(57)【要約】【課題】二次電池の入力制限が厳しい側に変化したときでも電動機による回生制動力と機械式ブレーキによる制動力とのすり替えをスムーズに行なう。【解決手段】バッテリの入力制限Ｗｉｎが所定時間程度経過したときに連続充放電電流積算値が閾値に至って入力制限Ｗｉｎが厳しい方向に変化するのを予測したときには、そのときから所定時間が経過するまでは比較的小さなレート値Ｔｒｔ１を用いてモータＭＧ２の制動時のトルク指令Ｔｍ２＊を油圧ブレーキによる制動力にすり替え（Ｓ１５０）、所定時間が経過した以降は比較的大きなレート値Ｔｒｔ２を用いてモータＭＧ２の制動時のトルク指令Ｔｍ２＊を油圧ブレーキによる制動力にすり替える（Ｓ１６０）。これにより、モータＭＧ２の制動トルクをスムーズに油圧ブレーキによる制動力にすり替えることができ、ドライバに与えるブレーキフィーリングの悪化を抑制することができる。【選択図】図５
2011097666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力と制動力とを出力する電動機と、油圧駆動により車両に制動力を付与する制動力付与手段と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える自動車であって、
前記二次電池の充電により該二次電池の充電を良好に行なうことができる許容最大電力としての入力制限が所定時間後に厳しくなる方向に変化するのを予測する入力制限厳化予測手段と、
前記電動機から出力される回生トルクと前記制動力付与手段により付与される制動力とによって車両に制動力を作用させているときに前記入力制限厳化予測手段により前記入力制限が前記所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されたときには、前記所定時間が経過するまでは前記電動機から出力される回生トルクを第１の変化量をもって減少させると共に前記制動力付与手段により付与される制動力が該減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記所定時間が経過した以降は前記電動機から出力される回生トルクを前記第１の変化量より大きな第２の変化量をもって減少させると共に前記制動力付与手段により付与される制動力が該減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する制御手段と、
を備える自動車。
【請求項２】
請求項１記載の自動車であって、
前記入力制限厳化予測手段は、前記二次電池の充電電流の積算値が前記入力制限を厳しくする方向に変化させるために予め設定された所定値から所定のマージンだけ小さい値に至ったときに前記入力制限が前記所定時間後に厳しくなる方向に変化すると予測する手段である、
自動車。
【請求項３】
請求項１または２記載の自動車であって、
ブレーキ操作に基づいて車両に要求される要求制動力を設定する要求制動力設定手段を備え、
前記制御手段は、制動時には、前記入力制限厳化予測手段により前記入力制限が前記所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されるまでは、前記二次電池の入力制限の範囲内で且つ前記設定された要求制動力の範囲内で設定されたトルクを前記電動機から出力すべき回生トルクとして該電動機から出力されるよう前記電動機を制御すると共に前記電動機から出力された回生トルクによる制動力では前記設定された要求制動力に不足する制動力が前記制動力付与手段により付与されるよう該制動力付与手段を制御する手段である、
自動車。
【請求項４】
走行用の動力と制動力とを出力する電動機と、油圧駆動により車両に制動力を付与する制動力付与手段と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える自動車の制御方法であって、
前記電動機から出力される回生トルクと前記制動力付与手段により付与される制動力とによって車両に制動力を作用させているときに前記二次電池の充電により該二次電池の充電を良好に行なうことができる許容最大電力としての入力制限が所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されたときには、前記所定時間が経過するまでは前記電動機から出力される回生トルクを第１の変化量をもって減少させると共に前記制動力付与手段により付与される制動力が該減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記所定時間が経過した以降は前記電動機から出力される回生トルクを前記第１の変化量より大きな第２の変化量をもって減少させると共に前記制動力付与手段により付与される制動力が該減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する、
ことを特徴とする自動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車およびその制御方法に関し、詳しくは、走行用の動力と制動力とを出力する電動機と油圧駆動により車両に制動力を付与する制動力付与手段と電動機と電力のやりとりが可能な二次電池とを備える自動車およびこうした自動車の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車としては、走行用のモータと液圧ブレーキ装置とを備える自動車において、走行用のモータの回生制動力を液圧ブレーキ装置の制動力にすり替えるときには、単位時間当たりの回生制動力の減少量がすり替え初期には小さく、その後、徐々に大きくなるように行なうものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、上述のすり替え制御を行なうことにより、単位時間当たりのストローク量の増加が一定となり、ドライバに与えるブレーキフィーリングを悪化させないようにできる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７６５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の自動車では、二次電池を充電してもよい許容最大電力としての入力制限が厳しい側に変化したことによって走行用のモータによる回生制動力を液圧ブレーキ装置の制動力にすり替えるときに、単位時間当たりの回生制動力の減少量がすり替え初期には小さく、その後、徐々に大きくなるように行なうと、走行用のモータによる回生制動力によって二次電池を充電する電力が二次電池の入力制限を超えてしまい、過大な電力による充電によって二次電池を劣化させる場合が生じる。二次電池の入力制限が厳しい側に変化したときには、二次電池の劣化を防止するためには、直ちに走行用のモータによる回生制動力を小さくすればよいが、この場合、走行用のモータによる回生制動力と液圧ブレーキ装置による制動力とのすり替えがスムーズに行なわれず、ドライバに与えるブレーキフィーリングを悪化させてしまう。
【０００５】
本発明の自動車およびその制御方法は、二次電池を充電してもよい許容最大電力としての入力制限が厳しい側に変化したときでも電動機による回生制動力と機械式ブレーキによる制動力とのすり替えをスムーズに行なうことを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の自動車は、
走行用の動力と制動力とを出力する電動機と、油圧駆動により車両に制動力を付与する制動力付与手段と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える自動車であって、
前記二次電池の充電により該二次電池の充電を良好に行なうことができる許容最大電力としての入力制限が所定時間後に厳しくなる方向に変化するのを予測する入力制限厳化予測手段と、
前記電動機から出力される回生トルクと前記制動力付与手段により付与される制動力とによって車両に制動力を作用させているときに前記入力制限厳化予測手段により前記入力制限が前記所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されたときには、前記所定時間が経過するまでは前記電動機から出力される回生トルクを第１の変化量をもって減少させると共に前記制動力付与手段により付与される制動力が該減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記所定時間が経過した以降は前記電動機から出力される回生トルクを前記第１の変化量より大きな第２の変化量をもって減少させると共に前記制動力付与手段により付与される制動力が該減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の自動車では、走行用の動力と制動力とを出力する電動機から出力される回生トルクと油圧駆動により制動力を付与する制動力付与手段により付与される制動力とによって車両に制動力を作用させているときに、二次電池の充電により二次電池の充電を良好に行なうことができる許容最大電力としての入力制限が所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されたときには、所定時間が経過するまでは電動機から出力される回生トルクを第１の変化量をもって減少させると共に制動力付与手段により付与される制動力が減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう電動機と制動力付与手段とを制御し、所定時間が経過した以降は電動機から出力される回生トルクを第１の変化量より大きな第２の変化量をもって減少させると共に制動力付与手段により付与される制動力が減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。このように、二次電池の入力制限が所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されたときから所定時間が経過するまでは小さな第１の変化量をもって電動機から出力される回生トルクと制動力付与手段により付与される制動力とをすり替え、予測したときから所定時間が経過した以降は大きな第２の変化量をもって電動機から出力される回生トルクと制動力付与手段により付与される制動力とをすり替えるから、二次電池の入力制限が厳しい側に変化したときでも電動機による回生トルクと制動力付与手段により付与される制動力とのすり替えをスムーズに行なうことができる。この結果、二次電池の入力制限が厳しい側に変化したときでも、運転者や同乗者に与えるブレーキフィーリングが悪化するのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の自動車において、前記入力制限厳化予測手段は、前記二次電池の充電電流の積算値が前記入力制限を厳しくする方向に変化させるために予め設定された所定値から前記所定のマージンだけ小さい値に至ったときに前記入力制限が前記所定時間後に厳しくなる方向に変化すると予測する手段である、ものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の自動車において、ブレーキ操作に基づいて車両に要求される要求制動力を設定する要求制動力設定手段を備え、前記制御手段は、制動時には、前記入力制限厳化予測手段により前記入力制限が前記所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されるまでは、前記二次電池の入力制限の範囲内で且つ前記設定された要求制動力の範囲内で設定されたトルクを前記電動機から出力すべき回生トルクとして該電動機から出力されるよう前記電動機を制御すると共に前記電動機から出力された回生トルクによる制動力では前記設定された要求制動力に不足する制動力が前記制動力付与手段により付与されるよう該制動力付与手段を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、自動車の運動エネルギのより多くを回生電力として二次電池に蓄えることができ、自動車のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１１】
本発明の自動車の制御方法は、
走行用の動力と制動力とを出力する電動機と、油圧駆動により車両に制動力を付与する制動力付与手段と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える自動車の制御方法であって、
前記電動機から出力される回生トルクと前記制動力付与手段により付与される制動力とによって車両に制動力を作用させているときに前記二次電池の充電により該二次電池の充電を良好に行なうことができる許容最大電力としての入力制限が所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されたときには、前記所定時間が経過するまでは前記電動機から出力される回生トルクを第１の変化量をもって減少させると共に前記制動力付与手段により付与される制動力が該減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記所定時間が経過した以降は前記電動機から出力される回生トルクを前記第１の変化量より大きな第２の変化量をもって減少させると共に前記制動力付与手段により付与される制動力が該減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１２】
この本発明の自動車の制御方法では、走行用の動力と制動力とを出力する電動機から出力される回生トルクと油圧駆動により制動力を付与する制動力付与手段により付与される制動力とによって車両に制動力を作用させているときに、二次電池の充電により二次電池の充電を良好に行なうことができる許容最大電力としての入力制限が所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されたときには、所定時間が経過するまでは電動機から出力される回生トルクを第１の変化量をもって減少させると共に制動力付与手段により付与される制動力が減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう電動機と制動力付与手段とを制御し、所定時間が経過した以降は電動機から出力される回生トルクを第１の変化量より大きな第２の変化量をもって減少させると共に制動力付与手段により付与される制動力が減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。このように、二次電池の入力制限が所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されたときから所定時間が経過するまでは小さな第１の変化量をもって電動機から出力される回生トルクと制動力付与手段により付与される制動力とをすり替え、予測したときから所定時間が経過した以降は大きな第２の変化量をもって電動機から出力される回生トルクと制動力付与手段により付与される制動力とをすり替えるから、二次電池の入力制限が厳しい側に変化したときでも電動機による回生トルクと制動力付与手段により付与される制動力とのすり替えをスムーズに行なうことができる。この結果、二次電池の入力制限が厳しい側に変化したときでも、運転者や同乗者に与えるブレーキフィーリングが悪化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例である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】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図３】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と出力制限用補正係数および入力制限用補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図４】連続充放電電流積算値ＩＳと劣化抑制補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０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６】要求制動トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】制動時における動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図８】実施例の制動時制御ルーチンを実行したときの連続充放電電流積算値ＩＳ，モータトルクＴｍ２，ブレーキトルクＴｂ，制動トルクＴｒの時間変化の一例を示す説明図である。
【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】
【００１４】
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】
【００１５】
図１は、本発明の一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る。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ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に接続された駆動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に接続されたモータＭＧ２と、駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１６】
エンジン２２は、例えば、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１７】
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に噛合すると共にリングギヤ３２に噛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なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、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、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およびデファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００１８】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる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を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０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のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか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る。なお、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。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いず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ＭＧ１，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などが入力されており、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が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、
ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータ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ブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、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。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、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、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用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて放電可能な電力量である残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。ここで、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づく出力制限用補正係数および入力制限用補正係数や、バッテリ５０の充電や放電を開始してから充電や放電を継続している間の充放電電流Ｉｂの積算値（以下、「連続充放電電流積算値」という）ＳＩに基づいて得られる劣化抑制補正係数を設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図２に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と出力制限用補正係数および入力制限用補正係数との関係の一例を示し、図４に連続充放電電流積算値ＩＳと劣化抑制補正係数との関係の一例を示す。連続充放電電流積算値ＩＳと劣化抑制補正係数との関係は、リチウムイオン二次電池などの二次電池では、充電や放電を開始してから一定量を超える充電量の充電や放電量の放電を行なうと二次電池の劣化が生じることに基づいており、実施例では、図４に示すように、連続充放電電流積算値ＩＳが劣化が生じる値より若干小さな閾値ＩＳｒｅｆ以上に至った以降に劣化抑制補正係数を値１から小さくする。なお、図４中の値ＩＳｅｓｔは、所定時間（例えば、２００ｍｓｅｃや３００ｍｓｅｃなど）程度経過したときに連続充放電電流積算値ＩＳが閾値ＩＳｒｅｆに至って劣化抑制補正係数が値１から小さくなり、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが厳しく制限されるのを予測するために用いられる連続充放電電流積算値ＩＳの値であり、バッテリ５０の性能などにより設定することができる。実施例では、バッテリ５０を充電している最中に連続充放電電流積算値ＩＳがこの値ＩＳｅｓｔに至ったときに入力制限厳化予測フラグＦに値１を設定し、充電が終了してからある程度の時間（例えば数秒など）が経過したとき入力制限厳化予測フラグＦに値０を設定する。
【００２０】
ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速Ｖとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。以下、ブレーキアクチュエータ９２の作動により駆動輪３９ａ，３９ｂや図示しない従動輪に制動力を作用させる場合を油圧ブレーキと称する。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、図示しない信号ラインにより、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２１】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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，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，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などが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２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ＥＣＵ９４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力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か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がリングギヤ軸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からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２３】
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、ブレーキペダル８５を踏み込んだときの動作について説明する。図５はブレーキペダル８５を踏み込んだときにハイブリッド用電子制御ユニット７０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。このルーチンは所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、ブレーキペダル８５が踏み込まれると、図５の制動時制御ルーチンと並行して、モータＭＧ１からトルクが出力されずにエンジン２２がアイドル回転数Ｎｉｄｌで自立運転するようモータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１の制御とエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の制御が実行される。このモータＭＧ１とエンジン２２の制御は本発明の中核をなさないから、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００２４】
制動時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、入力制限厳化予測フラグＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、入力制限厳化予測フラグＦは、バッテリＥＣＵ５２が設定したものを通信により入力するものとした。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力したブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて車両に要求される制動トルクとして駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求制動トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求制動トルクＴｒ＊は、実施例では、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと要求制動トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求制動トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求制動トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図６に要求制動トルク設定用マップの一例を示す。なお、実施例では、制動トルクとして負のトルクを用いる。従って、モータＭＧ２から制動トルクを出力する場合も数式上は負の値として用いる。
【００２６】
入力制限厳化予測フラグＦの値を調べ（ステップＳ１２０）、入力制限厳化予測フラグＦが値０のときには、モータＭＧ２の回生側の定格トルクＴｍ２ｍｉｎと要求制動トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したトルクとバッテリ５０の入力制限ＷｉｎをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除した値に相当するトルクとのうち最も大きいもの（絶対値が最も小さいもの）をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定すると共に（ステップＳ１３０）、トルク指令Ｔｍ２＊に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたものを要求制動トルクＴｒ＊から減じた値を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに換算したときの油圧ブレーキに要求されるブレーキトルクＴｂ＊として設定し（ステップＳ１８０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に、ブレーキトルクＴｂ＊についてはブレーキＥＣＵ９４に送信して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ２からトルク指令Ｔｍ２＊に相当するトルクが出力されるようインバータ４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。また、ブレーキトルクＴｂ＊を受信したブレーキＥＣＵ９４は、ブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄによる制動力がリングギヤ軸３２ａに換算したときにブレーキトルクＴｂ＊に相当するトルクとなるようブレーキアクチュエータ９２を駆動制御する。これにより、モータＭＧ２から出力されるトルクとブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄによる制動力とによりリングギヤ軸３２ａに換算したときに要求制動トルクＴｒ＊となる制動トルクを車両に作用させることができる。この状態の動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を図７に示す。
【００２７】
ステップＳ１２０で入力制限厳化予測フラグＦが値１のときには、入力制限厳化予測フラグＦに値１が設定されてから所定時間（例えば、２００ｍｓｅｃや３００ｍｓｅｃなど）を経過したか否かを判定し（ステップＳ１４０）、入力制限厳化予測フラグＦに値１が設定されてから所定時間経過していないときには、前回このルーチンが実行されたときに設定されたモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊（以下、「前回トルク指令Ｔｍ２＊」という。）にレート値Ｔｒｔ１だけ加算したトルクをモータＭＧ２から出力すべき仮のトルク（以下、「仮モータトルク」という。）Ｔｍ２ｔｍｐとして設定すると共に（ステップＳ１５０）、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを上限としての値０と下限としての入力制限ＷｉｎをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除した値に相当するトルクとにより制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１７０）、上述したように駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに換算したときの油圧ブレーキに要求されるブレーキトルクＴｂ＊を計算し（ステップＳ１８０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に、ブレーキトルクＴｂ＊についてはブレーキＥＣＵ９４に送信して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。ここでレート値Ｔｒｔ１は、モータＭＧ２から出力する制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にすり替える際のモータＭＧ２から出力する制動トルクを小さくする程度を表わすものであり、油圧ブレーキを十分にコントロールすることができる程度に比して十分に小さい値として設定されている。
【００２８】
一方、入力制限厳化予測フラグＦに値１が設定されてから所定時間経過しているときには、前回トルク指令Ｔｍ２＊にレート値Ｔｒｔ１より大きなレート値Ｔｒｔ２だけ加算したトルクを仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとして設定すると共に（ステップＳ１６０）、仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを上限としての値０と下限としての入力制限Ｗｉｎを用いたトルクとにより制限することによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１７０）、同様に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに換算したときの油圧ブレーキに要求されるブレーキトルクＴｂ＊を計算し（ステップＳ１８０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に、ブレーキトルクＴｂ＊についてはブレーキＥＣＵ９４に送信して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。ここで、レート値Ｔｒｔ２は、レート値Ｔｒｔ１と同様に、モータＭＧ２から出力する制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にすり替える際のモータＭＧ２から出力する制動トルクを小さくする程度を表わすものであり、レート値Ｔｒｔ１より大きく、油圧ブレーキを十分にコントロールすることができる程度の大きな値として設定されている。
【００２９】
図８は、実施例の制動時制御ルーチンを実行したときの連続充放電電流積算値ＩＳ，モータＭＧ２のトルクＴｍ２，駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの制動トルクに換算したときの油圧ブレーキによるブレーキトルクＴｂ，リングギヤ軸３２ａの制動トルクに換算したときの車両の制動トルクＴｒの時間変化の一例を示す説明図である。制動を開始してから連続充放電電流積算値ＩＳが値ＩＳｅｓｔに至る時間Ｔ１に至るまでは、モータＭＧ２の定格トルクやバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内でモータＭＧ２から制動力を出力すると共に不足分を油圧ブレーキにより出力している。時間Ｔ１に至ると、比較的小さなレート値Ｔｒｔ１を用いてモータＭＧ２から出力するトルクＴｍ２を大きく（絶対値としては小さく）すると共にその分だけ油圧ブレーキによるブレーキトルクＴｂを小さく（絶対値としては大きく）して、モータＭＧ２からの制動トルクの油圧ブレーキによる制動力へのすり替えが開始される。そして、時間Ｔ１から所定時間経過した時間Ｔ２に至ると、比較的大きなレート値Ｔｒｔ２を用いてモータＭＧ２から出力するトルクＴｍ２を大きく（絶対値としては小さく）すると共にその分だけ油圧ブレーキによるブレーキトルクＴｂを小さく（絶対値としては大きく）して、モータＭＧ２からの制動トルクの油圧ブレーキによる制動力への迅速なすり替えを行なう。そして、モータＭＧ２から出力するトルクＴｍ２が値０に至った時間Ｔ３でモータＭＧ２からの制動トルクの油圧ブレーキによる制動力への迅速なすり替えを完了する。なお、全体の制動トルクＴｒは、モータＭＧ２からの制動トルクの油圧ブレーキによる制動力へのすり替えの最中も一定となる。
【００３０】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが所定時間程度経過したときに連続充放電電流積算値ＩＳが閾値ＩＳｒｅｆに至し、劣化抑制補正係数が値１から小さくなって入力制限Ｗｉｎが厳しい方向に変化するのを予測したときには、そのときから所定時間が経過するまでは比較的小さなレート値Ｔｒｔ１を用いてモータＭＧ２からの制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にすり替え、所定時間が経過した以降は比較的大きなレート値Ｔｒｔ２を用いてモータＭＧ２からの制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にすり替えることにより、劣化抑制補正係数が値１から小さくなって入力制限Ｗｉｎが厳しい方向に変化したときにモータＭＧ２からの制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にすり替える制御を開始したときに生じる不都合、例えば、モータＭＧ２の回生電力がバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを超えて過大な電力によりバッテリ５０を充電してしまうことによるバッテリ５０の劣化や、急激なモータＭＧ２からの制動トルクを油圧ブレーキによる制動力のすり替えに対応できないことによるトルクショックなどを抑制することができる。これにより、モータＭＧ２からの制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にスムーズにすり替えることができ、ドライバに与えるブレーキフィーリングの悪化を抑制することができる。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、制動時制御ルーチンを実行しているときには、モータＭＧ１からはトルクを出力せずにエンジン２２をアイドル回転数Ｎｉｄｌで自立運転するものとしたが、エンジン２２をアイドル回転数Ｎｉｄｌ以外の回転数、例えば、車速Ｖに応じて大きくなる傾向の回転数で自立運転するものとしてもよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、連続充放電電流積算値ＩＳがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを厳しい方向に変化させる閾値ＩＳｒｅｆより小さな値ＩＳｅｓｔに至ったときに所定時間程度経過したときに連続充放電電流積算値ＩＳが閾値ＩＳｒｅｆに至し、劣化抑制補正係数が値１から小さくなって入力制限Ｗｉｎが厳しい方向に変化するのを予測するものとしたが、他の手法、例えば、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂの変化程度に基づいて所定時間程度経過したときに入力制限Ｗｉｎが厳しい方向に変化するのを予測するものとするなどの手法を用いるものとしてもよい。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図９における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動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を備えるものとしてもよい。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２と動力分配統合機構３０を搭載するハイブリッド自動車としたが、制動時のモータによる制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にすり替えるものであればよいから、走行用の動力や制動力を出力可能なモータとこのモータと電力のやりとりが可能な二次電池と制動力をコントロール可能な油圧ブレーキとを搭載する自動車、例えば、他の構成のハイブリッド自動車や電気自動車などとしてもよい。また、こうした自動車の形態だけでなく、自動車の制御方法の形態としてもよい。
【００３６】
ここで、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、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、ブレーキアクチュエータ９２やブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄ，ブレーキＥＣＵ９４が「制動力付与手段」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、連続充放電電流積算値ＩＳがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを厳しい方向に変化させる閾値ＩＳｒｅｆより小さな値ＩＳｅｓｔに至ったときに所定時間程度経過したときに入力制限Ｗｉｎが厳しい方向に変化するのを予測するバッテリＥＣＵ５２が「入力制限厳化予測手段」に相当し、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが所定時間程度経過したときに連続充放電電流積算値ＩＳが閾値ＩＳｒｅｆに至して入力制限Ｗｉｎが厳しい方向に変化するのを予測したときには、そのときから所定時間が経過するまでは比較的小さなレート値Ｔｒｔ１を用いてモータＭＧ２からの制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にすり替え、所定時間が経過した以降は比較的大きなレート値Ｔｒｔ２を用いてモータＭＧ２からの制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にすり替える図５の制動時制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とこのハイブリッド用電子制御ユニット７０から送信されるトルク指令Ｔｍ２＊を受信してモータＭＧ２を駆動制御するモータＥＣＵ４０とハイブリッド用電子制御ユニット７０から送信されるブレーキトルクＴｂ＊を受信してブレーキアクチュエータ９２を駆動制御するブレーキＥＣＵ９４とが「制御手段」に相当する。
【００３７】
ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力と制動力とを出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「制動力付与手段」としては、ブレーキアクチュエータ９２やブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄ，ブレーキＥＣＵ９４からなる油圧ブレーキに限定されるものではなく、油圧駆動でないブレーキなど、油圧駆動により車両に制動力を付与するものであれば如何なるものとしても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、充電に伴って入力制限Ｗｉｎを厳しい方向に変化させないと劣化してしまうタイプの二次電池であれば如何なるものとしても構わない。「入力制限厳化予測手段」としては、連続充放電電流積算値ＩＳがバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを厳しい方向に変化させる閾値ＩＳｒｅｆより小さな値ＩＳｅｓｔに至ったときに所定時間程度経過したときに入力制限Ｗｉｎが厳しい方向に変化するのを予測するものに限定されるものではなく、二次電池の充電により二次電池の充電を良好に行なうことができる許容最大電力としての入力制限が所定時間後に厳しくなる方向に変化するのを予測するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０とブレーキＥＣＵ９４との組み合わせによって構成されるものに限定されるものではなく、例えば単一の電子制御ユニットにより構成されるものとしてもよい。また、「制御手段」としては、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが所定時間程度経過したときに連続充放電電流積算値ＩＳが閾値ＩＳｒｅｆに至して入力制限Ｗｉｎが厳しい方向に変化するのを予測したときには、そのときから所定時間が経過するまでは比較的小さなレート値Ｔｒｔ１を用いてモータＭＧ２からの制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にすり替え、所定時間が経過した以降は比較的大きなレート値Ｔｒｔ２を用いてモータＭＧ２からの制動トルクを油圧ブレーキによる制動力にすり替えるものに限定されるものではなく、電動機から出力される回生トルクと制動力付与手段により付与される制動力とによって車両に制動力を作用させているときに入力制限厳化予測手段により入力制限が所定時間後に厳しくなる方向に変化するのが予測されたときには、所定時間が経過するまでは電動機から出力される回生トルクを第１の変化量をもって減少させると共に制動力付与手段により付与される制動力が減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう電動機と制動力付与手段とを制御し、所定時間が経過した以降は電動機から出力される回生トルクを第１の変化量より大きな第２の変化量をもって減少させると共に制動力付与手段により付与される制動力が減少分のトルクに相当する制動力分だけ増加するよう電動機と制動力付与手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００３８】
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、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。
【００３９】
以上、本発明を実施するための最良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】
【００４０】
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ  ＣＰＵ、２４ｂ  ＲＯＭ、２４ｃ  ＲＡＭ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５  減速ギヤ、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、３９ｃ，３９ｄ  車輪、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）、５４  電力ライン、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、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  ブレーキマスターシリンダ、９２  ブレーキアクチュエータ、９４  ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄ  ブレーキホイールシリンダ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2011097666.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】
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【図９】
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【図１０】
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