(57)【要約】【課題】ドライバビリティの低下を抑制する。【解決手段】エンジンと、車両に制動力を付与可能な電動機と、電動機と電力のやりとりを行なうバッテリと、車両に制動力を付与可能な油圧ブレーキと、運転者のブレーキオン操作に基づいてエンジンと電動機と油圧ブレーキとから車両に制動力が付与されるように回生協調制御を実行する制御装置と、を備えるハイブリッド自動車において、バッテリの開放端電圧が第１所定電圧以上のときには、回生協調制御を制限する。これにより、バッテリの充電を抑制し、バッテリの開放端電圧が更に高くなるのを抑制することができる。また、エンジンブレーキは同様であるかその作用は小さくなるから、エンジンが吹け上がるのを抑止することができる。この結果、ドライバビリティが低下するのを抑制することができる。【選択図】図３
2018086933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
車両に制動力を付与可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりを行なうバッテリと、
車両に制動力を付与可能な油圧ブレーキと、
運転者のブレーキオン操作に基づいて前記エンジンと前記電動機と前記油圧ブレーキとから車両に制動力が付与されるように回生協調制御を実行する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御装置は、前記バッテリの開放端電圧が第１所定電圧以上のときには、前記回生協調制御を制限する、
ハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記回生協調制御の制限として前記回生協調制御を禁止する、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記回生協調制御を制限しているときに前記開放端電圧が前記第１所定電圧より低い第２所定電圧未満に至った以降に前記回生協調制御の制限を解除する、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちのいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記回生協調制御の制限を解除するときにはブレーキオフになった以降に解除する、
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記第１所定電圧は、前記バッテリの温度が高いほど小さい値である、
ハイブリッド自動車。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記開放端電圧が前記第１所定電圧以上となり、且つ、前記バッテリの内圧が所定内圧以上のときに前記回生協調制御を制限する、
ハイブリッド自動車。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちのいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記回生協調制御を制限する際には、前記油圧ブレーキの制動力の増加速度に応じて他の制動力を減少させる、
ハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンと電動機と油圧ブレーキとから車両に制動力が付与する回生協調制御を実行するハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、電池の内圧を演算により推定し、推定した内圧が安全弁の開弁圧力より低く設定された充電禁止内圧より高いときには、電池の充電を禁止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、内圧が高くなることにより安全弁が開弁し、電解液等が排出することによる電池の電気特性の低下を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２４７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の技術をハイブリッド自動車の駆動系のバッテリに適用すると、運転者のブレーキオン操作の際にバッテリの充電が禁止されることにより、エンジンが吹け上がる場合が生じ、乗員に違和感を与えるなど、ドライバビリティが低下する。また、バッテリの充電が禁止されても、バッテリからの放電は禁止されないから、放電過多の状態となり、バッテリの放電許容量が低下し、滑らかな駆動制御を行なうことができなくなり、ドライバビリティが低下する。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、ドライバビリティの低下を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
車両に制動力を付与可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりを行なうバッテリと、
車両に制動力を付与可能な油圧ブレーキと、
運転者のブレーキオン操作に基づいて前記エンジンと前記電動機と前記油圧ブレーキとから車両に制動力が付与されるように回生協調制御を実行する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御装置は、前記バッテリの開放端電圧が第１所定電圧以上のときには、前記回生協調制御を制限する、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、運転者のブレーキオン操作に基づいてエンジンと電動機と油圧ブレーキとから車両に制動力が付与されるように回生協調制御を実行する。ここで、回生協調制御は、エンジンブレーキと、電動機の回生制御による回生トルクと、油圧ブレーキによる制動力と、を協調させて作用させる制御を意味する。そして、バッテリの開放端電圧が第１所定電圧以上のときには回生協調制御を制限する。回生協調制御の制限は、具体的には、電動機の回生制御による回生トルクを小さくし、その分だけ油圧ブレーキの制動力を大きくすることが含まれ、更に、エンジンブレーキの作用を小さくし、その分だけ油圧ブレーキの制動力を大きくすることも含めてもよい。したがって、バッテリの開放端電圧が第１所定電圧以上のときには回生協調制御を制限することにより、バッテリの充電を抑制し、バッテリの開放端電圧が更に高くなるのを抑制することができる。また、エンジンブレーキは同様であるかその作用は小さくなるから、エンジンが吹け上がるのを抑止することができる。この結果、ドライバビリティが低下するのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記回生協調制御の制限として前記回生協調制御を禁止するものとしてもよい。ここで、回生協調制御の禁止は、電動機の回生制御を禁止し、その分の回生トルクを油圧ブレーキから制動力として出力することが含まれ、更に、エンジンブレーキを禁止し、その分の制動力を油圧ブレーキから制動力として出力することも含めてもよい。こうすれば、バッテリの充電を強く抑制することができ、バッテリの開放端電圧が更に高くなるのを抑制することができる。
【００１０】
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記回生協調制御を制限しているときに前記開放端電圧が前記第１所定電圧より低い第２所定電圧未満に至った以降に前記回生協調制御の制限を解除するものとしてもよい。こうすれば、回生協調制御の制限と解除とが頻繁に生じるのを抑制することができる。
【００１１】
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記回生協調制御の制限を解除するときにはブレーキオフになった以降に解除するものとしてもよい。こうすれば、ブレーキオンの状態で回生協調制御の制限が解除されることによって、油圧ブレーキの制動力の一部を電動機の回生制御による回生トルクに置き換える処理を行なう必要がない。また、こうした置き換えの際に生じ得るトルクショックを抑止することができる。
【００１２】
本発明のハイブリッド自動車において、前記第１所定電圧は、前記バッテリの温度が高いほど小さい値であるものとしてもよい。バッテリの温度が高いほどバッテリ内のガス発生速度が大きくなるから、第１所定電圧をバッテリの温度によって変更することにより、より適正に回生協調制御の制限を行なうことができる。
【００１３】
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記開放端電圧が前記第１所定電圧以上となり、且つ、前記バッテリの内圧が所定内圧以上のときに前記回生協調制御を制限するものとしてもよい。こうすれば、バッテリの内圧を加味するから、より適正に回生協調制御の制限を行なうことができる。
【００１４】
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記回生協調制御を制限する際には、前記油圧ブレーキの制動力の増加速度に応じて他の制動力を減少させるものとしてもよい。こうすれば、回生協調制御の制限時にトルクショックが生じるのを抑制することができ、ドライバビリティが低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例のハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ＨＶＥＣＵ７０により実行される回生協調制御許可禁止処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】開放端電圧ＯＣＶとガス発生速度との関係の一例を示す説明図である。
【図５】バッテリ５０の温度と開放端電圧ＯＣＶとガス発生速度との関係の一例を示す説明図である。
【図６】変形例の回生協調制御許可禁止処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】変形例の回生協調制御許可禁止処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】変形例の回生協調制御許可禁止処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１０】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、昇圧コンバータ５５と、システムメインリレー５６と、油圧ブレーキ装置９０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。
【００１８】
エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。
【００１９】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
【００２０】
プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。
【００２１】
モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。
【００２２】
図２に示すように、インバータ４１は、高電圧側電力ライン５４ａに接続されている。このインバータ４１は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４１に電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ１が回転駆動される。インバータ４２は、インバータ４１と同様に、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、６つのトランジスタＴ２１〜Ｔ２６と６つのダイオードＤ２１〜Ｄ２６とを有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ４０によって、対となるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２が回転駆動される。
【００２３】
昇圧コンバータ５５は、インバータ４１，４２が接続された高電圧側電力ライン５４ａと、バッテリ５０が接続された低電圧側電力ライン５４ｂと、に接続されている。この昇圧コンバータ５５は、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン５４ａおよび低電圧側電力ライン５４ｂの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと、に接続されている。昇圧コンバータ５５は、モータＥＣＵ４０によってトランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン５４ｂの電力を昇圧して高電圧側電力ライン５４ａに供給したり、高電圧側電力ライン５４ａの電力を降圧して低電圧側電力ライン５４ｂに供給したりする。高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられており、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５８が取り付けられている。
【００２４】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。図１に示すように、モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇圧コンバータ５５を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、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（例えばレゾルバ）４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する図示しない電流センサからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２を挙げることができる。また、コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（高電圧側電力ライン５４ａの電圧（高電圧電圧））ＶＨやコンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧（低電圧側電力ライン５４ｂの電圧（低電圧側電圧））ＶＬ，リアクトルＬの端子に取り付けられた電流センサ５５ａからのリアクトルＬに流れる電流（リアクトル電流）ＩＬも挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
【００２５】
バッテリ５０は、例えばニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン５４ｂに接続されている。このバッテリ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によって管理されている。
【００２６】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電圧（バッテリ電圧）ＶＢやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電流（バッテリ電流）ＩＢ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの温度（バッテリ温度）Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために蓄電割合ＳＯＣや入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合であり、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算される。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力であり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて演算される。また、バッテリＥＣＵ５２は、電圧センサ５１ａからのバッテリ電圧ＶＢと電流センサ５１ｂからのバッテリ電流ＩＢに基づいて推定開放端電圧ＯＣＶや推定セル開放電圧ＯＣＶｃを計算している。推定開放端電圧ＯＣＶは、バッテリ５０の内部抵抗をＲ、バッテリ５０の分極による電圧をＶｄｙｎとすると、次式（１）により求めることができる。内部抵抗Ｒは、バッテリ５０の内部抵抗の所定の初期値であり、測定や計算によって予め求めることができる固定された値である。分極は、充放電履歴によって動的に変化する電圧変動である。分極電圧Ｖｄｒｎは、放電が継続しているときにはマイナス方向に増加し、充電が継続しているときにはプラス方向に謳歌する。分極による電圧変動の大きさは、過去の充放電の履歴とその時点における充放電電流の大きさに応じて決定することができる。分極電圧Ｖｄｒｎは、前回の分極電圧をＶｄｒｎ（ｔ−Δｔ）、時間ｔのバッテリ５０に流れる電流をＩ（ｔ）、分極が進む速さをτ（Ｉ（ｔ））、分極電圧の電流依存性をＦ（Ｉ（ｔ））とすると、式（２）により求めることができる。なお、式（２）中、ηは減衰率であり、Δｔは計算時間間隔であり、Δｔ／τ（Ｉ（ｔ））は時定数である。推定セル開放電圧ＯＣＶｃは、推定開放端電圧ＯＣＶを直列接続されたセル数で除した値である。
【００２７】
ＯＣＶ＝ＶＢ＋ＩＢ・Ｒ＋Ｖｄｙｎ  （１）
Ｖｄｒｎ（ｔ）＝η・Ｖｄｒｎ（ｔ−１）＋Ｆ（Ｉ（ｔ））×（Δｔ／τ（Ｉ（ｔ）））  （２）
【００２８】
システムメインリレー５６は、低電圧側電力ライン５４ｂにおけるコンデンサ５８よりもバッテリ５０側に設けられている。このシステムメインリレー５６は、ＨＶＥＣＵ７０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ５０と昇圧コンバータ５５との接続および接続の解除を行なう。
【００２９】
油圧ブレーキ装置９０は、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄに取り付けられたブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄと、ブレーキアクチュエータ９４と、を備える。ブレーキアクチュエータ９４は、ブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの油圧を調節して駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄに制動力を付与するためのアクチュエータとして構成されている。このブレーキアクチュエータ９４は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）９８によって駆動制御されている。
【００３０】
ブレーキＥＣＵ９８は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ブレーキＥＣＵ９８には、ブレーキアクチュエータ９４を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ブレーキＥＣＵ９８からは、ブレーキアクチュエータ９４への駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ブレーキＥＣＵ９８は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。
【００３１】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置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を挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するア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や、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ポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。なお、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）、後進ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進ポジション（Ｄポジション）などがある。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ナビゲーション装置９０と通信ポートを介して接続されている。
【００３２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや、エンジン２２の運転を伴わずに走行する電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。
【００３３】
ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）要求パワーＰｄ＊を計算する。続いて、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される（エンジン２２に要求される）要求パワーＰｅ＊を設定する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。続いて、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて高電圧側電力ライン５４ａ（コンデンサ５７）の目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なうと共に高電圧側電力ライン５４ａの電圧（高電圧側電圧）ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。
【００３４】
ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２や昇圧コンバータ５５の制御については上述した。
【００３５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、バッテリ５０の状態に応じたブレーキオン時の回生協調制御の動作について説明する。実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者がブレーキペダル８４を踏み込むと、基本的には、以下のように車両に制動力を作用させる。まず、ブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰに応じて車両に作用させる目標制動力Ｐｂ＊を設定する。次に、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内で、且つ、目標制動力Ｐｂ＊を駆動軸３６のトルクに換算した目標制動トルクＴｄ＊との範囲内で、モータＭＧ２から駆動軸３６に作用させるべき制動用のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、目標制動トルクＴｄ＊からトルク指令Ｔｍ２＊を減じて得られる不足分の制動トルクを油圧ブレーキ装置９０から作用させるべき目標ブレーキ指令Ｂｒ＊として設定し、トルク指令Ｔｍ２＊を用いてモータＥＣＵ４０によりモータＭＧ２を駆動制御すると共に目標ブレーキ指令Ｂｒ＊を用いてブレーキＥＣＵ９８によりブレーキアクチュエータ９４を駆動制御する。なお、長い下り坂などによりバッテリ５０の充電が継続することが予測されるときやバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが比較的大きくなって入力制限Ｗｉｎが小さくなるときには、燃料噴射を停止した状態のエンジン２２をモータＭＧ１によりモータリングし、このエンジンブレーキによる制動トルクをモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊から減じた値をトルク指令Ｔｍ２＊として設定することも行なわれる。こうしたブレーキ制御を実施例では、「回生協調制御」と称する。
【００３６】
実施例では、バッテリ５０の状態に応じて回生協調制御を禁止したり許可したりする。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される回生協調制御許可禁止処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎（例えば数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３７】
回生協調制御許可禁止処理が実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃを入力し（ステップＳ１００）、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃは、バッテリＥＣＵ５２により演算されたものを通信により入力するものとした。閾値Ｖｒｅｆは、バッテリ５０のセルに充電電圧を作用させたときにセル内のガス発生速度が比較的小さい電圧として予め設定されているものであり、実験などにより定めることができる。開放端電圧ＯＣＶとガス発生速度との関係の一例を図４に示す。図示するように、開放端電圧ＯＣＶが大きくなるほどガス発生速度が大きくなる。セル内のガス発生速度が大きくなると、発生したガスによりセルの内圧が高くなり、内圧がバッテリ５０に取り付けられた図示しない安全弁の開弁圧より高くなると、安全弁が開弁してセル内の圧力を下げる。安全弁が開弁すると、電解質等の排出によりバッテリの電気特性を低下させる。実施例では、こうした安全弁が開弁しない内圧になる程度のガス発生速度となるように閾値Ｖｒｅｆが定められている。
【００３８】
推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ未満であると判定したときには、通常制御として回生協調制御を許可するために、回生協調制御許否フラグＦｂに値０をセットする（ステップＳ１２０）。そして、モータＭＧ２から出力している回生トルク（制動トルク）を油圧ブレーキ装置９０に置き換える際のレート値Ｔｒｅｔとして通常の値Ｔ１を設定して（ステップＳ１３０）、本処理を終了する。ここで、レート値Ｔｒｅｔは、運転者のブレーキペダル８５の踏み込み量が変更されたときや、停車直前には、モータＭＧ２から出力している回生トルク（制動トルク）を油圧ブレーキ装置９０に置き換えることも行なわれるが、その際のレートリミット処理のレート値である。レート値Ｔｒｅｔが大きいと置き換えが迅速に行なわれ、レート値Ｔｒｅｔが小さいと置き換えがゆっくり行なわれる。
【００３９】
ステップＳ１１０で推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上であると判定したときには、回生協調制御を禁止するために、回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットする（ステップＳ１４０）、そして、モータＭＧ２から出力している回生トルク（制動トルク）を油圧ブレーキ装置９０に置き換える際のレート値Ｔｒｅｔとして通常の値Ｔ１より小さい値Ｔ２を設定して（ステップＳ１５０）、本処理を終了する。回生協調制御が禁止されると、モータＭＧ２の制動用のトルク指令Ｔｍ２＊には値０が設定され、目標制動力Ｐｂ＊のすべてが油圧ブレーキ装置９０から出力される。更に、エンジンブレーキを行なっているときには、エンジンブレーキを禁止し、その分だけ油圧ブレーキ装置９０による制動力を大きくするものとしてもよい。運転者がブレーキペダル８４を踏み込んでいるときに回生協調制御許否フラグＦｂに値１がセットされると、モータＭＧ２から出力している回生トルク（制動トルク）を油圧ブレーキ装置９０からの制動力に置き換えるが、このときの通常の値Ｔ１より小さい値Ｔ２がレート値Ｔｒｅｔに設定されるから、置き換えがゆっくり行なわれる。モータＭＧ２から出力している回生トルク（制動トルク）を油圧ブレーキ装置９０からの制動力に置き換える際にはトルクショックなどによって車両に振動が生じる恐れがあるが、小さい値Ｔ２のレート値Ｔｒｅｔを用いるため、振動の発生を抑制することができ、ドライバビリティが低下するのを抑制することができる。
【００４０】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃがセル内のガス発生速度が比較的小さい電圧として予め設定された閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットして回生協調制御を禁止する。これにより、ブレーキオン時のモータＭＧ２の制動用のトルク指令Ｔｍ２＊には値０がセットされるから、バッテリ５０の充電を抑止することができる。即ち、バッテリ５０のセル内の内圧が高くなり、図示しない安全弁が開弁し、電解質等の排出によりバッテリの電気特性が低下するのを抑制することができる。この結果、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが小さくなることによって生じ得るエンジンが吹け上がるのを抑制することができる。また、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの低下によりバッテリ５０が放電過多の状態となり、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが低下し、滑らかな駆動制御を行なうことができなくなるのを抑制することができる。この結果、ドライバビリティが低下するのを抑制することができる。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上のときに回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットして回生協調制御を禁止するものとした。しかし、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上のときに回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットして回生協調制御を制限するものとしてもよい。回生協調制御の制限としては、モータＭＧ２の回生制御による回生トルクを小さくし、その分だけ油圧ブレーキ装置９０による制動力を大きくすることを考えることができる。更に、エンジンブレーキを行なっているときには、エンジンブレーキの作用を小さくし、その分だけ油圧ブレーキ装置９０による制動力を大きくすることを考えてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが予め定めた閾値Ｖｒｅｆ以上のときに回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットして回生協調制御を禁止するものとした。しかし、閾値Ｖｒｅｆをバッテリ５０の温度が高いほど小さい値として求めてもよい。バッテリ５０の温度と開放端電圧ＯＣＶとガス発生速度との関係の一例を図５に示す。図示するように、バッテリ５０の温度が高いほどガス発生速度が大きくなるから、バッテリ５０の温度が高いほど閾値Ｖｒｅｆを小さくすることにより、より適正に回生協調制御を禁止したり許可したりすることができる。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上のときに回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットして回生協調制御を禁止するものとした。しかし、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃだけでなくバッテリ５０のセルの内圧Ｐｉｎを加味して回生協調制御を禁止するものとしてもよい。この場合、図６に例示する回生協調制御許可禁止処理を実行すればよい。図６の回生協調制御許可禁止処理が実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃとセルの内圧Ｐｉｎを入力し（ステップＳ１００Ｂ）、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上であり、且つ、バッテリ５０のセルの内圧Ｐｉｎが閾値Ｐｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０Ｂ）。ここで、内圧Ｐｉｎは、バッテリ５０のセルに圧力センサを取り付け、圧力センサからの値を用いてもよいし、バッテリ５０の推定開放電圧ＯＣＶとガス発生速度との関係からガス発生量を積算することにより推定される値を用いてもよい。閾値Ｐｒｅｆは、バッテリ５０に取り付けられた図示しない安全弁の開弁圧より若干低いセルの圧力として予め定められるものである。推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ未満でると判定したり、バッテリ５０のセルの内圧Ｐｉｎが閾値Ｐｒｅｆ未満であると判定したときには、通常制御として回生協調制御を許可するために、回生協調制御許否フラグＦｂに値０をセットし（ステップＳ１２０）、レート値Ｔｒｅｔとして通常の値Ｔ１を設定して（ステップＳ１３０）、本処理を終了する。一方、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上であり、且つ、バッテリ５０のセルの内圧Ｐｉｎが閾値Ｐｒｅｆ以上であると判定したときには、回生協調制御を禁止するために、回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットし（ステップＳ１４０）、レート値Ｔｒｅｔとして通常の値Ｔ１より小さい値Ｔ２を設定して（ステップＳ１５０）、本処理を終了する。こうした変形例でも実施例と同様の効果、即ち、エンジンが吹け上がるのを抑制することができる効果や、滑らかな駆動制御を行なうことができなくなるのを抑制することができる効果を奏することができ、その結果、ドライバビリティが低下するのを抑制することができる。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上のときに回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットして回生協調制御を禁止し、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ未満のときに回生協調制御許否フラグＦｂに値０をセットして回生協調制御を許可するものとした。しかし、回生協調制御の禁止と許可が頻繁に繰り返されることがないようにヒステリシスをもって回生協調制御許否フラグＦｂを設定するものとしてもよい。この場合、図７に例示する回生協調制御許可禁止処理を実行すればよい。図７の回生協調制御許可禁止処理が実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃを入力し（ステップＳ１００）、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆ１は、実施例の閾値Ｖｒｅｆと同一である。推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ１以上であると判定したときには、回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットして回生協調制御を禁止し（ステップＳ１４０）、レート値Ｔｒｅｆに値Ｔ２を設定して(ステップＳ１５０）、本処理を終了する。ステップＳ１１０で推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ未満であると判定したときには、回生協調制御許否フラグＦｂが値１であるか否かを調べ（ステップＳ１１２）、回生協調制御許否フラグＦｂが値０であるときには、回生協調制御許否フラグＦｂの値０とレート値Ｔｒｅｆの値Ｔ１とを継続し（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、本処理を終了する。ステップＳ１１２で回生協調制御許否フラグＦｂが値１であると判定したときには、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ１より小さい閾値Ｖｒｅｆ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ２以上であると判定したときには、回生協調制御許否フラグＦｂの値１とレート値Ｔｒｅｆの値Ｔ２とを継続し（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）、本処理を終了する。ステップＳ１１４で推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ２未満であると判定したときには、回生協調制御許否フラグＦｂに値０をセットして回生協調制御の禁止を解除し（ステップＳ１２０）、レート値Ｔｒｅｆに通常の値Ｔ１を設定して(ステップＳ１３０）、本処理を終了する。このように、ヒステリシスをもって回生協調制御の禁止と解除とを設定することにより、回生協調制御の禁止と許可が頻繁に繰り返されるのを抑止することができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上のときに回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットして回生協調制御を禁止し、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ未満のときに回生協調制御許否フラグＦｂに値０をセットして回生協調制御を許可するものとした。しかし、ブレーキオフとなるのを待って回生協調制御の禁止を解除するものとしてもよい。この場合、図８に例示する回生協調制御許可禁止処理を実行すればよい。図８の回生協調制御許可禁止処理が実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃを入力し（ステップＳ１００）、推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ以上であると判定したときには、回生協調制御許否フラグＦｂに値１をセットして回生協調制御を禁止し（ステップＳ１４０）、レート値Ｔｒｅｆに値Ｔ２を設定して(ステップＳ１５０）、本処理を終了する。ステップＳ１１０で推定セル開放端電圧ＯＣＶｃが閾値Ｖｒｅｆ未満であると判定したときには、回生協調制御許否フラグＦｂが値１であるか否かを調べ（ステップＳ１１２）、回生協調制御許否フラグＦｂが値０であるときには、回生協調制御許否フラグＦｂの値０とレート値Ｔｒｅｆの値Ｔ１とを継続し（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、本処理を終了する。ステップＳ１１２で回生協調制御許否フラグＦｂが値１であると判定したときには、ブレーキオフであるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。ブレーキオフではない（ブレーキオンである）と判定したときには、回生協調制御許否フラグＦｂの値１とレート値Ｔｒｅｆの値Ｔ２とを継続し（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）、本処理を終了する。ステップＳ１１６でブレーキオフであると判定したときには、回生協調制御許否フラグＦｂに値０をセットして回生協調制御の禁止を解除し（ステップＳ１２０）、レート値Ｔｒｅｆに通常の値Ｔ１を設定して(ステップＳ１３０）、本処理を終了する。このように、ブレーキオフとなるのを待って回生協調制御の禁止を解除することにより、回生協調制御の禁止と許可が頻繁に繰り返されるのを抑止することができる。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続する構成とした。しかし、図９の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機１３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ１２９を介してエンジン２２を接続する構成としてもよい。また、図１０の変形例のハイブリッド自動車２２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に走行用のモータＭＧ２を接続すると共にエンジン２２の出力軸に発電用モータＭＧ１を接続するいわゆるシリーズハイブリッド自動車の構成としてもよい。また、昇圧コンバータ５５を備えない構成としてもよい。
【００４７】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段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する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、油圧ブレーキ装置９０が「油圧ブレーキ」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とブレーキＥＣＵ９８が「制御装置」に相当する。
【００４８】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４９】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２３  クランクポジションセンサ、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  プラネタリギヤ、３６  駆動軸、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、３９ｃ，３９ｄ  従動輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５１ｃ  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ  高電圧側電力ライン、５４ｂ  低電圧側電力ライン、５５  昇圧コンバータ、５５ａ  電流センサ、５６  システムメインリレー、５７，５８  コンデンサ、５７ａ，５８ａ  電圧センサ、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、９０  油圧ブレーキ装置、９４  ブレーキアクチュエータ、９６ａ〜９６ｄ  ブレーキホイールシリンダ、９８  ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、１２９  クラッチ、１３０  変速機、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２  ダイオード、Ｌ  リアクトル、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２  トランジスタ。
【図１】
2018086933.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018086933.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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