WO2014199811A1 - ハイブリッド車両及びその制御方法 - Google Patents

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WO2014199811A1
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braking
torque
motor generator
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治雄 鈴木
芳久 小泉
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いすゞ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle including a hybrid system having a function of using both an internal combustion engine and a motor generator as a driving source for driving the vehicle. More specifically, the present invention maximizes the use of braking energy as charging energy. However, the present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof that can sufficiently secure a braking torque during deceleration of the hybrid vehicle.
  • a hybrid vehicle equipped with both an internal combustion engine and a motor generator
  • the vehicle is roughly divided into electricity generated by a generator driven by the internal combustion engine or driven by electricity from a battery charged with the generated electricity.
  • a deceleration comparison unit that compares a preset target deceleration and an actual deceleration due to the regenerative torque generated by the regenerative power generation when using the regenerative torque generated by the regenerative power generation of the motor as the braking force when decelerating the motor;
  • the engine and electric motor will work together, and both the engine brake of the engine and the regenerative torque of the electric motor will be used as braking force.
  • Hybrid vehicle and the like have been proposed having a regeneration control section, the that.
  • this hybrid vehicle has a traveling form in which the engine and the motor cooperate in the next deceleration when the deceleration during the traveling by the electric motor alone is insufficient with the regenerative torque of the electric motor alone. Therefore, at the time of deceleration during traveling by the initial electric motor alone, the vehicle is decelerated only by insufficient regenerative torque of the electric motor, so that there is a problem that a braking torque of the hybrid vehicle cannot be sufficiently secured.
  • the present inventor aims to provide a hybrid vehicle and a control method thereof that can sufficiently secure a braking torque when the hybrid vehicle is decelerated while using the braking energy as charging energy.
  • the target required braking torque required for deceleration can be applied only by the regenerative torque generated by generating power with the motor generator, only the regenerative torque of the motor generator is set, and the target required braking torque is set.
  • the braking torque by the engine brake of the internal combustion engine is added to the regenerative torque of the motor generator, and further, the target required braking torque is equal to the regenerative torque of the motor generator. If the sum of the maximum value and the maximum braking torque by the engine brake is exceeded, the motor regenerative torque and engine The braking torque by the brake, considered that the braking control operation by adding the braking torque due to the exhaust brake.
  • the engine brake is simply set to the maximum value of the regenerative torque. If the braking torque due to or the braking torque due to the exhaust brake is added, the target required braking torque will be exceeded. Therefore, in order to make the entire braking torque coincide with the target required braking torque, it is necessary to reduce the regenerative torque on the motor generator side by an amount exceeding the target required braking torque, and the regenerative energy is reduced accordingly. The problem of end.
  • a compression release brake also called a Jake brake
  • a compression release brake is used in a diesel engine or the like to assist braking torque of a large vehicle.
  • this compression release brake the compression of air in the cylinder is released by opening the exhaust valve without injecting fuel when the piston reaches near the top dead center in the compression stroke of the diesel engine.
  • the braking torque can be adjusted by adjusting and controlling the timing and degree of opening of the exhaust valve.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle including a hybrid system having a function of using both an internal combustion engine and a motor generator as a driving source for traveling the vehicle. It is an object of the present invention to provide a hybrid vehicle and a control method therefor that can sufficiently secure a braking torque when the hybrid vehicle is decelerated while using braking energy as charging energy to the maximum.
  • a hybrid vehicle of the present invention is a hybrid vehicle having a hybrid system having a function of using both an internal combustion engine and a motor generator as a driving source for driving the vehicle, and controls the hybrid system.
  • a control device that performs a first determination line indicating the maximum value of the braking torque of the motor generator based on the number of revolutions, and the braking torque of the compression release brake of the internal combustion engine is added to the braking torque of the first determination line.
  • Braking control data provided with a second determination line indicating the braking torque to which the value is added is prepared in advance, and the target required braking torque required for decelerating the hybrid vehicle is the first determination line and zero
  • the first braking control operation in which a braking torque is applied only by the regenerative torque generated by the power generation by the motor generator.
  • the required braking torque is in the second determination region between the first determination line and the second determination line, the regenerative torque generated by the power generation by the motor generator is braked by the compression release brake of the internal combustion engine.
  • the second brake control operation is performed with torque applied.
  • This braking control data is expressed by map data (deceleration cooperative control map), a function based on the number of revolutions, etc., and this number of revolutions is the number of revolutions of the axle or wheels of the hybrid vehicle,
  • map data deceleration cooperative control map
  • this number of revolutions is the number of revolutions of the axle or wheels of the hybrid vehicle.
  • the rotational speed of the motor generator and the rotational speed of the internal combustion engine, and these rotational speeds are closely related to each other. What is necessary is just to select and use a rotation speed.
  • This compression release brake is a mechanism that opens the exhaust valve without injecting fuel when the piston reaches near the top dead center during the compression stroke of the engine, and exhausts when the piston reaches near the top dead center. By opening the valve and letting the compressed air escape to the exhaust passage, the pressure energy is released and more energy loss is generated. Furthermore, if the exhaust valve is closed after the piston has passed through the top dead center, there is no fuel combustion, so the pressure in the cylinder decreases as the piston descends, making it resistant to piston lowering and crankshaft rotation. . As a result, braking torque is generated.
  • the regenerative torque of the motor generator is generated in the first braking control operation, and power is generated by the regenerative control of the motor generator.
  • the braking energy is obtained by adding the braking torque by the compression release brake of the internal combustion engine to the regenerative torque of the motor generator in the second braking control operation. The braking torque at the time of deceleration of the hybrid vehicle can be sufficiently ensured while maximally utilizing as the charging energy.
  • the compression release brake can adjust the braking torque by adjusting and controlling the timing and degree of opening of the exhaust valve, so that the regenerative torque by the motor generator is maximized.
  • the regenerative energy can be utilized to the maximum by the motor generator.
  • the braking control data indicates a braking torque obtained by adding a maximum value of a braking torque of an exhaust brake provided in an exhaust passage connected to the internal combustion engine to a braking torque of the second determination line.
  • 3 determination lines are set in advance, and the control device generates power with the motor generator when the target required braking torque is in a third determination region between the second determination line and the third determination line. If the third braking control operation is performed by adding the braking torque generated by the operation of the exhaust brake to the regenerative torque generated in this manner and the braking torque generated by the compression release brake of the internal combustion engine, the following effects can be obtained.
  • the braking torque due to the operation of the exhaust brake referred to here means that the exhaust pressure is increased by closing an exhaust brake valve provided in the middle of the exhaust passage, and the pumping loss is further increased. Is a braking torque obtained by increasing.
  • the target required braking torque cannot be ensured even if the braking torque by the compression release brake of the internal combustion engine is added to the regenerative torque of the motor generator, the regenerative torque of the motor generator and the By adding the braking torque by the operation of the exhaust brake in addition to the braking torque by the compression release brake of the internal combustion engine, the target required braking torque can be sufficiently ensured while using the braking energy as the charging energy.
  • a hybrid vehicle control method for achieving the above object is a hybrid vehicle control method including a hybrid system having a function of using both an internal combustion engine and a motor generator as a drive source for running the vehicle. Based on the number of revolutions, the first determination line indicating the maximum value of the braking torque of the motor generator, and the braking torque of the first determination line are set to the maximum value of the braking torque by the compression release brake of the internal combustion engine. Using the braking control data provided with the second determination line indicating the added braking torque, the target required braking torque required for decelerating the hybrid vehicle is between the first determination line and zero.
  • a first braking control operation is performed in which energy is recovered by applying braking torque to the wheels of the hybrid vehicle only by power generation of the motor generator,
  • the target required braking torque is in the second determination region between the first determination line and the second determination line, the braking torque is applied to the wheels by the power generation of the motor generator to recover energy.
  • the second braking control operation for generating the braking torque of the wheel by the compression release brake of the internal combustion engine is performed.
  • the braking torque is increased by adding the braking torque by the compression release brake of the internal combustion engine to the regenerative torque of the motor generator.
  • the braking torque at the time of deceleration of the hybrid vehicle can be sufficiently secured while maximally using energy as charging energy.
  • the maximum value of the braking torque of the exhaust brake provided in the exhaust passage connected to the internal combustion engine is added to the braking torque of the second determination line in the braking control data.
  • a third determination line indicating a braking torque is set in advance, and when the target required braking torque is in a third determination region between the second determination line and the third determination line, the motor generator generates power.
  • the third braking control operation is performed by adding the braking torque generated by the operation of the exhaust brake to the braking torque generated by the compression release brake of the internal combustion engine and the braking torque generated by the operation of the internal combustion engine, the regenerative torque of the motor generator Even when the braking torque by the compression release brake is applied, even if the target required braking torque cannot be secured, the braking torque by the operation of the exhaust brake can be further applied. In, while the most of the braking energy as a charging energy, the target braking torque demand can be sufficiently secured.
  • the target required braking torque at the time of deceleration of the vehicle can be ensured only by the regenerative torque of the motor generator
  • the target required braking torque is obtained by performing the regeneration control with the motor generator.
  • the electricity generated by this regenerative control can be charged to the battery. If the target required braking torque cannot be ensured only with the regenerative torque of the motor generator, the braking torque generated by the compression release brake of the internal combustion engine is added to the regenerative torque of the motor generator.
  • a part of the braking energy can be utilized to the maximum as the charging energy.
  • the target required braking torque is insufficient even when the braking torque by the compression release brake of the internal combustion engine is added to the braking torque of the motor generator, the braking torque by the operation of the exhaust brake is further generated.
  • the braking torque that can be generated during deceleration of the hybrid vehicle can be further increased.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a control flow relating to a hybrid vehicle control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the target required braking torque.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of the deceleration control map.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a selection method of deceleration control.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a range of regenerative torque that can be converted into regenerative energy.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an operation state of the first deceleration control operation.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an operation state of the second deceleration control operation.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an operation state of the third deceleration control operation.
  • a hybrid vehicle (HEV: hereinafter referred to as a vehicle) 1 according to this embodiment uses both an engine (internal combustion engine) 10 and a motor generator (traveling motor / generator) 20 for traveling.
  • This is a parallel hybrid vehicle that uses a power source.
  • a parallel hybrid vehicle will be described as an example.
  • the parallel hybrid vehicle is not necessarily used, and a function capable of using both the engine 10 and the motor generator 20 as a power source for traveling is used. Any hybrid vehicle may be used.
  • the hybrid vehicle 1 As shown in FIG. 6, the power of the engine 10 is transmitted to the transmission 30 via the torque converter 14 connected to the engine 10 and the engine clutch 15 in the connected state, and further from the transmission 30 via the propeller shaft 31. It is transmitted to the differential gear 32 and transmitted from the differential gear 32 to the wheel 34 via the drive shaft 33. Thereby, the power of the engine 10 is transmitted to the wheels 34, and the vehicle 1 travels.
  • the power charged (charged) in the battery 22 is supplied to the motor generator 20 via the inverter 21, and the motor generator 20 is driven by this power to generate power.
  • the power of the motor generator 20 is transmitted to the transmission 30 through the connected motor generator clutch 23, and further transmitted from the transmission 30 to the differential gear 32 through the propeller shaft 31, and is driven from the differential gear 32. It is transmitted to the wheel 34 via the shaft 33. Thereby, the motive power of the motor generator 20 is transmitted to the wheels 34 and the vehicle 1 travels.
  • transmission and disconnection of the power of the engine 10 to the wheels 34 is performed by switching operation of the engine clutch 15 and switching of the engine clutch 15, and the motor generator is switched by switching operation of the clutch 23 of the motor generator and switching of the motor clutch.
  • the transmission of the power of 20 to the wheel 34 is cut off, and the transmission of the power of the engine 10 or the motor generator 20 can be switched appropriately, and the engine clutch 15 and the motor generator clutch 23 are necessarily provided. There is no need.
  • the exhaust gas G generated by this combustion includes NOx (nitrogen oxide), PM (Particulate Matter: fine particles).
  • NOx nitrogen oxide
  • PM Pulfine Matter: fine particles
  • an exhaust gas purification device 13 having an oxidation catalyst device, a NOx reduction catalyst device, a PM trapping filter device, and the like is disposed in the exhaust passage 11, and the exhaust gas purification device 13 allows NOx in the exhaust gas G, PM etc. are purified.
  • the purified exhaust gas Gc is released into the atmosphere via a muffler (not shown) or the like.
  • a mechanical service brake such as a drum brake or a disc brake provided on the wheel 34, which is operated when the brake pedal is depressed, is provided.
  • a mechanical service brake such as a hydraulic type, a pneumatic type, a combined air-hydraulic type or the like is relatively small compared to the weight of the vehicle 1.
  • an exhaust brake valve (shutter valve) 12 is provided in the exhaust passage 11.
  • This compression release brake is a mechanism that opens the exhaust valve without injecting fuel when the piston reaches near the top dead center in the compression stroke of the engine 10.
  • the kinetic energy of the engine 10 is converted into pressure energy and compression heat due to the compression of air in the cylinder.
  • the piston passes the top dead center while keeping the cylinder airtight, the compressed air expands, The pressure energy of air is converted back into kinetic energy, but when the piston reaches the top dead center, the exhaust valve is opened to release the compressed air to the exhaust passage and release the pressure energy. More energy loss.
  • the exhaust valve is closed after the piston has passed through the top dead center, there is no fuel combustion, so the pressure in the cylinder decreases as the piston descends, making it resistant to piston lowering and crankshaft rotation. . As a result, braking torque is generated.
  • the exhaust brake closes the exhaust brake valve 12 and increases the exhaust pressure in the cylinder of the engine 10, thereby increasing the pumping loss and increasing the rotational resistance of the internal combustion engine. Can be obtained.
  • the exhaust brake valve 12 is disposed upstream of the exhaust gas purification device 13 in the exhaust passage 11, but the exhaust brake valve 12 is disposed downstream of the exhaust gas purification device 13. However, the same braking torque can be generated.
  • control apparatus 40 for controlling the engine 10, the motor generator 20, the hybrid system, and the vehicle 1 is provided.
  • the overall control of the engine 10 including the compression release brake control, the inverter 21 is provided.
  • the overall control of the motor generator 20 by the control, the overall control of the hybrid system including the connection / disconnection control of the engine clutch 15 and the connection / disconnection control of the motor generator clutch 23, and the opening / closing control of the exhaust brake valve 12 of the vehicle 1 Perform general control and so on.
  • FIG. 1 The control flow of FIG. 1 is repeatedly executed by the advanced control flow when the vehicle 1 is started.
  • the control flow returns to the advanced control flow by interruption, and the advanced control flow. It is shown as a control flow that stops with the stop.
  • step S11 it is determined in step S11 whether or not a braking torque for decelerating the vehicle 1 is necessary.
  • an accelerator pedal depression amount, a brake pedal depression amount, or the like is used. For example, when the accelerator pedal is released and the amount of depression becomes zero or the brake pedal is depressed, the vehicle 1 is instructed to decelerate, and it is determined that braking torque is required.
  • step S11 If it is determined in step S11 that braking torque is not necessary (NO), the process returns to step S11 after elapse of a preset first time (time related to the determination interval in step S11). If it is determined in step S11 that braking torque is required (YES), the process proceeds to the next step S12.
  • step S12 the target required braking torque Tt is calculated.
  • the target required braking torque Tt varies depending on the depression amount ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of the brake pedal and the vehicle speed, in other words, the propeller shaft 31, the drive shaft 33, the wheels 34, and the like.
  • the rotational speed of the horizontal axis shown in FIG. 2 the rotational speed of the propeller shaft 31, the drive shaft 33, or the wheel 34 of the vehicle, or these rotational speeds are closely related to each other.
  • the number of rotations of the output shaft of the transmission 30 the number of rotations of the motor generator 20, or the number of rotations of the internal combustion engine 10 a representative number of rotations is selected and used.
  • the rotational speed N of the internal combustion engine 10 is used.
  • the driver When the driver (driver) needs to decelerate the vehicle 1, the driver releases the accelerator pedal and depresses the brake pedal.
  • the rotation speed N1 set in advance according to the depression amounts ⁇ , ⁇ , and ⁇ of the brake pedal.
  • the required target torque Tt1 is calculated.
  • the required amount of torque Tt1 increases as the amount of depression increases, the absolute amount of torque on the required target torque Tt line Lt (L ⁇ , L ⁇ , L ⁇ ) based on the rotational speed N increases.
  • the target required braking torque line Lt depends on the amount of depression ⁇ , ⁇ , ⁇ of the brake pedal of the driver in addition to the rotational speed N of the internal combustion engine 10, so the target required braking torque line Lt It moves up and down according to the depression amounts ⁇ , ⁇ , ⁇ . More specifically, when the brake pedal depression amounts ⁇ , ⁇ , ⁇ are the second depression amount ⁇ larger than the first depression amount ⁇ , a larger target required braking torque Tt is required. This is the required braking torque line L ⁇ . Further, when the brake pedal depression amounts ⁇ , ⁇ , ⁇ are the third depression amount ⁇ larger than the second depression amount ⁇ , the target required braking torque Tt is further increased, and therefore the target required braking torque line L ⁇ . It becomes.
  • the target required braking torque line L ⁇ to be selected is selected, the target required braking torque Tt1 corresponding to the rotational speed N1 of the internal combustion engine 10 is calculated on the selected target required braking torque line L ⁇ .
  • the target required braking torque Tt1 calculated in step S12 is the first determination region R1 and second determination region R2 of the “deceleration control map (deceleration control data)” M1 as shown in FIG.
  • the third determination region R3 is determined.
  • the “deceleration control map” M1 in FIG. 3 has the first determination line L1, the second determination line L2, and the third determination with the rotational speed N of the internal combustion engine 10 as the horizontal axis and the braking torque T as the vertical axis. It is the figure which set line L3.
  • This “braking control data” M1 is set in advance based on experimental data of a running experiment and the like, and is incorporated in the control device 40.
  • the first determination line L1 is a line indicating the maximum value T1max of the regenerative torque (braking torque) T1 of the motor generator 20 based on the rotation speed N.
  • a region between the first determination line L1 and the horizontal axis L0 indicating zero braking torque is a first determination region R1
  • a region between the first determination line L1 and the second determination line L2 is a second determination region R2.
  • a region between the second determination line L2 and the third determination line L3 is defined as a third determination region R3.
  • the target required braking torque Tt when the vehicle 1 is decelerated can be sufficiently generated while using as charging energy.
  • step S13 when it is determined in step S13 that the target required braking torque Tt is in the second determination region R2 (eg, point B in FIG. 4; Ttb) between the first determination line L1 and the second determination line L2, step Proceeding to S15, as shown in FIG. 8, the maximum value T1max of the regenerative torque T1 generated by the motor generator 20 is generated, and the braking torque T2 generated by the compression release brake of the engine 10 is generated. A second braking control operation that generates Ttb is performed.
  • Ttb the target required braking torque Ttb when the vehicle 1 is decelerated
  • Ttb the braking torque Ttb when the vehicle 1 is decelerated
  • step S13 when it is determined in step S13 that the target required braking torque Tt is in the third determination region R3 (for example, point A in FIG. 4; Tta) between the second determination line L2 and the third determination line L3, step Proceeding to S16, as shown in FIG. 9, in addition to the regenerative torque T1 generated by the motor generator 20 and the braking torque T2max due to the operation of the compression release brake, the exhaust brake valve 12 is throttled (closed), and the exhaust brake valve The third braking control operation for generating the braking torque T3 by the operation of No. 12 is performed.
  • Tta ⁇ T1max ⁇ T2 the braking torque
  • steps S14, S15, and S16 the first, second, and third braking control operations are performed, and after a preset second time (time related to the control interval) has elapsed, the process returns to step S11. Steps S11 to S13 to S11, S11 to S14 to S11, and S11 to S15 to S11 are repeated. Then, when the operation of the vehicle 1 is stopped, the vehicle 1 returns by interruption and returns to the advanced control flow, and stops together with the stop of the advanced control flow.
  • a target required braking torque line L ⁇ corresponding to the brake pedal depression amount (for example, ⁇ ) by the driver is selected with reference to FIG. 3, and is shown in FIG.
  • the rotation speed N at that time is, for example, the rotation speed is Na
  • the target required torque Tt is calculated as Tta at the point A, and is determined to be in the third determination region R3 and the third braking control operation is performed.
  • the rotational speed N decreases.
  • the target required torque Tt moves on the target required braking torque line L ⁇ to the left side of FIG. 4 and enters the second determination region R2.
  • the braking control operation is performed, and further moves on the target required braking torque line L ⁇ to the left side of FIG. 4 and enters the first determination region R1.
  • the first braking control operation is performed.
  • FIG. 5 schematically shows a range of recovery torque (cross-hatched portion) that can be used as a recovery energy source when moving on the target required braking torque line L ⁇ .
  • the recovered torque can be utilized to the maximum, so the range of the recovered torque that can be used as a recovered energy source (cross-hatched portion) changes along the first determination line L1. .
  • the target required braking torque Tt when the vehicle 1 is decelerated can be secured only by the regenerative torque (braking torque T1) of the motor generator 20, By performing regenerative control only with the generator 20, the target required braking torque Tt can be secured, and the battery 22 can be charged with electricity generated by this regenerative control. Further, when it is determined that the target required braking torque Tt when the vehicle 1 is decelerated cannot be secured only by the regenerative torque T1 of the motor generator 20, the braking torque T1 of the motor generator 20 is determined by the compression release brake of the engine 10.
  • the target required braking torque Tt when the vehicle 1 is decelerated is secured by adding the braking torque T2, the vehicle 1 is decelerated while utilizing a part of the braking energy as the charging energy by the generation of the maximum regenerative torque. Sufficient braking torque can be secured.
  • the target required braking torque Tt is insufficient even if the braking torque T2 due to the compression release brake of the engine 10 is added to the braking torque T1 of the motor generator 20, in addition to these starting torques T1 and T2
  • the braking torque T3 generated by the operation of the exhaust brake valve 12 can be generated to generate the target required braking torque Tt that is required when the vehicle 1 is decelerated.
  • a part of the braking energy can be utilized to the maximum as charging energy.

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Abstract

　内燃機関１０と電動発電機２０の両方を車両１の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両１において、ハイブリッド車両１の減速時の目標要求制動トルクＴｔが、電動発電機２０の回生トルクＴ１のみで十分な場合には電動発電機２０による回生トルクＴ１のみを与え、不十分な場合には電動発電機２０による回生トルクＴ１に加えて、圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２を発生する。また、目標要求制動トルクＴｔが、電動発電機２０の回生トルクＴ１と圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２の和でも不十分な場合には排気ブレーキ１２による制動トルクＴ３を加える。これにより、制動エネルギーを充電エネルギーとして最大限に利用しながら、車両１の減速時の制動トルクを十分に確保する。

Description

ハイブリッド車両及びその制御方法
　本発明は、内燃機関と電動発電機の両方を車両の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両に関し、より詳細には、制動エネルギーを充電エネルギーとして最大限に利用しながら、ハイブリッド車両の減速時の制動トルクを十分に確保することができるハイブリッド車両及びその制御方法に関する。
　内燃機関と電動発電機の両方を搭載するハイブリッド車両（ＨＥＶ）においては、大別して、内燃機関に駆動される発電機で発電した電気、又は、発電した電気を充電したバッテリからの電気で駆動する電動機（走行用モータ）のみを走行用の動力源とするシリーズ型ハイブリッド車両と、内燃機関と電動発電機（走行用モータ）との両方を走行用の動力源とするパラレル型ハイブリッド車両とがある。
　このハイブリッド車両においては、車両が減速状態にあり、車両の車輪から回生エネルギーを回収できる場合は、電動発電機で回生発電し、このとき電動発電機で発生する制動トルクで車両の減速を行うが、大きな制動トルクが必要な場合は、電動発電機による制動トルクのみでは、車両の減速で必要とされる制動トルクを確保できず、ハイブリッド車両の減速を確実に行うことができないという問題がある。
　この問題に関連して、例えば、日本出願の特許第４９８８０４６号公報に記載されているように、電動機の回生トルクを制動力として利用する際のドライバビリティを向上させるために、電動機のみによる走行中の減速時に電動機の回生発電により生じる回生トルクを制動力として利用する際に、予め設定されている目標減速度と回生発電により生じる回生トルクによる実減速度とを比較する減速度比較部と、電動機が最大の回生トルクを発生しているにも係わらず減速度比較部の比較結果により実減速度が目標減速度以下となる状態が所定のパターンで生じたとき、今回の減速が終了した後の次回の減速時には、エンジンと電動機とが協働する走行形態とし、エンジンのエンジンブレーキと電動機の回生トルクとを共に制動力として利用する回生制御部と、を有するハイブリッド自動車等が提案されている。
　しかし、このハイブリッド自動車は、電動機のみによる走行中の減速時に、電動機の回生トルクのみでは減速が不十分であったときに、その次の減速時に、エンジンと電動機とが協働する走行形態とするものであるため、当初の電動機のみによる走行中の減速時では、電動機の不十分な回生トルクのみで減速するため、ハイブリッド自動車の制動トルクを十分に確保できない状態が発生するという問題がある。
　特に、トラックやバス等では、乗用車に比べて車重が大きく、この車重に比べて相対的にドラムブレーキ等の機械的なブレーキの容量が小さくなってしまうため、機械的なブレーキで発生する制動トルクよりも大きな制動トルクを発生する必要がある。そのため、排気ブレーキやリターダ等の補助ブレーキを装備している。
日本出願の特許第４９８８０４６号公報
　そのため、本発明者は、制動エネルギーを充電エネルギーとして利用しながら、ハイブリッド車両の減速時の制動トルクを十分に確保することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供することを目的に、ハイブリッド車両を減速するために必要とされる目標要求制動トルクが、電動発電機で発電して発生する回生トルクのみで制動トルクを与えることができる間は、電動発電機の回生トルクのみとし、目標要求制動トルクが、電動発電機の回生トルクの最大値を超えたときは、電動発電機の回生トルクに内燃機関のエンジンブレーキによる制動トルクを加え、さらに、目標要求制動トルクが、電動発電機の回生トルクの最大値とエンジンブレーキによる制動トルクの最大値の和を超えたときは、電動発電機の回生トルクとエンジンブレーキによる制動トルクに、排気ブレーキによる制動トルクを加えた制動制御運転を行うことを考えた。
　しかしながら、この場合においては、エンジンブレーキによる制動トルク及び排気ブレーキによる制動トルクは徐々に大きくすることができず、ある程度大きい制動トルクを発生させることになるため、単純に回生トルクの最大値にエンジンブレーキによる制動トルクや排気ブレーキによる制動トルクを加えると、目標要求制動トルクを超えてしまう。そのため、全体の制動トルクを目標要求制動トルクに一致させるためには、この目標要求制動トルクを超える分だけ、電動発電機側の回生トルクを小さくする必要があり、その分回生エネルギーが減少してしまうという問題が生じた。
　一方で、大型車両の制動トルクを補助するものとして、ジェイクブレーキとも呼ばれる圧縮開放ブレーキがディーゼルエンジンなどで使用されている。この圧縮開放ブレーキでは、ディーゼルエンジンの圧縮行程でピストンが上死点付近に達した段階で、燃料を噴射せずに排気バルブを開くことで、シリンダ内の空気の圧縮を開放しており、エンジンブレーキと異なり、排気バルブの開放の時期や度合いを調整制御することで、制動トルクを調整することができる。
　本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関と電動発電機の両方を車両の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両において、制動エネルギーを充電エネルギーとして最大限に利用しながら、ハイブリッド車両の減速時の制動トルクを十分に確保することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供することである。
　上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド車両は、内燃機関と電動発電機の両方を車両の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両において、前記ハイブリッドシステムを制御する制御装置が、回転数をベースに、前記電動発電機の制動トルクの最大値を示す第１判定線と、該第１判定線の制動トルクに前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクの最大値を加算した制動トルクを示す第２判定線を設けた制動制御用データを予め備え、前記ハイブリッド車両を減速するために必要とされる目標要求制動トルクが、前記第１判定線とゼロとの間の第１判定領域にあるときは、前記電動発電機で発電して発生する回生トルクのみで制動トルクを与える第１制動制御運転を行い、前記目標要求制動トルクが、前記第１判定線と前記第２判定線の間の第２判定領域にあるときは、前記電動発電機で発電して発生する回生トルクに前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクを加えた第２制動制御運転を行うように構成される。
　この制動制御用データは、マップデータ（減速時協調制御マップ）や回転数をベースにした関数等で表現されるものであり、また、この回転数は、ハイブリッド車両の車軸又は車輪の回転数や、電動発電機の回転数や内燃機関の回転数であり、これらの回転数は相互に密接な関係を持っているので、これらの回転数のうちの代表的な回転数、例えば、内燃機関の回転数を選択して用いればよい。
　この圧縮開放ブレーキは、エンジンの圧縮行程でピストンが上死点付近に達した段階で、燃料を噴射せずに排気バルブを開放する機構であり、ピストンが上死点付近に達した段階で排気バルブを開放し、圧縮されていた空気を排気通路に逃がすことで、圧力エネルギーを放出して、より多くのエネルギー損失を発生させる。さらに、ピストンが上死点を通過した後に排気バルブを閉じると、燃料の燃焼が無いのでピストンの下降に伴ってシリンダ内の圧力が下がり、ピストンの下降及びクランクシャフトの回転に対して抵抗となる。これらにより、制動トルクを発生する。
　この構成によれば、電動発電機の回生トルクのみで目標要求制動トルクを確保できる場合は、第１制動制御運転で電動発電機の回生トルクを発生させると共に、電動発電機の回生制御で発電した電気をバッテリに充電することで、制動エネルギーを充電エネルギーとして利用しながら、ハイブリッド車両の減速時の制動トルクを十分に確保できる。また、電動発電機の回生トルクのみで目標要求制動トルクを確保できない場合は、第２制動制御運転で電動発電機の回生トルクに、内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクを加えることで、制動エネルギーを充電エネルギーとして最大限に利用しながら、ハイブリッド車両の減速時の制動トルクを十分に確保できる。
　この場合においては、圧縮開放ブレーキは、エンジンブレーキと異なり、排気バルブの開放の時期と度合いを調整制御することで、制動トルクを調整することができるので、電動発電機による回生トルクを最大にして、全体の制動トルクを目標要求制動トルクに一致させるように、圧縮開放ブレーキによる制動トルクを調整することにより、電動発電機で回生エネルギーを最大限に利用できる。
　上記のハイブリッド車両において、前記制動制御用データに、前記第２判定線の制動トルクに、前記内燃機関に接続する排気通路に設けた排気ブレーキの制動トルクの最大値を加算した制動トルクを示す第３判定線を予め設定し、前記制御装置が、前記目標要求制動トルクが、前記第２判定線と前記第３判定線の間の第３判定領域にあるときは、前記電動発電機で発電して発生する回生トルクと前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクに、前記排気ブレーキの作動による制動トルクを加えた第３制動制御運転を行うように構成すると、次の効果を奏することができる。
　なお、ここでいう、排気ブレーキの作動による制動トルクとは、排気通路の途中に設けられた排気ブレーキ弁を閉じることで排気圧力を高めて、ポンピングロスをより大きくして、内燃機関の回転抵抗を増加させて得られる制動トルクである。
　この構成によれば、電動発電機の回生トルクに内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクを加えても、目標要求制動トルクを確保できない場合に、第３制動制御運転で電動発電機の回生トルク及び内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクに加えて、排気ブレーキの作動による制動トルクを加えることで、制動エネルギーを充電エネルギーとして利用しながら、目標要求制動トルクを十分に確保することができる。
　そして、上記の目的を達成するためのハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と電動発電機の両方を車両の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両の制御方法において、回転数をベースにした、前記電動発電機の制動トルクの最大値を示した第１判定線と、該第１判定線の制動トルクに、前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクの最大値を加算した制動トルクを示す第２判定線を設けた制動制御用データを用いて、前記ハイブリッド車両を減速するために必要とされる目標要求制動トルクが、前記第１判定線とゼロとの間の第１判定領域にあるときは、前記電動発電機の発電のみで前記ハイブリッド車両の車輪に制動トルクを与えてエネルギーを回収する第１制動制御運転を行い、前記目標要求制動トルクが、前記第１判定線と前記第２判定線の間の第２判定領域にあるときは、前記電動発電機の発電により前記車輪に制動トルクを与えてエネルギーを回収すると共に、前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる前記車輪の制動トルクを発生する第２制動制御運転を行うことを特徴とする方法である。
　この方法によれば、電動発電機の回生トルクのみで目標要求制動トルクを確保できない場合であっても、電動発電機の回生トルクに、内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクを加えることで、制動エネルギーを充電エネルギーとして最大限に利用しながら、ハイブリッド車両の減速時の制動トルクを十分に確保できる。
　また、上記のハイブリッド車両の制御方法において、前記制動制御用データに、前記第２判定線の制動トルクに、前記内燃機関に接続する排気通路に設けた排気ブレーキの制動トルクの最大値を加算した制動トルクを示す第３判定線を予め設定し、前記目標要求制動トルクが、前記第２判定線と前記第３判定線の間の第３判定領域にあるときは、前記電動発電機で発電して発生する回生トルクと前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクに、前記排気ブレーキの作動による制動トルクを加えた第３制動制御運転を行うようにすると、電動発電機の回生トルクに内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクを加えても、目標要求制動トルクを確保できない場合であっても、さらに、排気ブレーキの作動による制動トルクを加えることで、制動エネルギーを充電エネルギーとして最大限に利用しながら、目標要求制動トルクを十分に確保することができる。
　本発明のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、電動発電機の回生トルクのみで車両の減速時の目標要求制動トルクを確保できる場合は、電動発電機で回生制御を行うことで目標要求制動トルクを確保し、この回生制御で発電した電気をバッテリに充電できる。また、電動発電機の回生トルクのみで目標要求制動トルクを確保できない場合は、電動発電機の回生トルクに内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクを加えるので、車両の減速時の制動トルクを十分に確保することができ、また、回生トルクを最大で発生させることにより、制動エネルギーの一部を充電エネルギーとして最大限に利用することができる。
　さらに、目標要求制動トルクが、電動発電機の制動トルクに、内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクを加えても不足する場合に、さらに排気ブレーキの作動による制動トルクを発生させるように構成すると、ハイブリッド車両の減速時に発生可能な制動トルクをより大きくすることができる。
図１は、本発明の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法に関する制御フローの一例を示す図である。 図２は、目標要求制動トルクの説明用の図である。 図３は、減速制御用マップの一例を模式的に示す図である。 図４は、減速制御の選択方法の説明のための図である。 図５は、回生エネルギーに変換可能な回生トルクの範囲を模式的に示す図である。 図６は、本発明の実施の形態のハイブリッド車両の構成を示す図である。 図７は、第１減速制御運転の運転状態を示す図である。 図８は、第２減速制御運転の運転状態を示す図である。 図９は、第３減速制御運転の運転状態を示す図である。
　以下、本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両及びその制御方法について説明する。図６に示すように、この実施の形態のハイブリッド車両（ＨＥＶ：以下車両とする）１は、エンジン（内燃機関）１０と電動発電機（走行用電動機兼発電機）２０の両方を走行用の動力源とするパラレル型ハイブリッド車両である。
　なお、ここでは、パラレル型ハイブリッド車両を例にして説明するが、必ずしもパラレル型ハイブリッド車両でなくてもよく、エンジン１０と電動発電機２０の両方を走行用の動力源とすることができる機能を有するハイブリッド車両であればよい。
　最初に、本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両１について説明する。図６に示すように、このエンジン１０の動力は、エンジン１０に接続するトルクコンバータ１４、接続状態のエンジン用クラッチ１５を介してトランスミッション３０に伝達され、さらに、トランスミッション３０よりプロペラシャフト３１を介してデファレンシャルギア３２に伝達され、デファレンシャルギア３２よりドライブシャフト３３を介して車輪３４に伝達される。これにより、エンジン１０の動力が車輪３４に伝達され、車両１が走行する。
　一方、電動発電機２０の動力に関しては、バッテリ２２に充電（蓄電）された電力がインバータ２１を介して電動発電機２０に供給され、この電力により電動発電機２０が駆動され動力を発生する。この電動発電機２０の動力は、接続状態の電動発電機用クラッチ２３を介してトランスミッション３０に伝達され、更に、トランスミッション３０よりプロペラシャフト３１を介してデファレンシャルギア３２に伝達され、デファレンシャルギア３２よりドライブシャフト３３を介して車輪３４に伝達される。これにより、電動発電機２０の動力が車輪３４に伝達され、車両１が走行する。
　そして、エンジン用クラッチ１５の接続と断絶の切替操作により、エンジン１０の動力の車輪３４への伝達と遮断を行い、また、電動発電機用クラッチ２３の接続と断絶の切替操作により、電動発電機２０の動力の車輪３４への伝達と遮断を行うが、エンジン１０又は電動発電機２０の動力の伝達と遮断を適宜切り替えることができれば良く、エンジン用クラッチ１５及び電動発電機用クラッチ２３を必ずしも設ける必要はない。
　なお、このエンジン１０では、エンジン１０内で燃料を燃焼させてピストンを動かすことで動力を発生させるが、この燃焼により生じた排気ガスＧにはＮＯｘ（窒素酸化物）、ＰＭ（Particulate Matter：微粒子状物質）等が含有されるため、そのまま、何の処理も施さず大気中に放出すると環境汚染の面から好ましくない。そのため、酸化触媒装置やＮＯｘ低減触媒装置やＰＭ捕集フィルタ装置等を備えた排気ガス浄化装置１３を排気通路１１に配設して、この排気ガス浄化装置１３により、排気ガスＧ中のＮＯｘ、ＰＭ等を浄化処理している。この浄化処理された排気ガスＧｃは、マフラー（図示しない）等を経由して大気中に放出される。
　この車両１の制動トルク（ブレーキ力）を発生するものとして、ブレーキペダルの踏み込みにより作動する、車輪３４に備えられたドラムブレーキやディスクブレーキ等の機械的な常用ブレーキを備えている。しかしながら、トラック等の大型車両では、車両１の重量に比べて、この油圧式、空気圧式、空気油圧複合式等の機械的な常用ブレーキの制動トルクが相対的に小さいので、圧縮開放ブレーキに加えて、補助ブレーキとして、排気通路１１に排気ブレーキ弁（シャッターバルブ）１２を備えている。
　この圧縮開放ブレーキは、エンジン１０の圧縮行程でピストンが上死点付近に達した段階で、燃料を噴射せずに排気バルブを開放する機構である。圧縮行程ではエンジン１０の運動エネルギーはシリンダ内の空気の圧縮による圧力エネルギーと圧縮熱に変換され、シリンダの気密を保ったままピストンが上死点を過ぎると、圧縮されていた空気が膨張し、空気の圧力エネルギーは再び運動エネルギーへと変換されるが、ピストンが上死点付近に達した段階で排気バルブを開放することで、圧縮されていた空気を排気通路に逃がして圧力エネルギーを放出して、より多くのエネルギー損失を発生させる。さらに、ピストンが上死点を通過した後に排気バルブを閉じると、燃料の燃焼が無いのでピストンの下降に伴ってシリンダ内の圧力が下がり、ピストンの下降及びクランクシャフトの回転に対して抵抗となる。これらにより制動トルクが発生する。
　一方、排気ブレーキは、排気ブレーキ弁１２を閉じてエンジン１０のシリンダ内の排気圧力を高めることで、ポンピングロスをより大きくして、内燃機関の回転抵抗を増加させることができ、これにより制動トルクを得ることができる。なお、図６においては、排気通路１１で、排気ブレーキ弁１２を排気ガス浄化装置１３の上流側に配設しているが、排気ブレーキ弁１２を排気ガス浄化装置１３の下流側に配設しても、同様な制動トルクを発生することができる。
　そして、エンジン１０、電動発電機２０、ハイブリッドシステム、及び車両１の制御を行うための制御装置４０が設けられ、この制御装置４０により、圧縮開放ブレーキ制御を含むエンジン１０の全般の制御、インバータ２１による電動発電機２０の全般の制御、エンジン用クラッチ１５の断接制御と電動発電機用クラッチ２３の断接制御を含むハイブリッドシステムの全般の制御、排気ブレーキ弁１２の開閉制御を含む車両１の全般の制御等々を行う。
　次に、本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両の制御方法について、図１～図４を参照しながら説明する。この図１の制御フローは、車両１の運転開始と共に上級の制御フローにより、繰り返し呼ばれて実施され、車両１の運転停止時には、割り込みによりリターンして上級の制御フローに戻り、上級の制御フローの停止と共に停止する制御フローとして示してある。
　この制御フローが、上級の制御フローに呼ばれてスタートすると、ステップＳ１１で、車両１を減速するための制動トルクが必要か否かを判定する。この判定では、アクセルペダルの踏み込み量や、ブレーキペダルの踏み込み量等を使用する。例えば、アクセルペダルが離され、踏み込み量がゼロになったり、ブレーキペダルが踏み込まれたりする等すると、車両１の減速が指示されており、制動トルクが必要であると判定する。
　このステップＳ１１の判定で制動トルクが必要でないと判定されると（ＮＯ）、予め設定した第１時間（ステップＳ１１の判定のインターバルに関係する時間)を経過した後、ステップＳ１１に戻る。また、このステップＳ１１の判定で制動トルクが必要であると判定されると（ＹＥＳ）、次のステップＳ１２に行く。
　ステップＳ１２では、目標要求制動トルクＴｔを算出する。この目標要求制動トルクＴｔは、図２に示すように、ブレーキペダルの踏み込み量（α、β、γ）によっても、車速、言い換えれば、プロペラシャフト３１、ドライブシャフト３３、車輪３４等によっても異なる。なお、図２に示す横軸の回転数としては、車両のプロペラシャフト３１、若しくは、ドライブシャフト３３、若しくは、車輪３４の回転数、又は、これらの回転数は相互に密接な関係を持っているトランスミッション３０の出力軸の回転数若しくは電動発電機２０の回転数若しくは内燃機関１０の回転数の内、これらの回転数のうちの代表的な回転数を選択して用いる。ここでは、内燃機関１０の回転数Ｎとする。
　ドライバー（運転者）は、車両１を減速させる必要が生じると、アクセルペダルを離し、ブレーキペダルを踏み込むが、このブレーキペダルの踏込量α、β、γに応じて予め設定されている回転数Ｎ１に対する要求目標トルクＴｔ１が算出される。
　図２に示すように、この要求目標トルクＴｔ１は、踏み込み量が大きくなるほど回転数Ｎをベースとした要求目標トルクＴｔの線Ｌｔ（Ｌα、Ｌβ、Ｌγ）のトルクの絶対量が大きくなり、踏み込み量α、β、γが小さくなるほど回転数Ｎをベースとした要求目標トルクＴｔの線Ｌｔ（Ｌα、Ｌβ、Ｌγ）のトルクの絶対量が小さくなる。アクセルペダルの踏み込み量が同じであると、回転数Ｎ１の低下に伴い、要求目標トルクＴｔ１は徐々に小さくなる。
　つまり、この目標要求制動トルク線Ｌｔは、内燃機関１０の回転数Ｎの他に、ドライバーのブレーキペダルの踏込量α、β、γに依存するため、目標要求制動トルク線Ｌｔは、ブレーキペダルの踏込量α、β、γに応じて上下に移動する。より詳細には、ブレーキペダルの踏込量α、β、γが、第１の踏込量αより大きい第２の踏込量βであるときは、より大きな目標要求制動トルクＴｔを必要とするため、目標要求制動トルク線Ｌβとなる。また、ブレーキペダルの踏込量α、β、γが、第２の踏込量βより大きい第３の踏込量γであるときは、目標要求制動トルクＴｔがさらに大きくなるため、目標要求制動トルク線Ｌγとなる。
　そして、ドライバーによるブレーキペダルの踏込量（α、β、γ等）に対応する目標要求制動トルク線（Ｌα、Ｌβ、Ｌγ等）の中から、実際のブレーキペダルの踏込量（例えばβ）に対応する目標要求制動トルク線Ｌβを選定した後、この選定した目標要求制動トルク線Ｌβ上で、内燃機関１０の回転数Ｎ１に応じた目標要求制動トルクＴｔ１を算出する。
　次のステップＳ１３で、このステップＳ１２で算出した目標要求制動トルクＴｔ１が、図３に示すような「減速制御用マップ（減速制御用データ）」Ｍ１の第１判定領域Ｒ１、第２判定領域Ｒ２、第３判定領域Ｒ３のいずれにあるかを判定する。
　図３の「減速制御用マップ」Ｍ１は、内燃機関１０の回転数Ｎを横軸に、制動トルクＴを縦軸にして、第１判定線Ｌ１と、第２判定線Ｌ２と、第３判定線Ｌ３を設定した図である。この「制動制御用データ」Ｍ１は、予め走行実験の実験データ等を基に設定され、制御装置４０に組み込まれる。
　この第１判定線Ｌ１は、回転数Ｎをベースに、電動発電機２０の回生トルク（制動トルク）Ｔ１の最大値Ｔ１ｍａｘを示す線である。また、第２判定線Ｌ２は、第１判定線Ｌ１で示された電動発電機２０の回生トルクＴ１の最大値Ｔ１ｍａｘに、エンジン１０の圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２の最大値Ｔ２ｍａｘを加算した制動トルクＴａ（＝Ｔ１ｍａｘ＋Ｔ２ｍａｘ）を示す線である。さらに、第３判定線Ｌ３は、この制動トルクＴａにエンジン１０の排気ブレーキ弁１２の作動による制動トルクＴ３の最大値Ｔ３ｍａｘを加算した制動トルクＴｂ（＝Ｔａ＋Ｔ３ｍａｘ＝Ｔ１ｍａｘ＋Ｔ２ｍａｘ＋Ｔ３ｍａｘ）を示す線である。
　この第１判定線Ｌ１と制動トルクゼロを示す横軸Ｌ０との間にある領域を第１判定領域Ｒ１とし、第１判定線Ｌ１と第２判定線Ｌ２の間にある領域を第２判定領域Ｒ２とし、第２判定線Ｌ２と第３判定線Ｌ３の間にある領域を第３判定領域Ｒ３とする。
　このステップＳ１３の判定で、目標要求制動トルクＴｔが第１判定線Ｌ１とトルクゼロを示す横軸Ｌ０との間の第１判定領域Ｒ１(例えば、図４のＣ点；Ｔｔｃ)にあるときは、ステップＳ１４へ進み、図７に示すように、電動発電機２０の回生制御で発生する回生トルクＴ１のみで、車両１の車輪３４に制動トルクＴを与える第１制動制御運転を行う。この第１制動制御運転を行うことで、電動発電機２０の回生トルクＴ１（＝Ｔｔｃ）を発生させると共に、電動発電機２０の回生制御で発電した電気をバッテリ２２に充電することで、制動エネルギーを充電エネルギーとして利用しながら、車両１の減速時の目標要求制動トルクＴｔを十分に発生できる。
　また、ステップＳ１３の判定で、目標要求制動トルクＴｔが第１判定線Ｌ１と第２判定線Ｌ２の間の第２判定領域Ｒ２(例えば、図４のＢ点；Ｔｔｂ)にあるときは、ステップＳ１５へ進み、図８に示すように、電動発電機２０の発電による回生トルクＴ１の最大値Ｔ１ｍａｘを発生すると共に、エンジン１０の圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２を発生し、全体として目標要求制動トルクＴｔｂを発生する第２制動制御運転を行う。
　この第２制動制御運転を行うことで、電動発電機２０の回生トルクＴ１の最大値Ｔ１ｍａｘに、エンジン１０の圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２（＝Ｔｔｂ－Ｔ１ｍａｘ）を加えて、制動エネルギーを充電エネルギーとして利用しながら、車両１の減速時の目標要求制動トルクＴｔｂを発生することができ、車両１の減速時の制動トルクＴｔｂを確保できる。
　この場合は、圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２は徐々に大きくすることができるので、目標要求制動トルクＴｔｃになるように、回生トルクＴ１の最大値Ｔ１ｍａｘに圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２（＝Ｔｔｃ－Ｔ１ｍａｘ）を加える。従って、電動発電機２０側の回生トルクＴ１を最大値Ｔ１ｍａｘとすることができ、電動発電機２０による最大の回生トルク発生状態で、制動エネルギーを回生エネルギーに変換することができ、制動エネルギーの一部を充電エネルギーとして最大限に利用することができる。
　また、ステップＳ１３の判定で、目標要求制動トルクＴｔが第２判定線Ｌ２と第３判定線Ｌ３の間の第３判定領域Ｒ３(例えば、図４のＡ点；Ｔｔａ)にあるときは、ステップＳ１６へ進み、図９に示すように、電動発電機２０の発電による回生トルクＴ１と圧縮開放ブレーキの作動による制動トルクＴ２ｍａｘに加えて、排気ブレーキ弁１２を絞り(閉弁し）、排気ブレーキ弁１２の作動による制動トルクＴ３を発生させる第３制動制御運転を行う。
　この場合も、排気ブレーキ弁１２による制動トルクＴ３は徐々に大きくすることができず、ある程度大きい制動トルクＴ３を発生させることになるが、圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２は徐々に大きくすることができるので、目標要求制動トルクＴｔａになるように、回生トルクＴ１の最大値Ｔ１ｍａｘと排気ブレーキによる制動トルクＴ３に圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２（＝Ｔｔａ－Ｔ１ｍａｘ－Ｔ３）を加える。従って、電動発電機２０側の回生トルクＴ１を最大値Ｔ１ｍａｘとすることができ、電動発電機２０による最大の回生トルク発生状態で、制動エネルギーを回生エネルギーに変換することができ、制動エネルギーの一部を充電エネルギーとして最大限に利用することができる。
　この第３制動制御運転を行うことで、制動トルクＴ３（＝Ｔｔａ－Ｔ１ｍａｘ－Ｔ２）を加えて、制動エネルギーを充電エネルギーとして利用しながら、車両１の減速時の目標要求制動トルクＴｔａを発生することができ、車両１の減速時の制動トルクＴｔａを確保できる。
　そして、ステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６では、第１、第２、第３の制動制御運転をそれぞれ行い、予め設定した第２時間（制御のインターバルに関係する時間）を経過した後、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１～Ｓ１３～Ｓ１１、Ｓ１１～Ｓ１４～Ｓ１１、Ｓ１１～Ｓ１５～Ｓ１１を繰り返し行う。そして、車両１の運転停止時には、割り込みによりリターンして上級の制御フローに戻り、上級の制御フローの停止と共に停止する。
　なお、実際の制御では、減速要求が出ると、ドライバーによるブレーキペダルの踏込量(例えばβ）から、図３を参考に、これに対応する目標要求制動トルク線Ｌβが選定され、図４に示すように、その時の回転数Ｎが、例えば、回転数がＮａのときは、目標要求トルクＴｔはＡ点のＴｔａと算出され、第３判定領域Ｒ３にあると判定されて第３制動制御運転がなされ、回転数Ｎは低下する。
　そのまま、ブレーキペダルの踏込量(例えばβ）が変化しない場合は、目標要求トルクＴｔは、目標要求制動トルク線Ｌβ上を図４の左側に移動し、第２判定領域Ｒ２に入るので、第２制動制御運転がなされ、目標要求制動トルク線Ｌβ上を更に図４の左側に移動し、第１判定領域Ｒ１に入る。この第１判定領域Ｒ１では、第１制動制御運転がなされることになる。
　また、図５に、目標要求制動トルク線Ｌβ上を移動する場合の回収エネルギー源として使用できる回収トルクの範囲（クロスハッチングの部分）を模式的に示す。圧縮開放ブレーキを用いる場合には、回収トルクを最大限に利用できるので、回収エネルギー源として使用できる回収トルクの範囲（クロスハッチングの部分）は、第１判定線Ｌ１に沿って変化することになる。
　上記の構成のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、電動発電機２０の回生トルク（制動トルクＴ１）のみで、車両１の減速時の目標要求制動トルクＴｔを確保できると判定した場合は、電動発電機２０のみで回生制御を行うことで目標要求制動トルクＴｔを確保し、この回生制御で発電した電気をバッテリ２２に充電できる。また、電動発電機２０の回生トルクＴ１のみでは、車両１の減速時の目標要求制動トルクＴｔを確保できないと判定した場合は、電動発電機２０の制動トルクＴ１に、エンジン１０の圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２を加えて、車両１の減速時の目標要求制動トルクＴｔを確保するので、最大の回生トルクの発生により制動エネルギーの一部を充電エネルギーとして最大限に利用しながら、車両１の減速時の制動トルクを十分に確保することができる。
　さらに、目標要求制動トルクＴｔが、電動発電機２０の制動トルクＴ１に、エンジン１０の圧縮開放ブレーキによる制動トルクＴ２を加えても不足すると判定した場合は、これらの始動トルクＴ１、Ｔ２に加えて排気ブレーキ弁１２の作動による制動トルクＴ３を発生させて、車両１の減速時に必要とされる目標要求制動トルクＴｔを発生することができる。また、最大の回生トルクの発生により、制動エネルギーの一部を充電エネルギーとして最大限に利用することができる。
１　車両（ハイブリッド車両：ＨＥＶ）
１０　エンジン（内燃機関）
１１　排気通路
１２　排気ブレーキ弁
１３　排気ガス浄化装置
１４　トルクコンバータ
１５　エンジン用クラッチ
１６　クランクシャフト
２０　電動発電機
２１　インバータ
２２　バッテリ
２３　電動発電機用クラッチ
３０　トランスミッション
３１　プロペラシャフト
３２　デファレンシャルギア
３３　ドライブシャフト
３４　車輪
４０　制御装置（ＥＣＵ）
Ｌ０　横軸（制動トルク＝ゼロ）
Ｌ１　第１判定線
Ｌ２　第２判定線
Ｌ３　第３判定線
Ｍ１　減速制御用マップ（減速制御用データ）
Ｔ１　電動発電機による回生トルク
Ｔ１ｍａｘ　電動発電機による回生トルクの最大値
Ｔ２　圧縮開放ブレーキによる制動トルク
Ｔ２ｍａｘ　圧縮開放ブレーキによる制動トルクの最大値
Ｔ３　排気ブレーキによる制動トルク
Ｔ３ｍａｘ　排気ブレーキによる制動トルクの最大値
Ｔｔ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ　目標要求制動トルク

Claims (4)

  1. 　内燃機関と電動発電機の両方を車両の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両において、
    　前記ハイブリッドシステムを制御する制御装置が、回転数をベースに、前記電動発電機の制動トルクの最大値を示す第１判定線と、該第１判定線の制動トルクに前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクの最大値を加算した制動トルクを示す第２判定線を設けた制動制御用データを予め備え、
    　前記ハイブリッド車両を減速するために必要とされる目標要求制動トルクが、前記第１判定線とゼロとの間の第１判定領域にあるときは、前記電動発電機で発電して発生する回生トルクのみで制動トルクを与える第１制動制御運転を行い、
    　前記目標要求制動トルクが、前記第１判定線と前記第２判定線の間の第２判定領域にあるときは、前記電動発電機で発電して発生する回生トルクに前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクを加えた第２制動制御運転を行うように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両。
  2. 　前記制動制御用データに、前記第２判定線の制動トルクに、前記内燃機関に接続する排気通路に設けた排気ブレーキの制動トルクの最大値を加算した制動トルクを示す第３判定線を予め設定し、
    　前記制御装置が、前記目標要求制動トルクが、前記第２判定線と前記第３判定線の間の第３判定領域にあるときは、前記電動発電機で発電して発生する回生トルクと前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクに、前記排気ブレーキの作動による制動トルクを加えた第３制動制御運転を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
  3. 　内燃機関と電動発電機の両方を車両の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両の制御方法において、
    　回転数をベースに、前記電動発電機の制動トルクの最大値を示す第１判定線と、該第１判定線の制動トルクに前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクの最大値を加算した制動トルクを示す第２判定線を設けた制動制御用データを用いて、
    　前記ハイブリッド車両を減速するために必要とされる目標要求制動トルクが、前記第１判定線とゼロとの間の第１判定領域にあるときは、前記電動発電機で発電して発生する回生トルクのみで制動トルクを与える第１制動制御運転を行い、
    　前記目標要求制動トルクが、前記第１判定線と前記第２判定線の間の第２判定領域にあるときは、前記電動発電機で発電して発生する回生トルクに前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクを加えた第２制動制御運転を行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  4. 　前記制動制御用データに、前記第２判定線の制動トルクに、前記内燃機関に接続する排気通路に設けた排気ブレーキの制動トルクの最大値を加算した制動トルクを示す第３判定線を予め設定し、
    　前記目標要求制動トルクが、前記第２判定線と前記第３判定線の間の第３判定領域にあるときは、前記電動発電機で発電して発生する回生トルクと前記内燃機関の圧縮開放ブレーキによる制動トルクに、前記排気ブレーキの作動による制動トルクを加えた第３制動制御運転を行うことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御方法。
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