JP3339589B2

JP3339589B2 - ハイブリッド型車両

Info

Publication number: JP3339589B2
Application number: JP22807092A
Authority: JP
Inventors: 幸蔵山口; 資浩中島; 秀樹久田
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Priority date: 1992-08-04
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 2002-10-28
Anticipated expiration: 2017-10-28
Also published as: JPH0655941A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハイブリッド型車両に係
り、詳細には、その制動方法を改善したハイブリッド型
車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球の環境に対する関心が高ま
り、大気汚染による自然環境の破壊や温暖化、騒音によ
る居住空間の悪化の防止といった社会的要請が高まって
いる。これに伴って、排気の原因となるエンジン等の内
燃機関を駆動源とせず、クリーンな電力によって車両を
駆動させる電気自動車が注目されている。電気自動車
は、大容量のバッテリから供給される電力によって電気
モータを回転させ、車両の駆動力とするものである。そ
して、アクセルの踏み込み量やブレーキの踏み込み量等
の操作量から、要求されているトルク値を算出し、その
トルク値に対応した電流を電気モータに供給し、運転者
の要求に応じた適切な走行を実現する。

【０００３】ところが、この電気自動車はバッテリを必
要とし、このバッテリに充電される電気量では走行可能
な距離に限界がある。そこで、燃料の供給が容易な従来
のエンジンと、エネルギーとしてクリーンなモータとを
組み合わせたハイブリッド型車両も開発されている。こ
のハイブリッド型車両では、エンジンとモータとをクラ
ッチ等で接続することにより、走行速度や、走行地域と
いった各種条件に応じ、駆動源としてのモータとエンジ
ンを適宜切り換えて使用するようになっている（ＵＳＰ
４，５３３，０１１、特開昭５６−１３２１０２）。例
えば、内燃機関によると排ガスが多くなる低速走行時に
はモータ単独走行とし、高速走行時にはモータ、エンジ
ン両者の走行又はエンジン単独走行とするようになって
いる。

【０００４】このようなハイブリッド型車両を制動する
場合、その制動エネルギを有効に利用するため、一般に
モータを発電機として使用し電気エネルギに変換してバ
ッテリに回生するようにしている。しかし、バッテリの
充電能力には一定の制限があるため、モータ単独の走行
中に大きな制動が要求された場合、その制動エネルギの
全てをバッテリに回生すると過充電や、急速充電とな
り、バッテリの性能劣化の一因となっていた。そこで従
来では、このような場合に回生による制動力を制限し、
ブレーキにより大半の制動力を得るようにしていた。ま
たこのような場合に、発電制動を使用したハイブリッド
型車両も存在する。すなわち、回路の一部に電力消費用
の抵抗を接続し、バッテリへの充電可な容量を越えた余
剰電力を熱として放出している（特開昭６３−２０６１
０１）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、モータへの回
生による制動力は、通常の内燃機関式車両と比べて、全
回転域において制動力が小さく、特に高回転側における
制動力が小さい。このため、バッテリの充電能力を考慮
して回生制動力を制限するとブレーキによる制動力の分
担が非常に多くなり、例えば、長い下り坂等でブレーキ
のフェード現象を引き起こす可能性があるという問題が
ある。一方、回生不能の余剰電力を抵抗器により放熱す
る場合には、高価かつ大重量、大容積の抵抗器が必要と
なる。このため、ハイブリッド型車両のコストアップの
みならず、車両が重厚長大化すると共に、重厚長大化に
伴って消費燃料、消費電力が増加するという問題があ
る。

【０００６】そこで本発明は、電気モータまたはエンジ
ンの単独走行中に、バッテリの劣化や余剰電力放出のた
めの抵抗器を使用することなく、大きな制動力の要求に
対応することが可能なハイブリッド型車両を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、電気モータとエンジンとを備え、少なくとも一方の
駆動力によって走行するハイブリッド型車両であって、
前記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッ
テリへの回生により制動力を得る第１制動手段と、前記
エンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレーキ
により制動力を得る第２制動手段と、ブレーキセンサの
出力信号を検出する制動力検出手段と、前記電気モータ
の単独走行中に、前記制動力検出手段で所定量以上の制
動要求を検出した場合に、前記第１制動手段と第２制動
手段の両者による制動を併用させる制動制御手段とをハ
イブリッド型車両に具備させて、前記目的を達成する。
請求項２に記載の発明では、電気モータとエンジンを備
え、少なくとも一方の駆動力によって走行するハイブリ
ッド型車両であって、前記電気モータに電力を供給する
バッテリと、このバッテリへの回生により制動力を得る
第１制動手段と、前記エンジンと駆動輪を機械的に連結
し、エンジンブレーキにより制動力を得る第２制動手段
と、要求される制動力を検出する制動力検出手段と、前
記電気モータで回生できる回生トルクを検出する電気モ
ータ回生トルク検出手段と、前記電気モータの単独走行
中に、前記制動力検出手段で検出した制動力に対応する
トルクが、前記電気モータ回生トルク検出手段で検出し
た回生トルク以上の場合に、前記第１制動手段で前記電
気モータで回生できる回生トルクを発生させ、前記第２
制動手段で前記制動力検出手段で検出した制動力に対応
するトルクと前記第１制動手段で発生させたトルクの差
分を発生させる制動制御手段とを具備させる。請求項３
に記載の発明では、電気モータとエンジンを備え、少な
くとも一方の駆動力によって走行するハイブリッド型車
両であって、前記電気モータに電力を供給するバッテリ
と、このバッテリへの回生により制動力を得る第１制動
手段と、前記エンジンと駆動輪を機械的に連結し、エン
ジンブレーキにより制動力を得る第２制動手段と、要求
される制動力を検出する制動力検出手段と、前記電気モ
ータで回生できる回生トルクを検出する電気モータ回生
トルク検出手段と、前記制動力検出手段で検出した制動
力に対応するトルクが、前記電気モータ回生トルク検出
手段で検出した回生トルク以上の場合に、前記第１制動
手段で前記電気モータで回生できる回生トルクを発生さ
せ、前記第２制動手段で前記制動力検出手段で検出した
制動力に対応するトルクと前記第１制動手段で発生させ
たトルクの差分を発生させる制動制御手段とを具備させ
る。請求項４に記載の発明では、電気モータとエンジン
を備え、少なくとも一方の駆動力によって走行するハイ
ブリッド型車両であって、前記電気モータに電力を供給
するバッテリと、このバッテリへの回生により制動力を
得る第１制動手段と、前記エンジンと駆動輪を機械的に
連結し、エンジンブレーキにより制動力を得る第２制動
手段と、前記エンジンのスロットルを制御するスロット
ル制御手段と、要求される制動力を検出する制動力検出
手段と、前記電気モータの単独走行中に、前記制動力検
出手段で所定量以上の制動要求を検出した場合に、前記
第１制動手段と第２制動手段の両者による制動を併用さ
せるとともに、前記スロットル制御手段を制御して前記
第２制動手段で得るエンジンブレーキの制動力を制御す
る制動制御手段とを具備させる。請求項５に記載の発明
では、電気モータとエンジンを備え、少なくとも一方の
駆動力によって走行するハイブリッド型車両であって、
前記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッ
テリへの回生により制動力を得る第１制動手段と、前記
エンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレーキ
により制動力を得る第２制動手段と、前記エンジンのス
ロットルを制御するスロットル制御手段と、要求される
制動力を検出する制動力検出手段と、前記制動力検出手
段で所定量以上の制動要求を検出した場合に、前記第１
制動手段と第２制動手段の両者による制動を併用させる
とともに、前記スロットル制御手段を制御して前記第２
制動手段で得るエンジンブレーキの制動力を制御する制
動制御手段とを具備させる。請求項６に記載の発明で
は、前記制動制御手段は、前記スロットル制御手段を制
御するとともに、前記エンジンへの燃料噴射を停止させ
る。請求項７に記載の発明では、シフトレバの位置を検
出するシフトレバ位置検出手段を具備し、前記制動制御
手段は、前記シフトレバ位置検出手段で検出されたシフ
トレバ位置に応じて、前記第２制動手段で得るエンジン
ブレーキの制動力を制御する。請求項８に記載の発明で
は、電気モータとエンジンを備え、少なくとも一方の駆
動力によって走行するハイブリッド型車両であって、前
記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッテ
リへの回生により制動力を得る第１制動手段と、前記エ
ンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレーキに
より制動力を得る第２制動手段と、シフトレバの位置を
検出するシフトレバ位置検出手段と、要求される制動力
を検出する制動力検出手段と、前記電気モータの単独走
行中に、前記制動力検出手段で所定量以上の制動要求を
検出した場合に、前記第１制動手段と第２制動手段の両
者による制動を併用させるとともに、前記シフトレバ位
置検出手段で検出されたシフトレバ位置に応じて前記第
２制動手段で得るエンジンブレーキの制動力を制御する
制動制御手段とを具備させる。請求項９に記載の発明で
は、電気モータとエンジンを備え、少なくとも一方の駆
動力によって走行するハイブリッド型車両であって、前
記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッテ
リへの回生により制動力を得る第１制動手段と、前記エ
ンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレーキに
より制動力を得る第２制動手段と、シフトレバの位置を
検出するシフトレバ位置検出手段と、要求される制動力
を検出する制動力検出手段と、前記制動力検出手段で所
定量以上の制動要求を検出した場合に、前記第１制動手
段と第２制動手段の両者による制動を併用させるととも
に、前記シフトレバ位置検出手段で検出されたシフトレ
バ位置に応じて前記第２制動手段で得るエンジンブレー
キの制動力を制御する制動制御手段とを具備させる。請
求項１０に記載の発明では、前記エンジンの駆動力を駆
動輪へ遮断または伝達するクラッチを具備し、前記第２
制動手段は、前記クラッチを係合させることによってエ
ンジンンブレーキの制動力を発生させる。

【０００８】

【作用】本発明のハイブリッド型車両では、車両搭乗員
からの強い制動要求信号、例えば、車両搭乗員がシフト
レバのポジションを“Ｌ”レンジに変更したことを検出
手段で検出すると、制動制御手段は、例えば電気モータ
とエンジンとをクラッチで係合することによって、回生
制動とエンジンブレーキを併用する。これによって、大
きな制動力を得ると共に、放熱用の抵抗器を不用とし、
車両の軽量、コンパクト、低コスト化を図ることが可能
となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のハイブリッド型車両における
一実施例を図１ないし図１２を参照して詳細に説明す
る。図１はハイブリッド型車両における基本構成を表し
たものである。このハイブリッド型車両はエンジン（Ｅ
／Ｇ）１１を備えている。このエンジン１１の出力軸１
２は、クラッチ１３の入力軸に接続されている。このク
ラッチ１３の出力軸１４は、電動機および発電機として
機能するモータ１５のロータ入力側に固定されている。
クラッチ１３は、出力軸１２との係合、開放を行うこと
によって、出力軸１２の回転を、モータ１５側に伝達す
るようになっている。

【００１０】一方、モータ１５のロータ出力側は、駆動
系出力軸１６の一端に続されており、駆動系出力軸１６
の他端はデファレンシャル装置１７に接続されている。
このデファレンシャル装置１７の出力は、駆動軸１８を
介して駆動輪１９に伝達されるようになっている。モー
タ１５には、誘導電動機、直流電動機等の各種モータが
使用されるが、この実施例では、６極の永久磁石からな
るロータと、３相の巻線からなる電磁コイルすなわちス
テータコイルを備えたブラシレスＤＣモータが使用され
ている。

【００１１】ハイブリッド型車両は、モータ１５を駆動
するための電力を供給するバッテリ２１を備えている。
このバッテリ２１としては、鉛酸蓄電池、ニッケルカド
ミウム電池、ナトリウム硫黄電池、リチウム２次電池、
水素２次電池、レドックス型電池等の各種２次電池が使
用される。このバッテリ２１は、複数台の２次電池を直
列に、又は直並列に接続することによって、例えば２４
０〔Ｖ〕の電圧となるように構成されている。ハイブリ
ッド型車両は、これら各部をコントロールする、エンジ
ン制御部２２、クラッチ駆動部２３、およびモータ制御
部２４を備えている。また、動きベクトル検出装置は、
各部の状態検出等を行う、バッテリ残量検出部２６、車
速センサ２７、エンジン回転センサ２８、アクセルセン
サ２９、および、制動要求検出部３０を備えている。

【００１２】エンジン制御部２２は、要求される出力ト
ルク値に応じて、スロットル・バルブの開度調整や燃料
噴射調整等の各種調整を行うようになっている。クラッ
チ駆動部２３は、エンジン１１の駆動力とモータ１５の
駆動力を、走行モードに応じて選択的に駆動系出力軸１
６に出力するように、クラッチ１３の接続と切断を制御
する。走行モードには、モータ１５単独で走行を行う第
Ｉ走行モード、エンジン１１単独で走行を行う第ＩＩ走
行モード、モータ１５とエンジン１１を併用して走行す
る第ＩＩＩ走行モードがあり、車速やアクセル開度に応
じて自動的に選択され、または運転者によっても選択さ
れる。

【００１３】モータ制御部２４は、バッテリ２１から供
給される電流を、要求されたトルクを発生させる電流値
に変換してモータ１５に供給すると共に、回生制動時に
おいて、モータ２１による起電力の全部又は一部を回生
してバッテリ２１を充電するようになっている。バッテ
リ残量検出部２６は、バッテリ２１の電圧、電流、温
度、比重等を検出し、これら各データからバッテリ残量
を求めるようになっている。このバッテリ残量検出部２
６は、図示しないアナログ−ディジタル変換回路を備え
ており、バッテリ２１の電圧等を検出し、各データをデ
ィジタル値に変換して出力する。車速センサ２７は出力
軸１４の回転数から車速を検出し、エンジン回転センサ
２８はエンジン１１の出力軸１２の回転数を検出し、ア
クセルセンサ２９はアクセル３１の開度を検出するよう
になっている。制動要求検出部３０は、ブレーキペダル
３２の踏み込み量を検出するブレーキセンサ３３と、シ
フトレバ３４のシフトレバポジションを検出するシフト
レバセンサ３５を備えている。

【００１４】ハイブリッド型車両は、また、制御部４０
を備えており、この制御部４０は各種制御を行うＣＰＵ
（中央処理装置）４１を有している。このＣＰＵ４１に
はデータバス等のバスライン４２を介してＲＯＭ（リー
ド・オンリ・メモリ）４３、ＲＡＭ（ランダム・アクセ
ス・メモリ）４４、出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）４
５、入力Ｉ／Ｆ４６がそれぞれ接続されている。ＲＯＭ
４３には、入力Ｉ／Ｆ４６から入力される各種信号に基
づいてＣＰＵ４１が走行状態等を判断し、各部を適切に
制御するための各種プログラムやデータが格納されてい
る。ＲＡＭ４４は、ＲＯＭ４３に格納されたプログラム
やデータに従ってＣＰＵ４１が処理を行うためのワーキ
ングメモリであり、入力Ｉ／Ｆ４６から入力された各種
信号や、出力Ｉ／Ｆ４５から出力した制御信号が一時的
に格納されるようになっている。

【００１５】制御部４０の出力Ｉ／Ｆ４５には、クラッ
チ駆動部２３、エンジン制御部２２、モータ制御部２４
が、それぞれ接続されており、ＣＰＵ４１から走行条件
などに応じて制御信号が供給されるようになっている。
一方、入力Ｉ／Ｆ４６には、バッテリ残量検出部２６、
車速センサ２７、エンジン回転センサ２８、アクセルセ
ンサ２９、および、ブレーキセンサ３３が接続されてお
り、ＣＰＵ４１によってそれぞれの検出信号等が読み込
まれるようになっている。

【００１６】次に、このように構成されたハイブリッド
型車両による制動動作について説明する。制動動作の概要制動要求検出部３０が制動要求を検出すると、バッテリ
の電圧、電流、温度、比重等からバッテリ残量を演算
し、車速とバッテリ残量からモータ最大回生トルクＴbm
maxを求める。このＴbm maxは、バッテリ２１への過充
電や急速充電等を考慮して決定される。そして、回生制
動は、シフトレバポジションが“Ｐ”（パーキング）レ
ンジと“Ｎ”（ニュートラル）レンジ以外のときに行
う。すなわち、シフトレバ３４のポジションが“２”
（セカンド）レンジの時には、ブレーキ踏み込み量に応
じた回生制動のみを行う。一方、“Ｌ”レンジのような
更に大きな制動要求の場合、モータ最大回生トルクによ
る回生制動を行うと共に、クラッチ１３を係合してエン
ジンブレーキによる制動を併用する。

【００１７】制動動作の詳細図２および図３は、ハイブリッド型車両による制動動作
の流れを表したものである。この図に示すように、ＣＰ
Ｕ４１は、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、シフト
レバポジション、バッテリ残量、車速等のデータを、各
センサから取り込み、ＲＡＭ４４に格納する（ステップ
１）。そして、取り込んだ車速、バッテリ残量、温度等
から、モータ最大回生トルクＴ_{bm max}を演算する（ステ
ップ２）。このモータ最大回生トルクＴ_{bm max}は、バッ
テリ２１を劣化させることなく回生し得る最大値が演算
される。

【００１８】モータ最大回生トルクＴ_{bm max}が演算され
ると、シフトレバセンサ３５から取り込んだシフトレバ
ポジションを判断する（ステップ３）。シフトレバポジ
ションが“Ｐ”（パーキング）レンジ又は“Ｎ”（ニュ
ートラル）レンジでない場合（ステップ３；Ｎ）、アク
セル開度がスロットルの遊びθｆよりも大きいか否かを
判断する（ステップ４）。アクセル開度がθｆよりも大
きい場合（ステップ４；Ｙ）、および、ステップ３でシ
フトレバポジションが“Ｐ”または“Ｎ”レンジである
と判断された場合（ステップ３；Ｙ）、処理をリターン
させる。

【００１９】一方、アクセル開度がθｆ以下の場合（ス
テップ４；Ｎ）、ＣＰＵ４１は、シフトレバポジション
を判断し、“２”（セカンド）レンジまたは“Ｌ”（ロ
ウ）レンジ以外、すなわち“Ｒ”、“Ｄ”レンジである
場合（図３、ステップ５；Ｎ）、ブレーキ３２の踏み込
み量に対応した回生トルクＴ_bを演算する（ステップ
６）。この演算した回生トルクＴ_bが、ステップ２で演
算したモータ最大回生トルクＴ_{bm max}以下である場合
（ステップ７；Ｎ）、ＣＰＵ４１は、モータ回生トルク
Ｔ_bmをＴ_bとする（ステップ８）。そして、ＣＰＵ４１
は、出力Ｉ／Ｆ４５を介してクラッチ駆動部２３を駆動
制御し、クラッチ１３を開放する（ステップ９）。

【００２０】一方、ステップ５においてシフトレバポジ
ションが“２”レンジまたは“Ｌ”レンジである場合
（ステップ５；Ｙ）、および、“Ｒ”、“Ｄ”レンジに
おいてＴ_bがＴ_{bm max}よりも大きい場合（ステップ７；
Ｙ）、ＣＰＵ４１は、モータ回生トルクＴ_bmをＴ_{bm max}
とする（ステップ１０）。すなわち、モータ最大回生ト
ルクＴ_{bm max}よりも、ブレーキ踏み込み量に対応して要
求されている回生トルクＴ_bの方が大きい場合、このＴ
_bをモータ回生トルクＴ_bmとすると、充電許容範囲を越
えてしまい、バッテリ２１を劣化させる原因となる。そ
こで、バッテリ２１に充電可能な最大値となるモータ最
大回生トルクＴ_{bm max}をモータ回生トルクＴ_bmとする
（ステップ１０）。

【００２１】そして、ＣＰＵ４１は、シフトレバセンサ
３５で検出したシフトレバポジションが“Ｌ”レンジで
ある場合（ステップ１１；Ｙ）、出力Ｉ／Ｆ４５を介し
てクラッチ駆動部２３を駆動制御し、クラッチ１３を係
合する（ステップ１２）。シフトレバポジションが
“Ｌ”レンジでない場合、すなわち“Ｒ”レンジ、
“Ｄ”レンジ、“２”レンジの場合、ＣＰＵ４１はステ
ップ９に移行してクラッチを開放する。ステップ９によ
るクラッチの開放、または、ステップ１２によるクラッ
チの係合の後、ＣＰＵ４１は、出力Ｉ／Ｆ４５を介して
モータ制御部２４にモータトルクを指令する（ステップ
１３）。さらにＣＰＵ４１は、出力Ｉ／Ｆ４５を介し
て、エンジン制御部２２に対して、スロットルの全閉、
燃料噴射等のエンジン制御指令を出力して（ステップ１
４）、処理をリターンする。

【００２２】このように、シフトレバポジションが
“Ｐ”レンジと”Ｎ”の場合に回生を行わず、”
Ｄ”、”Ｒ１”及び“２”レンジの場合に回生のみで制
動を行い、“Ｌ”レンジの場合に回生とエンジンブレー
キによる制動を行う。

【００２３】次に、第２の実施例について説明する。こ
の第２の実施例におけるハイブリッド型車両の構成は、
第１の実施例と同一で、制動動作を異にしている。従っ
て、その制動動作について説明することとする。制動動作の概要この第２の実施例では、ハイブリッド型車両において、
エンジン制御として燃料噴射装置、イグナイタを停止し
つつスロットルバルブを開閉させエンジンブレーキをコ
ントロールする。これによって、全車速域に対して、常
に最大の回生を行いつつスムーズなエンジンブレーキと
回生の併用が行われると共に、ほぼ一定の制動力を得る
ことができる。すなわち、モータ１５による回生トルク
と、エンジンブレーキによるトルクとの和を最大制動ト
ルクとする。そして、シフトレバ３４のシフトレバポジ
ションによって定めた割合Ｒ（レシオ）₁、Ｒ₂、Ｒ_o
で制動トルクを決定し、その制動トルクの回生でエネル
ギ回収できない分をエンジンブレーキにより吸収する。
エンジンブレーキ量の制御は、燃料噴射装置及びイグナ
イタを停止したままスロットルを開閉することによって
行う。なお、制動トルクの決定には各種マップを用いる
ことも可能である。

【００２４】制動動作の詳細図４、図５は、第２の実施例による制動動作の流れを表
したものである。この図に示すように、ＣＰＵ４１は、
アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、シフトレバポジシ
ョン、バッテリ残量、車速等のデータを、各センサから
取り込み、ＲＡＭ４４に格納する（ステップ１）。図６
は、燃料噴射停止時における車速と、モータ最大回生ト
ルクＴ_{bm max}、最大エンジンブレーキトルクＴ_{be max}と
の関係を表したものである。ＣＰＵ４１は、この図に示
す関係に従って、ステップ１で取り込んだ車速、バッテ
リ残量から、バッテリ２１に回生し得る最大値となるモ
ータ最大回生トルクＴ_{bm max}、および最大エンジンブレ
ーキトルクＴ_{be max}を演算、決定する。そして、このト
ルクＴ_{bm max}とＴ_{be max}の両者を加えた値をトータルの
最大制御トルクＴ_{b max}とする（ステップ２）。

【００２５】そしてＣＰＵ４１は、シフトレバセンサか
ら取り込んだシフトレバポジションを判断する（ステッ
プ３）。シフトレバポジションが“Ｐ”レンジ又は
“Ｎ”レンジでない場合（ステップ３；Ｎ）、アクセル
開度がスロットルの遊びθｆよりも大きいか否かを判断
する（ステップ４）。アクセル開度がθｆよりも大きい
場合（ステップ４；Ｙ）、および、ステップ３でシフト
レバポジションが“Ｐ”レンジまたは“Ｎ”レンジであ
ると判断された場合（ステップ３；Ｙ）、処理をリター
ンさせる。

【００２６】一方、アクセル開度がθｆ以下の場合（ス
テップ４；Ｎ）、ＣＰＵ４１は、更に、シフトレバポジ
ションを判断し（ステップ５、ステップ６、ステップ
７）、各シフトレバポジションに応じて、シフトレバに
よる制動要求Ｔ_shを決定する（ステップ８〜ステップ１
１）。すなわち、シフトレバポジションが“Ｌ”レンジ
の場合、ステップ２で演算したトータルの最大制御トル
クＴ_{b max}にＲ₁／１００を掛けた値を、シフトレバに
よる制動要求Ｔ_shとし（ステップ８）、また、シフトレ
バポジションが“２”レンジの場合、Ｔ_{b max}にＲ₂／
１００を掛けた値をＴ_shとする（ステップ９）。

【００２７】一方、シフトレバポジションが“Ｄ”（ド
ライブ）レンジで、且つ、シフトレバ３４のＯＤ（オー
バドライブ）スイッチがオフされている場合（ステップ
７；Ｎ）、Ｔ_{b max}にＲ_o／１００を掛けた値をＴ_shと
する。また、シフトレバポジションが“Ｒ”（バック）
レンジである場合（ステップ５；Ｙ）、および、“Ｄ”
レンジでＯＤスイッチがオンされている場合（ステップ
７；Ｙ）、シフトレバによる制動要求Ｔ_shを０とする
（ステップ１１）。ここで、Ｒ₁は“Ｌ”レンジ、Ｒ₂
は“２”レンジ、Ｒ_oはＯＤスイッチＯＦＦ時の“Ｄ”
レンジ、における各制動要求値（％）であり、Ｒ₁＞Ｒ
₂＞Ｒ_oの関係にある。続いて、ＣＰＵ４１は、ブレー
キ踏み込み量による制動要求Ｔ_brを演算し（ステップ１
２）、このＴ_brにシフトレバによる制動要求Ｔ_shを加え
て、回生トルクＴ_bとする（ステップ１３）。

【００２８】このように、ステップ５からステップ１３
までの各処理において、シフトレバポジションによって
定められた割合Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ_oに応じて制動トルクが
決定される。そして、以下説明するように、制動トルク
の回生だけでは回収できないエネルギがエンジンブレー
キにより吸収される。

【００２９】ＣＰＵ４１は、ステップ１３で決定した回
生トルクＴ_bと、ステップ２で演算したモータ最大回生
トルクＴ_{bm max}との大小関係（ステップ１４）、および
シフトレバポジションが“Ｒ”レンジか否か（ステップ
１５）によって、モータ回生トルクＴ_bmと、エンジンブ
レーキトルクＴ_beを決定する（ステップ１６〜ステップ
１８）。すなわち、回生トルクＴ_b≦モータ最大回生ト
ルクＴ_{bm max}である場合（ステップ１４；Ｎ）、モータ
回生トルクＴ_bm＝回生トルクＴ_b、エンジンブレーキト
ルクＴ_be＝０とする（ステップ１６）。そして、ＣＰＵ
４１は、出力Ｉ／Ｆ４５を介してクラッチ駆動部２３を
駆動制御し、クラッチ１３を開放する（ステップ１
９）。

【００３０】一方、回生トルクＴ_b＞モータ最大回生ト
ルクＴ_{bm max}であり（ステップ１４；Ｙ）、“Ｒ”レン
ジである場合（ステップ１５；Ｙ）、Ｔ_bm＝Ｔ_{bm max}、
Ｔ_be＝０とし（ステップ１７）、ステップ１９に移行し
てクラッチ１３を開放する。ステップ１５において、
“Ｒ”レンジ以外の場合（ステップ１５；Ｎ）、Ｔ_bm＝
Ｔ_{bm max}とする一方、エンジンブレーキトルクＴ_beをＴ
_be＝Ｔ_b−Ｔ_bm（Ｔ_bmmax）とする（ステップ１８）。
すなわち、モータ回生トルクＴ_bmだけでは回収できない
エネルギ分が、エンジンブレーキトルクＴ_beとされる。

【００３１】図７は、車速とスロットル開度によるエン
ジンブレーキトルクＴ_beの関係を表したものである。ス
テップ１８において、エンジンブレーキトルクＴ_beが決
定されると、ＣＰＵ４１は、図７に示す関係から、決定
されたＴ_beとなるスロットル開度を演算する（ステップ
２０）。そして、ＣＰＵ４１は、エンジン制御部２２を
制御して、燃料噴射を停止する（ステップ２１）と共
に、スロットルを駆動制御してステップ２０で演算され
たスロットル開度にする（ステップ２２）。その後ＣＰ
Ｕ４１は、出力Ｉ／Ｆ４５を介してクラッチ駆動部２３
を駆動制御し、クラッチ１３を係合する（ステップ２
３）。ステップ１９によるクラッチの開放、または、ス
テップ２３によるクラッチの係合の後、ＣＰＵ４１は、
出力Ｉ／Ｆ４５を介してモータ制御部２４にモータ回生
トルクＴ_bmをモータ指令値として出力し（ステップ２
４）、処理をリターンする。

【００３２】次に、第３の実施例について説明する。図
８は、第３の実施例の基本構成を表したものである。こ
のハイブリッド型車両は、エンジンからエンジン駆動輪
への経路中に変速機を配置したものである。すなわち、
クラッチ１３とモータ１５のと間に２速の変速機２０が
配置されている。そして、ハイブリッド型車両は、制御
部４０の出力Ｉ／Ｆ４５に接続された変速機機アクチュ
エータ２５を備えており、ＣＰＵ４１からの制御信号に
基づいて、変速機２０を駆動することにより１速、２速
間の変速制御をするようになっている。この図におい
て、変速機２０および変速機アクチュエータ２５以外の
部分は、図１に示す第１の実施例と同様であるため、同
様の符号が付されている。

【００３３】次に、この第３の実施例による制動動作に
ついて説明する。制動動作の概要この実施例では、変速機が２段のハイブリッド型車両に
おいて、各シフトレバポジションに対して次のように制
動方法が定義されている。“Ｄ”レンジ、ＯＤｏｎの場
合は、回生制動を行わない。“Ｄ”レンジ、ＯＤｏｆｆ
の場合は、回生制動のみを行う。“２”レンジの場合、
回生制動および２速でのエンジンブレーキを使用する。
“Ｌ”レンジの場合、回生回動および１速（ローギヤー
ド）でのエンジンブレーキを使用する。

【００３４】制動動作の詳細図９は第３の実施例による制動動作の流れを表したもの
である。なお、ステップ５から始まるこの図９以前の処
理は、図２に示す処理と同様であるため、その説明を省
略することとする。アクセル開度がθｆ以下の場合（図
２、ステップ４；Ｎ）、ＣＰＵ４１はシフトレバポジシ
ョンを判断する（図９、ステップ５）。シフトレバポジ
ションが“２”レンジまたは“Ｌ”レンジ以外であって
（ステップ５；Ｎ）、“Ｒ”レンジの場合（ステップ
６；Ｙ）、または、ＯＤスイッチがオン状態の“Ｄ”レ
ンジの場合（ステップ７；Ｙ）、ブレーキ３２の踏み込
み量に対応した回生トルクＴbを演算する（ステップ
８）。この演算した回生トルクＴb が、ステップ２（図
２）で演算したモータ最大回生トルクＴbm max以下であ
る場合（ステップ９；Ｎ）、ＣＰＵ４１は、モータ回生
トルクＴbmをＴb とする（ステップ１０）。そして、Ｃ
ＰＵ４１は、出力Ｉ／Ｆ４５を介してクラッチ駆動部２
３を駆動制御し、クラッチ１３を開放する（ステップ１
１）。

【００３５】一方、シフトレバポジションが“２”レン
ジまたは“Ｌ”レンジである場合（ステップ５；Ｙ）、
ＯＤスイッチがオフ状態の“Ｄ”レンジの場合（ステッ
プ７；Ｎ）、および、“Ｒ”レンジとＯＤスイッチがオ
ン状態の“Ｄ”レンジでＴ_b＞Ｔ_{bm max}である場合（ス
テップ９；Ｙ）、ＣＰＵ４１は、モータ回生トルクＴ_bm
をモータ最大回生トルクＴ_{bm max}とする（ステップ１
２）。モータ回生トルクＴ_bmが決定すると、ＣＰＵ４１
は、シフトレバセンサ３５で検出したシフトレバポジシ
ョンを判断する（ステップ１３、ステップ１４）。シフ
トレバポジションが“Ｒ”レンジの場合、ＯＤスイッチ
オンおよびオフ状態の“Ｄ”レンジの場合（ステップ１
３；Ｎ）、ステップ１１に移行してクラッチ１３の開放
を行う。

【００３６】一方、ＣＰＵ４１は、“Ｌ”レンジであれ
ば（ステップ１４；Ｎ）変速機アクチュエータ２５を駆
動制御して変速機２０を１速に設定し（ステップ１
５）、“２”レンジであれば（ステップ１４；Ｙ）変速
機２０を２速に設定する（ステップ１６）。変速機２０
を設定すると、ＣＰＵ４１は、出力Ｉ／Ｆ４５を介して
クラッチ駆動部２３を駆動制御し、クラッチ１３を係合
する（ステップ１７）。ステップ１１によるクラッチの
開放、または、ステップ１７によるクラッチの係合の
後、ＣＰＵ４１は、出力Ｉ／Ｆ４５を介してモータ制御
部２４にモータトルクを指令する（ステップ１８）。さ
らにＣＰＵ４１は、出力Ｉ／Ｆ４５を介して、エンジン
制御部２２に対して制御指令を出力して（ステップ１
９）、処理をリターンする。なお、エンジン指令として
は、燃料噴射オフの指令又は、アンドリング以上の燃料
噴射をカットする等の指令が出力される。

【００３７】次に、第４の実施例について説明する。こ
の第４の実施例におけるハイブリッド型車両の基本構成
は、第３の実施例と同一である。その制動動作は、図１
０に示すように、燃料噴射を停止しつつスロットル制御
を行うようにしたもので、基本的動作は図４、５で説明
した第２の実施例における制動動作と略同様である。従
って、図１０において、第２の実施例と同一の動作には
同一のステップ番号を付して、その説明を適宜省略する
と共に、この実施例特有の動作について説明することと
する。

【００３８】ステップ１８において、シフトレバポジシ
ョンによって定められた割合Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ_oに応じて
決定された回生トルクＴ_bのうち、モータ回生トルクＴ
_bmだけでは回収できないエネルギ分をエンジンブレーキ
トルクＴ_beで吸収するように、Ｔ_bmと、Ｔ_beが決定され
る。そして、ＣＰＵ４１は、このエンジンブレーキトル
クＴ_beに対応して１速又は２速のギヤ選択を行う。すな
わち、ＣＰＵ４１はエンジンブレーキトルクＴ_beから演
算して、Ｔ_beが２速でまかなえない場合に１速のギヤ選
択を行う（ステップ１８−２）。

【００３９】そして、ＣＰＵ４１は、決定されたＴ_beと
なるスロットル開度を図７の関係から演算し（ステップ
２０）、燃料噴射を停止した後（ステップ２１）、変速
機アクチュエータ２５を駆動制御し、変速機２０のギヤ
をステップ１８−２で選択した選択ギヤに設定する（ス
テップ２１−２）。以下、第２の実施例と同様に、ステ
ップ２２以下の動作を行い、リターンする。

【００４０】次に、第５の実施例について説明する。図
１１は、第５の実施例におけるハイブリッド型車両の構
成を表したものである。この実施例では、エンジン１１
の出力軸１２がトルクコンバータ５１およびクラッチＣ
を介してトランスミッション５２に接続さている。この
トランスミッション５２の出力軸がモータ１５のロータ
入力側に固定されている。トランスミッション５２は、
シングルプラネタリ式のプラネタリギヤユニット５３、
ブレーキＢおよびワンウェイクラッチＦを備えている。
プラネタリギヤユニット５３は、リングギヤＲ、ピニオ
ンＰ、キャリヤＣＲおよびサンギヤＳから構成されてい
る。

【００４１】そして、クラッチＣの出力軸とキャリヤＣ
Ｒが接続され、エンジン１１の回転がトルクコンバータ
５１およびクラッチＣを介してキャリヤＣＲに入力され
るようになっている。そして、リングギヤＲからトラン
スミッション５２の回転が出力されるようになってい
る。また、サンギヤＳとキャリヤＣＲ間にはワンウェイ
クラッチＦが接続されており、サンギヤＳとハイブリッ
ド型車両のケース５４間にはサンギヤＳを選択的に係合
させるブレーキＢが接続されている。

【００４２】このように構成されたハイブリッド車で
は、変速要素であるブレーキＢを接続、切断することに
よって変速する。そして、ワンウェイクラッチＦの機能
によって、クラッチＣを係合したままの状態で、ブレー
キＢを切断してエンジンブレーキを停止し、また、ブレ
ーキＢを接続してエンジンブレーキを作動させる。すな
わち、この第５の実施例によれば、トランスミッション
５２により変速することによって、エンジンと車両を連
結するクラッチＣを切り離すことなくエンジンブレーキ
を作動、停止することができ、従って、第１および第２
の実施例と同様に、制動制御を行うことが可能となる。

【００４３】以上説明した実施例では、同軸型のハイブ
リッド型車両について説明したが、本発明ではこれに限
定されるものではなく、図１２に示すように、モータ１
５とエンジン１１による駆動力が前後別々の駆動輪１
９、１９′に伝達される前後輪分離型のハイブリッド型
車両とし、各実施例で説明した制動動作を行うようにし
てもよい。

【００４４】

【発明の効果】本発明のハイブリッド型車両によれば、
車両搭乗員からの強い制動要求信号を検出した場合に、
例えば、電気モータとエンジンとをクラッチで係合する
ことによって回生制動とエンジンブレーキを併用する構
成としたので、大きな制動力を得ることができる共に、
放熱用の抵抗器等を不用とし車両の軽量、コンパクト、
低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハイブリッド型車両における第１の実
施例の基本構成図である。

【図２】同上、第１の実施例における制動動作の一部を
示すフローチャートである。

【図３】同上、第１の実施例における制動動作の他の一
部を示すフローチャートである。

【図４】同上、第２の実施例における制動動作の一部を
示すフローチャートである。

【図５】同上、第２の実施例における制動動作の他の一
部を示すフローチャートである。

【図６】同上、燃料噴射停止時における車速と、モータ
最大回生トルクＴ_{bm max}、最大エンジンブレーキトルク
Ｔ_{be max}との関係を示す説明図である。

【図７】同上、車速とスロットル開度によるエンジンブ
レーキトルクＴ_beの関係を示す説明図である。

【図８】同上、第３の実施例におけるハイブリッド型車
両の基本構成図である。

【図９】同上、第３の実施例における制動動作の一部を
示すフローチャートである。

【図１０】同上、第４の実施例における制動動作の一部
を示すフローチャートである。

【図１１】同上、第５の実施例におけるハイブリッド型
車両の基本構成図である。

【図１２】同上、他の実施例におけるハイブリッド型車
両の基本構成図である。

【符号の説明】

１１エンジン１３クラッチ１５モータ１９駆動輪２０変速機２１バッテリ２２エンジン制御部２３クラッチ駆動部２４モータ制御部２５変速機アクチュエータ２６バッテリ残量検出部２７車速センサ２８エンジン回転センサ２９アクセルセンサ３０制動要求検出部３１アクセル３２ブレーキ３３ブレーキセンサ３４シフトレバ３５シフトレバセンサ４０制御部４１ＣＰＵ４３ＲＯＭ４４ＲＡＭ４５出力インターフェース４６入力インターフェース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ６０Ｋ 41/28 Ｂ６０Ｌ 7/24 ＤＢ６０Ｌ 7/24 11/14 11/14 Ｆ０２Ｄ 29/02 ＤＦ０２Ｄ 29/02 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (72)発明者久田秀樹東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内 (56)参考文献特開平４−297330（ＪＰ，Ａ) 特開平４−322105（ＪＰ，Ａ) 特公昭51−14774（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭51−41247（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 29/02 B60T 8/00 B60L 7/20 B60L 11/12 - 11/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気モータとエンジンとを備え、少なく
とも一方の駆動力によって走行するハイブリッド型車両
であって、前記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッテリへの回生により制動力を得る第１制動手段
と、前記エンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレ
ーキにより制動力を得る第２制動手段と、ブレーキセンサの出力信号を検出する制動力検出手段
と、前記電気モータの単独走行中に、前記制動力検出手段で
所定量以上の制動要求を検出した場合に、前記第１制動
手段と第２制動手段の両者による制動を併用させる制動
制御手段とを具備することを特徴とするハイブリッド型
車両。
【請求項２】電気モータとエンジンを備え、少なくと
も一方の駆動力によって走行するハイブリッド型車両で
あって、前記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッテリへの回生により制動力を得る第１制動手段
と、前記エンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレ
ーキにより制動力を得る第２制動手段と、要求される制動力を検出する制動力検出手段と、前記電気モータで回生できる回生トルクを検出する電気
モータ回生トルク検出手段と、前記電気モータの単独走行中に、前記制動力検出手段で
検出した制動力に対応するトルクが、前記電気モータ回
生トルク検出手段で検出した回生トルク以上の場合に、
前記第１制動手段で前記電気モータで回生できる回生ト
ルクを発生させ、前記第２制動手段で前記制動力検出手
段で検出した制動力に対応するトルクと前記第１制動手
段で発生させたトルクの差分を発生させる制動制御手段
とを具備することを特徴とするハイブリッド型車両。
【請求項３】電気モータとエンジンを備え、少なくと
も一方の駆動力によって走行するハイブリッド型車両で
あって、前記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッテリへの回生により制動力を得る第１制動手段
と、前記エンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレ
ーキにより制動力を得る第２制動手段と、要求される制動力を検出する制動力検出手段と、前記電気モータで回生できる回生トルクを検出する電気
モータ回生トルク検出手段と、前記制動力検出手段で検出した制動力に対応するトルク
が、前記電気モータ回生トルク検出手段で検出した回生
トルク以上の場合に、前記第１制動手段で前記電気モー
タで回生できる回生トルクを発生させ、前記第２制動手
段で前記制動力検出手段で検出した制動力に対応するト
ルクと前記第１制動手段で発生させたトルクの差分を発
生させる制動制御手段とを具備することを特徴とするハ
イブリッド型車両。
【請求項４】電気モータとエンジンを備え、少なくと
も一方の駆動力によって走行するハイブリッド型車両で
あって、前記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッテリへの回生により制動力を得る第１制動手段
と、前記エンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレ
ーキにより制動力を得る第２制動手段と、前記エンジンのスロットルを制御するスロットル制御手
段と、要求される制動力を検出する制動力検出手段と、前記電気モータの単独走行中に、前記制動力検出手段で
所定量以上の制動要求を検出した場合に、前記第１制動
手段と第２制動手段の両者による制動を併用させるとと
もに、前記スロットル制御手段を制御して前記第２制動
手段で得るエンジンブレーキの制動力を制御する制動制
御手段とを具備することを特徴とするハイブリッド型車
両。
【請求項５】電気モータとエンジンを備え、少なくと
も一方の駆動力によって走行するハイブリッド型車両で
あって、前記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッテリへの回生により制動力を得る第１制動手段
と、前記エンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレ
ーキにより制動力を得る第２制動手段と、前記エンジンのスロットルを制御するスロットル制御手
段と、要求される制動力を検出する制動力検出手段と、前記制動力検出手段で所定量以上の制動要求を検出した
場合に、前記第１制動手段と第２制動手段の両者による
制動を併用させるとともに、前記スロットル制御手段を
制御して前記第２制動手段で得るエンジンブレーキの制
動力を制御する制動制御手段とを具備することを特徴と
するハイブリッド型車両。
【請求項６】前記制動制御手段は、前記スロットル制
御手段を制御するとともに、前記エンジンへの燃料噴射
を停止させることを特徴とする請求項４又は請求項５に
記載のハイブリッド型車両。
【請求項７】シフトレバの位置を検出するシフトレバ
位置検出手段を具備し、前記制動制御手段は、前記シフトレバ位置検出手段で検
出されたシフトレバ位置に応じて、前記第２制動手段で
得るエンジンブレーキの制動力を制御することを特徴と
する請求項１から請求項６のうちのいずれか１の請求項
に記載のハイブリッド型車両。
【請求項８】電気モータとエンジンを備え、少なくと
も一方の駆動力によって走行するハイブリッド型車両で
あって、前記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッテリへの回生により制動力を得る第１制動手段
と、前記エンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレ
ーキにより制動力を得る第２制動手段と、シフトレバの位置を検出するシフトレバ位置検出手段
と、要求される制動力を検出する制動力検出手段と、前記電気モータの単独走行中に、前記制動力検出手段で
所定量以上の制動要求を検出した場合に、前記第１制動
手段と第２制動手段の両者による制動を併用させるとと
もに、前記シフトレバ位置検出手段で検出されたシフト
レバ位置に応じて前記第２制動手段で得るエンジンブレ
ーキの制動力を制御する制動制御手段とを具備すること
を特徴とするハイブリッド型車両。
【請求項９】電気モータとエンジンを備え、少なくと
も一方の駆動力によって走行するハイブリッド型車両で
あって、前記電気モータに電力を供給するバッテリと、このバッテリへの回生により制動力を得る第１制動手段
と、前記エンジンと駆動輪を機械的に連結し、エンジンブレ
ーキにより制動力を得る第２制動手段と、シフトレバの位置を検出するシフトレバ位置検出手段
と、要求される制動力を検出する制動力検出手段と、前記制動力検出手段で所定量以上の制動要求を検出した
場合に、前記第１制動手段と第２制動手段の両者による
制動を併用させるとともに、前記シフトレバ位置検出手
段で検出されたシフトレバ位置に応じて前記第２制動手
段で得るエンジンブレーキの制動力を制御する制動制御
手段とを具備することを特徴とするハイブリッド型車
両。
【請求項１０】前記エンジンの駆動力を駆動輪へ遮断
または伝達するクラッチを具備し、前記第２制動手段は、前記クラッチを係合させることに
よってエンジンンブレーキの制動力を発生させることを
特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１の
請求項に記載のハイブリッド型車両。