車両およびその制御方法並びに制動装置
【課題】制動時に電動機による制動力と機械ブレーキによる制動力との協調がスムーズに行なわれるようにしてトルクショックが生じないようにする。
【解決手段】制動時には、バッテリの入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定し（Ｓ１９０）、設定した下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎによってモータＭＧ２，ＭＧ３から出力する回生トルクを制限する（Ｓ２２０）。これにより、車速が小さくなったときにモータＭＧ２，ＭＧ３から出力する回生トルクの急変に対して油圧ブレーキの追従ができないことによる過剰な制動力の出力やトルクショックを抑制することができる。
【解決手段】制動時には、バッテリの入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定し（Ｓ１９０）、設定した下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎによってモータＭＧ２，ＭＧ３から出力する回生トルクを制限する（Ｓ２２０）。これにより、車速が小さくなったときにモータＭＧ２，ＭＧ３から出力する回生トルクの急変に対して油圧ブレーキの追従ができないことによる過剰な制動力の出力やトルクショックを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法並びに制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、前輪を駆動可能な前輪用モータＭＧｆと、後輪を駆動可能な後輪用モータＭＧｒと、この二つのモータＭＧｆ，ＭＧｒと電力のやりとりが可能なバッテリとを備え、制動力が要求されたときには、バッテリの充電制限値の範囲内で二つのモータＭＧｆ、ＭＧｒを駆動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、制動時には、まず、駆動頻度が低い後輪用モータＭＧｒの回生用のトルク指令をバッテリの充電制限値の範囲内で設定し、その後、設定した後輪用モータＭＧｒのトルク指令とバッテリの充電制限値とを用いた制限下で前輪用モータＭＧｆの回生用のトルク指令を設定して、前輪用モータＭＧｆと後輪用モータＭＧｒとを回生制御する。これにより、駆動頻度が高い前輪用モータＭＧｆの発熱を抑制している。
【特許文献１】特開２００２−３４５１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の車両のような電動車両では、制動力を作用させるものとしては駆動用のモータだけでなく、通常は、油圧駆動の機械ブレーキを搭載しており、モータを回生制御することによって作用させることができる制動力では不足するときには機械ブレーキを作動させて所望の制動力が得られるようになっている。そして、停車するときにトルクショックが生じるのを抑制するために停車する前にモータによる制動力を機械ブレーキによる制動力に置き換えている。このとき、上述した車両のように、バッテリの充電制限値だけでモータのトルク指令を設定すると、低車速ではモータの回転数が小さいためにモータから大きな回生トルクが出力されるようモータが制御される一方、油圧駆動にある程度時間を要することから、モータによる制動力と機械ブレーキによる制動力との協調をスムーズに行なうことができず、トルクショックが生じる場合がある。この現象は、バッテリの充電制限が厳しいときに顕著に生じる。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法並びに制動装置は、制動時にトルクショックが生じないようにすることを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法並びに制動装置は、電動機による制動力と機械ブレーキによる制動力との協調がスムーズに行なわれるようにすることを目的の一つとする。さらに、本発明の車両およびその制御方法並びに制動装置は、制動時により多くの運動エネルギを電力に回生することによるエネルギ効率の向上を図ることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両およびその制御方法並びに制動装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の車両は、
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、
回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
車両に要求された制動要求を検出する制動要求検出手段と、
前記検出された制動要求と前記設定された入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定する下限回生トルク設定手段と、
前記検出された電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記設定された入力制限と前記設定された下限回生トルクの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用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動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、車両に要求された制動要求と蓄電手段の状態に基づいて設定された蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限とに基づいて電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定し、電動機の回転数に基づく電動機の定格トルクと蓄電手段の入力制限と下限回生トルクとの範囲内で電動機から回生トルクが出力されると共に制動要求に応じた制動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、電動機からの回生トルクを蓄電手段の入力制限と制動要求とに基づいて設定される下限回生トルクに制限することができ、電動機の回転数が小さくなったときでも下限回生トルクを超える小さな（絶対値としては大きな）回生トルクが電動機から出力されるのを抑止することができる。この結果、電動機の回転数が小さくなったときでも電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができ、電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができないことによって生じるトルクショックを抑制することができる。もとより、電動機による回生トルクの出力により車両の運動エネルギを電力に回生するから、車両のエネルギ効率を向上させることができる。ここで、制動要求としては、操作者のブレーキペダルの操作量やこれに関連する物理量、例えば踏力やブレーキ圧，ブレーキの作用による車両の減速度などを用いることができる。なお、下限回生トルクは、回生時のトルクを負の値としている。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記下限回生トルク設定手段は前記設定された入力制限の絶対値が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に下限回生トルクを設定する手段であるものとすることもできるし、前記下限回生トルク設定手段は前記検出された制動要求が大きいほど絶対値が小さくなる傾向に下限回生トルクを設定する手段であるものとすることもできる。このように下限回生トルクを設定することにより、蓄電手段の入力制限や制動要求に応じて電動機の回生トルクを設定することができる。
【０００９】
また、本発明の車両において、前記制動制御手段は、前記電動機の定格トルクと前記設定された入力制限と前記設定された下限回生トルクとの範囲内で最も大きな（絶対値としては小さな）回生トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御すると共に前記検出された制動要求に応じた駆動力と前記電動機から出力される回生トルクによる制動力との差分の制動力が前記制動力付与手段から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、車両の運動エネルギのより多くを電力として回生することができる。
【００１０】
さらに、本発明の車両において、前記制動制御手段は、前記回転数検出手段により検出された回転数が所定回転数以上のときには前記電動機の定格トルクと前記設定された入力制限に基づく入力制限トルクと前記設定された下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記回転数検出手段により検出された回転数が前記所定回転数未満のときには前記電動機から回生トルクが出力されず前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用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手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機が停止する際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の車両において、前記電動機は、異なる車軸に接続された複数の電動機であるものとすることもできる。この場合、前記下限回生トルク設定手段は前記複数の電動機毎に下限回生トルクを設定する手段であり、前記制動制御手段は前記複数の電動機毎の定格トルクと前記設定された入力制限と前記複数の電動機毎に設定された下限回生トルクとの範囲内で前記複数の電動機から各々回生トルクが出力されるよう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、各電動機からの回生トルクを蓄電手段の入力制限と制動要求とに基づいて設定される下限回生トルクと各電動機の定格トルクに制限することができ、各電動機の回転数が小さくなったときでも各電動機から大きな回生トルクが出力されるのを抑止することができる。この結果、各電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができ、いずれかの電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができないことによって生じるトルクショックを抑制することができる。
【００１２】
本発明の制動装置は、
移動体に制動力を作用させる制動装置であって、
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、
回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
移動体に要求された制動要求を検出する制動要求検出手段と、
前記検出された制動要求と前記設定された入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定する下限回生トルク設定手段と、
前記検出された電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記設定された入力制限と前記設定された下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が移動体に作用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動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１３】
この本発明の制動装置では、移動体に要求された制動要求と蓄電手段の状態に基づいて設定された蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限とに基づいて電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定し、電動機の回転数に基づく電動機の定格トルクと蓄電手段の入力制限と下限回生トルクの範囲内で電動機から回生トルクが出力されると共に制動要求に応じた制動力が移動体に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、電動機からの回生トルクを蓄電手段の入力制限と制動要求とに基づいて設定される下限回生トルクに制限することができ、電動機の回転数が小さくなったときでも下限回生トルクを超える小さな（絶対値としては大きな）回生トルクが電動機から出力されるのを抑止することができる。この結果、電動機の回転数が小さくなったときでも電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができ、電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができないことによって生じるトルクショックを抑制することができる。もとより、電動機による回生トルクの出力により車両の運動エネルギを電力に回生するから、移動体のエネルギ効率を向上させることができる。なお、下限回生トルクは、回生時のトルクを負の値としている。
【００１４】
本発明の車両の制御方法は、
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
車両に要求された制動要求と前記蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定すると共に前記電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記入力制限と前記設定した下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記制動要求に応じた制動力が車両に作用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。
【００１５】
この車両の制御方法では、車両に要求された制動要求と蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限とに基づいて電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定し、電動機の回転数に基づく電動機の定格トルクと入力制限と下限回生トルクとの範囲内で電動機から回生トルクが出力されると共に制動要求に応じた制動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、電動機からの回生トルクを蓄電手段の入力制限と制動要求とに基づいて設定される下限回生トルクに制限することができ、電動機の回転数が小さくなったときでも下限回生トルクを超える小さな（絶対値としては大きな）回生トルクが電動機から出力されるのを抑止することができる。この結果、電動機の回転数が小さくなったときでも電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができ、電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができないことによって生じるトルクショックを抑制することができる。もとより、電動機による回生トルクの出力により車両の運動エネルギを電力に回生するから、車両のエネルギ効率を向上させることができる。ここで、制動要求としては、操作者のブレーキペダルの踏み込み量やこれに関連する物理量、例えば踏力やブレーキ圧，ブレーキの作用による車両の減速度などを用いることができる。なお、下限回生トルクは、回生時のトルクを負の値としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
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に接続されると共にギヤ機構６０，デファレンシャルギヤ６１を介して前輪６２ａ，６２ｂに接続された減速ギヤ３５と、減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、デファレンシャルギヤ６３を介して後輪６４ａ，６４ｂに接続されたモータＭＧ３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。
【００１８】
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。
【００１９】
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には駆動軸としてのリングギヤ軸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６１を介して、最終的には前輪６２ａ，６２ｂに出力される。
【００２０】
モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３は、いずれも発電機として駆動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４１，４２，４３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４１，４２，４３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４１，４２，４３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４４，４５，４６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，ＭＧ３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４１，４２，４３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，ＭＧ３を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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。
【００２１】
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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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。
【００２２】
前輪６２ａ，６２ｂおよび後輪６４ａ，６４ｂの各車輪には、ブレーキアクチュエータ６８からの油圧により作動する油圧ブレーキが取り付けられている。ブレーキアクチュエータ６８からの油圧の調節は、ブレーキＥＣＵ６９による駆動制御により行なわれている。このブレーキＥＣＵ６９には、車輪速センサ６９ａにより検出される前輪６２ａ，６２ｂの車輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，後輪６４ａ，６４ｂの車輪速Ｖｒｌ，Ｖｒｒが図示しない入力ポートを介して入力されており、ブレーキＥＣＵ６９からはブレーキアクチュエータ６８への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、ブレーキＥＣＵ６９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ブレーキアクチュエータ６８を駆動制御すると共に必要に応じてブレーキアクチュエータ６８の状態や前輪６２ａ，６２ｂおよび後輪６４ａ，６４ｂ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。
【００２３】
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，ブレーキＥＣＵ６９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ＥＣＵ６９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
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とに基づいて車両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により走行するように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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およびモータＭＧ３のいずれか又は両方とによってトルク変換されて出力されるようモータＭＧ１とモータＭＧ２とモータＭＧ３と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およびモータＭＧ３のいずれか又は両方とによるトルク変換を伴って要求動力が出力されるようモータＭＧ１とモータＭＧ２とモータＭＧ３と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およびモータＭＧ３のいずれか又は両方から要求動力に見合う動力がに出力されるよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２５】
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、特に運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときの制動時の動作について説明する。図２は、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、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２６】
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，ＭＧ３の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，後輪要求分配比Ｄｒなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３は、回転位置検出センサ４４，４５，４６により検出される回転位置に基づいて各々演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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサにより検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定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た。なお、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）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、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３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４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。後輪要求分配比Ｄｒは、前輪６２ａ，６２ｂ側に出力するトルクと後輪６４ａ，６４ｂ側に出力するトルクとの和に対する後輪６４ａ，６４ｂ側に出力するトルクの割合を要求するものとして図示しない後輪要求分配比設定処理により設定されたものをブレーキＥＣＵ６９から通信により入力するものとした。なお、実施例の後輪要求分配比設定処理では、後輪要求分配比Ｄｒは、車速Ｖや後述する図２のステップＳ１１０で設定される要求制動トルクＴ＊（駆動時には要求駆動トルク），車輪速センサ６９ａからの車輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，Ｖｒｌ，Ｖｒｒ等に基づいてスリップが発生しているか否か、発進時あるいは急加速時か否か、減速走行時か否かを判定し、いずれでもないと判定したときには値０を、スリップが発生していると判定したときにはスリップ時用の値を、発進時あるいは急加速時と判定したときには発進・急加速時用の値を、減速走行時と判定したときには減速走行時用の値を、それぞれ設定することにより行なわれる。減速走行時用の後輪要求分配比ＤｒとしてはモータＭＧ２とモータＭＧ３とによる回生制御により減速走行する際により多くの電気エネルギを取り出すことができるように例えば０．５や０．４などを用いることができる。
【００２７】
続いて、入力したブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて車両全体に要求される要求制動トルクＴ＊を設定する処理を行なう（ステップＳ１１０）。要求制動トルクＴ＊は、実施例では、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係を予め求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とが与えられるとマップから対応する要求制動トルクＴ＊を導出することにより設定するものとした。要求制動トルク設定用マップの一例を図５に示す。
【００２８】
そして、ステップＳ１００で入力した後輪要求分配比Ｄｒに対して次式（１）によりなまし処理を施したものを後輪実行分配比Ｄｒ＊に設定すると共に（ステップＳ１２０）、値１から後輪要求分配比Ｄｒを減じた前輪要求分配比（＝１−Ｄｒ）に対して式（１）と同一の時定数を定めた次式（２）によりなまし処理を施したものを前輪実行分配比Ｄｆ＊に設定する（ステップＳ１３０）。このように、後輪要求分配比Ｄｒの変化に対してなまし処理を施して後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）を設定することにより、後輪要求分配比Ｄｒが急変しても後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）が急変するのを抑制することができる。ここで、前輪６２ａ，６２ｂ側へのトルクの出力応答性と後輪６４ａ，６４ｂ側へのトルクの出力応答性が完全に一致するものとすれば、後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）が急変したとしても車両には要求トルクＴ＊を出力することができるが、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の各出力応答性を考慮すれば、実際には、前輪６２ａ，６２ｂ側へのトルクの出力応答性と後輪６４ａ，６４ｂ側への出力応答性との間にはズレがあるから、後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）を急変させると、車両にショックが生じる場合がある。このことを考慮して後輪要求分配比Ｄｒの変化に対してなまし処理を施して後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）設定しているのである。ここで、式（１）および式（２）中の「ｋ」は、時定数であり、値０〜値１の範囲で定められる。したがって、前輪実行分配比Ｄｆ＊は値１から後輪実行分配比Ｄｒ＊を減じたものとして計算することもできる。
【００２９】
Dr*＝k・前回Dr*+(1-k)・Dr …（１）
Df*＝k・前回Df*+(1-k)・(1-Dr) …（２）
【００３０】
こうして後輪実行分配比Ｄｒ＊と前輪実行分配比Ｄｆ＊とを設定すると、設定した後輪実行分配比Ｄｒ＊と前輪実行分配比Ｄｆ＊とにそれぞれ要求制動トルクＴ＊を乗じて後輪トルクＴｒ＊と前輪トルクＴｆ＊とを設定し（ステップＳ１４０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に車速Ｖに応じた回転数を設定すると共にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ１５０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として車速Ｖに応じた回転数を設定するのは、アクセルペダル８３が踏み込まれたときに迅速にエンジン２２から必要なパワーを出力するためである。なお、車速Ｖに応じた回転数としては、車速Ｖが大きいほど大きな回転数を用いることができる。
【００３１】
次に、車速ＶをモータＭＧ２やモータＭＧ３の回生制御を終了するための閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１７０）。閾値Ｖｒｅｆとしては５ｋｍ／ｈや１０ｋｍ／ｈなどを用いることができる。
【００３２】
車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてこの回転数Ｎｍ２のときにモータＭＧ２から出力可能な回生トルクの最大値（回生時の符号を負とすれば最小値）としてのモータＭＧ２の定格回生トルクＴｍ２ｌｉｍを導出すると共にモータＭＧ３の回転数Ｎｍ３に基づいてこの回転数Ｎｍ３のときにモータＭＧ３の定格回生トルクＴｍ３ｌｉｍを導出する（ステップＳ１８０）。定格回生トルクＴｍ２ｌｉｍ，Ｔｍ３ｌｉｍの導出は、実施例では、モータＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ２，Ｎｍ３とモータＭＧ２，ＭＧ３の定格回生トルクＴｍ２ｌｉｍ，Ｔｍ３ｌｉｍとの関係を予め定格回生トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、モータＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ２，Ｎｍ３が与えられるとマップから対応する定格回生トルクＴｍ２ｌｉｍ，Ｔｍ３ｌｉｍを導出することにより行なうものとした。モータの定格回生トルクの一例を図６に示す。
【００３３】
続いて、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいてモータＭＧ２，ＭＧ３から出力してもよいトルクの下限値として下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定すると共に（ステップＳ１９０）、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づいて入力制限ＷｉｎによるモータＭＧ２，ＭＧ３のトルクの制限（入力制限トルク）Ｔｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎを設定する（ステップＳ２００，Ｓ２１０）。下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎは、実施例では、入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰと下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎとの関係を予め定めて下限制限設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとが与えられるとマップから対応する下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを導出することにより設定するものとした。入力制限Ｗｉｎと下限制限Ｔｍｉｎ（Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎ）との関係の一例を図７に示し、ブレーキペダルポジションＢＰと下限制限Ｔｍｉｎ（Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎ）との関係の一例を図８に示す。実施例では、図７に示すように、入力制限Ｗｉｎの絶対値が大きくなるほど（値としては小さくなるほど）、下限制限Ｔｍｉｎの絶対値が大きくなるように（値として小さくなるように）、下限制限Ｔｍｉｎが設定され、図８に示すように、ブレーキペダルポジションＢＰが大きくなるほど下限制限Ｔｍｉｎの絶対値が大きくなるように（値として小さくなるように）、下限制限Ｔｍｉｎが設定される。入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎは、モータＭＧ２，ＭＧ３の回生側の定格値などにより効率よくモータＭＧ２，ＭＧ３により電力を回生する分配比ｋｍによってバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを分配してモータ入力制限Ｗｉｎ２，Ｗｉｎ３を計算し（ステップＳ２００）、計算したモータ入力制限Ｗｉｎ２，Ｗｉｎ３をモータＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ２，Ｎｍ３で除したもの（ステップＳ２１０）、として設定することができる。
【００３４】
次に、前輪トルクＴｆ＊を前輪６２ａ，６２ｂに対するモータＭＧ２の回転数の比としてのギヤ比Ｇ２で除した値と定格回生トルクＴｍ２ｌｉｍと下限制限Ｔｍ２ｍｉｎと入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎとのうち最も大きな値（絶対値としては小さな値）をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定すると共に後輪トルクＴｒ＊を後輪６４ａ，６４ｂに対するモータＭＧ３の回転数の比としてのギヤ比Ｇ３で除した値と定格回生トルクＴｍ３ｌｉｍと下限制限Ｔｍ３ｍｉｎと入力制限トルクＴｍ３Ｗｉｎのうち最も大きな値（絶対値としては小さな値）をモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊として設定し（ステップＳ２２０）、前輪トルクＴｆ＊からモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にギヤ比Ｇ２を乗じたものを減じた値として油圧ブレーキにより前輪６２ａ，６２ｂに作用させるべきトルクとしてのブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊を設定すると共に後輪トルクＴｒ＊からモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊にギヤ比Ｇ３を乗じたものを減じた値として油圧ブレーキにより前輪６４ａ，６４ｂに作用させるべきトルクとしてのブレーキトルク指令Ｔｂｒ＊を設定する（ステップＳ２３０）。そして、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊についてはモータＥＣＵ４０に、ブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊についてはブレーキＥＣＵ６９にそれぞれ送信して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と値０の目標トルク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＊で自立運転するようエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊のトルク（即ち値０）がモータＭＧ１から出力されると共にトルク指令Ｔｍ２＊のトルクがモータＭＧ２から出力され、トルク指令Ｔｍ３＊のトルクがモータＭＧ３から出力されるようインバータ４１，４２，４３のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。ブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊を受信したブレーキＥＣＵ６９は、前輪６２ａ，６２ｂにブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊に相当する制動力が作用すると共に前輪６４ａ，６４ｂにブレーキトルク指令Ｔｂｒ＊に相当する制動力が作用するようブレーキアクチュエータ６８を制御する。これにより、モータＭＧ２とモータＭＧ３とを回生制御することよる制動力と油圧ブレーキによる制動力とによって要求制動トルクＴ＊に相当する制動力を前輪６２ａ，６２ｂや後輪６４ａ，６４ｂに作用させることができる。
【００３５】
ステップＳ１７０で車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満であると判定されると、モータＭＧ２とモータＭＧ３とを回生制御することによる制動力のすべてを油圧ブレーキによる制動力に置き換える制動トルク置換処理が終了しているか否かを判定し（ステップＳ２４０）、制動トルク置換処理が終了していないときには、制動トルク置換処理を実行し（ステップＳ２５０）、制動トルク置換処理により設定されるトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊やブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊を含めて設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，ブレーキＥＣＵ６９に送信して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。ここで、制動トルク置換処理は、実施例では、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊を値０に近づくよう徐々に増加し、その分だけブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊を減少させる（絶対値としては増加させる）ことにより行なわれる。この制動トルク置換処理は、本発明の中核をなさないので、これ以上の詳細な説明は省略する。こうした制御により、モータＭＧ２とモータＭＧ３とを回生制御することによる制動力のすべてを油圧ブレーキによる制動力に置き換えている最中でもモータＭＧ２とモータＭＧ３とを回生制御することよる制動力と油圧ブレーキによる制動力とによって要求制動トルクＴ＊に相当する制動力を前輪６２ａ，６２ｂや後輪６４ａ，６４ｂに作用させることができる。
【００３６】
ステップＳ２４０で制動トルク置換処理が終了している判定されると、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊とに値０を設定し（ステップＳ２６０）、前輪トルクＴｆ＊を前輪６２ａ，６２ｂのブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊に設定すると共に後輪トルクＴｒ＊を後輪６４ａ，６４ｂのブレーキトルク指令Ｔｂｒ＊に設定し（ステップＳ２７０）、設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，ブレーキＥＣＵ６９に送信して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。これにより油圧ブレーキによる制動力によって要求制動トルクＴ＊に相当する制動力を前輪６２ａ，６２ｂや後輪６４ａ，６４ｂに作用させることができると共に停車時にトルクショックが生じるのを抑制することができる。
【００３７】
いま、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さく（値としては大きく）、ブレーキペダル８５が比較的大きく踏み込まれたときを考える。このときのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊とブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊との関係の一例を図９に示す。図中、実線がトルク指令Ｔｍ２＊を示し、前輪トルクＴｆ＊をギヤ比Ｇ２で除した値とトルク指令Ｔｍ２＊との差分が前輪６２ａ，６２ｂのブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊を示す。バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さい状態では、モータＭＧ２，ＭＧ３の下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎは比較的大きく（絶対値としては小さく）設定される。車速Ｖが大きく、モータＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ２，Ｎｍ３が大きいときには、下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎよりも入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎ（図中、Ｗｉｎ２＝一定の曲線上の対応ポイント）の方が大きく（絶対値としては小さく）設定されるから、この入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎがトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に設定され、モータＭＧ２，ＭＧ３が駆動制御される。車速Ｖが小さくなると、モータＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ２，Ｎｍ３も小さくなり、これに応じて入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎも小さく（絶対値としては大きく）設定されるようになる。このため、入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎと下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎとのうち大きい方（絶対値としては小さい方）がトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に設定され、モータＭＧ２，ＭＧ３が駆動制御される。車速Ｖが小さくなって閾値Ｖｒｅｆに至ると（図中、Ｖｒｅｆ・Ｇ２の回転数）、制動トルク置換処理が実行されてモータＭＧ２，ＭＧ３による制動力は油圧ブレーキによる制動力に置き換えられる。一方、下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎによるトルク制限のない比較例を考えると、車速Ｖが小さくなって閾値Ｖｒｅｆに至るまでモータ入力制限Ｗｉｎ２，Ｗｉｎ３が一定の曲線上のポイントとしての入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎがトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に設定されて、モータＭＧ２，ＭＧ３が駆動制御される。車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆに至る近傍の状態では、車速Ｖの変化に対して入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎが急激に小さく（絶対値としては大きく）なるため、トルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊も急激に小さくなり、その一方で、ブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊は急激に大きく（絶対値としては小さく）なる。モータＭＧ２，ＭＧ３の制御は、インバータ４２，４３のスイッチング素子のスイッチング制御によって行なわれるから、トルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊が急激な変化に十分に追従することができるが、油圧ブレーキの制御は、ブレーキアクチュエータ６８の図示しないソレノイドへの電流デューティ比を変化させることによるコントロールバルブのバルブ操作とこのバルブ操作によってなされる作動オイルの流出入により行なわれるから、ブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊が急激に変化すると、その変化に追従することができない場合が生じる。この場合、過剰な制動力が車両に付与されることになり、トルクショックを生じさせる。また、比較例では、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆに至って制動トルク置換処理が実行されると、置き換えるべきモータＭＧ２，ＭＧ３による制動力（トルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊）が大きいため、ブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊の変化を大きくする必要が生じ、これにより、一時的に要求制動トルクＴ＊に応じた制動力から外れた制動力が車両に作用する場合が生じてしまう。このため、予期しない制動力が車両に作用することによる違和感を運転者に与えてしまう。実施例では、こうした不都合を回避するために、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定し、この下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎによってモータＭＧ２，ＭＧ３から出力する回生トルクを制限しているのである。即ち、車速Ｖの変化に対する入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎの変化の程度が油圧ブレーキの制御によっても十分に追従できる程度に下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定し、この下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎによってモータＭＧ２，ＭＧ３から出力する回生トルクを制限することにより、油圧ブレーキの制御が追従できないことによる過剰な制動力の出力やこれによるトルクショック，停車前の制動トルク置換処理の際に生じ得る予期しない制動力の出力を抑制するのである。
【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、制動時には、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定し、設定した下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎによってモータＭＧ２，ＭＧ３から出力する回生トルクを制限することにより、車速Ｖが小さくなったときに生じる不都合、例えば、油圧ブレーキの制御が追従できないことによる過剰な制動力の出力される不都合やこれによるトルクショックが生じる不都合，停車前の制動トルク置換処理の際に生じ得る予期しない制動力の出力の不都合などを抑制することができる。この結果、モータＭＧ２，ＭＧ３による制動力の付与と油圧ブレーキによる制動力の付与の協調をスムーズに行なうことができる。また、制動時に、より多くの車両の運動エネルギを電力に回生することができ、これにより車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、制動時には、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定するものとしたが、ブレーキペダルポジションＢＰに代えて、運転者のブレーキペダル８５の踏み込みの際の踏力や、図示しないブレーキマスタシリンダの圧力（ブレーキ圧）などを用いて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定するものとしてもよい。また、車両の減速度を用いて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを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、車速Ｖが小さくなって閾値Ｖｒｅｆに至ったときには、制動トルク置換処理によりモータＭＧ２，ＭＧ３による制動力を油圧ブレーキによる制動力に置き換えるものとしたが、こうした置き換えは行なわないものとしても構わない。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、制動時には、前輪実行分配比Ｄｆ＊と後輪実行分配比Ｄｒ＊とによって要求制動トルクＴ＊を前輪６２ａ，６２ｂと後輪６４ａ，６４ｂとに作用させる制動力を分配し、前輪トルクＴｆ＊に対してはモータＭＧ２から回生トルクを出力し、後輪トルクＴｒ＊に対してはモータＭＧ３から回生トルクを出力するものとしたが、前輪トルクＴｆ＊に対してはモータＭＧ２から回生トルクを出力するが後輪トルクＴｒ＊に対してはモータＭＧ３からは回生トルクを出力しないものとしたり、逆に、前輪トルクＴｆ＊に対してはモータＭＧ２からは回生トルクを出力しないが後輪トルクＴｒ＊に対してはモータＭＧ３から回生トルクを出力するものとしてもよい。この場合、回生トルクを出力するモータに対して入力制限トルクと下限トルクとを設定して制御すればよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、なまし処理を用いて後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）を設定するものとしたが、レート処理などの他の緩変化処理を用いて後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）を設定するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを前輪６２ａ，６２ｂ側に接続し、モータＭＧ３を後輪６４ａ，６４ｂ側に接続したが、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを後輪６４ａ，６４ｂ側に接続し、モータＭＧ３を前輪６２ａ，６２ｂ側に接続するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して前輪６２ａ，６２ｂ側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１２０に示すように、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１３２と前輪６２ａ，６２ｂに連結された駆動軸に接続されたアウターロータ１３４とを有し、電磁的な作用により電力と動力の入出力を伴ってエンジン２２の動力の一部を前輪６２ａ，６２ｂ側に出力する対ロータ電動機１３０を備えるものとしてもよい。
【００４５】
この他、前輪側に動力を出力可能な電動機と後輪側に動力を出力可能な電動機とを備える他の如何なるタイプの自動車にも適用可能である。例えば、前輪側に動力を出力するエンジンと後輪側に動力を出力するモータとを備えるハイブリッド自動車に適用するものとしてもよいし、図１１に例示するように、前輪６２ａ，６２ｂ側に接続された発電可能なモータ２３０と、後輪６４ａ，６４ｂ側に接続された発電可能なモータ２４０とを備える電気自動車２２０に適用するものとしてもよい。また、前輪側に動力を出力可能な電動機だけを備えるタイプの自動車としてもよいし、後輪側に動力を出力可能な電動機だけを備えるタイプの自動車としてもよい。これらの場合、前輪や後輪の車輪毎に電動機を備えるものとしても構わない。
【００４６】
実施例では、本発明の一実施例としてハイブリッド自動車として説明したが、自動車以外の車両に適用するものとしてもよいし、車両以外の移動体に適用するものとしてもよい。また、こうした移動体に制動力を作用させる制動装置の形態としてもよいし、車両や制動装置の制御方法の形態としても構わない。
【００４７】
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】
【００４８】
本発明は、車両や制動装置の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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】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３】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４】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】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６】モータの定格回生トルクの一例を示す説明図である。
【図７】入力制限Ｗｉｎと下限制限Ｔｍｉｎ（Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎ）との関係の一例を示す説明図である。
【図８】ブレーキペダルポジションＢＰと下限制限Ｔｍｉｎ（Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎ）との関係の一例を示す説明図である。
【図９】バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さくブレーキペダル８５が比較的大きく踏み込まれたときのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊とブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊との関係の一例を示す説明図である。
【図１０】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１１】変形例の電気自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２０ 電気自動車、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 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４３ インバータ、４４，４５，４６ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、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、６１，６３ デファレンシャルギヤ、６２ａ，６２ｂ 前輪、６４ａ，６４ｂ 後輪、６８ ブレーキアクチュエータ、６９ ブレーキＥＣＵ、６９ａ 車輪速センサ、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、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ １３４ アウターロータ、２３０，２４０ モータ、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法並びに制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、前輪を駆動可能な前輪用モータＭＧｆと、後輪を駆動可能な後輪用モータＭＧｒと、この二つのモータＭＧｆ，ＭＧｒと電力のやりとりが可能なバッテリとを備え、制動力が要求されたときには、バッテリの充電制限値の範囲内で二つのモータＭＧｆ、ＭＧｒを駆動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、制動時には、まず、駆動頻度が低い後輪用モータＭＧｒの回生用のトルク指令をバッテリの充電制限値の範囲内で設定し、その後、設定した後輪用モータＭＧｒのトルク指令とバッテリの充電制限値とを用いた制限下で前輪用モータＭＧｆの回生用のトルク指令を設定して、前輪用モータＭＧｆと後輪用モータＭＧｒとを回生制御する。これにより、駆動頻度が高い前輪用モータＭＧｆの発熱を抑制している。
【特許文献１】特開２００２−３４５１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の車両のような電動車両では、制動力を作用させるものとしては駆動用のモータだけでなく、通常は、油圧駆動の機械ブレーキを搭載しており、モータを回生制御することによって作用させることができる制動力では不足するときには機械ブレーキを作動させて所望の制動力が得られるようになっている。そして、停車するときにトルクショックが生じるのを抑制するために停車する前にモータによる制動力を機械ブレーキによる制動力に置き換えている。このとき、上述した車両のように、バッテリの充電制限値だけでモータのトルク指令を設定すると、低車速ではモータの回転数が小さいためにモータから大きな回生トルクが出力されるようモータが制御される一方、油圧駆動にある程度時間を要することから、モータによる制動力と機械ブレーキによる制動力との協調をスムーズに行なうことができず、トルクショックが生じる場合がある。この現象は、バッテリの充電制限が厳しいときに顕著に生じる。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法並びに制動装置は、制動時にトルクショックが生じないようにすることを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法並びに制動装置は、電動機による制動力と機械ブレーキによる制動力との協調がスムーズに行なわれるようにすることを目的の一つとする。さらに、本発明の車両およびその制御方法並びに制動装置は、制動時により多くの運動エネルギを電力に回生することによるエネルギ効率の向上を図ることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両およびその制御方法並びに制動装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の車両は、
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、
回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
車両に要求された制動要求を検出する制動要求検出手段と、
前記検出された制動要求と前記設定された入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定する下限回生トルク設定手段と、
前記検出された電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記設定された入力制限と前記設定された下限回生トルクの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用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動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、車両に要求された制動要求と蓄電手段の状態に基づいて設定された蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限とに基づいて電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定し、電動機の回転数に基づく電動機の定格トルクと蓄電手段の入力制限と下限回生トルクとの範囲内で電動機から回生トルクが出力されると共に制動要求に応じた制動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、電動機からの回生トルクを蓄電手段の入力制限と制動要求とに基づいて設定される下限回生トルクに制限することができ、電動機の回転数が小さくなったときでも下限回生トルクを超える小さな（絶対値としては大きな）回生トルクが電動機から出力されるのを抑止することができる。この結果、電動機の回転数が小さくなったときでも電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができ、電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができないことによって生じるトルクショックを抑制することができる。もとより、電動機による回生トルクの出力により車両の運動エネルギを電力に回生するから、車両のエネルギ効率を向上させることができる。ここで、制動要求としては、操作者のブレーキペダルの操作量やこれに関連する物理量、例えば踏力やブレーキ圧，ブレーキの作用による車両の減速度などを用いることができる。なお、下限回生トルクは、回生時のトルクを負の値としている。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記下限回生トルク設定手段は前記設定された入力制限の絶対値が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に下限回生トルクを設定する手段であるものとすることもできるし、前記下限回生トルク設定手段は前記検出された制動要求が大きいほど絶対値が小さくなる傾向に下限回生トルクを設定する手段であるものとすることもできる。このように下限回生トルクを設定することにより、蓄電手段の入力制限や制動要求に応じて電動機の回生トルクを設定することができる。
【０００９】
また、本発明の車両において、前記制動制御手段は、前記電動機の定格トルクと前記設定された入力制限と前記設定された下限回生トルクとの範囲内で最も大きな（絶対値としては小さな）回生トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御すると共に前記検出された制動要求に応じた駆動力と前記電動機から出力される回生トルクによる制動力との差分の制動力が前記制動力付与手段から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、車両の運動エネルギのより多くを電力として回生することができる。
【００１０】
さらに、本発明の車両において、前記制動制御手段は、前記回転数検出手段により検出された回転数が所定回転数以上のときには前記電動機の定格トルクと前記設定された入力制限に基づく入力制限トルクと前記設定された下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記回転数検出手段により検出された回転数が前記所定回転数未満のときには前記電動機から回生トルクが出力されず前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用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手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機が停止する際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の車両において、前記電動機は、異なる車軸に接続された複数の電動機であるものとすることもできる。この場合、前記下限回生トルク設定手段は前記複数の電動機毎に下限回生トルクを設定する手段であり、前記制動制御手段は前記複数の電動機毎の定格トルクと前記設定された入力制限と前記複数の電動機毎に設定された下限回生トルクとの範囲内で前記複数の電動機から各々回生トルクが出力されるよう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、各電動機からの回生トルクを蓄電手段の入力制限と制動要求とに基づいて設定される下限回生トルクと各電動機の定格トルクに制限することができ、各電動機の回転数が小さくなったときでも各電動機から大きな回生トルクが出力されるのを抑止することができる。この結果、各電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができ、いずれかの電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができないことによって生じるトルクショックを抑制することができる。
【００１２】
本発明の制動装置は、
移動体に制動力を作用させる制動装置であって、
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、
回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
移動体に要求された制動要求を検出する制動要求検出手段と、
前記検出された制動要求と前記設定された入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定する下限回生トルク設定手段と、
前記検出された電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記設定された入力制限と前記設定された下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が移動体に作用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動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１３】
この本発明の制動装置では、移動体に要求された制動要求と蓄電手段の状態に基づいて設定された蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限とに基づいて電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定し、電動機の回転数に基づく電動機の定格トルクと蓄電手段の入力制限と下限回生トルクの範囲内で電動機から回生トルクが出力されると共に制動要求に応じた制動力が移動体に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、電動機からの回生トルクを蓄電手段の入力制限と制動要求とに基づいて設定される下限回生トルクに制限することができ、電動機の回転数が小さくなったときでも下限回生トルクを超える小さな（絶対値としては大きな）回生トルクが電動機から出力されるのを抑止することができる。この結果、電動機の回転数が小さくなったときでも電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができ、電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができないことによって生じるトルクショックを抑制することができる。もとより、電動機による回生トルクの出力により車両の運動エネルギを電力に回生するから、移動体のエネルギ効率を向上させることができる。なお、下限回生トルクは、回生時のトルクを負の値としている。
【００１４】
本発明の車両の制御方法は、
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
車両に要求された制動要求と前記蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定すると共に前記電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記入力制限と前記設定した下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記制動要求に応じた制動力が車両に作用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。
【００１５】
この車両の制御方法では、車両に要求された制動要求と蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限とに基づいて電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定し、電動機の回転数に基づく電動機の定格トルクと入力制限と下限回生トルクとの範囲内で電動機から回生トルクが出力されると共に制動要求に応じた制動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、電動機からの回生トルクを蓄電手段の入力制限と制動要求とに基づいて設定される下限回生トルクに制限することができ、電動機の回転数が小さくなったときでも下限回生トルクを超える小さな（絶対値としては大きな）回生トルクが電動機から出力されるのを抑止することができる。この結果、電動機の回転数が小さくなったときでも電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができ、電動機による制動力と制動力付与手段による制動力との協調をスムーズに行なうことができないことによって生じるトルクショックを抑制することができる。もとより、電動機による回生トルクの出力により車両の運動エネルギを電力に回生するから、車両のエネルギ効率を向上させることができる。ここで、制動要求としては、操作者のブレーキペダルの踏み込み量やこれに関連する物理量、例えば踏力やブレーキ圧，ブレーキの作用による車両の減速度などを用いることができる。なお、下限回生トルクは、回生時のトルクを負の値としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
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に接続されると共にギヤ機構６０，デファレンシャルギヤ６１を介して前輪６２ａ，６２ｂに接続された減速ギヤ３５と、減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、デファレンシャルギヤ６３を介して後輪６４ａ，６４ｂに接続されたモータＭＧ３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。
【００１８】
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。
【００１９】
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には駆動軸としてのリングギヤ軸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６１を介して、最終的には前輪６２ａ，６２ｂに出力される。
【００２０】
モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３は、いずれも発電機として駆動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４１，４２，４３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４１，４２，４３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４１，４２，４３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４４，４５，４６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，ＭＧ３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４１，４２，４３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，ＭＧ３を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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。
【００２１】
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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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。
【００２２】
前輪６２ａ，６２ｂおよび後輪６４ａ，６４ｂの各車輪には、ブレーキアクチュエータ６８からの油圧により作動する油圧ブレーキが取り付けられている。ブレーキアクチュエータ６８からの油圧の調節は、ブレーキＥＣＵ６９による駆動制御により行なわれている。このブレーキＥＣＵ６９には、車輪速センサ６９ａにより検出される前輪６２ａ，６２ｂの車輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，後輪６４ａ，６４ｂの車輪速Ｖｒｌ，Ｖｒｒが図示しない入力ポートを介して入力されており、ブレーキＥＣＵ６９からはブレーキアクチュエータ６８への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、ブレーキＥＣＵ６９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ブレーキアクチュエータ６８を駆動制御すると共に必要に応じてブレーキアクチュエータ６８の状態や前輪６２ａ，６２ｂおよび後輪６４ａ，６４ｂ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。
【００２３】
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，ブレーキＥＣＵ６９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ＥＣＵ６９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
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とに基づいて車両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により走行するように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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およびモータＭＧ３のいずれか又は両方とによってトルク変換されて出力されるようモータＭＧ１とモータＭＧ２とモータＭＧ３と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およびモータＭＧ３のいずれか又は両方とによるトルク変換を伴って要求動力が出力されるようモータＭＧ１とモータＭＧ２とモータＭＧ３と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およびモータＭＧ３のいずれか又は両方から要求動力に見合う動力がに出力されるよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２５】
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、特に運転者によりブレーキペダル８５が踏み込まれたときの制動時の動作について説明する。図２は、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、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２６】
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，ＭＧ３の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，後輪要求分配比Ｄｒなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３は、回転位置検出センサ４４，４５，４６により検出される回転位置に基づいて各々演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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサにより検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定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た。なお、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）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、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３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４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。後輪要求分配比Ｄｒは、前輪６２ａ，６２ｂ側に出力するトルクと後輪６４ａ，６４ｂ側に出力するトルクとの和に対する後輪６４ａ，６４ｂ側に出力するトルクの割合を要求するものとして図示しない後輪要求分配比設定処理により設定されたものをブレーキＥＣＵ６９から通信により入力するものとした。なお、実施例の後輪要求分配比設定処理では、後輪要求分配比Ｄｒは、車速Ｖや後述する図２のステップＳ１１０で設定される要求制動トルクＴ＊（駆動時には要求駆動トルク），車輪速センサ６９ａからの車輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，Ｖｒｌ，Ｖｒｒ等に基づいてスリップが発生しているか否か、発進時あるいは急加速時か否か、減速走行時か否かを判定し、いずれでもないと判定したときには値０を、スリップが発生していると判定したときにはスリップ時用の値を、発進時あるいは急加速時と判定したときには発進・急加速時用の値を、減速走行時と判定したときには減速走行時用の値を、それぞれ設定することにより行なわれる。減速走行時用の後輪要求分配比ＤｒとしてはモータＭＧ２とモータＭＧ３とによる回生制御により減速走行する際により多くの電気エネルギを取り出すことができるように例えば０．５や０．４などを用いることができる。
【００２７】
続いて、入力したブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて車両全体に要求される要求制動トルクＴ＊を設定する処理を行なう（ステップＳ１１０）。要求制動トルクＴ＊は、実施例では、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係を予め求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とが与えられるとマップから対応する要求制動トルクＴ＊を導出することにより設定するものとした。要求制動トルク設定用マップの一例を図５に示す。
【００２８】
そして、ステップＳ１００で入力した後輪要求分配比Ｄｒに対して次式（１）によりなまし処理を施したものを後輪実行分配比Ｄｒ＊に設定すると共に（ステップＳ１２０）、値１から後輪要求分配比Ｄｒを減じた前輪要求分配比（＝１−Ｄｒ）に対して式（１）と同一の時定数を定めた次式（２）によりなまし処理を施したものを前輪実行分配比Ｄｆ＊に設定する（ステップＳ１３０）。このように、後輪要求分配比Ｄｒの変化に対してなまし処理を施して後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）を設定することにより、後輪要求分配比Ｄｒが急変しても後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）が急変するのを抑制することができる。ここで、前輪６２ａ，６２ｂ側へのトルクの出力応答性と後輪６４ａ，６４ｂ側へのトルクの出力応答性が完全に一致するものとすれば、後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）が急変したとしても車両には要求トルクＴ＊を出力することができるが、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の各出力応答性を考慮すれば、実際には、前輪６２ａ，６２ｂ側へのトルクの出力応答性と後輪６４ａ，６４ｂ側への出力応答性との間にはズレがあるから、後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）を急変させると、車両にショックが生じる場合がある。このことを考慮して後輪要求分配比Ｄｒの変化に対してなまし処理を施して後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）設定しているのである。ここで、式（１）および式（２）中の「ｋ」は、時定数であり、値０〜値１の範囲で定められる。したがって、前輪実行分配比Ｄｆ＊は値１から後輪実行分配比Ｄｒ＊を減じたものとして計算することもできる。
【００２９】
Dr*＝k・前回Dr*+(1-k)・Dr …（１）
Df*＝k・前回Df*+(1-k)・(1-Dr) …（２）
【００３０】
こうして後輪実行分配比Ｄｒ＊と前輪実行分配比Ｄｆ＊とを設定すると、設定した後輪実行分配比Ｄｒ＊と前輪実行分配比Ｄｆ＊とにそれぞれ要求制動トルクＴ＊を乗じて後輪トルクＴｒ＊と前輪トルクＴｆ＊とを設定し（ステップＳ１４０）、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に車速Ｖに応じた回転数を設定すると共にエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ１５０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として車速Ｖに応じた回転数を設定するのは、アクセルペダル８３が踏み込まれたときに迅速にエンジン２２から必要なパワーを出力するためである。なお、車速Ｖに応じた回転数としては、車速Ｖが大きいほど大きな回転数を用いることができる。
【００３１】
次に、車速ＶをモータＭＧ２やモータＭＧ３の回生制御を終了するための閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１７０）。閾値Ｖｒｅｆとしては５ｋｍ／ｈや１０ｋｍ／ｈなどを用いることができる。
【００３２】
車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に基づいてこの回転数Ｎｍ２のときにモータＭＧ２から出力可能な回生トルクの最大値（回生時の符号を負とすれば最小値）としてのモータＭＧ２の定格回生トルクＴｍ２ｌｉｍを導出すると共にモータＭＧ３の回転数Ｎｍ３に基づいてこの回転数Ｎｍ３のときにモータＭＧ３の定格回生トルクＴｍ３ｌｉｍを導出する（ステップＳ１８０）。定格回生トルクＴｍ２ｌｉｍ，Ｔｍ３ｌｉｍの導出は、実施例では、モータＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ２，Ｎｍ３とモータＭＧ２，ＭＧ３の定格回生トルクＴｍ２ｌｉｍ，Ｔｍ３ｌｉｍとの関係を予め定格回生トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、モータＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ２，Ｎｍ３が与えられるとマップから対応する定格回生トルクＴｍ２ｌｉｍ，Ｔｍ３ｌｉｍを導出することにより行なうものとした。モータの定格回生トルクの一例を図６に示す。
【００３３】
続いて、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいてモータＭＧ２，ＭＧ３から出力してもよいトルクの下限値として下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定すると共に（ステップＳ１９０）、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに基づいて入力制限ＷｉｎによるモータＭＧ２，ＭＧ３のトルクの制限（入力制限トルク）Ｔｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎを設定する（ステップＳ２００，Ｓ２１０）。下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎは、実施例では、入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰと下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎとの関係を予め定めて下限制限設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとが与えられるとマップから対応する下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを導出することにより設定するものとした。入力制限Ｗｉｎと下限制限Ｔｍｉｎ（Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎ）との関係の一例を図７に示し、ブレーキペダルポジションＢＰと下限制限Ｔｍｉｎ（Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎ）との関係の一例を図８に示す。実施例では、図７に示すように、入力制限Ｗｉｎの絶対値が大きくなるほど（値としては小さくなるほど）、下限制限Ｔｍｉｎの絶対値が大きくなるように（値として小さくなるように）、下限制限Ｔｍｉｎが設定され、図８に示すように、ブレーキペダルポジションＢＰが大きくなるほど下限制限Ｔｍｉｎの絶対値が大きくなるように（値として小さくなるように）、下限制限Ｔｍｉｎが設定される。入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎは、モータＭＧ２，ＭＧ３の回生側の定格値などにより効率よくモータＭＧ２，ＭＧ３により電力を回生する分配比ｋｍによってバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを分配してモータ入力制限Ｗｉｎ２，Ｗｉｎ３を計算し（ステップＳ２００）、計算したモータ入力制限Ｗｉｎ２，Ｗｉｎ３をモータＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ２，Ｎｍ３で除したもの（ステップＳ２１０）、として設定することができる。
【００３４】
次に、前輪トルクＴｆ＊を前輪６２ａ，６２ｂに対するモータＭＧ２の回転数の比としてのギヤ比Ｇ２で除した値と定格回生トルクＴｍ２ｌｉｍと下限制限Ｔｍ２ｍｉｎと入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎとのうち最も大きな値（絶対値としては小さな値）をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定すると共に後輪トルクＴｒ＊を後輪６４ａ，６４ｂに対するモータＭＧ３の回転数の比としてのギヤ比Ｇ３で除した値と定格回生トルクＴｍ３ｌｉｍと下限制限Ｔｍ３ｍｉｎと入力制限トルクＴｍ３Ｗｉｎのうち最も大きな値（絶対値としては小さな値）をモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊として設定し（ステップＳ２２０）、前輪トルクＴｆ＊からモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊にギヤ比Ｇ２を乗じたものを減じた値として油圧ブレーキにより前輪６２ａ，６２ｂに作用させるべきトルクとしてのブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊を設定すると共に後輪トルクＴｒ＊からモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊にギヤ比Ｇ３を乗じたものを減じた値として油圧ブレーキにより前輪６４ａ，６４ｂに作用させるべきトルクとしてのブレーキトルク指令Ｔｂｒ＊を設定する（ステップＳ２３０）。そして、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊についてはモータＥＣＵ４０に、ブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊についてはブレーキＥＣＵ６９にそれぞれ送信して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と値０の目標トルク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＊で自立運転するようエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊のトルク（即ち値０）がモータＭＧ１から出力されると共にトルク指令Ｔｍ２＊のトルクがモータＭＧ２から出力され、トルク指令Ｔｍ３＊のトルクがモータＭＧ３から出力されるようインバータ４１，４２，４３のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。ブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊を受信したブレーキＥＣＵ６９は、前輪６２ａ，６２ｂにブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊に相当する制動力が作用すると共に前輪６４ａ，６４ｂにブレーキトルク指令Ｔｂｒ＊に相当する制動力が作用するようブレーキアクチュエータ６８を制御する。これにより、モータＭＧ２とモータＭＧ３とを回生制御することよる制動力と油圧ブレーキによる制動力とによって要求制動トルクＴ＊に相当する制動力を前輪６２ａ，６２ｂや後輪６４ａ，６４ｂに作用させることができる。
【００３５】
ステップＳ１７０で車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満であると判定されると、モータＭＧ２とモータＭＧ３とを回生制御することによる制動力のすべてを油圧ブレーキによる制動力に置き換える制動トルク置換処理が終了しているか否かを判定し（ステップＳ２４０）、制動トルク置換処理が終了していないときには、制動トルク置換処理を実行し（ステップＳ２５０）、制動トルク置換処理により設定されるトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊やブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊を含めて設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，ブレーキＥＣＵ６９に送信して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。ここで、制動トルク置換処理は、実施例では、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊を値０に近づくよう徐々に増加し、その分だけブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊を減少させる（絶対値としては増加させる）ことにより行なわれる。この制動トルク置換処理は、本発明の中核をなさないので、これ以上の詳細な説明は省略する。こうした制御により、モータＭＧ２とモータＭＧ３とを回生制御することによる制動力のすべてを油圧ブレーキによる制動力に置き換えている最中でもモータＭＧ２とモータＭＧ３とを回生制御することよる制動力と油圧ブレーキによる制動力とによって要求制動トルクＴ＊に相当する制動力を前輪６２ａ，６２ｂや後輪６４ａ，６４ｂに作用させることができる。
【００３６】
ステップＳ２４０で制動トルク置換処理が終了している判定されると、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊とモータＭＧ３のトルク指令Ｔｍ３＊とに値０を設定し（ステップＳ２６０）、前輪トルクＴｆ＊を前輪６２ａ，６２ｂのブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊に設定すると共に後輪トルクＴｒ＊を後輪６４ａ，６４ｂのブレーキトルク指令Ｔｂｒ＊に設定し（ステップＳ２７０）、設定値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，ブレーキＥＣＵ６９に送信して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。これにより油圧ブレーキによる制動力によって要求制動トルクＴ＊に相当する制動力を前輪６２ａ，６２ｂや後輪６４ａ，６４ｂに作用させることができると共に停車時にトルクショックが生じるのを抑制することができる。
【００３７】
いま、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さく（値としては大きく）、ブレーキペダル８５が比較的大きく踏み込まれたときを考える。このときのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊とブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊との関係の一例を図９に示す。図中、実線がトルク指令Ｔｍ２＊を示し、前輪トルクＴｆ＊をギヤ比Ｇ２で除した値とトルク指令Ｔｍ２＊との差分が前輪６２ａ，６２ｂのブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊を示す。バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さい状態では、モータＭＧ２，ＭＧ３の下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎは比較的大きく（絶対値としては小さく）設定される。車速Ｖが大きく、モータＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ２，Ｎｍ３が大きいときには、下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎよりも入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎ（図中、Ｗｉｎ２＝一定の曲線上の対応ポイント）の方が大きく（絶対値としては小さく）設定されるから、この入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎがトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に設定され、モータＭＧ２，ＭＧ３が駆動制御される。車速Ｖが小さくなると、モータＭＧ２，ＭＧ３の回転数Ｎｍ２，Ｎｍ３も小さくなり、これに応じて入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎも小さく（絶対値としては大きく）設定されるようになる。このため、入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎと下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎとのうち大きい方（絶対値としては小さい方）がトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に設定され、モータＭＧ２，ＭＧ３が駆動制御される。車速Ｖが小さくなって閾値Ｖｒｅｆに至ると（図中、Ｖｒｅｆ・Ｇ２の回転数）、制動トルク置換処理が実行されてモータＭＧ２，ＭＧ３による制動力は油圧ブレーキによる制動力に置き換えられる。一方、下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎによるトルク制限のない比較例を考えると、車速Ｖが小さくなって閾値Ｖｒｅｆに至るまでモータ入力制限Ｗｉｎ２，Ｗｉｎ３が一定の曲線上のポイントとしての入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎがトルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に設定されて、モータＭＧ２，ＭＧ３が駆動制御される。車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆに至る近傍の状態では、車速Ｖの変化に対して入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎが急激に小さく（絶対値としては大きく）なるため、トルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊も急激に小さくなり、その一方で、ブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊は急激に大きく（絶対値としては小さく）なる。モータＭＧ２，ＭＧ３の制御は、インバータ４２，４３のスイッチング素子のスイッチング制御によって行なわれるから、トルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊が急激な変化に十分に追従することができるが、油圧ブレーキの制御は、ブレーキアクチュエータ６８の図示しないソレノイドへの電流デューティ比を変化させることによるコントロールバルブのバルブ操作とこのバルブ操作によってなされる作動オイルの流出入により行なわれるから、ブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊が急激に変化すると、その変化に追従することができない場合が生じる。この場合、過剰な制動力が車両に付与されることになり、トルクショックを生じさせる。また、比較例では、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆに至って制動トルク置換処理が実行されると、置き換えるべきモータＭＧ２，ＭＧ３による制動力（トルク指令Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊）が大きいため、ブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊，Ｔｂｒ＊の変化を大きくする必要が生じ、これにより、一時的に要求制動トルクＴ＊に応じた制動力から外れた制動力が車両に作用する場合が生じてしまう。このため、予期しない制動力が車両に作用することによる違和感を運転者に与えてしまう。実施例では、こうした不都合を回避するために、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定し、この下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎによってモータＭＧ２，ＭＧ３から出力する回生トルクを制限しているのである。即ち、車速Ｖの変化に対する入力制限トルクＴｍ２Ｗｉｎ，Ｔｍ３Ｗｉｎの変化の程度が油圧ブレーキの制御によっても十分に追従できる程度に下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定し、この下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎによってモータＭＧ２，ＭＧ３から出力する回生トルクを制限することにより、油圧ブレーキの制御が追従できないことによる過剰な制動力の出力やこれによるトルクショック，停車前の制動トルク置換処理の際に生じ得る予期しない制動力の出力を抑制するのである。
【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、制動時には、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定し、設定した下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎによってモータＭＧ２，ＭＧ３から出力する回生トルクを制限することにより、車速Ｖが小さくなったときに生じる不都合、例えば、油圧ブレーキの制御が追従できないことによる過剰な制動力の出力される不都合やこれによるトルクショックが生じる不都合，停車前の制動トルク置換処理の際に生じ得る予期しない制動力の出力の不都合などを抑制することができる。この結果、モータＭＧ２，ＭＧ３による制動力の付与と油圧ブレーキによる制動力の付与の協調をスムーズに行なうことができる。また、制動時に、より多くの車両の運動エネルギを電力に回生することができ、これにより車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、制動時には、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定するものとしたが、ブレーキペダルポジションＢＰに代えて、運転者のブレーキペダル８５の踏み込みの際の踏力や、図示しないブレーキマスタシリンダの圧力（ブレーキ圧）などを用いて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを設定するものとしてもよい。また、車両の減速度を用いて下限制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎを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、車速Ｖが小さくなって閾値Ｖｒｅｆに至ったときには、制動トルク置換処理によりモータＭＧ２，ＭＧ３による制動力を油圧ブレーキによる制動力に置き換えるものとしたが、こうした置き換えは行なわないものとしても構わない。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、制動時には、前輪実行分配比Ｄｆ＊と後輪実行分配比Ｄｒ＊とによって要求制動トルクＴ＊を前輪６２ａ，６２ｂと後輪６４ａ，６４ｂとに作用させる制動力を分配し、前輪トルクＴｆ＊に対してはモータＭＧ２から回生トルクを出力し、後輪トルクＴｒ＊に対してはモータＭＧ３から回生トルクを出力するものとしたが、前輪トルクＴｆ＊に対してはモータＭＧ２から回生トルクを出力するが後輪トルクＴｒ＊に対してはモータＭＧ３からは回生トルクを出力しないものとしたり、逆に、前輪トルクＴｆ＊に対してはモータＭＧ２からは回生トルクを出力しないが後輪トルクＴｒ＊に対してはモータＭＧ３から回生トルクを出力するものとしてもよい。この場合、回生トルクを出力するモータに対して入力制限トルクと下限トルクとを設定して制御すればよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、なまし処理を用いて後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）を設定するものとしたが、レート処理などの他の緩変化処理を用いて後輪実行分配比Ｄｒ＊（前輪実行分配比Ｄｆ＊）を設定するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを前輪６２ａ，６２ｂ側に接続し、モータＭＧ３を後輪６４ａ，６４ｂ側に接続したが、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを後輪６４ａ，６４ｂ側に接続し、モータＭＧ３を前輪６２ａ，６２ｂ側に接続するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して前輪６２ａ，６２ｂ側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１２０に示すように、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１３２と前輪６２ａ，６２ｂに連結された駆動軸に接続されたアウターロータ１３４とを有し、電磁的な作用により電力と動力の入出力を伴ってエンジン２２の動力の一部を前輪６２ａ，６２ｂ側に出力する対ロータ電動機１３０を備えるものとしてもよい。
【００４５】
この他、前輪側に動力を出力可能な電動機と後輪側に動力を出力可能な電動機とを備える他の如何なるタイプの自動車にも適用可能である。例えば、前輪側に動力を出力するエンジンと後輪側に動力を出力するモータとを備えるハイブリッド自動車に適用するものとしてもよいし、図１１に例示するように、前輪６２ａ，６２ｂ側に接続された発電可能なモータ２３０と、後輪６４ａ，６４ｂ側に接続された発電可能なモータ２４０とを備える電気自動車２２０に適用するものとしてもよい。また、前輪側に動力を出力可能な電動機だけを備えるタイプの自動車としてもよいし、後輪側に動力を出力可能な電動機だけを備えるタイプの自動車としてもよい。これらの場合、前輪や後輪の車輪毎に電動機を備えるものとしても構わない。
【００４６】
実施例では、本発明の一実施例としてハイブリッド自動車として説明したが、自動車以外の車両に適用するものとしてもよいし、車両以外の移動体に適用するものとしてもよい。また、こうした移動体に制動力を作用させる制動装置の形態としてもよいし、車両や制動装置の制御方法の形態としても構わない。
【００４７】
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】
【００４８】
本発明は、車両や制動装置の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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】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３】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４】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】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６】モータの定格回生トルクの一例を示す説明図である。
【図７】入力制限Ｗｉｎと下限制限Ｔｍｉｎ（Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎ）との関係の一例を示す説明図である。
【図８】ブレーキペダルポジションＢＰと下限制限Ｔｍｉｎ（Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ３ｍｉｎ）との関係の一例を示す説明図である。
【図９】バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さくブレーキペダル８５が比較的大きく踏み込まれたときのモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ２＊とブレーキトルク指令Ｔｂｆ＊との関係の一例を示す説明図である。
【図１０】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１１】変形例の電気自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２０ 電気自動車、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 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４３ インバータ、４４，４５，４６ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、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、６１，６３ デファレンシャルギヤ、６２ａ，６２ｂ 前輪、６４ａ，６４ｂ 後輪、６８ ブレーキアクチュエータ、６９ ブレーキＥＣＵ、６９ａ 車輪速センサ、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、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ １３４ アウターロータ、２３０，２４０ モータ、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、
回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
車両に要求された制動要求を検出する制動要求検出手段と、
前記検出された制動要求と前記設定された入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定する下限回生トルク設定手段と、
前記検出された電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記設定された入力制限と前記設定された下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用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動制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記下限回生トルク設定手段は、前記設定された入力制限の絶対値が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に下限回生トルクを設定する手段である請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記下限回生トルク設定手段は、前記検出された制動要求が大きいほど絶対値が小さくなる傾向に下限回生トルクを設定する手段である請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記制動制御手段は、前記電動機の定格トルクと前記設定された下限回生トルクの範囲内で最も大きな回生トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御すると共に前記検出された制動要求に応じた駆動力と前記電動機から出力される回生トルクによる制動力との差分の制動力が前記制動力付与手段から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請求項１ないし３いずれか記載の車両。
【請求項５】
前記制動制御手段は、前記回転数検出手段により検出された回転数が所定回転数以上のときには前記電動機の定格トルクと前記設定された入力制限に基づく入力制限トルクと前記設定された下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記回転数検出手段により検出された回転数が前記所定回転数未満のときには前記電動機から回生トルクが出力されず前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用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手段である請求項１ないし４いずれか記載の車両。
【請求項６】
前記電動機は、異なる車軸に接続された複数の電動機である請求項１ないし５いずれか記載の車両。
【請求項７】
請求項６記載の車両であって、
前記下限回生トルク設定手段は、前記複数の電動機毎に下限回生トルクを設定する手段であり、
前記制動制御手段は、前記複数の電動機毎の定格トルクと前記設定された入力制限と前記複数の電動機毎に設定された下限回生トルクとの範囲内で前記複数の電動機から各々回生トルクが出力されるよう制御する手段である
車両。
【請求項８】
前記制動要求検出手段は、操作者のブレーキペダルの操作に関連する物理量を検出する手段である請求項１ないし７いずれか記載の車両。
【請求項９】
移動体に制動力を作用させる制動装置であって、
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、
回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
移動体に要求された制動要求を検出する制動要求検出手段と、
前記検出された制動要求と前記設定された入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定する下限回生トルク設定手段と、
前記検出された電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記設定された入力制限と前記設定された下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が移動体に作用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動制御手段と、
を備える制動装置。
【請求項１０】
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
車両に要求された制動要求と前記蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定すると共に前記電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記入力制限と前記設定した下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記制動要求に応じた制動力が車両に作用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、
ことを特徴とする車両の制御方法。
【請求項１】
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、
回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
車両に要求された制動要求を検出する制動要求検出手段と、
前記検出された制動要求と前記設定された入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定する下限回生トルク設定手段と、
前記検出された電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記設定された入力制限と前記設定された下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用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動制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記下限回生トルク設定手段は、前記設定された入力制限の絶対値が小さいほど絶対値が小さくなる傾向に下限回生トルクを設定する手段である請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記下限回生トルク設定手段は、前記検出された制動要求が大きいほど絶対値が小さくなる傾向に下限回生トルクを設定する手段である請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記制動制御手段は、前記電動機の定格トルクと前記設定された下限回生トルクの範囲内で最も大きな回生トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御すると共に前記検出された制動要求に応じた駆動力と前記電動機から出力される回生トルクによる制動力との差分の制動力が前記制動力付与手段から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請求項１ないし３いずれか記載の車両。
【請求項５】
前記制動制御手段は、前記回転数検出手段により検出された回転数が所定回転数以上のときには前記電動機の定格トルクと前記設定された入力制限に基づく入力制限トルクと前記設定された下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記回転数検出手段により検出された回転数が前記所定回転数未満のときには前記電動機から回生トルクが出力されず前記検出された制動要求に応じた制動力が車両に作用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手段である請求項１ないし４いずれか記載の車両。
【請求項６】
前記電動機は、異なる車軸に接続された複数の電動機である請求項１ないし５いずれか記載の車両。
【請求項７】
請求項６記載の車両であって、
前記下限回生トルク設定手段は、前記複数の電動機毎に下限回生トルクを設定する手段であり、
前記制動制御手段は、前記複数の電動機毎の定格トルクと前記設定された入力制限と前記複数の電動機毎に設定された下限回生トルクとの範囲内で前記複数の電動機から各々回生トルクが出力されるよう制御する手段である
車両。
【請求項８】
前記制動要求検出手段は、操作者のブレーキペダルの操作に関連する物理量を検出する手段である請求項１ないし７いずれか記載の車両。
【請求項９】
移動体に制動力を作用させる制動装置であって、
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、
回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限を設定する入力制限設定手段と、
移動体に要求された制動要求を検出する制動要求検出手段と、
前記検出された制動要求と前記設定された入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定する下限回生トルク設定手段と、
前記検出された電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記設定された入力制限と前記設定された下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記検出された制動要求に応じた制動力が移動体に作用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動制御手段と、
を備える制動装置。
【請求項１０】
油圧作動により制動力を付与する制動力付与手段と、回生トルクを出力可能な少なくとも一つの電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
車両に要求された制動要求と前記蓄電手段を充電する際の許容最大電力としての入力制限とに基づいて前記電動機から出力する回生トルクの下限値としての下限回生トルクを設定すると共に前記電動機の回転数に基づく該電動機の定格トルクと前記入力制限と前記設定した下限回生トルクとの範囲内で前記電動機から回生トルクが出力されると共に前記制動要求に応じた制動力が車両に作用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、
ことを特徴とする車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２０３７９３（Ｐ２００７−２０３７９３Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２４５７（Ｐ２００６−２２４５７）
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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