特許 6096594 車両の制御装置およびそれを備える車両、ならびに車両の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6096594

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】車両の制御装置およびそれを備える車両、ならびに車両の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60T 8/17 20060101AFI20170306BHJP

   B60K 6/36 20071001ALI20170306BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20170306BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20170306BHJP

   B60K 6/26 20071001ALI20170306BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20170306BHJP

   B60L 7/24 20060101ALI20170306BHJP

   B60L 7/10 20060101ALI20170306BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20170306BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20170306BHJP

   B60W 10/11 20120101ALI20170306BHJP

   B60W 10/18 20120101ALI20170306BHJP

   B60W 10/00 20060101ALI20170306BHJP

【ＦＩ】

   B60T8/17 C

   B60K6/36

   B60K6/547ZHV

   B60K6/445

   B60K6/26

   B60L15/20 K

   B60L7/24 D

   B60L7/10

   B60W10/06

   B60W10/08

   B60W10/11

   B60W10/18

   B60W10/00 148

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-114223(P2013-114223)

(22)【出願日】2013年5月30日

(65)【公開番号】特開2014-231344(P2014-231344A)

(43)【公開日】2014年12月11日

【審査請求日】2015年9月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000100768

【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 春哉

(72)【発明者】

【氏名】木村 秋広

(72)【発明者】

【氏名】山本 雅哉

(72)【発明者】

【氏名】古田 秀樹

【審査官】 竹村 秀康

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２４６０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２５９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２９９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２４６０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ６／２０− ６／５４７

Ｂ６０Ｌ １／００− ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００−１３／００

Ｂ６０Ｌ１５／００−１５／４２

Ｂ６０Ｔ ７／１２− ８／１７６９

Ｂ６０Ｔ ８／３２− ８／９６

Ｂ６０Ｗ１０／００−５０／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の制御装置であって、
前記車両は、
回転電機と、
前記回転電機の発電電力を蓄える蓄電装置と、
前記回転電機の回転軸と駆動軸との間に連結され、係合要素の切替によって前記回転軸と前記駆動軸との間の変速比を変更可能な自動変速機と、
前記駆動軸に連結される駆動輪を制動するための摩擦ブレーキとを含み、
前記制御装置は、
前記車両の要求制動トルクに応じて、前記回転電機の回生制動トルクを制御するための回生制御部と、
前記変速比を変更するための変速制御を実行し、前記変速制御の実行中に、前記駆動軸に作用する変速機出力制動トルクの変動を抑制するように前記回生制動トルクを補正するための変速制御部と、
前記摩擦ブレーキの摩擦制動トルクを制御するためのブレーキ制御部とを備え、
前記ブレーキ制御部は、前記変速制御の非実行中には、前記回生制動トルクに基づいて前記摩擦制動トルクを決定し、前記変速制御の実行中には、前記変速機出力制動トルクに基づいて前記摩擦制動トルクを決定し、
前記回生制御部は、前記回転電機の最大回生トルクと前記蓄電装置の受入可能電力とに基づいて前記回転電機の回生可能トルクを算出し、算出された前記回生可能トルクに応じて前記駆動軸に作用するトルクを前記変速機出力制動トルクとして算出する、車両の制御装置。

【請求項2】

前記回生制御部は、前記回生可能トルクから所定のトルクを差し引いた値を前記回生制動トルクとして算出し、
前記所定のトルクは、エンジンブレーキに相当するトルクである、請求項１に記載の車両の制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載の制御装置を備える車両。

【請求項4】

内燃機関と、
もう１つの回転電機と、
前記内燃機関の出力軸、前記回転電機の回転軸および前記もう１つの回転電機の回転軸に機械的に連結される３軸式の動力分割装置とをさらに備える、請求項３に記載の車両。

【請求項5】

車両の制御方法であって、
前記車両は、
回転電機と、
前記回転電機の発電電力を蓄える蓄電装置と、
前記回転電機の回転軸と駆動軸との間に連結され、係合要素の切替によって前記回転軸と前記駆動軸との間の変速比を変更可能な自動変速機と、
前記駆動軸に連結される駆動輪を制動するための摩擦ブレーキとを含み、
前記制御方法は、
前記車両の要求制動トルクに応じて、前記回転電機の回生制動トルクを制御するステップと、
前記変速比を変更するための変速制御を実行し、前記変速制御の実行中に、前記駆動軸に作用する変速機出力制動トルクの変動を抑制するように前記回生制動トルクを補正するステップと、
前記摩擦ブレーキの摩擦制動トルクを制御するステップとを含み、
前記摩擦制動トルクを制御するステップは、
前記変速制御の非実行中に、前記回生制動トルクに基づいて前記摩擦制動トルクを決定するステップと、
前記変速制御の実行中に、前記変速機出力制動トルクに基づいて前記摩擦制動トルクを決定するステップと、
前記回転電機の最大回生トルクと前記蓄電装置の受入可能電力とに基づいて前記回転電機の回生可能トルクを算出するステップと、
算出された前記回生可能トルクに応じて前記駆動軸に作用するトルクを前記変速機出力制動トルクとして算出するステップとを含む、車両の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の制御装置およびそれを備える車両、ならびに車両の制御方法に関し、特に、回生制動および摩擦制動を実行可能な車両の制御装置およびそれを備える車両、ならびに車両の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特開平７−３３６８０５号公報（特許文献１）は、回生制動トルクを発生するモータと摩擦制動トルクを発生するブレーキとを備える電気自動車を開示している。この電気自動車では、まず、運転者が要求した要求制動トルクに応じて回生制動トルクが決定される。そして、要求制動トルクと回生制動トルクとの差が摩擦制動トルクとして決定される。これにより、回生制動トルクの割合をできる限り高くして、車両の持つ運動エネルギを効率よく回収することができる（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−３３６８０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の電気自動車において、車輪とモータとの間に自動変速機が設けられる構成が考えられる。自動変速機の変速動作中においては、モータから自動変速機へ伝達される入力トルクを調整する制御を実行することによって、自動変速機から車輪へ伝達されるトルクの変動を抑制することができる。このような制御は、一般に、トルク相補償制御およびイナーシャ相補償制御として知られる。

【0005】

ここで、車両の制動中に変速動作が実行されると、上記制御によって回生制動トルクが調整される。しかしながら、調整による回生制動トルクの変化分は、自動変速機から車輪へ伝達されるトルクに寄与しない。そのため、要求制動トルクを満足するためには、変速動作を考慮して摩擦制動トルクを決定する必要がある。

【0006】

それゆえに、この発明の目的は、回生制動および摩擦制動を実行可能な車両において、自動変速機の変速動作を考慮して適切な制動を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明によれば、車両は、回転電機と、自動変速機と、摩擦ブレーキとを含む。自動変速機は、回転電機の回転軸と駆動軸との間に連結され、係合要素の切替によって回転軸と駆動軸との間の変速比を変更可能である。摩擦ブレーキは、駆動軸に連結される駆動輪を制動する。車両の制御装置は、回生制御部と、変速制御部と、ブレーキ制御部とを備える。回生制御部は、車両の要求制動トルクに応じて、回転電機の回生制動トルクを制御する。変速制御部は、変速比を変更するための変速制御を実行し、変速制御の実行中に、駆動軸に作用する変速機出力制動トルクの変動を抑制するように回生制動トルクを補正する。ブレーキ制御部は、摩擦ブレーキの摩擦制動トルクを制御する。ブレーキ制御部は、変速制御の非実行中には、回生制動トルクに基づいて摩擦制動トルクを決定し、変速制御の実行中には、変速機出力制動トルクに基づいて摩擦制動トルクを決定する。

【0008】

好ましくは、車両は、蓄電装置をさらに含む。蓄電装置は、回転電機の発電電力を蓄える。回生制御部は、回転電機の最大回生トルクと蓄電装置の受入可能電力とに基づいて回転電機の回生可能トルクを算出し、算出された回生可能トルクに応じて駆動軸に作用するトルクを変速機出力制動トルクとして算出する。

【0009】

好ましくは、回生制御部は、回生可能トルクから所定のトルクを差し引いた値を回生制動トルクとして算出する。所定のトルクは、エンジンブレーキに相当するトルクである。

【0010】

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの制御装置を備える。
好ましくは、車両は、内燃機関と、もう１つの回転電機と、３軸式の動力分割装置とをさらに備える。３軸式の動力分割装置は、内燃機関の出力軸、回転電機の回転軸およびもう１つの回転電機の回転軸に機械的に連結される。

【0011】

また、この発明によれば、車両は、回転電機と、自動変速機と、摩擦ブレーキとを含む。自動変速機は、回転電機の回転軸と駆動軸との間に連結され、係合要素の切替によって回転軸と駆動軸との間の変速比を変更可能である。摩擦ブレーキは、駆動軸に連結される駆動輪を制動する。車両の制御方法は、車両の要求制動トルクに応じて、回転電機の回生制動トルクを制御するステップと、変速比を変更するための変速制御を実行し、変速制御の実行中に、駆動軸に作用する変速機出力制動トルクの変動を抑制するように回生制動トルクを補正するステップと、摩擦ブレーキの摩擦制動トルクを制御するステップとを含む。摩擦制動トルクを制御するステップは、変速制御の非実行中に、回生制動トルクに基づいて摩擦制動トルクを決定するステップと、変速制御の実行中に、変速機出力制動トルクに基づいて摩擦制動トルクを決定するステップとを含む。

【発明の効果】

【0012】

この発明においては、変速制御の非実行中には、回生制動トルクに基づいて摩擦制動トルクが決定される一方、変速制御の実行中には、変速機出力制動トルクに基づいて摩擦制動トルクが決定される。このため、変速制御の非実行中には、回転電機が出力している回生制動トルクを用いることによって、簡易かつ正確に摩擦制動トルクを算出することができる。一方、変速制御の実行中には、変速機出力制動トルクを用いることによって、変速ショック低減のための回生制動トルクの調整の影響を抑制することができる。したがって、この発明によれば、回生制動および摩擦制動を実行可能な車両において、自動変速機の変速動作を考慮して適切な制動を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態１に従う車両の全体ブロック図である。

【図2】図１に示す動力分割装置の共線図を示す図である。

【図3】自動変速機での変速時の回転変化の様子を示す図である。

【図4】図１に示すＥＣＵが実行する制動制御に関する機能ブロック図である。

【図5】図１に示すＥＣＵが実行する制動制御の制御構造を示すフローチャートである。

【図6】図１に示すＥＣＵが実行する制動制御の一例を示すタイムチャートである。

【図7】実施の形態２に従う車両の全体ブロック図である。

【図8】図７に示すＥＣＵが実行する制動制御の一例を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。また、本明細書において車両を加速させるトルクを正方向のトルクとし、車両を減速させるトルクを負方向のトルクとする。

【0015】

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に従う車両の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１は、エンジン（Ｅ／Ｇ）１００と、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ」という）２００と、動力分割装置３００と、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」という）４００と、自動変速機（Ａ／Ｔ）５００と、電力制御装置（Power Control Unit、以下「ＰＣＵ」という）６００と、バッテリ７００と、摩擦ブレーキ８００と、電子制御装置（Electronic Control Unit、以下「ＥＣＵ」という）１０００とを含む。

【0016】

エンジン１００は、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＥに基づいて、駆動輪８２を回転させるためのパワーを発生する。エンジン１００が発生したパワーは動力分割装置３００に入力される。

【0017】

動力分割装置３００は、エンジン１００から入力されたパワーを、自動変速機５００を介して駆動輪８２に伝達されるパワーと、第１ＭＧ２００に伝達されるパワーとに分割する。動力分割装置３００は、サンギヤ（Ｓ）３１０、リングギヤ（Ｒ）３２０、キャリア（Ｃ）３３０、およびピニオンギヤ（Ｐ）３４０を含む遊星歯車機構（差動機構）である。サンギヤ（Ｓ）３１０は、第１ＭＧ２００のロータに連結される。リングギヤ（Ｒ）３２０は、自動変速機５００を介して駆動輪８２に連結される。ピニオンギヤ（Ｐ）３４０は、サンギヤ（Ｓ）３１０とリングギヤ（Ｒ）３２０とに噛合する。キャリア（Ｃ）３３０は、ピニオンギヤ（Ｐ）３４０を自転かつ公転自在に保持する。キャリア（Ｃ）３３０は、エンジン１００のクランクシャフトに連結される。

【0018】

第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００は、交流の回転電機であって、モータとしてもジェネレータとしても機能する。第２ＭＧ４００は、動力分割装置３００と自動変速機５００との間に設けられる。より具体的には、動力分割装置３００のリングギヤ（Ｒ）３２０と自動変速機５００の入力軸とを連結する回転軸３５０に第２ＭＧ４００のロータが接続される。

【0019】

自動変速機５００は、回転軸３５０と駆動軸５６０との間に設けられる。自動変速機５００は、複数の油圧式の摩擦係合要素（クラッチおよびブレーキなど）を含むギヤユニットと、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＡに応じた油圧を各摩擦係合要素に供給する油圧回路とを備える。複数の摩擦係合要素の係合状態が変更されることによって、自動変速機５００は、係合状態、スリップ状態および解放状態のいずれかの状態に切り替えられる。係合状態では、自動変速機５００の入力軸の回転パワーの全部が自動変速機５００の出力軸に伝達される。スリップ状態では、自動変速機５００の入力軸の回転パワーの一部が自動変速機５００の出力軸に伝達される。解放状態では、自動変速機５００の入力軸と出力軸との間の動力伝達が遮断される。

【0020】

また、自動変速機５００は、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＡに基づいて、係合状態における変速比（出力軸回転速度に対する入力軸回転速度の比）を予め定められた複数の変速段（変速比）のうちのいずれかに切替可能に形成される。なお、自動変速機５００は、通常は係合状態に制御されるが、変速中は一時的にスリップ状態または解放状態となり、変速終了後に再び係合状態に戻される。

【0021】

ＰＣＵ６００は、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＰに基づいて、バッテリ７００から供給される直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００に出力する。これにより、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００が駆動される。また、ＰＣＵ６００は、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００によって発電される交流電力を直流電力に変換してバッテリ７００へ出力する。これにより、バッテリ７００が充電される。

【0022】

バッテリ７００は、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００を駆動するための高電圧（たとえば２００Ｖ程度）の直流電力を蓄える。バッテリ７００は、代表的にはニッケル水素やリチウムイオンを含んで構成される。なお、バッテリ７００に代えて、大容量のキャパシタも採用可能である。

【0023】

ここで、第２ＭＧ４００は、車両１の減速時に電力回生を行うことによって回生ブレーキとしても機能することができる。第２ＭＧ４００は、車両１の運動エネルギを電気エネルギに変換することによって制動力を発生する。第２ＭＧ４００が発生した制動力は、自動変速機５００を介して駆動軸５６０へ伝達される。このとき、第２ＭＧ４００は、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＰに基づいて制動力が制御される。

【0024】

摩擦ブレーキ８００は、駆動輪８２を制動するためのブレーキである。摩擦ブレーキ８００は、摩擦によって車両１の運動エネルギを熱エネルギに変換して制動力を発生する。摩擦ブレーキ８００は、たとえば、ディスクブレーキやドラムブレーキを含んで構成される。摩擦ブレーキ８００は、ＥＣＵ１０００からの制御信号ＣＳＢに基づいて制動力が制御される。このように、車両１は、回生ブレーキとしての第２ＭＧ４００による制動力と、摩擦ブレーキ８００による制動力とのうちの少なくとも一方を用いて減速することができる。

【0025】

車両１は、エンジン回転速度センサ１０と、車速センサ１５と、レゾルバ２１，２２と、ブレーキペダルストロークセンサ３１と、監視センサ３２とをさらに含む。エンジン回転速度センサ１０は、エンジン１００の回転速度（以下「エンジン回転速度ωｅ」という）を検出する。車速センサ１５は、駆動軸５６０の回転速度を車速Ｖとして検出する。レゾルバ２１は、第１ＭＧ２００の回転速度（以下「第１ＭＧ回転速度ωｇ」という）を検出する。レゾルバ２２は、第２ＭＧ４００の回転速度（以下「第２ＭＧ回転速度ωｍ」という）を検出する。ブレーキペダルストロークセンサ３１は、ユーザによるブレーキペダル３０の操作量（以下「ブレーキ操作量Ｂｐ」という）を検出する。監視センサ３２は、バッテリ７００の状態（バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂなど）を検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ１０００に出力する。

【0026】

ＥＣＵ１０００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて所定の演算処理を実行する。ＥＣＵ１０００は、演算処理の結果に基づいて車両１に搭載される各機器を制御する。

【0027】

ＥＣＵ１０００は、ブレーキ操作量Ｂｐに基づいて要求制動トルクＢｒｑを算出する。ＥＣＵ１０００は、要求制動トルクＢｒｑを満足するように第２ＭＧ４００で発生する回生制動トルクＴｍと摩擦ブレーキ８００で発生する摩擦制動トルクＴｂｋを算出する。ＥＣＵ１０００は、第２ＭＧ４００が実際に発生する制動力が回生制動トルクＴｍとなるように第２ＭＧ４００を制御する。また、ＥＣＵ１０００は、摩擦ブレーキ８００が実際に発生する制動力が摩擦制動トルクＴｂｋとなるように摩擦ブレーキ８００を制御する。

【0028】

ＥＣＵ１０００は、監視センサ３２の検出結果に基づいてバッテリ７００の残存容量（State Of Charge、以下「ＳＯＣ」ともいう）を算出する。ＥＣＵ１０００は、ＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂなどに基づいて、バッテリ出力可能電力ＷＯＵＴおよびバッテリ受入可能電力ＷＩＮ（単位はいずれもワット）を設定する。ＥＣＵ１０００は、バッテリ７００の実出力電力Ｐｂｏｕｔがバッテリ出力可能電力ＷＯＵＴを超えないようにＰＣＵ６００を制御する。また、ＥＣＵ１０００は、バッテリ７００の実受入電力Ｐｂｉｎがバッテリ受入可能電力ＷＩＮを超えないようにＰＣＵ６００を制御する。このとき、第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００の損失を考慮してもよい。

【0029】

ＥＣＵ１０００は、予め定められた変速マップを参照して駆動力および車速Ｖに対応する目標変速段を決定し、実際の変速段が目標変速段となるように自動変速機５００を制御する。なお、上述したように、自動変速機５００は、通常は係合状態に制御されるが、変速中（アップシフト中またはダウンシフト中）は一時的にスリップ状態または解放状態となり、変速終了後に再び係合状態に戻される。

【0030】

図２は、図１に示す動力分割装置３００の共線図を示す図である。図２に示すように、サンギヤ（Ｓ）３１０の回転速度（すなわち第１ＭＧ回転速度ωｇ）、キャリア（Ｃ）３３０の回転速度（すなわちエンジン回転速度ωｅ）、リングギヤ（Ｒ）３２０の回転速度（すなわち第２ＭＧ回転速度ωｍ）は、動力分割装置３００の共線図上で直線で結ばれる関係（いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。リングギヤ（Ｒ）３２０と駆動軸５６０との間に自動変速機（Ａ／Ｔ）５００が設けられている。そのため、第２ＭＧ回転速度ωｍと車速Ｖとの比は、自動変速機５００で形成される変速段（変速比）によって決まる。なお、図２には、自動変速機５００が１速〜４速のいずれかの前進変速段を形成可能な場合が例示されている。

【0031】

図３は、自動変速機５００での変速時の回転変化の様子を模式的に共線図上に示した図である。図３に示すように、変速時（ダウンシフト時あるいはアップシフト時）には、車速Ｖはほとんど変化せず固定される。そのため、ダウンシフト時（変速比を上げる時）には、一点鎖線に示すように、自動変速機５００の入力軸回転速度（すなわち第２ＭＧ回転速度ωｍ）を上昇させる必要がある。逆に、アップシフト時（変速比を下げる時）には、二点鎖線に示すように、自動変速機５００の入力軸回転速度を低下させる必要がある。

【0032】

以上のような構成において、通常の制動時においては、減速時にエネルギを最大限回収することができるように、回生制動トルクＴｍと摩擦制動トルクＴｂｋとの配分が決定される。これにより、車両１の運転効率を高めて航続距離を延ばすことができる。

【0033】

具体的には、まず、要求制動トルクＢｒｑに対して回生制動トルクＴｍが決定される。このとき、第２ＭＧ４００が回生可能トルクが算出される。回生可能トルクは、第２ＭＧ４００の最大回生トルクおよびバッテリ受入可能電力ＷＩＮに基づいて算出される。具体的には、回生可能トルクは、第２ＭＧ４００の最大回生トルク内において、実受入電力Ｐｂｉｎがバッテリ受入可能電力ＷＩＮを超えないように算出される。

【0034】

そして、要求制動トルクＢｒｑを回生ブレーキのみによって発生することができる場合には、要求制動トルクＢｒｑが回生制動トルクＴｍとして決定される。一方、要求制動トルクＢｒｑを回生ブレーキのみによって発生することができない場合には、回生可能トルクが回生制動トルクＴｍとして決定される。

【0035】

次に、要求制動トルクＢｒｑと回生制動トルクＴｍとの差分が摩擦制動トルクＴｂｋとして決定される。これにより、第２ＭＧ４００によって発生することができない制動力の部分を摩擦ブレーキ８００の制動力によって補うことができる。このように、第２ＭＧ４００と摩擦ブレーキ８００とが協調して動作することによって、要求制動トルクＢｒｑを満足する制動が実現される。

【0036】

ここで、制動中に変速動作が実行されると、自動変速機５００の変速ショックを抑制するために回生制動トルクＴｍが調整される。自動変速機５００の変速過渡期は、自動変速機５００内のクラッチやブレーキのトルク分担が変化するトルク相と、トルク相に続いて回転変化が生じるイナーシャ相とに大別される。

【0037】

トルク相では、自動変速機５００の入力軸の回転数Ｎｉｎが保たれたまま変速比が変化する。このとき、自動変速機５００の出力軸に作用する変速機出力制動トルクＴｐの変動を抑制するように自動変速機５００の入力軸に入力される入力トルクを調整するトルク相補償制御が実行される。なお、上記入力トルクは、第２ＭＧ４００のトルクおよび動力分割装置３００を介してエンジン１００から伝達されるエンジン直達トルクＴｅの合計である。

【0038】

一方、イナーシャ相では、自動変速機５００の変速比が保たれたまま自動変速機５００の入力軸の回転数Ｎｉｎが変化する。このとき、回転速度Ｎｉｎの変化による変速機出力制動トルクＴｐの変動を抑制するために自動変速機５００の入力軸に入力される入力トルクを調整するイナーシャ相補償制御が実行される。ここで、イナーシャ相補償制御のために調整された分の入力トルクは、自動変速機５００の出力軸に作用しない。

【0039】

このため、制動中にダウンシフトが実行されると、特に、イナーシャ相においては、第２ＭＧ４００の回生制動トルクＴｍに基づいて計算される変速機出力制動トルクが、実際の変速機出力制動トルクＴｐに一致しない場合がある。そのため、要求制動トルクＢｒｑを満足するためには、変速動作を考慮して摩擦制動トルクＴｂｋを決定する必要がある。

【0040】

そこで、本実施の形態においては、変速動作の非実行中には、回生制動トルクＴｍに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋが決定される一方、変速動作の実行中には、変速機出力制動トルクＴｐに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋが決定される。このため、変速動作の非実行中には、第２ＭＧ４００が出力している回生制動トルクＴｍを用いることによって、簡易かつ正確に摩擦制動トルクＴｂｋを算出することができる。一方、変速動作の実行中には、変速機出力制動トルクＴｐを用いることによって、変速ショック低減のための回生制動トルクＴｍの調整の影響を抑制することができる。以下、この制動処理の内容について詳しく説明する。

【0041】

図４は、図１に示すＥＣＵ１０００が実行する制動制御に関する機能ブロック図である。図４の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ１０００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

【0042】

図４とともに図１を参照して、ＥＣＵ１０００は、変速制御部１００１と、回生制御部１００２と、ブレーキ制御部１００３とを含む。

【0043】

変速制御部１００１は、予め定められた変速マップを参照して駆動力および車速Ｖに対応する目標変速段を決定し、実際の変速段が目標変速段となるように自動変速機５００を制御する。変速制御部１００１は、変速比を変更するための変速動作を実行する。変速制御部１００１は、変速動作の実行中に、駆動軸５６０に作用する変速機出力制動トルクＴｐの変動を抑制するように回生制動トルクＴｍを補正するための補正量Ｔｃを算出する。

【0044】

変速制御部１００１は、自動変速機５００を制御するための制御信号ＣＳＡを自動変速機５００へ出力する。変速制御部１００１は、補正量Ｔｃを回生制御部１００２へ出力する。変速制御部１００１は、変速動作の実行中であることを示す信号ＣＨＧをブレーキ制御部１００３へ出力する。

【0045】

回生制御部１００２は、ブレーキ制御部１００３から受ける要求制動トルクＢｒｑに応じて、第２ＭＧ４００の回生制動トルクＴｍを制御する。まず、回生制御部１００２は、第２ＭＧ４００の回生可能トルクを算出する。回生可能トルクは、第２ＭＧ４００の最大回生トルクおよびバッテリ受入可能電力ＷＩＮに基づいて算出される。具体的には、回生可能トルクは、第２ＭＧ４００の最大回生トルク内において、実受入電力Ｐｂｉｎがバッテリ受入可能電力ＷＩＮを超えないように算出される。

【0046】

なお、回生制御部１００２は、モータ温度、インバータ素子の温度などに基づいて第２ＭＧ４００の最大回生トルクを制限してもよい。これにより、モータおよびインバータを故障から保護することができる。

【0047】

回生制御部１００２は、要求制動トルクＢｒｑを回生ブレーキのみによって発生することができる場合には、要求制動トルクＢｒｑを回生制動トルクＴｍとして決定する。一方、回生制御部１００２は、要求制動トルクＢｒｑを回生ブレーキのみによって発生することができない場合には、回生可能トルクを回生制動トルクＴｍとして決定する。

【0048】

回生制御部１００２は、変速制御部１００１から受けた補正量Ｔｃを回生制動トルクＴｍに付加する。回生制御部１００２は、第２ＭＧ４００が実際に発生するトルクが回生制動トルクＴｍとなるように第２ＭＧ４００を制御する。回生制御部１００２は、ＰＣＵ６００を制御するための制御信号ＣＳＰをＰＣＵ６００へ出力する。

【0049】

回生制御部１００２は、回生可能トルクに基づいて駆動軸５６０に作用する変速機出力制動トルクＴｐを算出する。回生制御部１００２は、回生可能トルクおよびエンジン直達トルクＴｅの合計に変速比を乗算した値と、要求制動トルクＢｒｑとのうちの大きい方を変速機出力制動トルクＴｐとして決定する。回生制御部１００２は、回生制動トルクＴｍを示す信号、および変速機出力制動トルクＴｐを示す信号をブレーキ制御部１００３へ出力する。

【0050】

ブレーキ制御部１００３は、ブレーキペダルストロークセンサ３１からブレーキ操作量Ｂｐを受ける。ブレーキ制御部１００３は、ブレーキ操作量Ｂｐに基づいて要求制動トルクＢｒｑを算出する。ブレーキ制御部１００３は、要求制動トルクＢｒｑを回生制御部１００２へ出力する。

【0051】

ブレーキ制御部１００３は、変速動作の非実行中には、回生制動トルクＴｍに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋを決定する。具体的には、ブレーキ制御部１００３は、回生制動トルクＴｍおよびエンジン直達トルクＴｅの合計に変速比を乗算した値を要求制動トルクＢｒｑから差し引いた値を、摩擦制動トルクＴｂｋとして決定する。

【0052】

一方、ブレーキ制御部１００３は、変速動作の実行中には、変速機出力制動トルクＴｐに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋを決定する、具体的には、ブレーキ制御部１００３は、変速機出力制動トルクＴｐを要求制動トルクＢｒｑから差し引いた値を、摩擦制動トルクＴｂｋとして決定する。ブレーキ制御部１００３は、摩擦ブレーキ８００が実際に発生する制動力が摩擦制動トルクＴｂｋとなるように摩擦ブレーキ８００を制御する。ブレーキ制御部１００３は、摩擦ブレーキ８００を制御するための制御信号ＣＳＢを摩擦ブレーキ８００へ出力する。

【0053】

図５は、図１に示すＥＣＵ１０００が実行する制動制御の制御構造を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、ＥＣＵ１０００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

【0054】

図５とともに図１を参照して、ＥＣＵ１０００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１０にて、ブレーキ中であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１０００は、ユーザによってブレーキペダル３０が操作されているときにブレーキ中であると判定する。ブレーキ中でないと判定された場合は（Ｓ１０にてＮＯ）、以降の処理はスキップされて処理がメインルーチンに戻される。

【0055】

ブレーキ中であると判定された場合は（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０００は、ブレーキ操作量Ｂｐに基づいて要求制動トルクＢｒｑを算出する（Ｓ１２）。

【0056】

続いてＳ１４にて、ＥＣＵ１０００は、要求制動トルクＢｒｑに応じて第２ＭＧ４００の回生制動トルクＴｍを算出する。具体的には、ＥＣＵ１０００は、要求制動トルクＢｒｑを回生ブレーキのみによって発生することができる場合には、要求制動トルクＢｒｑを回生制動トルクＴｍとして決定する。一方、ＥＣＵ１０００は、要求制動トルクＢｒｑを回生ブレーキのみによって発生することができない場合には、回生可能トルクを回生制動トルクＴｍとして決定する。

【0057】

続いてＳ１６にて、自動変速機５００が変速中であるか否かを判定する。自動変速機５００が変速中であると判定された場合は（Ｓ１６にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０００は、変速機出力制動トルクＴｐを算出する（Ｓ１８）。

【0058】

続いてＳ２０にて、ＥＣＵ１０００は、変速機出力制動トルクＴｐに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋを算出する。ここで、ＥＣＵ１０００は、変速機出力制動トルクＴｐを要求制動トルクＢｒｑから差し引いた値を、摩擦制動トルクＴｂｋとして決定する。

【0059】

続いてＳ２２にて、ＥＣＵ１０００は、変速ショックを抑制するために回生制動トルクＴｍを補正する。具体的には、ＥＣＵ１０００は、変速ショックを抑制するための補正量Ｔｃを、Ｓ１４で算出された回生制動トルクＴｍに付加する。これにより、変速機出力制動トルクＴｐの変動が抑制される。

【0060】

一方、Ｓ１６にて変速中でないと判定された場合は（Ｓ１６にてＮＯ）、ＥＣＵ１０００は、回生制動トルクＴｍに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋを算出する（Ｓ２４）。このとき、回生制動トルクＴｍの変動量が摩擦制動トルクＴｂｋで補われて、要求制動トルクＢｅｑが満足される。

【0061】

なお、上記において、ＥＣＵ１０００は、回生可能トルクから所定のトルクを差し引いた値を回生制動トルクＴｍとしてもよい。所定のトルクは、エンジンブレーキに相当するトルクである。これにより、回生可能トルクがエンジンブレーキに相当するトルク分と、回生制動のためのトルク分とを含むことを考慮して、回生制動トルクＴｍを算出することができる。

【0062】

図６は、図１に示すＥＣＵ１０００が実行する制動制御の一例を示すタイムチャートである。図６を参照して、時刻ｔ１においてブレーキ中にダウンシフトが開始されると、トルク相において変速比が変化する。変速比の変化に応じて第２ＭＧ４００の回生制動トルクＴｍを調整するトルク相補償制御の実行によって自動変速機５００の出力軸に換算された回生制動トルクが維持される。

【0063】

時刻ｔ２において、変速動作がトルク相からイナーシャ相へ遷移する。イナーシャ相においては、変速比が維持されたままで、自動変速機５００の入力軸の回転数Ｎｉｎが変化する。回転速度Ｎｉｎの変化による変速機出力制動トルクＴｐの変動を抑制するために自動変速機５００の入力軸に入力される入力トルクを調整するイナーシャ相補償制御が実行される。このとき、変速機出力制動トルクＴｐに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋが決定される。このため、変速ショック低減のための回生制動トルクＴｍの調整の影響を抑制することができる。なお、この例においては、第１ＭＧ２００のトルクＴｇおよび第２ＭＧ４００のトルクＴｍを用いてイナーシャ相補償制御が実行される場合が示される。

【0064】

時刻ｔ３において、ダウンシフトが終了すると、回生制動トルクＴｍに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋが決定される。

【0065】

以上のように、この実施の形態１においては、変速動作の非実行中には、回生制動トルクＴｍに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋが決定される一方、変速動作の実行中には、変速機出力制動トルクＴｐに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋが決定される。このため、変速動作の非実行中には、第２ＭＧ４００が出力している回生制動トルクＴｍを用いることによって、簡易かつ正確に摩擦制動トルクＴｂｋを算出することができる。一方、変速動作の実行中には、変速機出力制動トルクＴｐを用いることによって、変速ショック低減のための回生制動トルクＴｍの調整の影響を抑制することができる。したがって、この実施の形態１によれば、回生制動および摩擦制動を実行可能な車両において、自動変速機の変速動作を考慮して適切な制動を実現できる。

【0066】

［実施の形態２］
実施の形態１では、車両がエンジン１００を搭載したハイブリッド車両である場合を説明した。実施の形態２では、車両がエンジン１００を搭載しない電気自動車である場合を説明する。

【0067】

図７は、実施の形態２に従う車両の全体ブロック図である。図７を参照して、車両１Ａは、エンジン１００、第１ＭＧ２００、第２ＭＧ４００、動力分割装置３００、およびＥＣＵ１０００に代えて、モータジェネレータ（以下「ＭＧ」という）４００Ａ、およびＥＣＵ１０００Ａを含む。

【0068】

ＭＧ４００Ａは、交流の回転電機であって、モータとしてもジェネレータとしても機能する。ＭＧ４００Ａは、自動変速機５００を介して駆動軸５６０へ接続される。制動時においては、自動変速機５００の入力軸へは、ＭＧ４００Ａの回生制動トルクＴｍのみが作用する。

【0069】

図８は、図７に示すＥＣＵ１０００Ａが実行する制動制御の一例を示すタイムチャートである。図８を参照して、時刻ｔ１においてブレーキ中にダウンシフトが開始されると、トルク相において変速比が変化する。変速比の変化に応じて第２ＭＧ４００の回生制動トルクＴｍを調整するトルク相補償制御の実行によって自動変速機５００の出力軸に換算された回生制動トルクが維持される。

【0070】

時刻ｔ２において、変速動作がトルク相からイナーシャ相へ遷移する。イナーシャ相においては、変速比が維持されたままで、自動変速機５００の入力軸の回転数Ｎｉｎが変化する。回転速度Ｎｉｎの変化による変速機出力制動トルクＴｐの変動を抑制するために自動変速機５００の入力軸に入力される入力トルクを調整するイナーシャ相補償制御が実行される。このとき、変速機出力制動トルクＴｐに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋが決定される。このため、回生制動トルクＴｍが変化しても、制動トルクを維持することができる。

【0071】

時刻ｔ３において、ダウンシフトが終了すると、回生制動トルクＴｍに基づいて摩擦制動トルクＴｂｋが決定される。ここで、本実施の形態においては、回生制動トルクＴｍに変速比を乗算した値を要求制動トルクＢｒｑから差し引いた値を、摩擦制動トルクＴｂｋとして決定する。

【0072】

時刻ｔ４において、バッテリ受入可能電力ＷＩＮが制限されると、要求制動トルクＢｒｑに対する回生制動トルクＴｍによる制動力の割合が低下する。このとき、制動力の低下を補うために、摩擦制動トルクＴｂｋの割合を増加することによって、要求制動トルクＢｒｑが満足される。

【0073】

以上のように、この実施の形態２においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

【0074】

なお、上記の実施の形態では、自動変速機５００がオートマチックトランスミッションである場合について説明したが、自動変速機５００は、セミオートマチックトランスミッションやデュアルクラッチトランスミッションなどの変速比を段階的に変更する有段変速機であってもよい。

【0075】

なお、上記において、第２ＭＧ４００は、減速機を介して動力分割装置３００と自動変速機５００との間に連結されてもよい。

【0076】

なお、上記において、第２ＭＧ４００，ＭＧ４００Ａは、この発明における「回転電機」の一実施例に対応し、バッテリ７００は、この発明における「蓄電装置」の一実施例に対応する。

【0077】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0078】

１，１Ａ 車両、１０ エンジン回転速度センサ、１５ 車速センサ、２１，２２ レゾルバ、３０ ブレーキペダル、３１ ブレーキペダルストロークセンサ、３２ 監視センサ、８２ 駆動輪、１００ エンジン、２００ 第１ＭＧ、３００ 動力分割装置、３５０ 回転軸、４００ 第２ＭＧ、４００Ａ ＭＧ、５００ 自動変速機、５６０ 駆動軸、６００ ＰＣＵ、７００ バッテリ、８００ 摩擦ブレーキ、１０００ ＥＣＵ、１００１ 変速制御部、１００２ 回生制御部、１００３ ブレーキ制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】