車両制御装置
【課題】回生効率を向上できる車両制御装置を提供すること。
【解決手段】車両の運動エネルギーを作動流体の圧力に変換して出力する圧力回生装置と、車両の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置とを備え、車両における回生要求量が大きい場合（Ｓ４−Ｙ）は、回生要求量が小さい場合（Ｓ４−Ｎ）よりも圧力回生装置および電力回生装置のうち圧力回生装置によって車両の運動エネルギーを回生する割合を高める（Ｓ５）。
【解決手段】車両の運動エネルギーを作動流体の圧力に変換して出力する圧力回生装置と、車両の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置とを備え、車両における回生要求量が大きい場合（Ｓ４−Ｙ）は、回生要求量が小さい場合（Ｓ４−Ｎ）よりも圧力回生装置および電力回生装置のうち圧力回生装置によって車両の運動エネルギーを回生する割合を高める（Ｓ５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の回生装置を備える車両が提案されている。特許文献１には、駆動軸の回転によりコンプレッサを駆動して、燃料ガスをバッファタンクに蓄圧する蓄圧回生制御手段と、駆動軸の回転により回転電機を駆動して、発電された電気エネルギを蓄電装置に蓄電する蓄電回生制御手段とを備える燃料電池車両の制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３５１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の回生装置を備える場合の回生効率を向上できることが望まれている。例えば、車両の運動エネルギーを圧力に変換して出力する圧力回生装置と、車両の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置とを備える車両における回生効率を向上できることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、回生効率を向上できる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両制御装置は、車両の運動エネルギーを作動流体の圧力に変換して出力する圧力回生装置と、前記車両の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置とを備え、前記車両における回生要求量が大きい場合は、前記回生要求量が小さい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記圧力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高めることを特徴とする。
【０００７】
上記車両制御装置において、前記回生要求量が小さい場合は、前記回生要求量が大きい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記電力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高めることが好ましい。
【０００８】
上記車両制御装置において、前記電力回生装置によって変換された電力を蓄電装置を介することなく前記車両の電気負荷に対して直接供給できる場合であって、前記回生要求量が小さい場合は、前記回生要求量が大きい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記電力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高めることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる車両制御装置は、回生要求量が大きい場合は、回生要求量が小さい場合よりも圧力回生装置および電力回生装置のうち圧力回生装置によって車両の運動エネルギーを回生する割合を高める。よって、本発明にかかる車両制御装置によれば、回生効率を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態の回生制御の動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態にかかる車両の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、油圧回生システムおよび発電機の回生効率の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態にかかる車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１２】
（実施形態）
図１から図３を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、圧力回生装置と電力回生装置とを備えた車両の回生制御を行う車両制御装置に関する。図１は、実施形態の回生制御の動作を示すフローチャート、図２は、実施形態にかかる車両の概略構成を示す図である。
【００１３】
本実施形態の車両制御装置１−１は、電気・油圧の２つの回生、エネルギー蓄積手段を有する車両において、要求回生パワーが小さい場合であって、バッテリーの充電状態が閾値未満である場合や、現在の消費電力量が閾値を超える場合、通常時よりも電気による回生割合を増加させる。
【００１４】
これは、回生パワーが小さいときは油圧の効率が悪いため、電気による回生が効率上有利であること、および、発電した電力を一旦バッテリーに蓄えることなくリアルタイムで消費するようにすれば充放電に伴う損失を低減できることによる。
【００１５】
また、車両制御装置１−１は、要求回生パワーが大きい場合、油圧による回生割合を増加させる。これは、回生パワーが大きいときは油圧による回生が高効率であることによる。本実施形態によれば、要求回生パワーに応じて相対的に効率が高い方の回生装置による回生割合を高めることができ、回生効率を向上させることができる。
【００１６】
図２に示すように、ハイブリッド車両１００は、エンジン１、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２、油圧回生システム３、発電機４、バッテリー５およびＥＣＵ３０を備える。また、本実施形態の車両制御装置１−１は、油圧回生システム３、発電機４およびＥＣＵ３０を備える。
【００１７】
エンジン１は、ハイブリッド車両１００の動力源である。エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸の回転運動に変換して出力する。エンジン１の出力軸は、Ｔ／Ｍ２の入力軸と接続されている。Ｔ／Ｍ２は、例えば、自動変速機であり、エンジン１から入力される動力を変速して出力軸２ａから出力する。Ｔ／Ｍ２の出力軸２ａは、第一クラッチＣ１を介して第一ギアＧ１に接続されている。第一ギアＧ１は、第二クラッチＣ２を介してハイブリッド車両１００の駆動輪６と接続されている。
【００１８】
油圧回生システム３は、入力される動力を圧力に変換して蓄えることができると共に、蓄えた圧力を動力に変換して出力することができる。油圧回生システム３は、アキュームレータ３１、油圧ポンプモータ３２およびリザーブタンク３３を有する。
【００１９】
アキュームレータ３１は、作動流体を加圧状態で蓄える蓄圧装置である。本実施形態の油圧回生システム３における作動流体としては、例えば作動油を用いることができる。アキュームレータ３１は、高圧の作動油を蓄えることが可能な蓄圧容器であり、高圧油路３４を介して油圧ポンプモータ３２と接続されている。油圧ポンプモータ３２は、低圧油路３５を介してリザーブタンク３３と接続されている。リザーブタンク３３は、作動油を貯留する貯留タンクである。油圧ポンプモータ３２の回転軸３２ａは、第三クラッチＣ３を介して第二ギアＧ２と接続されている。
【００２０】
油圧ポンプモータ３２は、油圧ポンプとしての機能を有すると共に、油圧モータとしての機能も有している。具体的には、油圧ポンプモータ３２は、油圧ポンプとして機能する場合、第三クラッチＣ３を介して回転軸３２ａに入力される動力によって駆動されることにより、低圧油路３５を介してリザーブタンク３３の作動油を吸引し、吸引した作動油を加圧して高圧油路３４に吐出する。高圧油路３４に吐出された作動油は、アキュームレータ３１に蓄圧される。油圧ポンプモータ３２は、ハイブリッド車両１００の走行時に駆動輪６から伝達される動力を圧力に変換して出力することができる。つまり、油圧ポンプモータ３２は、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを作動流体の圧力に変換して出力する圧力回生装置として機能する。
【００２１】
また、油圧ポンプモータ３２は、油圧モータとして機能する場合、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧によって駆動されることにより、圧力エネルギーを動力に変換して回転軸３２ａに出力する。油圧回生システム３は、圧力エネルギーから変換した動力を駆動輪６に出力してハイブリッド車両１００を走行させる動力源として機能することができる。油圧ポンプモータ３２を駆動した作動油は、低圧油路３５を介してリザーブタンク３３に流入する。
【００２２】
油圧ポンプモータ３２は、油圧モータとして出力する動力の大きさ、および油圧ポンプとして機能するときの負荷の大きさを可変に制御することができる。油圧ポンプモータ３２は、例えば、斜板ポンプや斜軸ポンプ等の可変容量式のポンプモータとすることができる。油圧ポンプモータ３２は、例えば、容量０から最大容量まで無段階にポンプ容量／モータ容量を制御できるものとすることができる。
【００２３】
発電機４は、入力される機械的なエネルギーを電力に変換して出力することができる。発電機４の回転軸４ａは、第四クラッチＣ４を介して第三ギアＧ３と接続されている。発電機４は、ハイブリッド車両１００の走行時に駆動輪６から第四クラッチＣ４を介して回転軸４ａに入力される動力により駆動されて発電することができる。つまり、発電機４は、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置として機能する。発電機４は、バッテリー５と接続されており、バッテリー５と電力を授受することができる。バッテリー５は、充放電可能な蓄電装置である。バッテリー５は、ハイブリッド車両１００の電気負荷７と接続されており、電気負荷７のそれぞれに対して電力を供給することができる。バッテリー５に接続されている電気負荷７は、例えば、エアコン、ライト、電動パワーステアリング装置、スタータ等を含む補機類である。
【００２４】
第一ギアＧ１と第二ギアＧ２とは常時噛み合っており、相互に動力を伝達することができる。第二ギアＧ２と第三ギアＧ３とは常時噛み合っており、相互に動力を伝達することができる。従って、第一ギアＧ１と第三ギアＧ３とは第二ギアＧ２を介して相互に動力を伝達することができる。
【００２５】
ＥＣＵ３０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の走行制御を行う走行制御装置としての機能を有している。また、本実施形態のＥＣＵ３０は、回生制御を行う回生制御装置としての機能を有している。ＥＣＵ３０には、エンジン１、Ｔ／Ｍ２、アキュームレータ３１、油圧ポンプモータ３２、発電機４、バッテリー５および各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が接続されている。エンジン１、Ｔ／Ｍ２、油圧ポンプモータ３２、発電機４および各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、ＥＣＵ３０によって制御される。
【００２６】
バッテリー５には、バッテリー５の充放電状態や電圧等を検出するセンサが接続されている。ＥＣＵ３０は、このセンサによる検出結果に基づいて、バッテリー５の充電状態ＳＯＣを取得することができる。充電状態ＳＯＣは、バッテリー５の充電量を示すものである。アキュームレータ３１には、アキュームレータ３１内の圧力を検出する圧力センサが設けられている。ＥＣＵ３０は、圧力センサによる検出結果に基づいて、アキュームレータ３１内の油圧を取得することができる。
【００２７】
各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、それぞれ開放状態と係合状態とに切替え可能である。各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、油圧等によって開放状態と係合状態とを切り替えるアクチュエータをそれぞれ有している。これらのアクチュエータがＥＣＵ３０から出力される指令に応じて作動することにより、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の状態が制御される。なお、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、半係合状態に制御することも可能であり、更に、半係合状態における動力の伝達度合いを制御することも可能である。
【００２８】
ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００においてエンジン走行および油圧走行を選択的に実行させることができる。ここで、エンジン走行とは、少なくともエンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる走行モードである。油圧走行とは、エンジン１の動力によらずに、油圧回生システム３が出力する動力によってハイブリッド車両１００を走行させる走行モードである。
【００２９】
ＥＣＵ３０は、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、駆動輪６に伝達するべき要求トルクあるいは要求駆動力を算出し、その算出結果に基づいて、エンジン１、油圧回生システム３、およびクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を制御する。エンジン走行においてエンジン１のトルクを駆動輪６に伝達する際には、第一クラッチＣ１および第二クラッチＣ２が係合状態とされる。また、エンジン走行において、ＥＣＵ３０は、シフトポジションや走行状態に応じてＴ／Ｍ２の変速比を制御する。
【００３０】
ＥＣＵ３０は、エンジン走行において、油圧回生システム３が出力する動力を駆動輪６に伝達することができる。油圧回生システム３は、ハイブリッド車両１００の加速時等にエンジン１のトルクが不足する場合に、これをアシストすることができる。油圧回生システム３が動力を出力する場合、ＥＣＵ３０は、第三クラッチＣ３を係合状態とすると共に、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧によって油圧ポンプモータ３２を駆動する。アキュームレータ３１内の加圧された作動油は、油圧ポンプモータ３２に供給され、油圧ポンプモータ３２を駆動して回転軸３２ａを回転させる。つまり、油圧ポンプモータ３２において、油圧エネルギーが回転軸３２ａの回転動作に変換される。回転軸３２ａに出力された動力は、第三クラッチＣ３、第二ギアＧ２、第一ギアＧ１、および第二クラッチＣ２を介して駆動輪６に伝達される。
【００３１】
油圧回生システム３は、大きなパワーを出力する場合に有利である。これは、油圧式はバッテリーを使用する電気式と比較して高いパワー密度を確保可能であることによる。大きなパワーを得ようとする場合、ハイブリッドシステムの大型化につながるが、油圧式は、電気式と比較してシステムの大型化を抑制しつつパワーアップを図ることが可能である。このため、油圧回生システム３は、例えば、大型車両に搭載される場合のハイブリッドシステムのコンパクト化において有利である。
【００３２】
エンジン走行時において、発電機４に発電を行わせ、発生した電力をバッテリー５に充電することができる。発電機４に発電を行わせる場合、ＥＣＵ３０は、第四クラッチＣ４を係合状態とする。これにより、発電機４は、エンジン１から第一ギアＧ１、第二ギアＧ２、第三ギアＧ３および第四クラッチＣ４を介して伝達される動力によって駆動されて発電することができる。
【００３３】
ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００を油圧走行させる場合、第一クラッチＣ１を開放状態とし、かつ第二クラッチＣ２および第三クラッチＣ３を係合状態とする。また、ＥＣＵ３０は、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧によって油圧ポンプモータ３２を駆動し、油圧ポンプモータ３２に動力を出力させる。油圧走行時に発電機４に発電を行わせる場合、ＥＣＵ３０は、第四クラッチＣ４を係合状態とする。
【００３４】
ＥＣＵ３０は、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧や、走行状態等に基づいて、エンジン走行あるいは油圧走行のいずれの走行モードでハイブリッド車両１００を走行させるかを決定する。ＥＣＵ３０は、例えば、高負荷の走行時には、油圧回生システム３が出力する動力を利用してハイブリッド車両１００を走行させる。このときに、エンジン１の動力を用いるか否かは、例えば、エンジン１の運転効率に基づいて決定するようにしてもよい。すなわち、車速や要求トルク等に基づいて、エンジン１が効率良く運転できる走行状態であればエンジン走行モードを選択し、エンジン１が効率良く運転できない走行状態であれば油圧走行モードを選択することが可能である。ＥＣＵ３０は、例えば、ハイブリッド車両１００の発進時に油圧走行を行わせるようにしてもよい。また、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧が十分でない場合には、エンジン走行を優先させるようにしてもよい。
【００３５】
油圧回生システム３は、入力される動力や出力する動力が大きい場合は、入出力される動力が小さい場合よりも効率良く作動することができる。油圧回生システム３に動力が入出力するときには、フリクションロスなどの損失が発生するが、この損失による効率の低下は、入出力する動力が小さい場合に大きくなる。このため、油圧回生システム３は、油圧回生システム３に大きな動力を出力させることができる場合に走行用の動力源として用いられることが好ましい。
【００３６】
ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の減速時に回生制御を行うことができる。回生制御では、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを電力や油圧エネルギーに変換して利用・蓄積する。油圧ポンプモータ３２では、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを油圧エネルギーに変換して出力し、アキュームレータ３１に蓄圧することができる。ＥＣＵ３０は、油圧ポンプモータ３２のポンプ容量を調節することにより、油圧ポンプモータ３２のポンプ負荷、すなわち油圧回生システム３によって発生させる回生パワーを制御することができる。
【００３７】
また、発電機４では、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを電力に変換して出力することができる。発電機４が出力する電力は、バッテリー５に充電することや、ハイブリッド車両１００の補機に供給することができる。ＥＣＵ３０は、発電機４における発電量を調節することにより、発電機４の発電負荷、すなわち発電機４によって発生させる回生パワーを制御することができる。
【００３８】
ＥＣＵ３０は、回生制御において、油圧ポンプモータ３２によってハイブリッド車両１００の運動エネルギーを回生する割合と、発電機４によって運動エネルギーを回生する割合とを調節することにより、回生制御の効率を向上させることができる。具体的には、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００における回生要求量が大きい場合は、回生要求量が小さい場合よりも油圧ポンプモータ３２によってハイブリッド車両１００の運動エネルギーを回生する割合を高める。これにより、回生要求量が大きく、油圧ポンプモータ３２において効率良く運動エネルギーを油圧に変換できる場面において積極的に油圧ポンプモータ３２による回生を行うことができる。
【００３９】
図３は、油圧回生システム３および発電機４の回生効率の一例を示す図である。図３において、横軸はトルク、縦軸は回生効率を示す。実線は油圧回生システム３の回生効率、破線は発電機４の回生効率を示している。
【００４０】
図３からわかるように、油圧回生システム３は、低トルクの領域、すなわち回生パワーが小さな領域では、回生効率が低下し、かつトルクが小さくなるほど回生効率が低下する。一方、発電機４の回生効率は、低トルクの領域であっても油圧回生システム３の回生効率ほどには低下しない。例えば、ＴＱ１よりも低トルクの領域では、油圧回生システム３の回生効率は、発電機４の回生効率よりも低く、かつトルクが小さくなるほど油圧回生システム３の回生効率と発電機４の回生効率との乖離が大きくなる。
【００４１】
また、高トルクの領域では、油圧回生システム３の回生効率が高く、かつトルクが大きくなるほど回生効率が高くなる。発電機４の回生効率は、高トルクの領域において油圧回生システム３の回生効率ほどには上昇しない。例えば、本実施形態では、ＴＱ２よりも高トルクの領域において、油圧回生システム３の回生効率が発電機４の回生効率を上回り、かつトルクが大きくなるほど油圧回生システム３の回生効率と発電機４の回生効率との乖離が大きくなる。
【００４２】
ＥＣＵ３０は、回生要求量が小さい場合、回生要求量が大きい場合よりも発電機４によってハイブリッド車両１００の運動エネルギーを回生する割合を高める。つまり、小さな回生要求パワーに対しては発電機４によって優先的に回生させる。これにより、回生エネルギーが小さく、相対的に発電機４の回生効率が高い場面では発電機４に積極的に回生を行わせることで、回生制御における効率を向上させることができる。また、ＥＣＵ３０は、回生要求量が小さく、かつ電気負荷７における消費電力量が閾値を超える場合に発電機４による回生割合を高める。これにより、発電機４によって発電した電力を一旦バッテリー５に蓄えることなく直接電気負荷７に供給することができる。電気負荷７に対して直接電力を供給することにより充放電に伴う損失を抑制できるため、ハイブリッド車両１００におけるエネルギー効率を高めることが可能となる。
【００４３】
図１を参照して、本実施形態の回生制御について説明する。図１に示す制御フローは、回生要求がある場合に実行される。ＥＣＵ３０は、例えば、アクセルオフされている場合など、ハイブリッド車両１００の減速時に回生要求有りと判定してもよく、制動要求が検出されているときに回生要求有りと判定してもよい。制動要求は、運転者による制動操作に基づくものであっても、ＥＣＵ３０等によって実行される走行制御に基づくものであってもよい。例えば、先行車に追従して走行する追従制御によって減速度が要求されている場合に回生要求有りと判定されることができる。
【００４４】
まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ３０により、要求回生パワーが第１閾値Ａ未満であるか否かが判定される。要求回生パワーとは、回生によって回収する単位時間あたりの運動エネルギーの目標である。要求回生パワーは、例えば、要求減速度や要求制動トルクに基づいて算出される。要求減速度は、例えば、運転者による制動操作、例えばブレーキペダルのペダルストロークや踏力等に基づいて決定される。この要求減速度に応じたパワーがそのまま要求回生パワーとされてもよく、また、車両の走行状態に応じた所定の減速度と要求減速度との差分に応じたパワーが要求回生パワーとされてもよい。なお、制動要求が検出されていない場合は、ハイブリッド車両１００の実際の減速度と上記所定の減速度との差分に応じたパワーが要求回生パワーとされてもよい。
【００４５】
ステップＳ１の第１閾値Ａは、油圧回生システム３による回生効率が低下する回生パワーの領域であるか否かを判定するものである。この第１閾値Ａは、例えば、油圧回生システム３における回生パワーと回生効率との関係に基づいて定められる。一例として、第１閾値Ａは、図３のトルクＴＱ１に対応する回生パワー、すなわち油圧回生システム３の回生効率が発電機４の回生効率以下となる回生パワーの領域の上限値に設定することができる。なお、第１閾値Ａの定め方は、これには限定されない。第１閾値Ａは、例えば、油圧回生システム３の回生効率が一定以下となる回生パワーの値とされてもよい。
【００４６】
ステップＳ１の判定の結果、要求回生パワーが第１閾値Ａ未満であると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ４に進む。
【００４７】
ステップＳ２では、ＥＣＵ３０により、バッテリー充電量が閾値Ｃ未満であるか否かが判定される。閾値Ｃは、例えば、適正なバッテリー充電量よりも低い充電量である。ＥＣＵ３０は、バッテリー充電量が所定の制御範囲内の値となるようにバッテリー５の充電制御を行っている。閾値Ｃは、例えば、制御範囲の下限のバッテリー充電量である。ＥＣＵ３０は、バッテリー５の充電状態ＳＯＣと閾値Ｃとに基づいてステップＳ２の判定を行う。その判定の結果、バッテリー充電量が閾値Ｃ未満であると判定された場合（ステップＳ２−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ２−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００４８】
ステップＳ３では、ＥＣＵ３０は、電気による回生割合を増加させる。ステップＳ２で肯定判定がなされてステップＳ３に進んだ場合、ＥＣＵ３０は、バッテリー充電量が閾値Ｃ以上である場合よりも発電機４による回生割合を高める。ここで、発電機４による回生割合は、発電機４による回生と油圧回生システム３による回生とによって要求回生パワーを実現するときの発電機４による回生パワーの割合である。つまり、ステップＳ３では、バッテリー充電量が適正範囲内である場合に定められる発電量よりも発電機４の発電量を増加させる。発電機４による回生割合を増加させるときは、ＥＣＵ３０は、発電機４の発電負荷を増加させ、油圧ポンプモータ３２のポンプ負荷を減少させる。
【００４９】
ＥＣＵ３０は、例えば、要求回生パワーが小さいほど発電機４によって回生する割合を高めるようにしてもよい。また、発電機４の回生効率に対して油圧回生システム３の回生効率が低くなるほど発電機４によって回生する割合を高めるようにしてもよい。例えば、要求回生パワーが最小である場合に要求回生パワーの全てを発電機４の回生発電によって発生させるようにしてもよい。
【００５０】
あるいは、ＥＣＵ３０は、発電機４による回生割合を増加させる場合、常に要求回生パワーの全てを発電機４の回生発電によって発生させることも可能である。また、ステップＳ３において、ＥＣＵ３０は、バッテリー充電量が小さいほど発電機４による回生割合を高めるようにしてもよい。ステップＳ３が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５１】
ステップＳ４では、ＥＣＵ３０により、要求回生パワーが第２閾値Ｂ以上であるか否かが判定される。第２閾値Ｂは、油圧回生システム３によってハイブリッド車両１００の運動エネルギーを回生する割合を高めるか否かを判定するものである。一例として、第２閾値Ｂは、図３のトルクＴＱ２に対応する回生パワー、すなわち油圧回生システム３の回生効率が発電機４の回生効率以上となる回生パワーの領域の下限値に設定することができる。なお、第２閾値Ｂの定め方は、これには限定されない。第２閾値Ｂは、例えば、油圧回生システム３の回生効率が一定以上となる回生パワーの値とされてもよい。
【００５２】
ステップＳ４の判定の結果、要求回生パワーが第２閾値Ｂ以上であると判定された場合（ステップＳ４−Ｙ）にはステップＳ５に進み、そうでない場合（ステップＳ４−Ｎ）にはステップＳ７に進む。
【００５３】
ステップＳ５では、ＥＣＵ３０は、油圧による回生割合を増加させる。ここで、油圧回生システム３による回生割合は、発電機４による回生と油圧回生システム３による回生とによって要求回生パワーを実現するときの油圧回生システム３による回生パワーの割合である。ＥＣＵ３０は、要求回生パワーが第２閾値Ｂ未満である場合よりも油圧回生システム３による回生割合を高める。油圧回生システム３による回生割合を高めるときは、ＥＣＵ３０は、油圧ポンプモータ３２のポンプ負荷を増加させ、発電機４の発電負荷を減少させる。
【００５４】
ＥＣＵ３０は、例えば、要求回生パワーが大きいほど油圧回生システム３によって回生する割合を高めるようにしてもよい。また、発電機４の回生効率に対して油圧回生システム３の回生効率が高くなるほど油圧回生システム３による回生割合を高めるようにしてもよい。例えば、要求回生パワーが一定以上である場合に要求回生パワーの全てを油圧回生システム３によって発生させるようにしてもよい。あるいは、ＥＣＵ３０は、油圧回生システム３による回生割合を増加させる場合、常に要求回生パワーの全てを油圧回生システム３によって発生させるようにしてもよい。ステップＳ５が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５５】
ステップＳ６では、ＥＣＵ３０により、現在の消費電力が閾値Ｄ以上であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、バッテリー５に接続された電気負荷７の現在の消費電力が、予め定められた閾値Ｄ以上であるか否かを判定する。この閾値Ｄは、例えば、エンジン１が有するオルタネータの定格出力等に基づいて定められる。バッテリー５に接続された電気負荷７は、オルタネータとも接続されており、バッテリー５から電力の供給を受けることも、オルタネータから直接電力の供給を受けることも可能である。また、電気負荷７は、発電機４から直接電力の供給を受けることも可能である。
【００５６】
オルタネータの発電量が電気負荷７の消費電力以上である場合、各電気負荷７はオルタネータから電力を供給されて作動する。また、オルタネータの発電量が電気負荷７の消費電力を下回る場合、各電気負荷７は、オルタネータからの電力に加えて、バッテリー５から電力の供給を受けて作動する。閾値Ｄは、例えば、電気負荷７の消費電力がオルタネータの発電量を上回り、バッテリー５から電力の供給を受けることとなる値とされる。電気負荷７の消費電力がオルタネータの発電量を上回る状況は、発電機４によって変換された電力をバッテリー５を介することなく電気負荷７に対して直接供給できる場合に相当する。ステップＳ６の判定の結果、現在の消費電力が閾値Ｄ以上であると判定された場合（ステップＳ６−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ６−Ｎ）にはステップＳ７に進む。
【００５７】
ステップＳ６で肯定判定がなされてステップＳ３に進んだ場合、ＥＣＵ３０は、現在の消費電力が閾値Ｄ未満である場合よりも発電機４による回生割合を高める。ＥＣＵ３０は、例えば、要求回生パワーが小さいほど発電機４による回生割合を高めるようにしてもよい。また、発電機４の回生効率に対して油圧回生システム３の回生効率が低くなるほど発電機４による回生割合を高めるようにしてもよい。あるいは、ＥＣＵ３０は、発電機４による回生割合を増加させる場合、常に要求回生パワーの全てを発電機４の回生発電によって発生させることも可能である。また、ステップＳ３において、ＥＣＵ３０は、電気負荷７の消費電力が大きいほど発電機４による回生割合を高めるようにしてもよい。発電機４による回生割合を高めて、発電機４で発電された電力を一旦蓄電することなく直接電気負荷７に供給することにより、ハイブリッド車両１００におけるエネルギー利用効率を高めることが可能となる。
【００５８】
ステップＳ７では、ＥＣＵ３０により、通常制御がなされる。ここで、回生制御における通常制御とは、例えば、（１）要求回生パワーが第１閾値Ａ未満（Ｓ１−Ｙ）であって、バッテリー充電量が大きく不足しておらず（Ｓ２−Ｎ）、かつ電気負荷７の消費電力が過大でない（Ｓ６−Ｎ）ときや、（２）要求回生パワーが第１閾値Ａ以上（Ｓ１−Ｎ）第２閾値Ｂ未満（Ｓ４−Ｎ）であるときになされる回生制御である。通常制御では、油圧回生システム３および発電機４の個別要求に応じて回生量や回生割合が定められる。
【００５９】
例えば、通常制御では、バッテリー５の充電が必要な場合に充電に必要とされるだけ発電機４に発電を行わせ、発電機４に発電を行わせた状態で回生量に余裕があれば油圧回生システム３による回生を行う。この場合、発電機４における発電量の要求値は、バッテリー５の充電状態ＳＯＣに応じて可変とされても、一律の値とされてもよい。ＥＣＵ３０は、発電量の要求値を実現するように発電機４によって発電を行わせる。また、ＥＣＵ３０は、要求回生パワーと発電機４の発電量とに基づいて油圧回生システム３による回生パワーを決定する。ＥＣＵ３０は、発電機４による回生パワーだけでは要求回生パワーに達しない場合に油圧回生システム３による回生を実行する。ステップＳ７が実行されると、本制御フローは終了する。
【００６０】
本実施形態の車両制御装置１−１は、ハイブリッド車両１００における要求回生パワー（回生要求量）が大きい場合には、要求回生パワーが小さい場合よりも油圧回生システム３および発電機４のうち油圧回生システム３によってハイブリッド車両１００の運動エネルギーを回生する割合を高める。これにより、油圧回生システム３を高効率の動作点で作動させてハイブリッド車両１００の運動エネルギーを油圧エネルギーとして蓄えることができる。
【００６１】
また、車両制御装置１−１は、要求回生パワーが小さい場合には、要求回生パワーが大きい場合よりも油圧回生システム３および発電機４のうち発電機４によって運動エネルギーを回生する割合を高める。これにより、相対的に高効率で回生を行うことができる発電機４による回生の割合を高めて、回生効率を向上させることができる。よって、本実施形態の車両制御装置１−１によれば、回生効率を向上させてハイブリッド車両１００の燃費を向上させることができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、要求回生パワーが第１閾値Ａ未満であるか否かに基づいて発電機４の回生割合を高めるか否かが決定されたが、これには限定されない。例えば、要求回生パワーが第１閾値Ａ未満であるか否かにかかわらず、要求回生パワーが小さい場合に要求回生パワーが大きい場合よりも発電機４の回生割合を高めるように、段階的にもしくは連続的に回生割合を変化させるようにしてもよい。
【００６３】
本実施形態では、要求回生パワーが第２閾値Ｂ以上であるか否かに基づいて油圧回生システム３による回生割合を高めるか否かが決定されたが、これには限定されない。例えば、要求回生パワーが第２閾値Ｂ以上であるか否かにかかわらず、要求回生パワーが大きい場合に要求回生パワーが小さい場合よりも油圧回生システム３の回生割合を高めるように、段階的にもしくは連続的に回生割合を変化させるようにしてもよい。
【００６４】
本実施形態では、現在の消費電力が閾値Ｄ以上であるか否かに基づいて発電機４による回生割合を増加させるか否かが決定されたが、これには限定されない。例えば、オルタネータが発電する電力と電気負荷７の消費電力との比較結果に基づいて発電機４による回生割合を高めるようにしてもよい。また、バッテリー５の放電量に基づいて発電機４による回生割合を高めるか否かが決定されてもよい。
【００６５】
なお、本実施形態では、発電機４のジェネレータとしての機能について説明したが、発電機４は、モータとしてハイブリッド車両１００の動力源として機能することが可能である。発電機４は、バッテリー５から供給される電力によって駆動されて回転軸４ａに動力を出力することができる。すなわち、発電機４は、油圧回生システム３と同様にエンジン走行においてエンジン１をアシストしたり、ＥＶ走行モードで発電機４単独でハイブリッド車両１００を走行させたりすることができる。また、発電機４の出力する動力と油圧回生システム３の出力する動力とによってハイブリッド車両１００を走行させることも可能である。
【００６６】
なお、ハイブリッド車両１００は、エンジン１を搭載しないものであってもよい。例えば、ハイブリッド車両１００は、油圧回生システム３と発電機４の２つを動力源として走行するものであってもよい。
【００６７】
上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、本発明にかかる車両制御装置は、回生効率の向上に有用であり、特に、圧力回生装置と電力回生装置とを備える車両における回生効率の向上に適している。
【符号の説明】
【００６９】
１−１ 車両制御装置
１ エンジン
３ 油圧回生システム
４ 発電機
５ バッテリー
７ 電気負荷
３０ ＥＣＵ
３１ アキュームレータ
３２ 油圧ポンプモータ
１００ ハイブリッド車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の回生装置を備える車両が提案されている。特許文献１には、駆動軸の回転によりコンプレッサを駆動して、燃料ガスをバッファタンクに蓄圧する蓄圧回生制御手段と、駆動軸の回転により回転電機を駆動して、発電された電気エネルギを蓄電装置に蓄電する蓄電回生制御手段とを備える燃料電池車両の制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３５１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の回生装置を備える場合の回生効率を向上できることが望まれている。例えば、車両の運動エネルギーを圧力に変換して出力する圧力回生装置と、車両の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置とを備える車両における回生効率を向上できることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、回生効率を向上できる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両制御装置は、車両の運動エネルギーを作動流体の圧力に変換して出力する圧力回生装置と、前記車両の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置とを備え、前記車両における回生要求量が大きい場合は、前記回生要求量が小さい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記圧力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高めることを特徴とする。
【０００７】
上記車両制御装置において、前記回生要求量が小さい場合は、前記回生要求量が大きい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記電力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高めることが好ましい。
【０００８】
上記車両制御装置において、前記電力回生装置によって変換された電力を蓄電装置を介することなく前記車両の電気負荷に対して直接供給できる場合であって、前記回生要求量が小さい場合は、前記回生要求量が大きい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記電力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高めることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる車両制御装置は、回生要求量が大きい場合は、回生要求量が小さい場合よりも圧力回生装置および電力回生装置のうち圧力回生装置によって車両の運動エネルギーを回生する割合を高める。よって、本発明にかかる車両制御装置によれば、回生効率を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態の回生制御の動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態にかかる車両の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、油圧回生システムおよび発電機の回生効率の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態にかかる車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１２】
（実施形態）
図１から図３を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、圧力回生装置と電力回生装置とを備えた車両の回生制御を行う車両制御装置に関する。図１は、実施形態の回生制御の動作を示すフローチャート、図２は、実施形態にかかる車両の概略構成を示す図である。
【００１３】
本実施形態の車両制御装置１−１は、電気・油圧の２つの回生、エネルギー蓄積手段を有する車両において、要求回生パワーが小さい場合であって、バッテリーの充電状態が閾値未満である場合や、現在の消費電力量が閾値を超える場合、通常時よりも電気による回生割合を増加させる。
【００１４】
これは、回生パワーが小さいときは油圧の効率が悪いため、電気による回生が効率上有利であること、および、発電した電力を一旦バッテリーに蓄えることなくリアルタイムで消費するようにすれば充放電に伴う損失を低減できることによる。
【００１５】
また、車両制御装置１−１は、要求回生パワーが大きい場合、油圧による回生割合を増加させる。これは、回生パワーが大きいときは油圧による回生が高効率であることによる。本実施形態によれば、要求回生パワーに応じて相対的に効率が高い方の回生装置による回生割合を高めることができ、回生効率を向上させることができる。
【００１６】
図２に示すように、ハイブリッド車両１００は、エンジン１、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２、油圧回生システム３、発電機４、バッテリー５およびＥＣＵ３０を備える。また、本実施形態の車両制御装置１−１は、油圧回生システム３、発電機４およびＥＣＵ３０を備える。
【００１７】
エンジン１は、ハイブリッド車両１００の動力源である。エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸の回転運動に変換して出力する。エンジン１の出力軸は、Ｔ／Ｍ２の入力軸と接続されている。Ｔ／Ｍ２は、例えば、自動変速機であり、エンジン１から入力される動力を変速して出力軸２ａから出力する。Ｔ／Ｍ２の出力軸２ａは、第一クラッチＣ１を介して第一ギアＧ１に接続されている。第一ギアＧ１は、第二クラッチＣ２を介してハイブリッド車両１００の駆動輪６と接続されている。
【００１８】
油圧回生システム３は、入力される動力を圧力に変換して蓄えることができると共に、蓄えた圧力を動力に変換して出力することができる。油圧回生システム３は、アキュームレータ３１、油圧ポンプモータ３２およびリザーブタンク３３を有する。
【００１９】
アキュームレータ３１は、作動流体を加圧状態で蓄える蓄圧装置である。本実施形態の油圧回生システム３における作動流体としては、例えば作動油を用いることができる。アキュームレータ３１は、高圧の作動油を蓄えることが可能な蓄圧容器であり、高圧油路３４を介して油圧ポンプモータ３２と接続されている。油圧ポンプモータ３２は、低圧油路３５を介してリザーブタンク３３と接続されている。リザーブタンク３３は、作動油を貯留する貯留タンクである。油圧ポンプモータ３２の回転軸３２ａは、第三クラッチＣ３を介して第二ギアＧ２と接続されている。
【００２０】
油圧ポンプモータ３２は、油圧ポンプとしての機能を有すると共に、油圧モータとしての機能も有している。具体的には、油圧ポンプモータ３２は、油圧ポンプとして機能する場合、第三クラッチＣ３を介して回転軸３２ａに入力される動力によって駆動されることにより、低圧油路３５を介してリザーブタンク３３の作動油を吸引し、吸引した作動油を加圧して高圧油路３４に吐出する。高圧油路３４に吐出された作動油は、アキュームレータ３１に蓄圧される。油圧ポンプモータ３２は、ハイブリッド車両１００の走行時に駆動輪６から伝達される動力を圧力に変換して出力することができる。つまり、油圧ポンプモータ３２は、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを作動流体の圧力に変換して出力する圧力回生装置として機能する。
【００２１】
また、油圧ポンプモータ３２は、油圧モータとして機能する場合、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧によって駆動されることにより、圧力エネルギーを動力に変換して回転軸３２ａに出力する。油圧回生システム３は、圧力エネルギーから変換した動力を駆動輪６に出力してハイブリッド車両１００を走行させる動力源として機能することができる。油圧ポンプモータ３２を駆動した作動油は、低圧油路３５を介してリザーブタンク３３に流入する。
【００２２】
油圧ポンプモータ３２は、油圧モータとして出力する動力の大きさ、および油圧ポンプとして機能するときの負荷の大きさを可変に制御することができる。油圧ポンプモータ３２は、例えば、斜板ポンプや斜軸ポンプ等の可変容量式のポンプモータとすることができる。油圧ポンプモータ３２は、例えば、容量０から最大容量まで無段階にポンプ容量／モータ容量を制御できるものとすることができる。
【００２３】
発電機４は、入力される機械的なエネルギーを電力に変換して出力することができる。発電機４の回転軸４ａは、第四クラッチＣ４を介して第三ギアＧ３と接続されている。発電機４は、ハイブリッド車両１００の走行時に駆動輪６から第四クラッチＣ４を介して回転軸４ａに入力される動力により駆動されて発電することができる。つまり、発電機４は、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置として機能する。発電機４は、バッテリー５と接続されており、バッテリー５と電力を授受することができる。バッテリー５は、充放電可能な蓄電装置である。バッテリー５は、ハイブリッド車両１００の電気負荷７と接続されており、電気負荷７のそれぞれに対して電力を供給することができる。バッテリー５に接続されている電気負荷７は、例えば、エアコン、ライト、電動パワーステアリング装置、スタータ等を含む補機類である。
【００２４】
第一ギアＧ１と第二ギアＧ２とは常時噛み合っており、相互に動力を伝達することができる。第二ギアＧ２と第三ギアＧ３とは常時噛み合っており、相互に動力を伝達することができる。従って、第一ギアＧ１と第三ギアＧ３とは第二ギアＧ２を介して相互に動力を伝達することができる。
【００２５】
ＥＣＵ３０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の走行制御を行う走行制御装置としての機能を有している。また、本実施形態のＥＣＵ３０は、回生制御を行う回生制御装置としての機能を有している。ＥＣＵ３０には、エンジン１、Ｔ／Ｍ２、アキュームレータ３１、油圧ポンプモータ３２、発電機４、バッテリー５および各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が接続されている。エンジン１、Ｔ／Ｍ２、油圧ポンプモータ３２、発電機４および各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、ＥＣＵ３０によって制御される。
【００２６】
バッテリー５には、バッテリー５の充放電状態や電圧等を検出するセンサが接続されている。ＥＣＵ３０は、このセンサによる検出結果に基づいて、バッテリー５の充電状態ＳＯＣを取得することができる。充電状態ＳＯＣは、バッテリー５の充電量を示すものである。アキュームレータ３１には、アキュームレータ３１内の圧力を検出する圧力センサが設けられている。ＥＣＵ３０は、圧力センサによる検出結果に基づいて、アキュームレータ３１内の油圧を取得することができる。
【００２７】
各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、それぞれ開放状態と係合状態とに切替え可能である。各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、油圧等によって開放状態と係合状態とを切り替えるアクチュエータをそれぞれ有している。これらのアクチュエータがＥＣＵ３０から出力される指令に応じて作動することにより、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の状態が制御される。なお、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、半係合状態に制御することも可能であり、更に、半係合状態における動力の伝達度合いを制御することも可能である。
【００２８】
ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００においてエンジン走行および油圧走行を選択的に実行させることができる。ここで、エンジン走行とは、少なくともエンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる走行モードである。油圧走行とは、エンジン１の動力によらずに、油圧回生システム３が出力する動力によってハイブリッド車両１００を走行させる走行モードである。
【００２９】
ＥＣＵ３０は、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、駆動輪６に伝達するべき要求トルクあるいは要求駆動力を算出し、その算出結果に基づいて、エンジン１、油圧回生システム３、およびクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を制御する。エンジン走行においてエンジン１のトルクを駆動輪６に伝達する際には、第一クラッチＣ１および第二クラッチＣ２が係合状態とされる。また、エンジン走行において、ＥＣＵ３０は、シフトポジションや走行状態に応じてＴ／Ｍ２の変速比を制御する。
【００３０】
ＥＣＵ３０は、エンジン走行において、油圧回生システム３が出力する動力を駆動輪６に伝達することができる。油圧回生システム３は、ハイブリッド車両１００の加速時等にエンジン１のトルクが不足する場合に、これをアシストすることができる。油圧回生システム３が動力を出力する場合、ＥＣＵ３０は、第三クラッチＣ３を係合状態とすると共に、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧によって油圧ポンプモータ３２を駆動する。アキュームレータ３１内の加圧された作動油は、油圧ポンプモータ３２に供給され、油圧ポンプモータ３２を駆動して回転軸３２ａを回転させる。つまり、油圧ポンプモータ３２において、油圧エネルギーが回転軸３２ａの回転動作に変換される。回転軸３２ａに出力された動力は、第三クラッチＣ３、第二ギアＧ２、第一ギアＧ１、および第二クラッチＣ２を介して駆動輪６に伝達される。
【００３１】
油圧回生システム３は、大きなパワーを出力する場合に有利である。これは、油圧式はバッテリーを使用する電気式と比較して高いパワー密度を確保可能であることによる。大きなパワーを得ようとする場合、ハイブリッドシステムの大型化につながるが、油圧式は、電気式と比較してシステムの大型化を抑制しつつパワーアップを図ることが可能である。このため、油圧回生システム３は、例えば、大型車両に搭載される場合のハイブリッドシステムのコンパクト化において有利である。
【００３２】
エンジン走行時において、発電機４に発電を行わせ、発生した電力をバッテリー５に充電することができる。発電機４に発電を行わせる場合、ＥＣＵ３０は、第四クラッチＣ４を係合状態とする。これにより、発電機４は、エンジン１から第一ギアＧ１、第二ギアＧ２、第三ギアＧ３および第四クラッチＣ４を介して伝達される動力によって駆動されて発電することができる。
【００３３】
ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００を油圧走行させる場合、第一クラッチＣ１を開放状態とし、かつ第二クラッチＣ２および第三クラッチＣ３を係合状態とする。また、ＥＣＵ３０は、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧によって油圧ポンプモータ３２を駆動し、油圧ポンプモータ３２に動力を出力させる。油圧走行時に発電機４に発電を行わせる場合、ＥＣＵ３０は、第四クラッチＣ４を係合状態とする。
【００３４】
ＥＣＵ３０は、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧や、走行状態等に基づいて、エンジン走行あるいは油圧走行のいずれの走行モードでハイブリッド車両１００を走行させるかを決定する。ＥＣＵ３０は、例えば、高負荷の走行時には、油圧回生システム３が出力する動力を利用してハイブリッド車両１００を走行させる。このときに、エンジン１の動力を用いるか否かは、例えば、エンジン１の運転効率に基づいて決定するようにしてもよい。すなわち、車速や要求トルク等に基づいて、エンジン１が効率良く運転できる走行状態であればエンジン走行モードを選択し、エンジン１が効率良く運転できない走行状態であれば油圧走行モードを選択することが可能である。ＥＣＵ３０は、例えば、ハイブリッド車両１００の発進時に油圧走行を行わせるようにしてもよい。また、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧が十分でない場合には、エンジン走行を優先させるようにしてもよい。
【００３５】
油圧回生システム３は、入力される動力や出力する動力が大きい場合は、入出力される動力が小さい場合よりも効率良く作動することができる。油圧回生システム３に動力が入出力するときには、フリクションロスなどの損失が発生するが、この損失による効率の低下は、入出力する動力が小さい場合に大きくなる。このため、油圧回生システム３は、油圧回生システム３に大きな動力を出力させることができる場合に走行用の動力源として用いられることが好ましい。
【００３６】
ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の減速時に回生制御を行うことができる。回生制御では、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを電力や油圧エネルギーに変換して利用・蓄積する。油圧ポンプモータ３２では、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを油圧エネルギーに変換して出力し、アキュームレータ３１に蓄圧することができる。ＥＣＵ３０は、油圧ポンプモータ３２のポンプ容量を調節することにより、油圧ポンプモータ３２のポンプ負荷、すなわち油圧回生システム３によって発生させる回生パワーを制御することができる。
【００３７】
また、発電機４では、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを電力に変換して出力することができる。発電機４が出力する電力は、バッテリー５に充電することや、ハイブリッド車両１００の補機に供給することができる。ＥＣＵ３０は、発電機４における発電量を調節することにより、発電機４の発電負荷、すなわち発電機４によって発生させる回生パワーを制御することができる。
【００３８】
ＥＣＵ３０は、回生制御において、油圧ポンプモータ３２によってハイブリッド車両１００の運動エネルギーを回生する割合と、発電機４によって運動エネルギーを回生する割合とを調節することにより、回生制御の効率を向上させることができる。具体的には、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００における回生要求量が大きい場合は、回生要求量が小さい場合よりも油圧ポンプモータ３２によってハイブリッド車両１００の運動エネルギーを回生する割合を高める。これにより、回生要求量が大きく、油圧ポンプモータ３２において効率良く運動エネルギーを油圧に変換できる場面において積極的に油圧ポンプモータ３２による回生を行うことができる。
【００３９】
図３は、油圧回生システム３および発電機４の回生効率の一例を示す図である。図３において、横軸はトルク、縦軸は回生効率を示す。実線は油圧回生システム３の回生効率、破線は発電機４の回生効率を示している。
【００４０】
図３からわかるように、油圧回生システム３は、低トルクの領域、すなわち回生パワーが小さな領域では、回生効率が低下し、かつトルクが小さくなるほど回生効率が低下する。一方、発電機４の回生効率は、低トルクの領域であっても油圧回生システム３の回生効率ほどには低下しない。例えば、ＴＱ１よりも低トルクの領域では、油圧回生システム３の回生効率は、発電機４の回生効率よりも低く、かつトルクが小さくなるほど油圧回生システム３の回生効率と発電機４の回生効率との乖離が大きくなる。
【００４１】
また、高トルクの領域では、油圧回生システム３の回生効率が高く、かつトルクが大きくなるほど回生効率が高くなる。発電機４の回生効率は、高トルクの領域において油圧回生システム３の回生効率ほどには上昇しない。例えば、本実施形態では、ＴＱ２よりも高トルクの領域において、油圧回生システム３の回生効率が発電機４の回生効率を上回り、かつトルクが大きくなるほど油圧回生システム３の回生効率と発電機４の回生効率との乖離が大きくなる。
【００４２】
ＥＣＵ３０は、回生要求量が小さい場合、回生要求量が大きい場合よりも発電機４によってハイブリッド車両１００の運動エネルギーを回生する割合を高める。つまり、小さな回生要求パワーに対しては発電機４によって優先的に回生させる。これにより、回生エネルギーが小さく、相対的に発電機４の回生効率が高い場面では発電機４に積極的に回生を行わせることで、回生制御における効率を向上させることができる。また、ＥＣＵ３０は、回生要求量が小さく、かつ電気負荷７における消費電力量が閾値を超える場合に発電機４による回生割合を高める。これにより、発電機４によって発電した電力を一旦バッテリー５に蓄えることなく直接電気負荷７に供給することができる。電気負荷７に対して直接電力を供給することにより充放電に伴う損失を抑制できるため、ハイブリッド車両１００におけるエネルギー効率を高めることが可能となる。
【００４３】
図１を参照して、本実施形態の回生制御について説明する。図１に示す制御フローは、回生要求がある場合に実行される。ＥＣＵ３０は、例えば、アクセルオフされている場合など、ハイブリッド車両１００の減速時に回生要求有りと判定してもよく、制動要求が検出されているときに回生要求有りと判定してもよい。制動要求は、運転者による制動操作に基づくものであっても、ＥＣＵ３０等によって実行される走行制御に基づくものであってもよい。例えば、先行車に追従して走行する追従制御によって減速度が要求されている場合に回生要求有りと判定されることができる。
【００４４】
まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ３０により、要求回生パワーが第１閾値Ａ未満であるか否かが判定される。要求回生パワーとは、回生によって回収する単位時間あたりの運動エネルギーの目標である。要求回生パワーは、例えば、要求減速度や要求制動トルクに基づいて算出される。要求減速度は、例えば、運転者による制動操作、例えばブレーキペダルのペダルストロークや踏力等に基づいて決定される。この要求減速度に応じたパワーがそのまま要求回生パワーとされてもよく、また、車両の走行状態に応じた所定の減速度と要求減速度との差分に応じたパワーが要求回生パワーとされてもよい。なお、制動要求が検出されていない場合は、ハイブリッド車両１００の実際の減速度と上記所定の減速度との差分に応じたパワーが要求回生パワーとされてもよい。
【００４５】
ステップＳ１の第１閾値Ａは、油圧回生システム３による回生効率が低下する回生パワーの領域であるか否かを判定するものである。この第１閾値Ａは、例えば、油圧回生システム３における回生パワーと回生効率との関係に基づいて定められる。一例として、第１閾値Ａは、図３のトルクＴＱ１に対応する回生パワー、すなわち油圧回生システム３の回生効率が発電機４の回生効率以下となる回生パワーの領域の上限値に設定することができる。なお、第１閾値Ａの定め方は、これには限定されない。第１閾値Ａは、例えば、油圧回生システム３の回生効率が一定以下となる回生パワーの値とされてもよい。
【００４６】
ステップＳ１の判定の結果、要求回生パワーが第１閾値Ａ未満であると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ４に進む。
【００４７】
ステップＳ２では、ＥＣＵ３０により、バッテリー充電量が閾値Ｃ未満であるか否かが判定される。閾値Ｃは、例えば、適正なバッテリー充電量よりも低い充電量である。ＥＣＵ３０は、バッテリー充電量が所定の制御範囲内の値となるようにバッテリー５の充電制御を行っている。閾値Ｃは、例えば、制御範囲の下限のバッテリー充電量である。ＥＣＵ３０は、バッテリー５の充電状態ＳＯＣと閾値Ｃとに基づいてステップＳ２の判定を行う。その判定の結果、バッテリー充電量が閾値Ｃ未満であると判定された場合（ステップＳ２−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ２−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００４８】
ステップＳ３では、ＥＣＵ３０は、電気による回生割合を増加させる。ステップＳ２で肯定判定がなされてステップＳ３に進んだ場合、ＥＣＵ３０は、バッテリー充電量が閾値Ｃ以上である場合よりも発電機４による回生割合を高める。ここで、発電機４による回生割合は、発電機４による回生と油圧回生システム３による回生とによって要求回生パワーを実現するときの発電機４による回生パワーの割合である。つまり、ステップＳ３では、バッテリー充電量が適正範囲内である場合に定められる発電量よりも発電機４の発電量を増加させる。発電機４による回生割合を増加させるときは、ＥＣＵ３０は、発電機４の発電負荷を増加させ、油圧ポンプモータ３２のポンプ負荷を減少させる。
【００４９】
ＥＣＵ３０は、例えば、要求回生パワーが小さいほど発電機４によって回生する割合を高めるようにしてもよい。また、発電機４の回生効率に対して油圧回生システム３の回生効率が低くなるほど発電機４によって回生する割合を高めるようにしてもよい。例えば、要求回生パワーが最小である場合に要求回生パワーの全てを発電機４の回生発電によって発生させるようにしてもよい。
【００５０】
あるいは、ＥＣＵ３０は、発電機４による回生割合を増加させる場合、常に要求回生パワーの全てを発電機４の回生発電によって発生させることも可能である。また、ステップＳ３において、ＥＣＵ３０は、バッテリー充電量が小さいほど発電機４による回生割合を高めるようにしてもよい。ステップＳ３が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５１】
ステップＳ４では、ＥＣＵ３０により、要求回生パワーが第２閾値Ｂ以上であるか否かが判定される。第２閾値Ｂは、油圧回生システム３によってハイブリッド車両１００の運動エネルギーを回生する割合を高めるか否かを判定するものである。一例として、第２閾値Ｂは、図３のトルクＴＱ２に対応する回生パワー、すなわち油圧回生システム３の回生効率が発電機４の回生効率以上となる回生パワーの領域の下限値に設定することができる。なお、第２閾値Ｂの定め方は、これには限定されない。第２閾値Ｂは、例えば、油圧回生システム３の回生効率が一定以上となる回生パワーの値とされてもよい。
【００５２】
ステップＳ４の判定の結果、要求回生パワーが第２閾値Ｂ以上であると判定された場合（ステップＳ４−Ｙ）にはステップＳ５に進み、そうでない場合（ステップＳ４−Ｎ）にはステップＳ７に進む。
【００５３】
ステップＳ５では、ＥＣＵ３０は、油圧による回生割合を増加させる。ここで、油圧回生システム３による回生割合は、発電機４による回生と油圧回生システム３による回生とによって要求回生パワーを実現するときの油圧回生システム３による回生パワーの割合である。ＥＣＵ３０は、要求回生パワーが第２閾値Ｂ未満である場合よりも油圧回生システム３による回生割合を高める。油圧回生システム３による回生割合を高めるときは、ＥＣＵ３０は、油圧ポンプモータ３２のポンプ負荷を増加させ、発電機４の発電負荷を減少させる。
【００５４】
ＥＣＵ３０は、例えば、要求回生パワーが大きいほど油圧回生システム３によって回生する割合を高めるようにしてもよい。また、発電機４の回生効率に対して油圧回生システム３の回生効率が高くなるほど油圧回生システム３による回生割合を高めるようにしてもよい。例えば、要求回生パワーが一定以上である場合に要求回生パワーの全てを油圧回生システム３によって発生させるようにしてもよい。あるいは、ＥＣＵ３０は、油圧回生システム３による回生割合を増加させる場合、常に要求回生パワーの全てを油圧回生システム３によって発生させるようにしてもよい。ステップＳ５が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５５】
ステップＳ６では、ＥＣＵ３０により、現在の消費電力が閾値Ｄ以上であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、バッテリー５に接続された電気負荷７の現在の消費電力が、予め定められた閾値Ｄ以上であるか否かを判定する。この閾値Ｄは、例えば、エンジン１が有するオルタネータの定格出力等に基づいて定められる。バッテリー５に接続された電気負荷７は、オルタネータとも接続されており、バッテリー５から電力の供給を受けることも、オルタネータから直接電力の供給を受けることも可能である。また、電気負荷７は、発電機４から直接電力の供給を受けることも可能である。
【００５６】
オルタネータの発電量が電気負荷７の消費電力以上である場合、各電気負荷７はオルタネータから電力を供給されて作動する。また、オルタネータの発電量が電気負荷７の消費電力を下回る場合、各電気負荷７は、オルタネータからの電力に加えて、バッテリー５から電力の供給を受けて作動する。閾値Ｄは、例えば、電気負荷７の消費電力がオルタネータの発電量を上回り、バッテリー５から電力の供給を受けることとなる値とされる。電気負荷７の消費電力がオルタネータの発電量を上回る状況は、発電機４によって変換された電力をバッテリー５を介することなく電気負荷７に対して直接供給できる場合に相当する。ステップＳ６の判定の結果、現在の消費電力が閾値Ｄ以上であると判定された場合（ステップＳ６−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ６−Ｎ）にはステップＳ７に進む。
【００５７】
ステップＳ６で肯定判定がなされてステップＳ３に進んだ場合、ＥＣＵ３０は、現在の消費電力が閾値Ｄ未満である場合よりも発電機４による回生割合を高める。ＥＣＵ３０は、例えば、要求回生パワーが小さいほど発電機４による回生割合を高めるようにしてもよい。また、発電機４の回生効率に対して油圧回生システム３の回生効率が低くなるほど発電機４による回生割合を高めるようにしてもよい。あるいは、ＥＣＵ３０は、発電機４による回生割合を増加させる場合、常に要求回生パワーの全てを発電機４の回生発電によって発生させることも可能である。また、ステップＳ３において、ＥＣＵ３０は、電気負荷７の消費電力が大きいほど発電機４による回生割合を高めるようにしてもよい。発電機４による回生割合を高めて、発電機４で発電された電力を一旦蓄電することなく直接電気負荷７に供給することにより、ハイブリッド車両１００におけるエネルギー利用効率を高めることが可能となる。
【００５８】
ステップＳ７では、ＥＣＵ３０により、通常制御がなされる。ここで、回生制御における通常制御とは、例えば、（１）要求回生パワーが第１閾値Ａ未満（Ｓ１−Ｙ）であって、バッテリー充電量が大きく不足しておらず（Ｓ２−Ｎ）、かつ電気負荷７の消費電力が過大でない（Ｓ６−Ｎ）ときや、（２）要求回生パワーが第１閾値Ａ以上（Ｓ１−Ｎ）第２閾値Ｂ未満（Ｓ４−Ｎ）であるときになされる回生制御である。通常制御では、油圧回生システム３および発電機４の個別要求に応じて回生量や回生割合が定められる。
【００５９】
例えば、通常制御では、バッテリー５の充電が必要な場合に充電に必要とされるだけ発電機４に発電を行わせ、発電機４に発電を行わせた状態で回生量に余裕があれば油圧回生システム３による回生を行う。この場合、発電機４における発電量の要求値は、バッテリー５の充電状態ＳＯＣに応じて可変とされても、一律の値とされてもよい。ＥＣＵ３０は、発電量の要求値を実現するように発電機４によって発電を行わせる。また、ＥＣＵ３０は、要求回生パワーと発電機４の発電量とに基づいて油圧回生システム３による回生パワーを決定する。ＥＣＵ３０は、発電機４による回生パワーだけでは要求回生パワーに達しない場合に油圧回生システム３による回生を実行する。ステップＳ７が実行されると、本制御フローは終了する。
【００６０】
本実施形態の車両制御装置１−１は、ハイブリッド車両１００における要求回生パワー（回生要求量）が大きい場合には、要求回生パワーが小さい場合よりも油圧回生システム３および発電機４のうち油圧回生システム３によってハイブリッド車両１００の運動エネルギーを回生する割合を高める。これにより、油圧回生システム３を高効率の動作点で作動させてハイブリッド車両１００の運動エネルギーを油圧エネルギーとして蓄えることができる。
【００６１】
また、車両制御装置１−１は、要求回生パワーが小さい場合には、要求回生パワーが大きい場合よりも油圧回生システム３および発電機４のうち発電機４によって運動エネルギーを回生する割合を高める。これにより、相対的に高効率で回生を行うことができる発電機４による回生の割合を高めて、回生効率を向上させることができる。よって、本実施形態の車両制御装置１−１によれば、回生効率を向上させてハイブリッド車両１００の燃費を向上させることができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、要求回生パワーが第１閾値Ａ未満であるか否かに基づいて発電機４の回生割合を高めるか否かが決定されたが、これには限定されない。例えば、要求回生パワーが第１閾値Ａ未満であるか否かにかかわらず、要求回生パワーが小さい場合に要求回生パワーが大きい場合よりも発電機４の回生割合を高めるように、段階的にもしくは連続的に回生割合を変化させるようにしてもよい。
【００６３】
本実施形態では、要求回生パワーが第２閾値Ｂ以上であるか否かに基づいて油圧回生システム３による回生割合を高めるか否かが決定されたが、これには限定されない。例えば、要求回生パワーが第２閾値Ｂ以上であるか否かにかかわらず、要求回生パワーが大きい場合に要求回生パワーが小さい場合よりも油圧回生システム３の回生割合を高めるように、段階的にもしくは連続的に回生割合を変化させるようにしてもよい。
【００６４】
本実施形態では、現在の消費電力が閾値Ｄ以上であるか否かに基づいて発電機４による回生割合を増加させるか否かが決定されたが、これには限定されない。例えば、オルタネータが発電する電力と電気負荷７の消費電力との比較結果に基づいて発電機４による回生割合を高めるようにしてもよい。また、バッテリー５の放電量に基づいて発電機４による回生割合を高めるか否かが決定されてもよい。
【００６５】
なお、本実施形態では、発電機４のジェネレータとしての機能について説明したが、発電機４は、モータとしてハイブリッド車両１００の動力源として機能することが可能である。発電機４は、バッテリー５から供給される電力によって駆動されて回転軸４ａに動力を出力することができる。すなわち、発電機４は、油圧回生システム３と同様にエンジン走行においてエンジン１をアシストしたり、ＥＶ走行モードで発電機４単独でハイブリッド車両１００を走行させたりすることができる。また、発電機４の出力する動力と油圧回生システム３の出力する動力とによってハイブリッド車両１００を走行させることも可能である。
【００６６】
なお、ハイブリッド車両１００は、エンジン１を搭載しないものであってもよい。例えば、ハイブリッド車両１００は、油圧回生システム３と発電機４の２つを動力源として走行するものであってもよい。
【００６７】
上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、本発明にかかる車両制御装置は、回生効率の向上に有用であり、特に、圧力回生装置と電力回生装置とを備える車両における回生効率の向上に適している。
【符号の説明】
【００６９】
１−１ 車両制御装置
１ エンジン
３ 油圧回生システム
４ 発電機
５ バッテリー
７ 電気負荷
３０ ＥＣＵ
３１ アキュームレータ
３２ 油圧ポンプモータ
１００ ハイブリッド車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運動エネルギーを作動流体の圧力に変換して出力する圧力回生装置と、
前記車両の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置とを備え、
前記車両における回生要求量が大きい場合は、前記回生要求量が小さい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記圧力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高める
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記回生要求量が小さい場合は、前記回生要求量が大きい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記電力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高める
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記電力回生装置によって変換された電力を蓄電装置を介することなく前記車両の電気負荷に対して直接供給できる場合であって、前記回生要求量が小さい場合は、前記回生要求量が大きい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記電力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高める
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項１】
車両の運動エネルギーを作動流体の圧力に変換して出力する圧力回生装置と、
前記車両の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置とを備え、
前記車両における回生要求量が大きい場合は、前記回生要求量が小さい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記圧力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高める
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記回生要求量が小さい場合は、前記回生要求量が大きい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記電力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高める
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記電力回生装置によって変換された電力を蓄電装置を介することなく前記車両の電気負荷に対して直接供給できる場合であって、前記回生要求量が小さい場合は、前記回生要求量が大きい場合よりも前記圧力回生装置および前記電力回生装置のうち前記電力回生装置によって前記車両の運動エネルギーを回生する割合を高める
請求項１に記載の車両制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１０６６８３（Ｐ２０１２−１０６６８３Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５８２９０（Ｐ２０１０−２５８２９０）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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