特許 6791808 車両制御装置

(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】6791808

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/26 20060101AFI20201116BHJP

   B60W 10/18 20120101ALI20201116BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20201116BHJP

   B60K 6/54 20071001ALI20201116BHJP

   B60K 6/24 20071001ALI20201116BHJP

   B60W 20/14 20160101ALI20201116BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20201116BHJP

   B60L 7/14 20060101ALI20201116BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20201116BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20201116BHJP

   B60L 7/24 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   B60W10/26 900

   B60W10/18 900

   B60K6/48ZHV

   B60K6/54

   B60K6/24

   B60W20/14

   B60L50/16

   B60L7/14

   B60L50/60

   B60L58/12

   B60L7/24 D

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-99842(P2017-99842)

(22)【出願日】2017年5月19日

(65)【公開番号】特開2018-192988(P2018-192988A)

(43)【公開日】2018年12月6日

【審査請求日】2019年11月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005463

【氏名又は名称】日野自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】古今 惇也

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２４９３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−４１５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３８３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２７０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７７２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／００−２０／５０

Ｂ６０Ｌ １／００− ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００−１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００−５８／４０

Ｂ６０Ｔ ７／１２− ８／１７６９

Ｂ６０Ｔ ８／３２− ８／９６

Ｆ０２Ｄ ２９／００−２９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハイブリッド自動車に搭載される車両制御装置であって、
前記ハイブリッド自動車は、エンジンの回転軸とモータージェネレーターの回転軸とを断接可能に連結するクラッチと、アクセルオフ時にエンジンブレーキによる制動トルクを増大させる補助ブレーキであって第１トルクが得られる第１作動状態と前記第１トルクよりも大きい第２トルクが得られる第２作動状態とを有する前記補助ブレーキと、を備え、
前記車両制御装置は、バッテリー電圧を取得する電圧取得部と、前記クラッチの断接、前記モータージェネレーターの回生トルク、および、前記補助ブレーキの作動状態を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記クラッチを切断状態、前記回生トルクを前記第２トルク、および、前記補助ブレーキを非作動状態に制御する回生状態と、前記クラッチを接続状態、前記回生トルクを前記第２トルクと前記第１トルクとの差分、および、前記補助ブレーキを前記第１作動状態に制御する部分回生状態と、を有し、前記回生状態において前記バッテリー電圧が上限電圧に到達すると前記回生トルクを０にする移行期間を経て前記部分回生状態へ移行する
車両制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記クラッチを接続状態、前記回生トルクを０、および、前記補助ブレーキを前記第２作動状態に制御する非回生状態を有し、前記部分回生状態において前記バッテリー電圧が前記上限電圧に到達すると前記非回生状態に移行する
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記移行期間において前記バッテリー電圧が開放電圧まで低下してから前記部分回生状態に移行する
請求項１または２に記載の車両制御装置。

【請求項4】

前記ハイブリッド自動車は、アクセルオフ時にエンジンブレーキによって得られる制動トルクをドライバーが選択するスイッチであって、操作位置として、前記補助ブレーキが非作動状態にあるときの通常のエンジンブレーキによる制動トルクである通常トルクを示す通常位置、前記第１トルクを示す第１位置、および、前記第２トルクを示す第２位置を
有する前記スイッチを備え、
前記車両制御装置は、前記操作位置を取得する操作位置取得部を備え、
前記制御部は、前記スイッチが前記第２位置に位置しているときに前記回生状態である第２回生状態から前記部分回生状態である第２部分回生状態へ前記回生トルクを０にする移行期間を経て移行するように構成されており、さらに、前記クラッチを切断状態、前記回生トルクを前記第１トルク、および、前記補助ブレーキを非作動状態に制御する第１回生状態と、前記クラッチを接続状態、前記回生トルクを前記第１トルクと前記通常トルクとの差分、および、前記補助ブレーキを非作動状態に制御する第１部分回生状態と、を有し、前記スイッチが前記第１位置に位置しているときに前記第１回生状態において前記バッテリー電圧が前記上限電圧に到達すると前記回生トルクを０にする移行期間を経て前記第１部分回生状態へ移行する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動力源としてエンジンとモータージェネレーターとを備えたハイブリッド自動車を制御する車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、たとえば特許文献１のように、動力源としてエンジンとモータージェネレーターとを有するハイブリッド自動車が知られている。こうしたハイブリッド自動車においては、バッテリーとモータージェネレーターとがインバーターを介して電気的に接続されている。そして、アクセルオフ時にモータージェネレーターをジェネレーターとして駆動することにより、バッテリーを充電しつつモータージェネレーターの回生トルクを制動トルクとして得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−２２０６６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、バッテリーには、バッテリーの保護を目的の１つとしてバッテリー電圧に上限電圧が設けられている。そのため、バッテリーの充電は、バッテリー電圧が上限電圧に到達することにより停止される。しかしながら、バッテリーは、充電時におけるバッテリー電圧が開放電圧よりも高くなる特性を有している。そのため、充電中にバッテリー電圧が上限電圧に到達したとしても開放電圧と上限電圧との間に大きな乖離が生じている可能性がある。特にトラックなどの大型自動車では、一般的な乗用車に比べて回生トルクが大きいため、開放電圧と充電中のバッテリー電圧との乖離が大きくなりやすい。

【0005】

本発明は、アクセルオフ時におけるバッテリーの充電を効果的に行うことができる車両制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する車両制御装置は、ハイブリッド自動車に搭載される車両制御装置であって、前記ハイブリッド自動車は、エンジンの回転軸とモータージェネレーターの回転軸とを断接可能に連結するクラッチと、アクセルオフ時にエンジンブレーキによる制動トルクを増大させる補助ブレーキであって第１トルクが得られる第１作動状態と前記第１トルクよりも大きい第２トルクが得られる第２作動状態とを有する前記補助ブレーキと、を備え、前記車両制御装置は、バッテリー電圧を取得する電圧取得部と、前記クラッチの断接、前記モータージェネレーターの回生トルク、および、前記補助ブレーキの作動状態を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記クラッチを切断状態、前記回生トルクを前記第２トルク、および、前記補助ブレーキを非作動状態に制御する回生状態と、前記クラッチを接続状態、前記回生トルクを前記第２トルクと前記第１トルクとの差分、および、前記補助ブレーキを前記第１作動状態に制御する部分回生状態と、を有し、前記回生状態において前記バッテリー電圧が上限電圧に到達すると前記部分回生状態へ移行する。

【0007】

上記構成によれば、回生状態ではモータージェネレーターの回生トルクによって第２トルクが具現化され、部分回生状態では補助ブレーキによる第１トルクとモータージェネレーターによる回生トルクによって第２トルクが具現化される。これにより、回生状態でバッテリー電圧が上限電圧に到達したとしても、回生状態よりも開放電圧に対する上昇幅の小さい部分回生状態でバッテリーを充電することができる。その結果、第２作動状態にある補助ブレーキと同じ大きさの制動トルクを得つつ、バッテリーを効果的に充電することができる。

【0008】

上記構成の車両制御装置において、前記制御部は、前記クラッチを接続状態、前記回生トルクを０、および、前記補助ブレーキを第２作動状態に制御する非回生状態を有し、前記部分回生状態において前記バッテリー電圧が前記上限電圧に到達すると前記非回生状態に移行することが好ましい。

【0009】

上記構成によれば、バッテリーをより高い充電率まで充電しつつバッテリー電圧が上限電圧を超えることを抑えることができる。
上記構成の車両制御装置において、前記制御部は、前記回生状態において前記バッテリー電圧が前記上限電圧に到達すると、前記バッテリー電圧が開放電圧まで低下してから前記部分回生状態に移行することが好ましい。

【0010】

上記構成によれば、回生状態においてバッテリー電圧が上限電圧に到達すると、バッテリー電圧が開放電圧まで低下してから部分回生状態に移行する。これにより、部分回生状態への移行直後におけるバッテリー電圧をその時々の開放電圧から上昇した電圧にすることができる。その結果、部分回生状態へ移行直後におけるバッテリー電圧が低くなることから、バッテリーの充電をより効果的に行うことができる。

【0011】

上記構成の車両制御装置において、前記ハイブリッド自動車は、アクセルオフ時にエンジンブレーキによって得られる制動トルクをドライバーが選択するスイッチであって、操作位置として、前記補助ブレーキが非作動状態にあるときの通常のエンジンブレーキによる制動トルクである通常トルクを示す通常位置、前記第１トルクを示す第１位置、および、前記第２トルクを示す第２位置を有する前記スイッチを備え、前記車両制御装置は、前記操作位置を取得する操作位置取得部を備え、前記制御部は、前記スイッチが前記第２位置に位置しているときに前記回生状態である第２回生状態から前記部分回生状態である第２部分回生状態へ移行するように構成されており、さらに、前記クラッチを切断状態、前記回生トルクを前記第１トルク、および、前記補助ブレーキを非作動状態に制御する第１回生状態と、前記クラッチを接続状態、前記回生トルクを前記第１トルクと前記通常トルクとの差分、および、前記補助ブレーキを非作動状態に制御する第１部分回生状態と、を有し、前記スイッチが前記第１位置に位置しているときに前記第１回生状態において前記バッテリー電圧が前記上限電圧に到達すると前記第１部分回生状態へ移行するとよい。

【0012】

上記構成によれば、ドライバーが要求する制動トルクを得つつ、バッテリーを効果的に充電することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】車両制御装置の一実施形態を搭載したハイブリッド自動車の概略構成を示す図。

【図2】充電率とバッテリー電圧との関係の一例を示すグラフ。

【図3】モーター回転数と制動トルクとの関係の一例を模式的に示す図。

【図4】通常処理の一例を示すフローチャート。

【図5】第１制動処理の一例を示すフローチャート。

【図6】第２制動処理の一例を示すフローチャート。

【図7】充電時におけるバッテリー電圧の推移の一例を示すグラフ。

【図8】スイッチの操作位置、クラッチの状態、制動トルク、回生トルク、バッテリー電圧、および、充電率の関係の一例を示すタイムチャート。

【図9】スイッチの操作位置、クラッチの状態、制動トルク、回生トルク、バッテリー電圧、および、充電率の関係の他の例を示すタイムチャート。

【図10】変形例において、モーター回転数と制動トルクとの関係の一例を模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１〜図９を参照して、車両制御装置の一実施形態について説明する。
図１を参照してハイブリッド自動車の概略構成について説明する。
図１に示すように、ハイブリッド自動車である車両１０は、動力源としてエンジン１１とモータージェネレーター（以下、Ｍ／Ｇという）１２とを備えている。エンジン１１の回転軸１３とＭ／Ｇ１２の回転軸１４とは、車両制御装置である制御装置３０によって自動制御されるクラッチ１５で断接可能に接続されている。Ｍ／Ｇ１２の回転軸１４は、トランスミッション１６および駆動軸１７などを介して駆動輪１８に接続されている。

【0015】

エンジン１１は、例えば複数の気筒を有するディーゼルエンジンであり、各気筒において燃料が燃焼することにより回転軸１３を回転させるトルクを発生させる。エンジン１１が発生させたトルクは、クラッチ１５が接続状態にあるときに、Ｍ／Ｇ１２の回転軸１４、トランスミッション１６、および、駆動軸１７を介して駆動輪１８に伝達される。

【0016】

エンジン１１は、補助ブレーキとしてリターダ１１ａを備えている。リターダ１１ａは、アクセルオフ時の圧縮行程にてピストンが上死点付近に到達すると排気バルブを開放して作動ガスを排出し、直後の膨張行程において排気バルブを閉鎖する圧縮開放動作を行うことでエンジンブレーキによる制動トルクを増大させる。リターダ１１ａは、通常のエンジンブレーキと同様、エンジン回転数Ｎｅが高いほど大きな制動トルクを発生させる。

【0017】

リターダ１１ａは、非作動状態、第１作動状態、および、第２作動状態を有する。非作動状態は、複数の気筒の全てで圧縮開放動作が行われることがなく、通常のエンジンブレーキによる制動トルクである通常トルクＴ０が得られる状態である。第１作動状態は、複数の気筒の一部で圧縮開放動作が行われることで通常トルクＴ０よりも大きい制動トルクである第１トルクＴ１が得られる状態である。第２作動状態は、複数の気筒の全てで圧縮開放動作が行われることで第１トルクＴ１よりも大きい制動トルクである第２トルクＴ２が得られる状態である。通常トルクＴ０、第１トルクＴ１、および、第２トルクＴ２は、クラッチ１５が接続状態にあるときに得られるものである。

【0018】

Ｍ／Ｇ１２は、インバーター２１を介してバッテリー２０に電気的に接続されている。バッテリー２０は、充放電可能な二次電池であり、互いに電気的に接続された複数のセルで構成されている。Ｍ／Ｇ１２は、バッテリー２０に蓄電された電力がインバーター２１を介して供給されることにより、回転軸１４を回転させるモーターとして機能する。Ｍ／Ｇ１２がモーターとして機能する際に発生させる駆動トルクは、トランスミッション１６および駆動軸１７を介して駆動輪１８に伝達される。また、Ｍ／Ｇ１２は、例えばアクセルオフ時における回転軸１４の回転を利用して発電した電力をインバーター２１を介してバッテリー２０に蓄電するジェネレーターとして機能する。Ｍ／Ｇ１２がジェネレーターとして機能する際に発生させる制動トルクを回生トルクＴｒという。回生トルクＴｒは、モーター回転数Ｎｍごとに設定された最大回生トルクＴｒｍａｘ以下の範囲において制御可能である。

【0019】

トランスミッション１６は、Ｍ／Ｇ１２の回転軸１４が有する駆動トルクを変速し、その変速したトルクを駆動軸１７を介して駆動輪１８に伝達する。トランスミッション１６は、複数の変速比Ｒｔを設定可能に構成されている。

【0020】

インバーター２１は、Ｍ／Ｇ１２をモーターとして機能させる場合、バッテリー２０からの直流電圧を交流電圧に変換してＭ／Ｇ１２に電力を供給する。また、インバーター２１は、Ｍ／Ｇ１２をジェネレーターとして機能させる場合、Ｍ／Ｇ１２からの交流電圧を直流電圧に変換してバッテリー２０に供給し、バッテリー２０を充電する。

【0021】

図２に示すように、バッテリー２０は、充電率ＳＯＣが高くなるほど各セルにおける開放電圧Ｖｏｃｖが高くなる特性を有している。また、各セルにおける電圧は、充電中には開放電圧Ｖｏｃｖよりも高くなり放電中には低くなる。なお、バッテリー２０を構成する複数のセルのうちで最も高い電圧をバッテリー電圧Ｖｂａｔといい、バッテリー電圧Ｖｂａｔにはバッテリー２０の保護を目的の１つとして上限電圧Ｖｍａｘが設定されている。

【0022】

図１に示すように、車両１０は、ドライバーによって操作されるスイッチＳＷを備えている。スイッチＳＷは、アクセルオフ時にドライバーが要求する制動トルクの大きさを示している。スイッチＳＷは、操作位置として、通常位置（ＳＷ＝０）、第１位置（ＳＷ＝１）、および、第２位置（ＳＷ＝２）を有している。通常位置は通常トルクＴ０を示す操作位置であり、第１位置は第１トルクを示す操作位置である。また第２位置は、第２トルクＴ２を示す操作位置である。スイッチＳＷは、スイッチＳＷが操作されるたびに操作位置を示す操作信号を後述するハイブリッドＥＣＵ３１に出力する。

【0023】

上述したエンジン１１、リターダ１１ａ、クラッチ１５、インバーター２１、および、トランスミッション１６は、車両１０を統括制御する制御装置３０によって制御される。
制御装置３０は、ハイブリッドＥＣＵ３１、エンジンＥＣＵ３２、インバーターＥＣＵ３３、バッテリーＥＣＵ３４、トランスミッションＥＣＵ３５、情報ＥＣＵ３６などで構成されており、各ＥＣＵ３１〜３６は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して互いに接続されている。

【0024】

各ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３１〜３６は、プロセッサ、メモリ、入力インターフェース、および、出力インターフェース等がバスを介して互いに接続されたマイクロコントローラーを中心に構成されている。各ＥＣＵ３１〜３６は、車両１０の状態に関する情報である状態情報を入力インターフェースを介して取得し、その取得した状態情報、および、メモリに格納された制御プログラムや各種のデータに基づいて各種の処理を実行する。

【0025】

ハイブリッドＥＣＵ３１は、各ＥＣＵ３２〜３６が出力した各種の情報を入力インターフェースを介して取得する。例えば、ハイブリッドＥＣＵ３１は、エンジンＥＣＵ３２からの信号に基づいて、アクセルペダル５１の開度であるアクセル開度ＡＣＣ、エンジン１１の回転軸１３の回転数であるエンジン回転数Ｎｅ、エンジン１１における燃料噴射量Ｇｆなどを取得する。ハイブリッドＥＣＵ３１は、インバーターＥＣＵ３３からの信号に基づいてＭ／Ｇ１２の回転軸１４の回転数であるモーター回転数Ｎｍ、および、バッテリーＥＣＵ３４からの信号に基づいてバッテリー電圧Ｖｂａｔなどを取得する。ハイブリッドＥＣＵ３１は、トランスミッションＥＣＵ３５からの信号に基づいて、クラッチ１５の断接状態、トランスミッション１６における変速比Ｒｔなどを取得する。ハイブリッドＥＣＵ３１は、情報ＥＣＵ３６からの信号に基づいて、車速ｖなどを取得する。ハイブリッドＥＣＵ３１は、操作位置取得部として、スイッチＳＷからの信号に基づいてスイッチＳＷの操作位置を取得する。

【0026】

ハイブリッドＥＣＵ３１は、取得した情報に基づいて各種制御信号を生成し、その生成した制御信号を出力インターフェースを介して各ＥＣＵ３２〜３６に出力する。
ハイブリッドＥＣＵ３１は、エンジン１１への指示トルクであるエンジン指示トルクＴｅｒｅｆを演算し、その演算したエンジン指示トルクＴｅｒｅｆを示す制御信号をエンジンＥＣＵ３２に出力する。

【0027】

ハイブリッドＥＣＵ３１は、リターダ１１ａを第１作動状態で作動させる第１作動信号、および、リターダ１１ａを第２作動状態で作動させる第２作動信号を制御信号としてエンジンＥＣＵ３２に出力する。ハイブリッドＥＣＵ３１は、その時々のアクセル開度ＡＣＣやエンジン回転数Ｎｅ、モーター回転数Ｎｍなどに基づいてリターダ１１ａに制御信号を出力する。また、ハイブリッドＥＣＵ３１は、アクセルオンなどの停止条件が成立するとリターダ１１ａを停止させる停止信号をエンジンＥＣＵ３２に出力する。

【0028】

ハイブリッドＥＣＵ３１は、Ｍ／Ｇ１２に対する指示トルクであるモーター指示トルクＴｍｒｅｆを演算し、その演算したモーター指示トルクＴｍｒｅｆを示す制御信号をインバーターＥＣＵ３３に出力する。

【0029】

ハイブリッドＥＣＵ３１は、クラッチ１５の断接を指示する制御信号、および、トランスミッション１６における変速比Ｒｔを示す制御信号をトランスミッションＥＣＵ３５に出力する。

【0030】

エンジンＥＣＵ３２は、開度取得部としてアクセル開度ＡＣＣを取得するとともに、ハイブリッドＥＣＵ３１から入力されたエンジン指示トルクＴｅｒｅｆの分のトルクが回転軸１３に作用するように、燃料噴射量Ｇｆや噴射タイミングなどを制御することによりエンジン１１の出力を制御する。また、エンジンＥＣＵ３２は、ハイブリッドＥＣＵ３１から入力された制御信号に基づいてリターダ１１ａの作動状態を制御する。エンジンＥＣＵ３２は、ハイブリッドＥＣＵ３１から第１作動信号が入力されると、ハイブリッドＥＣＵ３１から停止信号あるいは第２作動信号が入力されるまでリターダ１１ａを第１作動状態に制御する。エンジンＥＣＵ３２は、ハイブリッドＥＣＵ３１から第２作動信号が入力されると、ハイブリッドＥＣＵ３１から停止信号あるいは第１作動信号が入力されるまでリターダ１１ａを第２作動状態に制御する。

【0031】

インバーターＥＣＵ３３は、回転数取得部としてモーター回転数Ｎｍを取得するとともに、ハイブリッドＥＣＵ３１から入力されたモーター指示トルクＴｍｒｅｆの分のトルクが回転軸１４に作用するようにインバーター２１を制御する。

【0032】

バッテリーＥＣＵ３４は、バッテリー２０の充放電電流を監視し、該充放電電流の積算値に基づきバッテリー２０の充電率ＳＯＣを演算する。バッテリーＥＣＵ３４は、電圧取得部として、バッテリー２０を構成する各セルの電圧値を監視し、各セルの電圧値のうちで最も高い電圧値をバッテリー電圧ＶｂａｔとしてハイブリッドＥＣＵ３１に出力する。

【0033】

トランスミッションＥＣＵ３５は、ハイブリッドＥＣＵ３１からのクラッチ１５の断接要求に応じてクラッチ１５の断接を制御する。また、トランスミッションＥＣＵ３５は、ハイブリッドＥＣＵ３１からの変速比Ｒｔを示す制御信号に基づいてトランスミッション１６の変速比Ｒｔを制御する。

【0034】

情報ＥＣＵ３６は、例えば車速センサーなどで構成された情報取得部５３からの信号に基づいて車両１０の車速ｖなどの情報を取得し、その取得した情報をハイブリッドＥＣＵ３１に出力する。

【0035】

こうした構成の制御装置３０において、ハイブリッドＥＣＵ３１は、エンジン１１が駆動状態にあり、かつ、アクセル開度ＡＣＣが０（アクセルオフ）にあるとき、スイッチＳＷの操作位置に応じて各種の制動処理を実行する。ハイブリッドＥＣＵ３１は、各種の制動処理として、スイッチＳＷが通常位置にあるときに実行される通常処理、スイッチＳＷが第１位置にあるときに実行される第１制動処理、スイッチＳＷが第２位置にあるときに実行される第２制動処理を有する。ハイブリッドＥＣＵ３１は、各制動処理の実行中にアクセルがオン状態に操作されること、また、各制動処理の実行中にスイッチＳＷが操作されることを停止条件として有する。ハイブリッドＥＣＵ３１は、停止条件が成立すると実行中の制動処理を強制的に終了するとともに、その停止条件がスイッチＳＷの操作に基づくものである場合には操作後のスイッチＳＷの操作位置に応じた制動処理を開始する。

【0036】

各種の制動処理について説明するにあたり、図３を参照して、リターダ１１ａの作動状態に応じたエンジンブレーキによる制動トルクとＭ／Ｇ１２の回生による制動トルクとの関係について説明する。

【0037】

図３に示すように、通常トルクＴ０、第１トルクＴ１（＞Ｔ０）、および、第２トルクＴ２（＞Ｔ１）は、エンジン回転数Ｎｅ、すなわちモーター回転数Ｎｍが高いほど大きくなる。また、回生トルクＴｒは、各モーター回転数Ｎｍに最大回生トルクＴｒｍａｘが設定されている。最大回生トルクＴｒｍａｘは、モーター回転数Ｎｍが回転数Ｎ１以下の範囲では第２トルクＴ２よりも大きい一定の値である。最大回生トルクＴｒｍａｘは、モーター回転数Ｎｍが回転数Ｎ１よりも大きい範囲ではモーター回転数Ｎｍが大きくなるほど小さい値である。最大回生トルクＴｒｍａｘは、回転数Ｎ２において第２トルクＴ２と等しくなり、回転数Ｎ３において第１トルクＴ１と等しくなり、回転数Ｎ４において通常トルクＴ０と等しくなる。回生トルクＴｒは、インバーター２１を通じて各モーター回転数Ｎｍにおいて最大回生トルクＴｒｍａｘ以下の大きさに制御することが可能である。

【0038】

図４に示すように、通常処理は、制動トルクとして通常トルクＴ０が得られる制動処理である。通常処理において、ハイブリッドＥＣＵ３１は、まず、クラッチ１５を切断状態、回生トルクＴｒを通常トルクＴ０、および、リターダ１１ａを非作動状態に制御する各種制御信号を出力する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の状態を通常回生状態という。なお、バッテリー電圧Ｖｂａｔは、回生トルクＴｒが大きいほど充電電流が大きくなることにともない開放電圧Ｖｏｃｖに対する上昇幅が大きくなる。

【0039】

次に、ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達するまで通常回生状態を維持する。バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ３１は、クラッチ１５を接続状態、Ｍ／Ｇ１２を回生停止状態（Ｔｒ＝０）、および、リターダ１１ａを非作動状態に制御する各種制御信号を出力し（ステップＳ１０３）一連の処理を終了する。ステップＳ１０３の状態を通常非回生状態という。

【0040】

図５に示すように、第１制動処理は、制動トルクとして第１トルクＴ１が得られる制動処理である。第１制動処理において、ハイブリッドＥＣＵ３１は、まず、クラッチ１５を切断状態、回生トルクＴｒを第１トルクＴ１、および、リターダ１１ａを非作動状態に制御する各種制御信号を出力する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の状態を第１回生状態という。

【0041】

次にハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達するまで第１回生状態の状態を維持する。バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達した場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ３１は、クラッチ１５を接続状態、回生トルクＴｒを第１トルクＴ１と通常トルクＴ０との差分である第１部分回生トルクΔＴｒ１（＝Ｔ１−Ｔ０）、および、リターダ１１ａを非作動状態に制御する各種制御信号を出力する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の状態を第１部分回生状態という。

【0042】

次にハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達したか否かを判断する（ステップＳ２０４）。ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達するまで第１部分回生状態を維持する。バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達した場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ３１は、クラッチ１５を接続状態、Ｍ／Ｇ１２を回生停止状態、および、リターダ１１ａを第１作動状態に制御する各種制御信号を出力し（ステップＳ２０５）、一連の処理を終了する。ステップＳ２０５の状態を第１非回生状態という。

【0043】

図６に示すように、第２制動処理は、制動トルクとして第２トルクＴ２が得られる制動処理である。第２制動処理において、ハイブリッドＥＣＵ３１は、まず、クラッチ１５を切断状態、回生トルクＴｒを第２トルクＴ２、および、リターダ１１ａを非作動状態に制御する各種制御信号を出力する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１の状態を第２回生状態という。

【0044】

次に、ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達したか否かを判断する（ステップＳ３０２）。ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達するまで第２回生状態を維持する。バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達した場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ３１は、クラッチ１５を接続状態、回生トルクＴｒを第２トルクＴ２と第１トルクＴ１との差分である第２部分回生トルクΔＴｒ２（＝Ｔ２−Ｔ１）、および、リターダ１１ａを第１作動状態に制御する各種制御信号を出力する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３の状態を第２部分回生状態という。

【0045】

次に、ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達したか否かを判断する（ステップＳ３０４）。ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達するまで第２部分回生状態を維持する。バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達した場合（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、ハイブリッドＥＣＵ３１は、クラッチ１５を接続状態、Ｍ／Ｇ１２を回生停止状態、リターダ１１ａを第２作動状態に制御する各種制御信号を出力し（ステップＳ３０５）、一連の処理を終了する。ステップＳ３０５の状態を第２非回生状態という。

【0046】

なお、回生状態から部分回生状態への移行に際して、ハイブリッドＥＣＵ３１は、上限電圧Ｖｍａｘに到達したバッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖまで低下してから部分回生状態へ移行する。例えば、ハイブリッドＥＣＵ３１は、単位時間におけるバッテリー電圧Ｖｂａｔの変化率が、バッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖまで低下したと判断される閾値以下になってから部分回生状態へ移行する。また、回生状態から部分回生状態への移行に際して、ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖまで低下していなくとも、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達してから予め定めた設定期間だけ経過すると部分回生状態へ移行する。この設定期間は、バッテリー電圧Ｖｂａｔを開放電圧Ｖｏｃｖに近づけるうえで、ドライバビリティの変化が抑えられる期間のうちで最も長い期間に設定されることが好ましい。

【0047】

すなわち、ハイブリッドＥＣＵ３１は、設定期間経過する前にバッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖまで低下すると部分回生状態に移行する。また、ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖまで低下しなくとも設定期間経過すると部分回生状態へ移行する。この回生状態と部分回生状態との間を移行期間という。

【0048】

図７を参照して、上述した第１および第２制動処理の各制動処理におけるバッテリー電圧Ｖｂａｔの推移について説明する。
図７に示すように、時刻ｔ１において回生状態に制御されるとバッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖよりも上昇幅ΔＶａだけ上昇した状態でバッテリー２０の充電が行われる。そして、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達した時刻ｔ２において回生状態から部分回生状態へと移行する。部分回生状態におけるバッテリー電圧Ｖｂａｔの上昇幅ΔＶｂは、回生状態におけるバッテリー電圧Ｖｂａｔの上昇幅ΔＶａよりも小さい。そのため、再びバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘよりも高くなるまで部分回生状態が継続する。このように回生状態から部分回生状態へと移行することで、回生状態においてバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達したとしても続けてバッテリー２０の充電を行うことができる。

【0049】

図８および図９を参照してアクセルオフ時における動作態様の一例について説明する。
図８に示すように、スイッチＳＷが第１位置に位置しているとき、ドライバーは、アクセルオフ時の制動トルクとして第１トルクＴ１を要求している。そして、時刻ｔ１０においてアクセルがオフ状態に操作されると第１制動処理が開始され、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘよりも小さいと第１回生状態に制御される。

【0050】

上述したように第１回生状態においては、クラッチ（Ｃ／Ｌ）１５が切断状態（ＯＦＦ）、リターダ１１ａが非作動状態、Ｍ／Ｇ１２の回生トルクＴｒが第１トルクＴ１に制御されることで、第１トルクＴ１が回生トルクＴｒによって実現される。このとき、エンジンブレーキによる制動トルクＴａは０にある。そして、バッテリー２０の充電率ＳＯＣとともにバッテリー電圧Ｖｂａｔが上昇し、やがて時刻ｔ１１においてバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達すると、第１回生状態から第１部分回生状態へと移行する。時刻ｔ１１では、バッテリー２０は充電率ＳＯＣ１１にある。

【0051】

時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの移行期間においては、クラッチ１５が切断状態から接続状態へと制御される。また、Ｍ／Ｇ１２による回生が停止されてバッテリー電圧Ｖｂａｔがその時々の開放電圧Ｖｏｃｖまで低下する。この移行期間が存在することにより、移行時にバッテリー電圧Ｖｂａｔを開放電圧Ｖｏｃｖまで低下させない場合に比べて、第１部分回生状態への移行直後におけるバッテリー電圧Ｖｂａｔを低くすることができる。

【0052】

第１部分回生状態においては、クラッチ１５が接続状態（ＯＮ）、リターダ１１ａが非作動状態、および、Ｍ／Ｇ１２の回生トルクＴｒが第１部分回生トルクΔＴｒ１に制御される。すなわち、第１部分回生状態では、通常のエンジンブレーキによる制動トルクＴａである通常トルクＴ０とＭ／Ｇ１２による回生トルクＴｒとによって第１トルクＴ１が実現される。また、バッテリー２０の充電は、充電率ＳＯＣ１１から開始される。そして、バッテリー２０の充電率ＳＯＣとともにバッテリー電圧Ｖｂａｔが上昇し、やがて時刻ｔ１３においてバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達すると第１部分回生状態から第１非回生状態へと移行する。このとき、充電率ＳＯＣは、最大充電率ＳＯＣｍａｘに近い充電率ＳＯＣ１３まで高められる。

【0053】

第１非回生状態においては、クラッチ１５が接続状態、リターダ１１ａが第１作動状態、および、回生トルクＴｒが０に制御されることで、第１トルクＴ１がリターダ１１ａにより実現される。そして、時刻ｔ１４において、スイッチＳＷが通常位置（ＳＷ＝０）に操作されると、リターダ１１ａが非作動状態に制御されることで、エンジンブレーキによる通常トルクＴ０が制動トルクＴａとして作用する。

【0054】

図９に示すように、スイッチＳＷが第２位置に位置しているとき、ドライバーは、アクセルオフ時の制動トルクとして第２トルクＴ２を要求している。そして、時刻ｔ２０においてアクセルがオフ状態に操作されると第２制動処理が開始され、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘよりも小さいと第２回生状態に制御される。

【0055】

上述したように第２回生状態においては、クラッチ（Ｃ／Ｌ）１５が切断状態（ＯＦＦ）、リターダ１１ａが非作動状態、Ｍ／Ｇ１２の回生トルクＴｒが第２トルクＴ２に制御されることで、第２トルクＴ２が回生トルクＴｒによって実現される。このとき、エンジンブレーキによる制動トルクＴａは０にある。そして、バッテリー２０の充電率ＳＯＣとともにバッテリー電圧Ｖｂａｔが上昇し、やがて時刻ｔ２１においてバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達すると、第２回生状態から第２部分回生状態へと移行する。時刻ｔ２１では、バッテリー２０は充電率ＳＯＣ２１にある。

【0056】

時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの移行期間においては、クラッチ１５が切断状態から接続状態へと制御される。また、Ｍ／Ｇ１２による回生が停止されてバッテリー電圧Ｖｂａｔがその時々の開放電圧Ｖｏｃｖまで低下する。

【0057】

第２部分回生状態においては、クラッチ１５が接続状態（ＯＮ）、リターダ１１ａが第１作動状態、および、Ｍ／Ｇ１２の回生トルクＴｒが第２部分回生トルクΔＴｒ２に制御される。すなわち、第２部分回生状態では、リターダ１１ａによる第１トルクＴ１とＭ／Ｇ１２による回生トルクＴｒとによって第２トルクＴ２が実現される。また、バッテリー２０の充電は、充電率ＳＯＣ２１から開始される。そして、バッテリー２０の充電率ＳＯＣとともにバッテリー電圧Ｖｂａｔが上昇し、やがて時刻ｔ２３においてバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達すると第２部分回生状態から第２非回生状態へと移行する。このとき、充電率ＳＯＣは、最大充電率ＳＯＣｍａｘに近い充電率ＳＯＣ２３まで高められる。

【0058】

第２非回生状態においては、クラッチ１５が接続状態、リターダ１１ａが第２作動状態、および、回生トルクＴｒが０に制御されることで、第２トルクＴ２がリターダ１１ａによって実現される。そして、時刻ｔ２４において、スイッチＳＷが第１位置に操作されると、第１制動処理が開始されて第１非回生状態に制御される。すなわち、リターダ１１ａによる第１トルクＴ１が制動トルクＴａとして作用する。その後、時刻ｔ２５にて、スイッチＳＷが通常位置に操作されると、通常処理が開始されて通常非回生状態に制御される。すなわち、エンジンブレーキによる通常トルクＴ０が制動トルクＴａとして作用する。

【0059】

上記実施形態の制御装置３０によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）第１および第２制動処理では、回生状態にあるときにバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達すると部分回生状態へと移行する。部分回生状態では、バッテリー電圧Ｖｂａｔの上昇幅ΔＶｂが回生状態での上昇幅ΔＶａよりも小さいことから、回生状態においてバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達したあともバッテリー２０の充電を続けて行うことができる。その結果、スイッチＳＷの操作位置に応じた制動トルクを得つつ、バッテリー２０を効果的に充電することができる。

【0060】

（２）第１および第２制動処理では、部分回生状態においてバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達すると非回生状態へ移行する。こうした構成によれば、非回生状態に移行するまでにバッテリー２０をより高い充電率ＳＯＣまで充電できるとともに、バッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘを超えることを抑えつつ、要求されている制動トルクを得ることができる。

【0061】

（３）ハイブリッドＥＣＵ３１は、第１および第２制動処理において、回生状態においてバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達すると、そのバッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖまで低下してから部分回生状態に移行する。また、ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖまで低下していなくとも、予め定めた設定期間だけ経過すると部分回生状態に移行する。こうした構成によれば、移行期間においてバッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖ付近まで低下することから、部分回生状態への移行直後におけるバッテリー電圧Ｖｂａｔをその時々の開放電圧Ｖｏｃｖから上昇幅ΔＶｂだけ上昇した電圧にすることができる。その結果、バッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖ付近まで低下する前に部分回生状態に移行する場合に比べて、部分回生状態への移行直後のバッテリー電圧Ｖｂａｔが低くなることでより高い充電率ＳＯＣまでバッテリー２０を充電することができる。また、この移行期間を利用してクラッチ１５を切断状態から接続状態へと切り替えることもできる。

【0062】

（４）ハイブリッドＥＣＵ３１は、スイッチＳＷの操作位置に応じて、通常処理、第１制動処理、第２制動処理を行う。これにより、ドライバーが要求する制動トルクを得つつ、バッテリー２０を効果的に充電することができる。

【0063】

（５）バッテリー２０の開放電圧Ｖｏｃｖは、その時々の温度条件や劣化状態などに応じて異なることがある。この点、各制動処理では、回生状態がいったん行われてから部分回生状態が行われるように構成されている。そのため、その時々の開放電圧Ｖｏｃｖに応じてどのような状態で回生を行うかを簡易な構成のもとで判断することができる。

【0064】

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・ハイブリッドＥＣＵ３１は、スイッチＳＷを備えていない車両１０、すなわちアクセルオフ時にリターダ１１ａによるエンジンブレーキの増大が常に行われる車両１０には、第２制動処理のみを実行するように構成されていてもよい。

【0065】

・回生状態から部分回生状態への移行に際して、ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖまで低下してから部分回生状態へ移行すればよい。そのため、ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔの変化率に限らず、バッテリー電圧Ｖｂａｔそのものの値に基づき部分回生状態へ移行してもよい。こうした構成において、ハイブリッドＥＣＵ３１は、図２に示したバッテリー２０の特性に基づき、バッテリー電圧Ｖｂａｔとその時々の充電率ＳＯＣに対応する開放電圧Ｖｏｃｖとを比較することによりバッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖまで低下したか否かを判断する。

【0066】

・設定期間は、バッテリー電圧Ｖｂａｔが開放電圧Ｖｏｃｖまで低下したとみなされる期間であってもよい。この場合の設定期間は、充電後のバッテリー電圧Ｖｂａｔの推移について行った実験やシミュレーションの結果に基づいて設定されることが好ましく、また、ドライバビリティの変化が抑えられる期間に設定されることが好ましい。なお、ハイブリッドＥＣＵ３１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔに基づくことなく、設定期間だけ経過したら部分回生状態に移行する構成であってもよい。

【0067】

・図１０に示すように、リターダ１１ａは、第１トルクＴ１よりも大きく、かつ、第２トルクＴ２よりも小さい第３トルクＴ３が制動トルクとして得られる第３作動状態を有していてもよい。この場合、ハイブリッドＥＣＵ３１は、第２制動処理において、第２部分回生状態でバッテリー電圧Ｖｂａｔが上限電圧Ｖｍａｘに到達したときに、クラッチ１５を接続状態、Ｍ／Ｇ１２の回生トルクＴｒを第２トルクＴ２と第３トルクＴ３との差分である第３部分回生トルクΔＴｒ３（＝Ｔ２−Ｔ３）、および、リターダ１１ａを第３作動状態に制御する第３部分回生状態に移行するとよい。こうした構成によれば、第３部分回生状態におけるバッテリー電圧Ｖｂａｔの上昇幅が第２部分回生状態における上昇幅よりも小さくなることから、バッテリー２０をさらに充電することが可能である。このようにスイッチＳＷの操作位置に応じた制動トルクのうちで回生トルクＴｒが占める割合を段階的に小さくすることにより、バッテリー２０の充電をさらに効果的に行うことができる。

【0068】

・補助ブレーキは、アクセルオフ時にエンジンブレーキによる制動トルクを増大させるものであればよい。そのため、補助ブレーキは、圧縮開放動作を行うリターダ１１ａに限らず、例えば、エンジン１１の排気通路における流路断面積を小さくすることでエンジンブレーキによる制動トルクを増大させる排気ブレーキであってもよい。

【0069】

・制御装置３０は、１つのＥＣＵによって構成されてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１０…車両、１１…エンジン、１１ａ…リターダ、１２…モータージェネレーター、１３…回転軸、１４…回転軸、１５…クラッチ、１６…トランスミッション、１７…駆動軸、１８…駆動輪、２０…バッテリー、２１…インバーター、３０…制御装置、３１…ハイブリッドＥＣＵ、３２…エンジンＥＣＵ、３３…インバーターＥＣＵ、３４…バッテリーＥＣＵ、３５…トランスミッションＥＣＵ、３６…情報ＥＣＵ、５１…アクセルペダル、５３…情報取得部、ＳＷ…スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】