JP6070486B2 - Braking device for vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンと走行用のモータを併用して走行するハイブリッド車両などの車両用制動装置に関する。   The present invention relates to a braking device for a vehicle such as a hybrid vehicle that travels by using an engine and a motor for traveling together.

エンジンとモータを併用して走行するハイブリッド車両では、減速時、機械式(摩擦)ブレーキの他に、モータを回生制御する回生ブレーキが併用される。回生ブレーキは、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して回収でき、車両のエネルギ効率を高めることができる。しかし、変換された電気エネルギ(回生電力)が蓄電されるキャパシタ等の蓄電装置が満充電状態になっている場合には、過充電による蓄電装置の劣化を回避する必要があり、回生ブレーキの使用が制限される。   In a hybrid vehicle that travels using both an engine and a motor, a regenerative brake that regeneratively controls the motor is used in addition to a mechanical (friction) brake during deceleration. The regenerative brake can recover the kinetic energy of the vehicle by converting it into electric energy, and can increase the energy efficiency of the vehicle. However, when a storage device such as a capacitor that stores the converted electrical energy (regenerative power) is fully charged, it is necessary to avoid the deterioration of the storage device due to overcharging. Is limited.

なお、近年では、ブレーキペダルの踏み込み量に基づき決まる目標制動トルクのうち、回生ブレーキが負担する制動トルクの割合を蓄電装置の充電状態に応じて変更する、いわゆる回生協調制御を行うことで、必要な制動トルクを確保しつつ、車両のエネルギ効率を高めるようにした車両用制動装置が提案されている(例えば、特許文献1)。   In recent years, it is necessary to perform so-called regenerative cooperative control in which the proportion of the braking torque borne by the regenerative brake is changed according to the state of charge of the power storage device, out of the target braking torque determined based on the depression amount of the brake pedal. There has been proposed a vehicular braking apparatus that increases the energy efficiency of a vehicle while ensuring a sufficient braking torque (for example, Patent Document 1).

特開平7−163008号公報JP-A-7-163008

特許文献1に開示される、従来の車両用制動装置は、蓄電装置が満充電状態のときには、ほぼ機械式ブレーキのみで、要求される全制動トルクを発生させ、逆に、蓄電装置の充電状態が低レベルのときには、ほぼ回生ブレーキのみで、要求される全制動トルクを発生させるものである。つまり、機械式ブレーキおよび回生ブレーキの何れもが一方のブレーキのみで、想定される最大制動トルクを発生させる能力を有することが前提である。しかし、このような構成は、車両一台が有するブレーキシステムとしては過剰スペックと考えられ、この点に改善の余地がある。   When the power storage device is fully charged, the conventional vehicle brake device disclosed in Patent Document 1 generates the required total braking torque with almost only the mechanical brake, and conversely, the power storage device is charged. When is at a low level, the required total braking torque is generated almost exclusively by regenerative braking. That is, it is premised that both the mechanical brake and the regenerative brake have the ability to generate the assumed maximum braking torque with only one brake. However, such a configuration is considered to be an excessive specification as a brake system of one vehicle, and there is room for improvement in this respect.

本発明は、より合理的な構成で、十分な制動トルクを確保しつつ車両のエネルギ効率を高めることができる技術を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a technique capable of enhancing the energy efficiency of a vehicle while ensuring a sufficient braking torque with a more rational configuration.

上記の課題を解決するために、出願人は、ブレーキペダルの踏み込み操作により定められる目標制動力よりも常に低い制動力を発生するように機械式ブレーキ(機械式制動手段)を構成した上で、不足する制動力を回生ブレーキ(モータ)で補うことを考えた。この構成によれば、必要な制動力(目標制動力)を確保しながら、機械式制動手段やモータに求められる制動能力を低く抑えることが可能となる。しかし、この構成の場合には、従来のように回生ブレーキによる制動力を機械式ブレーキで代替えすることが不可能であり、例えば蓄電装置が満充電状態となって、回生ブレーキを使用できない場合には制動力が不足するという不都合が発生する。しかし、このような不都合は、次のような構成により解決される。すなわち、本発明の一の局面にかかる車両用制動装置は、走行用動力源として、エンジンと回生可能なモータとを備えた車両の制動装置であって、ブレーキペダルを備え、当該ブレーキペダルの踏み込み操作に応じて制動力を発生する機械式制動手段と、モータが発生する回生電力を蓄電する蓄電手段と、蓄電手段の蓄電率を検出する蓄電率検出手段と、モータおよび蓄電手段に接続され、モータが発生する回生電力をその他の電装品に配電可能な配電手段と、前記ブレーキペダルの操作量に応じた車両の目標制動力を設定し、この目標制動力と蓄電手段の蓄電率とに基づき前記モータの回生制御および前記配電手段の配電制御を行う制御手段と、を備え、前記機械式制動手段は、ブレーキペダルの踏み込み操作により発生する制動力が常に前記目標制動力よりも低くなる出力特性を有しており、前記制御手段は、前記機械式制動手段の制動力を含む機械制動力と前記モータの回生制動力とで前記目標制動力が達成されるように、機械式制動手段の前記出力特性と前記目標制動力とに基づきモータの目標回生制動力を定めて当該モータを回生制御するとともに、当該回生制御により前記モータが発生する回生電力のうち、前記蓄電手段に蓄電できない余剰回生電力が発生する場合には、当該余剰電力を前記電装品に配電すべく前記配電手段を制御するものである。   In order to solve the above problem, the applicant configures a mechanical brake (mechanical braking means) so as to generate a braking force that is always lower than a target braking force determined by a depression operation of the brake pedal. We thought about supplementing the insufficient braking force with a regenerative brake (motor). According to this configuration, it is possible to keep the braking ability required for the mechanical braking means and the motor low while ensuring the necessary braking force (target braking force). However, in the case of this configuration, it is impossible to replace the braking force by the regenerative brake with a mechanical brake as in the conventional case, for example, when the power storage device is fully charged and the regenerative brake cannot be used. Inconvenience occurs that the braking force is insufficient. However, such inconvenience is solved by the following configuration. That is, a vehicle braking apparatus according to one aspect of the present invention is a vehicle braking apparatus that includes an engine and a regenerative motor as a driving power source, and includes a brake pedal. Mechanical braking means for generating a braking force in response to an operation, power storage means for storing regenerative power generated by the motor, power storage rate detection means for detecting the power storage rate of the power storage means, the motor and the power storage means, Based on the distribution means capable of distributing the regenerative power generated by the motor to other electrical components, and the target braking force of the vehicle according to the amount of operation of the brake pedal, and based on the target braking force and the storage rate of the storage means Control means for performing regeneration control of the motor and power distribution control of the power distribution means, and the mechanical braking means always has a braking force generated by a depression operation of a brake pedal. The control means has an output characteristic that is lower than the target braking force, and the control means achieves the target braking force by the mechanical braking force including the braking force of the mechanical braking means and the regenerative braking force of the motor. As described above, the target regenerative braking force of the motor is determined based on the output characteristics of the mechanical braking means and the target braking force, and the motor is regeneratively controlled, and the regenerative power generated by the motor by the regenerative control is When surplus regenerative power that cannot be stored in the power storage means is generated, the power distribution means is controlled to distribute the surplus power to the electrical component.

この構成によれば、モータが目標回生制動力を発生することで生成される回生電力のうち、蓄電手段に蓄電することができない余剰回生電力を電装品で消費することができる。すなわち、蓄電手段が満充電状態であってもモータの回生制動力を十分に得ることができ、上記のように制動力が不足する、といった事態を回避することが可能となる。従って、合理的な構成で、十分な制動力(トルク)を確保しつつ車両のエネルギ効率を高めることが可能となる。   According to this configuration, of the regenerative power generated when the motor generates the target regenerative braking force, surplus regenerative power that cannot be stored in the power storage means can be consumed by the electrical component. That is, even when the power storage means is in a fully charged state, a sufficient regenerative braking force of the motor can be obtained, and a situation in which the braking force is insufficient as described above can be avoided. Accordingly, it is possible to increase the energy efficiency of the vehicle while ensuring a sufficient braking force (torque) with a rational configuration.

なお、上記の車両用制動装置においては、前記機械式制動手段を第1機械式制動手段と定義したときに、これとは別に、前記エンジンのポンピングロスを増大させることで制動力を発生させる第2機械式制動手段を備え、前記制御手段は、前記余剰回生電力の一部又は全部を前記電装品に配電できない場合には、当該余剰回生電力の一部又は全部に相当する回生制動力分だけ前記目標回生制動力を低く定め、これに伴う制動力の不足分を前記第2機械式制動手段の制動力で代替すべく当該第2機械式制動手段を制御するものであるのが好適である。   In the above vehicle braking device, when the mechanical braking means is defined as the first mechanical braking means, separately from this, the pumping loss of the engine is increased to generate a braking force. Two mechanical braking means, and when the control means cannot distribute a part or all of the surplus regenerative power to the electrical component, only the regenerative braking force corresponding to a part or all of the surplus regenerative power is provided. It is preferable that the second regenerative braking force is controlled so that the target regenerative braking force is set low and the deficiency of the braking force associated therewith is replaced by the braking force of the second mechanical braking device. .

この構成によれば、余剰回生電力の一部又は全部を電装品で消費できないような場合には、その分だけモータの目標回生制動力が低く定められ、これに伴い不足する制動力が第2機械式制動手段の制動力で代替される。そのため、蓄電手段の充電状態や電装品の使用状況によって車両の制動力が不足するといった不都合が生じることを高度に抑制することが可能となる。   According to this configuration, when a part or all of the surplus regenerative power cannot be consumed by the electrical component, the target regenerative braking force of the motor is set low by that amount, and the braking force that is insufficient due to this is set to the second level. It is replaced by the braking force of the mechanical braking means. Therefore, it is possible to highly suppress the occurrence of inconvenience that the braking force of the vehicle is insufficient due to the state of charge of the power storage means and the usage status of the electrical components.

この場合、前記第2機械式制動手段は、エンジンの吸排気弁の開閉時期および弁開度の少なくとも一方を変更することで前記エンジンのポンピングロスを増大させるもの、およびスロットル弁および排気シャッタ弁の少なくとも一方の弁開度を変更することにより前記エンジンのポンピングロスを増大させるもののうち、少なくとも一方であるのが好適である。   In this case, the second mechanical braking means increases the pumping loss of the engine by changing at least one of the opening / closing timing and the valve opening of the intake / exhaust valve of the engine, and the throttle valve and the exhaust shutter valve. It is preferable that at least one of those which increase the pumping loss of the engine by changing at least one valve opening degree.

この構成によれば、モータの目標回生制動力が低く定められることにより不足する制動力を、エンジンに搭載される既存の設備を用いて良好に確保することが可能となる。   According to this configuration, it is possible to satisfactorily secure the braking force that is insufficient when the target regenerative braking force of the motor is set low by using the existing equipment mounted on the engine.

この場合、前記第2機械式制動手段は、前記エンジンの吸気弁の開閉時期を変更するものである場合には、前記制御手段は、吸気弁の閉時期を進角させるべく当該第2機械式制動手段を制御する。   In this case, when the second mechanical braking means is for changing the opening / closing timing of the intake valve of the engine, the control means is adapted to advance the closing timing of the intake valve. Control the braking means.

この構成によれば、エンジンのポンピングロスを効果的に増大させることができ、要求される制動力を効率良く得ることが可能となる。   According to this configuration, the pumping loss of the engine can be effectively increased and the required braking force can be obtained efficiently.

また、上記の車両用制動装置においては、前記エンジンの回転駆動力を受けて作動し、当該作動に伴いエンジンの負荷を増大させることにより制動力を発生させる第3機械式制動手段を備え、前記制御手段は、前記余剰回生電力の一部又は全部を前記電装品に配電できない場合には、当該余剰回生電力の一部又は全部に相当する回生制動力分だけ前記目標回生制動力を低く定め、これに伴う制動力の不足分を前記第3機械式制動手段の制動力で代替すべく当該第3機械式制動手段を制御するものであってもよい。   The vehicle braking device includes a third mechanical braking unit that operates by receiving the rotational driving force of the engine and generates a braking force by increasing a load of the engine in accordance with the operation, When a part or all of the surplus regenerative power cannot be distributed to the electrical component, the control means sets the target regenerative braking force low by a regenerative braking force corresponding to a part or all of the surplus regenerative power, The third mechanical braking means may be controlled so as to replace the insufficient braking force due to this with the braking force of the third mechanical braking means.

この構成によれば、余剰回生電力の一部又は全部を電装品で消費できないような場合には、その分だけモータの目標回生制動力が低く定められ、これに伴い不足する制動力が第3機械式制動手段の制動力で代替される。そのため、第2機械式制動手段を備える場合と同様に、蓄電手段の充電状態や電装品の使用状況によって車両の制動力が不足するといった不都合が生じることを高度に抑制することが可能となる。   According to this configuration, when a part or all of the surplus regenerative power cannot be consumed by the electrical component, the target regenerative braking force of the motor is set low correspondingly, and the insufficient braking force is associated with the third braking force. It is replaced by the braking force of the mechanical braking means. Therefore, similarly to the case where the second mechanical braking means is provided, it is possible to highly suppress the occurrence of inconvenience such as insufficient braking force of the vehicle depending on the state of charge of the power storage means and the usage status of the electrical components.

この場合、前記第3制動手段は、車両で用いられる流体を循環させるためのポンプであるのが好適である。   In this case, it is preferable that the third braking means is a pump for circulating a fluid used in the vehicle.

これの構成によれば、モータの目標回生制動力が低く定められることにより不足する制動力を、エンジンに搭載される既存の設備を用いて良好に確保することが可能となる。   According to this configuration, it is possible to satisfactorily secure the braking force that is insufficient when the target regenerative braking force of the motor is set low, using the existing equipment mounted on the engine.

なお、上記の車両用制動装置においては、前記エンジンの動力を車輪駆動軸に伝達するトランスミッションを含み、前記モータは、前記トランスミッションを介することなく前記車輪駆動軸に連結されているのが好適である。   In the above-described vehicle braking device, it is preferable that the vehicle includes a transmission that transmits the power of the engine to a wheel drive shaft, and the motor is connected to the wheel drive shaft without passing through the transmission. .

この構成によれば、モータがトランスミッションを介すことなく車輪駆動軸に連結されているため、回生制動時の運動エネルギをトランスミッションでロスすることなくモータに入力することができる。すなわち、車輪の運動エネルギを効果的に回生電力として回収することが可能となる。   According to this configuration, since the motor is connected to the wheel drive shaft without passing through the transmission, kinetic energy during regenerative braking can be input to the motor without being lost by the transmission. That is, the kinetic energy of the wheels can be effectively recovered as regenerative power.

また、上記一の局面にかかる車両用制動装置においては、前記モータの異常を検知する異常検知手段と、前記エンジンのポンピングロスを増大させることにより制動力を発生させる手段、および、前記エンジンの回転駆動力を受けて作動し、当該作動に伴いエンジンの負荷を増大させることにより制動力を発生させる手段のうち、少なくとも一方である第4機械式制動手段と、を含み、前記制御手段は、前記異常検知手段により前記モータの異常が検知されたときに、前記目標回生制動力の一部又は全部を前記第4機械式制動手段の制動力により代替えすべく当該第4機械式制動手段を制御するものであるのが好適である。   In the vehicular braking apparatus according to the above aspect, an abnormality detecting means for detecting an abnormality of the motor, a means for generating a braking force by increasing a pumping loss of the engine, and a rotation of the engine A fourth mechanical braking means which is at least one of means for generating a braking force by operating upon receiving a driving force and increasing a load of the engine in accordance with the operation, and the control means includes When an abnormality of the motor is detected by the abnormality detecting means, the fourth mechanical braking means is controlled so that a part or all of the target regenerative braking force is replaced by the braking force of the fourth mechanical braking means. It is suitable.

この構成によれば、モータの異常によってモータの回生制動を使用できない場合に、本来モータが負担すべき制動力を、エンジンのポンピングロスやエンジンの負荷を増大させることにより機械的制動力で代替することができる。そのため、モータの異常により制動力が不足することを抑制することが可能となる。   According to this configuration, when the regenerative braking of the motor cannot be used due to the abnormality of the motor, the braking force that should be borne by the motor is replaced by the mechanical braking force by increasing the pumping loss of the engine or the engine load. be able to. For this reason, it is possible to suppress a shortage of braking force due to a motor abnormality.

以上説明したように、本発明の車両用制動装置によれば、合理的で安価な構成で、十分な制動力を確保しつつ車両のエネルギ効率を高めることができる。   As described above, according to the vehicle braking device of the present invention, it is possible to increase the energy efficiency of the vehicle while ensuring a sufficient braking force with a reasonable and inexpensive configuration.

本発明の車両用制動装置が搭載されたハイブリッド車両を示す構成図である。It is a block diagram which shows the hybrid vehicle carrying the vehicle braking device of this invention. 車両用制動装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the braking device for vehicles. ECUによるブレーキ制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the brake control by ECU. ECUによるブレーキ制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the brake control by ECU. ブレーキペダルの操作量(踏力)と目標制動トルクとの関係を示すグラフ(マップ)である。It is a graph (map) which shows the relationship between the operation amount (depression force) of a brake pedal, and a target braking torque. 回生制動が制限される場合の目標制動トルクと目標回生制動トルクとの関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between the target braking torque and the target regenerative braking torque when regenerative braking is limited. ポンピングロスを増大させるための排気弁吸気弁の制御を説明する図であり、(a)は吸気タイミングを変更(進角)した場合の吸気弁排気弁の制御例、(b)は吸気弁の開度(リフト量)を変更(減少)させた場合の吸気弁排気弁の制御例を各々します。It is a figure explaining control of an exhaust valve intake valve for increasing pumping loss, (a) is an example of control of an intake valve exhaust valve when intake timing is changed (advance), (b) is an intake valve control. Each example of intake valve / exhaust valve control when the opening (lift amount) is changed (decreased) is shown below. モータが故障した場合のブレーキペダルの操作量(踏力)と制動トルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the operation amount (depression force) of a brake pedal and braking torque when a motor breaks down. EGR弁の開度とポンピングロス(制動トルク)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the opening degree of an EGR valve, and a pumping loss (braking torque).

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明にかかる車両用制動装置が搭載されたハイブリッド車両1(以下、単に車両1という)の概略構成を示している。この車両1は、いわゆるパラレル式のバイブリッド車両である。車両1は、同図に示すように、車輪10と、車軸12(本発明の車輪駆動軸に相当する)と、エンジン14と、オートマチック(AT)トランスミッション16と、デフ17と、モータ18と、摩擦ブレーキ機構20(本発明の第1機械式制動手段に相当する)とを備えており、エンジン14の駆動力とモータ18の駆動力とを併用して走行することが可能となっている。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a hybrid vehicle 1 (hereinafter simply referred to as a vehicle 1) equipped with a vehicle braking device according to the present invention. The vehicle 1 is a so-called parallel type hybrid vehicle. As shown in the figure, the vehicle 1 includes a wheel 10, an axle 12 (corresponding to a wheel drive shaft of the present invention), an engine 14, an automatic (AT) transmission 16, a differential 17, a motor 18, A friction brake mechanism 20 (corresponding to the first mechanical braking means of the present invention) is provided, and it is possible to travel using both the driving force of the engine 14 and the driving force of the motor 18.

前記エンジン14は、直列四気筒の4サイクル火花点火式ガソリンエンジンであり、ATトランスミッション16を介して車軸12に連結されている。   The engine 14 is an in-line four-cylinder four-cycle spark ignition gasoline engine and is connected to the axle 12 via an AT transmission 16.

エンジン14の詳細図は省略するが、当該エンジン14は、吸気弁および排気弁を駆動する動弁機構として、吸気弁の開弁タイミングおよび吸気弁のリフト量(開度)を変更可能なVVL機構(Variable Valve Timing mechanism)を備えた動弁機構14aを備えている。なお、VVL機構は、例えば特開2007−092690号公報等に開示されるものであり、電磁切換弁26(図2に示す)の切り替え制御により、クランシャフトに対するカムシャフトの位相をずらすことで吸気弁の開弁開始時期と閉弁時期とを同時に切り替えるとともに、切換モータ27(図2に示す)の制御により吸気弁のリフト量を無段階に切り替えることが可能に構成されている。なお、当例では、動弁機構14aおよび後述するスロットル弁29が本発明の第2機械式制動手段、及び第4機械式制動手段に相当する。   Although a detailed diagram of the engine 14 is omitted, the engine 14 is a valve mechanism that drives the intake valve and the exhaust valve, and a VVL mechanism that can change the valve opening timing of the intake valve and the lift amount (opening degree) of the intake valve. The valve operating mechanism 14a provided with (Variable Valve Timing mechanism) is provided. Note that the VVL mechanism is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-092690, and the intake control is performed by shifting the phase of the camshaft relative to the clanshaft by switching control of the electromagnetic switching valve 26 (shown in FIG. 2). The valve opening start timing and the valve closing timing are simultaneously switched, and the lift amount of the intake valve can be switched steplessly by the control of the switching motor 27 (shown in FIG. 2). In this example, the valve mechanism 14a and the throttle valve 29 described later correspond to the second mechanical braking means and the fourth mechanical braking means of the present invention.

エンジン14は、さらにEGR装置14bを備えている。EGR装置14bは、排気通路から吸気通路に排気の一部を還流するEGR通路と、このEGR通路を通じて還流される排気の量を制御するEGR弁28(図2に示す)とを含む。   The engine 14 further includes an EGR device 14b. The EGR device 14b includes an EGR passage that recirculates part of the exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage, and an EGR valve 28 (shown in FIG. 2) that controls the amount of exhaust gas recirculated through the EGR passage.

エンジン14には、さらに補機類(本発明の第3機械式制動手段、及び第4機械式制動手段に相当する)として、当該エンジン14をクランキングするベルトスタータ15a、エンジン14により駆動されて当該エンジン14の冷却水を循環させる冷却ポンプ15b、空調装置(エアコン)の冷媒を循環させるA/Cポンプ15b、およびATトランスミッション16の潤滑油を循環させるATオイルポンプ15d等が付設されている。   The engine 14 is further driven by a belt starter 15a for cranking the engine 14 as an auxiliary machine (corresponding to the third mechanical braking means and the fourth mechanical braking means of the present invention) and the engine 14. A cooling pump 15b for circulating cooling water of the engine 14, an A / C pump 15b for circulating refrigerant of an air conditioner (air conditioner), an AT oil pump 15d for circulating lubricating oil for the AT transmission 16, and the like are provided.

前記モータ18は、車軸12に連結されており、これによりATトランスミッション16を介すことなく、直接車軸12に駆動トルクを付与することが可能となっている。   The motor 18 is connected to the axle 12, and thus it is possible to directly apply driving torque to the axle 12 without using the AT transmission 16.

モータ18は、車軸12に駆動トルクを付加することでエンジン出力をアシストする機能と、車軸12から動力を得て発電(回生)する機能とを有する。具体的には、モータ18は、車軸12と連動して回転するロータと、ロータの周囲に配置されるステータとを有しており、前記ロータにフィールドコイルが、前記ステータにステータコイルが各々巻装されている。そして、モータ18の発電時には、前記フィールドコイルに電圧が印加され、それによって生成される磁界中をロータが回転することにより誘導電流が発生する。つまり、電力が生成される。他方、エンジン出力のアシスト時には、前記フィールドコイル及びステータコイルに電圧が印加され、これにより当該電圧に応じた回転力が前記ロータに生じる。つまり、アシストトルクが生成される。なお、モータ18の発電時には、ステータとロータとの間に回転抵抗が発生し、これにより車軸12に制動トルク(回生制動力)が付与される。   The motor 18 has a function of assisting engine output by applying a driving torque to the axle 12 and a function of generating power (regeneration) by obtaining power from the axle 12. Specifically, the motor 18 includes a rotor that rotates in conjunction with the axle 12, and a stator that is disposed around the rotor. A field coil is wound around the rotor, and a stator coil is wound around the stator. It is disguised. When the motor 18 generates power, a voltage is applied to the field coil, and an induced current is generated by rotating the rotor in the magnetic field generated thereby. That is, electric power is generated. On the other hand, when assisting the engine output, a voltage is applied to the field coil and the stator coil, and thereby a rotational force corresponding to the voltage is generated in the rotor. That is, assist torque is generated. When the motor 18 generates power, a rotational resistance is generated between the stator and the rotor, and thereby a braking torque (regenerative braking force) is applied to the axle 12.

前記摩擦ブレーキ機構20は、ブレーキペダル21、倍力装置22、マスタシリンダ23、ブレーキシリンダ24、ブレーキパッド(図示省略)およびブレーキロータ(図示省略)等を含む。つまり、摩擦ブレーキ機構20は、ドライバのブレーキペダル21の踏み込み操作に応じて、その踏力を倍力装置22で増幅し、この増幅された踏力をマスタシリンダ23で油圧に変換してブレーキシリンダ24に伝達する。これにより、車輪10と一体的に回転する前記ブレーキロータに対してブレーキパッドを押圧し、摩擦制動力を発生させる。なお、図1では省略しているが、ブレーキシリンダ24、ブレーキパッドおよびブレーキロータは車輪10毎に設けられている。これにより、摩擦ブレーキ機構20は、マスタシリンダ23から各ブレーキシリンダ24に同時に踏力を伝達し、4つの車輪10に対して同時に制動力を付与する。   The friction brake mechanism 20 includes a brake pedal 21, a booster 22, a master cylinder 23, a brake cylinder 24, a brake pad (not shown), a brake rotor (not shown), and the like. That is, the friction brake mechanism 20 amplifies the pedaling force by the booster 22 in response to the driver's depression operation of the brake pedal 21, converts the amplified pedaling force into a hydraulic pressure by the master cylinder 23, and supplies the brake cylinder 24 introduce. Thereby, a brake pad is pressed with respect to the said brake rotor which rotates integrally with the wheel 10, and a friction braking force is generated. Although omitted in FIG. 1, the brake cylinder 24, the brake pad, and the brake rotor are provided for each wheel 10. As a result, the friction brake mechanism 20 simultaneously transmits the pedaling force from the master cylinder 23 to each brake cylinder 24 and simultaneously applies the braking force to the four wheels 10.

前記車両1は、さらに、モータ18が生成する電力(回生電力)を蓄電する高圧バッテリ33を備えている。高圧バッテリ33は、最大25Vまで充電可能な大容量の二次電池であり、比較的急速な充放電が可能な、例えばリチウムイオン電池などが適用されている。   The vehicle 1 further includes a high voltage battery 33 that stores electric power (regenerative electric power) generated by the motor 18. The high-voltage battery 33 is a large-capacity secondary battery that can be charged up to 25 V, and for example, a lithium ion battery that can be charged and discharged relatively rapidly is applied.

高圧バッテリ33と前記モータ18との間には、インバータ32が設けられており、このインバータ32を介して、モータ18の回生電力が高圧バッテリ33に蓄電される一方、高圧バッテリ33に蓄電された電力がモータ18に供給される。当例では、高圧バッテリ33が本発明の蓄電手段に相当し、インバータ32が本発明の配電手段に相当する。   An inverter 32 is provided between the high voltage battery 33 and the motor 18, and the regenerative power of the motor 18 is stored in the high voltage battery 33 via the inverter 32, and is stored in the high voltage battery 33. Electric power is supplied to the motor 18. In this example, the high voltage battery 33 corresponds to the power storage means of the present invention, and the inverter 32 corresponds to the power distribution means of the present invention.

インバータ32には、エンジン冷却水を予熱するための冷却水ヒータ37、PTCヒータ38、リアウインドウ等の曇りを取るための曇り止めヒータ(ガラスヒータ)39等のヒータ類が接続されるとともに、DC/DCコンバータ34を介して低圧バッテリ35およびその他の電装品(オーディオ、ナビゲーション装置等)36等が接続されている。   The inverter 32 is connected to heaters such as a cooling water heater 37 for preheating the engine cooling water, a PTC heater 38, and a defogging heater (glass heater) 39 for removing fog such as a rear window. A low voltage battery 35 and other electrical components (audio, navigation device, etc.) 36 and the like are connected via the / DC converter 34.

これにより、高圧バッテリ33に蓄電された電力がヒータ類37〜39に供給されるとともに、DC/DCコンバータ34を介して低圧バッテリ35及びその他の電装品36に供給される。なお、低圧バッテリ35は、低電圧(最大12V)の二次電池であり、当例では、車両用バッテリとして一般的な鉛電池が適用されている。この低圧バッテリ35は、急速な充放電には不向きであるが、比較的大量の電力を蓄えることができる。DC/DCコンバータ34は、インバータ32から出力される電力を12Vまで降圧して、電装品36に供給するとともに、必要に応じて低圧バッテリ35に供給する。なお、当例では、前記ヒータ類37〜39及び電装品36(オーディオ、ナビゲーション装置等)が本発明の電装品に相当する。   Thus, the electric power stored in the high voltage battery 33 is supplied to the heaters 37 to 39 and also supplied to the low voltage battery 35 and other electrical components 36 via the DC / DC converter 34. The low voltage battery 35 is a low voltage (maximum 12V) secondary battery, and in this example, a general lead battery is applied as a vehicle battery. The low-voltage battery 35 is not suitable for rapid charging / discharging, but can store a relatively large amount of electric power. The DC / DC converter 34 steps down the electric power output from the inverter 32 to 12 V, supplies it to the electrical component 36, and supplies it to the low voltage battery 35 as necessary. In this example, the heaters 37 to 39 and the electrical equipment 36 (audio, navigation device, etc.) correspond to the electrical equipment of the present invention.

図2に示すように、車両1には、エンジン14およびモータ18等を統括的に制御するECU(Electronic Control Unit)40が搭載されている。ECU40は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM等から構成されるマイクロプロセッサからなり、本発明の制御手段に相当するものである。   As shown in FIG. 2, the vehicle 1 is equipped with an ECU (Electronic Control Unit) 40 that comprehensively controls the engine 14, the motor 18, and the like. As is well known, the ECU 40 includes a microprocessor including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and corresponds to the control means of the present invention.

ECU40には、各種センサからの情報が逐次入力される。具体的に、車両1には、走行速度を検出する車速センサ50、エンジン14の冷却水温を検出する水温センサ51、図外のアクセルペダルの開度(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ52、摩擦ブレーキ機構20のブレーキペダル21の操作量(踏力)を検出するブレーキセンサ53、高圧バッテリ33とインバータ32との間の通電電流値及び高圧バッテリ33の電圧値を検出する電流/電圧センサ54等が設けられており、ECU40は、これら各センサ50〜54と電気的に接続されている。   Information from various sensors is sequentially input to the ECU 40. Specifically, the vehicle 1 includes a vehicle speed sensor 50 that detects a traveling speed, a water temperature sensor 51 that detects a cooling water temperature of the engine 14, and an accelerator opening sensor that detects an opening (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown). 52, a brake sensor 53 that detects an operation amount (depression force) of the brake pedal 21 of the friction brake mechanism 20, a current / voltage sensor that detects a current value between the high voltage battery 33 and the inverter 32 and a voltage value of the high voltage battery 33. 54 etc. are provided and ECU40 is electrically connected with these each sensors 50-54.

ECU40は、これらセンサ50〜54からの入力信号に基づいて、車速、水温、アクセル開度、ブレーキペダル踏力、高圧バッテリ33の電流/電圧値といった種々の情報を取得する。また、図外のセンサにより、ECU40は、燃料噴射弁や点火コイル、又は動弁機構14aのアクチュエータ(電磁切換弁26、切換モータ27等)の電流/電圧値や、モータ18への供給電力(電流/電圧値)、モータ18の回転数および出力トルク等の情報を取得する。そして、ECU40は、車両1の制動時、つまり、ドライバによるブレーキペダル21の操作時には、必要な制動力を確保する一方で、高圧バッテリ33が過充電となることを回避するように、エンジン14、その補機類(ベルトスタータ15a、冷却ポンプ15b、A/Cポンプ15b、ATオイルポンプ15d等)、モータ18およびインバータ32等を制御する。   The ECU 40 acquires various information such as the vehicle speed, the water temperature, the accelerator opening, the brake pedal depression force, and the current / voltage value of the high-voltage battery 33 based on the input signals from these sensors 50 to 54. Further, by a sensor not shown in the figure, the ECU 40 causes the current / voltage value of the fuel injection valve, the ignition coil, or the actuator (the electromagnetic switching valve 26, the switching motor 27, etc.) of the valve mechanism 14a, and the power supplied to the motor 18 ( Current / voltage value), the number of revolutions of the motor 18, the output torque, and the like. The ECU 40 ensures the necessary braking force during braking of the vehicle 1, that is, when the brake pedal 21 is operated by the driver, while avoiding overcharging of the high voltage battery 33, The auxiliary machines (belt starter 15a, cooling pump 15b, A / C pump 15b, AT oil pump 15d, etc.), motor 18 and inverter 32 are controlled.

次に、ECU40による車両制動に関するエンジン14、補機類、モータ18およびインバータ32の具体的な制御について、図3及び図4のフローチャートに基づき説明する。   Next, specific control of the engine 14, the auxiliary machinery, the motor 18, and the inverter 32 relating to vehicle braking by the ECU 40 will be described based on the flowcharts of FIGS.

同図に示す処理がスタートすると、まず、ECU40は、各種センサ値を読み込む処理を実行する(ステップS1)。すなわち、ECU40は、車速センサ50、水温センサ51、アクセル開度センサ52、ブレーキセンサ53、及び電流/電圧センサ54からそれぞれの検出信号を読み込み、これらの信号に基づいて、車速、水温、アクセル開度、ブレーキ踏力、及び高圧バッテリ33の電流/電圧値等の各種情報を取得する。   When the process shown in the figure starts, first, the ECU 40 executes a process of reading various sensor values (step S1). That is, the ECU 40 reads the detection signals from the vehicle speed sensor 50, the water temperature sensor 51, the accelerator opening sensor 52, the brake sensor 53, and the current / voltage sensor 54, and based on these signals, the vehicle speed, the water temperature, the accelerator opening. Various information such as the degree, the brake depression force, and the current / voltage value of the high-voltage battery 33 are acquired.

次に、ECU40は、ステップS1で読み込んだ情報に基づいて、ドライバがブレーキ操作を行ったか否かを判定する(ステップS3)。具体的には、アクセル開度およびブレーキ踏力の値に基づき、アクセルがオフ、かつブレーキがオンか否かを判定する。   Next, the ECU 40 determines whether or not the driver has performed a brake operation based on the information read in step S1 (step S3). Specifically, it is determined whether the accelerator is off and the brake is on based on the values of the accelerator opening and the brake pedaling force.

ステップS3でYESと判定した場合、ECU40は、ブレーキ踏力の値と、ECU40に予め記憶されているマップとに基づき、目標制動トルク(目標制動力)を求める(ステップS5)。   When it is determined YES in step S3, the ECU 40 obtains a target braking torque (target braking force) based on the value of the brake pedal force and a map stored in advance in the ECU 40 (step S5).

図5はマップの一例である。このマップでは、ブレーキ踏力Fsと目標制動トルクTtとの関係が定められるとともに、この目標制動トルクTtを得るために要求される機械制動トルクTaと回生制動トルクTbとの割合が定められている。ここで、機械制動トルクTaは、ブレーキペダル21の踏み込みにより摩擦ブレーキ機構20が発生する摩擦制動トルクに、その他の制動トルク、例えばATトランスミッション16等の機械的抵抗により生じる未必の制動トルクを加えたトルクである。また、回生制動トルクTbとは、モータ18が回生制御される(すなわち発電機として駆動される)ことにより当該モータ18が発生する制動トルクである。この車両1では、このように、常に、機械制動トルクTaと回生制動トルクTbとが併用されることで目標制動トルクが達成される。つまり、摩擦ブレーキ機構20は、そのブレーキペダル21の踏み込み操作に伴い発生する制動力が、当該踏み込み操作に応じて定められる上記目標制動トルクTtよりも常に低くなるようにその出力特性が設定されている。具体的には、倍力装置22による踏力の増幅率等が設定されている。車両1は、このように摩擦ブレーキ機構20だけでは不足する車両1の制動力を、モータ18の回生制動で補う構成となっている。   FIG. 5 is an example of a map. In this map, the relationship between the brake pedaling force Fs and the target braking torque Tt is defined, and the ratio between the mechanical braking torque Ta and the regenerative braking torque Tb required to obtain the target braking torque Tt is defined. Here, the mechanical braking torque Ta is obtained by adding, to the friction braking torque generated by the friction brake mechanism 20 when the brake pedal 21 is depressed, other braking torque, for example, unnecessary braking torque generated by mechanical resistance of the AT transmission 16 or the like. Torque. The regenerative braking torque Tb is a braking torque generated by the motor 18 when the motor 18 is regeneratively controlled (that is, driven as a generator). In this vehicle 1, the target braking torque is always achieved by always using the mechanical braking torque Ta and the regenerative braking torque Tb in combination. That is, the output characteristics of the friction brake mechanism 20 are set so that the braking force generated when the brake pedal 21 is depressed is always lower than the target braking torque Tt determined according to the depression operation. Yes. Specifically, the amplification factor of the pedaling force by the booster 22 is set. The vehicle 1 is thus configured to compensate for the braking force of the vehicle 1 that is insufficient with only the friction brake mechanism 20 by the regenerative braking of the motor 18.

このマップにおいて、目標制動トルクTtは、ブレーキ踏力Fsの増加に伴い直線的に増加するように設定されている。但し、目標制動トルクTtに占める機械制動トルクTaの割合は、ブレーキ踏力Fsが低い領域および比較的高い領域ではほぼ直線的に増加し、これらの中間領域ではほぼ一定となっている。これは摩擦ブレーキ機構20の機械的な特性に依存するものであり、従って、目標制動トルクTtに占める機械制動トルクTaと回生制動トルクTbとの割合は、ブレーキ踏力Fsに応じて異なっている。   In this map, the target braking torque Tt is set so as to increase linearly with an increase in the brake depression force Fs. However, the ratio of the mechanical braking torque Ta to the target braking torque Tt increases almost linearly in a region where the brake pedaling force Fs is low and in a relatively high region, and is almost constant in these intermediate regions. This depends on the mechanical characteristics of the friction brake mechanism 20. Therefore, the ratio of the mechanical braking torque Ta and the regenerative braking torque Tb in the target braking torque Tt differs depending on the brake pedaling force Fs.

ステップS5において、ECU40は、ブレーキ踏力Fsと上記マップとに基づき目標制動トルクTtを求め、さらに回生制動トルクTbを特定する。   In step S5, the ECU 40 obtains the target braking torque Tt based on the brake pedaling force Fs and the map, and further specifies the regenerative braking torque Tb.

次に、ECU40は、ステップS1で読み込んだ情報に基づいて、エンジン系統又はモータ系統に異常(故障)が発生しているか否かを判定する(ステップS7)。例えば、ECU40は、燃料噴射弁や点火コイル、又は動弁機構14aのアクチュエータの電流/電圧値に基づき、エンジン系統に短絡や断線等の異常が発生しているか否かを判定する。また、ECU40は、モータ18への供給電力(電流/電圧値)に対するモータ回転数やモータ出力トルクを検出し、その結果に基づきモータ系統に異常が発生しているか否かを判定する。   Next, the ECU 40 determines whether an abnormality (failure) has occurred in the engine system or the motor system based on the information read in step S1 (step S7). For example, the ECU 40 determines whether an abnormality such as a short circuit or a disconnection has occurred in the engine system based on the current / voltage value of the fuel injection valve, the ignition coil, or the actuator of the valve mechanism 14a. Further, the ECU 40 detects the motor rotation speed and the motor output torque with respect to the electric power (current / voltage value) supplied to the motor 18, and determines whether or not an abnormality has occurred in the motor system based on the result.

ステップS7でNOと判定した場合には、ECU40は、ステップS5で求められた回生制動トルクTbをモータ18に発生させる場合に、これに伴い得られる回生電力を高圧バッテリ33に全て蓄電できるか否かを、当該高圧バッテリ33の蓄電率(SOC(State of Charge))に基づき判定する(ステップS9)。   If it is determined NO in step S7, the ECU 40 can store all the regenerative power obtained in association with the high-voltage battery 33 when the motor 18 generates the regenerative braking torque Tb obtained in step S5. Is determined based on the storage rate (SOC (State of Charge)) of the high-voltage battery 33 (step S9).

ここで、高圧バッテリ33のSOCは、ECU40により算出される。詳しくは、初期(出荷時)のSOCの値と、高圧バッテリ33に入力及び高圧バッテリ33から出力された電流の時間積分を高圧バッテリ33の電池容量で割った値との和で算出される。初期のSOCは、出荷時に計測された各電池のOCV(Open Circuit Voltage)の値から導かれ、各電池2,3に対して入出力される電流の値は、前記電流/電圧センサ54により計測された値が用いられる。ECU40は、高圧バッテリ33のSOCを時々刻々算出しており、従って、当例ではECU40及び電流/電圧センサ54が本発明の蓄電率検出手段として機能している。   Here, the SOC of the high voltage battery 33 is calculated by the ECU 40. Specifically, it is calculated as the sum of the initial SOC value (at the time of shipment) and the value obtained by dividing the time integral of the current input to and output from the high voltage battery 33 by the battery capacity of the high voltage battery 33. The initial SOC is derived from the OCV (Open Circuit Voltage) value of each battery measured at the time of shipment, and the current value inputted to and outputted from each battery 2 and 3 is measured by the current / voltage sensor 54. Value is used. The ECU 40 calculates the SOC of the high-voltage battery 33 from time to time. Therefore, in this example, the ECU 40 and the current / voltage sensor 54 function as the storage rate detection means of the present invention.

ステップS9でYESと判定した場合には、ECU40は、処理をステップS19に移行する。ここで、ECU40は、ステップS5で求められた回生制動トルクTbを目標回生トルクTbtに設定し、この目標回生トルクTbtに基づきモータ18を回生制御する。具体的には、前記フィールドコイルに印加する電圧値を制御するとともに、モータ18が発生する回生電力が高圧バッテリ33に蓄電されるようにインバータ32を制御する(ステップS21)。   When it determines with YES by step S9, ECU40 transfers a process to step S19. Here, the ECU 40 sets the regenerative braking torque Tb obtained in step S5 to the target regenerative torque Tbt, and regeneratively controls the motor 18 based on the target regenerative torque Tbt. Specifically, the voltage value applied to the field coil is controlled, and the inverter 32 is controlled so that the regenerative power generated by the motor 18 is stored in the high voltage battery 33 (step S21).

これに対して、ステップS9でNOと判定した場合、すなわち、回生電力の一部を高圧バッテリ33に蓄電できないと判定した場合には、その余剰回生電力をヒータ類37〜39及び電装品36で消費する(ヒータ類37〜39及び電装品36に配電する)ことにより、目標回生トルクTbtを確保できるか否かを判定する(ステップS11)。   On the other hand, when it is determined NO in step S9, that is, when it is determined that a part of the regenerative power cannot be stored in the high voltage battery 33, the surplus regenerative power is transferred to the heaters 37 to 39 and the electrical equipment 36. It is determined whether or not the target regeneration torque Tbt can be secured by consuming (distributing power to the heaters 37 to 39 and the electrical component 36) (step S11).

ステップS11でYESと判定した場合には、ECU40は、処理をステップS19に移行する。ここで、ECU40は、ステップS5で求められた回生制動トルクTbを目標回生トルクTbtに設定し、この目標回生トルクTbtに基づきモータ18を回生制御する。また、これに伴いモータ18で生成される回生電力が高圧バッテリ33に蓄電されるとともに、上記余剰回生電力がヒータ類37〜39及び電装品36で消費される(ヒータ類37〜39及び電装品36に配電される)ようにインバータ32を制御するとともに、必要に応じてDC/DCコンバータ34を制御する。   When it determines with YES by step S11, ECU40 transfers a process to step S19. Here, the ECU 40 sets the regenerative braking torque Tb obtained in step S5 to the target regenerative torque Tbt, and regeneratively controls the motor 18 based on the target regenerative torque Tbt. Accordingly, the regenerative power generated by the motor 18 is stored in the high-voltage battery 33 and the surplus regenerative power is consumed by the heaters 37 to 39 and the electrical component 36 (the heaters 37 to 39 and the electrical component). And the DC / DC converter 34 is controlled as necessary.

これに対して、ステップS11でNOと判定した場合には、ECU40は、エンジン14のポンピングロス増大により得られる制動トルクを演算し(ステップS13)、この制動トルク分を加算することで、目標制動トルクTtを確保できるか否かを判定する(ステップS15)。すなわち、回生電力の一部を蓄電することができず、かつその余剰回生電力をヒータ類37〜39等で消費(配電)できない場合には(ステップS9、S11でNO)、図6に示すように、その余剰回生電力分(例えば同図中の符号Tc)だけモータ18の回生制動を抑制する必要がある。この場合には、目標制動トルクTtに対して制動トルクが不足するため、ECU40は、この不足分をエンジン14のポンピングロスを増大させることにより補完することが可能か否かを判定する。具体的には、ECU40は、図7(a)の破線に示すように、吸気弁の開閉時期を通常運転時(同図中の実線)よりも進角制御することにより得られる制動トルクと、図外の吸気通路に配置されるスロットル弁29(図2に示す)を通常よりも絞り制御することにより得られる制動トルクとをマップ等から求め、これらの制御の一方、又は双方を行うことにより制動トルクの不足分(図6中の符号Tcで示す制動トルク分)を補完することが可能(つまり、目標制動トルクTtを確保可能)か否かを判定する。この場合、例えば吸気弁の開閉時期の進角制御、又はスロットル弁29の絞り制御の何れか一方の制御だけで制動トルクの不足分を補完できるか否かを判定し、補完できない場合に、さらに双方の制御で当該不足分を補完できないかを判定する。   On the other hand, if it is determined NO in step S11, the ECU 40 calculates the braking torque obtained by increasing the pumping loss of the engine 14 (step S13), and adds this braking torque to obtain the target braking. It is determined whether or not the torque Tt can be secured (step S15). That is, when a part of the regenerative power cannot be stored and the surplus regenerative power cannot be consumed (distributed) by the heaters 37 to 39 (NO in steps S9 and S11), as shown in FIG. In addition, it is necessary to suppress the regenerative braking of the motor 18 by the surplus regenerative electric power (for example, symbol Tc in the figure). In this case, since the braking torque is insufficient with respect to the target braking torque Tt, the ECU 40 determines whether or not this shortage can be supplemented by increasing the pumping loss of the engine 14. Specifically, as shown by a broken line in FIG. 7A, the ECU 40 has a braking torque obtained by controlling the advance timing of the opening / closing timing of the intake valve from that during normal operation (solid line in the figure), By obtaining a braking torque obtained by controlling the throttle valve 29 (shown in FIG. 2) disposed in the intake passage (not shown) outside the normal range from a map or the like, and performing one or both of these controls. It is determined whether or not the braking torque deficiency (the braking torque indicated by the symbol Tc in FIG. 6) can be supplemented (that is, the target braking torque Tt can be secured). In this case, for example, it is determined whether or not the braking torque deficiency can be complemented by only one of the advance control of the opening / closing timing of the intake valve and the throttle control of the throttle valve 29. It is determined whether the shortage can be supplemented by both controls.

ステップS15でYESと判定した場合には、ECU40は、処理をステップS19に移行する。ここで、ECU40は、上記余剰回生電力分だけモータ18の回生制動を抑制した場合の回生制動トルクTb(図6中に示す回生制動トルクTb)を目標回生トルクTbtに設定し、この目標回生トルクTbtに基づきモータ18を回生制御するとともに、動弁機構14aの電磁切換弁26及び/又はスロットル弁29を制御することにより、不足する制動力(図6中の符号Tc分)を補完するのに必要十分な範囲でエンジン14のポンピングロスを増大させる。   When it determines with YES by step S15, ECU40 transfers a process to step S19. Here, the ECU 40 sets the regenerative braking torque Tb (regenerative braking torque Tb shown in FIG. 6) when the regenerative braking of the motor 18 is suppressed by the surplus regenerative power as the target regenerative torque Tbt. The regenerative control of the motor 18 is performed based on Tbt, and the electromagnetic switching valve 26 and / or the throttle valve 29 of the valve operating mechanism 14a is controlled to supplement the insufficient braking force (corresponding to the symbol Tc in FIG. 6). The pumping loss of the engine 14 is increased within a necessary and sufficient range.

これに対して、ステップS15でNOと判定した場合、すなわち、吸気弁の開閉時期の進角制御、及びスロットル弁29の絞り制御の双方を実施したとしても、不足分の制動力を完全には補完できない場合には、ECU40は、エンジン14に付設される補機のうち、不足分の制動トルクを発生させる、換言すれば当該不足分の制動トルクに相当する負荷をエンジン14に与えることが可能な補機を選定する(ステップS17)。エンジン14には、上記の通り、補機として、ベルトスタータ15a、冷却水ポンプ15b、A/Cポンプ15c、及びATオイルポンプ15d等が付設されている。ECU40は、これら補機のうち、現在停止中の補機であって、かつ上記不足分の制動トルクを発生させることが可能な一乃至複数の補機を選定する。なお、ECU40には、予め補機と制動トルク(負荷)との関係を定めたマップが記憶されており、ECU40による上記選定は、当該マップに基づいて行われる。   In contrast, if NO is determined in step S15, that is, even if both the advance control of the opening / closing timing of the intake valve and the throttle control of the throttle valve 29 are performed, the insufficient braking force is completely When the supplement cannot be made, the ECU 40 can generate a deficient braking torque among the auxiliary machines attached to the engine 14, in other words, can give the engine 14 a load corresponding to the deficient braking torque. An auxiliary machine is selected (step S17). As described above, the engine 14 is provided with the belt starter 15a, the cooling water pump 15b, the A / C pump 15c, the AT oil pump 15d, and the like as auxiliary machines. The ECU 40 selects one or a plurality of auxiliary machines that are currently stopped and that can generate the insufficient braking torque among these auxiliary machines. The ECU 40 stores in advance a map that defines the relationship between the auxiliary machine and the braking torque (load), and the selection by the ECU 40 is performed based on the map.

補機が選定されると、ECU40は、処理をステップS19に移行し、上記余剰回生電力分だけモータ18の回生制動を抑制した場合の回生制動トルクTb(図6中に示す回生制動トルクTb)を目標回生トルクTbtに設定し、この目標回生トルクTbtに基づきモータ18を回生制御する。また、動弁機構14aの電磁切換弁26及びスロットル弁29を制御することによりエンジン14のポンピングロスを増大させるとともに、ステップS17で選定された補機を作動させることによりエンジン14の負荷を増大させる。これにより、不足する制動力を補完する。   When the auxiliary machine is selected, the ECU 40 proceeds to step S19, and the regenerative braking torque Tb (regenerative braking torque Tb shown in FIG. 6) when the regenerative braking of the motor 18 is suppressed by the surplus regenerative electric power. Is set to the target regenerative torque Tbt, and the motor 18 is regeneratively controlled based on the target regenerative torque Tbt. Further, the pumping loss of the engine 14 is increased by controlling the electromagnetic switching valve 26 and the throttle valve 29 of the valve mechanism 14a, and the load on the engine 14 is increased by operating the auxiliary machine selected in step S17. . This supplements the insufficient braking force.

なお、ベルトスタータ15aは、いわゆるモータジェネレータであり、ベルトを介してエンジン14にトルクを付加することで当該エンジン14を始動する機能を有する一方、エンジン駆動中に電圧が印加されることで発電機として機能する。つまり、この発電に伴いステータとロータとの間に回転抵抗が発生することでエンジン14の負荷を増大させる。ステップS19bの処理において、ベルトスタータ15aを作動させるとは、このようにエンジン駆動中に電圧を印加してベルトスタータ15aを発電機として作動させることである。この場合、ベルトスタータ15aで発生する電力は前記モータ18よりも低電圧であり、当該電力は、インバータ32及びDC/DCコンバータ34を介して低圧バッテリ35に充電される。   The belt starter 15a is a so-called motor generator, and has a function of starting the engine 14 by applying torque to the engine 14 via a belt. On the other hand, a generator is generated by applying a voltage while the engine is driven. Function as. That is, a rotational resistance is generated between the stator and the rotor along with the power generation, thereby increasing the load on the engine 14. In the process of step S19b, the operation of the belt starter 15a means that the voltage is applied while the engine is driven in this way to operate the belt starter 15a as a generator. In this case, the electric power generated in the belt starter 15 a is lower than that of the motor 18, and the electric power is charged to the low voltage battery 35 via the inverter 32 and the DC / DC converter 34.

一方、ステップS7の判定でYES(エンジン系統又はモータ系統に故障有り)と判定した場合には、ECU40は、故障がモータ系統であるか否かを判定する(ステップS23)。   On the other hand, if the determination in step S7 is YES (the engine system or the motor system has a failure), the ECU 40 determines whether or not the failure is the motor system (step S23).

ステップS23でYESと判定した場合には、ECU40は、モータ18を用いることなく車両1を制動する。具体的には、ステップS25〜ステップS31の処理を実行する。これらの処理は、上述したステップS13〜S19の処理にほぼ準ずるものである。   If it is determined YES in step S23, the ECU 40 brakes the vehicle 1 without using the motor 18. Specifically, the process of step S25-step S31 is performed. These processes are substantially similar to the processes in steps S13 to S19 described above.

すなわち、この車両1では、上述の通り、ブレーキペダル21の踏み込み操作で得られる制動力が、当該踏み込み操作により定まる目標制動トルクTtよりも常に小さくなるように摩擦ブレーキ機構20の出力特性が設定されているため、摩擦ブレーキ機構20のみで目標制動トルクTtを確保することができない。そのため、モータ系統の異常によりモータ18を使用できない場合には、図8中に破線で示すように、回生制動トルクTb分だけ制動トルクが不足する。そこで、ECU40は、エンジン14のポンピングロス増大により得られる制動トルクを演算し(ステップS25)、この制動トルク分を加算することで、ステップS5で求められた回生制動トルクTbを補完できるか(つまり、目標制動トルクTtを確保できるか)否かを判定する(ステップS27)。具体的には、ステップS13、S15と同様に、吸気弁の開閉時期を進角制御することにより得られる制動トルクと、スロットル弁29(図2に示す)を絞り制御することにより得られる制動トルクとをマップ等から求め、これらの制御の一方、又は双方を行うことにより制動トルクの不足分(図6中の回生制動トルクTb分)を補完できるか否かを判定する。   That is, in this vehicle 1, as described above, the output characteristics of the friction brake mechanism 20 are set so that the braking force obtained by the depression operation of the brake pedal 21 is always smaller than the target braking torque Tt determined by the depression operation. Therefore, the target braking torque Tt cannot be ensured only by the friction brake mechanism 20. Therefore, when the motor 18 cannot be used due to an abnormality in the motor system, the braking torque is insufficient by the regenerative braking torque Tb as shown by the broken line in FIG. Therefore, the ECU 40 calculates the braking torque obtained by increasing the pumping loss of the engine 14 (step S25), and can add the braking torque to complement the regenerative braking torque Tb obtained in step S5 (that is, Whether or not the target braking torque Tt can be secured is determined (step S27). Specifically, as in steps S13 and S15, the braking torque obtained by controlling the advance angle of the opening / closing timing of the intake valve and the braking torque obtained by controlling the throttle of the throttle valve 29 (shown in FIG. 2). Is determined from a map or the like, and it is determined whether or not the braking torque deficiency (regenerative braking torque Tb in FIG. 6) can be complemented by performing one or both of these controls.

ステップS27でYESと判定した場合には、ECU40は、ステップS31に移行し、動弁機構14aの電磁切換弁26及び/又はスロットル弁29を制御することにより、不足する制動力を補完するのに必要十分な範囲でエンジン14のポンピングロスを増大させる。これにより、機械制動のみ、具体的には、摩擦ブレーキ機構20による制動トルク、エンジン14のポンピングロス増大による制動トルク、及びその他の機械的抵抗による制動トルクのみで目標制動トルクTtを達成する。   If it is determined YES in step S27, the ECU 40 proceeds to step S31 and controls the electromagnetic switching valve 26 and / or the throttle valve 29 of the valve mechanism 14a to supplement the insufficient braking force. The pumping loss of the engine 14 is increased within a necessary and sufficient range. Thus, the target braking torque Tt is achieved only by mechanical braking, specifically, braking torque by the friction brake mechanism 20, braking torque by an increase in pumping loss of the engine 14, and braking torque by other mechanical resistance.

これに対して、ステップS27でNOと判定した場合、すなわち、吸気弁の開閉時期の進角制御、及びスロットル弁29の絞り制御の双方を実施したとしても、制動トルクの不足分(回生制動トルクTb分)を完全には補完できない場合には、ECU40は、ステップS17の処理と同様に、エンジン14に付設される補機(上記ベルトスタータ15a、冷却水ポンプ15b、A/Cポンプ15c、及びATオイルポンプ15d等)のうち、不足分の制動トルクを発生させることが可能な補機を選定する(ステップS17)。   On the other hand, if NO is determined in step S27, that is, even if both the advance control of the opening / closing timing of the intake valve and the throttle control of the throttle valve 29 are performed, the braking torque is insufficient (regenerative braking torque). When it is not possible to completely compensate for (Tb), the ECU 40, like the processing in step S17, performs auxiliary equipment (the belt starter 15a, the cooling water pump 15b, the A / C pump 15c, and the like) attached to the engine 14. Of the AT oil pump 15d, etc.), an auxiliary machine capable of generating a deficient braking torque is selected (step S17).

補機が選定されると、ECU40は、処理をステップS31に移行し、動弁機構14aの電磁切換弁26及びスロットル弁29を制御することにより、ポンピングロスを増大させるとともに、ステップS29で選定された補機を作動させることによりエンジン14の負荷を増大させる。これにより、摩擦ブレーキ機構20による制動トルク、エンジン14のポンピングロス増大による制動トルク、補機の制動トルク、及びその他の機械的抵抗による制動トルクにより目標制動トルクTtを達成する。   When the accessory is selected, the ECU 40 proceeds to step S31, and controls the electromagnetic switching valve 26 and the throttle valve 29 of the valve mechanism 14a to increase the pumping loss and is selected in step S29. The load on the engine 14 is increased by operating the auxiliary machine. Thus, the target braking torque Tt is achieved by the braking torque by the friction brake mechanism 20, the braking torque by the increase in pumping loss of the engine 14, the braking torque of the auxiliary machine, and the braking torque by other mechanical resistance.

一方、ステップS23でNO(エンジン系統に故障有り)と判定した場合には、ECU40は、エンジン14のポンピングロス増大に伴う制動トルクや、ベルトスタータ15a等の補機による制動トルクを用いることなく車両1を制動する。具体的には、ECU40は、ステップS9の処理と同様に、ステップS5で求められた回生制動トルクTbをモータ18に発生させる場合に、これに伴い得られる回生電力を高圧バッテリ33に全て蓄電できるか否かを、当該高圧バッテリ33のSOCに基づき判定する(ステップS33)。   On the other hand, if it is determined NO in step S23 (the engine system is faulty), the ECU 40 does not use the braking torque associated with the increase in the pumping loss of the engine 14 or the braking torque generated by an auxiliary device such as the belt starter 15a. 1 is braked. Specifically, the ECU 40 can store all the regenerative power obtained in association with the regenerative braking torque Tb obtained in step S5 in the high-voltage battery 33 when the motor 18 generates the regenerative braking torque Tb obtained in step S5. Is determined based on the SOC of the high voltage battery 33 (step S33).

ステップS33でYESと判定した場合には、ECU40は、ステップS5で求められた回生制動トルクTbを目標回生トルクTbtに設定し、この目標回生トルクTbtに基づきモータ18を回生制御するとともに、これによりモータ18が発生する回生電力が高圧バッテリ33に蓄電されるようにインバータ32を制御する(ステップS39)。   If YES is determined in step S33, the ECU 40 sets the regenerative braking torque Tb obtained in step S5 to the target regenerative torque Tbt, and regeneratively controls the motor 18 based on the target regenerative torque Tbt. The inverter 32 is controlled so that the regenerative power generated by the motor 18 is stored in the high voltage battery 33 (step S39).

これに対して、ステップS33でNOと判定した場合、すなわち、回生電力の一部を高圧バッテリ33に蓄電できないと判定した場合には、ECU40、ステップS11の処理と同様に、余剰回生電力をヒータ類37〜39及び電装品36で消費する(ヒータ類37〜39及び電装品36に配電する)ことで、目標回生トルクTbtを確保できるか否かを判定する(ステップS35)。   On the other hand, when it is determined NO in step S33, that is, when it is determined that a part of the regenerative power cannot be stored in the high voltage battery 33, the ECU 40 performs a process similar to the process of step S11, using the excess regenerative power as a heater. It is determined whether or not the target regenerative torque Tbt can be ensured by consuming it in the classes 37 to 39 and the electrical equipment 36 (distributing power to the heaters 37 to 39 and the electrical equipment 36) (step S35).

ステップS35でYESと判定した場合には、ECU40は、処理をステップS37に移行し、ステップS5で求められた回生制動トルクTbを目標回生トルクTbtに設定し、この目標回生トルクTbtに基づきモータ18を回生制御する。また、これに伴いモータ18で生成される回生電力が高圧バッテリ33に蓄電されるとともに、上記余剰回生電力がヒータ類37〜39及び電装品36で消費される(ヒータ類37〜39及び電装品36に配電される)ようにインバータ32を制御するとともに、必要に応じてDC/DCコンバータ34を制御する。   If it is determined YES in step S35, the ECU 40 proceeds to step S37, sets the regenerative braking torque Tb obtained in step S5 to the target regenerative torque Tbt, and the motor 18 based on the target regenerative torque Tbt. Regenerative control. Accordingly, the regenerative power generated by the motor 18 is stored in the high-voltage battery 33 and the surplus regenerative power is consumed by the heaters 37 to 39 and the electrical component 36 (the heaters 37 to 39 and the electrical component). And the DC / DC converter 34 is controlled as necessary.

一方、ステップS35でNOと判定した場合には、ECU40は、ステップS5で求められた回生制動トルクTbを目標回生トルクTbtに設定してモータ18を回生制御する。また、これに伴いモータ18で生成される回生電力が高圧バッテリ33に蓄電されるとともに、上記余剰回生電力が図外の放電回路に供給されるようにインバータ32を制御する(ステップS41)。   On the other hand, when it is determined NO in step S35, the ECU 40 sets the regenerative braking torque Tb obtained in step S5 to the target regenerative torque Tbt and performs regenerative control of the motor 18. Along with this, the regenerative power generated by the motor 18 is stored in the high voltage battery 33, and the inverter 32 is controlled so that the surplus regenerative power is supplied to a discharge circuit (not shown) (step S41).

以上のような、車両1によれば、次のような利点がある。   The vehicle 1 as described above has the following advantages.

まず、この車両1では、摩擦ブレーキ機構20のブレーキペダル21の踏み込み操作で得られる制動トルクが、当該踏み込み操作により応じて定まる目標制動トルクTtよりも常に小さくなるようにその出力特性が設定された上で、これにより不足する制動トルクをモータ18の回生制動で補う。つまり、車両1の要求制動トルク(目標制動トルクTt)は、常に、摩擦ブレーキ機構20とモータ18とで分担され、従来のように、摩擦ブレーキ機構(機械式制動手段)及びモータの何れか一方だけで車両全体の要求制動トルクを賄うことが無い。そのため、車両1の要求制動トルク(目標制動トルクTt)を確保しながらも、摩擦ブレーキ機構20やモータ18に求められる制動能力を低く抑えることができ、よって、従来に比べてブレーキシステムの低廉化を図ることができる。   First, in this vehicle 1, the output characteristic is set so that the braking torque obtained by the depression operation of the brake pedal 21 of the friction brake mechanism 20 is always smaller than the target braking torque Tt determined according to the depression operation. In the above, the insufficient braking torque is compensated by the regenerative braking of the motor 18. That is, the required braking torque (target braking torque Tt) of the vehicle 1 is always shared by the friction brake mechanism 20 and the motor 18 and, as in the prior art, one of the friction brake mechanism (mechanical braking means) and the motor. It will not cover the required braking torque of the entire vehicle. Therefore, while ensuring the required braking torque (target braking torque Tt) of the vehicle 1, the braking ability required for the friction brake mechanism 20 and the motor 18 can be kept low, and therefore the brake system can be made cheaper than before. Can be achieved.

しかも、この車両1は、高圧バッテリ33のSOCが高く、モータ18の回生制動により得られる回生電力の全てを高圧バッテリ33に蓄電できない場合には、この余剰回生電力をヒータ類37〜39やその他の電装品36で消費させて回生制動トルクTbを確保する。そのため、高圧バッテリ33のSOCが高い場合でも良好に回生制動を行うことができる。従って、高圧バッテリ33のSOCの状態によってモータ18の回生制動が制限され、その結果、車両1の制動トルクが不足するといった不都合が生じることを効果的に抑制することができる。よって、この車両1によれば、摩擦ブレーキ機構20やモータ18に求められる制動能力を低く抑えた合理的かつ安価な構成で、車両1の要求制動トルクを良好に確保しつつ、車両1のエネルギ効率を高めることが可能となる。   In addition, when the SOC of the high-voltage battery 33 is high and the vehicle 1 cannot store all of the regenerative power obtained by the regenerative braking of the motor 18 in the high-voltage battery 33, the surplus regenerative power is transferred to the heaters 37 to 39 and others. The regenerative braking torque Tb is secured by consuming the electrical component 36. Therefore, regenerative braking can be performed satisfactorily even when the SOC of the high-voltage battery 33 is high. Therefore, the regenerative braking of the motor 18 is limited by the SOC state of the high voltage battery 33, and as a result, it is possible to effectively suppress the occurrence of a disadvantage that the braking torque of the vehicle 1 is insufficient. Therefore, according to the vehicle 1, the energy of the vehicle 1 can be ensured while the required braking torque of the vehicle 1 is satisfactorily secured with a reasonable and inexpensive configuration in which the braking ability required for the friction brake mechanism 20 and the motor 18 is kept low. Efficiency can be increased.

さらに、この車両1では、仮に上記余剰回生電力をヒータ類37〜39やその他の電装品36で消費させることができない場合には、エンジン14のポンピングロスや負荷を増大させ、これにより上記余剰回生電力分に相当する回生制動トルクを機械制動トルクで代替するように構成されているので、高圧バッテリ33のSOCの状況によって、車両1の制動トルクが不足することを高度に抑制することができる。   Further, in this vehicle 1, if the surplus regenerative power cannot be consumed by the heaters 37 to 39 and other electrical components 36, the pumping loss and load of the engine 14 are increased, thereby the surplus regenerative power. Since the regenerative braking torque corresponding to the electric power is replaced with the mechanical braking torque, the shortage of the braking torque of the vehicle 1 can be highly suppressed depending on the SOC state of the high voltage battery 33.

また、この車両1によれば、上記のように余剰回生電力が生じる場合のみならず、モータ系統の故障等によってモータ18の制動力を使用できない場合にも、エンジン14のポンピングロスや負荷を増大させることで、本来モータ18が負担すべき回生制動トルクTbを機械制動トルクで代替するように構成されている。従って、この車両1によれば、モータ18の故障等により車両1の制動トルクが不足することを効果的に抑制することができるという利点もある。   Further, according to the vehicle 1, not only when excessive regenerative power is generated as described above, but also when the braking force of the motor 18 cannot be used due to a failure of the motor system or the like, the pumping loss and load of the engine 14 are increased. By doing so, the mechanical braking torque is substituted for the regenerative braking torque Tb that the motor 18 should originally bear. Therefore, according to the vehicle 1, there is an advantage that it is possible to effectively suppress a shortage of the braking torque of the vehicle 1 due to a failure of the motor 18 or the like.

また、この車両1によれば、モータ18がATトランスミッション16を介すことなく、デフ17と車輪10との間の位置で直接車軸12に連結されているため、モータ18による車輪10の駆動や回生電力の回収を効率良く行うことができるという利点もある。すなわち、モータ18の駆動時には、その駆動力をATトランスミッション16等でロスすることなく車軸12に直接伝達することができ、他方、モータ18の回生時には、制動時の運動エネルギをATトランスミッション16等でロスすることなく車軸12からモータ18に入力することができる。   Further, according to this vehicle 1, since the motor 18 is directly connected to the axle 12 at a position between the differential 17 and the wheel 10 without passing through the AT transmission 16, the motor 18 drives the wheel 10 and There is also an advantage that the regenerative power can be collected efficiently. That is, when the motor 18 is driven, the driving force can be transmitted directly to the axle 12 without being lost by the AT transmission 16 or the like. On the other hand, when the motor 18 is regenerated, the kinetic energy at the time of braking is transmitted by the AT transmission 16 or the like. Input from the axle 12 to the motor 18 is possible without loss.

ところで、以上説明した車両1は、本発明にかかる車両用制動装置が適用された車両1の好ましい実施形態の例示であって、車両用制動装置や車両1の具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   By the way, the vehicle 1 demonstrated above is an illustration of preferable embodiment of the vehicle 1 to which the vehicle braking device concerning this invention was applied, Comprising: The specific structure of the vehicle braking device and the vehicle 1 of this invention is shown. Changes can be made as appropriate without departing from the scope of the invention.

上記の車両1では、機械制動力を発生させるために、エンジン14の吸気弁の開閉時期の進角制御する、及び/又はスロットル弁29を絞り制御することによりエンジン14のポンピングロスを増大させているが、ポンピングロスを増大させる手法はこれに限定されない。例えば、動弁機構14aの切換モータ27を制御し、図7(b)の破線に示すように、エンジン14の吸気弁のリフト量(開度)を通常運転時(実線)よりも減少させることでポンピングロスを増大させてもよい。この場合、動弁機構14aは、上記の通り、切換モータ27の制御により吸気弁のリフト量を無段階に切り替え可能なため、不足する制動力に基づき前記リフト量(切換モータ27)を制御することで、目標制動トルクTを過不足無く確保することが可能となる。また、EGR装置14bのEGR弁28を制御することでポンピングロスを増大させるようにしてもよい。具体的には、図9に示すように、EGR量の増大に伴いポンピングロスは減少する。従って、制動力が不足する場合には、EGR量が減少するようにEGR弁28を制御することでポンピングロスを増大させるようにすればよい。また、エンジン14の排気通路に排気シャッタ弁が備えられる場合には、この排気シャッタ弁を絞り制御することでポンピングロスを増大させるようにしてもよい。   In the vehicle 1 described above, the pumping loss of the engine 14 is increased by controlling the advance angle of the opening / closing timing of the intake valve of the engine 14 and / or controlling the throttle valve 29 to throttle in order to generate the mechanical braking force. However, the method of increasing the pumping loss is not limited to this. For example, the switching motor 27 of the valve operating mechanism 14a is controlled so that the lift amount (opening) of the intake valve of the engine 14 is decreased from that during normal operation (solid line) as shown by the broken line in FIG. The pumping loss may be increased. In this case, since the valve operating mechanism 14a can switch the lift amount of the intake valve steplessly by the control of the switching motor 27 as described above, it controls the lift amount (switching motor 27) based on the insufficient braking force. This makes it possible to ensure the target braking torque T without excess or deficiency. Further, the pumping loss may be increased by controlling the EGR valve 28 of the EGR device 14b. Specifically, as shown in FIG. 9, the pumping loss decreases as the EGR amount increases. Therefore, when the braking force is insufficient, the pumping loss may be increased by controlling the EGR valve 28 so that the EGR amount decreases. Further, when an exhaust shutter valve is provided in the exhaust passage of the engine 14, the pumping loss may be increased by controlling the exhaust shutter valve.

また、上記車両1では、エンジン14の吸気弁の開閉時期の進角制御、又はスロットル弁29の絞り制御の何れか一方の制御だけで制動トルクの不足分を補完できるか否かを判定し、補完できない場合に、双方の制御を行うようが、勿論、予め定められた何れか一方の制御のみを行うようにしてもよい。   Further, in the vehicle 1, it is determined whether or not the braking torque deficiency can be complemented by only one of the advance control of the opening / closing timing of the intake valve of the engine 14 and the throttle control of the throttle valve 29, When complementation cannot be performed, both of the controls are performed. Of course, only one of the predetermined controls may be performed.

また、上記車両1では、モータ18は、ATトランスミッション16を介することなく車軸12に連結されているが、モータ18は、エンジン14とATトランスミッション16との間に配置され、当該ATトランスミッション16を介して車軸12に連結されるものであってもよい。但し、車輪10の駆動や回生電力の回収を効率良く行う観点からは、上記実施形態の構成を採用するのが好適である。   In the vehicle 1, the motor 18 is connected to the axle 12 without the AT transmission 16, but the motor 18 is disposed between the engine 14 and the AT transmission 16, and It may be connected to the axle 12. However, from the viewpoint of efficiently driving the wheel 10 and collecting the regenerative power, it is preferable to adopt the configuration of the above embodiment.

1 車両
14 エンジン
16 トランスミッション
18 モータ
20 摩擦ブレーキ機構
32 インバータ
33 高圧バッテリ
37 冷却水ヒータ
38 PTCヒータ
39 曇り止めヒータ
40 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 14 Engine 16 Transmission 18 Motor 20 Friction brake mechanism 32 Inverter 33 High voltage battery 37 Cooling water heater 38 PTC heater 39 Anti-fogging heater 40 ECU

Claims (8)

走行用動力源として、エンジンと回生可能なモータとを備えた車両の制動装置であって、
ブレーキペダルを備え、当該ブレーキペダルの踏み込み操作に応じて制動力を発生する機械式制動手段と、
モータが発生する回生電力を蓄電する蓄電手段と、
蓄電手段の蓄電率を検出する蓄電率検出手段と、
モータおよび蓄電手段に接続され、モータが発生する回生電力をその他の電装品に配電可能な配電手段と、
前記ブレーキペダルの操作量に応じた車両の目標制動力を設定し、この目標制動力と蓄電手段の蓄電率とに基づき前記モータの回生制御および前記配電手段の配電制御を行う制御手段と、を備え、
前記機械式制動手段は、ブレーキペダルの踏み込み操作により発生する制動力が常に前記目標制動力よりも低くなる出力特性を有しており、
前記制御手段は、前記機械式制動手段の制動力を含む機械制動力と前記モータの回生制動力とで前記目標制動力が達成されるように、機械式制動手段の前記出力特性と前記目標制動力とに基づきモータの目標回生制動力を定めて当該モータを回生制御するとともに、当該回生制御により前記モータが発生する回生電力のうち、前記蓄電手段に蓄電できない余剰回生電力が発生する場合には、当該余剰電力を前記電装品に配電すべく前記配電手段を制御する、ことを特徴とする車両用制動装置。
A vehicle braking device having an engine and a regenerative motor as a driving power source,
Mechanical braking means comprising a brake pedal and generating a braking force in response to a depression operation of the brake pedal;
Power storage means for storing regenerative power generated by the motor;
A storage rate detecting means for detecting a storage rate of the storage means;
A power distribution means connected to the motor and the power storage means and capable of distributing regenerative power generated by the motor to other electrical components;
Control means for setting a target braking force of the vehicle in accordance with an operation amount of the brake pedal, and performing regeneration control of the motor and power distribution control of the power distribution means based on the target braking force and a power storage rate of the power storage means; Prepared,
The mechanical braking means has an output characteristic in which a braking force generated by a depression operation of a brake pedal is always lower than the target braking force,
The control means is configured so that the target braking force is achieved by a mechanical braking force including a braking force of the mechanical braking means and a regenerative braking force of the motor. When the target regenerative braking force of the motor is determined based on the motive power and the motor is regeneratively controlled, and the regenerative power generated by the motor by the regenerative control generates surplus regenerative power that cannot be stored in the power storage means. The vehicle braking device, wherein the power distribution means is controlled to distribute the surplus power to the electrical component.
請求項1に記載の車両用制動装置において、
前記機械式制動手段を第1機械式制動手段と定義したときに、これとは別に、前記エンジンのポンピングロスを増大させることで制動力を発生させる第2機械式制動手段を備え、
前記制御手段は、前記余剰回生電力の一部又は全部を前記電装品に配電できない場合には、当該余剰回生電力の一部又は全部に相当する回生制動力分だけ前記目標回生制動力を低く定め、これに伴う制動力の不足分を前記第2機械式制動手段の制動力で代替すべく当該第2機械式制動手段を制御する、ことを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 1,
When the mechanical braking means is defined as the first mechanical braking means, a second mechanical braking means for generating a braking force by increasing the pumping loss of the engine is provided separately from the first mechanical braking means,
The control means sets the target regenerative braking force low by a regenerative braking force corresponding to a part or all of the surplus regenerative power when part or all of the surplus regenerative power cannot be distributed to the electrical component. A braking device for a vehicle, characterized in that the second mechanical braking means is controlled to replace the shortage of the braking force associated therewith with the braking force of the second mechanical braking means.
請求項2に記載の車両用制動装置において、
前記第2機械式制動手段は、エンジンの吸排気弁の開閉時期および弁開度の少なくとも一方を変更することで前記エンジンのポンピングロスを増大させるもの、およびスロットル弁および排気シャッタ弁の少なくとも一方の弁開度を変更することにより前記エンジンのポンピングロスを増大させるもののうち、少なくとも一方である、ことを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 2,
The second mechanical braking means increases at least one of an opening / closing timing and an opening degree of an intake / exhaust valve of the engine to increase a pumping loss of the engine, and at least one of a throttle valve and an exhaust shutter valve. A vehicular braking apparatus, characterized in that it is at least one of those that increase a pumping loss of the engine by changing a valve opening.
請求項3に記載の車両用制動装置において、
前記第2機械式制動手段は、前記エンジンの吸気弁の開閉時期を変更するものであり、
前記制御手段は、吸気弁の閉時期を進角させるべく当該第2機械式制動手段を制御する、ことを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 3,
The second mechanical braking means changes the opening / closing timing of the intake valve of the engine,
The vehicular braking apparatus, wherein the control means controls the second mechanical braking means to advance the closing timing of the intake valve.
請求項1乃至4の何れか一項に記載の車両用制動装置において、
前記エンジンの回転駆動力を受けて作動し、当該作動に伴いエンジンの負荷を増大させることにより制動力を発生させる第3機械式制動手段を備え、
前記制御手段は、前記余剰回生電力の一部又は全部を前記電装品に配電できない場合には、当該余剰回生電力の一部又は全部に相当する回生制動力分だけ前記目標回生制動力を低く定め、これに伴う制動力の不足分を前記第3機械式制動手段の制動力で代替すべく当該第3機械式制動手段を制御する、ことを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to any one of claims 1 to 4,
A third mechanical braking means that operates in response to the rotational driving force of the engine and generates a braking force by increasing the load of the engine along with the operation;
The control means sets the target regenerative braking force low by a regenerative braking force corresponding to a part or all of the surplus regenerative power when part or all of the surplus regenerative power cannot be distributed to the electrical component. A braking device for a vehicle, characterized in that the third mechanical braking means is controlled to replace the deficiency in braking force associated therewith with the braking force of the third mechanical braking means.
請求項5に記載の車両用制動装置において、
前記第3制動手段は、車両で用いられる流体を循環させるためのポンプであることを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 5,
The vehicular braking apparatus, wherein the third braking means is a pump for circulating a fluid used in the vehicle.
請求項1乃至6の何れか一項に記載の車両用制動装置において、
前記エンジンの動力を車輪駆動軸に伝達するトランスミッションを含み、
前記モータは、前記トランスミッションを介することなく前記車輪駆動軸に連結されている、ことを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to any one of claims 1 to 6,
Including a transmission for transmitting the power of the engine to a wheel drive shaft;
The vehicle braking device, wherein the motor is connected to the wheel drive shaft without passing through the transmission.
請求項1に記載の車両用制動装置において、
前記モータの異常を検知する異常検知手段と、
前記エンジンのポンピングロスを増大させることにより制動力を発生させる手段、および、前記エンジンの回転駆動力を受けて作動し、当該作動に伴いエンジンの負荷を増大させることにより制動力を発生させる手段のうち、少なくとも一方である第4機械式制動手段と、を含み、
前記制御手段は、前記異常検知手段により前記モータの異常が検知されたときに、前記目標回生制動力の一部又は全部を前記第4機械式制動手段の制動力により代替えすべく当該第4機械式制動手段を制御する、ことを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 1,
An abnormality detection means for detecting an abnormality of the motor;
Means for generating a braking force by increasing the pumping loss of the engine, and means for generating a braking force by operating upon receiving the rotational driving force of the engine and increasing the engine load accompanying the operation And at least one of the fourth mechanical braking means,
The control means is configured to replace the part of the target regenerative braking force by the braking force of the fourth mechanical braking means when the abnormality of the motor is detected by the abnormality detecting means. Brake device for vehicles, characterized by controlling a braking means.
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