JP2019107958A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルオフ且つブレーキオフであるときに、蓄電装置が許容充電電力を超える電力で充電されるのを抑制しながら、車両に要求制動力を作用させる。【解決手段】蓄電装置の許容充電電力から所定電力を減じた許容回生パワーと燃料供給を停止したエンジンの回転抵抗により消費されるフリクションパワーとの和のパワーが車両に要求される要求制動力に基づく要求制動パワーより小さいときには、モータによる回生電力が、要求制動パワーから和のパワーを減じた要求ブレーキパワーがブレーキ装置で消費されるようにブレーキ装置を制御したときにブレーキ装置により実際に消費されている実ブレーキパワーから要求ブレーキパワーを減じた差分パワーと、許容回生パワーと、の和である要求充電パワーとなるようにモータを制御し、要求制動パワーから要求充電パワーとフリクションパワーとを減じたパワーがブレーキ装置で消費されるようにブレーキ装置を制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、蓄電装置と、ブレーキ装置と、を備えるハイブリッド車両に関する。

従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジンと、モータ（モータＭＧ２）と、蓄電装置（バッテリ）と、ブレーキ装置（ブレーキ）と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。エンジンは、車軸に連結された駆動軸に動力を出力す。モータは、駆動軸に動力を入出力する。蓄電装置は、モータと電力をやりとりする。ブレーキ装置は、油圧駆動によって制動力を車両に作用させる。この車両では、アクセルオフ且つブレーキオフ時に、モータを駆動するインバータのスイッチング素子がゲート遮断されているときには、要求制動力に対してエンジンの回転抵抗により発生する抵抗制動力やモータによる回生制動力では不足する制動力をブレーキ装置から作用させる。これにより、車両に作用する制動力が低下することを抑制している。

特開２００７−１４０３号公報

上述のハイブリッド車両では、アクセルオフ且つブレーキオフ時には、要求制動力に対してエンジンの回転抵抗により発生する抵抗制動力やモータによる回生制動力では不足する分を全てブレーキ装置による制動力で補っている。しかしながら、一般に、油圧駆動によって制動力を車両に作用させるブレーキ装置では、制御の精度が低い。そのため、要求制動力に対して不足する分の制動力を車両に作用させるようにブレーキ装置を制御しても、実際には不足分の制動力を車両に作用しておらず、要求制動力を車両に作用させることができない場合がある。要求制動力を車両に作用させる手法として、ブレーキ装置より制御性のよいモータによる回生制動力を作用させる手法がある。しかしながら、モータの回生制動力が大きくなり蓄電装置の充電電力が大きくなると、蓄電装置が許容充電電力を超える電力で充電されてしまう。

本発明のハイブリッド車両は、アクセルオフ且つブレーキオフであるときに、蓄電装置が許容充電電力を超える電力で充電されるのを抑制しながら、車両に要求制動力を作用させることを主目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車両は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力するエンジンと、
前記駆動軸に動力を入出力するモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
油圧駆動によって制動力を車両に作用させるブレーキ装置と、
前記エンジンと前記モータと前記ブレーキ装置とを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、
前記アクセルオフ且つブレーキオフである場合において、前記蓄電装置の許容充電電力から所定電力を減じた許容回生パワーと燃料供給を停止した前記エンジンの回転抵抗により消費されるフリクションパワーとの和のパワーが車両に要求される要求制動力に基づく要求制動パワーより小さいときには、前記モータによる回生電力が、前記要求制動パワーから前記和のパワーを減じた要求ブレーキパワーが前記ブレーキ装置で消費されるように前記ブレーキ装置を制御したときに前記ブレーキ装置により実際に消費されている実ブレーキパワーから前記要求ブレーキパワーを減じた差分パワーと、前記許容回生パワーと、の和である要求充電パワーとなるように前記モータを制御し、前記要求制動パワーから前記要求充電パワーと前記フリクションパワーとを減じたパワーが前記ブレーキ装置で消費されるように前記ブレーキ装置を制御する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車両では、アクセルオフ且つブレーキオフである場合において、蓄電装置の許容充電電力から所定電力を減じた許容回生パワーと燃料供給を停止したエンジンの回転抵抗により消費されるフリクションパワーとの和のパワーが車両に要求される要求制動力に基づく要求制動パワーより小さいときには、モータによる回生電力が、要求制動パワーから和のパワーを減じた要求ブレーキパワーがブレーキ装置で消費されるようにブレーキ装置を制御したときにブレーキ装置により実際に消費されている実ブレーキパワーから要求ブレーキパワーを減じた差分パワーと、許容回生パワーと、の和である要求充電パワーとなるようにモータを制御し、要求制動パワーから要求充電パワーとフリクションパワーとを減じたパワーがブレーキ装置で消費されるようにブレーキ装置を制御する。ここで、「所定電力」は、差分パワー以上のパワー（電力）として予め実験や解析などにより求めた値である。これにより、蓄電装置が許容充電電力を超える電力で充電されることを抑制しながら、要求制動パワーで車両を走行させることができ、ひいては、車両に要求制動力を作用させながら走行させることができる。

こうした本発明のハイブリッド車両において、シフトポジションが前進走行用の通常のシフトポジションより走行中のアクセルオフ時に車両に作用させる制動力がより大きく設定されるシフトポジションであって前記アクセルオフ且つ前記ブレーキオフされている場合において、前記蓄電装置の許容充電電力から所定電力を減じた許容回生パワーと燃料供給を停止した前記エンジンの回転抵抗により消費されるフリクションパワーとの和のパワーが車両に要求される要求制動力に基づく要求制動パワーより小さいときには、前記モータによる回生電力が、前記差分パワーと、前記許容回生パワーと、の和である要求充電パワーとなるように前記モータを制御し、前記要求制動パワーから前記要求充電パワーと前記フリクションパワーとを減じたパワーが前記ブレーキ装置で消費されるように前記ブレーキ装置を制御してもよい。こうすれば、シフトポジションが前進走行用の通常のシフトポジションより走行中のアクセルオフ時に車両に作用させる制動力がより大きく設定されるシフトポジションであってアクセルオフ且つブレーキオフされているときに、蓄電装置が許容充電電力を超える電力で充電されることを抑制しながら、要求制動パワーで車両を走行させることができ、ひいては、要求制動力を作用させながら車両を走行させることができる。

本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示す。 バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと出力制限用補正係数および入力制限用補正係数との関係の一例を示す。 実施例のＨＶＥＣＵ７０によって実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 フリクションパワー設定用マップの一例を示す説明図である。 シフトポジションＳＰがＳレンジであり且つ車速Ｖが一定であるときにおける変速段と要求パワーＰｄ＊とパワーの消費先との関係の一例を示す説明図である。 ステップＳ２１０，ステップＳ２６０の処理を実行したときの要求パワーＰｄ＊の消費先の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、油圧ブレーキ装置９０と、ＨＶＥＣＵ７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジンＥＣＵ２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂの回転軸にデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータＥＣＵ４０によってインバータ４１，４２を制御することにより駆動する。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。図１に示すように、モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する図示しない電流センサからの相電流を挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタへのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などとして構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリＥＣＵ５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電圧（バッテリ電圧）ＶＢやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電流（バッテリ電流）ＩＢ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの温度（バッテリ温度）Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために蓄電割合ＳＯＣや入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合であり、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算される。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力であり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて設定される。詳しくは、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐを設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐにそれぞれ対応する補正係数を乗じることにより設定することができる。図２に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと出力制限用補正係数および入力制限用補正係数との関係の一例を示す。

油圧ブレーキ装置９０は、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄに取り付けられたブレーキパッド９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄと、ブレーキアクチュエータ９４と、を備える。ブレーキアクチュエータ９４は、ブレーキパッド９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄを駆動する図示しないブレーキホイールシリンダの油圧を調節して駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄに制動力を付与するためのアクチュエータとして構成されている。このブレーキアクチュエータ９４は、ブレーキＥＣＵ９８によって駆動制御されている。

ブレーキＥＣＵ９８は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ブレーキＥＣＵ９８には、ブレーキアクチュエータ９４を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ブレーキＥＣＵ９８からは、ブレーキアクチュエータ９４への駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ブレーキＥＣＵ９８は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。

ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車レンジ（Ｐレンジ）、後進走行用のリバースレンジ（Ｒレンジ）、中立のニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、前進走行用の通常のドライブレンジ（Ｄレンジ）の他に、アクセルオン時の駆動力の設定等はＤレンジと同一であるが走行中のアクセルオフ時に車両に作用させる制動力がＤレンジより大きく設定されるブレーキレンジ（Ｂレンジ）、アップシフト指示レンジおよびダウンシフト指示レンジを有するシーケンシャルシフトレンジ（Ｓレンジ）が用意されている。ここで、Ｓレンジは、アクセルオン時の駆動力や走行中のアクセルオフ時の制動力を例えば５段階（Ｓ１〜Ｓ５）に変更するレンジであり、アップシフト指示レンジを操作してアップシフトする毎にアクセルオン時の駆動力と走行中のアクセルオフ時の制動力は小さくなり、ダウンシフト指示レンジを操作してダウンシフトする毎にアクセルオン時の駆動力と走行中のアクセルオフ時の制動力は大きくなる。

ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９８と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード），電動走行モード（ＥＶ走行モード）などの走行モードによって走行する。ＨＶ走行モードでは、エンジン２２の運転とモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動とによって駆動軸３６にトルク（パワー）を出力して走行する。ＥＶ走行モードでは、エンジン２２を運転せずに、モータＭＧ２の駆動によって駆動軸３６にトルク（パワー）を出力して走行する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、Ｓレンジでアクセルオフ且つブレーキオフされた際の動作について説明する。図４は、実施例のＨＶＥＣＵ７０によって実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、Ｓレンジでアクセルペダル８３とブレーキペダル８５とが共にオフされているときに、繰り返して実行される。

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵは、車速ＶやシフトポジションＳＰ，入力制限Ｗｉｎ，回転数Ｎｍ２を入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。車速Ｖは、車速センサ８８により検出されたものを入力している。シフトポジションＳＰは、シフトポジションセンサ８２により検出されたものを入力している。入力制限Ｗｉｎは、バッテリＥＣＵ５２により演算されたものを通信によって入力している。回転数Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０により演算されたものを通信によって入力している。

こうしてデータを入力すると、入力した車速ＶとシフトポジションＳＰとに基づいてアクセルオフ且つブレーキオフ時に車両に要求されるトルクとして駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｄ＊（制動トルクのときには負の値）を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴｄ＊は、アクセルオフ且つブレーキオフ時の車速ＶとシフトポジションＳＰと要求トルクＴｄ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＨＶＥＣＵ７０の図示しないＲＯＭに記憶しておき、車速ＶとシフトポジションＳＰとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｄ＊を導出して設定するものとした。図５に要求トルク設定用マップの一例を示す。

続いて、車両に要求されるパワーとしての要求パワーＰｄ＊を設定する（ステップＳ１２０）。要求パワーＰｄ＊は、要求トルクＴｄ＊に回転数Ｎｍ２を乗じたものである。

こうした要求パワーＰｄ＊を設定すると、要求パワーＰｄ＊の絶対値｜Ｐｄ＊｜（要求制動パワー）が、入力制限Ｗｉｎ（負の値）の絶対値｜Ｗｉｎ｜（許容充電電力）から入力マージンＷｒｅｆ（負の値）の絶対値｜Ｗｒｅｆ｜（充電マージン）を減じた許容回生パワーＰｉｎ（＝｜Ｗｉｎ｜−｜Ｗｒｅｆ｜）より小さいか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、入力マージンＷｒｅｆは、後述する差分パワーΔＰｂｒが負の値のときに差分パワーΔＰｂｒより小さい値となるように（充電マージンが差分パワーΔＰｂｒが負の値のときに差分パワーΔＰｂｒの絶対値より大きい値となるように）、予め実験や解析などにより定めた電力である。

ステップＳ１３０で要求パワーＰｄ＊の絶対値｜Ｐｄ＊｜が許容回生パワーＰｉｎ以下であるときには、要求パワーＰｄ＊をバッテリ５０のみで回収することができると判断して、モータＭＧ２による回生電力でバッテリ５０を充電して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１４０では、燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、エンジン２２を燃料カットして回転数Ｎｅを値０とした状態でモータＭＧ２の回生駆動によって生じる回生トルクにより要求トルクＴｄ＊が車両に作用するようにモータＭＧ１．ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して、モータＥＣＵ４０に送信する。油圧ブレーキ装置９０による制動力は、車両に作用しないようにブレーキＥＣＵ９８に制御信号を送信する。燃料カット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２における燃料噴射制御を停止する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を駆動するようにモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。制御信号を受信したブレーキＥＣＵ９８は、油圧ブレーキ装置９０による制動力が車両に作用しないようにブレーキアクチュエータ９４を制御する。こうした処理により、モータＭＧ２の回生電力でバッテリ５０を充電しながら、要求トルクＴｄ＊を駆動軸３６に出力しながら走行することができる。

ステップＳ１３０で要求パワーＰｄ＊の絶対値｜Ｐｄ＊｜が許容回生パワーＰｉｎより大きいときには、要求パワーＰｄ＊をバッテリ５０のみで回収することができないと判断して、ステップＳ１５０以降の処理を実行する。ステップＳ１５０では、エンジン２２の回転抵抗により消費されるパワーであるフリクションパワーＰｆｃ（負の値）の最小値（最大フリクションパワー）Ｐｆｃｍａｘを設定する。最大フリクションパワーＰｆｃｍａｘは、エンジン２２の回転数ＮｅとフリクションパワーＰｆｃとの関係を予め定めてフリクションパワー設定用マップとしてＨＶＥＣＵ７０の図示しないＲＯＭに記憶しておき、車速ＶとモータＭＧ１の仕様（許容される回転数やトルクの最大値など）とから定まるエンジン２２の最高回転数Ｎｅｍａｘを与えて、記憶したマップから対応するフリクションパワーＰｆｒｃを導出して設定している。図６にフリクションパワー設定用マップの一例を示す。

こうして最大フリクションパワーを設定すると、次に、要求パワーＰｄ＊の絶対値｜Ｐｄ＊｜（要求制動パワー）が、許容回生パワーＰｉｎ（＝｜Ｗｉｎ｜−｜Ｗｒｅｆ｜）に最大フリクションパワーＰｆｃｍａｘの絶対値｜Ｐｆｃｍａｘ｜を加えた値（＝｜Ｗｉｎ｜−｜Ｗｒｅｆ｜＋｜Ｐｆｃｍａｘ｜）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。要求パワーＰｄ＊の絶対値｜Ｐｄ＊｜（要求制動パワー）が値（＝｜Ｗｉｎ｜−｜Ｗｒｅｆ｜＋｜Ｐｆｃｍａｘ｜）以下であるときには、要求パワーＰｄ＊をバッテリ５０による電力の回収とエンジン２２のフリクションパワーで消費することができると判断して、バッテリ５０の目標充放電パワーＰｂ＊（充電の場合は負の値）とエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１７０）。ここでは、目標充放電パワーＰｂ＊は、入力制限Ｗｉｎを設定する。目標回転数Ｎｅ＊は、要求パワーＰｄ＊から目標充放電パワーＰｂ＊を減じたものをフリクションパワーＰｆｃに設定し、図６に例示したフリクションパワー設定用マップから設定したフリクションパワーＰｆｃに対応するエンジン２２の回転数Ｎｅを設定する。

こうして目標充放電パワーＰｂ＊とエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とを設定すると、モータＭＧ２を回生駆動すると共にモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングして（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１８０では、燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊になると共にモータＭＧ２の回生電力が目標充放電パワーＰｂ＊となるようにモータＭＧ１．ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して、モータＥＣＵ４０に送信する。油圧ブレーキ装置９０による制動力は、車両に作用しないようにブレーキＥＣＵ９８に制御信号を送信する。燃料カット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２における燃料噴射制御を停止する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようにモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。制御信号を受信したブレーキＥＣＵ９８は、油圧ブレーキ装置９０による制動力が車両に作用しないようにブレーキアクチュエータ９４を制御する。こうした処理により、モータＭＧ２の回生電力でバッテリ５０を入力制限Ｗｉｎまで充電すると共にモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングする際のエンジン２２の回転抵抗によってパワーを消費して要求パワーＰｄ＊を消費しながら、要求トルクＴｄ＊を駆動軸３６に出力しながら走行することができる。

ステップＳ１６０で要求パワーＰｄ＊の絶対値｜Ｐｄ＊｜（要求制動パワー）が値（＝｜Ｗｉｎ｜−｜Ｗｒｅｆ｜＋｜Ｐｆｃｍａｘ｜）を超えているときには、目標充放電パワーＰｂ＊，エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，フリクションパワーＰｆｃを設定する（ステップＳ１９０）。目標充放電パワーＰｂ＊は、入力制限Ｗｉｎ（負の値）から入力マージンＷｒｅｆ（負の値）を減じた値に設定する。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、ステップＳ１５０のエンジン２２の最高回転数Ｎｅｍａｘを設定している。フリクションパワーＰｆｃは、ステップＳ１５０の最大フリクションパワーＰｃｍａｘを設定している。

続いて、油圧ブレーキ装置９０で消費するブレーキパワーの目標値である目標ブレーキパワーＰｂｒ＊を設定する（ステップＳ２００）。目標ブレーキパワーＰｂｒ＊は、要求パワーＰｄ＊から目標充放電パワーＰｂ＊と目標フリクションパワーＰｆｃ＊とを減じた値である。

こうして目標充放電パワーＰｂ＊とエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標ブレーキパワーＰｂｒ＊とを設定すると、モータＭＧ２を回生駆動すると共にモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングして、更に、油圧ブレーキ装置９０を作動させる（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０では、燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊になると共にモータＭＧ２の回生電力が目標充放電パワーＰｂ＊となるようにモータＭＧ１．ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定して、モータＥＣＵ４０に送信する。そして、油圧ブレーキ装置９０による制動力により消費されるパワーを駆動軸３６でのパワーに換算したパワーが目標ブレーキパワーＰｂｒ＊となるように油圧ブレーキ装置９０から車両に作用させる目標制動トルクＴｂｒ＊を設定して、ブレーキＥＣＵ９８に送信する。燃料カット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２における燃料噴射制御を停止する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようにモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。目標制動トルクＴｂｒ＊を受信したブレーキＥＣＵ９８は、油圧ブレーキ装置９０から車両に作用する制動トルクが目標制動トルクＴｂｒ＊となるようにブレーキアクチュエータ９４を制御する。こうした処理により、モータＭＧ２の回生電力でバッテリ５０を入力制限Ｗｉｎからマージン分の入力マージンＷｒｅｆを減じた電力で充電すると共に、モータＭＧ１でエンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊（最高回転数Ｎｅｍａｘ）でモータリングしてエンジン２２の回転抵抗によるパワー（最大フリクションパワーＰｃｍａｘ）を消費し、目標ブレーキパワーＰｂｒ＊を消費するよう油圧ブレーキ装置９０を制御する。こうした制御により、要求パワーＰｄ＊のうちバッテリ５０の充電やエンジン２２の回転抵抗により消費できなかったパワーを油圧ブレーキ装置９０の作動によって消費することができる。

続いて、ステップＳ２００で実際に油圧ブレーキ装置９０で消費された実ブレーキパワーＰｂｒｒを算出する（ステップＳ２２０）。実ブレーキパワーＰｂｒｒは、実施例では、ブレーキパッド９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの温度を検出する図示しない温度センサからのパッド温度Ｔｐａｄａ〜Ｔｐａｄｄに基づいて推定する。この場合、ブレーキパッド９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの平均温度と実ブレーキパワーＰｂｒｒとの関係を実験や解析などにより予め定めておき、パッド温度Ｔｐａｄａ〜Ｔｐａｄｄの平均値を算出して、この平均値から実ブレーキパワーＰｂｒｒを導出すればよい。

続いて、実ブレーキパワーＰｂｒｒから目標ブレーキパワーＰｂｒ＊を減じて差分パワーΔＰｂｒを算出し（ステップＳ２３０）、目標充電パワーＰｂ＊を設定する（ステップＳ２４０）。油圧ブレーキ装置９０では、ブレーキホイールシリンダの油圧を調整することによって制動力を車両に作用させるから、モータと比較するとその制御の精度が低い。そのため、要求パワーＰｄ＊に対してバッテリ５０の充電とエンジン２２の回転抵抗によるパワーの消費では消費しきれないパワーを油圧ブレーキ装置９０で消費するように油圧ブレーキ装置９０を制御しても、油圧ブレーキ装置９０の目標ブレーキパワーＰｂｒ＊と実際に油圧ブレーキ装置９０で消費されているパワーとに差が生じる。差分パワーΔＰｂｒは、こうしたパワー差に対応する値である。

差分パワーΔＰｂｒを算出すると、入力制限Ｗｉｎから入力マージンＷｒｅｆを減じたものに差分パワーΔＰｂｒを加えたものを目標充電パワーＰｂ＊に設定する（ステップＳ２４０）。入力マージンＷｒｅｆは、上述したように、差分パワーΔＰｂｒの絶対値｜ΔＰｂｒ｜より大きくなるように設定されている。したがって、目標充電パワーＰｂ＊は、入力制限Ｗｉｎを超えない（入力制限Ｗｉｎを下回らない）範囲内の値に設定される。

続いて、ステップＳ２００の処理と同様の処理で、目標ブレーキパワーＰｂｒ＊を設定する（ステップＳ２５０）。ステップＳ２４０では、ステップＳ１９０に比して目標充放電パワーＰｂ＊が差分パワーΔＰｂｒ分だけ大きく（差分パワーΔＰｂｒが負の値であるときには負の方向に大きく）設定している。そのため、ステップＳ２５０で設定した目標ブレーキパワーＰｂｒ＊は、ステップＳ２００で設定した目標ブレーキパワーＰｂｒ＊より差分パワーΔＰｂｒ分だけ小さい（差分パワーΔＰｂｒが負の値であるときに正の方向に大きく）設定されている。

そして、ステップＳ２１０の同様の処理で、モータＭＧ２を回生駆動すると共にモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングして、更に、油圧ブレーキ装置９０を作動させて（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

図７は、シフトポジションＳＰがＳレンジであり且つ車速Ｖが一定であるときにおける変速段と要求パワーＰｄ＊とパワーの消費先との関係の一例を示す説明図である。車速Ｖが一定である場合、Ｓレンジでの変速段が高速段であるときには、低速段であるときに比して要求トルクＴｄ＊が小さくなって要求パワーＰｄ＊が小さくなる。そのため、変速段が５段（Ｓ５）のときの要求パワーＰｄ＊の消費先は、図示するように、例えば、バッテリ５０となる。変速段が３段（Ｓ３）のときには、例えば、バッテリ５０とエンジン２２とになる。変速段が１段（Ｓ１）のときには、バッテリ５０とエンジン２２と油圧ブレーキ装置９０とになる。

図８は、ステップＳ２１０，ステップＳ２６０の処理を実行したときの要求パワーＰｄ＊の消費先の一例を示す説明図である。絶対値｜Ｐｄ＊｜が絶対値｜Ｗｉｎ｜＋絶対値｜Ｗｒｅｆ｜＋絶対値｜Ｐｆｃｍａｘ｜を超えているときには、要求パワーＰｄ＊に対してバッテリ５０の充電とエンジン２２の回転抵抗によるパワーの消費では消費しきれないパワーを油圧ブレーキ装置９０で消費するように油圧ブレーキ装置９０を制御する（ステップＳ１６０〜Ｓ２１０）。しかしながら、油圧ブレーキ装置９０は、制御性が悪いため、油圧ブレーキ装置９０の目標ブレーキパワーＰｂｒ＊と実際に油圧ブレーキ装置９０で消費されているパワーとに差（差分パワーΔＰｂｒ）が生じる（ステップＳ２３０）。実施例では、図示するように、ステップＳ２４０，Ｓ２５０で、目標充放電パワーＰｂ＊をステップＳ１９０の目標充放電パワーＰｂ＊より差分パワーΔＰｂｒ分大きく設定し、目標ブレーキパワーＰｂｒ＊をステップＳ２００より差分パワーΔＰｂｒ分小さく設定している。そのため、ステップＳ２１０で油圧ブレーキ装置９０により目標値より大きく消費されたパワー分をステップＳ２５０ではモータＭＧ２による回生電力としてバッテリ５０を充電する。モータＭＧ２は、油圧ブレーキ９０より制御性がよいから、より精度良く、要求パワーＰｄ＊をバッテリ５０の充電とエンジン２２の回転抵抗によるパワーと油圧ブレーキ装置９０の作動によるパワーとにより消費することができる。したがって、車両に要求トルクＴｄ＊を作用させながら、バッテリ５０が大きな電力で充電されることを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフ且つブレーキオフである場合において、許容回生パワーＰｉｎ（＝｜Ｗｉｎ｜＋｜Ｗｒｅｆ｜）と最大フリクションパワーＰｆｃｍａｘの絶対値｜Ｐｆｃｍａｘ｜との和のパワーが絶対値｜Ｐｄ＊｜（要求制動パワー）より小さいときには、モータＭＧ２による回生電力が、差分パワーΔＰｂｒと、許容回生パワーＰｉｎと、の和である目標充電パワーＰｂ＊となるようにモータＭＧ２を制御し、要求パワーＰｄ＊から目標充電パワーＰｂ＊と目標フリクションパワーＰｆｃ＊とを減じた目標ブレーキパワーＰｂｒ＊が油圧ブレーキ装置９０で消費される油圧ブレーキ装置９０を制御するから、アクセルオフ且つブレーキオフであるときに、バッテリ５０が入力制限Ｗｉｎを超える電力で充電されるのを抑制しながら、車両に要求制動トルクＴｄ＊を作用させて走行させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰがＳレンジのときに図４に例示した駆動制御ルーチンを実行しているが、Ｂレンジのときに実行しても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ２２０で、実ブレーキパワーＰｂｒｒをパッド温度Ｔｐａｄａ〜Ｔｐａｄｄに基づいて推定しているが、実ブレーキパワーＰｂｒｒは、ブレーキパッド９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの圧力を検出する図示しない圧力センサからのパッド圧力Ｐｐａｄａ〜Ｐｐａｄｄに基づいて推定してもよい。この場合、ブレーキパッド９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの平均圧力と実ブレーキパワーＰｂｒｒとの関係を実験や解析などにより予め定めておき、パッド圧力Ｐｐａｄａ〜Ｐｐａｄｄの平均値を算出して、この平均値から実ブレーキパワーＰｂｒｒを導出すればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置としてバッテリ５０を用いているが、バッテリ５０に代えてキャパシタを用いてもよい。

実施例では、本発明をエンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２を備えるタイプのハイブリッド自動車に適用する場合について例示している。しかしながら、本発明は、車軸に連結された駆動軸に動力を出力するエンジンと駆動軸に動力を入出力するモータとを備えるハイブリッド車両であれば如何なるタイプのものに適用してもよく、例えば、プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とを備えずにモータＭＧ２とエンジン２２とがクラッチを介して接続されたハイブリッド車両などに適用できる。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、油圧ブレーキ装置９０が「ブレーキ装置」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とブレーキＥＣＵ９８とＨＶＥＣＵ７０とが「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジンＥＣＵ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、３９ｃ，３９ｄ 従動輪、４０ モータＥＣＵ、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリＥＣＵ、５４ 電力ライン、７０ ＨＶＥＣＵ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ 油圧ブレーキ装置、９４ ブレーキアクチュエータ、９６ａ〜９６ｄ ブレーキパッド、９８ ブレーキＥＣＵ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 車軸に連結された駆動軸に動力を出力するエンジンと、
   前記駆動軸に動力を入出力するモータと、
   前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
   油圧駆動によって制動力を車両に作用させるブレーキ装置と、
   前記エンジンと前記モータと前記ブレーキ装置とを制御する制御装置と、
   を備えるハイブリッド車両であって、
   前記制御装置は、
   前記アクセルオフ且つブレーキオフである場合において、前記蓄電装置の許容充電電力から所定電力を減じた許容回生パワーと燃料供給を停止した前記エンジンの回転抵抗により消費されるフリクションパワーとの和のパワーが車両に要求される要求制動力に基づく要求制動パワーより小さいときには、前記モータによる回生電力が、前記要求制動パワーから前記和のパワーを減じた要求ブレーキパワーが前記ブレーキ装置で消費されるように前記ブレーキ装置を制御したときに前記ブレーキ装置により実際に消費されている実ブレーキパワーから前記要求ブレーキパワーを減じた差分パワーと、前記許容回生パワーと、の和である要求充電パワーとなるように前記モータを制御し、前記要求制動パワーから前記要求充電パワーと前記フリクションパワーとを減じたパワーが前記ブレーキ装置で消費されるように前記ブレーキ装置を制御する、
   ハイブリッド車両。

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