回生制動装置

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【発明の名称】	回生制動装置
【発明者】	【氏名】浜井九五【氏名】谷内理
【要約】	【課題】車両において、既存のパワートレーンを利用可能であるとともに既存の生産ラインを利用可能であり、かつ、運転者に違和感を与えることなく燃費の向上を図ることができる回生制動装置を提供すること。【解決手段】エンジンの出力軸と変速装置の入力軸との間に介在され、前記エンジンの出力軸及び前記変速装置の入力軸との間でトルク伝達を行う回転要素に対してトルクを授受可能に設けられ、発電機及び電動機として機能する発電電動機ａと、制動時にブレーキの油圧を少なくとも減圧する回生バルブｄと、減速時のエンジン負荷を切り換える負荷切換手段と、減速時に前記エンジンと前記発電電動機ａと前記回生バルブｄと前記負荷切換手段に対して制御信号を出力して発電電動機ａにより回生を行う回生制御を行うエネルギマネジメント制御コントロールユニットｃと、を備えていることとした。

【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンの出力軸と変速装置の入力軸との間に介在され、前記エンジンの出力軸及び前記変速装置の入力軸との間でトルク伝達を行う回転要素に対してトルクを授受可能に設けられ、発電機及び電動機として機能する発電電動機と、制動時にブレーキの油圧を少なくとも減圧する回生バルブと、減速時のエンジン負荷を切り換える負荷切換手段と、減速時に前記エンジンと前記発電電動機と前記回生バルブと前記負荷切換手段に対して制御信号を出力して発電電動機により回生を行う回生制御を行うエネルギマネジメント制御コントロールユニットと、を備えていることを特徴とする回生制動装置。
【請求項２】請求項１に記載の回生制動装置において、前記負荷切換手段として前記エンジンに可変動弁機構を設け、前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットを、回生制御時に所定条件で可変動弁機構により弁停止させたときのエネルギの損失防止分のエネルギであるポンプ損失エネルギを演算し、バッテリの過充電限界と現在の電位との差に基づく回生可能量を演算し、さらに、この回生可能量から前記ポンプ損失エネルギを差し引いた差分を求め、差分が正のときは、この差分に相当する制動エネルギ分のブレーキ油圧を前記回生バルブよりリークさせるよう構成したことを特徴とする回生制動装置。
【請求項３】請求項１に記載の回生制動装置において、前記負荷切換手段として前記エンジンと前記発電電動機の間にクラッチを設け、前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットを、回生制御時に、所定条件で前記クラッチの接続を解除し、このときのエンジンブレーキ分の制動エネルギを演算し、バッテリの過充電限界と現在の電位との差に基づく回生可能量を演算し、さらに、この回生可能量から前記エンジンブレーキ分の制動エネルギを差し引いた差分を求め、差分が正のときは、この差分に相当する制動エネルギ分のブレーキ油圧を前記回生バルブよりリークさせるよう構成したことを特徴とする回生制動装置。
【請求項４】請求項１に記載の回生制動装置において、前記負荷切換手段として前記可変動弁機構と前記クラッチの両方を設け、前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットを、回生制御時に、所定条件で前記クラッチの接続を解除又は前記可変動弁機構による弁停止を行い、前記エンジンブレーキ分の制動エネルギ又は前記エンジンブレーキ分の制動エネルギから前記ポンプ損失エネルギを差し引いた機械フリクションエネルギ又はポンプ損失エネルギを演算し、前記回生可能量から前記エンジンブレーキ分のエネルギ又は機械フリクションエネルギ又はポンプ損失エネルギもしくはこれらの組み合わせを差し引いた差分を求め、差分が正のときは、この差分に相当する制動エネルギ分のブレーキ油圧を前記回生バルブよりリークさせるよう構成したことを特徴とする回生制動装置。
【請求項５】請求項３又は４に記載の回生制動装置において、前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットを、前記クラッチの接続を解除した際、前記エンジンを停止する制御を行うよう構成したことを特徴とする回生制動装置。
【請求項６】請求項３ないし５に記載の回生制動装置において、エンジンの吸気系に負圧経路を介して接続されて吸気負圧により作動するアクチュエータを設け、前記負圧経路に真空ポンプとバキュームタンクの少なくとも一方を設けたことを特徴とする回生制動装置。
【請求項７】請求項１ないし６に記載の回生制動装置において、前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットを、回生制御の実行中に再度ブレーキ踏力が発生したときは、この回生制御を中止するよう構成したことを特徴とする回生制動装置。
【請求項８】請求項３ないし７に記載の回生制動装置において、前記クラッチとしてロックアップ状態を形成可能に設けられたロックアップクラッチ付きトルクコンバータのロックアップクラッチを用いたことを特徴とする回生制動装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンと変速機との間に介在され、発電機及び電動機として機能する発電電動機を有した発電電動ユニットを備えた車両における、燃費向上ための回生制動対応ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車において環境および有限資源に対する考慮から燃費の向上が望まれている。この燃費向上を図る技術の１つとして、エンジンの駆動力伝達系に発電電動機を設け、例えば、走行エネルギを電力として取り出す回生を行ったり、電動機の出力トルクによりエンジントルクをアシストするなどする技術が提案されている。
【０００３】このような従来技術として、例えば、特開平７－１２３５０９号公報記載の技術や、特開平１０－２２５０５８号公報記載の技術が知られている。前者の従来技術は、エンジンの出力軸とトルクを授受可能に発電電動機が設けられており、バッテリ残量に余裕がある場合には、発電電動機をモータとして機能させてエンジンの駆動力をアシストし、また、制動時には、発電電動機を発電機として機能させてバッテリ容量を超えない範囲で走行エネルギを電力として回生するものである。これにより、従来のパワートレーンを用いながら燃費の向上を図ることができる。
【０００４】後者の従来技術は、いわゆるハイブリッドカーと呼ばれる技術であって、これはエンジンとクラッチモータとアシストモータとを備え、これらの駆動を制御することにより、走行エネルギの発生、走行中の発電、制動時の回生を効率よく行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の従来技術にあっては、以下に述べるような解決すべき課題を有していた。すなわち、特開平７－１２３５０９号公報記載の従来技術にあっては、ブレーキ踏量に応じて回生量を算出し発電させているものの、発電電動機とエンジンが直結されており、発電電動機に発電動作を行わせる際には、減速時においてはエンジンブレーキ及びブレーキによる制動力に上乗せする形で回生制動力を得ているため、運転者に違和感を与えてしまうという問題があった。上記のような従来技術の問題に対して、特開平１０－２２５０５８号公報記載の従来技術は、エンジンとクラッチモータとアシストモータの運転を制御することにより、モータ駆動による走行およびエンジンアシスト・回生・発電を効率よく行うことができる。しかしながら、この従来技術は、既存のエンジンと変速装置とを有したパワートレーンとは全く異なる構成であって、既存のパワートレーンを利用したり、既存の生産ラインを利用するすることができないため、非常に高価になってしまうという問題を有している。さらに、近年のハイテク化により車両に搭載される電装部品が急激に増加しているため少しでも効率よく発電及び回生を行う必要がある。
【０００６】本発明は上述の従来の問題点に着目してなされたもので、既存のパワートレーンを利用可能であるとともに既存の生産ラインを利用可能であり、かつ、運転者に違和感を与えることなく燃費の向上を図ることができる回生制動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するため、請求項１に記載の回生制動装置では、図１のクレーム対応図に示すように、エンジンの出力軸と変速装置の入力軸との間に介在され、前記エンジンの出力軸及び前記変速装置の入力軸との間でトルク伝達を行う回転要素に対してトルクを授受可能に設けられ、発電機及び電動機として機能する発電電動機ａと、制動時にブレーキの油圧を少なくとも減圧する回生バルブｄと、減速時のエンジン負荷を切り換える負荷切換手段と、減速時に前記エンジンと前記発電電動機ａと前記回生バルブｄと前記負荷切換手段に対して制御信号を出力して発電電動機ａにより回生を行う回生制御を行うエネルギマネジメント制御コントロールユニットｃと、を備えていることとした。これにより、減速時に前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットｃにおいて、運転者の要求制動力及び回生可能な制動エネルギを演算し、その回生可能なエネルギに相当するエネルギを前記負荷切換手段及びブレーキ油圧の回生バルブｄからのリークにより減少させ、その分の制動力を発電電動機ａにより発生させることで、運転者に違和感を与えることなく発電電動機ａにより制動エネルギを回生することができる。
【０００８】請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の回生制動装置において、前記負荷切換手段として前記エンジンに可変動弁機構ｅを設け、前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットｃを、回生制御時に所定条件で可変動弁機構ｅにより弁停止させたときのエネルギの損失防止分のエネルギであるポンプ損失エネルギを演算し、バッテリの過充電限界と現在の電位との差に基づく回生可能量を演算し、さらに、この回生可能量から前記ポンプ損失エネルギを差し引いた差分を求め、差分が正のときは、この差分に相当する制動エネルギ分のブレーキ油圧を前記回生バルブｄよりリークさせるよう構成していることとした。これにより、エンジンと変速装置とが直結されている場合でも、可変動弁機構ｅにより弁停止させ、前記エンジンのシリンダ内の空気を密閉することで気体の流入流出に伴う移動エネルギの損失を防止し、これにより負荷切換手段としてエンジンのエネルギ損失を抑えた分だけエンジン側の負荷を落として、この負荷を落とした分だけ回生することにより、違和感なく回生を行うことができる。すなわち、従来、エンジンと変速装置とが直結された状態では、回生作動を行うと、通常のエンジンブレーキ相当の制動力に加えて回生分の制動力が発生するため、制動力が増して違和感を感じる。しかしながら、この請求項２の発明では、エンジンと変速装置とが直結された状態において、エンジンのエネルギ損失を抑えてエンジンブレーキ分の制動力を低下させ、この低下分を回生するからトータルの制動力はエンジンブレーキ分となって違和感が生じない。また、基本的には負荷切換手段により回生を行うが、回生可能量と前記ポンプ損失エネルギとの差分を求めることにより、回生可能量に余裕があれば、その差分を回生バルブｄによるブレーキ油圧のリークによりブレーキの制動力を減少させ、発電電動機ａによってさらに回生することが可能となり、効率よく回生を行うことができる。
【０００９】請求項３に記載の発明においては、請求項１に記載の回生制動装置において、前記負荷切換手段として前記エンジンと前記発電電動機ａの間にクラッチｂを設け、前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットｃを、回生制御時に、所定条件で前記クラッチｂの接続を解除し、このときのエンジンブレーキ分の制動エネルギを演算し、バッテリの過充電限界と現在の電位との差に基づく回生可能量を演算し、さらに、この回生可能量から前記エンジンブレーキ分の制動エネルギを差し引いた差分を求め、差分が正のときは、この差分に相当する制動エネルギ分のブレーキ油圧を前記回生バルブｄよりリークさせるよう構成していることとした。これにより、クラッチｂの接続を解除することで負荷切り換えを行うことが可能となり、エンジンブレーキ相当の制動力を回生することができる。よってトータルの制動力はエンジンブレーキ分となって違和感が生じない。
【００１０】請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の回生制動装置において、前記負荷切換手段として前記可変動弁機構ｅと前記クラッチｂの両方を設け、前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットｃを、回生制御時に、所定条件で前記クラッチｂの接続を解除又は前記可変動弁機構ｅによる弁停止を行い、前記エンジンブレーキ分の制動エネルギ又は前記エンジンブレーキ分の制動エネルギから前記ポンプ損失エネルギを差し引いた機械フリクションエネルギ又はポンプ損失エネルギを演算し、前記回生可能量から前記エンジンブレーキ分のエネルギ又は機械フリクションエネルギ又はポンプ損失エネルギもしくはこれらの組み合わせを差し引いた差分を求め、差分が正のときは、この差分に相当する制動エネルギ分のブレーキ油圧を前記回生バルブｄよりリークさせるよう構成していることとした。これにより、バッテリ状況に応じて機械フリクションエネルギのみ、もしくはポンプ損失エネルギのみ、もしくはその両方といったように負荷を切り換えることが可能となり、エネルギマネジメント制御コントロールユニットｃにおける制御自由度が高まり、効率よく回生制御を行うことができる。
【００１１】請求項５に記載の発明では、請求項３又は４に記載の回生制動装置において、前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットｄを、前記クラッチｂの接続を解除した際、前記エンジンを停止する制御を行うよう構成していることとした。これにより、回生制御を実行中は、エンジンへの燃料噴射量を抑えることが可能となり、さらに燃費を向上することができる。
【００１２】請求項６に記載の発明では、請求項３ないし５に記載の回生制動装置において、エンジンの吸気系に負圧経路を介して接続されて吸気負圧により作動するアクチュエータを設け、前記負圧経路に真空ポンプとバキュームタンクの少なくとも一方を設けていることとした。これにより、エネルギマネジメント制御コントロールユニットｃにおいて、もっとも効率の良い状態を演算する際、負圧作動によるアクチュエータの作動がエンジンの状態に左右されることがないため、制御の自由度を高めることが可能となり、これにより燃費を向上することができる。
【００１３】請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６に記載の回生制動装置において、前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットｃを、回生制御の実行中に再度ブレーキ踏力が発生したときは、この回生制御を中止するよう構成していることとした。これにより、頻繁にブレーキを踏むような状況に置いて、安全停止を通常のブレーキにより確実に行い、停止間距離を運転者の意のままに操作することができる。
【００１４】請求項８に記載の発明では、請求項３ないし７に記載の回生制動装置において、前記クラッチｂとしてロックアップ状態を形成可能に設けられたロックアップクラッチ付きトルクコンバータのロックアップクラッチを用いていることとした。これにより、発進時にはトルクコンバータによるトルク増幅効果が得られるためエンジン出力の小さい車両においても適用することができる。また、減速時等においては、トルクコンバータの機構上、車輪側からの入力トルクに対してはエンジンに対してトルクを伝達することがないため、その分を発電電動機ａにより回生することができる。
【００１５】
【実施の形態】以下本願発明における各実施の形態をより詳しく説明する。
（実施の形態１）図２は、本発明の実施の形態１の全体構成図である。まず構成を説明すると、発電電動ユニット２は、エンジン１の出力軸と変速装置３の入力軸との間に介在されている。前記エンジン１は例えばガソリンにより運転され、このエンジン１から出力される回転力がエンジン出力軸を介してエンジン１の側面に固定された発電電動ユニット２に出力される。発電電動ユニット２には、電動機及び発電機として機能する発電電動機（後述のフローチャートではＳＴＲ／ＡＬＴと表記する。）１１と、エンジン１と発電電動機１１を断接可能なエンジン側クラッチ１２が設けられている。これにより、減速時等において発電電動機１１によりエンジンブレーキ分の制動エネルギを回生可能としている。
【００１６】また、この車両には車両のエネルギを全体的にコントロールするためのエネルギマネジメント制御コントロールユニットＣ１が設けられており、このエネルギマネジメント制御コントロールユニットＣ１は、変速装置を制御するＡＴコントロールユニットＣ２と発電電動機を制御するＳＴＲ／ＡＬＴコントロールユニットＣ３とエンジンを制御するエンジンコントロールユニットＣ４とバッテリ１４に対して制御信号を出力している。これにより、もっとも効率の良い状態をエネルギマネジメント制御コントロールユニットＣ１で演算し、各コントロールユニットに制御信号を出力することで燃費向上を図っている。
【００１７】運転者が車両を制動するときには、ブレーキペダルを踏み、その踏力は、マスタシリンダ７へと伝達される。このマスタシリンダ７に設けられ、エンジン１の吸気系等において発生した負圧を利用した増圧装置により増圧された油圧が回生バルブ９へ伝達される。このとき、負圧経路１３に設けられた負圧センサ５によって負圧状態が監視され、エンジン１が停止した状態でも運転者が違和感なく制動力を得るために負圧供給路１３にバキュームタンク６及び真空ポンプ４が設けられている。これにより、エンジン停止時において吸気系等の負圧が発生しない場合においても、常に安定した負圧を供給でき、運転者に違和感を与えることなくブレーキ操作をする事ができる。
【００１８】前記回生バルブ９はＯＮ／ＯＦＦ弁により構成され、エネルギマネジメント制御コントロールユニットＣ１からの信号によりｄｕｔｙ制御によって油圧のリーク量等を制御している。ブレーキ制動による減速時に所定の条件を満たしていれば、前記発電電動機１１によって制動エネルギを回生し、その回生分に見合った制動力分の油圧を前記回生バルブ９によりリークすることで、運転者に違和感を与えることなく効率よくエネルギを回生することができる。ここで、発電電動機１１の性能とバッテリの回生可能量との関係を制動力及び車両速度の関係に基づいて図１４に示す。
【００１９】前記回生バルブ９にはＡＢＳ装置が設けられており、車両の急停車時等に車輪をロックしないよう構成されている。図３にはＡＢＳ装置の構成図を示す。図中７はマスタシリンダである。このマスタシリンダ７は、運転者がブレーキペダルを操作することにより液圧を発生するよう構成されている。
【００２０】図３において、ＷＣはホイルシリンダを示している。なお、（）内の符号、ＦＬは左前輪のホイルシリンダ、ＦＲは右前輪のホイルシリンダ、Ｒは後輪のホイルシリンダを示している。なお、後輪のホイルシリンダＷＣは、左右の車輪にそれぞれ設けられているが、本実施の形態では、両者は同圧に制御するため、図面では１つしか示していない。これらホイルシリンダＷＣは、ブレーキ回路２１，２２を介してマスタシリンダＭＣ７に接続されているもので、左右前輪のホイルシリンダＷＣ（ＦＬ），ＷＣ（ＦＲ）に接続されたブレーキ回路２１と、左右後輪のホイルシリンダＷＣ（Ｒ）に接続されたブレーキ回路２２との２系統が設けられている。また、以下の説明において前記ホイルシリンダＷＣ（ＦＬ）（ＦＲ）（Ｒ）について、特定のものを指さない場合には、ＷＣとだけ表記する。
【００２１】前輪側のブレーキ回路２１は、分岐点２１ｄにおいて各前輪のホイルシリンダ（ＦＬ），（ＦＲ）に向けて分岐回路２１Ｌと分岐回路２１Ｒとに分岐され、各分岐回路２１Ｌ，２１Ｒの途中には、流入弁２５が設けられ、また、ブレーキ回路２２の途中にも流入弁２５が設けられている。これら流入弁２５は、非作動時にスプリング力により回路２１Ｌ，２１Ｒ，２２を連通状態とし、作動時（通電時）にこれらを遮断する常開の２ポート２ポジションの電磁切替弁により構成されている。また、各流入弁２５には、これを迂回するバイパス路２１ｈが設けられ、このバイパス路２１ｈに、下流（ホイルシリンダＷＣ側）から上流（マスタシリンダＭＣ側）への戻りのみを許す一方弁２１ｇが設けられている。
【００２２】また、各流入弁２５の下流には、ブレーキ回路２１，２２と液圧を畜圧可能に構成されたリザーバ２７とを連通させるドレーン回路３０が接続されている。そして、これらドレーン回路３０に流出弁２６が設けられている。これら流出弁２６は、非作動時にドレーン回路３０を遮断し、作動時にドレーン回路３０を連通させる常閉の２ポート２ポジションの電磁切替弁により構成されている。
【００２３】前記ドレーン回路３０は、還流回路３１を介して、各ブレーキ回路２１，２２の流入弁２５よりも上流位置に接続されている。そして、前記還流回路３１の途中にリザーバ２７に貯留されているブレーキ液をブレーキ回路２１，２２に戻すポンプ２４，２４が設けられている。これらポンプ２４は、それぞれプランジャ２４ｐが摺動するのに伴って容積室の容積が変化することで吸入・吐出を行うプランジャ型のものであり、モータＭの駆動で作動する。なお、各ポンプ２４には、それぞれ一方弁構造の吸入弁２４ａ，吐出弁２４ｂが設けられているとともに、吐出側に脈動吸収用のダンパ２４ｄが設けられている。
【００２４】なお、以上説明した構成のうち、図３において一点鎖線ＢＵで囲んでいる構成は、ブレーキユニットとして１つにまとめて収容されている。
【００２５】本実施の形態１においては、ＡＢＳが作動していないことを確認したときにのみ、前記回生バルブ９により油圧をリークする。また、駆動輪からの入力トルクにより回生動作を行うため、望ましくは、駆動輪のホイルシリンダのみの油圧を減圧し、その分を発電電動機１１で回生することで、前後輪のブレーキバランスを維持するものである。
【００２６】また、エンジン１には、可変動弁機構（ＶＥＬと称す）１０が設けられており、これにより走行状態に応じて動弁の作動タイミングを変更することで、燃費の向上を図ることができる。ここでまず、ＶＥＬ１０の構成を図４により説明する。図において５１は吸気弁であって（実際には吸気弁の上端部を示している）、この吸気弁５１は図外のスプリングからバルブリフタ５０に入力される付勢力により閉弁方向に付勢されている。また、図において５２はカムシャフトで、このカムシャフト５２が回転すると、カムシャフト５２に一体に設けられたカム４９が回転する。このカム４９が回転すると、これに伴って揺動アーム４７の図中左側端部が上下し、揺動アーム４７は、図中右側端部がこれとは逆に上下するように制御軸４５を中心に振り子運動を繰り返す。そして、これに伴って揺動カム４８の上端部が上下する。したがって、揺動カム４８が下方に変位した時に、バルブリフタ５０が下方に押されて吸気弁５１が開弁する。なお、図中５３は揺動カム４８を反時計回り方向に揺動付勢する捻りスプリングである。
【００２７】前記制御軸４５は、図中Ｐ２で示す点を軸心として回動可能に支持され、この回動を図４に示したＶＥＬアクチュエータ（電磁アクチュエータ）Ａ１により行うように構成されている。すなわち、ＶＥＬアクチュエータＡ１により制御軸４５を回動させて圧肉部が移動すると揺動アーム４７による揺動カム４８の押し下げ量が変更されることによって、動弁機構の開閉時期とバルブリフト量を変更している。これにより、機関低速低負荷時における燃費の改善や安定した運転性、並びに高速高負荷時における吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する等のために、吸気・排気バルブの開閉時期とバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御するものである。本実施の形態１では、いわゆるアトキンソンサイクルとすることにより燃焼効率の向上を図っている。
【００２８】さらに、本実施の形態１にあっては、上記のＶＥＬアクチュエータＡ１の駆動に基づいて吸気弁５１が全く開弁しない状態、すなわち弁停止状態を形成可能に構成されている。このように弁停止させた場合、エンジン１のシリンダ内の空気が密閉されて気体の流入流出に伴う移動エネルギの損失（尚、これをポンプ損失という。）が無くなる。
【００２９】図５には、本発明の実施の形態１におけるブレーキ制動回生処理１００のフローチャートを示す。
【００３０】ステップ１０１では、回生可能量△Ｅ（△Ｅ＝過充電限界－ＳＯＣ現在値）が０よりも大きいかどうかを判断し、大きいときは回生可能と判断し、ステップ１０２へ進む。小さいときは、回生できないためこの処理を終了する。ここでＳＯＣとは、バッテリの充電状態を表す量、例えばバッテリ出力電圧である。ステップ１０２では、ＡＢＳが作動しているかどうかを確認し、非作動であればステップ１０３へ進み、作動中であればこの処理を終了する。ステップ１０３では、車速が４０ｋｍ／ｈよりも大きいときには弁停止／ポンプ損失回生及びブレーキ制動回生処理２００に進む。車速が１０ｋｍ／ｈよりも大きく、かつ、４０ｋｍ／ｈ以下であれば、エンブレ回生及びブレーキ制動回生処理３００へ進む。車速が１０ｋｍ／ｈ以下であれば、ステップ１０４へ進む。ステップ１０４では、回生バルブの作動を停止し、エンブレ回生処理４００へ進む。ステップ１０５では、回生終了処理を行う。
【００３１】すなわち、ＳＯＣから△Ｅｒを充電可能と判断したときは、安全性の面からＡＢＳが非作動であることを確認し、車速によって次の処理を行う。ここで、ＳＯＣとバッテリ温度との関係及び△Ｅｒを図１２に示す。車速が４０ｋｍ／ｈよりも大きければ、車両の安定性や再加速の応答性を考慮して弁停止／ポンプ損失回生＋ブレーキ制動回生処理を行う。車速が１０ｋｍ／ｈ＜車速≦４０ｋｍ／ｈの間にあるときは、エンジンブレーキ分回生＋ブレーキ制動回生処理を行う。車速が１０ｋｍ／ｈ以下であれば、ブレーキ制動回生を行うほどの油圧が発生しないため、回生バルブの作動を停止し、エンジンブレーキ分回生のみを行う。このように車速によってもっとも安定した回生制動処理を行うため、車両の走行安定性を損なうことはない。
【００３２】図６には、弁停止／ポンプ損失分回生＋ブレーキ制動回生処理２００のフローチャートを示す。
【００３３】ステップ２０１では、回生可能量△Ｅｒを計算し、ステップ２０２へ進む。ステップ２０２では、エンジン回転数Ｎｅから機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐをエンジン制御ユニットにより算出し、ステップ２０３へ進む。ステップ２０３では、回生可能量△Ｅｒからポンプ損失分Ｅｐを引いた差分Ｒを求め、ステップ２０４へ進む。ステップ２０４では、差分Ｒ＞０かどうかを判定し、Ｒ＝０であればステップ２０５へ進み、Ｒ＞０であればステップ２０６へ進み、Ｒ＜０であればステップ２０９へ進む。ステップ２０５では、ポンプ損失分Ｅｐのみ回生を行う。（ＶＥＬの作動で弁停止する。）
ステップ２０６では、ブレーキ回生量Ｅｂ＝差分Ｒの油圧ブレーキリーク量を求め、回生バルブのｄｕｔｙ制御割合を決める。ステップ２０７では、ポンプ損失分Ｅｐを回生（ＶＥＬの作動で弁停止する。）し、ステップ２０８へ進む。ステップ２０８では、ブレーキ回生量Ｅｂ分の回生（回生バルブのｄｕｔｙ制御）を行う。ステップ２０９では、ブレーキ回生量Ｅｂ＝△Ｅｒの油圧ブレーキリーク量を求め、回生バルブのｄｕｔｙ制御割合を決め、ステップ２１０へ進む。ステップ２１０では、ブレーキ回生量Ｅｂ分の回生（回生バルブのｄｕｔｙ制御を行う。）を行う。
【００３４】すなわち、ＳＯＣから回生可能量△Ｅｒを決定し、エンジン回転数Ｎｅから機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐをエンジン制御ユニットにより算出し、回生可能量△Ｅｒからポンプ損失Ｅｐを引いた差分Ｒを求め、この差分Ｒが０のときは、ＶＥＬの作動で弁停止を行いポンプ損失分Ｅｐを回生する。ここで、エンジン回転数と機械フリクション及びポンプ損失の関係を図１３に示す。差分Ｒが正の時はポンプ損失分Ｅｐ回生と、差分Ｒに相当するブレーキ回生量Ｅｂ分の回生を行う。差分Ｒが負の時は、ポンプ損失分Ｅｐはエンジン回転数Ｎｅによって決定される値であり、Ｅｐの値を調整することはできないため、このときは弁停止によるポンプ損失分回生を行わず、ブレーキ回生量Ｅｂを△Ｅｒとしてブレーキ回生を行う。これにより、効率よく回生を行うことができる。
【００３５】図７には、エンジンブレーキ回生＋ブレーキ制動回生処理のフローチャートを示す。
【００３６】ステップ３０１では、回生可能量△Ｅｒを過充電限界からＳＯＣの現在値を差し引いた値として求めステップ３０２へ進む。ステップ３０２では、エンジン回転数Ｎｅから機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐをエンジン制御ユニットにより算出し、ステップ３０３へ進む。ステップ３０３では、回生可能量△Ｅｒから機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐを差し引いた差分Ｒを求め、ステップ３０４へ進む。ステップ３０４では、差分Ｒ＞０かどうかを判定し、Ｒ＝０であればステップ３０５へ進み、Ｒ＞０であればステップ３０６へ進み、Ｒ＜０であればステップ３０９へ進む。ステップ３０５では、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、機械フリクションＥｍ及びポンプ損失分Ｅｐ（エンジンブレーキ分）の回生を行う。ステップ３０６では、差分Ｒをブレーキ回生量Ｅｂとして油圧ブレーキリーク量を求め、回生バルブのｄｕｔｙ制御割合を決める。ステップ３０７では、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、機械フリクションＥｍ及びポンプ損失分Ｅｐ（エンジンブレーキ分）の回生を行う。ステップ３０８では、ブレーキ回生量Ｅｂ分の回生（回生バルブのｄｕｔｙ制御）を行う。ステップ３０９では、再度ポンプ損失分Ｅｐを除外した差分Ｒ’（＝△Ｅｒ－Ｅｍ）を求め、ステップ３１０へ進む。ステップ３１０では、差分Ｒ’≧０かどうかを判定し、Ｒ’≧０であればステップ３１１へ進み、Ｒ’＜０であればステップ３１４へ進む。ステップ３１１では、ブレーキ回生量Ｅｂ＝差分Ｒ’として油圧ブレーキリーク量を求め、回生バルブのｄｕｔｙ制御割合を決定する。ステップ３１２では、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、機械フリクションＥｍ分を回生し、ステップ３１３へ進む。ステップ３１３では、ブレーキ回生量Ｅｂ分の回生（回生バルブのｄｕｔｙ制御）を行う。ステップ３１４では、再度機械フリクションＥｍを除外した差分Ｒ’’（＝△Ｅｒ－Ｅｐ）を求め、ステップ３１５へ進む。ステップ３１５では、差分Ｒ’’ ≧０かどうかを判定し、Ｒ’’ ≧０であればステップ３１８へ進み、Ｒ’’ ＜０であればステップ３１６へ進む。ステップ３１６では、ブレーキ回生量Ｅｂ＝△Ｅｒとして油圧ブレーキリーク量を求め、回生バルブのｄｕｔｙ制御割合を決定し、ステップ３１７へ進む。ステップ３１７では、ブレーキ回生量Ｅｂ分の回生（回生バルブのｄｕｔｙ制御）を行う。ステップ３１８では、ブレーキ回生量Ｅｂ＝差分Ｒ’’ の油圧ブレーキリーク量を求め、回生バルブのｄｕｔｙ制御割合を決定し、ステップ３１９へ進む。ステップ３１９では、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、ポンプ損失分Ｅｐを回生し、ステップ３２０へ進む。ステップ３２０では、ブレーキ回生量Ｅｂ分の回生（回生バルブのｄｕｔｙ制御）を行う。
【００３７】すなわち、ＳＯＣから回生可能量△Ｅｒを決定し、エンジン回転数Ｎｅから機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐをエンジン制御ユニットにより算出し、回生可能量△Ｅｒからポンプ損失Ｅｐ及び機械フリクションＥｍを引いた差分Ｒを求め、この差分Ｒが０のときは、エンジン側クラッチ１２の接続を解除しエンジンブレーキ分の回生を行う。差分Ｒ＞０のときは、この差分Ｒをブレーキ回生量として油圧ブレーキのリーク量を求め、回生バルブのｄｕｔｙ制御割合を決定し、エンジン側クラッチ１２の接続を解除してエンジンブレーキ分の回生を行うとともに、Ｅｂ分のブレーキ回生（回生バルブのｄｕｔｙ制御）を行う。この場合は、回生可能量が十分確保できるときであり、機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐ分の両方を回生する事ができる。このときＳＯＣが過充電限界になった場合、すなわち△Ｅｒ≦０の時は、発電電動機１１による回生作動を停止し、通常の油圧ブレーキに復帰する。差分Ｒ＜０のときは、ポンプ損失分Ｅｐを除外した差分Ｒ’（＝△Ｅｒ－Ｅｍ）を求め、この差分Ｒ’≧０のときは、ブレーキ回生量Ｅｂ＝差分Ｒ’として油圧ブレーキリーク量を求め、回生バルブのｄｕｔｙ制御割合を決定し、エンジン側クラッチ１２の接続を解除して機械フリクションＥｍ分の回生を行うとともに、ブレーキ回生量Ｅｂ分の回生（回生バルブのｄｕｔｙ制御）を行う。この場合は、機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐ分の両エネルギを回生するほどの回生可能量はないが、比較的大きな値である機械フリクションＥｍ分のみであれば回生可能であるとして回生する。これは、エンジン回転数によってポンプ損失Ｅｐが決定されてしまうため、細かな回生量の調整はできないからである。このときも、ＳＯＣが過充電限界になった場合、すなわち△Ｅｒ≦０の時は、通常の油圧ブレーキに復帰する。差分Ｒ’＜０のときは、機械フリクションＥｍを除外した差分Ｒ’’（＝△Ｅｒ－Ｅｐ）を求め、Ｒ’’＜０であればブレーキ回生量Ｅｂを△Ｅｒとして油圧ブレーキリーク量を求め、回生バルブのｄｕｔｙ制御割合を決定し、Ｅｂ分のブレーキ回生（回生バルブのｄｕｔｙ制御）を行う。この場合は、機械フリクションＥｍ分のエネルギを回生するほどの回生可能量はないが、比較的小さな値であるポンプ損失Ｅｐ分のみであれば回生可能であるとして回生する。このときも、ＳＯＣが過充電限界になった場合、すなわち△Ｅｒ≦０の時は、通常の油圧ブレーキに復帰する。差分Ｒ’’≧０のときは、ブレーキ回生量Ｅｂを差分Ｒ’’として油圧ブレーキリーク量を求め、回生バルブのｄｕｔｙ制御割合を決定し、エンジン側クラッチ１２の接続を解除してポンプ損失Ｅｐ分の回生を行うとともに、ブレーキ回生量Ｅｂ分の回生（回生バルブのｄｕｔｙ制御）を行う。
【００３８】このように、エンジンブレーキ回生＋ブレーキ制動回生処理３００においては、回生可能量△Ｅｒに応じて、機械フリクションＥｍ、またはポンプ損失Ｅｐ、またはブレーキ回生、もしくはそれらの組み合わせにより制動エネルギを効率よく回生することができる。
【００３９】図８には、エンブレ回生処理４００のフローチャートを示す。
【００４０】ステップ４０１では、回生可能量△Ｅｒを過充電限界からＳＯＣの現在値を差し引いた値として求めステップ４０２へ進む。ステップ４０２では、エンジン回転数Ｎｅから機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐをエンジン制御ユニットにより算出し、ステップ４０３へ進む。ステップ４０３では、回生可能量△Ｅｒから機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐを差し引いた差分Ｒを求め、ステップ４０４へ進む。ステップ４０４では、差分Ｒ≧０かどうかを判定し、Ｒ≧０のときはステップ４０５へ進み、Ｒ＜０のときはステップ４０８へ進む。ステップ４０５では、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、ポンプ損失Ｅｐ及び機械フリクションＥｍを回生し、ステップ４０６へ進む。ステップ４０６では、再ブレーキ踏力入力（いったんブレーキが踏まれたのち、再度ブレーキが踏まれた状態）が発生したかどうかを判定し、発生したときはステップ４０７へ進み、発生しなければこの処理を終了する。ステップ４０７では、発電電動機の回生を停止し、通常の油圧ブレーキとして作動させる。ステップ４０８では、ポンプ損失分Ｅｐを除外した差分Ｒ’（＝△Ｅｒ－Ｅｍ）を求め、ステップ４０９へ進む。ステップ４０９では、差分Ｒ’≧０かどうかを判定し、Ｒ’≧０のときはステップ４１０へ進み、Ｒ’＜０のときはステップ４１１へ進む。ステップ４１０では、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、機械フリクションＥｍ分の回生を行いステップ４０６へ進む。ステップ４１１では、機械フリクションＥｍを除外した差分Ｒ’’（＝△Ｅｒ－Ｅｐ）を求めステップ４１２へ進む。ステップ４１２では、差分Ｒ’’≧０かどうかを判定し、Ｒ’’≧０のときはステップ４１３へ進み、Ｒ’’＜０のときはステップ４１４へ進む。ステップ４１４では、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、△Ｅｒ分の回生を行いステップ４０６へ進む。
【００４１】すなわち、ＳＯＣから回生可能量△Ｅｒを決定し、エンジン回転数Ｎｅから機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐをエンジン制御ユニットにより算出し、回生可能量△Ｅｒからポンプ損失Ｅｐ及び機械フリクションＥｍを引いた差分Ｒを求める。差分Ｒ≧０のときは、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、機械フリクションＥｍ分及びポンプ損失Ｅｐ分を発電電動機１１により回生する。差分Ｒ＜０のときは、ポンプ損失Ｅｍ分を除外した差分Ｒ’を求め、その差分Ｒ’≧０のときは、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、機械フリクションＥｍ分だけを回生する。差分Ｒ’＜０のときは、機械フリクションＥｍ分を除外した差分Ｒ’’を求め、その差分Ｒ’’≧０のときは、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、ポンプ損失Ｅｐ分を回生する。差分Ｒ’’＜０のときは、エンジン側クラッチ１２の接続を解除し、△Ｅｒ分を回生する。なお、車速≦１０ｋｍ／ｈでは特に、安全停止及び停止間距離を運転者の意のままに操縦するために、再ブレーキ踏力入力が発生した場合は通常の油圧ブレーキに復帰する。このとき、エンジンブレーキによる制動力はエンジン回転数Ｎｅから求められるため、制動力は一定でありながら回生能力を変化させることで、運転者に違和感を与えることなく制動力を回生することができる。
【００４２】以上説明したように、本発明の実施の形態１の構成をとったことにより、エンジン側クラッチ１２によりエンジン１と発電電動機１１を切り離すことが可能となり、これにより、減速時においてエンジンブレーキ分の制動力を発電電動機１１により回生することが可能となる。このとき、エンジンコントロールユニットＣ４において、エンジン回転数から機械フリクションＥｍとポンプ損失Ｅｐを求め、それに見合った制動力分の回生と同時に、さらにＳＯＣが設定値内であれば、ブレーキ分の制動力を回生バルブ９のｄｕｔｙ制御によって減少させ、その分をさらに発電電動機１１によって回生するため、運転者に違和感を与えることなく効率よく回生を行うことができる。また、車両の走行安定性等の観点からエンジン側クラッチ１２を接続したままでも、ＶＥＬ１０による弁停止によりポンプ損失Ｅｐ分を回生することが可能となり、運転者に違和感を与えることなくポンプ損失Ｅｐ分の制動力を回生することができる。また、これにより減速時において加速要求がなされたときには、再度エンジン側クラッチ１２を接続する必要がなく応答性を高めることができる。また、負圧経路に真空ポンプ及びバキュームタンクを設けたことにより、減速時においてエンジン停止処理を行った場合でも、負圧を発生することが可能となり、安定したブレーキ操作ができる。
【００４３】尚、本発明の実施の形態は、この構成に限られるものではなく、例えばエンジン側クラッチとしてロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを用いても良い。
【００４４】（実施の形態２）図９には本発明の実施の形態２の全体構成図を示す。基本的構成は前述の実施の形態１と同じであり、発電電動ユニット２において、エンジン側クラッチ１２が設けられていない点のみ異なる。
【００４５】図１０には、本発明の実施の形態２におけるブレーキ制動回生処理５００のフローチャートを示す。
【００４６】ステップ５０１では、回生可能量△Ｅｒ＞０かどうかを判定し、正であれば回生可能と判断してステップ５０２へ進み、負であればこの処理を終了する。ステップ５０２では、ＡＢＳが非作動かどうかを判定し、非作動であればステップ５０３へ進み、作動中であればこの処理を終了する。ステップ５０３では、車速を判定し、１０ｋｍ／ｈ＜車速であるときはブレーキ制動回生＋弁停止／ポンプ損失回生処理２００へ進み、車速≦１０ｋｍ／ｈであれば弁停止／ポンプ損失回生処理６００へ進む。
【００４７】すなわち、回生可能量△Ｅｒ＞０で回生可能であり、ＡＢＳが非作動時においては、車速＞１０ｋｍ／ｈであれば、ブレーキ制動回生＋弁停止／ポンプ損失回生処理２００を行い、車速≦１０ｋｍ／ｈであれば、弁停止／ポンプ損失回生処理６００を行う。これにより、エンジンと発電電動機の間にクラッチが設けられていない場合であっても、減速時において、効率よく制動エネルギを回生することができる。
【００４８】図１１には、本発明の実施の形態２における弁停止／ポンプ損失回生処理のフローチャートを示す。
【００４９】ステップ６０１では、回生可能量△Ｅｒ（過充電限界－ＳＯＣ現在値）を求め、ステップ６０２へ進む。ステップ６０２では、エンジン回転数Ｎｅから機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐをエンジン制御ユニットにより算出し、ステップ６０３へ進む。ステップ６０３では、回生可能量△Ｅｒからポンプ損失Ｅｐを差し引いた差分Ｒを求め、ステップ６０４へ進む。ステップ６０４では、差分Ｒ≧０かどうかを判定し、Ｒ≧０のときはステップ６０５へ進み、Ｒ＜０のときはステップ６０８へ進む。ステップ６０５では、ＶＥＬによる弁停止を行いポンプ損失Ｅｐ分を回生し、ステップ６０６へ進む。ステップ６０６では、再ブレーキ踏力入力が発生したかどうかを判定し、発生したときにはステップ６０７へ進み、発生しなかったときはこの処理を終了する。ステップ６０７では、発電電動機による回生作動を停止し、通常の油圧ブレーキに復帰する。ステップ６０８では、△Ｅｒ分をＶＥＬによる弁停止により回生する。
【００５０】すなわち、回生可能量△Ｅｒ＞０で回生可能であるときは、エンジン回転数Ｎｅから機械フリクションＥｍ及びポンプ損失Ｅｐをエンジン制御ユニットにより算出し、差分Ｒ（＝△Ｅｒ－Ｅｐ）を求める。差分Ｒ≧０のときは、ＶＥＬによる弁停止によりポンプ損失Ｅｐ分を発電電動機１１により回生する。差分Ｒ＜０のときは、ＶＥＬによる弁停止により△Ｅｒ分を発電電動機１１により回生する。このとき、再ブレーキ踏力入力が発生したかどうかを判定し発生したときは発電電動機による回生を停止し、通常の油圧ブレーキ作動を行う。これにより、安全停止及び停止間距離を運転者の意のままに操作することができる。
【００５１】以上説明したように、本発明の実施の形態２の構成をとったことによって、エンジン側クラッチ等を設けることなく、制動時においてＶＥＬ１０による弁停止を行い、ポンプ損失Ｅｐ分を発電電動機１１により効率よく回生することができる。これにより、実施の形態１に比べて簡単な構成をとることでコストを下げながら運転者に違和感を与えることなく効率よく回生することができる。また、所定の条件を満たし時にはブレーキによる制動力を回生バルブ９のｄｕｔｙ制御により減少させ、減少させた制動力を発電電動機１１により回生制動力として発生させることで、運転者に違和感を与えることなく効率よく回生を行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明してきたように、本願全請求項に記載の発明においては、従来の車両に大幅な変更を加えることなく簡単な構成で、負荷切り換え手段及び回生バルブにより運転者に違和感を与えることなく制動エネルギを発電電動機により効率よく回生する事が可能となり、コストを上げることなく下記のように燃費を向上することができる。すなわち、減速時に前記エネルギマネジメント制御コントロールユニットｃにおいて、運転者の要求制動力及び回生可能な制動エネルギを演算し、その回生可能なエネルギに相当するエネルギを前記負荷切換手段及びブレーキ油圧の回生バルブｄからのリークにより減少させ、その分の制動力を発電電動機ａにより発生させることで、運転者に違和感を与えることなく発電電動機ａにより制動エネルギを回生することができる。
【００５３】請求項２に記載の発明においては、エンジンと変速装置とが直結されている場合でも、可変動弁機構ｅにより弁停止させ、前記エンジンのシリンダ内の空気を密閉することで気体の流入流出に伴う移動エネルギの損失を防止し、これにより負荷切換手段としてエンジンのエネルギ損失を抑えた分だけエンジン側の負荷を落として、この負荷を落とした分だけ回生することにより、違和感なく回生を行うことができる。すなわち、従来、エンジンと変速装置とが直結された状態では、回生作動を行うと、通常のエンジンブレーキ相当の制動力に加えて回生分の制動力が発生するため、制動力が増して違和感を感じる。しかしながら、この請求項２の発明では、エンジンと変速装置とが直結された状態において、エンジンのエネルギ損失を抑えてエンジンブレーキ分の制動力を低下させ、この低下分を回生するからトータルの制動力はエンジンブレーキ分となって違和感が生じない。また、基本的には負荷切換手段により回生を行うが、回生可能量と前記ポンプ損失エネルギとの差分を求めることにより、回生可能量に余裕があれば、その差分を回生バルブｄによるブレーキ油圧のリークによりブレーキの制動力を減少させ、発電電動機ａによってさらに回生することが可能となり、効率よく回生を行うことができる。
【００５４】請求項３に記載の発明においては、クラッチｂの接続を解除することで負荷切り換えを行うことが可能となり、エンジンブレーキ相当の制動力を回生することができる。よってトータルの制動力はエンジンブレーキ分となって違和感が生じない。
【００５５】請求項４に記載の発明では、バッテリ状況に応じて機械フリクションエネルギのみ、もしくはポンプ損失エネルギのみ、もしくはその両方といったように負荷を切り換えることが可能となり、エネルギマネジメント制御コントロールユニットｃにおける制御自由度が高まり、効率よく回生制御を行うことができる。
【００５６】請求項５に記載の発明では、回生制御を実行中は、エンジンへの燃料噴射量を抑えることが可能となり、さらに燃費を向上することができる。
【００５７】請求項６に記載の発明では、エネルギマネジメント制御コントロールユニットｃにおいて、もっとも効率の良い状態を演算する際、負圧作動によるアクチュエータの作動がエンジンの状態に左右されることがないため、制御の自由度を高めることが可能となり、これにより燃費を向上することができる。
【００５８】請求項７に記載の発明では、頻繁にブレーキを踏むような状況に置いて、安全停止を通常のブレーキにより確実に行い、停止間距離を運転者の意のままに操作することができる。
【００５９】請求項８に記載の発明では、発進時にはトルクコンバータによるトルク増幅効果が得られるためエンジン出力の小さい車両においても適用することができる。また、減速時等においては、トルクコンバータの機構上、車輪側からの入力トルクに対してはエンジンに対してトルクを伝達することがないため、その分を発電電動機ａにより回生することができる。

【出願人】	【識別番号】０００１６７４０６【氏名又は名称】株式会社ユニシアジェックス
【出願日】	平成１１年４月３０日（１９９９．４．３０）
【代理人】	【識別番号】１００１０５１５３【弁理士】【氏名又は名称】朝倉悟（外１名）
【公開番号】	特開２０００－３２４６０６（Ｐ２０００－３２４６０６Ａ）
【公開日】	平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４）
【出願番号】	特願平１１－１２４１２１