(57)【要約】【課題】二次電池が充電制限を受けている最中に内燃機関を停止する際に制動力を確保すると共に内燃機関の排気浄化装置の触媒の劣化を抑止する。【解決手段】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が高くてバッテリ５０の充電制限がなされている最中にブレーキペダル８５が踏み込まれたときには、エンジン２２の燃料噴射や点火を停止し、エンジン２２の排気管２２ｄの排気バルブ２２ｅを全閉にする。エンジン２２は回転により空気を排気側に圧縮するから、排気ブレーキとして機能し、制動トルクを駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用させることができる。排気バルブ２２ｅは排気浄化装置２３の上流側に取り付けられているから、排気ブレーキにより多量の空気を排気浄化装置２３に供給することがない。この結果、触媒の劣化を防止することができる。【選択図】        図１
2004346782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に連結された駆動軸に動力を入出力する電動機と、
排気管の排気浄化装置の上流側に取り付けられて排気を規制する排気規制弁を有する内燃機関と、
該内燃機関を運転する内燃機関運転手段と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
該蓄電手段の蓄電制限を判定する蓄電制限判定手段と、
該蓄電制限検出手段により前記蓄電手段の蓄電制限が判定されている最中に制動指示がなされて前記内燃機関の運転停止の指示がなされたとき、前記排気規制弁が閉成されて前記内燃機関の運転が停止されるよう前記内燃機関運転手段を制御すると共に運転者の要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力動力出力手段と前記電動機とを駆動制御する停止時制御手段と、
を備え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、
前記内燃機関運転手段は、スロットルバルブの駆動制御と燃料噴射制御と点火制御とを含む制御により前記内燃機関を運転する手段であり、
前記停止時制御手段は、前記スロットルバルブを全閉した後に燃料噴射を停止すると共に点火を停止し、その後前記排気規制弁を閉成して前記内燃機関の運転が停止されるよう前記内燃機関運転手段を制御する手段である
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
前記停止時制御手段は、前記排気規制弁を閉成した後に前記スロットルバルブを開成して前記内燃機関の運転が停止されるよう前記内燃機関運転手段を制御する手段である請求項２記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
前記停止時制御手段は、前記内燃機関の始動の指示がなされるまで前記排気規制弁が閉成された状態を保持するよう前記内燃機関運転手段を制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載のハイブリッド自動車。
【請求項５】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし４いずれか記載のハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機である請求項１ないし４いずれか記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
車軸に連結された駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
該内燃機関を運転する内燃機関運転手段と、
該内燃機関の排気管の排気浄化装置の上流側に取り付けられて排気を規制する排気規制手段と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
該蓄電手段の蓄電制限を判定する蓄電制限判定手段と、
該蓄電制限検出手段により前記蓄電手段の蓄電制限が判定されている最中に制動指示がなされて前記内燃機関の運転停止の指示がなされたとき、排気が規制されて前記内燃機関の運転が停止されるよう前記排気規制手段と前記内燃機関運転手段とを制御すると共に運転者の要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を駆動制御する停止時制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項８】
車軸に連結された駆動軸に動力を入出力する電動機と、排気管の排気浄化装置の上流側に取り付けられて排気を規制する排気規制弁を有する内燃機関と、該内燃機関を運転する内燃機関運転手段と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、前記蓄電手段の蓄電制限が判定されている最中に制動指示がなされて前記内燃機関の運転停止の指示がなされたときには、スロットルバルブを全閉した後に燃料噴射を停止すると共に点火を停止し、その後前記排気規制弁を閉成して前記内燃機関の運転が停止されるよう前記内燃機関運転手段を制御すると共に運転者の要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力動力出力手段と前記電動機とを駆動制御する
ハイブリッド自動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンの排気管に排気バルブを設け、制動時にバッテリが満充電近傍のときには排気バルブを閉じる排気ブレーキにより制動力を得るものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０９５０４号公報（図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ハイブリッド自動車では、バッテリの過充電を抑止する必要から排気ブレーキを利用することが考えられるが、同時にエミッションをも考慮する必要もある。エミッションの向上のためエンジンの排気管には排気中の一酸化炭素や未反応炭化水素，ＮＯｘを低減する触媒が充填された排気浄化装置が取り付けられているのが一般的である。排気ブレーキは、排気管へ空気を圧縮することにより制動力を得るものであるから、多量の空気が排気浄化装置に供給されて充填された触媒の劣化を招く場合が生じる。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、二次電池などの蓄電装置が充電制限を受けている最中に内燃機関を停止する際に制動力を確保すると共に内燃機関の排気浄化装置の触媒の劣化を抑止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド自動車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た。
【０００７】
本発明の第１のハイブリッド自動車は、
車軸に連結された駆動軸に動力を入出力する電動機と、
排気管の排気浄化装置の上流側に取り付けられて排気を規制する排気規制弁を有する内燃機関と、
該内燃機関を運転する内燃機関運転手段と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
該蓄電手段の蓄電制限を判定する蓄電制限判定手段と、
該蓄電制限検出手段により前記蓄電手段の蓄電制限が判定されている最中に制動指示がなされて前記内燃機関の運転停止の指示がなされたとき、前記排気規制弁が閉成されて前記内燃機関の運転が停止されるよう前記内燃機関運転手段を制御すると共に運転者の要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力動力出力手段と前記電動機とを駆動制御する停止時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の第１のハイブリッド自動車では、蓄電手段の蓄電制限が判定されている最中に制動指示がなされて内燃機関の運転停止の指示がなされたときには、内燃機関の排気管の排気浄化装置の上流側に取り付けられて排気を規制する排気規制弁が閉成されて内燃機関の運転が停止されるよう内燃機関を運転する内燃機関運転手段を制御すると共に運転者の要求動力が車軸に連結された駆動軸に出力されるよう電力動力出力手段と電動機とを駆動制御する。排気規制弁は排気浄化装置の上流側に取り付けられているから、排気ブレーキとして機能させても多量の空気を排気浄化装置に供給することはない。この結果、排気浄化装置内の触媒の劣化を抑止することができる。もとより、排気ブレーキとして機能するから、蓄電手段を過充電することなく運転者が要求する制動力を得ることができる。
【０００９】
こうした本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記内燃機関運転手段は、スロットルバルブの駆動制御と燃料噴射制御と点火制御とを含む制御により前記内燃機関を運転する手段であり、前記停止時制御手段は、前記スロットルバルブを全閉した後に燃料噴射を停止すると共に点火を停止し、その後前記排気規制弁を閉成して前記内燃機関の運転が停止されるよう前記内燃機関運転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、エミッションを悪化させることなく排気ブレーキを機能させることができる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記停止時制御手段は、前記排気規制弁を閉成した後に前記スロットルバルブを開成して前記内燃機関の運転が停止されるよう前記内燃機関運転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、内燃機関を始動する際に排気浄化装置に送られる空気を少なくすることができる。
【００１０】
また、本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記停止時制御手段は、前記内燃機関の始動の指示がなされるまで前記排気規制弁が閉成された状態を保持するよう前記内燃機関運転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、内燃機関の始動の指示がなされるまで、いつでも排気ブレーキを機能させることができる。
【００１１】
本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の第２のハイブリッド自動車は、
車軸に連結された駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
該内燃機関を運転する内燃機関運転手段と、
前記内燃機関の排気管の排気浄化装置の上流側に取り付けられて排気を規制する排気規制手段と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
該蓄電手段の蓄電制限を判定する蓄電制限判定手段と、
該蓄電制限検出手段により前記蓄電手段の蓄電制限が判定されている最中に制動指示がなされて前記内燃機関の運転停止の指示がなされたとき、排気が規制されて前記内燃機関の運転が停止されるよう前記排気規制手段と前記内燃機関運転手段とを制御すると共に運転者の要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を駆動制御する停止時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１３】
この本発明の第２のハイブリッド自動車では、蓄電手段の蓄電制限が判定されている最中に制動指示がなされて内燃機関の運転停止の指示がなされたときには、内燃機関の排気管の排気浄化装置の上流側に取り付けられて排気を規制する排気規制手段により排気が規制されて内燃機関の運転が停止されるよう排気規制手段と内燃機関を運転する内燃機関運転手段とを制御すると共に運転者の要求動力が車軸に連結された駆動軸に出力されるよう電動機を駆動制御する。排気規制手段は排気浄化装置の上流側に取り付けられているから、排気ブレーキとして機能させても多量の空気を排気浄化装置に供給することはない。この結果、排気浄化装置内の触媒の劣化を抑止することができる。もとより、排気ブレーキとして機能するから、蓄電手段を過充電することなく運転者が要求する制動力を得ることができる。
【００１４】
本発明のハイブリッド自動車の制御方法は、
車軸に連結された駆動軸に動力を入出力する電動機と、排気管の排気浄化装置の上流側に取り付けられて排気を規制する排気規制弁を有する内燃機関と、該内燃機関を運転する内燃機関運転手段と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、前記蓄電手段の蓄電制限が判定されている最中に制動指示がなされて前記内燃機関の運転停止の指示がなされたときには、スロットルバルブを全閉した後に燃料噴射を停止すると共に点火を停止し、その後前記排気規制弁を閉成して前記内燃機関の運転が停止されるよう前記内燃機関運転手段を制御すると共に運転者の要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力動力出力手段と前記電動機とを駆動制御する
ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明のハイブリッド自動車の制御方法によれば、蓄電手段の蓄電制限が判定されている最中に制動指示がなされて内燃機関の運転停止の指示がなされたときには、スロットルバルブを全閉した後に燃料噴射を停止すると共に点火を停止し、その後、内燃機関の排気管の排気浄化装置の上流側に取り付けられて排気を規制する排気規制弁を閉成して内燃機関の運転が停止されるよう内燃機関運転手段を制御すると共に運転者の要求動力が駆動軸に出力されるよう電力動力出力手段と電動機とを駆動制御するから、排気ブレーキとして機能させても多量の空気を排気浄化装置に供給することはなく、排気浄化装置内の触媒の劣化を抑止することができると共に蓄電手段を過充電することなく運転者が要求する制動力を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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、動力出力装置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。
【００１７】
エンジン２２は、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２２の吸気管２２ａには、スロットルバルブ２２ｂが取り付けられている。このスロットルバルブ２２ｂは、エンジンＥＣＵ２４からの駆動信号により駆動するアクチュエータ２２ｃにより開閉されることにより、スロットル開度を変更する。エンジン２２の排気管２２ｄには、排気中の一酸化炭素や未燃焼の炭化水素，ＮＯｘなどを低減する排気浄化装置２３が取り付けられており、排気浄化装置２３の上流側には排気バルブ２２ｅが取り付けられている。この排気バルブ２２ｅは、エンジンＥＣＵ２４からの駆動信号により駆動するアクチュエータ２２ｆによって開閉される。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。
【００１８】
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６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１９】
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。
【００２０】
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。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図示しない電圧センサからの端子間電圧，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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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いて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【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、特にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が高くてバッテリ５０の充電制限がなされている最中に運転者がブレーキペダル８５を踏み込んで制動力を作用させる際の動作について説明する。図２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処理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、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときから所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２４】
制動処理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，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ），モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２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、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）は、バッテリ５０の充放電電流の積算値に基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとし、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。
【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トルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき制動トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１１０）。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と制動トルクＴｒ＊との関係を予め定めて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制動トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図３に制動トルク設定用マップの一例を示す。
【００２６】
続いて、入力したバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）を閾値Ｓｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｓｒｅｆは、バッテリ５０の充電制限を行なうか否かを判定するものであり、バッテリ５０の容量などにより定めることができる。例えば、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）として８５％や９０％などと定めることができる。
【００２７】
バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、バッテリ５０の充電制限はなされていないと判断し、ステップＳ１３０〜Ｓ１８０の通常のエンジン２２の運転停止を伴った制動処理を行なう。この処理では、まず、エンジン２２の運転制御（燃料噴射制御や点火制御など）を停止する制御停止回転数Ｎｓｔｏｐをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に停止時トルクＴｓｔｏｐをエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に設定する（ステップＳ１３０）。ここで、制御停止回転数Ｎｓｔｏｐとしては、例えば、１２００ｒｐｍや１５００ｒｐｍ，１８００ｒｐｍなどの種々の回転数を用いることができ、停止時トルクＴｓｔｏｐとしては値０や若干の値など種々の値を用いることができる。
【００２８】
次に、設定した制御用回転数Ｎｓｅｔでエンジン２２が回転するようにモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を次式（１）により計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊でモータＭＧ１が回転するようトルク指令Ｔｍ１＊を式（２）により計算する（ステップＳ１４０）。ここで、式（１）は動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式であり、式（２）はモータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式である。式（１）中、ρは動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００２９】
【数１】
Ｎｍ１＊＝Ｎｓｅｔ・（１＋ρ）／ρ−Ｎｍ２／（Ｇｒ・ρ）                                …（１）
Ｔｍ１＊＝前回Ｔｍ１＊＋ｋ１（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１）＋ｋ２∫（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１）ｄｔ  …（２）
【００３０】
そして、設定した制動トルクＴｒ＊をギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１５０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信する（ステップＳ１６０）、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊とトルク指令Ｔｍ２＊とを受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅを制御停止回転数Ｎｓｔｏｐと比較し（ステップＳ１７０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが制御停止回転数Ｎｓｔｏｐより大きいときには、これで制動処理ルーチンを終了する。
【００３１】
こうしたステップＳ１００〜Ｓ１７０までの処理が繰り返し実行され、エンジン２２の回転数Ｎｅが制御停止回転数Ｎｓｔｏｐ以下になると、エンジン２２の運転制御の停止指示をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にそれ以降のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定する（ステップＳ１８０）。これにより、エンジン２２を停止し、モータＭＧ２からの動力（制動力）だけで車両は走行するようになる。なお、エンジン２２の運転制御が停止されるまでは、エンジン２２からの出力に対してモータＭＧ１で発電が行なわれ、制動トルクＴｒ＊に対してモータＭＧ２が回生制御されるから、バッテリ５０はこれらの制御により発生する電力により充電されることになる。
【００３２】
一方、ステップＳ１２０でバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、バッテリ５０の充電制限がなされていると判断し、エンジンＥＣＵ２４にエンジン２２の排気ブレーキの指示を送信する（ステップＳ１９０）。この排気ブレーキの指示を受信したエンジンＥＣＵ２４は、図４に例示する排気ブレーキ処理を実行する。排気ブレーキ処理では、エンジンＥＣＵ２４は、まず、スロットルバルブ２２ｂを全閉し（ステップＳ３００）、その後、エンジン２２への燃料噴射制御と点火制御を停止する（ステップＳ３１０）。そして、排気バルブ２２ｅを全閉し（ステップＳ３２０）、その後に、全閉したスロットルバルブ２２ｂを全開して（ステップＳ３３０）、処理を終了する。なお、この処理は図２の制動処理ルーチンの処理の一つとして行なわれるものではなく、制動処理ルーチンと並行して行なわれる。
【００３３】
エンジンＥＣＵ２４に排気ブレーキの指示を送信すると、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が正の値か否かを判定し（ステップＳ２００）、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が正の値のときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に所定トルクＴｓｅｔを設定し（ステップＳ２１０）、回転数Ｎｍ１が負の値のときにはトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２２０）。ここで、所定トルクＴｓｅｔは、エンジン２２をモータリングする方向に作用するトルクであり、その大きさは、エンジン２２による排気ブレーキにより作用する制動トルクに相当する大きさとして設定される。これは、エンジン２２による排気ブレーキはその反力をモータＭＧ１で受け止めることにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに制動トルクを作用させることができることに基づく。なお、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が負の値のときにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定するのは、モータＭＧ１に所定トルクＴｓｅｔを作用させると、モータＭＧ１は回生制御されることになり、その回生電力をバッテリ５０に充電する必要が生じるためである。
【００３４】
こうしてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、制動トルクＴｒ＊をギヤ比Ｇｒで除した値から排気ブレーキで期待される制動力としての排気制動トルクΔＴを減じた値をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に設定し（ステップＳ２３０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊とトルク指令Ｔｍ２＊とをモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２４０）、制動処理ルーチンを終了する。
【００３５】
排気ブレーキ処理を開始した直後のエンジン２２は、運転者がブレーキペダル８５を踏み込む直前のトルクを出力している運転ポイントの回転数で運転されている。このときに、前述の排気ブレーキ処理を実行すると、エンジン２２は排気側に空気を圧縮することになるから、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａには、エンジン２２のフリクショントルクとポンピングロスとからなる制動トルクが作用することになる。このように、エンジン２２は排気側に空気を圧縮するから、その回転数Ｎｅは急激に減少し、エンジン２２は停止する。この処理ではモータＭＧ１は発電しないから、ステップＳ１３０〜Ｓ１８０の通常のエンジン２２の運転停止の処理を実行する場合に比して、モータＭＧ１の発電電力と排気制動トルクΔＴにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を乗じた電力との和に相当する分だけバッテリ５０を充電する電力を小さくすることができる。したがって、バッテリ５０の充電制限に対処することができるようになる。
【００３６】
ここで、実施例では、排気バルブ２２ｅは排気管２２ｄの排気浄化装置２３より上流側に取り付けられているから、排気側に圧縮された空気は排気浄化装置２３には影響は与えない。即ち、排気浄化装置２３には、多量な空気は供給されないから内部の触媒を劣化することはない。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、排気ブレーキ処理を実行すると、次にエンジン２２の始動指示がなされるまで、前述のバルブ状態、即ち、スロットルバルブ２２ｂが全開で排気バルブ２２ｅが全閉の状態を保持する。エンジン２２の排気側に圧縮された空気はピストンとシリンダの僅かな隙間を介して吸気管２２ａ側に抜けるから、エンジン２２を始動するときに排気浄化装置２３に流れる空気は僅かな量となる。この結果、排気浄化装置２３の内部の触媒の劣化を防止することができる。
【００３８】
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の充電制限がなされている最中にブレーキペダル８５が踏み込まれたときには、エンジン２２の排気管２２ｄに取り付けられた排気バルブ２２ｅを全閉して排気ブレーキとして機能させるから、運転者が要求する制動力を作用させることができると共にバッテリ５０の過充電を抑止することができる。しかも、排気バルブ２２ｅは排気管２２ｄの排気浄化装置２３の上流側に取り付けられているから、排気ブレーキを機能させる際に排気浄化装置２３に多量の空気を供給することに基づく触媒の劣化を伴うことがない。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、排気ブレーキ処理を行なっている最中は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が正の値のときには所定トルクＴｓｅｔをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、回転数Ｎｍ１が負の値のときにはトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定したが、回転数Ｎｍ１の正負の符号に拘わらず、所定トルクＴｓｅｔをトルク指令Ｔｍ１＊に設定するものとしても差し支えない。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、排気ブレーキ処理を行なっている最中は、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が正の値のときには所定トルクＴｓｅｔをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するものとしたが、トルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクは、排気ブレーキの程度に応じて変化させるものとしてもよい。この場合、例えば、排気ブレーキを作用してからの時間とトルク指令Ｔｍ１＊との関係を実験などにより予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、排気ブレーキを作用させてからの時間に対応するトルク指令Ｔｍ１＊をマップから導出して設定するものとしてもよい。
【００４０】
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５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６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４１】
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６３ａ，６３ｂ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６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６３ａ，６３ｂ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。
【００４２】
このように、本発明は排気ブレーキを作用させることができるハイブリッド自動車であれば、上述した変形例のハイブリッド自動車１２０，２２０に限られず、例えば、エンジンの出力軸が変速機を介して車軸に連結された駆動軸に接続されていると共に駆動軸に直接または変速機を介して電動機が取り付けらてなるハイブリッド自動車など、種々のハイブリッド自動車にも適用することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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】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処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】制動トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】エンジンＥＣＵ２４で実行される排気ブレーキ処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】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６】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。
【符号の説明】
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）、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、３５，１３５  減速ギヤ、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、５１  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、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ  駆動輪、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、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】
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【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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