JP6730667B2

JP6730667B2 - 車両の走行駆動装置

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Publication number: JP6730667B2
Application number: JP2016068411A
Authority: JP
Inventors: 清水　亮; 亮清水; 憲彦生駒; 誠蒲地; 洋則安部; 宮本　直樹; 直樹宮本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: US10093305B2; CN107264289B; CN107264289A; JP2017178056A; EP3225446B1; EP3225446A1; US20170282897A1

Description

車両の走行駆動制御に関する。

近年開発されているハイブリッド車において、内燃機関によって発電機を駆動して発電しながら電気モータによって走行用の駆動輪を駆動する走行モード（シリーズモード）が可能な車両が知られている。
また、走行駆動用の電動モータを備えた車両の多くは、アクセルオフ等による車両減速時に当該電動モータによって発電するとともに車両を制動させる回生制動が可能となっており、回生制動によって発生させた電力を車載バッテリに充電させることができる。また、回生制動によって、エンジンブレーキのように車両を制動させることができる。

更に、電圧を昇降圧する変圧装置を備え、車載バッテリから出力した電圧を変圧装置によって昇圧して電動モータを駆動する車両が提案されている。
例えば特許文献１には、前輪を駆動する電動のフロントモータと、後輪を駆動するリアモータとを備えた車両が開示されている。特許文献１の車両では、車載バッテリから出力した電圧を変圧装置によって昇圧してフロントモータを駆動する。発電機によって発電した電力は、フロントモータに供給可能である。更に、発電機によって発電した電力を変圧装置によって降圧することで、リアモータへの供給とバッテリの充電が可能となる。

特開２００７−３２５３５２号公報

上記のようにシリーズモード及び回生制動が可能な車両では、例えばシリーズモード中にアクセルオンからオフにすると、回生制動により電動モータによって発電される。
更に、シリーズモードにおいてアクセルオンからオフにした際に、走行駆動に必要な電力の低下に伴ってエンジン回転速度を低下させるように、発電機による発電電力を増加させる制御を行なうものがある。

しかしながら、上記のような変圧装置には、発熱等による部品保護のために入出力電力の上限値が存在する。上記のように変圧装置を有し回生制動が可能な車両では、シリーズモード中にアクセルオンからオフにして車両減速した際に、上記のようにエンジン回転速度を低下させる場合のように、発電機から発電電力が出力することがあり、変圧装置には電動モータによる発電電力と発電機による発電電力が入力する。したがって、車両減速時に変圧装置に入力する電力が上限値を超える虞がある。ここで、上限値を超える電力が変圧装置に入力しないように、回生制動を抑制すると、空走感の発生や走行安定性が低下するといった問題点がある。

本発明は、変圧装置を搭載し、回生制動が可能なハイブリッド車において、車両減速時に回生制動トルクを所定以上確保しつつ、変圧装置の保護を図ることができる車両の走行駆動装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の車両の走行駆動装置は、入力した電力を昇圧または降圧するとともに、温度状態に基づいて最大入出力電力が変更される変圧装置と、車両の前輪又は後輪のいずれか一方の車輪の回転力により回生発電する第１の電動機と、内燃機関により駆動されて発電する発電機と、を備え、前記第１の電動機により発電された電力、及び前記発電機により発電された電力は、前記変圧装置を介してバッテリに供給される車両の走行駆動装置であって、前記一方の車輪に回生制動の際に前記一方の車輪でエンブレ補償トルクとして必要な所定以上の回生制動トルクを発揮するよう前記第１の電動機の回生発電電力を算出する回生制動量算出部と、前記発電機の発電電力を算出する発電電力算出部と、を有し、前記発電電力算出部は、前記車両のアクセルオンからオフした際に、前前記変圧装置の前記最大入出力電力から前記回生制動量算出部で算出された回生発電電力を引いた差分を前記内燃機関の回転速度を低下させるのに必要な発電電力として前記発電機の最大発電電力に設定することを特徴とする。

また、好ましくは、前記内燃機関の目標回転速度を設定する目標回転速度設定部と、前記内燃機関の実回転速度を検出する実回転速度検出部と、を備え、前記発電電力算出部は、前記目標回転速度と前記実回転速度との偏差に基づいて、前記発電電力が前記最大発電電力以下となるように算出するとよい。
また、好ましくは、前記車両の前輪又は後輪のいずれか他方の車輪の回転力により回生発電した電力を前記変圧装置を介さずにバッテリに供給する第２の電動機と、前記第１の電動機の回生トルクと前記第２の電動機の回生トルクとの分配比を演算する分配比演算部と、を備え、前記分配比演算部は、前記所定以上の回生制動トルクを前記第１及び第２の電動機で発生させるべく、前記変圧装置の温度に基づいて前記第１及び第２の電動機の回生トルクを補正するとよい。

また、好ましくは、前記分配比演算部は、前記変圧装置の温度が高くなるに従って前記第１の電動機で発生する回生トルクを減少させるとよい。

本発明の車両の走行駆動装置では、アクセルオンからオフした際に、変圧装置の最大入出力電力から第１の電動機の回生発電電力を引いた差分を内燃機関の回転速度を低下させるのに必要な発電電力として発電機の最大発電電力に設定するので、車両減速時に第１の電動機の回生発電電力と発電機の発電電力とが変圧装置に入力した際に最大入出力電力を超えることを防止して、変圧装置の保護を図ることができる。また、第１の電動機の回生発電電力は車輪に所定以上の回生制動トルクが発揮するように算出されるので、減速時における車両の空走感を抑制するとともに走行安定性を向上させることができる。また、アクセルオンからオフした際に内燃機関の回転速度が低下することで、アクセル操作に応じた違和感のないエンジン回転速度制御を行うことができる。

本発明の一実施形態の車両の走行駆動装置の概略構成図である。本実施形態に係る駆動制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の走行駆動装置における駆動制御要領を示すフローチャートである。エンジン発電上限電力の演算用のマップの一例である。本実施形態の駆動制御における昇圧コンバータ上限電力に対するモータ回生可能最大電力との関係を示すグラフである。本実施形態の駆動制御における昇圧コンバータ上限電力に対する発電機回生可能最大電力との関係を示すグラフである。昇圧コンバータの温度に対応する昇圧コンバータ上限電力における、前輪エンブレ電力と発電機最大回生可能最大電力との割合を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態の車両の走行駆動装置１の概略構成図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態の走行駆動装置１を備えた車両は、前輪２を駆動する電動のフロントモータ３（第１の電動機）、後輪４を駆動する電動のリアモータ５（第２の電動機）、エンジン６（内燃機関）、発電機７、バッテリ８を備えた四輪駆動のハイブリッド車である。

エンジン６は、フロントトランスアクスル１６を介して前輪２を駆動可能であるとともに、発電機７を駆動して発電させることが可能となっている。また、エンジン６と前輪２とは、クラッチ１１を介して動力が伝達可能に接続されている。
また、車両には、フロントモータ３への電力供給を制御するインバータ１２と、リアモータ５への電力供給を制御するインバータ１３と、発電機７の出力を制御するインバータ１４とを備えている。

本実施形態では、バッテリ８の電圧を昇圧してフロントモータ３に高電圧の電力を供給する一方、発電機７によって発電した高電圧の電力を降圧してバッテリ８やリアモータ５に供給する昇圧コンバータ１５（変圧装置）を備えている。
フロントモータ３は、昇圧コンバータ１５、インバータ１２を介してバッテリ８から電力を供給されて駆動するとともに、発電機７からインバータ１４、インバータ１２を介して電力を供給されて駆動可能であり、フロントトランスアクスル１６を介して前輪２を駆動する。

リアモータ５は、インバータ１３を介してバッテリ８から電力を供給されて駆動し、リアトランスアクスル１７を介して後輪４を駆動する。
発電機７によって発電されインバータ１４から出力した電力は、昇圧コンバータ１５を介してバッテリ８を充電可能であるとともに、インバータ１２を介してフロントモータ３に、また昇圧コンバータ１５及びインバータ１３を介してリアモータ５に、夫々電力を供給可能である。

また、発電機７は、バッテリ８から昇圧コンバータ１５及びインバータ１４を介して電力を供給されて駆動し、エンジン６を始動させるスタータモータとしての機能を有する。
バッテリ８は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有している。
インバータ１２、インバータ１３、インバータ１４、昇圧コンバータ１５は、車両に搭載されたハイブリッドコントロールユニット２０（分配比演算部、回生制動量算出部、発電電力算出部）からの制御信号によって作動制御される。

昇圧コンバータ１５には、昇圧コンバータ１５の構成部品（素子等）の温度を検出する温度センサ２１が設けられている。
また、車両には、前輪２の単位時間当たりの回転数を検出する前輪回転数センサ２２またはフロントモータ回転数センサ（レゾルバ）、後輪４の単位時間当たりの回転数を検出する後輪回転数センサ２３またはリアモータ回転数センサ（レゾルバ）、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ２４、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ２５、車両の前後加速度及び横加速度を検出するＧセンサ２６、ステアリング操舵角（舵角）を検出する舵角センサ２７、エンジン６の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２８（実回転速度検出部）または発電機回転数センサ（レゾルバ）、エンジン６の駆動制御を行うエンジンコントロールユニット３０が備えられている。

エンジンコントロールユニット３０は、ハイブリッドコントロールユニット２０からの制御信号に基づき、エンジン６の駆動制御を行う。
ハイブリッドコントロールユニット２０は、車両の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びタイマ等を含んで構成される。

ハイブリッドコントロールユニット２０の入力側には、各インバータ１２〜１４、エンジンコントロールユニット３０、温度センサ２１、前輪回転数センサ２２、後輪回転数センサ２３、アクセルセンサ２４、ブレーキセンサ２５、Ｇセンサ２６、舵角センサ２７、エンジン回転速度センサ２８が接続されており、これらの機器からの検出及び作動情報が入力される。

一方、ハイブリッドコントロールユニット２０の出力側には、各インバータ１２〜１４、エンジンコントロールユニット３０、クラッチ１１が接続されている。
そして、ハイブリッドコントロールユニット２０は、車両のアクセルセンサ２４からのアクセル操作量等の各種検出量や各種作動情報に基づいて、エンジンコントロールユニット３０、各インバータ１３〜１４、クラッチ１１に制御信号を送信して、クラッチ１１の断接を伴う走行モード（ＥＶモード、シリーズモード、パラレルモード）の切換え、エンジン６とフロントモータ３とリアモータ５の出力トルク、発電機７の発電電力、出力トルクを制御する。

パラレルモードでは、クラッチ１１を接続してエンジン６の出力によって前輪２を機械的に駆動するとともに、フロントモータ３またはリアモータ５によって走行駆動する。
ＥＶモード及びシリーズモードでは、クラッチ１１が切断される。ＥＶモードでは、エンジン６が停止し、バッテリ８からの電力によってフロントモータ３及びリアモータ５を駆動する。シリーズモードでは、エンジン６を作動して発電機７により発電させ、フロントモータ３、リアモータ５に電力を供給して駆動する。

また、本実施形態の車両は、車両減速時において前輪２及び後輪４の回転力によりフロントモータ３、リアモータ５を強制駆動して発電（回生発電）させるとともに、前輪２及び後輪４に制動力を付与させる回生制動が可能となっている。ハイブリッドコントロールユニット２０は、インバータ１２、１３を介し、車両減速時においてフロントモータ３、リアモータ５の強制駆動による発電量を夫々制御して前輪２と後輪４の回生ブレーキ力（回生トルク）を独立して制御する機能を有している。

図２は、本実施形態の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、ハイブリッドコントロールユニット２０は、昇圧最大入出力制限演算部４０、モータトルク制限演算部４１、駆動トルク演算部４２、モータトルク演算部４３、発電電力制限演算部４４、発電電力演算部４５、発電機トルク制限演算部４７、回転速度演算部４８（目標回転速度設定部）、発電機トルク演算部４９を備えている。

昇圧最大入出力制限演算部４０は、昇圧コンバータ１５の温度に基づいて昇圧コンバータ１５の入出力電力の最大値である昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxを演算する。
モータトルク制限演算部４１は、モータトルク（フロントモータ３及びリアモータ５の駆動トルク、回生トルク）の上限値であるモータ最大トルクを夫々演算する。
駆動トルク演算部４２は、車両全体の駆動トルク（ユーザ要求駆動トルクＴur）を演算する。

モータトルク演算部４３は、フロントモータ３及びリアモータ５のモータトルクＴmf、Ｔmrを演算する。そして、このモータトルクＴmf、Ｔmrに基づいて、インバータ１２、１３を介して、フロントモータ３及びリアモータ５の作動制御をする。
発電電力制限演算部４４は、発電機７の発電電力の最大値（エンジン発電上限電力Ｐemax）を演算する。

発電電力演算部４５は、発電電力制限演算部４４で演算したエンジン発電上限電力Ｐemax以下で、ユーザ要求駆動トルクＴurに対応して必要な発電機７による発電電力であるエンジン発電電力Ｐeとを演算する。そして、発電機７においてこのエンジン発電電力Ｐeの発電が可能となるように、エンジンコントロールユニット３０を介してエンジン６を作動制御する。

発電機トルク制限演算部４７は、発電機トルクＴgの制限値（発電機最大回生トルクＴgmax）を演算する。
回転速度演算部４８は、エンジン発電電力Ｐeに対応する発電機７の回転速度を演算する。
発電機トルク演算部４９は、回転速度演算部４８で演算した発電機７の回転速度にするための発電機トルクＴgを演算する。そして、この発電機トルクＴgに基づいて、インバータ１４を介して発電機７を制御する。

次に、図３及び図４を用いて本実施形態の走行駆動装置１による駆動制御の詳細について説明する。
図３は、走行駆動装置１における駆動制御要領を示すフローチャートである。図４は、エンジン発電上限電力Ｐemaxの演算用のマップの一例である。
ハイブリッドコントロールユニット２０は、シリーズモード中に図３に示す駆動制御のルーチンを繰り返し実行する。

始めに、ステップＳ１０では、温度センサ２１から昇圧コンバータ１５の温度を入力する。そして、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０では、ステップＳ１０で入力した昇圧コンバータ１５の温度に基づいて、昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxを演算する。昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxは、昇圧コンバータ１５において入出力可能な電力の上限値である。昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxは、例えばあらかじめ記憶したマップを用いて演算され、昇圧コンバータ１５の温度が高くなるに伴って昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxが低くなるように設定される。そして、ステップＳ３０に進む。なお、本ステップの制御は上記昇圧最大入出力制限演算部４０における機能に相当する。

ステップＳ３０では、Ｇセンサ２６より車両の前後加速度及び横加速度を検出する。また、舵角センサ２７によりステアリングの操舵角を検出する。そして、これらの前後加速度、横加速度、操舵角を入力する。そして、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ４０では、ステップＳ３０において入力した車両の前後加速度、横加速度、操舵角に基づいて、前輪分配比Ｒdfを演算する。前輪分配比Ｒdfは、車両全体の回生トルクに対する前輪２の回生トルクの比であり、例えば横加速度や操舵角に基づき直進走行時である場合には、前輪分配比Ｒdfが大きくなるように制御する。そして、ステップＳ５０に進む。なお、本ステップの制御が本発明の分配比演算部５１に該当する。

ステップＳ５０では、ステップＳ４０で演算した前輪分配比Ｒdfと、エンブレ保障トルクＴmとに基づいて、前輪エンブレ保障トルクＴmfを演算する。前輪エンブレ保障トルクＴmfは、回生制動の際に前輪２で最低限必要な制動トルク（所定の回生制動トルク）であり、下記式（１）により演算される。なお、エンブレ保障トルクＴmは、回生制動の際に車両全体（前輪＋後輪）で最低限必要な制動トルクであり、あらかじめ設定された値である。

Ｔmf＝Ｔm×Ｒdf・・・（１）
そして、ステップＳ６０に進む。
ステップＳ６０では、前輪回転数センサ２２により前輪２の回転数（前輪回転数Ｒf）を検出し、当該前輪回転数Ｒfを入力する。そしてステップＳ７０に進む。
ステップＳ７０では、ステップＳ５０で演算した前輪エンブレ保障トルクＴmfと、ステップＳ７０で入力した前輪回転数Ｒfに基づいて、前輪エンブレ電力Ｐmfを演算する。前輪エンブレ電力Ｐmfは、前輪エンブレ保障トルクＴmfの回生制動をした際のフロントモータ３の発電電力であり、下記式（２）により演算される。なお、ηmはモータ効率である。

Ｐmf＝Ｔmf×Ｒf×ηm×２π／６０・・・（２）
そして、ステップＳ８０に進む。なお、本ステップは、本発明の回生制動量算出部に該当する。
ステップＳ８０では、昇圧コンバータ保護用発電上限電力Ｐevmaxを求める。昇圧コンバータ保護用発電上限電力Ｐevmaxは、下記式（３）のように、ステップＳ７０で演算した前輪エンブレ電力Ｐmfと回生によるフロントモータ３の発電電力であるモータ電力Ｐfとのうち大きい値と、ステップＳ２０で演算した昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxとを加算した値に、発電効率ηeを考慮して求めた値である。

Ｐevmax＝（Ｐvmax＋max（Ｐmf、Ｐf(前回値)）／ηe・・・（３）
そして、ステップＳ９０に進む。
ステップＳ９０では、エンジン発電上限電力Ｐemaxを演算する。エンジン発電上限電力Ｐemaxは、エンジン回転速度センサ２８によって検出したエンジン６の実回転速度Ｒeと、エンジン６の目標回転速度Ｒeobjとの回転数偏差に基づいて演算する。例えば図４に示すように、エンジンの実回転速度Ｒeと目標回転速度Ｒeobjとの回転数偏差が大きくなるに伴って、エンジン発電上限電力Ｐemaxが小さくなるように制限する。また、実回転速度Ｒeと目標回転速度Ｒeobjとの回転数偏差がα以下の場合には、エンジン発電上限電力Ｐemaxは制限しない（図４中のβ）。なお、本ステップのαは、発電機７による回生制動により実回転速度Ｒeを目標回転速度Ｒeobjにした際の発電電力が無視できるような値に設定される。なお、本ステップの制御は、上記の発電電力制限演算部４４の機能に相当する。

そして、ステップＳ１００に進む。
ステップＳ１００では、下記式（４）のように、エンジン発電電力Ｐeを、ステップＳ８０で演算した昇圧コンバータ保護用発電上限電力ＰevmaxとステップＳ９０で演算したエンジン発電上限電力Ｐemaxのうち小さい方の値以下に制限する。
０≦Ｐe≦min（Ｐevmax、Ｐemax）・・・（４）
そして、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、発電機最大回生トルクＴgmaxを演算する。発電機最大回生トルクＴgmaxは、下記式（５）のように、ステップＳ２０で演算した昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxから、ステップＳ７０で演算した前輪エンブレ電力Ｐmfとモータ電力Ｐf（前回値）とのうち大きい値を加算した値を、発電機７の回転数Ｒgで除算し、発電機効率ηgを考慮して求めた値である。

Ｔgmax＝（Ｐvmax＋max（Ｐmf、Ｐf(前回値)）／Ｒg／ηg・・・（５）
更に、発電機７の回生トルクを発電機最大回生トルクＴgmax以下に制限する。そして、ステップＳ１２０に進む。なお、本ステップの制御は、上記の発電機トルク制限演算部４７の機能に該当する。
ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で演算した発電機最大回生トルクＴgmaxにて制限した発電機トルクと発電機回転数から、発電機回生電力Ｐgを演算する。そして、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０では、モータ最大回生トルクＴmmaxを演算する。モータ最大回生トルクＴmmaxは、下記式（６）に示すように、ステップＳ５０で演算した前輪エンブレ保障トルクＴmfと、ステップＳ２０で演算した昇圧コンバータ上限電力ＰvmaxからステップＳ１２０で演算した発電機回生電力Ｐgを減算した値をモータ回転数Ｒmで除算しモータ効率ηmで考慮して求めた値とのうち小さい方（負の値の大きい方）の値とする。

Ｔmmax＝min（Ｔmf、（Ｐvmax−Ｐg）／Ｒm／ηm）・・・（６）
なお、本ステップでモータ最大回生トルクＴmmaxを設定することで、回生制動力を制限することになるが、本実施形態ではモータ最大回生トルクＴmmaxは、フロントモータ３の最大回生トルクである。
そして、本ルーチンを終了する。

本実施形態の車両は、前輪２をフロントモータ３によって駆動するとともに、後輪４をリアモータ５によって駆動可能な四輪駆動車であり、減速時にはフロントモータ３及びリアモータ５によって回生制動が可能である。そして、ハイブリッドコントロールユニット２０は、この回生トルクをインバータ１２、１３を介して夫々制御可能である。
また、本実施形態に係る車両は、エンジン６を作動して発電するとともにフロントモータ３及びリアモータ５によって走行駆動するシリーズモードが可能である。

車両には昇圧コンバータ１５が搭載されており、バッテリ８から昇圧コンバータ１５によって高圧化した電力をフロントモータ３に供給して駆動するように構成されている。車両減速時においては、発電機７による発電電力及びフロントモータ３による回生発電電力が昇圧コンバータ１５を通過して、バッテリ８に供給されて充電する。
シリーズモードにおいて、アクセルオンからオフにした際には、フロントモータ３やリアモータ５による駆動トルクは不要となり、エンジン６を作動させて発電機７により発電することは不要となるが、発電機７により回生発電させてエンジン６に負荷をかけることで、アクセルオフと同時にエンジン回転速度を低下させ、アクセル操作に応じた違和感のないエンジン回転速度の制御を行なうことができる。

したがって、シリーズモードにおいて、アクセルオフにした際には、モータ回生発電電力だけでなく、エンジン回転速度を低下させるために発電機７による発電電力が発生し、フロントモータ３による回生発電電力と発電機７による発電電力とが合わせて昇圧コンバータ１５に入力する場合がある。
本実施形態では、昇圧コンバータ１５の温度を検出して昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxを演算しており、シリーズモードにおける上記図３に示す駆動制御によって、エンジン発電電力Ｐe、発電機７の回生トルク、フロントモータ３の最大回生トルクを制限することで、発電機７による発電電力（発電機回生電力Ｐg）とフロントモータ３による回生発電電力との合計値が昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxを超えないように制御される。これにより、昇圧コンバータ１５の保護を図ることができる。特に、発電機７の回生トルクを、昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxからフロントモータ３による回生発電電力を引いた差分から演算した発電機最大回生トルクＴgmaxに制限することで、当該発電機最大回生トルクＴgmaxに対応する発電機回生可能最大電力に発電機７の発電電力（Ｐg）が設定され、更にフロントモータ３による回生発電電力は前輪エンブレ電力Ｐmf以上に設定されるので、フロントモータ３による回生制動トルクを確保することができ、減速時における車両の空走感を抑制するとともに走行安定性を向上させることができる。

また、エンジン発電上限電力Ｐemaxを、エンジン６の実回転速度Ｒeと目標回転速度Ｒeobjとの回転数偏差に基づいて演算し、このエンジン発電上限電力Ｐemaxを超えないようにエンジン発電電力Ｐeを制限するので、アクセルオフにしてエンジン回転速度が制御される際に、発電機７から発生する電力を規制する制御が行なわれ、昇圧コンバータ１５の保護をした上で回生制動トルクの確保を図ることができる。

図５は、本実施形態の駆動制御における昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxとモータ回生可能最大電力Ｐmminとの関係を示すグラフである。図６は、本実施形態の駆動制御における昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxと発電機回生可能最大電力Ｐgminとの関係を示すグラフである。なお、図５中のαは、前輪エンブレ電力Ｐmfを示す。図５、６中のβは、昇圧コンバータ１５の連続定格回生電力である。図５、６中のγは、昇圧コンバータ１５の最大定格回生電力である。なお、昇圧コンバータ１５の通常作動時には、昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxは、連続定格回生電力βと最大定格回生電力γとの間になる。

本実施形態では、上記走行駆動制御により、発電機７による発電電力とフロントモータ３による回生発電電力との合計値が昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxを超えないように制御されるが、図５に示すように、フロントモータ３による回生発電電力の最大値であるモータ回生可能最大電力Ｐmminは、連続定格回生電力βと最大定格回生電力γとの間の通常作動時には、α（前輪エンブレ電力Ｐmf）以上の値となる。更に、発電機回生電力Ｐgが減少または昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxが増加するに伴ってモータ回生可能最大電力Ｐmminは増加する。

また、図６に示すように、連続定格回生電力βと最大定格回生電力γとの間の通常作動時には、昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxが増加するに伴って発電機回生可能最大電力Ｐgminが増加するが、フロントモータ３の回生発電電力は所定値（Ｐmf）以上は確保される。
以上のように、本実施形態では、シリーズモードにおいて、アクセルオンからオフにした際（車両減速時）に、昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxに応じて発電機最大回生トルクＴgmaxを設定することで、発電機トルクＴｇを制限する。これにより、発電機７による発電電力が制限され、フロントモータ３による回生発電電力を確保することができる、したがって、車両の回生制動トルク、特に前輪２の回生制動トルクを確保することができ、減速時における車両の空走感の発生を抑制するとともに車両の走行安定性を向上させることができる。

また、上記ステップＳ４０で演算される前輪分配比Ｒdfについては、５０％（０．５）以上に設定されるので、回生制動時における前輪２の回生制動トルクを確保することができ、減速時での車両走行安定性を向上させることができる。
更に、この前輪分配比Ｒdfについては、昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxや走行状況に応じて補正するとよい。例えば、昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxが低くなるに伴って、あるいは走行安定性が低くなるに伴って、前輪分配比Ｒdfを低下させればよい。

図７は、昇圧コンバータ１５の温度に対応する昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxにおける、前輪エンブレ電力Ｐmfと発電機回生可能最大電力Ｐgminとの割合を示すグラフである。図中一点鎖線が昇圧コンバータ上限電力Ｐvmax、破線及び実線が前輪エンブレ電力Ｐmfを示す。破線は、前輪分配比Ｒdfの補正をせずに前輪エンブレ電力Ｐmfを一定にした場合を示し、実線が昇圧コンバータ１５の温度が高くなるに従って前輪分配比Ｒdfを低下させるように補正した場合である。なお、昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxから前輪エンブレ電力Ｐmfを引いた値が発電機回生可能最大電力Ｐgminになる。

図７の一点鎖線に示すように、所定温度以上から昇圧コンバータ１５の温度が上昇するに伴って昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxが低下する。破線で示すように、前輪分配比Ｒdfの補正なしでは前輪エンブレ電力Ｐmfが一定であるため、昇圧コンバータ１５の温度が上昇した際に昇圧コンバータ上限電力Ｐvmaxが大きく低下すると、発電機回生可能最大電力Ｐgminが減少する。実線に示すように、昇圧コンバータ１５の温度が上昇するに伴って前輪分配比Ｒdfを低下させるよう補正することで、前輪エンブレ電力Ｐmfを減少させて、発電機回生可能最大電力Ｐgminを増加させることができる。これにより、アクセルオフした際にエンジン回転数の迅速な低下を図ることができる。

なお、前輪エンブレ電力Ｐmfを減少させることで、前輪２の回生制動トルクは低下するが、前輪分配比Ｒdfの補正により後輪４の回生制動トルクが増加して、車両全体としての回生制動トルクは確保できる。
また、この前輪分配比Ｒdfの補正については、常時行なってもよいし、例えば旋回走行時以外のみ行なうようにしてもよい。旋回走行時にのみ前輪分配比Ｒdfの補正を行なうことで、旋回走行時での回生制動時における後輪４の回生制動トルクの上昇を抑え、車両直進走行安定性の低下を抑制することができる。

なお、本発明は、以上の実施形態に限定するものではない。本発明は、昇圧コンバータを備え、回生制動を行なうハイブリッド車に広く適用することができる。

１走行駆動装置
３フロントモータ（第１の電動機）
５リアモータ（第２の電動機）
６エンジン（内燃機関）
７発電機
８バッテリ
１５昇圧コンバータ（変圧装置）
２０ハイブリッドコントロールユニット（分配比演算部、回生制動量算出部、発電電力算出部）
２８エンジン回転速度センサ（実回転速度検出部）
４８回転速度演算部（目標回転速度設定部）

Claims

入力した電力を昇圧または降圧するとともに、温度状態に基づいて最大入出力電力が変更される変圧装置と、
車両の前輪又は後輪のいずれか一方の車輪の回転力により回生発電する第１の電動機と、
内燃機関により駆動されて発電する発電機と、を備え、
前記第１の電動機によって発電した電力、及び前記発電機によって発電した電力は、前記変圧装置を介してバッテリに供給される車両の走行駆動装置であって、
前記一方の車輪に回生制動の際に前記一方の車輪でエンブレ補償トルクとして必要な所定以上の回生制動トルクを発揮するよう前記第１の電動機の回生発電電力を算出する回生制動量算出部と、
前記発電機の発電電力を算出する発電電力算出部と、を有し、
前記発電電力算出部は、
前記車両のアクセルオンからオフした際に、前記変圧装置の前記最大入出力電力から前記回生制動量算出部で算出された回生発電電力を引いた差分を前記内燃機関の回転速度を低下させるのに必要な発電電力として前記発電機の最大発電電力に設定することを特徴とする車両の走行駆動装置。
前記内燃機関の目標回転速度を設定する目標回転速度設定部と、
前記内燃機関の実回転速度を検出する実回転速度検出部と、を備え、
前記発電電力算出部は、前記目標回転速度と前記実回転速度との偏差に基づいて、前記発電電力が前記最大発電電力以下となるように算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行駆動装置。
前記車両の前輪又は後輪のいずれか他方の車輪の回転力により回生発電した電力を前記変圧装置を介さずにバッテリに供給する第２の電動機と、
前記第１の電動機の回生トルクと前記第２の電動機の回生トルクとの分配比を演算する分配比演算部と、を備え、
前記分配比演算部は、
前記所定以上の回生制動トルクを前記第１及び第２の電動機で発生させるべく、前記変圧装置の温度に基づいて前記第１及び第２の電動機の回生トルクを補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の走行駆動装置。
前記分配比演算部は、
前記変圧装置の温度が高くなるに従って前記第１の電動機で発生する回生トルクを減少させることを特徴とする請求項３に記載の車両の走行駆動装置。