WO2008075502A1

WO2008075502A1 - 車両およびその制御方法

Info

Publication number: WO2008075502A1
Application number: PCT/JP2007/070819
Authority: WO
Inventors: Kunihiko Jinno; Tadashi Nakagawa; Masahiko Maeda; Hideaki Yaguchi
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2008-06-26
Also published as: US8255137B2; JP4258548B2; CN101573249B; CN101573249A; DE112007003093B4; DE112007003093T5; JP2008154393A; US20100076657A1

Abstract

　ハイブリッド自動車２０では、運転者により制動要求操作がなされたときにＥＣＯスイッチ８８がオンされていると、ＥＣＯスイッチ８８のオフ時に用いられる通常時回生配分率設定用マップに比べてエネルギ効率を優先するＥＣＯモード時回生配分率設定用マップと運転者の制動要求操作に基づく要求制動力ＢＦ＊とを用いて目標回生配分率ｄが設定され（Ｓ１５０）、当該目標回生配分率ｄに基づいて要求制動力ＢＦ＊が得られるようにモータＭＧ２とブレーキユニット９０とが制御される（Ｓ１６０～Ｓ２３０）。

Description

明細書

車両およびその制御方法

技術分野

[0001] 本発明は、車両およびその制御方法に関し、特に、回生制動力を出力可能な電動機と摩擦制動力を出力可能な摩擦制動手段とを有する車両およびその制御方法に関する。

背景技術

[0002] 従来から、回生制動と摩擦制動とを協調させて制動力を得る車両用制動装置として、車速の低下に伴って回生制動の分担率を低下させ、その分、摩擦制動の分担率を高めるものが知られている（例えば、特許文献 1参照）。この車両用制動装置では、回生制動から摩擦制動への切り換え時に、摩擦制動の指令値に対する応答遅れに起因した減速度の不足を防止するために、回生制動トルクの低下割合を摩擦制動トルクの応答遅れに応じて抑制して!/、る。

特許文献 1：特開 2004 _ 196064号公報

発明の開示

[0003] 上述の車両用制動装置を備えた車両では、運転者により制動要求操作がなされたときに、車速が低いほど回生制動よりも摩擦制動の分担率が多く設定されるので、制動性能や制動フィーリングとレ、つたドライバビリティを確保することができる力その分、車両の燃費等のエネルギ効率を悪化させてしまうこともある。また、運転者の中には、運転に支障のな!/、範囲内でドライバビリティが多少損なわれたとしてもエネルギ効率の向上を望むものもいると考えられる。

[0004] そこで、本発明は、回生制動力を出力可能な電動機と摩擦制動力を出力可能な摩擦制動手段とを有する車両において、車両のエネルギ効率の向上を優先するか否力、を運転者等が任意に選択できるようにすることを目的とする。

[0005] 本発明による車両およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採っている。

[0006] 本発明による車両は、回生制動力を出力可能な電動機と摩擦制動力を出力可能な摩擦制動手段とを有する車両にお!/ヽて、

運転者の制動要求操作により要求されている要求制動力を設定する要求制動力設定手段と、

エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイッチと、

前記制動要求操作がなされたときに前記効率優先モード選択スィッチがオフされている場合には、前記要求制動力に対する前記回生制動力と前記摩擦制動力との分配比と前記車速との関係を規定する第 1の制動力分配制約と前記設定された要求制動力とを用いて前記回生制動力と前記摩擦制動力との分配比を設定すると共に、前記制動要求操作がなされたときに前記効率優先モード選択スィッチがオンされている場合には、前記第 1の制動力分配制約に比べてエネルギ効率を優先して前記要求制動力に対する前記分配比と前記車速との関係を規定する第 2の制動力分配制約と前記設定された要求制動力とを用いて前記回生制動力と前記摩擦制動力との分配比を設定する制動力分配比設定手段と、

前記設定された分配比に基づいて前記要求制動力が得られるように前記電動機と前記摩擦制動手段とを制御する制動制御手段と、

を備えるものである。

この車両では、運転者により制動要求操作がなされたときに効率優先モード選択スイッチがオフされている場合、当該制動要求操作に基づく要求制動力と第 1の制動力分配制約とを用いて回生制動力と摩擦制動力との分配比が設定され、設定された分配比に基づいて要求制動力が得られるように電動機と摩擦制動手段とが制御される。また、制動要求操作がなされたときに効率優先モード選択スィッチがオンされている場合、制動要求操作に基づく要求制動力と第 1の制動力分配制約に比べてェネルギ効率を優先する第 2の制動力分配制約とを用いて回生制動力と摩擦制動力との分配比が設定され、設定された分配比に基づいて要求制動力が得られるように電動機と摩擦制動手段とが制御される。これにより、この車両では、効率優先モード選択スィッチを操作するだけで、車両のエネルギ効率の向上を優先するか否かを任意に選択することが可能となる。すなわち、効率優先モード選択スィッチをオフすれば、制動要求操作を実行した際に車両のエネルギ効率が多少損なわれたとしても制動性能や制動フィーリングといったドライバビリティを良好に確保することが可能となり、効率優先モード選択スィッチをオンすれば、制動要求操作を実行した際に運転に支障のない範囲内でドライバビリティが多少損なわれたとしてもエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。

[0008] また、上記車両は、車速を検出する車速検出手段を更に備えてもよぐ前記第 2の制動力分配制約は、前記検出された車速が所定の車速域にあるときに前記回生制動力の配分を前記第 1の制動力分配制約に比べて多くするものであってもよい。これにより、効率優先モード選択スィッチがオンされている際に、電動機によるエネルギ回収を促進させて車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。

[0009] 更に、前記第 2の制動力分配制約は、前記電動機に前記回生制動力を出力させるときの車速である回生実行車速の下限値を前記第 1の制動力分配制約に比べて小さく設定するものであってもよい。これにより、低車速域においても電動機によるエネルギ回収をできるだけ実行するようにして車両のエネルギ効率をより一層向上させることが可能となる。

[0010] また、上記車両は、内燃機関と、所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを更に備えてもよぐ前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であってもよい。

[0011] 更に、前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段であつてもよい。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との 3 軸に接続され、これら 3軸のうちの何れ力、 2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する 3軸式動力入出力手段とを含むものであってもよい。 [0012] また、前記動力伝達手段は、無段変速機であってもよ!/、。

[0013] そして、前記電動機は、所定の車軸に動力を入出力可能なものであってもよい。

[0014] 本発明による車両の制御方法は、回生制動力を出力可能な電動機と、摩擦制動力を出力可能な摩擦制動手段と、エネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スィッチとを備えた車両の制御方法であって、

(a)運転者により制動要求操作がなされたときに前記効率優先モード選択スィッチがオフされている場合には、前記要求制動力に対する前記回生制動力と前記摩擦制動力との分配比と前記車速との関係を規定する第 1の制動力分配制約と前記設定された要求制動力とを用いて前記回生制動力と前記摩擦制動力との分配比を設定すると共に、前記制動要求操作がなされたときに前記効率優先モード選択スィッチがォンされている場合には、前記第 1の制動力分配制約に比べてエネルギ効率を優先して前記要求制動力に対する前記分配比と前記車速との関係を規定する第 2の制動力分配制約と前記設定された要求制動力とを用いて前記回生制動力と前記摩擦制動力との分配比を設定するステップと、

(b)ステップ (a)にて設定された分配比に基づいて前記要求制動力が得られるように前記電動機と前記摩擦制動手段とを制御するステップと、

を含むものである。

[0015] この方法によれば、効率優先モード選択スィッチを操作するだけで、車両のェネルギ効率の向上を優先するか否力、を任意に選択することが可能となる。すなわち、効率優先モード選択スィッチをオフすれば、車両のエネルギ効率が多少損なわれたとしても制動性能や制動フィーリングといったドライバビリティを良好に確保することが可能となり、効率優先モード選択スィッチをオンすれば、運転に支障のない範囲内でドライバビリティが多少損なわれたとしてもエネルギ効率の向上を図ることが可能となる

[0016] また、上記方法において、前記第 2の制動力分配制約は、前記車両の車速が所定の車速域にあるときに前記回生制動力の配分を前記第 1の制動力分配制約に比べて多くするものであってもよい。この場合、前記第 2の制動力分配制約は、前記電動機に前記回生制動力を出力させるときの車速である回生実行車速の下限値を前記第 1の制動力分配制約に比べて小さく設定するものであってもよい。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]本発明の一実施例に係るハイブリッド自動車 20の概略構成図である。

[図 2]ハイブリッド自動車 20の走行中に運転者によりブレーキペダル 85が踏み込まれたときにハイブリッド ECU70により実行される制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

[図 3]要求制動力設定用マップの一例を示す説明図である。

[図 4]通常時回生配分率設定用マップと ECOモード時回生配分率設定用マップとを例示する説明図である。

[図 5]変形例に係るハイブリッド自動車 20Aの概略構成図である。

[図 6]他の変形例に係るハイブリッド自動車 20Bの概略構成図である。

[図 7]更に他の変形例に係るハイブリッド自動車 20Cの概略構成図である。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

[0019] 図 1は、本発明の一実施例に係る自動車としてのハイブリッド自動車 20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車 20は、エンジン 22と、エンジン 22の出力軸であるクランクシャフト 26にダンバ 28を介して接続された 3軸式の動力分配統合機構 30と、動力分配統合機構 30に接続された発電可能なモータ MG1と、動力分配統合機構 30に接続された車軸としてのリングギヤ軸 32aに取り付けられた減速ギヤ 35と、この減速ギヤ 35を介してリングギヤ軸 32aに機械的に接続されたモータ MG2と、摩擦制動力を出力可能な制動手段である電子制御式油圧ブレーキユニット（以下、単に「ブレーキユニット」とレ、う） 90と、ハイブリッド自動車 20の全体をコントロールするハイブリツド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッド ECU」という） 70等とを備えるものである。

[0020] エンジン 22は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジン ECU」という） 24により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジン E CU24には、エンジン 22に対して設けられて当該エンジン 22の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジン ECU24は、ハイブリッド ECU 70と通信しており、ハイブリッド ECU70からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン 22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン 22の運転状態に関するデータをノ、イブリツド ECU70に出力する。

[0021] 動力分配統合機構 30は、外歯歯車のサンギヤ 31と、このサンギヤ 31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ 32と、サンギヤ 31に嚙合すると共にリングギヤ 3 2に嚙合する複数のピニオンギヤ 33と、複数のピニオンギヤ 33を自転かつ公転自在に保持するキャリア 34とを備え、サンギヤ 31とリングギヤ 32とキャリア 34とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア 34にはエンジン 22のクランクシャフト 26力サンギヤ 31にはモータ MG1 ヽ車軸側回転要素としてのリングギヤ 32にはリングギヤ軸 32aを介して減速ギヤ 35 がそれぞれ連結されており、動力分配統合機構 30は、モータ MG1が発電機として機能するときにはキャリア 34から入力されるエンジン 22からの動力をサンギヤ 31側とリングギヤ 32側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータ MG1が電動機として機能するときにはキャリア 34から入力されるエンジン 22からの動力とサンギヤ 31から入力されるモータ MG1からの動力を統合してリングギヤ 32側に出力する。リングギヤ 32に出力された動力は、リングギヤ軸 32aからギヤ機構 37およびデフアレンシャルギヤ 38 を介して最終的に駆動輪である車輪 39a, 39bに出力される。

[0022] モータ MG1およびモータ MG2は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ 41 , 42を介して二次電池であるバッテリ 50と電力のやり取りを行う。インバータ 41 , 42とノッテリ 5 0とを接続する電力ライン 54は、各インバータ 41 , 42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータ MG1 , MG2の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになつている。従って、ノッテリ 50は、モータ MG 1 , MG2の何れ力、から生じた電力や不足する電力により充放電されることになり、モータ MG1 , MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ 50は充放電されないことになる。モータ MG1 , MG2は、何れもモータ用電子制御ユニット（以下、「モータ ECU」という） 40により駆動制御されている。モータ ECU40には、モータ M Gl , MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータ MG1 , MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ 43, 44からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータ MG1 , MG2に印加される相電流等が入力されており、モータ ECU40からは、インバータ 41 , 42へのスイッチング制御信号等が出力される。モータ ECU40は、回転位置検出センサ 43, 44から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータ MG1 , MG2の回転子の回転数 Nm 1 , Nm2を計算している。また、モータ ECU40は、ハイブリッド ECU70と通信しており、ハイブリッド ECU70からの制御信号等に基づいてモータ MG1 , MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータ MG1 , MG2の運転状態に関するデータをハイプリッド ECU70に出力する。

[0023] ノッテリ 50は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリ ECU」という） 52によつて管理されている。バッテリ ECU52には、バッテリ 50を管理するのに必要な信号、例えば、ノッテリ 50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、ノッテリ 50の出力端子に接続された電力ライン 54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ 50に取り付けられた温度センサ 51からのバッテリ温度 Tb等が入力されている。バッテリ ECU52は、必要に応じてバッテリ 50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド ECU70やエンジン ECU24に出力する。更に、バッテリ ECU52は、バッテリ 50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づレ、て残容量 SOCも算出して!/、る。

[0024] ブレーキユニット 90は、マスタシリンダ 91や流体圧式（油圧式）のブレーキアクチュエータ 92、駆動輪たる車輪 39a, 39bや他の車輪に対して設けられ、各車輪に取り付けられたブレーキディスクを挟持して対応する車輪に摩擦制動力を付与可能なブレーキパッドを駆動するホイールシリンダ 93a〜93d、ホイールシリンダ 93a〜93dごとに設けられて対応するホイールシリンダの油圧（ホイールシリンダ圧）を検出するホィールシリンダ圧センサ 94a〜94d、ブレーキアクチユエータ 92を制御するブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキ ECU」という） 95等を含む。ブレーキアクチユエータ 92は、図示しない油圧発生源としてのポンプやアキュムレータ、マスタシリンダ 9 1とホイールシリンダ 93a〜93dとの連通状態を制御するマスタシリンダカットソレノイドバルブ、ブレーキペダル 85の踏み込み量に応じてペダル踏力に対する反力を創出するストロークシミュレータ等を有する。また、ブレーキ ECU95は、図示しない信号ラインを介して、マスタシリンダ圧を検出する図示しないマスタシリンダ圧センサからのマスタシリンダ圧や、ホイールシリンダ圧センサ 94a〜94dからのホイールシリンダ圧、図示しない車輪速センサからの車輪速、図示しない操舵角センサからの操舵角等を入力すると共に、ハイブリッド ECU70等との間で通信により各種信号のやり取りを行う。そして、ブレーキ ECU95は、ブレーキペダル 85の踏み込み量を示すブレーキペダルストローク BSや車速 V等に基づいてハイブリッド自動車 20に作用させるべき制動トルクのうちのブレーキユニット 90による分担分に応じた摩擦制動トルクが車輪 3 9a, 39bや他の車輪に作用するようにブレーキアクチユエータ 92を制御する。また、ブレーキ ECU95は、図示しないセンサにより検出される車輪速、車両前後および横方向の加速度、ョーレート、操舵角といった各種パラメータに基づいていわゆる ABS 制御やトラクシヨンコントロール (TRC)、車両安定化制御 (VSC)等をも実行可能である。更に、ブレーキ ECU95は、所定条件が成立した場合、運転者によるブレーキペダル 85の踏み込み操作とは無関係に、車輪 39a, 39bや他の車輪に摩擦制動トルクが作用するようにブレーキアクチユエータ 92を制御することができる。

ハイブリッド ECU70は、 CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、 CPU72の他に処理プログラムを記憶する ROM74と、データを一時的に記憶する RAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド E CU70には、ィグニッシヨンスィッチ（スタートスィッチ） 80からのィグニッシヨン信号、シフトレバー 81の操作位置であるシフトポジション SPを検出するシフトポジションセンサ 82からのシフトポジション SP、アクセルペダル 83の踏み込み量を検出するァクセルペダルポジションセンサ 84からのアクセル開度 Acc、ブレーキペダル 85の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ 86からのブレーキペダルストローク BS、車速センサ 87からの車速 V等が入力ポートを介して入力される。また、実施例のハイブリッド自動車 20の運転席近傍には、走行時の制御モードとして、ドライバビリティよりも燃費等のエネルギ効率を優先する ECOモード (効率優先モード）を選択するための ECOスィッチ（効率優先モード選択スィッチ） 88が設けられており、この EC Oスィッチ 88もハイブリッド ECU70に接続されている。 ECOスィッチ 88が運転者等によりオンされると、通常時 (スィッチオフ時）には値 0に設定される所定の ECOフラグ Fecoが値 1に設定されると共に、予め定められた効率優先時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車 20が制御されることになる。そして、ハイブリッド ECU70は、上述したように、エンジン ECU24やモータ ECU40、バッテリ ECU52、ブレーキ E CU95等と通信ポートを介して接続されており、エンジン ECU24やモータ ECU40、バッテリ ECU52、ブレーキ ECU95等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。

[0026] 上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車 20では、運転者によるァクセルペダル 83の踏み込み量に対応するアクセル開度 Accと車速 Vとに基づいて車軸としてのリングギヤ軸 32aに出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに対応する動力カ^ングギヤ軸 32aに出力されるようにエンジン 22とモータ MG1とモータ MG 2とが制御される。エンジン 22とモータ MG1とモータ MG2の運転制御モードとしては、要求トルクに見合う動力がエンジン 22から出力されるようにエンジン 22を運転制御すると共にエンジン 22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構 30とモータ MG1とモータ MG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸 32aに出力されるようモータ MG1およびモータ MG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ 50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン 22から出力されるようにエンジン 22を運転制御すると共にバッテリ 50の充放電を伴ってエンジン 22 力、ら出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構 30とモータ MG1とモータ MG2とによるトルク変換を伴って要求動力力 Sリングギヤ軸 32aに出力されるようモータ MG1およびモータ MG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン 22の運転を停止してモータ MG2から要求動力に見合う動力をリングギヤ軸 32aに出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。

[0027] 次に、上記ハイブリッド自動車 20の走行中に運転者によりブレーキペダル 85が踏み込まれたときの動作について説明する。図 2は、ハイブリッド自動車 20の走行中に運転者によりブレーキペダル 85が踏み込まれたときにハイブリッド ECU70により所定時間ごと（例えば、数 msecごと）に実行される制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、実施例のハイブリッド自動車 20では、その減速時に基本的にエンジン 22が停止されることから、ここでは、エンジン 22が停止しているときの動作を例にとって説明する。

[0028] 図 2の制動時制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッド ECU70の CPU72は、ブレーキぺダノレストロークセンサ BSからのブレーキぺダノレストローク BS、車速センサ 87 からの車速 V、モータ MG2の回転数 Nm2、バッテリ 50の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限 Win、 ECOフラグ Fecoの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップ S100)。ここで、モータ MG2の回転数 Nm 2は、モータ ECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ 50の入力制限 Winは、バッテリ ECU52から通信により入力するものとした。なお、バッテリ 50の入力制限 Winは、バッテリ 50の温度に基づいて入力制限 Winの基本値を設定すると共に、バッテリ 50の残容量（SOC)に基づいて入力制限用補正係数を設定し、設定した基本値と補正係数とを乗じることにより設定することができる。ステップ S100のデータ入力処理の後、入力したブレーキペダルストローク BSに基づいて運転者によりブレーキペダル 85に加えられたペダル踏力 Fpdを計算する（ステップ S110)。実施例では、ブレーキペダルストローク BSとペダル踏力 Fpdとの関係が予め定められて図示しないペダル踏力設定用マップとしてハイブリッド ECU70の ROM74に記憶されており、ペダル踏力 Fpdとしては、与えられたブレーキペダルストローク BSに対応するものが当該マップから導出 '設定される。更に、こうして計算したペダル踏力 Fpdに基づいて運転者により要求されている要求制動力 BF *を設定する（ステップ S 120)。実施例では、運転者によるペダル踏力 Fpdと要求制動力 BF *との関係が予め定められて要求制動力設定用マップとしてハイブリッド ECU70の ROMに記憶されており、要求制動力 BF *としては、与えられたペダル踏力 Fpdに対応するものが当該マップから導出 '設定される。図 3に要求制動力設定用マップの一例を示す。

[0029] 続いて、 ECOフラグ Fecoが値 0であるか否力、、すなわち運転者等により ECOスイツチ 88がオフされているか否かを判定し（ステップ S 130)、 ECOフラグ Fecoが値 0である場合には、ステップ S 100にて入力した車速 Vとステップ S120にて設定した要求制動力 BF *と第 1の制動力分配制約としての通常時回生配分率設定用マップとを用いてモータ MG2に出力させる回生制動力の要求制動力 BF *に対する割合を示す目標回生配分率 dを設定する (ステップ S140)。また、運転者等により ECOスイツチ 88がオンされており、 ECOフラグ Fecoが値 1に設定されている場合には、ステップ S 100にて入力した車速 Vとステップ S 120にて設定した要求制動力 BF *と第 2の制動力分配制約としての ECOモード時回生配分率設定用マップとを用いて目標回生配分率 dを設定する (ステップ S150)。図 4に例示するように、通常時回生配分率設定用マップ（図中実線参照）と ECOモード時回生配分率設定用マップ（図中破線参照）とは、それぞれある要求制動力 BF *に対するモータ MG2による回生制動力とブレーキユニット 90による摩擦制動力との分配比と車速 Vとの関係を規定するものであり、予め実験、解析を経て作成されて ROM74に記憶されている。従って、ステップ S 140または S 150では、与えられた要求制動力 BF *と車速 Vとに対応した目標回生配分率 dが通常時回生配分率設定用マップまたは ECOモード時回生配分率設定用マップから導出'設定される。ここで、実施例では、 ECOスィッチ 88がオフされている場合、エネルギ効率よりも制動性能や制動フィーリングとレ、つたドライバビリティの良好な確保を優先して、車速 Vが所定の下限値 VI (例えば 7km程度）を超えていればモータ MG2に回生制動力を出力させ、車速 Vが下限値 VIから所定値 V2 (例えば 1 5km程度）までの範囲にあるときにはモータ MG2から回生制動力を例えば車速 Vに比例するように出力させ、車速 Vが所定値 V2以上であればモータ MG2の定格トルク等を考慮して車速 Vに拘わらずモータ MG2による回生制動力を一定の値 BFrefとすることとしている。従って、通常時回生配分率設定用マップは、このようなエネルギ効率よりもドライバビリティを優先した通常時用の制約を満たすように作成される（図 4の実線参照）。これに対して、 ECOスィッチ 88がオンされている場合、ドライバビリティよりも燃費等のエネルギ効率を優先して、車速 Vが通常時の下限値 VIよりも小さい下限値 (例えば 4km程度）を超えていればモータ MG2に回生制動力を出力させ、車速 Vが下限値力も上記所定値 V2よりも小さい値 (例えば 10km程度）までの範囲にあるときにはモータ MG2から回生制動力を例えば車速 Vに比例するように出力させ、車速 Vが ^IV2' 以上であればモータ MG2による回生制動力を一定の値 BFrefとすることとしている。従って、 ECOモード時回生配分率設定用マップは、このようなドライバビリティよりもエネルギ効率を優先した ECOモード時用の制約を満たすように作成される（図 4の破線参照）。すなわち、 ECOモード時回生配分率設定用マップは、モータ MG2に回生制動力を出力させるときの車速である回生実行車速の下限直を通常時回生配分率設定用マップ直 VI)に比べて小さく設定するように定められている。これにより、 ECOスィッチ 88がオンされているときに ECOモード時回生配分率設定用マップを用いた場合には、 ECOスィッチ 88がオフされているときに通常時回生配分率設定用マップを用いた場合に比べて車速 Vが低車速域（ VI' <V≤V2)にあるときに回生制動力の配分が多くなる。

ステップ S140または S150にて目標回生配分率 dを設定したならば、ステップ S 12 0にて設定した要求制動力 BF *に目標回生配分率 dを乗じることにより目標回生制動力 BFr *を計算する（ステップ S160)。更に、バッテリ 50の入力制限 Winをモータ MG2の回転数 Nm2で除することによりモータ MG2のトルク制限 Tminを計算すると共に (ステップ S 170)、目標回生制動力 BFr *と所定の換算係数 kとの積を減速ギヤ 35のギヤ比 Grで除することにより仮モータトルク Tm2tmpを計算する（ステップ S18 0)。次いで、モータ MG1に対するトルク指令 Tml *を値 0に設定すると共に先に計算したトルク制限 Tminと仮モータトルク Tm2tmpとのうちのより大きい方 (制動トルクとして小さ!/、方）をモータ MG2のトルク指令 Tm2 *として設定する（ステップ S 190)。このようにしてトルク指令 Tm2 *を設定することにより、バッテリ 50の入力制限 Winの範囲内でモータ MG2に回生制動トルクを出力させることが可能となる。こうしてモータ MG1 , MG2のトルク指令 Tml * , Tm2 *を設定したならば、ステップ S 140またはステップ S150にて設定した目標回生配分率 dが値 1未満であるか否かを判定し（ステップ S200)、目標回生配分率 dが値 1未満であれば、トルク指令 Tm2 *と減速ギャ 35のギヤ比 Grとの積を上記換算係数 kで除した値を要求制動力 BF *から減じることによりブレーキユニット 90に発生させるべき要求摩擦制動力 BFf *を設定する（ステツプ S210)。これに対して、目標回生配分率 dが値 1であれば、要求制動力 BFf * をモータ MG2による回生制動力でまかなうことができることから、要求摩擦制動力 BF f *を値 0に設定する（ステップ S220)。そして、トルク指令 Tml *および Tm2 *をモータ ECU40に、要求摩擦制動力 BF *をブレーキ ECU95に送信し（ステップ S230 )、再度ステップ SI 00以降の処理を実行する。トルク指令 Tml * , Tm2 *を受信したモータ ECU40は、トルク指令 Tml * , Tm2 *に従ってモータ MG1 , MG2が駆動されるようにインバータ 41 , 42のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。また、要求摩擦制動力 BFf *を受信したブレーキ ECU95は、要求摩擦制動力 BFf *に応じた摩擦制動トルクが駆動輪である車輪 39a, 39bや他の車輪に付与されるようにブレーキアクチユエータ 92を制御する。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車 20では、運転者によりブレーキぺダル 85が踏み込まれて制動要求操作がなされたときに ECOスィッチ 88がオフされている場合、当該制動要求操作に基づく要求制動力 BF *と第 1の制動力分配制約たる通常時回生配分率設定用マップとを用いて目標回生配分率 dが設定され (ステツプ S140)、設定された目標回生配分率 dに基づいて要求制動力 BF *が得られるよぅにモータ 02とブレーキュニット90とが制御される（ステップ3160〜3230)。また、運転者によりブレーキペダル 85が踏み込まれて制動要求操作がなされたときに EC Oスィッチ 88がオンされている場合、当該制動要求操作に基づく要求制動力 BF *と通常時回生配分率設定用マップに比べてエネルギ効率を優先する第 2の制動力分配制約たる ECOモード時回生配分率設定用マップとを用いて目標回生配分率 dが設定され (ステップ S 150)、設定された目標回生配分率 dに基づいて要求制動力 BF *が得られるようにモータ MG2とブレーキユニット 90とが制御される（ステップ S 160 〜S230)。これにより、ハイブリッド自動車 20では、効率優先モード選択スィッチとしての ECOスィッチ 88を操作するだけで、ドライバビリティを優先するか車両のェネルギ効率の向上を優先するかを任意に選択することが可能となる。すなわち、 ECOスィツチ 88をオフすれば、低車速域においてブレーキユニット 90による摩擦制動力の配分が充分に確保されるので、制動要求操作を実行した際にエネルギ効率が多少損なわれたとしても制動性能や制動フィーリングといったドライバビリティを良好に確保すること力 S可能となる。また、 ECOスィッチ 88をオンすれば、低車速域においてモータ MG2による回生制動力の配分がより多く設定されるので、制動要求操作を実行した際に運転に支障のない範囲内でドライバビリティが多少損なわれたとしてもェネルギ効率の向上を図ることが可能となる。また、実施例のハイブリッド自動車 20において、 ECOスィッチ 88のオン時に使用される ECOモード時回生配分率設定用マップは、車速 Vが所定の低車速域 (V <V≤V2)にあるときに回生制動力の配分を通常時回生配分率設定用マップに比べて多くするものとされているので、 ECOスィッチ 88がオンされている際に、モータ MG2によるエネルギ回収を促進させてエネルギ効率すなわち燃費を向上させることが可能となる。すなわち、 ECOモード時回生配分率設定用マップを通常時回生配分率設定用マップに比べて回生実行車速の下限値を小さく設定するものとすれば、低車速域においてモータ MG2によるエネルギ回収をできるだけ実行するようにして車両のエネルギ効率をより一層向上させることができ

[0032] なお、上記実施例のハイブリッド自動車 20は、モータ MG2の動力をリングギヤ軸 3 2aに接続された車軸に出力するものである力本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図 5に示す変形例としてのハイブリッド自動車 20Aのように、モータ MG2の動力をリングギヤ軸 32aに接続された車軸（車輪 39a, 39bが接続された車軸）とは異なる車軸（図 5における車輪 39c, 39dに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。また、上記実施例のハイブリッド自動車 20 は、エンジン 22の動力を動力分配統合機構 30を介して車輪 39a, 39bに接続された車軸としてのリングギヤ軸 32aに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図 6に示す変形例としてのハイブリツド自動車 20Bのように、エンジン 22のクランクシャフトに接続されたインナーロータ 23 2と車輪 39a, 39bに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ 234とを有し、エンジン 22の動力の一部を車軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機 230を備えたものに適用されてもよい。更に、図示を省略するが、本発明は、車軸に動力を入出力可能な電動機と、上記ブレーキユニット 90のような摩擦制動手段とを備える電気自動車に適用され得ることはいうまでもない。

[0033] 更に、本発明は、車軸側回転要素としてのリングギヤ 32と機関側回転要素としてのキャリア 34とを有する動力分配統合機構 30の代わりに、エンジン 22の動力を車軸側に伝達する動力伝達手段として無段変速機（以下「CVT」という）を備えた車両に適用されてもよい。このような車両の一例であるハイブリッド自動車 20Cを図 7に示す。同図に示す変形例のハイブリッド自動車 20Cは、エンジン 22からの動力をトルタコンバータ 130や前後進切換機構 135、ベルト式の CVT140、ギヤ機構 37、デフアレンシャルギヤ 38等を介して例えば前輪である車輪 39a, 39bに出力する前輪駆動系と、同期発電電動機であるモータ MGからの動力をギヤ機構 37' 、デフアレンシャルギャ 38' 等を介して例えば後輪である車輪 39c, 39dに出力する後輪駆動系と、車輪 39a〜39dに摩擦制動力を付与可能なブレーキユニット 90と、車両全体を制御するハイブリッド ECU70とを備える。この場合、トルクコンバータ 130は、ロックアップ機構を有する流体式トルクコンバータとして構成される。また、前後進切換機構 135は、例えばダブルピニオンの遊星歯車機構とブレーキ B1とクラッチ C1とを含み、前後進の切り換えやトルクコンバータ 130と CVT140との接続.切離を実行する。 CVT140は、機関側回転要素としてのインプットシャフト 141に接続された溝幅を変更可能なブラィマリプーリ 143と、同様に溝幅を変更可能であって車軸側回転要素としてのアウトプットシャフト 142に接続されたセカンダリプーリ 144と、プライマリプーリ 143およびセカンダリプーリ 144の溝に巻き掛けられたベルト 145とを有する。そして、 CVT140 は、 CVT用電子制御ユニット 146により駆動制御される油圧回路 147からの作動油によりプライマリプーリ 143およびセカンダリプーリ 144の溝幅を変更することにより、インプットシャフト 141に入力した動力を無段階に変速してアウトプットシャフト 142に出力する。そして、モータ MGは、インバータ 45を介してエンジン 22により駆動されるオノレタネータ 29や、当該オルタネータ 29からの電力ラインに出力端子が接続されたバッテリ（高圧バッテリ） 50に接続されている。これにより、モータ MGは、オルタネータ 29ゃバッテリ 50からの電力により駆動されたり、回生を行って発電した電力によりノッテリ 50を充電したりする。このように構成されたハイブリッド自動車 20Cは、運転者のアクセルペダル 83の操作に応じて主としてエンジン 22からの動力を前輪である車輪 39a, 39bに出力して走行し、必要に応じて車輪 39a, 39bへの動力の出力に加えてモータ MGからの動力を後輪である車輪 39c, 39dに出力して 4輪駆動により走行する。なお、図 7のハイブリッド自動車 20Cにおいて、ベルト式の CVT140の代わりにトロイダル式の CVTを適用してもよ!/、。

ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と発明の開示の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例および変形例では、回生制動力を出力可能なモータ MG2, MGあるいは対ロータ電動機 23 0が「電動機」に相当し、摩擦制動力を出力可能なブレーキユニット 90が「摩擦制動手段」に相当する。また、ドライバビリティよりも燃費等のエネルギ効率を優先する EC Oモードを選択するための ECOスィッチ 88が「効率優先モード選択スィッチ」に相当し、図 2の制動時制御ルーチンを実行するハイブリッド ECU70が「要求制動力設定手段」、「制動力分配比設定手段」および「制動制御手段」に相当する。更に、ェンジン 22が「内燃機関」に相当し、車軸側回転要素としてのリングギヤ 32と機関軸側回転要素としてのキャリア 34とを有する動力分配統合機構 30や車軸側回転要素としてのインプットシャフト 141と機関軸側回転要素としてのアウトプットシャフト 142とを有する CVT140が「動力伝達手段」に相当する。また、モータ MG1および動力分配統合機構 30あるいは対ロータ電動機 230が「電力動力入出力手段」に相当し、バッテリ 50 力蓄電手段」に相当し、モータ MG1、オルタネータ 29あるいは対ロータ電動機 230 力 S「発電用電動機」に相当し、動力分配統合機構 30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。なお、これら実施例の主要な要素と発明の開示の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が発明の開示の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、発明の開示の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで発明の開示の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、発明の開示の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行われるべきものである。

[0035] 以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明した力本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しなレ、範囲内にお!/ヽて、様々な変更をなし得ることはレ、うまでもなレ、。

産業上の利用可能性

[0036] 本発明は、車両の製造産業等において利用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 回生制動力を出力可能な電動機と摩擦制動力を出力可能な摩擦制動手段とを有する車両において、

を備える車両。

[2] 請求項 1に記載の車両において、

車速を検出する車速検出手段を更に備え、

前記第 2の制動力分配制約は、前記検出された車速が所定の車速域にあるときに前記回生制動力の配分を前記第 1の制動力分配制約に比べて多くする車両。

[3] 前記第 2の制動力分配制約は、前記電動機に前記回生制動力を出力させるときの車速である回生実行車速の下限値を前記第 1の制動力分配制約に比べて小さく設定する請求項 2に記載の車両。

[4] 請求項 1に記載の車両において、

内燃機関と、所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを更に備え、

前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能でめる車両。

[5] 前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段である請求項 4に記載の車両。

[6] 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との 3軸に接続され、これら 3軸のうちの何れ力、 2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する 3軸式動力入出力手段とを含む請求項 5に記載の車両。

[7] 前記動力伝達手段は、無段変速機である請求項 4に記載の車両。

[8] 前記電動機は、所定の車軸に動力を入出力可能である請求項 1に記載の車両。

[9] 回生制動力を出力可能な電動機と、摩擦制動力を出力可能な摩擦制動手段と、ヱネルギ効率を優先する効率優先モードを選択するための効率優先モード選択スイツチとを備えた車両の制御方法であって、

(a)運転者により制動要求操作がなされたときに前記効率優先モード選択スィッチがオフされている場合には、前記要求制動力に対する前記回生制動力と前記摩擦制動力との分配比と前記車速との関係を規定する第 1の制動力分配制約と前記設定された要求制動力とを用いて前記回生制動力と前記摩擦制動力との分配比を設定すると共に、前記制動要求操作がなされたときに前記効率優先モード選択スィッチがォンされている場合には、前記第 1の制動力分配制約に比べてエネルギ効率を優先して前記要求制動力に対する前記分配比と前記車速との関係を規定する第 2の制動力分配制約と前記設定された要求制動力とを用いて前記回生制動力と前記摩擦制動力との分配比を設定するステップと、 (b)ステップ (a)にて設定された分配比に基づいて前記要求制動力が得られるように前記電動機と前記摩擦制動手段とを制御するステップと、

を含む車両の制御方法。

[10] 前記第 2の制動力分配制約は、前記車両の車速が所定の車速域にあるときに前記回生制動力の配分を前記第 1の制動力分配制約に比べて多くするものである請求項 9に記載の車両の制御方法。

[11] 前記第 2の制動力分配制約は、前記電動機に前記回生制動力を出力させるときの車速である回生実行車速の下限値を前記第 1の制動力分配制約に比べて小さく設定するものである請求項 11に記載の車両の制御方法。