JP2016107803A - ハイブリッド車両の制動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回生制動力を得る過程で発生した回生電力を車両の補機に分配するに当たり、補機の出力増加に伴う乗員の不快感や補機の破損などを回避する。【解決手段】制御部は、目標制動パワーから、内燃機関による機関制動パワーと、バッテリの充電可能電力に対応する回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の回生制動パワーとを差し引いた補機分制動パワーに対応する、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の回生電力を消費可能な補機を、前記目標制動時間に対応する各補機の許容消費電力に基づいて選択して、選択された補機に前記回生電力を供給する。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関と回転電機を駆動源とするハイブリッド車両の惰性走行時の制動を制御する制動制御方法に関する。

下り坂走行時や前車との間隔（車間）を空けるときなどに、アクセルペダルを放していわゆるエンジンブレーキ（機関制動）を利かせて減速させる、惰性走行（コーストダウン）が行われる。惰性走行では内燃機関のピストンとシリンダの摩擦抵抗やいわゆるポンピングロス等が内燃機関の回転抗力として作用して車両が減速する。

しかしながら、近年、燃料消費効率を向上させる技術の進歩に伴って、内燃機関の摩擦抵抗は軽減傾向にある。そうなると、惰性走行において内燃機関から十分な制動力が得られないおそれがある。そこで、内燃機関に加えて回転電機を駆動源とするハイブリッド車両においては、制動力の一部を回転電機に割り当てる技術が提案されている。

例えば特許文献１では、機関制動力に加えて、回転電機の発電（回生）に伴う回生制動力を利用して、惰性走行時の制動力を確保している。具体的には、目標とする制動力から機関制動力を差し引いた分を、回生制動に充てる。この制動により得られた回生電力は主にバッテリに送られるが、回生電力の供給先がバッテリのみであると、バッテリの満充電時に回生電力の供給先がなくなってしまう。そこで特許文献１では、バッテリの他に、車両に搭載された補機（電気機器）の中で比較的消費電力の大きい空調装置（エアコン）のコンプレッサにも回生電力を分配して、回生電力の供給先を確保している。また、特許文献２では、バッテリの他に、電動式オイルポンプにも回生電力を分配している。

特開２０１０−２６８６３９号公報 特開２０１０−１５１２００号公報

ところで、回生電力の一部がエアコンのコンプレッサに分配されると、コンプレッサの出力は当然高くなる。コンプレッサの高出力状態が長時間継続されると、車室内の冷え過ぎに繋がるおそれがある。

さらに、コンプレッサの高出力状態が長時間継続されると、コンプレッサの破損に繋がるおそれもある。コンプレッサの高出力状態が継続されると、エアコンの冷媒循環が活発となり、その結果、エバポレーター（蒸発器）から、十分に気化されていない湿り蒸気状態（ミスト状）の冷媒がコンプレッサに送られる。外気温が低い場合には、エバポレーターからコンプレッサまでの配管が外気温で冷やされ、当該配管を流れる湿り蒸気の一部が液化してコンプレッサに流入する。コンプレッサでは非圧縮性流体である液体状の冷媒に圧縮圧力が掛けられる（液圧縮）。この液圧縮が長時間継続すると、圧縮系統の内圧上昇に伴う弁割れ等、コンプレッサの破損に繋がるおそれがある。

また、モータポンプの高出力状態が長時間継続されると、過熱による破損に繋がるおそれがある。

そこで、本発明は、所望の回生制動力を得るために必要な回生電力を車両の補機に分配するに当たり、補機の出力増加に伴う乗員の不快感や補機の破損などを回避可能な、ハイブリッド車両用の制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関及び回転電機を駆動源として備えるハイブリッド車両の、惰性走行時の制動を制御する制動制御方法に関するものである。当該制御方法では、シフトポジション及び車速と惰性走行時の制動トルクとの対応関係に、アクセルペダルオフ時のシフトポジション及び車速情報を与えて、目標制動トルクを求めるとともに、前記目標制動トルクと前記アクセルペダルオフ時の車速から、目標制動パワーを求める。また、車速及び制動トルクと惰性走行予測時間との対応関係に、前記目標制動トルク及びアクセルペダルオフ時の車速情報を与えて、目標制動時間を求める。さらに車両内の複数の補機のそれぞれに対して設定された許容稼動時間と許容消費電力の対応関係と、前記目標制動時間から、前記目標制動時間に対応する各補機の許容消費電力を求める。その上で、前記目標制動パワーから、前記内燃機関による機関制動パワーと、前記回転電機の電源となるバッテリの充電可能電力に対応する前記回転電機の回生制動パワーとを差し引いた補機分制動パワーに対応する、前記回転電機の回生電力を消費可能な補機を、前記目標制動時間に対応する各補機の許容消費電力に基づいて選択して、選択された補機に前記回生電力を供給する。

本発明によれば、回生制動力を得る過程で発生した回生電力を車両の補機に分配するに当たり、補機の出力増加に伴う乗員の不快感や補機の破損などが回避可能となる。

本実施形態に係る車両の構成図である。 本実施形態に係る車両のギヤトレーンの構成を例示する図である。 本実施形態に係る車両の制動制御のフローチャート（前半）を例示する図である。 本実施形態に係る車両の制動制御のフローチャート（後半）を例示する図である。 制動トルクマップを例示する図である。 惰性走行時間予測マップを例示する図である。 機関制動トルクマップを例示する図である。 消費電力マップを例示する図である。 本実施形態の別例に係る車両の制動制御のフローチャート（後半）を例示する図である。 消費電力マップを例示する図である。

＜全体構成＞
図１に、本実施形態に係る車両１０の構成を例示する。なお、図１の一点鎖線は信号線を表している。

車両１０は、駆動源として内燃機関１２及び回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を備える、いわゆるハイブリッド車両である。なお、図１では、車両１０の構成のうち、本実施形態に係る制動制御に関連する構成を特に抜き出して図示しており、その他の構成については図示を省略している。

車両１０は、内燃機関１２、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の他に、動力分割機構１４、リダクション機構１６、バッテリ１８、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２、制御部２２、及び複数の補機２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ・・・を備える。

バッテリ１８の直流電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ２０により昇圧されてインバータＩＮＶ２に出力される。インバータＩＮＶ２は、昇圧された直流電力を交流電力に変換して回転電機ＭＧ２に供給し、回転電機ＭＧ２を駆動させる。回転電機ＭＧ２から得られた駆動力は、リダクション機構１６、プロペラシャフト２６及びディファレンシャルギア２８を経て、駆動輪３０（後輪）に伝達される。

内燃機関１２から出力された駆動力は、動力分割機構１４によって回転電機ＭＧ１の駆動力と駆動輪３０の駆動力とに分割される。前者の駆動力により回転電機ＭＧ１が発電し、これにより得られた電力はインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２を介して回転電機ＭＧ２に送られる。また後者の駆動力は、プロペラシャフト２６及びディファレンシャルギア２８を経て、駆動輪３０に伝達される。

車両１０の走行中にアクセルペダル７４が開放（アクセルペダルオフ）され、かつ、ブレーキペダル７８が開放（ブレーキペダルオフ）されると、車両１０は惰性走行する。このとき、内燃機関１２による機関制動（いわゆるエンジンブレーキ）及び回転電機ＭＧ１，ＭＧ２による回生制動の少なくともいずれか一方が実行され、車両１０は減速する。

回生制動時には、駆動輪３０が回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を駆動し、これにより回生電力が生じる。この回生電力はインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２により交直変換されて直流電力となり、またＤＣ／ＤＣコンバータ２０により降圧され、バッテリ１８や補機２４Ａ、２４Ｂ等に供給される。

制御部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及びインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の図示しないスイッチング素子のオン・オフ制御を介して、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を制御する。また、回転電機ＭＧ１の制御を介して、動力分割機構１４における、回転電機ＭＧ１と駆動輪３０の駆動力の分配割合（変速比）を制御する。さらに後述するように、制御部２２は、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の制御を介して、惰性走行時の制動を制御する。

＜各構成の詳細＞
バッテリ１８は２次電池から構成される直流電源であり、例えばリチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池から構成される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、スイッチング素子をオン・オフ動作させることで、バッテリ１８（一次側）と回転電機ＭＧ１，ＭＧ２（二次側）との間で双方向に電圧変換を行う。例えば一次側から二次側へ昇圧変換を行い、二次側から一次側へ降圧変換を行う。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、例えば、いわゆる電流可逆型チョッパ回路を備えた昇降圧コンバータから構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、いわゆるパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）に基づいて電力変換を行う。

インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は、スイッチング素子をオン・オフ動作させることで、力行時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から入力された直流電力を交流電力に変換し、また回生時は、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２から入力された交流電力を直流電力に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と同様にして、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は、ＰＷＭ制御に基づいて電力の直交変換／交直変換を行う。

回転電機ＭＧ１，ＭＧ２は、ともに発電機及び電動機として作動可能となっている。回転電機ＭＧ１，ＭＧ２は、例えば永久磁石動機モータから構成される。回転電機ＭＧ１，ＭＧ２が発電機として作動した際に得られる回生電力は、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２によって直流電力に変換され、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ２０により降圧される。降圧された直流電力はバッテリ１８や補機２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ・・・に供給される

補機２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ・・・は、いずれも車両１０に設けられた電気機器である。例えば、補機２４Ａは車室内の空調用のコンプレッサであり、補機２４Ｂは電気ヒータであり、補機２４Ｃはラジエータファンである。

これらの補機２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ・・・には、バッテリ１８から電力が供給される。また上述したように、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２からも電力供給が可能となっている。例えばＤＣ／ＤＣコンバータ２０から見て、バッテリ１８と並列に補機２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ・・・が接続される。

また、バッテリ１８や回転電機ＭＧ１，ＭＧ２から供給された直流電力を交流電力に変換するために、一部の補機についてはインバータを内蔵するようにしてもよい。また、バッテリ電圧やＤＣ／ＤＣコンバータ２０により降圧された電圧を更に降圧するために、バッテリ１８と、一部の補機２４Ｂ，２４Ｃとの間に補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ３２を設けてもよい。

動力分割機構１４及びリダクション機構１６は、内燃機関１２及び回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の動力を駆動輪３０に伝達する伝達機構である。図２には、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２、動力分割機構１４、及びリダクション機構１６を含むギヤトレーンの模式図が示されている。

このようなギヤトレーンは既知であるため、以下では簡潔に説明する。まず、動力分割機構１４は、内燃機関１２の駆動力を回転電機ＭＧ１への駆動力と駆動輪３０への駆動力とに分割する。動力分割機構１４は、サンギヤ３４、ピニオンギヤ３６、リングギヤ３８、及びプラネタリキャリア４０を含む遊星歯車機構を備える。

サンギヤ３４は回転電機ＭＧ１に接続される。プラネタリキャリア４０はインプットシャフト４２を介して内燃機関１２に接続される。リングギヤ３８はアウトプットシャフト４４に接続される。ピニオンギヤ３６の外側はリングギヤ３８と噛み合い、内側はサンギヤ３４と噛み合っている。また、ピニオンギヤ３６はプラネタリキャリア４０に対して回転可能となっており、ピニオンギヤ３６の公転に伴い、プラネタリキャリア４０が公転する。

内燃機関１２からの駆動力がインプットシャフト４２を介してプラネタリキャリア４０に伝達されると、その駆動力は、ピニオンギヤ３６を介して、サンギヤ３４とリングギヤ３８に伝達される。サンギヤの回転に伴って回転電機ＭＧ１が駆動され発電する。リングギヤ３８の回転に伴ってアウトプットシャフト４４に駆動力が伝達される。

サンギヤ３４、ピニオンギヤ３６、リングギヤ３８の回転は相互依存的なものであり、これら三者のうちいずれか二者の回転数が定まると他の一つの回転数も定まる。例えば制動時を考慮すると、リングギヤ３８（駆動輪）からの回転入力に対して、回転電機ＭＧ１の要求電力を０にするなどしてサンギヤ３４を空転させると、プラネタリキャリア４０は回転せずにほぼ静止状態となる。つまり駆動輪３０と内燃機関１２との間の動力伝達経路が断たれる。これは例えば制動力を内燃機関１２の機関制動力には分配させずに、回転電機ＭＧ２の回生制動力にすべて分配させる場合に、このような作動状態とする。

また、リングギヤ３８（駆動輪）からの回転入力に対して、回転電機ＭＧ１を力行状態にするなどしてサンギヤ３４をロックすると、リングギヤ３８からの回転入力はほぼすべてプラネタリキャリア４０に伝達される。これは例えば内燃機関１２による機関制動力を最大にする場合に、このような作動状態とする。このように、回転電機ＭＧ１の制御を介して、内燃機関１２から得られる機関制動力を変更することが可能となる。

リダクション機構１６は、回転電機ＭＧ２の回転を減速し駆動力（トルク）を増幅させる減速機構である。図２に示すリダクション機構１６は、減速比を変更可能な機構となっている。動力分割機構１４と同様にして、リダクション機構１６についても既知であることから、以下では簡潔に説明する。リダクション機構１６は、フロントサンギヤ４６、リアサンギヤ４８、ショートピニオンギヤ５０、ロングピニオンギヤ５２、リングギヤ５４、プラネタリキャリア５６、及びブレーキＢ１，Ｂ２を備える遊星歯車機構を構成している。

リアサンギヤ４８は回転電機ＭＧ２に接続される。リングギヤ５４はブレーキＢ２に接続される。ショートピニオンギヤ５０はその内側がリアサンギヤ４８と噛み合い、外側がリングギヤ５４と噛み合う。また、ショートピニオンギヤ５０はプラネタリキャリア５６に対して回転可能となっており、ショートピニオンギヤ５０の公転に伴ってプラネタリキャリア５６も公転する。プラネタリキャリア５６の公転によりアウトプットシャフト４４が回転させられる。

ロングピニオンギヤ５２はショートピニオンギヤ５０と噛み合うとともに、当該ショートピニオンギヤ５０と同期してリアサンギヤ４８の周りを公転する。また、ロングピニオンギヤ５２はフロントサンギヤ４６とも噛み合っている。フロントサンギヤ４６はブレーキＢ１に接続される。

ブレーキＢ１によりフロントサンギヤ４６をロックすると、回転電機ＭＧ２からの動力はリアサンギヤ４８からショートピニオンギヤ５０を経てロングピニオンギヤ５２に伝達される。ロングピニオンギヤ５２はロックされたフロントサンギヤ４６と噛み合うことから、フロントサンギヤ４６周りにロングピニオンギヤ５２は公転する。このとき、ロングピニオンギヤ５２と同期するショートピニオンギヤ５０も公転させられ、その結果プラネタリキャリア５６を介してアウトプットシャフト４４に回転（動力）が伝達される。

ブレーキＢ２によりリングギヤ５４がロックされると、回転電機ＭＧ２からの動力はリアサンギヤ４８を経てショートピニオンギヤ５０に伝達される。ショートピニオンギヤ５０はロックされたリングギヤ５４と噛み合っていることから、リングギヤ５４に沿ってショートピニオンギヤ５０が公転させられる。その結果プラネタリキャリア５６を介してアウトプットシャフト４４に回転（動力）が伝達される。

ブレーキＢ１作動（ブレーキオン）時と、ブレーキＢ２作動時とで、リダクション機構１６の減速比は異なる。具体的にはブレーキＢ２作動時の減速比は、ブレーキＢ１作動時の減速比よりも大きくなるように構成されている。また当然のことながら、トルクは減速比の大きいブレーキＢ２作動時の方が増加される。このことから、ローギヤ駆動を行う際にはブレーキＢ２を作動させ、ハイギヤ駆動を行う際にはブレーキＢ１を作動させる。回転電機ＭＧ２による回生制動を考慮すると、ローギヤ駆動時は相対的に大きな制動力が得られる。

図１に戻り、制御部２２は、後述する制動制御をはじめ、車両１０の様々な運転制御を行う。制御部２２はコンピュータから構成されてよく、ＣＰＵ、記憶部、機器・センサインターフェースが内部バスを介して互いに接続されている。

制御部２２の記憶部には、後述する制動制御に関わる、制動トルクマップ、惰性走行時間予測マップ、機関制動トルクマップ、補機２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ・・・ごとの消費電力マップ、及び制動制御を実行するためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵがこれらのマップやプログラムを実行することで、コンピュータが、後述する制動制御を実行する制御部２２として機能する。

制御部２２は、内燃機関１２の制御に当たり、図示しないスロットルバルブ、インジェクタ、イグナイタ等に制御信号を送信する。また、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の制御に当たり、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２及びＤＣ／ＤＣコンバータ２０の図示しないスイッチング素子のオン・オフ制御（ＰＷＭ制御）を行う。

また、制御部２２、機器・センサインターフェースを介して、種々のセンサからの信号を受信する。具体的には、バッテリ１８回りのセンサとして、バッテリ１８の電圧ＶＢを検出するバッテリ電圧センサ５８、バッテリ１８の温度ＴＢを検出するバッテリ温度センサ６０、及びバッテリ１８の電流ＩＢを検出するバッテリ電流センサ６２から、制御部２２は各種信号を受信する。また、二次側電圧ＶＨを検出する二次側電圧センサ６４、回転電機ＭＧ１の電流を検出するＭＧ１電流センサ６６Ａ，６６Ｂ、回転電機ＭＧ１の回転数を検出するＭＧ１回転数センサ６８、回転電機ＭＧ２の電流を検出するＭＧ２電流センサ７０Ａ，７０Ｂ、及び回転電機ＭＧ２の回転数を検出するＭＧ２回転数センサ７２からも各種信号を受信する。

さらに、制御部２２は、アクセルペダル７４の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ７６、ブレーキペダル７８の踏み込み量を検出するブレーキポジションセンサ８０、シフト位置を検出するシフトレバーポジションセンサ８２、駆動輪３０の回転数[ｒｐｍ]に基づいて車速を検出するスピードセンサ８４、及び内燃機関１２の回転数[ｒｐｍ]を検出するクランクポジションセンサ８５からも各種信号を受信する。

＜制動制御の第１実施形態＞
制御部２２は、車両１０の惰性走行時における制動力を、内燃機関１２による機関制動力と、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２による回生制動力とに分配する。本実施形態では、回生制動に伴い生じる電力の分配先をバッテリ１８及び補機２４Ａ、２４Ｂ・・・から種々選択／切り換えることで、回生電力の供給先を確保して、回生制動力を安定して確保できるようにしている。

このように、本実施形態では、電力[ｋＷ]を基準にして制動力の分配を行っている。このような観点から、本実施形態では、制動力の分配過程では、制動力[Ｎ]を用いる代わりに、仕事率である制動パワー[ｋＷ]を用いて、単位を揃える。

図３、４には、制御部２２による制動制御のフローチャートが示されている。制御部２２は、車両の走行状態が惰性走行に移行したと判定すると、図３、４に示すような制動制御を実行する。車両が惰性走行に移行したことを判定するに当たり、例えばスピードセンサ８４、アクセルポジションセンサ７６、及びブレーキポジションセンサ８０の信号を利用する。

具体的には、制御部２２は、スピードセンサ８４より得られた車速より、車両１０が走行中であることを判定し、アクセルポジションセンサ７６から得られた信号から、アクセルペダルの開放（アクセルペダルオフ）を判定し、かつ、ブレーキポジションセンサ８０から得られた信号から、ブレーキペダルの開放（ブレーキペダルオフ）を判定すると、車両１０が惰性走行に移行したと判定する。

次に、制御部２２は、惰性走行時に求められる制動パワーと惰性走行状態が持続する予測時間を求める。図５には、制動パワーを求める手段として、制動トルクマップが示されている。制動トルクマップには、横軸を車速とし、縦軸を惰性走行時の要求制動トルク（減速トルク）とする座標平面上に、シフトポジション別の特性曲線がプロットされている。図５中、Ｄ、Ｓ５、Ｓ４等の記号はシフトポジションを示している。このマップでは、ローギヤ側（Ｓ１側）のシフトポジションほど制動トルクが大きくなるように設定されている。

制御部２２は、アクセルペダルオフ時の車速とシフトポジションをスピードセンサ８４とシフトレバーポジションセンサ８２から受信する。さらに、当該車速とシフトポジションの情報を制動トルクマップに与えて、言い換えると、これらの値を制動トルクマップに代入して、目標制動トルクＴｄの値を求める（Ｓ１０）。

次に制御部２２は、目標制動トルクＴｄに基づいて目標制動パワー及び目標制動時間を求める。パワー（仕事率）[ｋＷ]は、トルク[Ｎ・ｍ]を回転速度[ｒｐｍ]で割ることで求められる。このことから、制御部２２は、目標制動トルクＴｄと、アクセルペダルオフ時の駆動輪３０の回転速度から目標制動パワーＰｄを求める（Ｓ１２）。アクセルペダルオフ時の駆動輪３０の回転速度は、スピードセンサ８４（車速）から求めることができる。

なお、制動トルクマップに代えて、横軸を車速とし、縦軸を制動力とする目標制動力マップを用いてもよいし、横軸を車速とし、縦軸を制動率（減速度）とする目標制動率マップを用いてもよい。

ステップＳ１２と並行して、制御部２２は、図６で示す惰性走行時間予測マップを用いて、目標制動時間を求める（Ｓ１４）。制動走行時間予測マップは、惰性走行が持続する時間を予測するものであり、実際の運転状況を勘案して作成される。惰性走行時間予測マップは、横軸を車速とし、縦軸を惰性走行時の要求制動トルクとする座標平面上に、惰性走行予測時間がプロットされている。

例えば高速走行中では、前車との車間を空ける際に惰性走行状態となる。自車が減速されて車間が空けられると惰性走行は速やかに解除される。このような運転状態を考慮して、惰性走行時間予測マップでは、高速時の惰性走行予測時間は相対的に短時間となるように設定されている。また、制動トルクが大きい（制動力が強い）ほど惰性走行予測時間は相対的に短時間となるように設定されている。

また、低速走行時では、下り坂走行など、比較的長期間に亘り惰性走行状態となる。このような運転状態を考慮して、惰性走行時間予測マップでは、低速時の惰性走行予測時間は相対的に長時間となるように設定されている。

制御部２２は、ステップＳ１０で得られた目標制動トルクＴｄと、アクセルペダルオフ時の車速の情報を惰性走行予測マップに与えて、言い換えると、これらの値を惰性走行時間予測マップに代入して、目標制動時間ｔｄを求める（Ｓ１４）。

次に、制御部２２は、目標制動パワーＰｄがバッテリ１８の充電による回生制動で賄えるか否かを判定する。制御部２２は、バッテリ電圧センサ５８から得られたバッテリ１８の電圧変化、バッテリ電流センサ６２から得られたバッテリ１８の容量[Ａｈ]変化、及びバッテリ温度センサ６０のバッテリ温度等から求められたバッテリ１８のＳＯＣ等に基づいて、バッテリ１８の充電可能電力Ｗｉｎを求める（Ｓ１６）。

制御部２２は、充電可能電力Ｗｉｎと回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の発電効率ηから、充電可能電力Ｗｉｎに対応する充電分回生制動パワーＰｃｈｇを求める。例えば充電可能電力Ｗｉｎを発電効率ηで割って充電分回生制動パワーＰｃｈｇを求める。さらに制御部２２は、目標制動パワーＰｄが充電分回生制動パワーＰｃｈｇ以下であるか否かを判定する（Ｓ１８）。

Ｐｄ≦Ｐｃｈｇである場合、目標制動パワーＰｄは回生制動によりすべて賄えることになるから、制御部２２は、回転電機ＭＧ２に対して目標制動パワーＰｄ分の回生駆動制御を行う（Ｓ２０）。例えば、回転電機ＭＧ２に対する要求電力を、目標制動パワーＰｄと回転電機ＭＧ２の発電効率ηから求めた電力値として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及びインバータＩＮＶ２を制御する。また、回転電機ＭＧ１の要求電力を０にして回転子及びこれに連結されている動力分割機構１４のサンギヤ３４を空転させて、内燃機関１２への制動力の伝達を避ける。

目標制動パワーＰｄが充電分回生制動パワーＰｃｈｇよりも大きい場合、制御部２２は、バッテリ１８の充電による回生制動パワーに加えて、内燃機関１２による機関制動パワーＰｆｒｃを目標制動パワーＰｄの分配先にする。

制御部２２は、図７に示す機関制動トルクマップから最大機関制動パワーＰｆｒｃ＿ｍａｘを求める（Ｓ２２）。機関制動トルクマップは、横軸を内燃機関１２の回転数とし、縦軸を機関制動トルクとする座標平面上に特性曲線がプロットされている。制御部２２は、機関制動トルクマップから最大機関制動トルクＴｆｒｃ＿ｍａｘを求めるとともに、そのときの内燃機関１２の回転数Ｎｅ＿ｍａｘを求める。さらに制御部２２はトルクＴｆｒｃ＿ｍａｘと回転数Ｎｅ＿ｍａｘから最大機関制動パワーＰｆｒｃ＿ｍａｘを求める。

次に制御部２２は、目標制動パワーＰｄと充電分回生制動パワーＰｃｈｇの差が最大機関制動パワーＰｆｒｃ＿ｍａｘ以下であるか否かを判定する（Ｓ２４）。Ｐｄ−Ｐｃｈｇ≦Ｐｆｒｃ＿ｍａｘである場合には、制御部２２は、目標制動パワーＰｄを、回転電機ＭＧ２の回生制動パワーと内燃機関１２の機関制動パワーに分配する制御を行う（Ｓ２６）。

例えば、回転電機ＭＧ２に対する要求電力をＷｉｎとして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及びインバータＩＮＶ２を制御する。また、回転電機ＭＧ１を力行状態にして動力分割機構１４のサンギヤ３４をロックして、内燃機関１２に制動力を伝達させる。さらに制御部２２は図示しないスロットルバルブ、インジェクタ、イグナイタを制御して、内燃機関１２の回転数を上記した回転数Ｎｅ＿ｍａｘまで増加させて（吹き上げて）内燃機関１２の機関制動トルクをＴｆｒｃ＿ｍａｘまで引き上げる。

充電分回生制動パワーＰｃｈｇと最大機関制動パワーＰｆｒｃ＿ｍａｘを足し合わせてもなお目標制動パワーＰｄがこれを上回る場合、制御部２２は、補機２４Ａ，２４Ｂ・・・を回生電力の分配先として選択し、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の回生制動パワーを嵩増しする。言い換えると、目標制動パワーＰｄから、充電分回生制動パワーＰｃｈｇと最大機関制動パワーＰｆｒｃ＿ｍａｘの和を差し引いた制動パワーを補機分回生制動パワー（補機分制動パワー）Ｐａｃｃとして、これに対応する回生電力を消費し得る補機２４Ａ，２４Ｂ・・・を選択して電力供給先とする。

まず、制御部２２は、内燃機関１２の回転数をＮｅ＿ｍａｘとし、機関制動トルクを最大機関制動トルクＴｆｒｃ＿ｍａｘとして演算を進める（Ｓ２８）。

次に制御部２２は、ステップＳ１４で求めた目標制動時間ｔｄと図８に示す消費電力マップに基づいて、目標制動時間ｔｄに対応する各補機２４Ａ、２４Ｂ・・・の許容消費電力Ｗｔｄを求める（Ｓ３０）。

消費電力マップは補機２４Ａ、２４Ｂ・・・別に設定されており、横軸を当該補機の連続稼働時間（許容稼働時間）、縦軸を許容消費電力とする座標平面上に特性曲線がプロットされている。特性曲線は、各補機の動作条件等に基づいて予め定められる。例えば補機として空調機器のコンプレッサを例に採ると、車室内の冷え過ぎやコンプレッサの液圧縮を防ぐために、稼働時間が相対的に短時間である場合は相対的に許容消費電力が高めに設定され、稼働時間が相対的に長時間に及ぶ場合は許容消費電力が低めに設定される。

また、消費電力マップはひとつの補機に対して複数パターン作成されていてもよい。例えば外気温に応じてコンプレッサの消費電力マップを切り替えるようにしてもよい。また、車内が十分に冷却される前と後では、乗員の空調機に対する出力要求が変わることから、前回作動時からの経過時間に応じて複数の消費電力マップを作成するようにしてもよい。

制御部２２は、図示しない回生電力分配リストに、許容消費電力Ｗｔｄの高い順に補機２４Ａ，２４Ｂ・・・を並べる（Ｓ３２）。

さらに制御部２２は、回生電力分配リストの最上位（ｉ＝１）の補機を選択して（Ｓ３４）、当該補機を回生電力の供給先とする（Ｓ３６）。このとき制御部２２は、許容消費電力Ｗｔｄ＿１と回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の発電効率ηに基づいて補機別回生制動パワーＰａｃｃ＿１を求めるとともに、充電分回生制動パワーＰｃｈｇ、最大機関制動パワーＰｆｒｃ＿ｍａｘ、及び補機別回生制動パワーＰａｃｃ＿１の和が目標制動パワーＰｄ以上であるか否かを判定する（Ｓ３８）。

Ｐｄ≦Ｐｃｈｇ＋Ｐｆｒｃ＿ｍａｘ＋Ｐａｃｃ＿１である場合、制御部２２は、目標制動パワーＰｄを、回転電機ＭＧ２の回生制動パワーと内燃機関１２の機関制動パワーに分配する制御を行う（Ｓ４０）。

例えば、回転電機ＭＧ２に対する要求電力をＷｉｎ＋Ｗｔｄとして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及びインバータＩＮＶ２を制御する。また、回転電機ＭＧ１を力行状態にして動力分割機構１４のサンギヤ３４をロックして、内燃機関１２に制動力を伝達させる。さらに制御部２２は図示しないスロットルバルブ、インジェクタ、イグナイタを制御して、内燃機関１２の回転数を上記した回転数Ｎｅ＿ｍａｘまで増加させて（吹き上げて）内燃機関１２の機関制動トルクをＴｆｒｃ＿ｍａｘまで引き上げる。

一方、Ｐｄ＞Ｐｃｈｇ＋Ｐｆｒｃ＿ｍａｘ＋Ｐａｃｃ＿１である場合、制御部２２は、回生電力の分配先の補機を増やす（Ｓ４２、Ｓ３６）。さらに制御部２２は、充電分回生制動パワーＰｃｈｇ、最大機関制動パワーＰｆｒｃ＿ｍａｘ、及び選択された補機の補機別回生制動パワーの総和ΣＰａｃｃ＿ｉを加えた値が目標制動パワーＰｄ以上であるか否かを判定する（Ｓ３８）。Ｐｄ≦Ｐｃｈｇ＋Ｐｆｒｃ＿ｍａｘ＋ΣＰａｃｃ＿ｉである場合、ステップＳ４０に進み、Ｐｄ＞Ｐｃｈｇ＋Ｐｆｒｃ＿ｍａｘ＋ΣＰａｃｃ＿ｉである場合、さらに補機を追加すべく、ステップＳ４２に進む。

＜制動制御の第２実施形態＞
上述した実施形態では、稼働時間を目標制動時間に合わせて許容消費電力Ｗｔｄを求めていたが、これに代えて、補機分回生制動パワーＰａｃｃに基づいて各補機２４Ａ，２４Ｂ・・・の稼働時間を求めるようにしてもよい。

図９には第２の実施形態に係る制動制御のフローチャートが示されている。なお、本実施形態において、充電分回生制動パワーＰｃｈｇと内燃機関１２の最大機関制動パワーＰｆｒｃ＿ｍａｘにて目標制動パワーＰｄを賄える場合は第１実施形態と同一の制御を行う。つまり図３で示すフローチャートはこの実施形態でも実行される。本実施形態では、図４で示すフローチャートの一部が図９に示されるように置き換えられる。

制御部２２は、目標制動パワーＰｄから充電分回生制動パワーＰｃｈｇ及び最大機関制動パワーＰｆｒｃ＿ｍａｘを引いた補機分回生制動パワーＰａｃｃを求めるとともに、補機分回生制動パワーＰａｃｃと回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の発電効率ηに基づいて補機分回生制動パワーＰａｃｃに対応する回生電力（補機分回生電力）Ｗａｃｃを求める（Ｓ５０）。

次に制御部２２は、図１０に示すように、補機ごとの消費電力マップと補機分回生電力Ｗａｃｃから、補機分回生電力Ｗａｃｃを許容消費電力としたときの最大稼働時間ｔ＿ａｃｃ＿ｉ＿ｍａｘを求める（Ｓ５２）。さらに制御部２２は、図示しない回生電力分配リストに、最大稼働時間ｔ＿ａｃｃ＿ｉ＿ｍａｘの長い順に補機２４Ａ，２４Ｂ・・・を並べる（Ｓ５４）。

次に制御部２２は、回生電力分配リストの最上位（ｉ＝１）の補機を選択して（Ｓ５６）、当該補機を回生電力の供給先とする（Ｓ５８）。制御部２２は、選択された補機Ｍｉに補機分回生電力Ｗａｃｃが供給される時間ｔ＿ａｃｃ＿ｉをカウントし（Ｓ６０）、所定カウントの後、この供給時間ｔ＿ａｃｃ＿ｉが最大稼働時間ｔ＿ａｃｃ＿ｉ＿ｍａｘに到達したか否かを判定する（Ｓ６２）。

供給時間ｔ＿ａｃｃ＿ｉが最大稼働時間ｔ＿ａｃｃ＿ｉ＿ｍａｘに到達していない場合、ステップＳ６０に戻りカウントを続ける。供給時間ｔ＿ａｃｃ＿ｉが最大稼働時間ｔ＿ａｃｃ＿ｉ＿ｍａｘに到達した場合、制御部２２はカウントした時間が目標制動時間ｔｄに到達したか否かを判定する（Ｓ６４）。

カウントした時間が目標制動時間ｔｄに到達した場合は、惰性走行が終了したと推定して本制御を終了する。カウントした時間が目標制動時間ｔｄに到達していない場合は、補機分回生電力Ｗａｃｃの供給先を切り換える（Ｓ６６）。制御部２２は、回生電力分配リストの中から、現在選択されている補機の次に優先順位が高いものを選択して、補機分回生電力Ｗａｃｃの供給先とする（Ｓ５８）。以下ステップＳ６０、Ｓ６２を繰り返す。

１０ 車両、１２ 内燃機関、１４ 動力分割機構、１６ リダクション機構、１８ バッテリ、２０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２２ 制御部、２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 補機、７４ アクセルペダル、７６ アクセルポジションセンサ、８２ シフトレバーポジションセンサ、ＩＮＶ１，ＩＮＶ２ インバータ、ＭＧ１，ＭＧ２ 回転電機。

Claims (1)

1. 内燃機関及び回転電機を駆動源として備えるハイブリッド車両の、惰性走行時の制動を制御する制動制御方法であって、
   シフトポジション及び車速と惰性走行時の制動トルクとの対応関係に、アクセルペダルオフ時のシフトポジション及び車速情報を与えて、目標制動トルクを求めるとともに、前記目標制動トルクと前記アクセルペダルオフ時の車速から、目標制動パワーを求め、
   車速及び制動トルクと惰性走行予測時間との対応関係に、前記目標制動トルク及びアクセルペダルオフ時の車速情報を与えて、目標制動時間を求め、
   車両内の複数の補機のそれぞれに対して設定された許容稼動時間と許容消費電力の対応関係と、前記目標制動時間から、前記目標制動時間に対応する各補機の許容消費電力を求め、
   前記目標制動パワーから、前記内燃機関による機関制動パワーと、前記回転電機の電源となるバッテリの充電可能電力に対応する前記回転電機の回生制動パワーとを差し引いた補機分制動パワーに対応する、前記回転電機の回生電力を消費可能な補機を、前記目標制動時間に対応する各補機の許容消費電力に基づいて選択して、選択された補機に前記回生電力を供給する、
   ことを特徴とする、ハイブリッド車両の制動制御方法。

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