JPWO2013076836A1 - 車両および車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

モータによる回生制動が可能な車両において、ＥＣＵ（２００）は、回生電力がバッテリと電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）との双方に供給されている場合、仮にＥＨＣオフとした時（ＥＨＣへの電力供給を停止した時）にバッテリが過充電となると予測される場合、ＥＨＣオフとすることを一時的に遅延させる（２５０）。ＥＣＵ（２００）は、ＥＨＣオフ遅延中、ＥＨＣオフとすべき条件が成立したか否かを判定（２６０）し、ＥＨＣオフとすべき条件が成立すると、回生電力がバッテリ受入可能電力未満となるように回生ブレーキトルクを低下させるとともに、回生ブレーキトルクの低下に応じて油圧ブレーキトルクを増加させ（２７０）、その後にＥＨＣオフ遅延を解除する（２８０）。

Description

本発明は、モータによる回生制動が可能な車両においてモータの回生電力を消費する技術に関する。

特開２０１１−１６７０３０号公報（特許文献１）には、エンジンおよびモータの動力で走行するハイブリッド車両において、制動時にモータをジェネレータとして動作させてモータに回生電力を発電させ、発電された回生電力を車載バッテリに充電する技術が開示されている。

特開２０１１−１６７０３０号公報 特開２００４−２４５１３５号公報 特開２００９−２１４７０３号公報 特開平１０−２３８３８１号公報 特開２００５−２９８９号公報 特開２００９−１８９９２１号公報

バッテリの受入可能電力はバッテリの温度や充電状態に応じてが低下するが、特許文献１のように回生電力をバッテリに充電する際に回生電力がバッテリの受入可能電力を超えていると、バッテリが過充電状態となり劣化してしまう可能性がある。これを防止するために回生電力を急減させると、車両のブレーキトルクが急減しユーザに違和感を与えてしまう（ドライバビリティを悪化させてしまう）おそれがある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、モータによる回生制動が可能な車両において、モータの回生電力を有効に利用しつつバッテリ過充電抑制とドライバビリティの悪化抑制とを両立することである。

この発明に係る車両は、駆動輪に連結されたモータと、モータとの間で電力を授受する蓄電装置と、エンジンと、モータと蓄電装置とを接続する電力線から供給される電力で加熱される、エンジンの排気を浄化する触媒装置と、駆動輪に油圧ブレーキトルクを作用させる油圧ブレーキ装置と、モータおよび油圧ブレーキ装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、モータの回生発電によって生じた回生電力を蓄電装置および触媒装置の双方に供給している場合、触媒装置への電力供給を停止すべきであるという停止条件が成立したときに、回生発電による回生ブレーキトルクの少なくとも一部を油圧ブレーキトルクに代替させる。

好ましくは、停止条件は、触媒装置への電力供給を近い将来に停止すべきであるという第１停止条件を含む。制御装置は、回生電力を双方に供給している場合、第１停止条件が成立したときに、触媒装置への電力供給が停止される前に、回生ブレーキトルクを所定変化率未満の変化率で徐々に低下させるとともに油圧ブレーキトルクを回生ブレーキトルクの低下に応じて徐々に増加させる第１代替制御を実行する。

好ましくは、制御装置は、回生電力を双方に供給している場合、第１停止条件が成立する前は、回生電力が蓄電装置の受入可能電力と触媒装置の消費電力との合計値未満となるように回生ブレーキトルクを制御する。第１代替制御は、回生電力が蓄電装置の受入可能電力未満となるまで回生ブレーキトルクを低下させるとともに油圧ブレーキトルクを回生ブレーキトルクの低下分だけ増加させる制御である。

好ましくは、停止条件は、触媒装置への電力供給を即座に停止すべきであるという第２停止条件を含む。制御装置は、回生電力を双方に供給している場合、第２停止条件が成立したときに、回生ブレーキトルクを所定変化率以上の変化率で即座に低下させるとともに油圧ブレーキトルクを回生ブレーキトルクの低下に応じて増加させる第２代替制御を実行する。

好ましくは、制御装置は、回生電力を双方に供給している場合、第２停止条件が成立する前は、回生電力が蓄電装置の受入可能電力と触媒装置の消費電力との合計値未満となるように回生ブレーキトルクを制御する。第２代替制御は、回生電力が零となるまで回生ブレーキトルクを低下させるとともに油圧ブレーキトルクを回生ブレーキトルクの低下分だけ増加させる制御である。

好ましくは、制御装置は、回生電力を双方に供給している場合、停止条件が成立する前は、回生ブレーキトルクと油圧ブレーキトルクとの分担を蓄電装置の受入可能電力および触媒装置の消費電力を用いて決定する。

好ましくは、制御装置は、回生電力が蓄電装置の受入可能電力と触媒装置の消費電力との合計値未満となるように回生ブレーキトルクを決定し、ユーザによる要求ブレーキトルクのうち回生ブレーキトルクを超えるトルクを油圧ブレーキトルクに分担させる。

この発明の別の局面に係る制御方法は、車両の制御方法である。車両は、駆動輪に連結されたモータと、モータとの間で電力を授受する蓄電装置と、エンジンと、モータと蓄電装置とを接続する電力線から供給される電力で加熱される、エンジンの排気を浄化する触媒装置と、駆動輪に油圧ブレーキトルクを作用させる油圧ブレーキ装置と、モータおよび油圧ブレーキ装置を制御する制御装置とを備える。制御方法は、モータの回生発電によって生じた回生電力を蓄電装置および触媒装置の双方に供給しているか否かを判定するステップと、回生電力を双方に供給している場合、触媒装置への電力供給を停止すべき条件が成立したときに、回生発電による回生ブレーキトルクの少なくとも一部を油圧ブレーキトルクに代替させるステップとを含む。

本発明によれば、モータによる回生制動が可能な車両において、モータによる回生電力を有効に利用しつつバッテリ過充電抑制とドライバビリティの悪化抑制とを両立することができる。

車両の全体ブロック図である。 第１ＭＧ、第２ＭＧ、ＰＣＵ、バッテリ、ＥＨＣの回路構成を示す図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。 ブレーキトルクおよびＥＨＣ状態の時間変化を示す図（その１）である。 ブレーキトルクおよびＥＨＣ状態の時間変化を示す図（その２）である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本実施例に従う車両１の全体ブロック図である。車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０と、第２ＭＧ３０と、動力分割装置４０と、減速機５０と、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）９０と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２００と、を備える。

エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、動力分割装置４０を介して連結される。車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方からの駆動力によって走行するハイブリッド方式の自動車である。なお、車両１の駆動方式はハイブリッド方式以外であってもよい。

エンジン１０は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギによってクランクシャフトを回転させる駆動力を発生する内燃機関である。エンジン１０は、ＥＣＵ２００からの制御信号により制御される。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって、駆動輪８０へ伝達される経路と、第１ＭＧ２０へ伝達される経路とに分割される。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、交流で駆動されるモータジェネレータである。
第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。第１ＭＧ２０によって発電された電力はバッテリ７０および第２ＭＧ３０へ供給される。

第２ＭＧ３０は、バッテリ７０から供給される電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３０の駆動力は、駆動輪８０に伝達される。なお、車両１の制動時には、駆動輪８０により第２ＭＧ３０が駆動され、第２ＭＧ３０がジェネレータとして動作する。これにより、第２ＭＧ３０は、車両１の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生ブレーキとして機能する。第２ＭＧ３０による回生発電によって生じた回生電力はＰＣＵ６０を介してバッテリ７０に充電される。また、後に詳述するように、回生電力は必要に応じてＥＨＣ１４０にも供給される。

動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５０に連結される。このように、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が、遊星歯車からなる動力分割装置４０を介して連結されることで、エンジン１０の回転速度と第１ＭＧ２０の回転速度と第２ＭＧ３０の回転速度とは、動力分割装置４０の共線図において直線で結ばれる関係（いずれか２つの値が決まれば残りの１つの値も決まる関係）になる。

ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御される。ＰＣＵ６０は、バッテリ７０から供給された直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動可能な交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、変換された交流電力をそれぞれ第１ＭＧ２０，第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力で第１ＭＧ２０，第２ＭＧ３０が駆動される。なお、ＰＣＵ６０は、第１ＭＧ２０，第２ＭＧ３０によって発電された交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力でバッテリ７０を充電することも可能である。

バッテリ７０は、第１ＭＧ２０，第２ＭＧ３０を駆動するための電力を蓄える直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。バッテリ７０の出力電圧は、たとえば２００Ｖを超える高い電圧である。なお、バッテリ７０に代えて、大容量のキャパシタも採用可能である。

ＥＣＢ４００は、ＥＣＵ２００からの制御信号に応じて駆動輪８０に油圧ブレーキトルクを作用させる。ＥＣＢ４００の構造そのものは従来の構造と同じものを用いればよい。なお、図示されていないが、ＥＣＢ４００は駆動輪８０だけでなく従動輪（図１では後輪）にも油圧ブレーキトルクを作用させる。

さらに、車両１は、ポジションセンサ２、ストロークセンサ３を備える。ポジションセンサ２は、ユーザによるアクセルペダル操作量Ａを検出する。ストロークセンサ３は、ユーザによるブレーキペダル操作量Ｂを検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ２００に送信する。

さらに、車両１は、排気通路１３０を備える。エンジン１０から排出される排気ガスは、排気通路１３０を通って大気に排出される。

排気通路１３０の途中には、電気加熱式触媒（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｈｅａｔｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｔ、以下、「ＥＨＣ」という）１４０が設けられる。ＥＨＣ１４０は、電気ヒータ（電気エネルギを熱エネルギに変換する電気抵抗）によって触媒を電気的に加熱可能に構成された触媒である。ＥＨＣ１４０は、大容量の電力を消費して触媒を高温まで昇温させる機能を有する。具体的には、ＥＨＣ１４０は、コンバータ６１による昇圧後の電力（たとえば６５０ボルト程度の直流電力）を消費して発熱する電気ヒータを備えており、この電気ヒータによって触媒を高温まで昇温させる。なお、ＥＨＣ１４０には、種々の公知のものを適用することができる。

図２は、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０、ＰＣＵ６０、バッテリ７０、ＥＨＣ１４０の回路構成を示す図である。

ＰＣＵ６０とバッテリ７０との間には、システムメインリレー（ＳＭＲ）７１が設けられる。ＳＭＲ７１は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御され、バッテリ７０とＰＣＵ６０との間での電力の供給と遮断とを切り替える。

ＰＣＵ６０は、コンバータ６１、インバータ６２，６３、平滑コンデンサ６４，６５、放電抵抗６６を含む。

コンバータ６１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１を介してバッテリ７０に接続される。また、コンバータ６１は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ１を介してインバータ６２，６３に接続される。

コンバータ６１は、リアクトルと、２つのスイッチング素子と、２つのダイオードとを含む。コンバータ６１は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御され、バッテリ７０とインバータ６２，６３との間で電圧変換を行なう。

インバータ６２は、コンバータ６１と第１ＭＧ２０との間に設けられる。インバータ６３は、コンバータ６１と第２ＭＧ３０との間に設けられる。インバータ６２，６３は、コンバータ６１に対して互いに並列に接続される。

インバータ６２，６３の各々は、三相の上下アーム（スイッチング素子）と、各スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードとを含む。インバータ６２，６３の各上下アームは、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御され、コンバータ６１で電圧変換された直流電力を交流電力に変換してそれぞれ第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０に出力する。

平滑コンデンサ６４は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間に接続され、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１間の電圧変動の交流成分を平滑化する。平滑コンデンサ６５は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ１との間に接続され、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ１間の電圧変動の交流成分を平滑化する。

放電抵抗６６は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ１との間に接続される。放電抵抗６６は、平滑コンデンサ６４，６５の残留電荷を抜くことを用途とする。そのため、放電抵抗６６の容量（単位時間あたりに消費可能な電力の大きさ）は、ＥＨＣ１４０に比べて小さい。

ＥＨＣ１４０は、コンバータ６１とインバータ６２，６３との間の電力線（正極線ＰＬ２、負極線ＮＬ１）に接続される。より具体的には、ＥＨＣ１４０に備えられる電気ヒータの一方の端部が正極線ＰＬ２から分岐する正極分岐線ＰＬｅｈｃに接続され、他方の端部が負極線ＮＬ１から分岐する負極分岐線ＮＬｅｈｃに接続される。これにより、ＥＨＣ１４０は正極線ＰＬ２から供給される電力で過熱される。すなわち、ＥＨＣ１４０は、バッテリ７０の電力をコンバータ６１で昇圧した後の電力を消費して加熱される。このように、本実施の形態におけるバッテリ７０およびコンバータ６１は、ハイブリッド電源（第２ＭＧ３０の駆動用電源）としてだけでなくＥＨＣ電源（ＥＨＣ１４０の加熱用電源）としても用いられる。また、ＥＨＣ１４０は、車両１の制動時には、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０で発電された回生電力（より正確には回生電力をインバータ６２，６３で直流電力に変換した後の電力）を消費することによっても加熱される。

ＥＨＣ１４０とＰＣＵ６０との間には、切替装置１００が設けられる。切替装置１００は、正極分岐線ＰＬｅｈｃ上に設けられたＥＨＣリレーＲ１と、負極分岐線ＮＬｅｈｃ上に設けられたＥＨＣリレーＲ２と、ＥＨＣ１４０およびＥＨＣリレーＲ１，Ｒ２の状態を監視する監視センサ１２０とを内部に備える。監視センサ１２０は、ＥＨＣ１４０に供給される電圧値および電流値から、ＥＨＣ１４０の消費電力（以下「ＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃ」ともいう）、ＥＨＣ１４０の推定温度、ＥＨＣ１４０の電気抵抗値などを算出し、算出結果をＥＣＵ２００に出力する。なお、監視センサ１２０の機能の全部または一部を切替装置１００の外部に設けるようにしてもよい。

各ＥＨＣリレーＲ１，Ｒ２の開閉（オンオフ）は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御される。ＥＨＣリレーＲ１，Ｒ２の双方が閉じられる（以下、この状態を「ＥＨＣオン」ともいう）と、ＥＨＣ１４０とＰＣＵ６０とが電気的に接続され、ＥＨＣ１４０に電力が供給される。このＥＨＣオンによって、ＥＨＣ１４０内の触媒が暖機される。一方、ＥＨＣリレーＲ１，Ｒ２の少なくとも一方が開かれる（以下、この状態を「ＥＨＣオフ」ともいう）と、ＥＨＣ１４０とＰＣＵ６０との電気的な接続が遮断され、ＥＨＣ１４０への電力供給が停止される。このように、ＥＣＵ２００がＥＨＣリレーＲ１，Ｒ２の開閉を制御するという比較的簡易かつ安価な構成でＥＨＣ１４０への電力の供給と停止とが切り替えられる。

図１に戻って、ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。なお、図１ではＥＣＵ２００が１つのユニットとして示されているが、ＥＣＵ２００を２つ以上のユニットに分割してもよい。

ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）および温度などに応じてバッテリ受入可能電力ＷＩＮ（単位はワット）を設定し、バッテリ７０に実際に受け入れられる電力（以下、「バッテリ受入電力Ｐｉｎ（単位はワット）」という）がバッテリ受入可能電力ＷＩＮを超えないようにＰＣＵ６０を制御する。これにより、バッテリ７０の過充電が抑制され、バッテリ７０の劣化が抑制される。

以上のような構造を有する車両１において、たとえばユーザがブレーキペダルを踏んで車両１を減速させることを要求した場合に、第２ＭＧ３０を回生発電するように制御することで第２ＭＧ３０を回生ブレーキとして機能させることができる。この際に第２ＭＧ３０で発生された回生エネルギをバッテリ７０に充電することによって、車両１の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができる。

回生エネルギをバッテリ７０に充電する際に回生電力（単位はワット）がバッテリ受入可能電力ＷＩＮを超える場合には、バッテリ受入可能電力ＷＩＮを超える余剰電力をどのように消費するかが問題となる。本実施例では、ＥＨＣリレーＲ１，Ｒ２を閉じて回生電力をバッテリ７０とＥＨＣ１４０との双方に供給することによって、余剰電力を含む回生電力の一部をＥＨＣ加熱用のエネルギとして有効に利用することができる。これにより、バッテリ７０の過充電を抑制しつつ、車両１の運動エネルギを無駄に消費することなく効率的に回収することができる。

しかしながら、たとえば長い下り坂などで第２ＭＧ３０による回生発電が比較的長い時間継続すると、ＥＨＣ１４０が過熱状態となることが想定される。ＥＨＣ１４０の過熱を回避するために、ある時点で即座にＥＨＣ１４０への電力供給を停止すると、バッテリ受入可能電力ＷＩＮを超える電力がバッテリ７０に供給される過充電状態となりバッテリ７０の寿命に影響を与えてしまう。この過充電を防止するために回生電力を急減させると、第２ＭＧ３０による回生ブレーキトルクの低下分をＥＣＢ９０による油圧ブレーキトルクに瞬間的に代替させなければならず、結果的にユーザに違和感を与えてしまう（ドライバビリティを悪化させてしまう）おそれがある。

また、本実施例では、上述したように、バッテリ７０およびコンバータ６１をハイブリッド電源およびＥＨＣ電源として共用しており、ＥＨＣ専用のバッテリおよびコンバータを持たない。そのため、ＥＨＣ１４０への供給電力量のみを精密かつ連続的に低下させることはできない。

そこで、本実施例によるＥＣＵ２００は、ＥＨＣオン状態で車両１が回生制動している場合（すなわち回生電力をバッテリ７０およびＥＨＣ１４０の双方に供給している場合）に、ＥＨＣ１４０への電力供給を停止すべき条件（ＥＨＣオフとすべき条件）が成立したとき、ＥＨＣオフとすることを一時的に遅延させ、ＥＨＣオフ遅延中に回生ブレーキをＥＣＢ９０による油圧ブレーキに代替させる。そして、ＥＣＵ２００は、回生ブレーキから油圧ブレーキへの代替が完了した後にＥＨＣオフ遅延を解除する（ＥＨＣオフとすることを許容する）。これにより、第２ＭＧ３０の回生電力を有効に利用しつつバッテリ過充電抑制とドライバビリティ悪化抑制（車両１のブレーキトルクの急減の抑制）とを両立することができる。この点が本願発明の最も特徴的な点である。

図３は、ＥＣＵ２００の機能ブロック図である。図３に示した各機能ブロックは、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

ＥＣＵ２００は、要求トルク算出部２１０、判定部２２０，２３０，２６０、ＥＨＣオフ遅延部２５０、ブレーキトルク制御部２７０、ＥＨＣオフ遅延解除部２８０を含む。

要求トルク算出部２１０は、ストロークセンサ３からのブレーキペダル操作量Ｂなどに基づいて、ユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃを算出する。そして、要求トルク算出部２１０は、ユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃを超えない範囲で回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑを算出する。

判定部２２０は、ＥＨＣオン／オフ判定を行なう。具体的には、判定部２２０は、ＥＨＣオン状態であるかＥＨＣオフ状態であるのかを判定する。

判定部２３０は、ＥＨＣオン状態である場合、ＥＨＣオフ時ＷＩＮ越え判定を行なう。ＥＨＣオフ時ＷＩＮ越え判定とは、仮にＥＨＣオフとした時にバッテリ受入電力Ｐｉｎがバッテリ受入可能電力ＷＩＮを超えると予測されるか否かを判定する処理である。たとえば、判定部２３０は、第２ＭＧ３０がバッテリ受入可能電力ＷＩＮに相当する回生電力を発生するときの回生ブレーキトルク（以下、「バッテリ許容トルクＴｗｉｎ」という）よりも回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑが大きい場合に、「ＥＨＣオフ時ＷＩＮ越え（ＥＨＣオフ時にＰｉｎ＞ＷＩＮとなる）」と予測する。

ＥＨＣオフ遅延部２５０は、「ＥＨＣオフ時ＷＩＮ越え」と予測された場合に、ＥＨＣオフ遅延処理を行なう。ＥＨＣオフ遅延処理とは、ＥＨＣオフとすることを一時的に遅延させる処理である。たとえば、ＥＨＣオフ遅延部２５０は、ＥＨＣオフ遅延を行なうための指令を、図示しないＥＨＣ制御部に出力する。これにより、ＥＨＣオフとなることが一時的に遅延されることになる。

判定部２６０は、ＥＨＣオフ遅延処理が行なわれた後、ＥＨＣオフとすべき条件が成立したか否かを判定する。具体的には、判定部２６０は、「ＥＨＣオフ予告」の有無および「ＥＨＣ即オフ要求」の有無を判定する。

なお、「ＥＨＣオフ予告」とは、ＥＨＣ１４０が過熱状態となることを回避するために近い将来（所定時間が経過した後）にＥＨＣオフとすることを予告するものである。たとえば、図示しないＥＨＣ制御部によって、ＥＨＣ１４０の推定温度や消費電力量から所定時間経過後のＥＨＣ温度が許容温度を超えると予測された場合に「ＥＨＣオフ予告」が出力される。

一方、「ＥＨＣ即オフ要求」とは、即座にＥＨＣオフとすることを要求するものである。たとえば、図示しないＥＨＣ制御部によって、ＥＨＣ１４０への電力供給が正常に行なえないと判定された場合に「ＥＨＣ即オフ要求」が出力される。なお、ＥＨＣ１４０への電力供給が正常に行なえない場合を例示すると、ＥＨＣ１４０に電力を供給するための回路や配線が故障した場合、ＥＨＣ１４０の内部破損によりＥＨＣ１４０の電気抵抗が正常値よりも上昇した場合、ＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃが零となった場合、ＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃの減少率が基準値を超えた場合、などが挙げられる。

ブレーキトルク制御部２７０は、ユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃを実現するように、回生実行ブレーキトルクＴｐｂおよび油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃを設定する。そして、ブレーキトルク制御部２７０は、実際の回生ブレーキトルクを回生実行ブレーキトルクＴｐｂにさせるための指令を第２ＭＧ３０（より正確にはＰＣＵ６３内のインバータ６３）に出力するとともに、実際の油圧ブレーキトルクを油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃにさせるための指令をＥＣＢ９０に出力する。

ブレーキトルク制御部２７０は、判定部２２０，２３０，２６０による判定結果に応じて、回生実行ブレーキトルクＴｐｂおよび油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃの設定手法を変更する。

ＥＨＣオフ状態である場合、ブレーキトルク制御部２７０は、回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑにＷＩＮガード処理を施した後の値を回生実行ブレーキトルクＴｐｂに設定するとともに、ユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃから回生実行ブレーキトルクＴｐｂを減じた値（＝Ｔｂｋｍｃ−Ｔｐｂ）を油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃに設定する。

ここで、「ＷＩＮガード処理」とは、回生電力がバッテリ受入可能電力ＷＩＮ未満となるように回生実行ブレーキトルクＴｐｂの上限を制限する処理である。本実施例では、上述のバッテリ許容トルクＴｗｉｎよりも回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑが小さい場合は回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑがそのまま回生実行ブレーキトルクＴｐｂに設定されるが、バッテリ許容トルクＴｗｉｎよりも回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑが大きい場合は回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑではなくバッテリ許容トルクＴｗｉｎが回生実行ブレーキトルクＴｐｂに設定される。これにより、バッテリ受入電力Ｐｉｎがバッテリ受入可能電力ＷＩＮを超えること（バッテリ過充電）が防止される。

ＥＨＣオン状態である場合、「ＥＨＣオフ予告」および「ＥＨＣ即オフ要求」の少なくともいずれかが出力される前は、ブレーキトルク制御部２７０は、回生実行ブレーキトルクＴｐｂと油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃとの分担をバッテリ受入可能電力ＷＩＮおよびＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃを用いて決定する。具体的には、ブレーキトルク制御部２７０は、回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑに（ＷＩＮ＋Ｐｅｈｃ）ガード処理を施した後の値を回生実行ブレーキトルクＴｐｂに分担させるとともに、ユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃのうち回生実行ブレーキトルクＴｐｂを超えるトルクを油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃに分担させる。

ここで、「（ＷＩＮ＋Ｐｅｈｃ）ガード処理」とは、回生電力がバッテリ受入可能電力ＷＩＮとＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃとの合計値未満となるように回生実行ブレーキトルクＴｐｂの上限を制限する処理である。本実施例では、第２ＭＧ３０がＥＨＣ消費電力の最小値Ｐｅｈｃ＿ｍｉｎに相当する回生電力を発生するときの回生ブレーキトルク（以下、「ＥＨＣ許容トルクＴｅｈｃ＿ｍｉｎ）」という）とバッテリ許容トルクＴｗｉｎとの合計値よりも回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑが小さい場合は回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑがそのまま回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑに設定されるが、ＥＨＣ許容トルクＴｐｅｈｃ＿ｍｉｎとバッテリ許容トルクＴｗｉｎとの合計値よりも回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑが大きい場合はＥＨＣ許容トルクＴｐｅｈｃ＿ｍｉｎとバッテリ許容トルクＴｗｉｎとの合計値が回生実行ブレーキトルクＴｐｂに設定される。これにより、バッテリ受入可能電力ＷＩＮを超える回生電力（＝ＷＩＮ＋Ｐｅｈｃ＿ｍｉｎ）を発生させることを許容しつつ、バッテリ受入可能電力ＷＩＮを超える余剰電力をＥＨＣ加熱用のエネルギとして有効に利用することができる。これにより、バッテリ７０の過充電を抑制しつつ、車両１の運動エネルギを無駄に消費することなく効率的に回収することができる。

なお、（ＷＩＮ＋Ｐｅｈｃ）ガード処理において、ＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃそのものではなく「ＥＨＣ消費電力の最小値Ｐｅｈｃ＿ｍｉｎ」を用いているのは、ＥＨＣ１４０の状態によってＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃが変動することを考慮し、ＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃが低下してもバッテリ受入電力Ｐｉｎがバッテリ受入可能電力ＷＩＮを超えないようにするためである。ＥＨＣ消費電力の最小値Ｐｅｈｃ＿ｍｉｎは、監視センサ１２０からのＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃの履歴から設定された値でもよいし、実験等で予め設定しておいた値であってもよい。なお、センサなどで実際のＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃを逐一正確に計測できるのであれば、計測したＥＨＣ消費電力Ｐｅｈｃそもそもを用いるようにしてもよい。

ＥＨＣ状態オンである場合に、ＥＨＣ１４０への電力供給を停止すべき緊急度が比較的低い「ＥＨＣオフ予告」がなされると、ブレーキトルク制御部２７０は、回生電力がバッテリ受入可能電力ＷＩＮ未満となるように回生実行ブレーキトルクＴｐｂを徐々（緩やかに）に低下させるとともに、回生実行ブレーキトルクＴｐｂの低下に応じて油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃを徐々に増加させる（以下、このような制御を「第１代替制御」ともいう）。たとえば、ブレーキトルク制御部２７０は、回生実行ブレーキトルクＴｐｂをバッテリ許容トルクＴｗｉｎ未満となるまで所定変化率未満の変化率で徐々に低下させるとともに、油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃを（Ｔｂｋｍｃ−Ｔｐｂ）とする。これにより、ＥＨＣオフ遅延中（ＥＨＣオフとなる前）に、回生電力がバッテリ受入可能電力ＷＩＮ未満となるまで、回生実行ブレーキトルクＴｐｂが油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃに緩やかに代替される。そのため、ユーザに違和感を与えることなく回生電力をバッテリ受入可能電力ＷＩＮ未満に低下させることができる。

ＥＨＣオン状態である場合に、ＥＨＣ１４０への電力供給を停止すべき緊急度が比較的高い「ＥＨＣ即オフ要求」がなされると、ブレーキトルク制御部２７０は、回生電力が零となるように回生実行ブレーキトルクＴｐｂを所定変化率以上の変化率で即座に低下させる（第２ＭＧ３０の回生発電を即座に中断する）とともに、油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃを回生実行ブレーキトルクＴｐｂの低下分だけ増加させる（以下、このような制御を「第２代替制御」ともいう）これにより、回生発電が即座に中断されて回生電力がバッテリ７０に供給されなくなるためバッテリ過充電が抑制される。

なお、第２代替制御では、回生実行ブレーキトルクＴｐｂを油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃに急激に代替させるため、実際の油圧ブレーキトルクの増加に遅れが生じユーザに多少の違和感を与えてしまう可能性があるが、緊急度を考慮して、ドライバビリティの悪化抑制よりもバッテリ過充電抑制が優先されることになる。

ＥＨＣオフ遅延解除部２８０は、ＥＨＣオフ遅延中に、第１代替制御あるいは第２代替制御が完了すると、ＥＨＣオフ遅延を解除する処理を行なう。これにより、ＥＨＣオフとなることが許容される。

図４は、上述のＥＣＵ２００の機能を実現するための処理手順を示すフローチャートである。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ２００は、ユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃを算出する。Ｓ２０にて、ＥＣＵ２００は、回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑを算出する。Ｓ３０にて、ＥＣＵ２００は、ＥＨＣオン状態であるか否かを判定する。

ＥＨＣオフ状態である場合（Ｓ３０にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ３１にて回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑにＷＩＮガード処理を施した後の値を回生実行ブレーキトルクＴｐｂに設定し、Ｓ３２にてユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃから回生実行ブレーキトルクＴｐｂを減じた値（＝Ｔｂｋｍｃ−Ｔｐｂ）を油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃに設定する。

一方、ＥＨＣオン状態である場合（Ｓ３０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ４０にて「ＥＨＣオフ時ＷＩＮ越え」と予測されるか否かを判定する。

「ＥＨＣオフ時ＷＩＮ越え」と予測される場合（Ｓ４０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ５０にてＥＨＣオフ遅延処理を行ない、その後のＳ６０にて「ＥＨＣオフ予告」の有無を判定するとともにＳ７０にて「ＥＨＣ即オフ要求」の有無を判定する。

「ＥＨＣオフ予告」も「ＥＨＣ即オフ要求」もなされていない場合（Ｓ６０およびＳ７０の双方にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ４１にて回生要求ブレーキトルクＴｐｂｒｑに（ＷＩＮ＋Ｐｅｈｃ）ガード処理を施した後の値を回生実行ブレーキトルクＴｐｂに設定し、Ｓ４２にてユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃから回生実行ブレーキトルクＴｐｂを減じた値（＝Ｔｂｋｍｃ−Ｔｐｂ）を油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃに設定する。なお、「ＥＨＣオフ時ＷＩＮ越え」と予測されない場合（Ｓ４０にてＮＯ）にも、Ｓ４１、Ｓ４２の処理が行なわれる。

「ＥＨＣオフ予告」がなされた場合（Ｓ６０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ６１にて前回サイクルの回生実行ブレーキトルクＴｐｂから所定の微小量ΔＴを減じた値を今回サイクルの回生実行ブレーキトルクＴｐｂとすることで回生実行ブレーキトルクＴｐｂを所定変化率未満の変化率で徐々に低下させるとともに、Ｓ６２にて油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃを（Ｔｂｋｍｃ−Ｔｐｂ）とすることで油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃを回生実行ブレーキトルクＴｐｂの低下に応じて徐々に増加させる。ＥＣＵ２００は、Ｓ６３にて回生電力がバッテリ受入可能電力ＷＩＮ未満であるか否か（回生実行ブレーキトルクＴｐｂがバッテリ許容トルクＴｗｉｎ未満であるか否か）を判定する。ＥＣＵ２００は、回生電力がＷＩＮ未満でない場合（Ｓ６３にてＮＯ）、処理をＳ６１に戻し、回生電力がＷＩＮ未満となるまでＳ６１、Ｓ６２の処理を繰り返す。Ｓ６１〜Ｓ６３の一連の処理が上述の第１代替制御に相当する。回生電力がＷＩＮ未満となった場合（Ｓ６３にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ８０に移す。

一方、「ＥＨＣ即オフ要求」があった場合（Ｓ７０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ７１にて回生実行ブレーキトルクＴｐｂを即座に０に低下させることで第２ＭＧ３０の回生発電を中断するとともに、Ｓ７２にて油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃを即座にユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃに増加させる。Ｓ７１、Ｓ７２の処理が上述の第２代替制御に相当する。その後、ＥＣＵ２００は、処理をＳ８０に移す。

Ｓ８０にて、ＥＣＵ２００は、ＥＨＣオフ遅延を解除する。これにより、ＥＨＣオフとすることが許容される。

図５は、第１代替制御が行なわれる場合のブレーキトルクおよびＥＨＣ状態の時間変化を示す図である。

時刻ｔ１にてユーザがブレーキペダルを踏み始めたことに応じてユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃ＞０となると、第２ＭＧ３０の回生発電が開始されて回生実行ブレーキトルクＴｐｂが増加し始める。この時点では、ＥＨＣオフ状態であるため回生電力はバッテリ７０に供給される。

時刻ｔ２にてＥＨＣオンとなると、回生電力はバッテリ７０だけでなくＥＨＣ１４０にも供給され始める。

時刻ｔ３にてＥＨＣオフ時ＷＩＮ越えと予測されると、予め「ＥＨＣオフ遅延」がなされる。「ＥＨＣオフ予告」がなされる時刻ｔ４までの間は、ユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃのうち、（Ｔｗｉｎ＋Ｔｐｅｈｃ＿ｍｉｎ）未満のトルクが回生実行ブレーキトルクＴｐｂに分担され、残りの（Ｔｗｉｎ＋Ｔｐｅｈｃ＿ｍｉｎ）を超えるトルクが油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃに分担される。

時刻ｔ４にて「ＥＨＣオフ予告」がなされると、第１代替制御が開始される。すなわち、回生電力がバッテリ受入可能電力ＷＩＮ未満となるように、回生実行ブレーキトルクＴｐｂが徐々に低下されるともに、回生実行ブレーキトルクＴｐｂの低下に応じて油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃが徐々に増加される。これにより、ユーザに違和感を与えることなく回生電力を低下させることができる。

時刻ｔ５にて回生電力がバッテリ受入可能電力ＷＩＮ未満となると（回生実行ブレーキトルクＴｐｂがバッテリ許容トルクＴｗｉｎ未満となると）、「ＥＨＣオフ遅延」が解除されＥＨＣオフとされる。これにより、ＥＨＣ１４０で消費されていた電力がバッテリ７０に供給されて回生電力がすべてバッテリ７０に供給されるが、この時点では回生電力がバッテリ受入可能電力ＷＩＮ未満となっているため、バッテリ過充電が防止される。

図６は、第２代替制御が行なわれる場合のブレーキトルクおよびＥＨＣ状態の時間変化を示す図である。

時刻ｔ１１にてユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃ＞０となると、第２ＭＧ３０の回生発電が開始されて回生実行ブレーキトルクＴｐｂが増加し始める。

時刻ｔ１２にてＥＨＣオンとなると、回生電力はバッテリ７０だけでなくＥＨＣ１４０にも供給され始める。時刻ｔ１３にて「ＥＨＣオフ時ＷＩＮ越え」と予測されると、予め「ＥＨＣオフ遅延」がなされる。「ＥＨＣ即オフ要求」がなされる時刻ｔ１４までの間は、ユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃのうち、（Ｔｗｉｎ＋Ｔｐｅｈｃ＿ｍｉｎ）未満のトルクが回生実行ブレーキトルクＴｐｂに分担され、残りの（Ｔｗｉｎ＋Ｔｐｅｈｃ＿ｍｉｎ）を超えるトルクが油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃに分担される。

時刻ｔ１４にて「ＥＨＣ即オフ要求」がなされると、第２代替制御が実行される。すなわち、回生発電が中断されて回生実行ブレーキトルクＴｐｂが即座に０に低下されるとともに、油圧ブレーキトルクＴｐｂｆｒｉｃが即座にユーザ要求ブレーキトルクＴｂｋｍｃに増加される。これにより、ＥＨＣ１４０に電力を供給できないような故障が発生した場合であっても、バッテリ過充電が即座に抑制されることになる。

第２代替制御が完了する時刻ｔ１５にて「ＥＨＣオフ遅延」が解除されＥＨＣオフとされる。この時点では既に回生発電が中断されているため、ＥＨＣオフとすることによって過剰な電力がバッテリ７０に供給されることはない。

以上のように、本実施例によるＥＣＵ２００は、ＥＨＣオン状態で車両１が回生制動している場合（回生電力をバッテリ７０およびＥＨＣ１４０の双方に供給している場合）に、ＥＨＣオフとすべき事情が生じたときは、ＥＨＣオフとすることを一時的に遅延させた上で回生ブレーキを油圧ブレーキに代替させる。そして、ＥＣＵ２００は、回生ブレーキから油圧ブレーキへの代替が完了した後に、ＥＨＣオフ遅延を解除する（ＥＨＣオフとすることを許容する）。これにより、第２ＭＧ３０の回生電力を有効に利用しつつバッテリ過充電抑制とドライバビリティ悪化抑制とを両立することができる。

今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、２ ポジションセンサ、３ ストロークセンサ、１０ エンジン、２０ 第１ＭＧ、３０ 第２ＭＧ、４０ 動力分割装置、５０ 減速機、６０ ＰＣＵ、６１ コンバータ、６２，６３ インバータ、７０ バッテリ、８０ 駆動輪、１００ 切替装置、１２０ 監視センサ、１３０ 排気通路、１４０ ＥＨＣ、２００ ＥＣＨ、２１０ 要求トルク算出部、２２０，２３０，２６０ 判定部、２５０ ＥＨＣオフ遅延部、２７０ ブレーキトルク制御部、２８０ ＥＨＣオフ遅延解除部、ＮＬ１ 負極線、ＮＬｅｈｃ 負極分岐線、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＰＬｅｈｃ 正極分岐線、Ｒ１，Ｒ２ リレー。

Claims (8)

1. 駆動輪に連結されたモータ（３０）と、
   前記モータとの間で電力を授受する蓄電装置（７０）と、
   エンジン（１０）と、
   前記モータと前記蓄電装置とを接続する電力線から供給される電力で加熱される、前記エンジンの排気を浄化する触媒装置（１４０）と、
   前記駆動輪に油圧ブレーキトルクを作用させる油圧ブレーキ装置（９０）と、
   前記モータおよび前記油圧ブレーキ装置を制御する制御装置（２００）とを備え、
   前記制御装置は、前記モータの回生発電によって生じた回生電力を前記蓄電装置および前記触媒装置の双方に供給している場合、前記触媒装置への電力供給を停止すべきであるという停止条件が成立したときに、前記回生発電による回生ブレーキトルクの少なくとも一部を前記油圧ブレーキトルクに代替させる、車両。
2. 前記停止条件は、前記触媒装置への電力供給を近い将来に停止すべきであるという第１停止条件を含み、
   前記制御装置は、前記回生電力を前記双方に供給している場合、前記第１停止条件が成立したときに、前記触媒装置への電力供給が停止される前に、前記回生ブレーキトルクを所定変化率未満の変化率で徐々に低下させるとともに前記油圧ブレーキトルクを前記回生ブレーキトルクの低下に応じて徐々に増加させる第１代替制御を実行する、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、前記回生電力を前記双方に供給している場合、前記第１停止条件が成立する前は、前記回生電力が前記蓄電装置の受入可能電力と前記触媒装置の消費電力との合計値未満となるように前記回生ブレーキトルクを制御し、
   前記第１代替制御は、前記回生電力が前記蓄電装置の受入可能電力未満となるまで前記回生ブレーキトルクを低下させるとともに前記油圧ブレーキトルクを前記回生ブレーキトルクの低下分だけ増加させる制御である、請求項２に記載の車両。
4. 前記停止条件は、前記触媒装置への電力供給を即座に停止すべきであるという第２停止条件を含み、
   前記制御装置は、前記回生電力を前記双方に供給している場合、前記第２停止条件が成立したときに、前記回生ブレーキトルクを所定変化率以上の変化率で即座に低下させるとともに前記油圧ブレーキトルクを前記回生ブレーキトルクの低下に応じて増加させる第２代替制御を実行する、請求項１に記載の車両。
5. 前記制御装置は、前記回生電力を前記双方に供給している場合、前記第２停止条件が成立する前は、前記回生電力が前記蓄電装置の受入可能電力と前記触媒装置の消費電力との合計値未満となるように前記回生ブレーキトルクを制御し、
   前記第２代替制御は、前記回生電力が零となるまで前記回生ブレーキトルクを低下させるとともに前記油圧ブレーキトルクを前記回生ブレーキトルクの低下分だけ増加させる制御である、請求項４に記載の車両。
6. 前記制御装置は、前記回生電力を前記双方に供給している場合、前記停止条件が成立する前は、前記回生ブレーキトルクと前記油圧ブレーキトルクとの分担を前記蓄電装置の受入可能電力および前記触媒装置の消費電力を用いて決定する、請求項１に記載の車両。
7. 前記制御装置は、前記回生電力が前記蓄電装置の受入可能電力と前記触媒装置の消費電力との合計値未満となるように前記回生ブレーキトルクを決定し、ユーザによる要求ブレーキトルクのうち前記回生ブレーキトルクを超えるトルクを前記油圧ブレーキトルクに分担させる、請求項６に記載の車両。
8. 車両の制御方法であって、
   前記車両は、
   駆動輪に連結されたモータ（３０）と、
   前記モータとの間で電力を授受する蓄電装置（７０）と、
   エンジン（１０）と、
   前記モータと前記蓄電装置とを接続する電力線から供給される電力で加熱される、前記エンジンの排気を浄化する触媒装置（１４０）と、
   前記駆動輪に油圧ブレーキトルクを作用させる油圧ブレーキ装置（９０）と、
   前記モータおよび前記油圧ブレーキ装置を制御する制御装置（２００）とを備え、
   前記制御方法は、
   前記モータの回生発電によって生じた回生電力を前記蓄電装置および前記触媒装置の双方に供給しているか否かを判定するステップと、
   前記回生電力を前記双方に供給している場合、前記触媒装置への電力供給を停止すべき条件が成立したときに、前記回生発電による回生ブレーキトルクの少なくとも一部を前記油圧ブレーキトルクに代替させるステップとを含む、車両の制御方法。

Images