【００３７】
スリップ制御ＥＣＵ３００は、各車輪１１〜１４の車輪速に基づいて、所定のＡＢＳ制御開始閾値に従って第１〜第４バルブユニット３０〜３３により各車輪１１〜１４の制動圧を増減制御し、第１〜第４バルブユニット３０〜３３の開閉弁３０ａ〜３３ａとリリーフ弁３０ｂ〜３３ｂとをデューティ制御によって開閉制御するようになっている。尚、リリーフ弁３０ｂ〜３３ｂから排出されたブレーキ液は、不図示のドレンラインを介してマスタシリンダ２８のリザーバタンク２８ａに戻される。
【００３８】
尚、上記ＡＢＳは車輪のブレーキ液圧を上昇させるトラクション制御時にも適用される。
【００３９】
次に、下記表１を参照して主要な状態下におけるエンジン、発電機、走行用モータ及びバッテリの制御について説明する。尚、表１において「力行」とは駆動トルクを出力している状態を意味する。
【００４０】
【表１】
［停車時］
表１に示すように、停車時では、エンジン１、発電機４、走行用モータ２は停止される。但し、エンジンは冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［緩発進時］
表１に示すように、緩発進時では、エンジン１、発電機４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。
［急発進時］
表１に示すように、急発進時では、発電機４と走行用モータ２が駆動トルクを出力し、エンジン１は始動後高出力で運転される。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２とに放電する。
［エンジン始動時］
表１に示すように、エンジン始動時では、発電機４がエンジン１をクランキングするために駆動トルクを出力してエンジン１が起動される。バッテリ３は発電機４に放電する。
［定常低負荷走行時］
表１に示すように、定常低負荷走行時では、エンジン１、発電機４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は走行用モータ２に放電する。但し、エンジン１は冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［定常中負荷走行時］
表１に示すように、定常中負荷走行時では、走行用モータ２は無出力とされ、エンジン１は高効率領域で運転され、バッテリ３は走行用モータ２には放電せず、発電機４はバッテリ３を充電する。
［定常高負荷走行時］
表１に示すように、定常高負荷走行時では、エンジン１は高出力運転され、発電機４と走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２に放電する。但し、発電機４はバッテリ蓄電量低下時はバッテリ３を充電する。
［急加速時］
表１に示すように、急加速時では、エンジン１は高出力運転され、発電機４と走行用モータ２が走行のために駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機４と走行用モータ２に放電する。
［減速時（回生制動時）］
表１に示すように、減速時では、エンジン１及び発電機４は停止され、走行用モータ２は発電機として電力を回生してバッテリ３を充電する。
【００４２】
次に、図３乃至図８を参照して本実施形態のハイブリッド自動車の走行状態に応じた駆動力の伝達形態について説明する。
［発進＆低速走行時］
図３に示すように、発進及び低速走行時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００は走行用モータ２のみを駆動させ、この走行用モータ２による駆動力をギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に伝達する。また、発進後の低速走行時も走行用モータ２による走行となる。
［加速時］
図４に示すように、加速時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００はエンジン１と走行用モータ２の双方を駆動させ、エンジン１と走行用モータ２による駆動力を併せて駆動輪１１、１２に伝達する。
［定常走行時］
図５に示すように、定常走行時には、エンジン＆モータ制御ＥＣＵ１００は、エンジン１のみを駆動させ、エンジン１からギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力を伝達する。定常走行時とは、エンジン回転数が２０００〜３０００ｒｐｍ程度の最も高燃費となる領域での走行である。
［減速時（回生制動時）］
図６に示すように、減速時には、クラッチ６を解放して、駆動輪１１、１２の駆動力がギアトレイン９を介して走行用モータ２に回生され、走行用モータ２が駆動源となってバッテリ３が充電される。
［定常走行時＆充電時］
図７に示すように、定常走行＆充電時には、クラッチ６を締結して、エンジン１からギアトレイン９を介して駆動輪１１、１２に駆動力が伝達されると共に、エンジン１は発電機４を駆動してバッテリ３を充電する。
［充電時］
図８に示すように、充電時には、クラッチ６を解放してエンジン１から自動変速機７に駆動力が伝達されないようにし、エンジン１は発電機４を駆動してバッテリ３を充電する。
［ハイブリッド自動車の電気的構成］
図９は、本実施形態のハイブリッド自動車の電気的構成を示すブロック図である。
【００４３】
図９に示すように、統括制御ＥＣＵ１００には、車速を検出する車速センサ１０１からの信号、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１０２からの信号、エンジン１に供給される電圧センサ１０３からの信号、エンジン１のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ１０４からの信号、ガソリン残量センサ１０５からの信号、バッテリ３の蓄電残量を検出する蓄電残量センサ１０６からの信号、セレクトレバーによるシフトレンジを検出するシフトレンジセンサ１０７からの信号、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出するためのアクセルストロークセンサ１０８からの信号、その他のセンサとして、自動変速機４の作動油温度を検出する油温センサからの信号等を入力してエンジン１に対して点火時期や燃料噴射量の制御等を行うと共に、走行用モータ２への電力供給量の制御等を行う。また、統括制御ＥＣＵ１００は、上記各種センサ信号から車両の運転状態に関するデータ、車速、エンジン回転数、電圧、ガソリン残量、バッテリの蓄電残量、シフトレンジ、電力供給系統等をＬＣＤ等の表示部１６を介して表示させる。
【００４４】
スリップ制御ＥＣＵ３００は統括制御ＥＣＵ１００と双方向で通信可能に接続され、車輪速センサ３７〜４０からの車輪速信号を入力して、各車輪速から推定演算される車体速と現在の車輪速から各車輪のスリップ量（率）を演算し、このスリップ率が所定値を逸脱したときに、目標スリップ率に収束するように各チャンネル毎に並行して制動圧の解放及び加圧を繰り返しながらフィードバック制御を行うと共に、この制御に連動して統括制御ＥＣＵ１００にＡＢＳ制御信号を出力する。統括制御ＥＣＵ１００はスリップ制御ＥＣＵ３００からのＡＢＳ制御信号を入力すると、後述する条件成立時に図６に示す走行用モータ２への回生制動のパルス制御を行う。
【００４５】
また、統括制御ＥＣＵ１００は、駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量（率）から駆動輪がスリップしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジン若しくは走行用モータの出力トルクを低下させるか、或いは目標スリップ率に収束するように各チャンネル毎に並行して制動圧を上昇させて駆動輪の加速時のスリップを抑制する。
［トラクション制御］
次に、本実施形態のハイブリッド自動車のトラクション制御ついて説明する。
【００４６】
図１０は、本実施形態の統括制御ＥＣＵ及びスリップ制御ＥＣＵによるトラクション制御を示すフローチャートである。
【００４７】
図１０に示すように、ステップＳ２では、スリップ制御ＥＣＵ３００は駆動輪１１、１２と従動輪１３、１４の車輪速変化量が所定値以上か否かを判定する。ステップＳ２で所定値以上ならば（ステップＳ２でＹＥＳ）、トラクション制御条件が成立してステップＳ４で統括制御ＥＣＵ１００は走行用モータ２のみ駆動中か否かを判定する。ステップＳ４で走行用モータ２のみ駆動中でないならば（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ６で走行用モータ２とエンジン１の駆動中か否か判定する。ステップＳ６で走行用モータ２とエンジン１の駆動中でないならば（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ８でエンジン１のみ駆動中か否かを判定する。ステップＳ８でエンジン１のみ駆動中でないならば（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ４にリターンし、ステップＳ８でエンジン１のみ駆動中ならば（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ１０で左右輪が接地する路面の摩擦係数が異なるスプリット路か否かを判定する。ステップＳ１０でスプリット路でないならば（ステップＳ１０でＮＯ）、ステップＳ１２で路面の摩擦係数μが所定値μ１以下か否かを判定する。ステップＳ１２で低μでないならば（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１４で急発進初期か否かを判定する。ステップＳ１４で急発進初期でないならば（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ１６でバッテリ３の蓄電量が所定値以上か否かを判定する。ステップＳ１６で蓄電量が少ない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、ステップＳ１８で回生制動を行なってエンジンの出力トルクを吸収してトルクダウンを図る。ステップＳ１８では左右両輪がスリップしている場合に、エンジンの出力トルクを回生制動により吸収させる。ステップＳ２０ではカウンタＴをインクリメントして回生制動時からの時間を計測する。ステップＳ２２では車輪速変化量が目標値以下となったか否かを判定する。ステップＳ２２で車輪速変化量が目標値以下となったならばトラクション制御を終了する。
【００４８】
ステップＳ２２で車輪速変化量が目標値以下とならないならば（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ２４でカウンタＴが所定値Ｔ１以上で、回生制動時から所定期間Ｔ１経過したか否かを判定する。ステップＳ２４で回生制動時から所定期間Ｔ１経過したならば（ステップＳ２４でＹＥＳ）、エンジン出力の上昇を抑制してトルクダウンを図るためにステップＳ３６に進む。また、ステップＳ２４で回生制動時から所定期間Ｔ１未経過ならば（ステップＳ２４でＮＯ）、ステップＳ１８にリターンして回生制動によるトルク吸収を更に行う。
【００４９】
ステップＳ４で走行用モータ２のみ駆動中ならば（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ２６で他に出力トルクを吸収できる出力源がないので走行用モータ２の出力トルクを低下してトルクダウンを図る。ステップＳ２８では車輪速変化量が目標値以下となったか否かを判定する。ステップＳ２８で車輪速変化量が目標値以下となったならば（ステップＳ２８でＹＥＳ）、トラクション制御を終了する。
【００５０】
ステップＳ２８で車輪速変化量が目標値以下とならないならば（ステップＳ２８でＮＯ）、ステップＳ２６にリターンして走行用モータ２の出力トルクを更に低下させる。
【００５１】
また、ステップＳ６で走行用モータ２とエンジン１の駆動中ならば（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ３０でエンジンが図１１に示す８５％〜９５％程度の高効率領域で運転されているか否かを判定する。ステップＳ３０で高効率領域での運転中ならば（ステップＳ３０でＹＥＳ）、エンジンの出力低下を抑制してエンジンは高効率領域での運転を維持させて高燃費効率を保持すると共に、余剰な出力源である走行用モータ２の出力トルクを低下させるため、ステップＳ２６に進んで走行用モータ２の出力トルクを低下させる。一方、ステップＳ３０で高効率領域での運転中でないならば（ステップＳ３０でＮＯ）、エンジン１は急発進等の図１１に示す８０％以下の低効率領域での運転なので、ステップＳ３２で高効率領域までエンジン１の出力トルクを吸収してトルクダウンを図る。ステップＳ３４では車輪速変化量が目標値以下となったか否かを判定する。ステップＳ３４で車輪速変化量が目標値以下となったならばトラクション制御を終了する。
【００５２】
ステップＳ３４で車輪速変化量が目標値以下とならないならば（ステップＳ３４でＮＯ）、ステップＳ３０にリターンしてエンジン１の出力トルクを高効率領域まで低下させる。ステップＳ３０でエンジン１が高効率領域での運転になると、ステップＳ２６で走行用モータの出力トルクを低下させる。
【００５３】
尚、ステップＳ１０でスプリット路ならば（ステップＳ１０でＹＥＳ）、低μ側の車輪はエンジン１が低効率領域の低出力でスリップするので回生制動させても燃費効率が悪く、回生制動させても低μ側の車輪がスリップしやすいく不安定になるのでスリップを早急に抑制するために、ステップＳ３６でエンジン１によるトルクダウン若しくは制動圧の上昇によるトルク吸収によりトルクダウンを行う。また、低μ側の車輪のみトルクダウンを図る
また、ステップＳ１２で低μならば（ステップＳ１２でＹＥＳ）、エンジン１が低効率領域の低出力でスリップするので回生制動させても燃費効率が悪く、更に回生制動させても車輪がスリップしやすいく不安定になるのでスリップを早急に抑制するために、ステップＳ３６でエンジン１によるトルクダウン若しくは制動圧の上昇によるトルク吸収によりトルクダウンを行う。
【００５４】
また、ステップＳ１４で急発進初期ならば（ステップＳ１４でＹＥＳ）、回生制動させると低速低トルクでエンジン１に負荷をかけることになり最悪の場合にはエンジンが停止することもあるので回生制動による充電よりもスリップを早急に抑制するために、ステップＳ３６でエンジン１によるトルクダウン若しくは制動圧の上昇によるトルク吸収によりトルクダウンを行う。また、急発進初期は一時的に出力トルクは高くなるが、この状態で回生制動させてもバッテリ３への充電はほとんどできないので、この場合も回生制動による充電よりもスリップを早急に抑制する。
【００５５】
また、ステップＳ１６でバッテリ３の蓄電量が所定値以上あるならば（ステップＳ１６でＹＥＳ）、充電の必要はないので回生よりもスリップを早急に抑制するために、ステップＳ３６でエンジン１によるトルクダウン若しくは制動圧の上昇によるトルク吸収によりトルクダウンを行う。
【００５６】
ステップＳ３８では車輪速変化量が目標値以下となったか否かを判定する。ステップＳ３８で車輪速変化量が目標値以下となったならばトラクション制御を終了する。
【００５７】
ステップＳ３８で車輪速変化量が目標値以下とならないならば（ステップＳ３８でＮＯ）、ステップＳ１４にリターンして急発進初期でなくなるまでエンジン１又は制動圧によるトルク吸収を行い、急発進初期でなくなったならばステップＳ１６以降の処理を繰り返す。
【００５８】
尚、ステップＳ１８とＳ３６では、回生制動によるトルク吸収量とエンジン若しくはブレーキによるトルク吸収量との比率を、少なくとも急発進時や路面μで変更してもよい。これにより、エンジン若しくはブレーキによるトルク吸収量をマージンとして保持できる。
【００５９】
以上のように、本実施形態では、加速時に車輪がスリップした場合に、エンジンのみの駆動中で回生制動をかけても車両が不安定とならず、且つ蓄電量が少ないという条件が成立したときに回生制動によりバッテリ３を充電するので、エネルギの回収効率や燃費効率を高めながらトラクション制御を実行することができる。
【００６０】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００６１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【図２】ＡＢＳの機械的構成を示す図である。
【図３】本実施形態のハイブリッド自動車の発進＆低速走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図４】本実施形態のハイブリッド自動車の加速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図５】本実施形態のハイブリッド自動車の定常走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図６】本実施形態のハイブリッド自動車の減速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図７】本実施形態のハイブリッド自動車の定常走行＆充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図８】本実施形態のハイブリッド自動車の充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
【図９】本実施形態のハイブリッド自動車の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態のハイブリッド自動車のトラクション制御を説明するフローチャートである。
【図１１】エンジン負荷と回転数との関係から運転効率を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 走行用モータ
３ バッテリ
４ 発電機
Claims (4)
- バッテリの電力により駆動力を発生する駆動用モータと内燃機関により駆動力を発生するエンジンを併用して走行するハイブリッド自動車において、
少なくとも前記エンジンが駆動力を出力している加速時に車輪のスリップ率が所定値を超えると、前記エンジン又はブレーキにより車輪の駆動トルクを低下させて車輪のスリップを抑制するスリップ抑制動作を行うスリップ抑制手段と、
減速時に前記車輪の駆動力により前記駆動用モータを発電機として駆動して電気エネルギを回収する回生制動を行い前記バッテリを充電するエネルギ回収手段とを備え、
加速時に車輪のスリップ率が前記所定値を超えた場合であって、かつ前記エンジンのみが駆動力を出力している場合に、前記スリップ抑制手段による前記スリップ抑制動作に代えて、前記エネルギ回収手段が前記回生制動を行って車輪の駆動トルクを吸収することにより車輪のスリップを抑制することを特徴とするハイブリッド自動車。 - 前記車輪のスリップ率が所定値を超えた初期段階では前記エネルギ回収手段の前記回生制動によるスリップ抑制動作は行わず、前記スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車。
- 前記エネルギ回収手段の前記回生制動によるスリップ抑制動作の作動時間が所定時間以上ならば、前記スリップ抑制手段によるスリップ抑制動作により前記エンジンの出力の上昇を抑制することを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド自動車。
- 前記バッテリの蓄電量が所定値以上ならば、前記エネルギ回収手段の前記回生制動による前記電気エネルギの回収を規制することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハイブリッド自動車。
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