車両の回生制動制御装置
【課題】 車両重心位置がずれる状況において、必要以上の回生制動量の制限を抑えながら、車両挙動安定性を維持する回生制動制御を達成することができる車両の回生制動制御装置を提供すること。
【解決手段】 減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両において、車両重心位置を推定する重心位置推定手段（ステップＳ２）を設け、前記回生制動制御手段は、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行う手段とした。
【解決手段】 減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両において、車両重心位置を推定する重心位置推定手段（ステップＳ２）を設け、前記回生制動制御手段は、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行う手段とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両（ハイブリッド車や電気自動車等）の回生制動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、制動時、車両の挙動安定性の低下を抑制しつつ、エネルギ効率の低下を抑制することを目的とし、前後回転速度差に応じた相対スリップの増加勾配が大きい場合には小さい場合より回生制動トルクが小さくされる。それによって、回生制動トルクと液圧制動トルクにより前後総制動トルク配分を理想配分に近づけるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３４４０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の回生制動制御装置にあっては、前後回転速度差に応じた相対スリップの増加勾配による回生制動制御であるが、車両重心位置が基準位置からずれ無いことを前提とするものであるため、乗員搭乗状態や荷物積載状態や走行路面勾配状態や旋回状態等に応じて車両重心位置が基準位置からずれた場合、重心位置のずれに対応できず最適な回生制動制御とはならない、という問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、車両重心位置がずれる状況において、必要以上の回生制動量の制限を抑えながら、車両挙動安定性を維持する回生制動制御を達成することができる車両の回生制動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明における車両の回生制動制御装置では、減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両において、
車両重心位置を推定する重心位置推定手段を設け、
前記回生制動制御手段は、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明の車両の回生制動制御装置にあっては、回生制動制御手段において、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限が行われる。例えば、前輪を回生制動輪とする前輪駆動車での降坂路走行時、路面勾配により前輪への輪荷重が過多となることを原因とし、車両はアンダーステア傾向になる。この場合、重心位置が路面勾配により基準重心位置から前輪側へずれている状況を検知すると、前輪の回生制動量を制限することで、制動力配分の片寄りが軽減され、アンダーステア傾向が抑制される。一方、登坂路走行時で重心位置が路面勾配により基準重心位置から後輪側へずれている状況では、車両はアンダーステア傾向とならないことで、例えば、前輪の回生制動量を制限しない。この結果、車両重心位置がずれる状況（旋回走行・勾配走行・積載状態変化等）において、必要以上の回生制動量の制限を抑えながら、車両挙動安定性を維持する回生制動制御を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両の回生制動制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、ハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図１は実施例１の回生制動制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1と、第２モータジェネレータMG2と、出力スプロケットOS、動力分割機構TMと、を有する。
【０００９】
前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。
【００１０】
前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、パワーコントロールユニット３により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。
前記両モータジェネレータMG1,MG2は、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。
【００１１】
前記動力分割機構TMは、サンギヤSと、ピニオンPと、リングギヤRと、ピニオンキャリアPCと、を有する単純遊星歯車により構成されている。そして、単純遊星歯車の３つの回転要素（サンギヤS、リングギヤR、ピニオンキャリアPC）に対する入出力部材の連結関係について説明する。前記サンギヤSには、第１モータジェネレータMG1が連結されている。前記リングギヤRには、第２モータジェネレータMG2と出力スプロケットOSとが連結されている。前記ピニオンキャリアPCには、エンジンダンパEDを介してエンジンＥが連結されている。なお、前記出力スプロケットOSは、チェーンベルトCBや図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右前輪に連結されている。
【００１２】
上記連結関係により、図４に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1（サンギヤS）、エンジンＥ（プラネットキャリアPC）、第２モータジェネレータMG2及び出力スプロケットOS（リングギヤR）の順に配列され、単純遊星歯車の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（３つの回転数が必ず直線で結ばれる関係）を導入することができる。
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤSとリングギヤRの歯数比λに基づく共線図レバー比（１：λ）になるように配置したものである。
【００１３】
次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、パワーコントロールユニット３と、バッテリ４と、ブレーキコントローラ５（機械制動力制御手段）と、統合コントローラ６と、を有して構成されている。なお、バッテリ４（強電バッテリ）には、バッテリ４を電源とする図外のDC/DCコンバータを介して補助バッテリが接続され、この補助バッテリを、各コントローラ１，２，５，６の動作電源とする。
【００１４】
前記統合コントローラ６には、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、前左車輪荷重センサ２７（輪荷重検出手段）と、前右車輪荷重センサ２８（輪荷重検出手段）と、後左車輪荷重センサ２９（輪荷重検出手段）と、後右車輪荷重センサ３０（輪荷重検出手段）と、から入力情報がもたらされる。各車輪荷重センサ２７，２８，２９，３０は、４輪の各サスペンションと車体との間の位置に設けられ、それぞれの検出値をモニタし、荷重バランス及び総重量の把握、重心位置推定を行う。
【００１５】
前記ブレーキコントローラ５には、前左車輪速センサ１２と、前右車輪速センサ１３と、後左車輪速センサ１４と、後右車輪速センサ１５と、操舵角センサ１６と、マスタシリンダ圧センサ１７と、ブレーキストロークセンサ１８と、から入力情報がもたらされる。
【００１６】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００１７】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をパワーコントロールユニット３へ出力する。なお、このモータコントローラ２は、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報を用いる。
【００１８】
前記パワーコントロールユニット３は、図外のジョイントボックスと昇圧コンバータと駆動モータ用インバータと発電ジェネレータ用インバータとを有し、損失を抑えたより少ない電流で両モータジェネレータMG1,MG2への電力供給が可能な電源系高電圧システムを構成する。前記第２モータジェネレータMG2のステータコイルには、駆動モータ用インバータが接続され、前記第１モータジェネレータMG1のステータコイルには、発電ジェネレータ用インバータが接続される。また、前記ジョイントボックスには、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続される。
【００１９】
前記ブレーキコントローラ５は、低μ路制動時や急制動時等において、４輪のブレーキ液圧を独立に制御するブレーキ液圧ユニット１９への制御指令によりＡＢＳ制御を行い、また、ブレーキ踏み込み操作やアクセル足離し操作等による減速要求操作時、統合コントローラ６への制御指令とブレーキ液圧ユニット１９への制御指令を出すことで回生協調ブレーキ制御を行う。このブレーキコントローラ５には、各車輪速センサ１２，１３，１４，１５からの車輪速情報や、操舵角センサ１６からの操舵角情報や、マスタシリンダ圧センサ１７やブレーキストロークセンサ１８からの制動操作量情報が入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令を統合コントローラ６とブレーキ液圧ユニット１９へ出力する。なお、前記ブレーキ液圧ユニット１９には、前左車輪ホイールシリンダ２０と、前右車輪ホイールシリンダ２１と、後左車輪ホイールシリンダ２２と、後右車輪ホイールシリンダ２３と、が接続されている。なお、ブレーキ液圧ユニット１９及び各ホイールシリンダ２０，２１，２２，２３は、機械制動手段に相当する。
【００２０】
前記統合コントローラ６は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、加速走行時等において、エンジンコントローラ１への制御指令によりエンジン動作点制御を行い、また、停止時や走行時や制動時等において、モータコントローラ２への制御指令によりモータジェネレータ動作点制御を行う。この統合コントローラ６には、各センサ７，８，９，１０，１１からのアクセル開度APと車速VSPとエンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1と第２モータジェネレータ回転数N2とが入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令をエンジンコントローラ１とモータコントローラ２へ出力する。なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、統合コントローラ６とモータコントローラ２、統合コントローラ６とブレーキコントローラ５は、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線２４，２５，２６により接続されている。
【００２１】
次に、駆動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車の駆動力は、図２(b)に示すように、エンジン直接駆動力（エンジン総駆動力から発電機駆動分を差し引いた駆動力）とモータ駆動力（両モータジェネレータMG1,MG2の総和による駆動力）との合計で示される。その最大駆動力の構成は、図２(a)に示すように、低い車速ほどモータ駆動力が多くを占める。このように、変速機を持たず、エンジンＥの直接駆動力と電気変換したモータ駆動力を加えて走行させることから、低速から高速まで、定常運転のパワーの少ない状態からアクセルペダル全開のフルパワーまで、ドライバの要求に対しシームレスに応答良く駆動力をコントロールすることができる（トルク・オン・デマンド）。
そして、実施例１のハイブリッド車では、動力分割機構TMを介し、エンジンＥと両モータジェネレータMG1,MG2と左右前輪のタイヤとがクラッチ無しで繋がっている。また、上記のように、エンジンパワーの大部分を発電機で電気エネルギに変換し、高出力かつ高応答のモータで車両を走らせている。このため、例えば、アイスバーン等の滑りやすい路面での走行時において、タイヤのスリップやブレーキ時のタイヤのロック等で車両の駆動力が急変する場合、過剰電流からのパワーコントロールユニット３の保護、あるいは、動力分割機構TMのピニオン過回転からの部品保護を行う必要がある。これに対し、高出力・高応答のモータ特性を活かし、部品保護の機能から発展させて、タイヤのスリップを瞬時に検出し、そのグリップを回復させ、車両を安全に走らせるためのモータトラクションコントロールを採用している。
【００２２】
次に、制動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車では、ブレーキ踏み込み操作やアクセル足離し操作等による減速要求操作時には、モータとして作動している第２モータジェネレータMG2を発電機として作動させることにより、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ４に回収し、再利用する回生ブレーキシステムを採用している。
この回生ブレーキシステムでの一般的な回生ブレーキ協調制御は、図３(a)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、要求制動力に大きさにかかわらず、算出された要求制動力を回生分と油圧分とで分担することで行われる。
これに対し、実施例１のハイブリッド車で採用している回生ブレーキ協調制御は、図３(b)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、算出された要求制動力に対し回生ブレーキを優先し、回生分で賄える限りは油圧分を用いることなく、最大限まで回生分の領域を拡大している。これにより、特に加減速を繰り返す走行パターンにおいて、エネルギ回収効率が高く、より低い車速まで回生制動によるエネルギの回収を実現している。
【００２３】
次に、車両モードについて説明する。
実施例１のハイブリッド車での車両モードとしては、図４の共線図に示すように、「停車モード」、「発進モード」、「エンジン始動モード」、「定常走行モード」、「加速モード」を有する。
「停車モード」では、図４(a)に示すように、エンジンＥと発電機MG1とモータMG2は止まっている。「発進モード」では、図４(b)に示すように、モータMG2鑿の駆動で発進する。「エンジン始動モード」では、図４(c)に示すように、エンジンスタータとしての機能を持つ発電機MG1によって、サンギヤSが回ってエンジンＥを始動する。「定常走行モード」では、図４(d)に示すように、主にエンジンＥにて走行し、効率を高めるために発電を最小にする。「加速モード」では、図４(e)に示すように、エンジンＥの回転数を上げると共に、発電機MG1による発電を開始し、その電力とバッテリ４の電力を使ってモータMG2の駆動力を加え、加速する。
なお、後退走行は、図４(d)に示す「定常走行モード」において、エンジンＥの回転数上昇を抑えたままで、発電機MG1の回転数を上げると、モータMG2の回転数が負側に移行し、後退走行を達成することができる。
【００２４】
始動時には、イグニッションキーを回すことでエンジンＥを始動させるが、エンジンＥが暖機すると、直ぐにエンジンＥを停止する。発進時やごく低速で走行する緩やかな坂を下る軽負荷時などは、エンジン効率の悪い領域は燃料をカットし、エンジンＥは停止してモータMG2により走行する。通常走行時において、エンジンＥの駆動力は、動力分割機構TMにより一方は左右前輪を直接駆動し、他方は発電機MG1を駆動し、モータMG2をアシストする。全開加速時は、バッテリ４からパワーが供給され、さらに駆動力を追加する。減速要求操作時には、左右前輪がモータMG2を駆動し、発電機として作用することで回生発電を行う。回収した電気エネルギはバッテリ４に蓄えられる。バッテリ４の充電量が少なくなると、発電機MG1をエンジンＥにより駆動し、充電を開始する。車両停止時には、エアコン使用時やバッテリ充電時等を除き、エンジンＥを自動的に停止する。
【００２５】
次に、作用を説明する。
［旋回時の回生制動制御処理］
図５は実施例１の統合コントローラ６にて実行される旋回時の回生制動制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（回生制動制御手段）。
【００２６】
ステップＳ１では、各車輪荷重センサ２７，２８，２９，３０からの検出値を把握確認し、ステップＳ２へ移行する。
【００２７】
ステップＳ２では、ステップＳ１での輪荷重センサ検出値確認に続き、左前輪と右前輪と左後輪と右後輪との各輪荷重検出値のバランスにより重心位置を推定し、ステップＳ３へ移行する（重心位置推定手段）。
ここでの「重心位置推定」は、左右前輪と左右後輪の輪荷重検出値のバランスによる車両前後方向（Ｘ方向）の位置と、左前後輪と右前後輪の輪荷重検出値のバランスによる車両幅方向（Ｙ方向）の位置と、により規定される二次元平面での重心位置を推定する。
【００２８】
ステップＳ３では、ステップＳ２での重心位置推定に続き、図７に示す「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ」と、図８に示す「車両幅方向への重心変動に対する回生量設定マップ」を参照し、旋回時回生量を設定する。
ここで、「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ」は、図７に示すように、基準重心位置（横軸０位置）と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両前方側にずれているほど回生量を制限し、最大制限値は回生制動力と液圧制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定している。これは、左右前輪のみで回生制動（回生100％）を行う場合、重心位置が車両前方側にずれるほどステア特性がアンダーステア傾向を示すことによる。よって、基準重心位置と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両後方側にずれる場合は回生量を制限しない。
「車両幅方向への重心変動に対する回生量設定マップ」は、図８に示すように、基準重心位置（横軸０位置）と推定重心位置との車両幅方向偏差が旋回方向とは反対側方向にずれているほど回生量を制限し、最大制限値は回生制動力と液圧制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定している。これは、左右前輪のみで回生制動（回生100％）を行う場合、重心位置が旋回方向とは反対側方向にずれるほど旋回外輪側の制動力が高まり、その分、旋回外輪の横力が減少気味になり、ステア特性がアンダーステア傾向を示すことによる。よって、基準重心位置と推定重心位置との車両幅方向偏差が旋回方向と同方向側にずれる場合は回生量を制限しない。
前記「基準重心位置」は、車両生産時、基準体重のドライバが平坦路で搭乗し、且つ、積載物が無い状態での重心位置とする。
【００２９】
ステップＳ４では、ステップＳ３での旋回時回生量設定に続き、左前輪と右前輪と左後輪と右後輪との輪荷重センサ検出値総和と、図６に示す「車両上下方向重心位置推定マップ」とにより車両上下方向重心位置を推定し、基準重心位置に対する推定した車両上下方向重心位置の比をとり、その比によりステップＳ３にて求められた回生量を補正し、ステップＳ５へ移行する。
ここで、「車両上下方向重心位置推定マップ」は、図６に示すように、輪荷重センサ検出値総和が設定値TA（基準重心位置相当）までの領域では、推定される車両上下方向重心位置は基準重心位置まで徐々に低下し、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えて最大積載時の輪荷重センサ検出値総和となるまでは、基準重心位置からより大きな勾配にて下降する特性にて与えられる。これは、乗員数や積載荷重により、車両上下方向の重心位置が変わってきた場合、旋回によるロール量、制動によるノーズダイブ量への影響を加味する必要があることによる。
そして、基準重心位置に対する推定した車両上下方向重心位置の比とステップＳ３にて求められた回生量とを乗じることにより、車両前後方向への重心変動に対する回生量と、車両幅方向への重心変動に対する回生量と、を補正する。つまり、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAまでは推定した車両上下方向重心位置が基準重心位置から上側に大きいほど回生量の制限を強める。これは、車体重心が高くなった場合、旋回時にロール量及びダイブ量が大きくなることによる。また、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えると回生量の制限を逆に緩和するようにしている。これは、車体重心が低くなれば、旋回時にロール量及びダイブ量が低減されることによる。
【００３０】
ステップＳ５では、ステップＳ４での車両上下方向重心位置推定結果による回生量補正に続き、車両システム終了フローへ移行するか否かが判断され、YESの場合には終了へ移行し、NOの場合にはステップＳ１へ戻る。すなわち、ドライバーが車両システムを遮断する（例えば、イグニッションOFF信号を検出）場合、本制御を終了させ、システム起動を継続するならばステップＳ１へとフィードバックする。
【００３１】
［車両旋回制動時における回生制限作用］
従来、旋回時の回生量設定は、ヨーモーメント発生方向によらず、発生量に応じて設定されていたが、車両重心は積載状態により異なり、例えば、右回りモーメント発生時に重心が車両左寄りにある場合と同右寄りにある場合とでは、コーナリングパワーの発生程度に差が出るはずである。すなわち、必要以上に回生量を制限する可能性がある。
【００３２】
これに対し、実施例１では、車両前後方向の重心位置ずれ（積載状態の偏在）と、車両幅方向の重心位置ずれ（ヨーモーメント発生方向）とを考慮することにより、旋回時に適切な回生量制限の設定が可能となる。すなわち、旋回時には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進む流れとなり、ステップＳ２での重心位置推定に基づき、ステップＳ３では、図７に示す「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ」と、図８に示す「車両幅方向への重心変動に対する回生量設定マップ」を参照し、旋回時回生量が設定される。
【００３３】
例えば、左右前輪のみで回生制動（回生100％）を行う場合、重心位置が車両前方側にずれるほどステア特性がアンダーステア傾向を示すため、基準重心位置と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両前方側にずれているほど回生量を制限し（図７）、回生制動力の前輪片寄りによるアンダーステア傾向を緩和するようにしている。しかし、基準重心位置と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両後方側にずれる場合は回生量を制限しないことで、「必要以上の回生量制限することがなくなる」→「エネルギー回収効率向上」→「燃費向上」を実現している。
【００３４】
また、左右前輪のみで回生制動（回生100％）を行う場合、重心位置が旋回方向とは反対側方向にずれるほど旋回外輪側の制動力が高まり、その分、旋回外輪の横力が減少気味になり、ステア特性がアンダーステア傾向を示すため、基準重心位置と推定重心位置との車両幅方向偏差が旋回方向とは反対側方向にずれているほど回生量を制限し（図８）、回生制動力の前輪片寄りによるアンダーステア傾向を緩和するようにしている。しかし、基準重心位置と推定重心位置との車両幅方向偏差が旋回方向と同方向側にずれる場合は回生量を制限しないことで、「必要以上の回生量制限することがなくなる」→「エネルギー回収効率向上」→「燃費向上」を実現している。
【００３５】
さらに、車両前後方向への重心変動に対して回生量を制限する場合、及び、車両幅方向への重心変動に対して回生量を制限する場合、図７及び図８に示すように、最大制限値は回生制動力と液圧制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定している。これによって、最大制限値は、前輪先ロックが無く、前後輪がほぼ同時にロックして停止する最大効率の制動性能が発揮されることになる。
【００３６】
以上は車両の重心位置が車両前方と車両幅方向へずれる場合についての説明であるが、積載重量により、車両上下方向の重心位置が変わってくるため、旋回によるロール量や制動によるノーズダイブ量への影響を加味する必要がある。実施例１では、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進み、ステップＳ３での旋回時回生量設定に続き、ステップＳ４では、左前輪と右前輪と左後輪と右後輪との輪荷重センサ検出値の総和と、図６に示す「車両上下方向重心位置推定マップ」とにより、車両上下方向の重心位置を推定し、基準重心位置に対して推定した車両上下方向重心位置の比により、ステップＳ３にて求められた回生量を補正するようにしている。このことは、ステップＳ３にて求められた回生量を推定した車両上下方向重心位置にて補正することで、車両前後方向重心位置と車両幅方向重心位置と車両上下方向重心位置との３次元での重心推定を行うのと同義である。
【００３７】
つまり、本提案では、輪荷重センサ検出値総和（＝車両重量）から基準重心位置との差異を推定する。言い換えると、基準重心位置とメーカが申請する最大積載量を搭載時の車両重心位置（車両上下方向）との間を、輪荷重センサ検出値総和に基づき補正する、となる（図６参照）。
この図６の「車両上下方向重心位置推定マップ」にて、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAまでは、推定される車両上下方向重心位置は基準重心位置まで徐々に低下する特性で与えるのは（補正値>１）、車両上下方向偏差が上側に大きいほど旋回時にロール量やダイブ量が出やすくなることによる。しかし、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えて最大積載時の輪荷重センサ検出値総和となるまでは、基準重心位置から大きな勾配にて低下する特性にて与えるのは（補正量<１）、重心が低くなれば、ロール量及びノーズダイブ量が低減されることで車両挙動としては安定方向に移行することによる。
【００３８】
これにより、車両上下方向重心位置の変動によるロール量やダイブ量の影響を考慮して適切に回生量を補正しながら、上下方向重心位置が基準重心位置より低くなる領域では回生量の制限緩和により、「重心が低くなればロール量及びノーズダイブ量が低減される」→「必要以上の回生量制限することがなくなる」→「エネルギー回収効率向上」→「燃費向上」を実現している。
【００３９】
図９は車両旋回制動時における旋回量・勾配量・前後方向重心・幅方向重心・上下方向重心・設定回生量の各特性を示すタームチャートである。このタイムチャートによると、旋回量に応じて幅方向重心が変化し、路面の勾配量に応じて前後方向重心が変化し、途中での荷物減量に応じて上下方向重心が変化している。そして、前後方向重心と幅方向重心とにより決められた設定回生量を上下方向重心により補正することで、最終的な設定回生量を得ている。
【００４０】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両の回生制動制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４１】
(1) 減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両において、車両重心位置を推定する重心位置推定手段（ステップＳ２）を設け、前記回生制動制御手段は、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行うため、車両重心位置がずれる状況において、必要以上の回生制動量の制限を抑えながら、車両挙動安定性を維持する回生制動制御を達成することができる。
【００４２】
(2) 前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両前後方向偏差と、推定重心位置と基準重心位置の車両幅方向偏差とに分けて回生制動量の制限を行うため、旋回時に重心移動を二次元平面内にてベクトル化して表現することにより、車両前後方向偏差や車両幅方向偏差により生じるステア特性の変化を回避する回生制動量の制限量を容易に設定することができる。
【００４３】
(3) 前記回生制動制御手段は、車両前後方向偏差が回生制動輪側に大きいほど回生制動量を制限し、且つ、旋回方向とは逆方向の車両幅方向偏差が大きいほど回生制動量を制限するため、車両重心位置が前後方向と幅方向にずれる状況において、アンダーステアが発生する可能性が低い場合に回生制動量の制限を抑えながら、アンダーステア傾向の抑制により車両挙動安定性を維持することができる。
例えば、降坂の場合、前輪への荷重過多になることが原因でアンダーステア傾向となる。このとき、車両前後方向偏差が回生制動輪側に大きいほど回生制動量を制限することで、制動力配分の前輪寄りが緩和され、アンダーステア傾向を抑制できる。一方、登坂中等、後輪側に荷重がかかっている状態出旋回する場合、アンダーステアが発生する可能性が低くなることで、前輪回生量を100％に維持することで回生量をアップすることができる。このように、従来は車両中央に重心があると一義的に設定していたが、旋回中に荷重がかかっている側と、旋回方向との関係を考慮することにより、必要以上に回生量を制限する必要が無くなり、結果的に回生量をアップさせることが可能となる。
【００４４】
(4) 前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両上下方向偏差が上側に大きいほど回生制動量の制限を行うため、車体重心が高くなった場合、旋回時にロールやノーズダイブ量が大きくなるが、これを考慮して回生量を設定することにより、上下方向の重心位置に変化にかかわらず、アンダーステアの発生を確実に回避することができる。また、全パラメータを同時に確認するため、複数のパラメータ（車両前後方向に対する回生量、車両幅方向に対する回生量）を同時に精度高く設定することが可能となる。
【００４５】
(5) 各車輪毎に設けられる輪荷重センサ２７，２８，２９，３０を設け、前記重心位置推定手段は、４輪の輪荷重バランスにより車両前後方向（Ｘ方向）位置及び車両幅方向（Ｙ方向）位置を仮推定し、４輪の総輪荷重により車両上下方向（Ｚ方向）位置を推定し、推定した車両上下方向位置により前記仮推定した車両前後方向位置及び車両幅方向位置を補正することで、３次元での重心位置推定を行うため、輪荷重センサ２７，２８，２９，３０を採用するだけで、新規センサ追加が不要で本制御を適用することが可能となる。また、精度高く重心位置を推定できるＸ方向及びＹ方向を仮設定し、その後、Ｚ方向成分を補正する手法により、簡単ではありながらも３次元での重心推定が可能となる。
【００４６】
(6) 前記回生制動制御手段は、基準重心位置は、車両生産時、基準体重のドライバが平坦路で搭乗し、且つ、積載物が無い状態での重心位置とするため、重心位置の基準を持ち、法規規定積載量を搭載した場合の重心変動範囲（特に上下方向）を推定することにより、簡単に回生量設定マップを設定することが可能となる。
【００４７】
(7) 回生制動を行わない左右後輪にて液圧制動力を発生するブレーキ液圧ユニット１９及び各ホイールシリンダ２２，２３を設け、前記回生制動制御手段は、前輪の回生制動量を制限するとき、この制限量に応じて後輪の液圧制動力を増加させ、且つ、回生制動量の最大制限量を、回生制動力と液圧制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定する回生協調制御を行うため、回生制動量の制限時に要求制動力を満足する総制動力を得ることができると共に、回生制動量の最大制限時には高い制動性能により安定した車両挙動で制動することができる。
【実施例２】
【００４８】
実施例２は、勾配走行時の回生制動制御の例である。なお、構成的には実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００４９】
次に、作用を説明する。
［勾配走行時の回生制動制御処理］
図１０は実施例２の統合コントローラ６にて実行される勾配走行時の回生制動制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（回生制動制御手段）。
【００５０】
ステップＳ２１では、各車輪荷重センサ２７，２８，２９，３０からの検出値を把握確認し、ステップＳ２２へ移行する。
【００５１】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１での輪荷重センサ検出値確認に続き、左前輪と右前輪と左後輪と右後輪との各輪荷重検出値のバランスにより重心位置を推定し、ステップＳ２３へ移行する（重心位置推定手段）。
【００５２】
ステップＳ２３では、ステップＳ２２での重心位置推定に続き、図１１に示す「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ（勾配走行時）」を参照し、旋回時回生量を設定する。
ここで、「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ」は、図１１に示すように、基準重心位置（横軸０位置）と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両前方側にΔＳずれるまでは、前輪側回生100％を維持し、車両前後方向偏差が車両前方側にΔＳ以上ずれると、ずれ量に応じて回生量を制限し、最大制限値は回生制動力と液圧制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定している。図７との差異は、エネルギー回収量を増加させることに注力した点である。勾配走行中は直進であり、旋回時のようにアンダーステア傾向を確実に回避するために制限側へ設定する必要性が低いことによる。なお、前記「基準重心位置」は、車両生産時、基準体重のドライバが平坦路で搭乗し、且つ、積載物が無い状態での重心位置とする。
【００５３】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３での勾配走行時回生量設定に続き、左前輪と右前輪と左後輪と右後輪との輪荷重センサ検出値総和と、図６に示す「車両上下方向重心位置推定マップ」とにより車両上下方向重心位置を推定し、基準重心位置に対する推定した車両上下方向重心位置の比をとり、その比によりステップＳ２３にて求められた回生量を補正し、ステップＳ２５へ移行する。
ここで、「車両上下方向重心位置推定マップ」は、図６に示すように、輪荷重センサ検出値総和が設定値TA（基準重心位置相当）までの領域では、推定される車両上下方向重心位置は基準重心位置まで徐々に低下し、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えて最大積載時の輪荷重センサ検出値総和となるまでは、基準重心位置からより大きな勾配にて下降する特性にて与えられる。これは、路面勾配により、車両上下方向の重心位置が変わってきた場合、制動によるノーズダイブ量への影響を加味する必要があることによる。
そして、基準重心位置に対する推定した車両上下方向重心位置の比とステップＳ２３にて求められた回生量とを乗じることにより、車両前後方向への重心変動に対する回生量を補正する。つまり、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAまでは推定した車両上下方向重心位置が基準重心位置から上側に大きいほど回生量の制限を強める。これは、車体重心が高くなった場合、制動時にノーズダイブ量が大きくなることによる。また、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えると回生量の制限を逆に緩和するようにしている。これは、車体重心が低くなれば、制動時にノーズダイブ量が低減されることによる。
【００５４】
ステップＳ２５では、ステップＳ２４での車両上下方向重心位置推定結果による回生量補正に続き、車両システム終了フローへ移行するか否かが判断され、YESの場合には終了へ移行し、NOの場合にはステップＳ２１へ戻る。すなわち、ドライバーが車両システムを遮断する（例えば、イグニッションOFF信号を検出）場合、本制御を終了させ、システム起動を継続するならばステップＳ２１へとフィードバックする。
【００５５】
［勾配走行時における回生制限作用］
勾配走行時には、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３へと進む流れとなり、ステップＳ２２での重心位置推定に基づき、ステップＳ２３では、図１１に示す「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ（勾配走行時）」を参照し、旋回時回生量が設定される。
【００５６】
例えば、左右前輪のみで回生制動（回生100％）を行う場合、重心位置が車両前方側にずれるほどステア特性がアンダーステア傾向を示すため、旋回時には基準重心位置と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両前方側にずれているほど回生量を制限し、回生制動力の前輪片寄りによるアンダーステア傾向を緩和するようにしている（図７）。しかし、勾配走行中は直進であり、旋回時のようにアンダーステア傾向を確実に回避するために制限側へ設定する必要性が低い。よって、基準重心位置と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両前方側にΔＳずれるまでは、前輪側回生100％を維持している。これによって、旋回時に比べて回生量の制限を緩和することで、「必要以上の回生量制限することがなくなる」→「エネルギー回収効率向上」→「燃費向上」を実現している。
【００５７】
そして、積載重量により、車両上下方向の重心位置が変わってくるため、制動によるノーズダイブ量への影響を加味する必要がある。実施例２では、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２４へと進み、ステップＳ２３での勾配走行時回生量設定に続き、ステップＳ２４では、輪荷重センサ検出値総和と、図６に示す「車両上下方向重心位置推定マップ」とにより、車両上下方向の重心位置を推定し、基準重心位置に対して推定した車両上下方向重心位置の比により、ステップＳ２３にて求められた回生量を補正するようにしている。
【００５８】
つまり、本提案では、輪荷重センサ検出値総和（＝車両重量）から基準重心位置との差異を推定する。言い換えると、基準重心位置とメーカが申請する最大積載量を搭載時の車両重心位置（車両上下方向）との間を、輪荷重センサ検出値総和に基づき補正する、となる（図６参照）。
この図６の「車両上下方向重心位置推定マップ」にて、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAまでは、推定される車両上下方向重心位置は基準重心位置まで徐々に低下する特性で与えるのは（補正値>１）、車両上下方向偏差が上側に大きいほど制動時にノーズダイブ量が出やすくなることによる。しかし、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えて最大積載時の輪荷重センサ検出値総和となるまでは、基準重心位置から大きな勾配にて低下する特性にて与えるのは、重心が低くなれば、ノーズダイブ量が低減されることで車両挙動としては安定方向に移行することによる。
【００５９】
これにより、車両上下方向重心位置の変動によるノーズダイブ量の影響を考慮して適切に回生量を補正しながら、上下方向重心位置が基準重心位置より低くなる領域では回生量の制限緩和により、「重心が低くなればノーズダイブ量が低減される」→「必要以上の回生量制限することがなくなる」→「エネルギー回収効率向上」→「燃費向上」を実現している。
【００６０】
図１２は勾配走行時における勾配量・前後方向重心・上下方向重心・設定回生量の各特性を示すタームチャートである。このタイムチャートによると、路面の勾配量に応じて前後方向重心が変化し、途中での荷物減量に応じて上下方向重心が変化している。そして、前後方向重心により決められた設定回生量を上下方向重心により補正することで、最終的な設定回生量を得ている。なお、他の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００６１】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両の回生制動制御装置にあっては、実施例１の効果（但し、車両幅方向の重心変動による効果を除く）に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６２】
(8) 前記回生制動制御手段は、車両幅方向偏差が所定値以下で、車両前後方向偏差が発生しているとき、車両前後方向偏差が回生制動輪側に大きい場合の回生制動量の制限を旋回時に比べて緩和するため、勾配走行時には旋回時に比べ、エネルギー回収効率が向上し、その結果、燃費向上を実現することができる。
【００６３】
(9) 前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両上下方向偏差が上側に大きいほど回生制動量の制限を行うため、車体重心が高くなった場合、勾配走行時にノーズダイブ量が大きくなるが、これを考慮して回生量を設定することにより、上下方向の重心位置の変化にかかわらず、アンダーステアの発生を確実に回避することができる。
【００６４】
以上、本発明の車両の回生制動制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６５】
実施例１，２では、前輪駆動ベースの車両（ＦＦ車）への適用例を示したが、後輪駆動ベース車両（例えば、ＦＲ車）にも本発明の回生制動制御装置を適用することができる。このＦＲ車の場合、旋回時に後輪の回生量を制限することで、オーバステア傾向を抑制することができる。
【００６６】
実施例１，２では、回生制動制御手段として、各輪の車輪速センサ値により推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによるアンダーステア傾向やロール変化やノーズダイブを抑制する回生制動量の制限を行なう例を示したが、例えば、重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知は、荷物積載や乗員数により予め重心位置のずれが明かな場合、ドライバーの設定により行っても良い。また、重心位置ずれにより車両挙動特性変化する場合、車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行なうと共に、車両挙動特性変化を積極的に回避する制動力差によるヨーモーメント制御（ＶＤＣ制御）を採用するようにしても良い。要するに、回生制動制御手段は、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行うものであれば本発明に含まれる。
【００６７】
実施例１，２では、重心ずれに対する回生モードとして、図６，図７，図８，図１１に示すように、回生100％モードから理想配分モードまでを重心ずれ量の大きさに応じて無段階に変更させる例を示したが、例えば、回生100％モードと理想配分モードとを所定の重心ずれ量を境にして２段階にて切り替える例としても良いし、さらに、回生100％モードから理想配分モードまでを重心ずれ量の大きさに応じて複数段階に切り替えるようにしても良い。
【００６８】
実施例１，２では、機械制動手段として、ブレーキ油圧により油圧制動力を得る手段の例を示したが、電気モータ式ブレーキ（ＥＭＢ）等の回生制動力以外により機械制動力を得るものであっても含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
実施例１，２では、１つのエンジンと２つのモータジェネレータと動力分割機構を備えた前輪駆動のハイブリッド車への適用例を示したが、本発明の回生制動制御装置は、他のパワーユニット構造を備えた前輪駆動あるいは後輪駆動によるハイブリッド車や電気自動車や燃料電池車等、要するに、減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両であれば適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施例１の回生制動制御装置が適用されたハイブリッド車を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の回生制動制御装置が適用されたハイブリッド車における駆動力性能特性図と駆動力概念図である。
【図３】実施例１の回生制動制御装置が適用されたハイブリッド車における回生協調による制動力性能をあらわす対比特性図である。
【図４】実施例１の回生制動制御装置が適用されたハイブリッド車における各車両モードを示す共線図である。
【図５】実施例１の統合コントローラにて実行される旋回時の回生制動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施例１の車両上下方向重心位置推定マップを示す図である。
【図７】実施例１の車両前後方向への重心移動に対する回生量設定マップ（旋回時）を示す図である。
【図８】実施例１の車両幅方向への重心移動に対する回生量設定マップ（旋回時）を示す図である。
【図９】実施例１の車両旋回制動時における旋回量・勾配量・前後方向重心・幅方向重心・上下方向重心・設定回生量の各特性を示すタームチャートである。
【図１０】実施例２の統合コントローラにて実行される勾配走行時の回生制動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】実施例２の車両前後方向への重心移動に対する回生量設定マップ（勾配走行時）を示す図である。
【図１２】実施例２の勾配走行時における勾配量・前後方向重心・上下方向重心・設定回生量の各特性を示すタームチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ
MG2 第２モータジェネレータ
OS 出力スプロケット
TM 動力分割機構
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ パワーコントロールユニット
４ バッテリ
５ ブレーキコントローラ
６ 統合コントローラ
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ エンジン回転数センサ
１０ 第１モータジェネレータ回転数センサ
１１ 第２モータジェネレータ回転数センサ
１２ 前左車輪速センサ
１３ 前右車輪速センサ
１４ 後左車輪速センサ
１５ 後右車輪速センサ
１６ 操舵角センサ
１７ マスタシリンダ圧センサ
１８ ブレーキストロークセンサ
１９ ブレーキ液圧ユニット
２０ 前左車輪ホイールシリンダ
２１ 前右車輪ホイールシリンダ
２２ 後左車輪ホイールシリンダ
２３ 後右車輪ホイールシリンダ
２４，２５，２６ 双方向通信線
２７ 前左車輪荷重センサ（輪荷重検出手段）
２８ 前右車輪荷重センサ（輪荷重検出手段）
２９ 後左車輪荷重センサ（輪荷重検出手段）
３０ 後右車輪荷重センサ（輪荷重検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両（ハイブリッド車や電気自動車等）の回生制動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、制動時、車両の挙動安定性の低下を抑制しつつ、エネルギ効率の低下を抑制することを目的とし、前後回転速度差に応じた相対スリップの増加勾配が大きい場合には小さい場合より回生制動トルクが小さくされる。それによって、回生制動トルクと液圧制動トルクにより前後総制動トルク配分を理想配分に近づけるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３４４０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の回生制動制御装置にあっては、前後回転速度差に応じた相対スリップの増加勾配による回生制動制御であるが、車両重心位置が基準位置からずれ無いことを前提とするものであるため、乗員搭乗状態や荷物積載状態や走行路面勾配状態や旋回状態等に応じて車両重心位置が基準位置からずれた場合、重心位置のずれに対応できず最適な回生制動制御とはならない、という問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、車両重心位置がずれる状況において、必要以上の回生制動量の制限を抑えながら、車両挙動安定性を維持する回生制動制御を達成することができる車両の回生制動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明における車両の回生制動制御装置では、減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両において、
車両重心位置を推定する重心位置推定手段を設け、
前記回生制動制御手段は、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明の車両の回生制動制御装置にあっては、回生制動制御手段において、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限が行われる。例えば、前輪を回生制動輪とする前輪駆動車での降坂路走行時、路面勾配により前輪への輪荷重が過多となることを原因とし、車両はアンダーステア傾向になる。この場合、重心位置が路面勾配により基準重心位置から前輪側へずれている状況を検知すると、前輪の回生制動量を制限することで、制動力配分の片寄りが軽減され、アンダーステア傾向が抑制される。一方、登坂路走行時で重心位置が路面勾配により基準重心位置から後輪側へずれている状況では、車両はアンダーステア傾向とならないことで、例えば、前輪の回生制動量を制限しない。この結果、車両重心位置がずれる状況（旋回走行・勾配走行・積載状態変化等）において、必要以上の回生制動量の制限を抑えながら、車両挙動安定性を維持する回生制動制御を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両の回生制動制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、ハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図１は実施例１の回生制動制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1と、第２モータジェネレータMG2と、出力スプロケットOS、動力分割機構TMと、を有する。
【０００９】
前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。
【００１０】
前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、パワーコントロールユニット３により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。
前記両モータジェネレータMG1,MG2は、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。
【００１１】
前記動力分割機構TMは、サンギヤSと、ピニオンPと、リングギヤRと、ピニオンキャリアPCと、を有する単純遊星歯車により構成されている。そして、単純遊星歯車の３つの回転要素（サンギヤS、リングギヤR、ピニオンキャリアPC）に対する入出力部材の連結関係について説明する。前記サンギヤSには、第１モータジェネレータMG1が連結されている。前記リングギヤRには、第２モータジェネレータMG2と出力スプロケットOSとが連結されている。前記ピニオンキャリアPCには、エンジンダンパEDを介してエンジンＥが連結されている。なお、前記出力スプロケットOSは、チェーンベルトCBや図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右前輪に連結されている。
【００１２】
上記連結関係により、図４に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1（サンギヤS）、エンジンＥ（プラネットキャリアPC）、第２モータジェネレータMG2及び出力スプロケットOS（リングギヤR）の順に配列され、単純遊星歯車の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（３つの回転数が必ず直線で結ばれる関係）を導入することができる。
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤSとリングギヤRの歯数比λに基づく共線図レバー比（１：λ）になるように配置したものである。
【００１３】
次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、パワーコントロールユニット３と、バッテリ４と、ブレーキコントローラ５（機械制動力制御手段）と、統合コントローラ６と、を有して構成されている。なお、バッテリ４（強電バッテリ）には、バッテリ４を電源とする図外のDC/DCコンバータを介して補助バッテリが接続され、この補助バッテリを、各コントローラ１，２，５，６の動作電源とする。
【００１４】
前記統合コントローラ６には、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、前左車輪荷重センサ２７（輪荷重検出手段）と、前右車輪荷重センサ２８（輪荷重検出手段）と、後左車輪荷重センサ２９（輪荷重検出手段）と、後右車輪荷重センサ３０（輪荷重検出手段）と、から入力情報がもたらされる。各車輪荷重センサ２７，２８，２９，３０は、４輪の各サスペンションと車体との間の位置に設けられ、それぞれの検出値をモニタし、荷重バランス及び総重量の把握、重心位置推定を行う。
【００１５】
前記ブレーキコントローラ５には、前左車輪速センサ１２と、前右車輪速センサ１３と、後左車輪速センサ１４と、後右車輪速センサ１５と、操舵角センサ１６と、マスタシリンダ圧センサ１７と、ブレーキストロークセンサ１８と、から入力情報がもたらされる。
【００１６】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００１７】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をパワーコントロールユニット３へ出力する。なお、このモータコントローラ２は、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報を用いる。
【００１８】
前記パワーコントロールユニット３は、図外のジョイントボックスと昇圧コンバータと駆動モータ用インバータと発電ジェネレータ用インバータとを有し、損失を抑えたより少ない電流で両モータジェネレータMG1,MG2への電力供給が可能な電源系高電圧システムを構成する。前記第２モータジェネレータMG2のステータコイルには、駆動モータ用インバータが接続され、前記第１モータジェネレータMG1のステータコイルには、発電ジェネレータ用インバータが接続される。また、前記ジョイントボックスには、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続される。
【００１９】
前記ブレーキコントローラ５は、低μ路制動時や急制動時等において、４輪のブレーキ液圧を独立に制御するブレーキ液圧ユニット１９への制御指令によりＡＢＳ制御を行い、また、ブレーキ踏み込み操作やアクセル足離し操作等による減速要求操作時、統合コントローラ６への制御指令とブレーキ液圧ユニット１９への制御指令を出すことで回生協調ブレーキ制御を行う。このブレーキコントローラ５には、各車輪速センサ１２，１３，１４，１５からの車輪速情報や、操舵角センサ１６からの操舵角情報や、マスタシリンダ圧センサ１７やブレーキストロークセンサ１８からの制動操作量情報が入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令を統合コントローラ６とブレーキ液圧ユニット１９へ出力する。なお、前記ブレーキ液圧ユニット１９には、前左車輪ホイールシリンダ２０と、前右車輪ホイールシリンダ２１と、後左車輪ホイールシリンダ２２と、後右車輪ホイールシリンダ２３と、が接続されている。なお、ブレーキ液圧ユニット１９及び各ホイールシリンダ２０，２１，２２，２３は、機械制動手段に相当する。
【００２０】
前記統合コントローラ６は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、加速走行時等において、エンジンコントローラ１への制御指令によりエンジン動作点制御を行い、また、停止時や走行時や制動時等において、モータコントローラ２への制御指令によりモータジェネレータ動作点制御を行う。この統合コントローラ６には、各センサ７，８，９，１０，１１からのアクセル開度APと車速VSPとエンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1と第２モータジェネレータ回転数N2とが入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令をエンジンコントローラ１とモータコントローラ２へ出力する。なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、統合コントローラ６とモータコントローラ２、統合コントローラ６とブレーキコントローラ５は、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線２４，２５，２６により接続されている。
【００２１】
次に、駆動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車の駆動力は、図２(b)に示すように、エンジン直接駆動力（エンジン総駆動力から発電機駆動分を差し引いた駆動力）とモータ駆動力（両モータジェネレータMG1,MG2の総和による駆動力）との合計で示される。その最大駆動力の構成は、図２(a)に示すように、低い車速ほどモータ駆動力が多くを占める。このように、変速機を持たず、エンジンＥの直接駆動力と電気変換したモータ駆動力を加えて走行させることから、低速から高速まで、定常運転のパワーの少ない状態からアクセルペダル全開のフルパワーまで、ドライバの要求に対しシームレスに応答良く駆動力をコントロールすることができる（トルク・オン・デマンド）。
そして、実施例１のハイブリッド車では、動力分割機構TMを介し、エンジンＥと両モータジェネレータMG1,MG2と左右前輪のタイヤとがクラッチ無しで繋がっている。また、上記のように、エンジンパワーの大部分を発電機で電気エネルギに変換し、高出力かつ高応答のモータで車両を走らせている。このため、例えば、アイスバーン等の滑りやすい路面での走行時において、タイヤのスリップやブレーキ時のタイヤのロック等で車両の駆動力が急変する場合、過剰電流からのパワーコントロールユニット３の保護、あるいは、動力分割機構TMのピニオン過回転からの部品保護を行う必要がある。これに対し、高出力・高応答のモータ特性を活かし、部品保護の機能から発展させて、タイヤのスリップを瞬時に検出し、そのグリップを回復させ、車両を安全に走らせるためのモータトラクションコントロールを採用している。
【００２２】
次に、制動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車では、ブレーキ踏み込み操作やアクセル足離し操作等による減速要求操作時には、モータとして作動している第２モータジェネレータMG2を発電機として作動させることにより、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ４に回収し、再利用する回生ブレーキシステムを採用している。
この回生ブレーキシステムでの一般的な回生ブレーキ協調制御は、図３(a)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、要求制動力に大きさにかかわらず、算出された要求制動力を回生分と油圧分とで分担することで行われる。
これに対し、実施例１のハイブリッド車で採用している回生ブレーキ協調制御は、図３(b)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、算出された要求制動力に対し回生ブレーキを優先し、回生分で賄える限りは油圧分を用いることなく、最大限まで回生分の領域を拡大している。これにより、特に加減速を繰り返す走行パターンにおいて、エネルギ回収効率が高く、より低い車速まで回生制動によるエネルギの回収を実現している。
【００２３】
次に、車両モードについて説明する。
実施例１のハイブリッド車での車両モードとしては、図４の共線図に示すように、「停車モード」、「発進モード」、「エンジン始動モード」、「定常走行モード」、「加速モード」を有する。
「停車モード」では、図４(a)に示すように、エンジンＥと発電機MG1とモータMG2は止まっている。「発進モード」では、図４(b)に示すように、モータMG2鑿の駆動で発進する。「エンジン始動モード」では、図４(c)に示すように、エンジンスタータとしての機能を持つ発電機MG1によって、サンギヤSが回ってエンジンＥを始動する。「定常走行モード」では、図４(d)に示すように、主にエンジンＥにて走行し、効率を高めるために発電を最小にする。「加速モード」では、図４(e)に示すように、エンジンＥの回転数を上げると共に、発電機MG1による発電を開始し、その電力とバッテリ４の電力を使ってモータMG2の駆動力を加え、加速する。
なお、後退走行は、図４(d)に示す「定常走行モード」において、エンジンＥの回転数上昇を抑えたままで、発電機MG1の回転数を上げると、モータMG2の回転数が負側に移行し、後退走行を達成することができる。
【００２４】
始動時には、イグニッションキーを回すことでエンジンＥを始動させるが、エンジンＥが暖機すると、直ぐにエンジンＥを停止する。発進時やごく低速で走行する緩やかな坂を下る軽負荷時などは、エンジン効率の悪い領域は燃料をカットし、エンジンＥは停止してモータMG2により走行する。通常走行時において、エンジンＥの駆動力は、動力分割機構TMにより一方は左右前輪を直接駆動し、他方は発電機MG1を駆動し、モータMG2をアシストする。全開加速時は、バッテリ４からパワーが供給され、さらに駆動力を追加する。減速要求操作時には、左右前輪がモータMG2を駆動し、発電機として作用することで回生発電を行う。回収した電気エネルギはバッテリ４に蓄えられる。バッテリ４の充電量が少なくなると、発電機MG1をエンジンＥにより駆動し、充電を開始する。車両停止時には、エアコン使用時やバッテリ充電時等を除き、エンジンＥを自動的に停止する。
【００２５】
次に、作用を説明する。
［旋回時の回生制動制御処理］
図５は実施例１の統合コントローラ６にて実行される旋回時の回生制動制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（回生制動制御手段）。
【００２６】
ステップＳ１では、各車輪荷重センサ２７，２８，２９，３０からの検出値を把握確認し、ステップＳ２へ移行する。
【００２７】
ステップＳ２では、ステップＳ１での輪荷重センサ検出値確認に続き、左前輪と右前輪と左後輪と右後輪との各輪荷重検出値のバランスにより重心位置を推定し、ステップＳ３へ移行する（重心位置推定手段）。
ここでの「重心位置推定」は、左右前輪と左右後輪の輪荷重検出値のバランスによる車両前後方向（Ｘ方向）の位置と、左前後輪と右前後輪の輪荷重検出値のバランスによる車両幅方向（Ｙ方向）の位置と、により規定される二次元平面での重心位置を推定する。
【００２８】
ステップＳ３では、ステップＳ２での重心位置推定に続き、図７に示す「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ」と、図８に示す「車両幅方向への重心変動に対する回生量設定マップ」を参照し、旋回時回生量を設定する。
ここで、「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ」は、図７に示すように、基準重心位置（横軸０位置）と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両前方側にずれているほど回生量を制限し、最大制限値は回生制動力と液圧制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定している。これは、左右前輪のみで回生制動（回生100％）を行う場合、重心位置が車両前方側にずれるほどステア特性がアンダーステア傾向を示すことによる。よって、基準重心位置と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両後方側にずれる場合は回生量を制限しない。
「車両幅方向への重心変動に対する回生量設定マップ」は、図８に示すように、基準重心位置（横軸０位置）と推定重心位置との車両幅方向偏差が旋回方向とは反対側方向にずれているほど回生量を制限し、最大制限値は回生制動力と液圧制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定している。これは、左右前輪のみで回生制動（回生100％）を行う場合、重心位置が旋回方向とは反対側方向にずれるほど旋回外輪側の制動力が高まり、その分、旋回外輪の横力が減少気味になり、ステア特性がアンダーステア傾向を示すことによる。よって、基準重心位置と推定重心位置との車両幅方向偏差が旋回方向と同方向側にずれる場合は回生量を制限しない。
前記「基準重心位置」は、車両生産時、基準体重のドライバが平坦路で搭乗し、且つ、積載物が無い状態での重心位置とする。
【００２９】
ステップＳ４では、ステップＳ３での旋回時回生量設定に続き、左前輪と右前輪と左後輪と右後輪との輪荷重センサ検出値総和と、図６に示す「車両上下方向重心位置推定マップ」とにより車両上下方向重心位置を推定し、基準重心位置に対する推定した車両上下方向重心位置の比をとり、その比によりステップＳ３にて求められた回生量を補正し、ステップＳ５へ移行する。
ここで、「車両上下方向重心位置推定マップ」は、図６に示すように、輪荷重センサ検出値総和が設定値TA（基準重心位置相当）までの領域では、推定される車両上下方向重心位置は基準重心位置まで徐々に低下し、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えて最大積載時の輪荷重センサ検出値総和となるまでは、基準重心位置からより大きな勾配にて下降する特性にて与えられる。これは、乗員数や積載荷重により、車両上下方向の重心位置が変わってきた場合、旋回によるロール量、制動によるノーズダイブ量への影響を加味する必要があることによる。
そして、基準重心位置に対する推定した車両上下方向重心位置の比とステップＳ３にて求められた回生量とを乗じることにより、車両前後方向への重心変動に対する回生量と、車両幅方向への重心変動に対する回生量と、を補正する。つまり、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAまでは推定した車両上下方向重心位置が基準重心位置から上側に大きいほど回生量の制限を強める。これは、車体重心が高くなった場合、旋回時にロール量及びダイブ量が大きくなることによる。また、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えると回生量の制限を逆に緩和するようにしている。これは、車体重心が低くなれば、旋回時にロール量及びダイブ量が低減されることによる。
【００３０】
ステップＳ５では、ステップＳ４での車両上下方向重心位置推定結果による回生量補正に続き、車両システム終了フローへ移行するか否かが判断され、YESの場合には終了へ移行し、NOの場合にはステップＳ１へ戻る。すなわち、ドライバーが車両システムを遮断する（例えば、イグニッションOFF信号を検出）場合、本制御を終了させ、システム起動を継続するならばステップＳ１へとフィードバックする。
【００３１】
［車両旋回制動時における回生制限作用］
従来、旋回時の回生量設定は、ヨーモーメント発生方向によらず、発生量に応じて設定されていたが、車両重心は積載状態により異なり、例えば、右回りモーメント発生時に重心が車両左寄りにある場合と同右寄りにある場合とでは、コーナリングパワーの発生程度に差が出るはずである。すなわち、必要以上に回生量を制限する可能性がある。
【００３２】
これに対し、実施例１では、車両前後方向の重心位置ずれ（積載状態の偏在）と、車両幅方向の重心位置ずれ（ヨーモーメント発生方向）とを考慮することにより、旋回時に適切な回生量制限の設定が可能となる。すなわち、旋回時には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進む流れとなり、ステップＳ２での重心位置推定に基づき、ステップＳ３では、図７に示す「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ」と、図８に示す「車両幅方向への重心変動に対する回生量設定マップ」を参照し、旋回時回生量が設定される。
【００３３】
例えば、左右前輪のみで回生制動（回生100％）を行う場合、重心位置が車両前方側にずれるほどステア特性がアンダーステア傾向を示すため、基準重心位置と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両前方側にずれているほど回生量を制限し（図７）、回生制動力の前輪片寄りによるアンダーステア傾向を緩和するようにしている。しかし、基準重心位置と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両後方側にずれる場合は回生量を制限しないことで、「必要以上の回生量制限することがなくなる」→「エネルギー回収効率向上」→「燃費向上」を実現している。
【００３４】
また、左右前輪のみで回生制動（回生100％）を行う場合、重心位置が旋回方向とは反対側方向にずれるほど旋回外輪側の制動力が高まり、その分、旋回外輪の横力が減少気味になり、ステア特性がアンダーステア傾向を示すため、基準重心位置と推定重心位置との車両幅方向偏差が旋回方向とは反対側方向にずれているほど回生量を制限し（図８）、回生制動力の前輪片寄りによるアンダーステア傾向を緩和するようにしている。しかし、基準重心位置と推定重心位置との車両幅方向偏差が旋回方向と同方向側にずれる場合は回生量を制限しないことで、「必要以上の回生量制限することがなくなる」→「エネルギー回収効率向上」→「燃費向上」を実現している。
【００３５】
さらに、車両前後方向への重心変動に対して回生量を制限する場合、及び、車両幅方向への重心変動に対して回生量を制限する場合、図７及び図８に示すように、最大制限値は回生制動力と液圧制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定している。これによって、最大制限値は、前輪先ロックが無く、前後輪がほぼ同時にロックして停止する最大効率の制動性能が発揮されることになる。
【００３６】
以上は車両の重心位置が車両前方と車両幅方向へずれる場合についての説明であるが、積載重量により、車両上下方向の重心位置が変わってくるため、旋回によるロール量や制動によるノーズダイブ量への影響を加味する必要がある。実施例１では、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進み、ステップＳ３での旋回時回生量設定に続き、ステップＳ４では、左前輪と右前輪と左後輪と右後輪との輪荷重センサ検出値の総和と、図６に示す「車両上下方向重心位置推定マップ」とにより、車両上下方向の重心位置を推定し、基準重心位置に対して推定した車両上下方向重心位置の比により、ステップＳ３にて求められた回生量を補正するようにしている。このことは、ステップＳ３にて求められた回生量を推定した車両上下方向重心位置にて補正することで、車両前後方向重心位置と車両幅方向重心位置と車両上下方向重心位置との３次元での重心推定を行うのと同義である。
【００３７】
つまり、本提案では、輪荷重センサ検出値総和（＝車両重量）から基準重心位置との差異を推定する。言い換えると、基準重心位置とメーカが申請する最大積載量を搭載時の車両重心位置（車両上下方向）との間を、輪荷重センサ検出値総和に基づき補正する、となる（図６参照）。
この図６の「車両上下方向重心位置推定マップ」にて、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAまでは、推定される車両上下方向重心位置は基準重心位置まで徐々に低下する特性で与えるのは（補正値>１）、車両上下方向偏差が上側に大きいほど旋回時にロール量やダイブ量が出やすくなることによる。しかし、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えて最大積載時の輪荷重センサ検出値総和となるまでは、基準重心位置から大きな勾配にて低下する特性にて与えるのは（補正量<１）、重心が低くなれば、ロール量及びノーズダイブ量が低減されることで車両挙動としては安定方向に移行することによる。
【００３８】
これにより、車両上下方向重心位置の変動によるロール量やダイブ量の影響を考慮して適切に回生量を補正しながら、上下方向重心位置が基準重心位置より低くなる領域では回生量の制限緩和により、「重心が低くなればロール量及びノーズダイブ量が低減される」→「必要以上の回生量制限することがなくなる」→「エネルギー回収効率向上」→「燃費向上」を実現している。
【００３９】
図９は車両旋回制動時における旋回量・勾配量・前後方向重心・幅方向重心・上下方向重心・設定回生量の各特性を示すタームチャートである。このタイムチャートによると、旋回量に応じて幅方向重心が変化し、路面の勾配量に応じて前後方向重心が変化し、途中での荷物減量に応じて上下方向重心が変化している。そして、前後方向重心と幅方向重心とにより決められた設定回生量を上下方向重心により補正することで、最終的な設定回生量を得ている。
【００４０】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両の回生制動制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４１】
(1) 減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両において、車両重心位置を推定する重心位置推定手段（ステップＳ２）を設け、前記回生制動制御手段は、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行うため、車両重心位置がずれる状況において、必要以上の回生制動量の制限を抑えながら、車両挙動安定性を維持する回生制動制御を達成することができる。
【００４２】
(2) 前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両前後方向偏差と、推定重心位置と基準重心位置の車両幅方向偏差とに分けて回生制動量の制限を行うため、旋回時に重心移動を二次元平面内にてベクトル化して表現することにより、車両前後方向偏差や車両幅方向偏差により生じるステア特性の変化を回避する回生制動量の制限量を容易に設定することができる。
【００４３】
(3) 前記回生制動制御手段は、車両前後方向偏差が回生制動輪側に大きいほど回生制動量を制限し、且つ、旋回方向とは逆方向の車両幅方向偏差が大きいほど回生制動量を制限するため、車両重心位置が前後方向と幅方向にずれる状況において、アンダーステアが発生する可能性が低い場合に回生制動量の制限を抑えながら、アンダーステア傾向の抑制により車両挙動安定性を維持することができる。
例えば、降坂の場合、前輪への荷重過多になることが原因でアンダーステア傾向となる。このとき、車両前後方向偏差が回生制動輪側に大きいほど回生制動量を制限することで、制動力配分の前輪寄りが緩和され、アンダーステア傾向を抑制できる。一方、登坂中等、後輪側に荷重がかかっている状態出旋回する場合、アンダーステアが発生する可能性が低くなることで、前輪回生量を100％に維持することで回生量をアップすることができる。このように、従来は車両中央に重心があると一義的に設定していたが、旋回中に荷重がかかっている側と、旋回方向との関係を考慮することにより、必要以上に回生量を制限する必要が無くなり、結果的に回生量をアップさせることが可能となる。
【００４４】
(4) 前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両上下方向偏差が上側に大きいほど回生制動量の制限を行うため、車体重心が高くなった場合、旋回時にロールやノーズダイブ量が大きくなるが、これを考慮して回生量を設定することにより、上下方向の重心位置に変化にかかわらず、アンダーステアの発生を確実に回避することができる。また、全パラメータを同時に確認するため、複数のパラメータ（車両前後方向に対する回生量、車両幅方向に対する回生量）を同時に精度高く設定することが可能となる。
【００４５】
(5) 各車輪毎に設けられる輪荷重センサ２７，２８，２９，３０を設け、前記重心位置推定手段は、４輪の輪荷重バランスにより車両前後方向（Ｘ方向）位置及び車両幅方向（Ｙ方向）位置を仮推定し、４輪の総輪荷重により車両上下方向（Ｚ方向）位置を推定し、推定した車両上下方向位置により前記仮推定した車両前後方向位置及び車両幅方向位置を補正することで、３次元での重心位置推定を行うため、輪荷重センサ２７，２８，２９，３０を採用するだけで、新規センサ追加が不要で本制御を適用することが可能となる。また、精度高く重心位置を推定できるＸ方向及びＹ方向を仮設定し、その後、Ｚ方向成分を補正する手法により、簡単ではありながらも３次元での重心推定が可能となる。
【００４６】
(6) 前記回生制動制御手段は、基準重心位置は、車両生産時、基準体重のドライバが平坦路で搭乗し、且つ、積載物が無い状態での重心位置とするため、重心位置の基準を持ち、法規規定積載量を搭載した場合の重心変動範囲（特に上下方向）を推定することにより、簡単に回生量設定マップを設定することが可能となる。
【００４７】
(7) 回生制動を行わない左右後輪にて液圧制動力を発生するブレーキ液圧ユニット１９及び各ホイールシリンダ２２，２３を設け、前記回生制動制御手段は、前輪の回生制動量を制限するとき、この制限量に応じて後輪の液圧制動力を増加させ、且つ、回生制動量の最大制限量を、回生制動力と液圧制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定する回生協調制御を行うため、回生制動量の制限時に要求制動力を満足する総制動力を得ることができると共に、回生制動量の最大制限時には高い制動性能により安定した車両挙動で制動することができる。
【実施例２】
【００４８】
実施例２は、勾配走行時の回生制動制御の例である。なお、構成的には実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００４９】
次に、作用を説明する。
［勾配走行時の回生制動制御処理］
図１０は実施例２の統合コントローラ６にて実行される勾配走行時の回生制動制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（回生制動制御手段）。
【００５０】
ステップＳ２１では、各車輪荷重センサ２７，２８，２９，３０からの検出値を把握確認し、ステップＳ２２へ移行する。
【００５１】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１での輪荷重センサ検出値確認に続き、左前輪と右前輪と左後輪と右後輪との各輪荷重検出値のバランスにより重心位置を推定し、ステップＳ２３へ移行する（重心位置推定手段）。
【００５２】
ステップＳ２３では、ステップＳ２２での重心位置推定に続き、図１１に示す「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ（勾配走行時）」を参照し、旋回時回生量を設定する。
ここで、「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ」は、図１１に示すように、基準重心位置（横軸０位置）と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両前方側にΔＳずれるまでは、前輪側回生100％を維持し、車両前後方向偏差が車両前方側にΔＳ以上ずれると、ずれ量に応じて回生量を制限し、最大制限値は回生制動力と液圧制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定している。図７との差異は、エネルギー回収量を増加させることに注力した点である。勾配走行中は直進であり、旋回時のようにアンダーステア傾向を確実に回避するために制限側へ設定する必要性が低いことによる。なお、前記「基準重心位置」は、車両生産時、基準体重のドライバが平坦路で搭乗し、且つ、積載物が無い状態での重心位置とする。
【００５３】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３での勾配走行時回生量設定に続き、左前輪と右前輪と左後輪と右後輪との輪荷重センサ検出値総和と、図６に示す「車両上下方向重心位置推定マップ」とにより車両上下方向重心位置を推定し、基準重心位置に対する推定した車両上下方向重心位置の比をとり、その比によりステップＳ２３にて求められた回生量を補正し、ステップＳ２５へ移行する。
ここで、「車両上下方向重心位置推定マップ」は、図６に示すように、輪荷重センサ検出値総和が設定値TA（基準重心位置相当）までの領域では、推定される車両上下方向重心位置は基準重心位置まで徐々に低下し、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えて最大積載時の輪荷重センサ検出値総和となるまでは、基準重心位置からより大きな勾配にて下降する特性にて与えられる。これは、路面勾配により、車両上下方向の重心位置が変わってきた場合、制動によるノーズダイブ量への影響を加味する必要があることによる。
そして、基準重心位置に対する推定した車両上下方向重心位置の比とステップＳ２３にて求められた回生量とを乗じることにより、車両前後方向への重心変動に対する回生量を補正する。つまり、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAまでは推定した車両上下方向重心位置が基準重心位置から上側に大きいほど回生量の制限を強める。これは、車体重心が高くなった場合、制動時にノーズダイブ量が大きくなることによる。また、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えると回生量の制限を逆に緩和するようにしている。これは、車体重心が低くなれば、制動時にノーズダイブ量が低減されることによる。
【００５４】
ステップＳ２５では、ステップＳ２４での車両上下方向重心位置推定結果による回生量補正に続き、車両システム終了フローへ移行するか否かが判断され、YESの場合には終了へ移行し、NOの場合にはステップＳ２１へ戻る。すなわち、ドライバーが車両システムを遮断する（例えば、イグニッションOFF信号を検出）場合、本制御を終了させ、システム起動を継続するならばステップＳ２１へとフィードバックする。
【００５５】
［勾配走行時における回生制限作用］
勾配走行時には、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３へと進む流れとなり、ステップＳ２２での重心位置推定に基づき、ステップＳ２３では、図１１に示す「車両前後方向への重心変動に対する回生量設定マップ（勾配走行時）」を参照し、旋回時回生量が設定される。
【００５６】
例えば、左右前輪のみで回生制動（回生100％）を行う場合、重心位置が車両前方側にずれるほどステア特性がアンダーステア傾向を示すため、旋回時には基準重心位置と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両前方側にずれているほど回生量を制限し、回生制動力の前輪片寄りによるアンダーステア傾向を緩和するようにしている（図７）。しかし、勾配走行中は直進であり、旋回時のようにアンダーステア傾向を確実に回避するために制限側へ設定する必要性が低い。よって、基準重心位置と推定重心位置との車両前後方向偏差が車両前方側にΔＳずれるまでは、前輪側回生100％を維持している。これによって、旋回時に比べて回生量の制限を緩和することで、「必要以上の回生量制限することがなくなる」→「エネルギー回収効率向上」→「燃費向上」を実現している。
【００５７】
そして、積載重量により、車両上下方向の重心位置が変わってくるため、制動によるノーズダイブ量への影響を加味する必要がある。実施例２では、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２４へと進み、ステップＳ２３での勾配走行時回生量設定に続き、ステップＳ２４では、輪荷重センサ検出値総和と、図６に示す「車両上下方向重心位置推定マップ」とにより、車両上下方向の重心位置を推定し、基準重心位置に対して推定した車両上下方向重心位置の比により、ステップＳ２３にて求められた回生量を補正するようにしている。
【００５８】
つまり、本提案では、輪荷重センサ検出値総和（＝車両重量）から基準重心位置との差異を推定する。言い換えると、基準重心位置とメーカが申請する最大積載量を搭載時の車両重心位置（車両上下方向）との間を、輪荷重センサ検出値総和に基づき補正する、となる（図６参照）。
この図６の「車両上下方向重心位置推定マップ」にて、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAまでは、推定される車両上下方向重心位置は基準重心位置まで徐々に低下する特性で与えるのは（補正値>１）、車両上下方向偏差が上側に大きいほど制動時にノーズダイブ量が出やすくなることによる。しかし、輪荷重センサ検出値総和が設定値TAを超えて最大積載時の輪荷重センサ検出値総和となるまでは、基準重心位置から大きな勾配にて低下する特性にて与えるのは、重心が低くなれば、ノーズダイブ量が低減されることで車両挙動としては安定方向に移行することによる。
【００５９】
これにより、車両上下方向重心位置の変動によるノーズダイブ量の影響を考慮して適切に回生量を補正しながら、上下方向重心位置が基準重心位置より低くなる領域では回生量の制限緩和により、「重心が低くなればノーズダイブ量が低減される」→「必要以上の回生量制限することがなくなる」→「エネルギー回収効率向上」→「燃費向上」を実現している。
【００６０】
図１２は勾配走行時における勾配量・前後方向重心・上下方向重心・設定回生量の各特性を示すタームチャートである。このタイムチャートによると、路面の勾配量に応じて前後方向重心が変化し、途中での荷物減量に応じて上下方向重心が変化している。そして、前後方向重心により決められた設定回生量を上下方向重心により補正することで、最終的な設定回生量を得ている。なお、他の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００６１】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両の回生制動制御装置にあっては、実施例１の効果（但し、車両幅方向の重心変動による効果を除く）に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６２】
(8) 前記回生制動制御手段は、車両幅方向偏差が所定値以下で、車両前後方向偏差が発生しているとき、車両前後方向偏差が回生制動輪側に大きい場合の回生制動量の制限を旋回時に比べて緩和するため、勾配走行時には旋回時に比べ、エネルギー回収効率が向上し、その結果、燃費向上を実現することができる。
【００６３】
(9) 前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両上下方向偏差が上側に大きいほど回生制動量の制限を行うため、車体重心が高くなった場合、勾配走行時にノーズダイブ量が大きくなるが、これを考慮して回生量を設定することにより、上下方向の重心位置の変化にかかわらず、アンダーステアの発生を確実に回避することができる。
【００６４】
以上、本発明の車両の回生制動制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６５】
実施例１，２では、前輪駆動ベースの車両（ＦＦ車）への適用例を示したが、後輪駆動ベース車両（例えば、ＦＲ車）にも本発明の回生制動制御装置を適用することができる。このＦＲ車の場合、旋回時に後輪の回生量を制限することで、オーバステア傾向を抑制することができる。
【００６６】
実施例１，２では、回生制動制御手段として、各輪の車輪速センサ値により推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによるアンダーステア傾向やロール変化やノーズダイブを抑制する回生制動量の制限を行なう例を示したが、例えば、重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知は、荷物積載や乗員数により予め重心位置のずれが明かな場合、ドライバーの設定により行っても良い。また、重心位置ずれにより車両挙動特性変化する場合、車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行なうと共に、車両挙動特性変化を積極的に回避する制動力差によるヨーモーメント制御（ＶＤＣ制御）を採用するようにしても良い。要するに、回生制動制御手段は、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行うものであれば本発明に含まれる。
【００６７】
実施例１，２では、重心ずれに対する回生モードとして、図６，図７，図８，図１１に示すように、回生100％モードから理想配分モードまでを重心ずれ量の大きさに応じて無段階に変更させる例を示したが、例えば、回生100％モードと理想配分モードとを所定の重心ずれ量を境にして２段階にて切り替える例としても良いし、さらに、回生100％モードから理想配分モードまでを重心ずれ量の大きさに応じて複数段階に切り替えるようにしても良い。
【００６８】
実施例１，２では、機械制動手段として、ブレーキ油圧により油圧制動力を得る手段の例を示したが、電気モータ式ブレーキ（ＥＭＢ）等の回生制動力以外により機械制動力を得るものであっても含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
実施例１，２では、１つのエンジンと２つのモータジェネレータと動力分割機構を備えた前輪駆動のハイブリッド車への適用例を示したが、本発明の回生制動制御装置は、他のパワーユニット構造を備えた前輪駆動あるいは後輪駆動によるハイブリッド車や電気自動車や燃料電池車等、要するに、減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両であれば適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施例１の回生制動制御装置が適用されたハイブリッド車を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の回生制動制御装置が適用されたハイブリッド車における駆動力性能特性図と駆動力概念図である。
【図３】実施例１の回生制動制御装置が適用されたハイブリッド車における回生協調による制動力性能をあらわす対比特性図である。
【図４】実施例１の回生制動制御装置が適用されたハイブリッド車における各車両モードを示す共線図である。
【図５】実施例１の統合コントローラにて実行される旋回時の回生制動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施例１の車両上下方向重心位置推定マップを示す図である。
【図７】実施例１の車両前後方向への重心移動に対する回生量設定マップ（旋回時）を示す図である。
【図８】実施例１の車両幅方向への重心移動に対する回生量設定マップ（旋回時）を示す図である。
【図９】実施例１の車両旋回制動時における旋回量・勾配量・前後方向重心・幅方向重心・上下方向重心・設定回生量の各特性を示すタームチャートである。
【図１０】実施例２の統合コントローラにて実行される勾配走行時の回生制動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】実施例２の車両前後方向への重心移動に対する回生量設定マップ（勾配走行時）を示す図である。
【図１２】実施例２の勾配走行時における勾配量・前後方向重心・上下方向重心・設定回生量の各特性を示すタームチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ
MG2 第２モータジェネレータ
OS 出力スプロケット
TM 動力分割機構
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ パワーコントロールユニット
４ バッテリ
５ ブレーキコントローラ
６ 統合コントローラ
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ エンジン回転数センサ
１０ 第１モータジェネレータ回転数センサ
１１ 第２モータジェネレータ回転数センサ
１２ 前左車輪速センサ
１３ 前右車輪速センサ
１４ 後左車輪速センサ
１５ 後右車輪速センサ
１６ 操舵角センサ
１７ マスタシリンダ圧センサ
１８ ブレーキストロークセンサ
１９ ブレーキ液圧ユニット
２０ 前左車輪ホイールシリンダ
２１ 前右車輪ホイールシリンダ
２２ 後左車輪ホイールシリンダ
２３ 後右車輪ホイールシリンダ
２４，２５，２６ 双方向通信線
２７ 前左車輪荷重センサ（輪荷重検出手段）
２８ 前右車輪荷重センサ（輪荷重検出手段）
２９ 後左車輪荷重センサ（輪荷重検出手段）
３０ 後右車輪荷重センサ（輪荷重検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両において、
車両重心位置を推定する重心位置推定手段を設け、
前記回生制動制御手段は、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両前後方向偏差と、推定重心位置と基準重心位置の車両幅方向偏差とに分けて回生制動量の制限を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、車両前後方向偏差が回生制動輪側に大きいほど回生制動量を制限し、且つ、旋回方向とは逆方向の車両幅方向偏差が大きいほど回生制動量を制限することを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両上下方向偏差が上側に大きいほど回生制動量の制限を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、車両幅方向偏差が所定値以下で、車両前後方向偏差が発生しているとき、車両前後方向偏差が回生制動輪側に大きい場合の回生制動量の制限を旋回時に比べて緩和することを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両上下方向偏差が上側に大きいほど回生制動量の制限を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載された車両の回生制動制御装置において、
各車輪毎に設けられる輪荷重検出手段を設け、
前記重心位置推定手段は、４輪の輪荷重バランスにより車両前後方向（Ｘ方向）位置及び車両幅方向（Ｙ方向）位置を仮推定し、４輪の総輪荷重により車両上下方向（Ｚ方向）位置を推定し、推定した車両上下方向位置により前記仮推定した車両前後方向位置及び車両幅方向位置を補正することで、３次元での重心位置推定を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項８】
請求項２乃至７の何れか１項に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、基準重心位置は、車両生産時、基準体重のドライバが平坦路で搭乗し、且つ、積載物が無い状態での重心位置とすることを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載された車両の回生制動制御装置において、
前後輪のうち少なくとも回生制動を行わない他方の左右輪にて機械制動力を発生する機械制動手段を設け、
前記回生制動制御手段は、前後輪のうち一方の回生制動量を制限するとき、この制限量に応じて前後輪のうち他方の機械制動力を増加させ、且つ、回生制動量の最大制限量を、回生制動力と機械制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定する回生協調制御を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項１】
減速要求操作に基づき前後輪のうち一方の左右輪のみで回生制動を行う回生制動制御手段を備えた車両において、
車両重心位置を推定する重心位置推定手段を設け、
前記回生制動制御手段は、推定される重心位置が基準重心位置からずれている状況を検知したら、重心位置ずれによる車両挙動特性変化を抑制する回生制動量の制限を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両前後方向偏差と、推定重心位置と基準重心位置の車両幅方向偏差とに分けて回生制動量の制限を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、車両前後方向偏差が回生制動輪側に大きいほど回生制動量を制限し、且つ、旋回方向とは逆方向の車両幅方向偏差が大きいほど回生制動量を制限することを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両上下方向偏差が上側に大きいほど回生制動量の制限を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、車両幅方向偏差が所定値以下で、車両前後方向偏差が発生しているとき、車両前後方向偏差が回生制動輪側に大きい場合の回生制動量の制限を旋回時に比べて緩和することを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、推定重心位置と基準重心位置の車両上下方向偏差が上側に大きいほど回生制動量の制限を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載された車両の回生制動制御装置において、
各車輪毎に設けられる輪荷重検出手段を設け、
前記重心位置推定手段は、４輪の輪荷重バランスにより車両前後方向（Ｘ方向）位置及び車両幅方向（Ｙ方向）位置を仮推定し、４輪の総輪荷重により車両上下方向（Ｚ方向）位置を推定し、推定した車両上下方向位置により前記仮推定した車両前後方向位置及び車両幅方向位置を補正することで、３次元での重心位置推定を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項８】
請求項２乃至７の何れか１項に記載された車両の回生制動制御装置において、
前記回生制動制御手段は、基準重心位置は、車両生産時、基準体重のドライバが平坦路で搭乗し、且つ、積載物が無い状態での重心位置とすることを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載された車両の回生制動制御装置において、
前後輪のうち少なくとも回生制動を行わない他方の左右輪にて機械制動力を発生する機械制動手段を設け、
前記回生制動制御手段は、前後輪のうち一方の回生制動量を制限するとき、この制限量に応じて前後輪のうち他方の機械制動力を増加させ、且つ、回生制動量の最大制限量を、回生制動力と機械制動力による前後輪の制動力配分比が理想配分比となるように規定する回生協調制御を行うことを特徴とする車両の回生制動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２１１８１８（Ｐ２００６−２１１８１８Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０２３２（Ｐ２００５−２０２３２）
【出願日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]