JP2007060761A - ハイブリッド車の減速度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレーキアシスト手段の失陥時であっても、制動性能低下を抑制し、車両を安全に減速・停止することができるハイブリッド車の減速度制御装置を提供すること。
【解決手段】 動力源としてエンジンと少なくとも一つのモータを有し、ドライバーの減速要求操作に対してブレーキアシスト手段への作動指令により要求減速度を実現する減速度制御手段を備えたハイブリッド車の減速度制御装置において、前記ブレーキアシスト手段の失陥を検出するブレーキアシスト失陥検出手段（ステップＳ１）を設け、前記減速度制御手段は、前記ブレーキアシスト手段の失陥時、ドライバーの要求減速度を実現するエンジンブレーキとモータ回生を実行する手段とした。
【選択図】 図５

Description

本発明は、動力源としてエンジンと少なくとも一つのモータを有し、ドライバーの減速要求操作に対してブレーキアシスト手段への作動指令により要求減速度を実現する減速度制御手段を備えたハイブリッド車の減速度制御装置に関する。

従来のブレーキシステムは、ブレーキペダルに加えられた踏力を倍力装置によって強められ、マスターシリンダを押すことで圧力を発生させ、この圧力に応じてブレーキ制動を行っている（例えば、特許文献１参照）。

また、ブレーキバイワイヤシステムでは、ドライバーの踏力・ストローク量の電気的信号に応じて、要求減速度が得られるように油圧をコントロールして要求減速度を実現している（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−１６３２０３号公報 特開２００４−３２２８１０号公報

しかしながら、上記従来のブレーキシステムは、ドライバーの踏力・ストローク量を基に倍力装置で増幅する構成、もしくは、上記従来のブレーキバイワイヤシステムは、ドライバーの踏力・ストローク量の電気的信号を基に要求減速度を実現する構成になっていたため、倍力装置もしくはブレーキバイワイヤシステムの失陥時には、例えば、ドライバーの踏力そのもの分の圧力しか発生させることができない、いわゆる鉄板ブレーキとなるので、ドライバーの要求減速度が得られない、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ブレーキアシスト手段の失陥時であっても、制動性能低下を抑制し、車両を安全に減速・停止することができるハイブリッド車の減速度制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明におけるハイブリッド車の減速度制御装置では、動力源としてエンジンと少なくとも一つのモータを有し、ドライバーの減速要求操作に対してブレーキアシスト手段への作動指令により要求減速度を実現する減速度制御手段を備えたハイブリッド車の減速度制御装置において、
前記ブレーキアシスト手段の失陥を検出するブレーキアシスト失陥検出手段を設け、
前記減速度制御手段は、前記ブレーキアシスト手段の失陥時、ドライバーの要求減速度を実現するエンジンブレーキとモータ回生を実行することを特徴とする。

よって、本発明のハイブリッド車の減速度制御装置にあっては、ブレーキアシスト手段の失陥時、減速度制御において、ドライバーの要求減速度を実現するエンジンブレーキとモータ回生が実行される。例えば、ブレーキバイワイヤシステム等のブレーキアシスト手段が失陥した時であって、ドライバーによりブレーキ操作が行われた場合、ブレーキ操作にあらわれたドライバーの要求減速トルクに対する不足分が算出され、この不足分がエンジンブレーキとモータ回生により補われる。この結果、ブレーキアシスト手段の失陥時であっても、制動性能低下を抑制し、車両を安全に減速・停止することができる。

以下、本発明のハイブリッド車の減速度制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

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の減速度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（モータ）と、第２モータジェネレータMG2（モータ）と、出力スプロケットOS、動力分割機構TMと、を有する。

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。

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、この状態を「回生」と呼ぶ）。

前記動力分割機構TMは、サンギアSと、ピニオンPと、リングギア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（サンギアS、リングギア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。前記サンギアSには、第１モータジェネレータMG1が連結されている。前記リングギア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。

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（サンギアS）、エンジンＥ（ピニオンキャリアPC）、第２モータジェネレータMG2及び出力スプロケットOS（リングギア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、差動歯車のギア比を考える場合、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アSとリングギアRの歯数比λに基づき、(S〜PC)：(PC〜R)の長さの比を１：λになるように配置したものである。

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（強電ユニット）と、バッテリ４（二次電池）と、ブレーキコントローラ５と、統合コントローラ６と、を有して構成されている。

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、第２モータジェネレータトルクセンサ２７と、から入力情報がもたらされる。なお、車速センサ８と第２モータジェネレータ回転数センサ１１は、同じ動力分割機構TMの出力回転数を検出するもであるため、車速センサ８を省略し、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からのセンサ信号を車速信号として用いても良い。

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、ストロークシミュレータ１７と、ブレーキストロークセンサ１８と、横加速度センサ２８と、から入力情報がもたらされる。

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。

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の充電容量をあらわすバッテリS.O.Cの情報を用いる。

前記パワーコントロールユニット３は、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による強電ユニットを構成するもので、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、コンデンサと、を有する。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る。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。

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、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時、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ブレーキ協調制御を行う。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、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へ出力するブレーキバイワイヤシステムを構成する。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。

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。

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、ドライバの要求駆動力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（駆動輪）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、駆動輪のスリップやブレーキ時の駆動輪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の部品保護、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、駆動輪の駆動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トラクション制御を採用している。

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、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時には、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、ジェネレータ（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。

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のみの駆動で発進する。「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、サンギア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。

始動時は、イグニッションキーを回すとエンジンＥが始動し、エンジンＥを暖機した後、直ぐにエンジンＥは停止する。発進時や軽負荷時は、発進時やごく低速で走行する緩やかな坂を下るときなどは、エンジン効率の悪い領域は燃料をカットし、エンジンは停止してモータMG2により走行する。通常走行時は、エンジンＥの駆動力は、動力分割機構TMにより一方は車輪を直接駆動し、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。減速時や制動時には、車輪がモータ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。

図５は実施例１の統合コントローラ６にて実行される減速度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（減速度制御手段）。

ステップＳ１では、ブレーキバイワイヤシステム（ブレーキアシスト手段）が失陥であるか否かを判断し、YESの場合はステップＳ３へ移行し、NOの場合はステップＳ２へ移行する（ブレーキアシスト失陥検出手段）。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのブレーキアシスト非失陥（正常）であるとの判断に続き、減速度制御として、上記した通常制御が実行される。

ステップＳ３では、ステップＳ１でのブレーキアシスト失陥であるとの判断に続き、前記両モータジェネレータMG1,MG2の電源であるバッテリ４の充放電バランスを保つ制御が行われ、ステップＳ４へ移行する（予備減速度制御部）。
この予備減速度制御は、エンジンブレーキとモータ回生による減速度補償に予め備えて行われるもので、バッテリS.O.Cを、エンジンブレーキを確保するための第１設定容量以上で、モータ回生を確保するための第２設定容量以下の容量に保たれる。
そして、具体的には、下記の制御定数を変えることで、充放電のバランスを保つ。
・モータ走行範囲の拡大及び縮小
・バッテリS.O.Cに応じたバッテリー充放電量要求マップの変更
・エアーコンディショナー等の補機類の制御変更

ステップＳ４では、ステップＳ３でのバッテリ４の充放電バランスを保つ制御に続き、エンジンブレーキやモータ回生の制限により実現できる減速度補償に制限がある場合、減速度補償の制限に応じて予めエンジンＥや両モータジェネレータMG1,MG2による駆動力を制限する制御が行われ、ステップＳ５へ移行する（予備駆動力制限部）。

ステップＳ５では、ステップＳ４での予備駆動力制限に続き、ブレーキ操作有りか否かを判断し、YESの場合はステップＳ６へ移行し、NOの場合はステップＳ１１へ移行する。

ステップＳ６では、ステップＳ５でのブレーキ操作有りとの判断に続き、ブレーキ操作にあらわれたドライバーの要求減速トルクに対する不足分を算出し、ステップＳ７へ移行する。
ここで、要求減速トルクは、図６に示すように、ドライバーのブレーキスイッチ・ブレーキストローク量・ブレーキ踏力・スイッチ＋踏力等の複合技に応じて算出する。そして、ブレーキアシスト失陥状態でのブレーキ操作による失陥減速トルクを算出し、要求減速トルクから失陥減速トルクを差し引くことでドライバーの要求減速トルクに対する不足分を算出する。なお、車速が低い場合、ブレーキ操作に応じてクリープトルクを減少させるようにする。

ステップＳ７では、ステップＳ６でのドライバーの要求減速トルクに対する不足分算出に続き、算出された要求減速トルク不足分を、図７に示すように、路面推定摩擦係数μが小さいほど低トルク側に補正し、ステップＳ８へ移行する。

ステップＳ８では、ステップＳ７での要求減速トルク不足分のμ補正に続き、要求減速トルク不足分×車速の式により車両の目標減速エネルギーを算出し、ステップＳ９へ移行する。

ステップＳ９では、ステップＳ８での目標減速エネルギーの算出に続き、現在のバッテリS.O.Cからバッテリ４へ入力したい目標バッテリ回生電力量を演算し、ステップＳ１０へ移行する。
ここで、目標バッテリ回生電力量は、
目標バッテリ回生電力量＝第２モータジェネレータMG2での回生エネルギー＋第１モータジェネレータMG1での力行エネルギー
の式により求められる。なお、第１モータジェネレータMG1での力行エネルギーとは、実施例１のハイブリッドシステムは、エンジンブレーキをするのに第１モータジェネレータMG1（発電機）に駆動させて連れ回せるため、このエンジンモータリングに必要なエネルギーである。

ステップＳ１０では、ステップＳ９での目標バッテリ回生電力量の演算に続き、モータ回生トルクを決定すると共に、エンブレ回転数を決定し、決定したトルク及び回転数が得られる指令を出力してリターンへ移行する。
ここで、モータ回生トルクは、簡易的に、
モータ回生エネルギー＝｛（車両減速エネルギー）−（バッテリ入力目標エネルギー）｝÷２＋バッテリ入力目標エネルギー
モータ回生トルク＝モータ回生エネルギー÷モータ回転数(rsd/sec)
の式により求める。
また、エンブレ回転数は、簡易的に、エンジンブレーキエネルギーを、
エンジンブレーキエネルギー＝｛（車両減速エネルギー）−（バッテリ入力目標エネルギー）｝÷２
の式により求め、エンジンフリクショントルクマップ（エンジン回転数に対するエンジンフリクショントルクマップ）より上記エンジンブレーキエネルギーが得られる回転数を算出する。
そして、バッテリS.O.Cと車速に応じて、図８に示すように、エンジンブレーキとモータ回生のバランスを、バッテリS.O.Cが高く高車速であるほどエンジンブレーキの分担比率を高め（エンブレ回転数を高く設定）、バッテリS.O.Cが低く低車速であるほどモータ回生の分担比率を高める（エンブレ回転数を低く設定）。

ステップＳ１１では、ステップＳ５でのブレーキ操作無しとの判断に続き、ブレーキ解除状態のままでドライバーによりアクセル開放操作が行われたか否かを判断し、YESの場合はステップＳ１２へ移行し、NOの場合はリターンへ移行する。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１でのブレーキ解除状態のままでドライバーによりアクセル開放操作が行われたとの判断に続き、アクセルOFF時の車速に応じた目標減速トルクを、図９に示すアクセルOFF目標減速トルクマップを検索することで算出し、ステップＳ１３へ移行する。
ここで、「アクセルOFF目標減速トルクマップ」は、図９に示すように、車速に対する目標減速トルクを、通常時目標減速トルクよりも減速度合いが強めのトルクに設定されている。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２での目標減速トルクの算出に続き、算出されたアクセルOFF目標減速トルクを、図９に示すように、路面推定摩擦係数μが小さいほど低トルク側に補正し、ステップＳ１４へ移行する。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３でのアクセルOFF目標減速トルクのμ補正に続き、アクセルOFF目標減速トルク×車速の式により車両の目標減速エネルギーを算出し、ステップＳ１５へ移行する。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４での目標減速エネルギーの算出に続き、上記ステップＳ９と同様に、現在のバッテリS.O.Cからバッテリ４へ入力したい目標バッテリ回生電力量を演算し、ステップＳ１６へ移行する。

ステップＳ１６では、ステップＳ１５での目標バッテリ回生電力量の演算に続き、上記ステップＳ１０と同様に、モータ回生トルクを決定すると共に、エンブレ回転数を決定し、決定したトルク及び回転数が得られる指令を出力してリターンへ移行する。

次に、作用を説明する。
［ブレーキアシスト失陥時の減速度制御作用］
ハイブリッド車において、ブレーキバイワイヤシステムに失陥を生じた場合、ブレーキ操作を行ってもブレーキ液圧が不足し、ドライバーの要求減速度が得られない。また、アクセル足離し操作を行っても、ブレーキ協調制御において回生分は足りてもブレーキ液圧分が不足し、ドライバーが想定する十分な減速度が得られない。

これに対し、実施例１のハイブリッド車の減速度制御装置では、ブレーキアシスト手段の失陥時、ドライバーの要求減速度を実現するエンジンブレーキとモータ回生を実行することで、ブレーキバイワイヤシステム失陥時であっても、制動性能低下を抑制し、車両を安全に減速・停止することができるようにした。
例えば、ブレーキバイワイヤシステムの失陥時であって、ドライバーによりブレーキ操作が行われた場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０へと進む流れとなり、ステップＳ６にてブレーキ操作にあらわれたドライバーの要求減速トルクに対する不足分が算出され、ステップＳ７〜ステップＳ１０にて、この要求減速トルク不足分がエンジンブレーキとモータ回生により補われる。
したがって、ブレーキアシスト失陥時であっても、要求減速トルク不足分がエンジンブレーキとモータ回生により補われることで、制動性能低下が抑制され、車両を安全に減速・停止することができる。

［ブレーキアシスト失陥時の予備制御作用］
ブレーキアシスト失陥時であって、ブレーキ操作もアクセル足離し操作も行われていないととき、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ１１→リターンへと進む流れが繰り返される。

すなわち、実施例１の減速度制御装置では、予備減速度制御部であるステップＳ３において、両モータジェネレータMG1,MG2の電源であるバッテリ４の充放電バランスを保つ制御が行われる。
したがって、その後、ブレーキ操作が行われた場合、確実に要求減速トルク不足分がエンジンブレーキとモータ回生により補うことができる。また、その後、アクセル足離し操作が行われた場合も、エンジンブレーキとモータ回生によりドライバーが意図する減速度を得ることができる。

実施例１の減速度制御装置では、予備減速度制御部であるステップＳ３において、バッテリS.O.Cが、エンジンブレーキを確保するための第１設定容量以上で、モータ回生を確保するための第２設定容量以下の容量に保たれる。
実施例１のように、エンジンブレーキをするのにモータ（発電機）駆動させて連れ回せるというハイブリッドシステムの場合、モータ（発電機）がエンジンを連れ回すのに必要な電力を常に確保しておけるように、バッテリS.O.Cを第１設定容量以上にする。
また、モータ回生によって要求減速度を得る制御を極力制限なくできるようにするには、モータ回生によってバッテリS.O.Cの上限値にすぐ達しないようにしておく必要があるため、バッテリS.O.Cを通常時に対し低めの第２設定容量以下にする。
したがって、バッテリS.O.Cを第１設定容量以上で第２設定容量以下に保つことで、モータ回生ができなくなるようなシーンやエンジンブレーキを使えないシーンが減少し、確実にドライバーの要求減速度を実現することができる。

実施例１の減速度制御装置では、予備減速度制御部であるステップＳ３において、モータ走行範囲の拡大及び縮小やバッテリS.O.Cに応じたバッテリー充放電量要求マップの変更等を行うことにより充放電のバランスを保つようにしている。
したがって、既存の制御則やマップでの制御定数を変更するだけの簡単な処理により、バッテリS.O.Cを第１設定容量以上で第２設定容量以下に保つことができる。

さらに、実施例１の減速度制御装置では、予備駆動力制限部であるステップＳ４において、エンジンブレーキやモータ回生の制限により実現できる減速度補償に制限がある場合、減速度補償の制限に応じて予め駆動力を制限するようにしている。
例えば、実現できる減速度補償に制限がある場合、補償できる減速トルクより高い駆動トルクにての走行中にブレーキ操作が行われると、駆動トルクを相殺できる減速トルクを得ることができず、ブレーキ操作による減速・停止の安全性が損なわれるおそれがある。
したがって、減速度補償に制限がある場合、減速度補償の制限に応じて予め駆動力を制限する、言い換えると、減速性能に応じて加速性能も制限することで、その後、ブレーキ操作等があっても確実に車両を減速・停止させて安全性を確保することができる。

［ブレーキ操作時の要求減速トルク補償作用］
ブレーキアシスト失陥時で、かつ、ドライバーによりブレーキ操作が行われた場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０へと進む流れとなる。

すなわち、実施例１の減速度制御装置では、ブレーキアシスト失陥時で、かつ、ドライバーによりブレーキ操作が行われた場合、ステップＳ６において、ブレーキ操作にあらわれたドライバーの要求減速トルクに対する不足分が算出され、ステップＳ７〜ステップＳ１０において、要求減速トルクの不足分がエンジンブレーキとモータ回生により補われることになる。
したがって、ブレーキ操作時には、要求減速トルクの不足分をエンジンブレーキとモータ回生により補うという要求減速トルク補償作用により、ドライバーの要求減速度を実現でき、車両を安全に減速・停止することができる。

実施例１の減速度制御装置では、車速が低い場合、ブレーキ操作に応じてクリープトルクを減少させるようにしている。
例えば、車速が低い状況で、制動トルクとクリープトルク（駆動トルク）とが競合した場合には、車両の前後加速度が変動するような挙動が発生し、車両のコントロール性が低下する。
したがって、車速が低い場合には、ブレーキ操作に応じてクリープトルクを減少させることで、ブレーキアシスト失陥時の低車速における車両コントロール性を向上させることができる。

実施例１の減速度制御装置では、要求減速トルク不足分を、路面推定摩擦係数が小さいほど低トルク側に補正するようにしている。
例えば、実施例１のハイブリッドシステムでは、エンジンブレーキもモータ回生も前輪のみに付与されるため、前輪タイヤの許容制動トルクを超える制動トルクを付与したら、コーナリングフォースが不足し、旋回時にアンダーステア傾向を示すことになる。そして、前輪タイヤの許容制動トルクは路面μが高μであるほど高く、低μになるほど低くなる。つまり、低μ路で許容制動トルクを超える制動トルクを付与してもアンダーステアとなるだけで操縦安定性が低下する。
したがって、要求減速トルク不足分を、路面推定摩擦係数が小さいほど低トルク側に補正することで、路面μにかかわらず、アンダーステアを抑制し、操縦安定性を向上させることができる。

実施例１の減速度制御装置では、エンジンブレーキとモータ回生によりドライバーの要求減速トルクを実現する際、バッテリS.O.Cと車速に応じて、エンジンブレーキとモータ回生のバランスを、バッテリS.O.Cが高く高車速であるほどエンジンブレーキの分担比率を高め、バッテリS.O.Cが低く低車速であるほどモータ回生の分担比率を高めるようにしている。
例えば、バッテリS.O.Cが高いほどモータ回生にて上限値に到達しやすいため、モータ回生の分担量を小さく抑える必要がある。よって、バッテリS.O.Cが高いほどエンブレ回転数を高くしてエンジンブレーキ分担量を大きくする必要がある。また、車速が高いほど騒音や減速エネルギーが大きくなるため、エンブレ回転数を高くしてエンジンブレーキ分担量を大きくする必要がある。
したがって、バッテリS.O.Cが高く高車速であるほどエンジンブレーキの分担比率を高めることで、モータ回生との併用を維持しつつ、騒音や減速トルクの不足を防止することができる。

［アクセル足離し操作時の減速度制御作用］
ブレーキアシスト失陥時で、かつ、ドライバーによりアクセル足離し操作が行われた場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４→ステップＳ１５→ステップＳ１６へと進む流れとなる。

すなわち、実施例１の減速度制御装置では、ブレーキアシスト失陥時で、かつ、ブレーキ解除状態のままでドライバーによりアクセル開放操作が行われた場合、ステップＳ１２において、車速に対する目標減速トルクを、通常時目標減速トルクよりも減速度合いが強めのトルクに設定され、ステップＳ１２〜ステップＳ１６において、設定された目標減速トルクがエンジンブレーキとモータ回生により実現される。
したがって、アクセル足離し操作時には、通常より強めの目標減速トルクをエンジンブレーキとモータ回生により得るという積極的な減速度制御作用により、ドライバーの期待通りの要求減速度を実現でき、車両をより安全に減速・停止することができる。

実施例１の減速度制御装置では、車速に対する目標減速トルクを、路面推定摩擦係数が小さいほど低トルク側に補正するようにしている。
したがって、上記要求減速トルク不足分を路面μにて補正する場合と同様に、路面μにかかわらず、アンダーステアを抑制し、操縦安定性を向上させることができる。

実施例１の減速度制御装置では、エンジンブレーキとモータ回生により車速に対する目標減速トルクを実現する際、バッテリS.O.Cと車速に応じて、エンジンブレーキとモータ回生のバランスを、バッテリS.O.Cが高く高車速であるほどエンジンブレーキの分担比率を高め、バッテリS.O.Cが低く低車速であるほどモータ回生の分担比率を高めるようにしている。
したがって、上記エンジンブレーキとモータ回生により要求減速トルクを実現する際と同様に、モータ回生との併用を維持しつつ、騒音や減速トルクの不足を防止することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車の減速度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。

(1) 動力源としてエンジンと少なくとも一つのモータを有し、ドライバーの減速要求操作に対してブレーキアシスト手段への作動指令により要求減速度を実現する減速度制御手段を備えたハイブリッド車の減速度制御装置において、前記ブレーキアシスト手段の失陥を検出するブレーキアシスト失陥検出手段（ステップＳ１）を設け、前記減速度制御手段は、前記ブレーキアシスト手段の失陥時、ドライバーの要求減速度を実現するエンジンブレーキとモータ回生を実行するため、ブレーキアシスト手段の失陥時であっても、制動性能低下を抑制し、車両を安全に減速・停止することができる。

(2) 前記減速度制御手段は、ブレーキアシスト手段の失陥が検出されると、エンジンブレーキとモータ回生による減速度補償に予め備え、前記モータの電源であるバッテリ４の充放電バランスを保つ予備減速度制御部（ステップＳ３）を有するため、ブレーキアシスト失陥後、ブレーキ操作やアクセル足離し操作が行われた場合、エンジンブレーキとモータ回生によりドライバーが意図する減速度を得ることができる。

(3) 前記予備減速度制御部（ステップＳ３）は、バッテリ４の充電容量（バッテリS.O.C）を、エンジンブレーキを確保するための第１設定容量以上で、モータ回生を確保するための第２設定容量以下の容量に保つため、モータ回生ができなくなるようなシーンやエンジンブレーキを使えないシーンが減少し、確実にドライバーの要求減速度を実現することができる。

(4) 前記予備減速度制御部（ステップＳ３）は、モータ走行範囲の拡大及び縮小と、バッテリS.O.Cに応じたバッテリー充放電量要求マップの変更と、によりバッテリ４の充放電バランスを保つため、既存の制御則やマップでの制御定数を変更するだけの簡単な処理により、バッテリS.O.Cを最適な容量に保つことができる。

(5) 前記減速度制御手段は、ブレーキアシスト手段の失陥が検出され、かつ、エンジンブレーキやモータ回生の制限により実現できる減速度補償に制限がある場合、減速度補償の制限に応じて予め駆動力を制限する予備駆動力制限部（ステップＳ４）を有するため、ブレーキアシスト失陥後、ブレーキ操作やアクセル足離し操作があっても確実に車両を減速・停止させて安全性を確保することができる。

(6) 前記減速度制御手段は、ブレーキアシスト手段の失陥時、ドライバーによりブレーキ操作が行われた場合、ブレーキ操作にあらわれたドライバーの要求減速トルクに対する不足分を算出し、この不足分をエンジンブレーキとモータ回生により補うため、ブレーキ操作時には、要求減速トルクの不足分をエンジンブレーキとモータ回生により補うという要求減速トルク補償作用により、ドライバーの要求減速度を実現でき、車両を安全に減速・停止することができる。

(7) 前記減速度制御手段は、車速が低い場合、ブレーキ操作に応じてクリープトルクを減少させるため、ブレーキアシスト失陥時の低車速における車両コントロール性を向上させることができる。

(8) 前記減速度制御手段は、ブレーキアシスト手段の失陥時、ブレーキ解除状態のままでドライバーによりアクセル開放操作が行われた場合、車速に対する目標減速トルクを、通常時目標減速トルクよりも減速度合いが強めのトルクに設定し、設定された目標減速トルクをエンジンブレーキとモータ回生により実現するため、アクセル足離し操作時には、通常より強めの目標減速トルクをエンジンブレーキとモータ回生により得るという積極的な減速度制御作用により、ドライバーの期待通りの要求減速度を実現でき、車両をより安全に減速・停止することができる。

(9) 前記減速度制御手段は、前記要求減速トルク不足分と前記目標減速トルクを、路面推定摩擦係数が小さいほど低トルク側に補正するため、路面μにかかわらず、アンダーステアを抑制し、操縦安定性を向上させることができる。

(10) 前記減速度制御手段は、エンジンブレーキとモータ回生によりドライバーの要求減速度を実現する際、バッテリS.O.Cと車速に応じて、エンジンブレーキとモータ回生のバランスを、バッテリ充電容量が高く高車速であるほどエンジンブレーキの分担比率を高め、バッテリ充電容量が低く低車速であるほどモータ回生の分担比率を高めるため、エンジンブレーキとモータ回生との併用を維持しつつ、騒音や減速トルクの不足を防止することができる。

以上、本発明のハイブリッド車の減速度制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１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。

実施例１では、前輪駆動のハイブリッド車への適用例を示したが、フロントモータとリアモータを持つハイブリッド四輪駆動車にも適用することができる。この場合、前後のエンジンブレーキとモータ回生の配分は、基本的に理想配分（舵角操作時に最もアンダーステアやオーバーステアがでない前後制動力配分）となるようにする。例えば、図１０に示すように、要求減速トルクに対し、フロント減速分（比率７）とリア減速分（比率３）となるようにする。なお、目標減速度を前後輪理想配分できない場合は、目標減速度を下げ、理想配分で行える範囲の減速度にする。この場合、常に前後輪を理想配分とすることで、制動時に車両がオーバーステアやアンダーステアとなることを抑制することができる。

実施例１では、減速度制御手段として、ブレーキアシスト失陥時、ドライバーによりブレーキ操作が行われた場合、ブレーキ操作にあらわれたドライバーの要求減速トルクに対する不足分を算出し、この不足分をエンジンブレーキとモータ回生により補い、また、ブレーキアシスト失陥時、ブレーキ解除状態のままでドライバーによりアクセル開放操作が行われた場合、車速に対する目標減速トルクを、通常時目標減速トルクよりも減速度合いが強めのトルクに設定し、設定された目標減速トルクをエンジンブレーキとモータ回生により実現する例を示した。しかし、減速度制御手段としては、ブレーキアシスト手段の失陥時、ドライバーの要求減速度を実現するエンジンブレーキとモータ回生を実行するものであれば実施例１の手段には限られない。

実施例１では、ブレーキバイワイヤシステムを備え、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によるハイブリッド車への適用例を示したが、要するに、動力源としてエンジンと少なくとも一つのモータを有し、ドライバーの減速要求操作に対してブレーキアシスト手段への作動指令により要求減速度を実現する減速度制御手段を備えたハイブリッド車であれば適用することができる。

実施例１の減速度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。 実施例１の減速度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。 実施例１の減速度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。 実施例１の減速度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。 実施例１の統合コントローラにて実行される減速度制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の減速度制御においてブレーキ操作が行われた場合の要求減速トルクの算出例を示す図である。 実施例１の減速度制御において路面摩擦係数をパラメータに含むブレーキ踏力・ストローク量に対するブレーキ操作による要求減速トルク不足分の特性例を示す図である。 実施例１の減速度制御において路面摩擦係数をパラメータに含む車速に対するエンブレ回転数の特性例を示す図である。 実施例１の減速度制御において車速に対するアクセルOFF目標減速トルクの通常時特性と路面摩擦係数をパラメータに含む失陥時特性の一例を示す図である。 ハイブリッド四輪駆動車においてブレーキアシスト失陥時にエンジンブレーキとモータ回生により要求減速度を得る場合の前後輪への減速トルク配分の一例を示す図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ（モータ）
MG2 第２モータジェネレータ（モータ）
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 ストロークシミュレータ
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
２７ 第２モータジェネレータトルクセンサ
２８ 横加速度センサ

Claims (10)

1. 動力源としてエンジンと少なくとも一つのモータを有し、ドライバーの減速要求操作に対してブレーキアシスト手段への作動指令により要求減速度を実現する減速度制御手段を備えたハイブリッド車の減速度制御装置において、
   前記ブレーキアシスト手段の失陥を検出するブレーキアシスト失陥検出手段を設け、
   前記減速度制御手段は、前記ブレーキアシスト手段の失陥時、ドライバーの要求減速度を実現するエンジンブレーキとモータ回生を実行することを特徴とするハイブリッド車の減速度制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車の減速度制御装置において、
   前記減速度制御手段は、ブレーキアシスト手段の失陥が検出されると、エンジンブレーキとモータ回生による減速度補償に予め備え、前記モータの電源であるバッテリの充放電バランスを保つ予備減速度制御部を有することを特徴とするハイブリッド車の減速度制御装置。
3. 請求項２に記載されたハイブリッド車の減速度制御装置において、
   前記予備減速度制御部は、バッテリの充電容量を、エンジンブレーキを確保するための第１設定容量以上で、モータ回生を確保するための第２設定容量以下の容量に保つことを特徴とするハイブリッド車の減速度制御装置。
4. 請求項２に記載されたハイブリッド車の減速度制御装置において、
   前記予備減速度制御部は、モータ走行範囲の拡大及び縮小と、バッテリ充電容量に応じたバッテリー充放電量要求マップの変更と、によりバッテリの充放電バランスを保つことを特徴とするハイブリッド車の減速度制御装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載されたハイブリッド車の減速度制御装置において、
   前記減速度制御手段は、ブレーキアシスト手段の失陥が検出され、かつ、エンジンブレーキやモータ回生の制限により実現できる減速度補償に制限がある場合、減速度補償の制限に応じて予め駆動力を制限する予備駆動力制限部を有することを特徴とするハイブリッド車の減速度制御装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載されたハイブリッド車の減速度制御装置において、
   前記減速度制御手段は、ブレーキアシスト手段の失陥時、ドライバーによりブレーキ操作が行われた場合、ブレーキ操作にあらわれたドライバーの要求減速トルクに対する不足分を算出し、この不足分をエンジンブレーキとモータ回生により補うことを特徴とするハイブリッド車の減速度制御装置。
7. 請求項６に記載されたハイブリッド車の減速度制御装置において、
   前記減速度制御手段は、車速が低い場合、ブレーキ操作に応じてクリープトルクを減少させることを特徴とするハイブリッド車の減速度制御装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載されたハイブリッド車の減速度制御装置において、
   前記減速度制御手段は、ブレーキアシスト手段の失陥時、ブレーキ解除状態のままでドライバーによりアクセル開放操作が行われた場合、車速に対する目標減速トルクを、通常時目標減速トルクよりも減速度合いが強めのトルクに設定し、設定された目標減速トルクをエンジンブレーキとモータ回生により実現することを特徴とするハイブリッド車の減速度制御装置。
9. 請求項６乃至８の何れか１項に記載されたハイブリッド車の減速度制御装置において、
   前記減速度制御手段は、前記要求減速トルク不足分と前記目標減速トルクを、路面推定摩擦係数が小さいほど低トルク側に補正することを特徴とするハイブリッド車の減速度制御装置。
10. 請求項１乃至９の何れか１項に記載されたハイブリッド車の減速度制御装置において、
    前記減速度制御手段は、エンジンブレーキとモータ回生によりドライバーの要求減速度を実現する際、バッテリ充電容量と車速に応じて、エンジンブレーキとモータ回生のバランスを、バッテリ充電容量が高く高車速であるほどエンジンブレーキの分担比率を高め、バッテリ充電容量が低く低車速であるほどモータ回生の分担比率を高めることを特徴とするハイブリッド車の減速度制御装置。
    

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