JP2007284005A - 車両及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機を備えた車両においてシフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段に異常が生じたときでも制動力を確保することができる。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０は、シフトレバー８１がＮポジションでありブレーキアクチュエータ９２を含むブレーキが正常状態であるときにはインバータ４１，４２をゲート遮断し、シフトレバー８１がＮポジションでありブレーキが異常状態であるときにはインバータ４１，４２をゲート遮断せず、モータＭＧ２による回生制動力やモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングして得られるエンジンブレーキによる制動力をリングギヤ軸３２ａに出力するようインバータ４１，４２を制御する。このとき、バッテリ５０が十分に充電可能か否かに基づいて回生制動力の出力かエンジン２２による制動力かを切り替える。このように、ブレーキの異常時にはモータＭＧ１，ＭＧ２の制動力を利用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両及びその制御方法に関する。

従来、車両としては、駆動軸を駆動する駆動モータと油圧により制動力を出力するブレーキとを備え、例えば油圧ラインに液漏れが発生するなどブレーキに異常が発生したときには、ブレーキペダルの踏み込み量と駆動モータの回転数とに基づいて駆動モータの回生制動力を設定し、運転者が要求する制動力を確保するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２６８７０３号公報

しかしながら、この特許文献１に記載された車両では、シフトポジションがニュートラルポジションである場合については考慮されておらず、この場合には、駆動モータから動力を出力しないように駆動モータを駆動させるインバータをゲート遮断するため、駆動モータによる回生制動力が得られない問題があった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、電動機を備えた車両においてシフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段に異常が生じたときでも制動力を確保することができる車両及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
前記駆動軸が車軸に接続されて走行する車両であって、
駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
前記電動機を駆動するための駆動回路と、
前記駆動回路を介して前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
流体圧を利用して車両に制動力を出力可能な制動力付与手段と、
前記制動力付与手段の状態を検出する状態検出手段と、
シフトポジションがニュートラルポジションであり前記状態検出手段によって前記制動力付与手段が正常状態であると検出された正常時には前記駆動回路を作動停止させ、シフトポジションがニュートラルポジションであり前記状態検出手段によって前記制動力付与手段が異常状態であると検出された異常時には前記電動機によって前記駆動軸の動力を電力に変換することによる回生制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御する制御手段と、
を備えたものである。

この車両では、シフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段が正常状態である正常時には駆動回路を作動停止させ、シフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段が異常状態である異常時には電動機によって駆動軸の動力を電力に変換することにより回生制動力を駆動軸に出力させるよう駆動回路を制御する。このように、正常時には駆動回路を作動停止させて電動機から動力が出力するのを防止し、異常時には、駆動回路を作動停止せずに電動機による回生制動力を駆動軸に出力させるのである。したがって、シフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段に異常が生じたときでも制動力を確保することができる。

本発明の車両は、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記内燃機関をモータリング可能であり電力と動力と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前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、を備え、前記駆動回路は、前記電力動力入出力手段をも駆動可能であり、前記蓄電手段は、前記駆動回路を介して前記電力動力入出力手段と電力のやり取りが可能であり、前記制御手段は、前記異常時には、前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングすることにより該内燃機関による制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御するものとしてもよい。こうすれば、異常時において内燃機関の制動力も合わせた制動力を確保することができる。このとき、前記制御手段は、前記異常時には、前記蓄電手段の入力可能電力に基づいて前記電力動力入出力手段による制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御するものとしてもよい。このとき、前記制御手段は、前記異常時に前記蓄電手段の入力可能電力に基づいて前記駆動回路を制御するに際して、前記蓄電手段の入力可能電力が所定電力より大きいときには、前記電動機による回生制動力を前記駆動軸に出力させ、前記蓄電手段の入力可能電力が所定電力以下のときには、前記電動機による回生制動力を前記駆動軸に出力させるのを制限すると共に前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングすることにより該内燃機関による制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御するものとしてもよい。こうすれば、蓄電手段に電力を蓄電可能なときには電動機の回生制動力の出力で生じる電力を蓄電手段に蓄電すると共に回生制動力を駆動軸に出力させ、蓄電手段に電力を蓄電可能でないときには電動機の回生制動力の出力で生じる電力の発生を制限すると共に、電力動力入出力手段により電力を消費して内燃機関による制動力を出力させるため、蓄電手段を保護すると共に車両の制動力を確保することができる。

本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な回転軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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、前記内燃機関をモータリング可能であり前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとしてもよい。

本発明の車両において、前記駆動回路は、インバータであり、前記制御手段は、前記駆動回路の作動停止として前記インバータの遮断を行うものとしてもよい。

本発明の車両は、車速を検出する車速検出手段、を備え、前記制御手段は、前記異常時に、前記車速検出手段によって検出された車速が所定車速以下であるときには前記異常時であっても前記駆動回路を作動停止させ、前記車速検出手段によって検出された車速が前記所定車速よりも高いときには前記駆動回路を作動停止させないものとしてもよい。こうすれば、車両が所定車速以下であるときには、ニュートラルポジションであるときに駆動回路から電力を出力してしまうのを抑制することができる。ここで「所定車速」は、異常が生じた制動力付与手段によっても車両を停止可能な速度の上限以下に定めるものとしてもよい。

あるいは、本発明の車両は、
駆動軸が車軸に接続されて走行する車両であって、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記内燃機関をモータリング可能であり電力と動力と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前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記電力動力入出力手段を駆動するための駆動回路と、
前記駆動回路を介して前記電力動力入出力手段と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
流体圧を利用して車両に制動力を出力可能な制動力付与手段と、
前記制動力付与手段の状態を検出する状態検出手段と、
シフトポジションがニュートラルポジションであり前記状態検出手段によって前記制動力付与手段が正常状態であると検出された正常時には前記駆動回路を作動停止させ、シフトポジションがニュートラルポジションであり前記状態検出手段によって前記制動力付与手段が異常状態であると検出された異常時には前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングすることにより該内燃機関による制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御する制御手段と、
を備えたものとしてもよい。

この車両では、シフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段が正常状態である正常時には駆動回路を作動停止させ、シフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段が異常状態である異常時には電力動力入出力手段によって内燃機関をモータリングすることにより内燃機関の制動力を駆動軸に出力させるよう駆動回路を制御する。このように、正常時には駆動回路を作動停止させて電力動力入出力手段から動力が出力するのを防止し、異常時には、駆動回路を作動停止せずに電力動力入出力手段による内燃機関の制動力を駆動軸に出力させるのである。したがって、電力動力入出力手段を備えた車両においてシフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段に異常が生じたときでも制動力を確保することができる。この車両において、上述したいずれかの車両の態様を採用してもよい。

本発明の車両の制御方法は、
駆動軸が車軸に接続されて走行する、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、前記電動機を駆動するための駆動回路と、流体圧を利用して車両に制動力を出力可能な制動力付与手段と、を備えた車両の制御方法であって、
シフトポジションがニュートラルポジションであり前記制動力付与手段が正常状態である正常時には前記駆動回路を作動停止させ、シフトポジションがニュートラルポジションであり前記制動力付与手段が異常状態である異常時には前記電動機によって前記駆動軸の動力を電力に変換することによる回生制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御することを含むものである。

この車両の制御方法では、シフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段が正常状態である正常時には駆動回路を作動停止させ、シフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段が異常状態である異常時には電動機によって駆動軸の動力を電力に変換することにより回生制動力を駆動軸に出力させるよう駆動回路を制御する。このように、正常時には駆動回路を作動停止させて電動機から動力が出力するのを防止し、異常時には、駆動回路を作動停止せずに電動機による回生制動力を駆動軸に出力させるのである。したがって、シフトポジションがニュートラルポジションであり制動力付与手段に異常が生じたときでも制動力を確保することができる。なお、この車両の制御方法において、上述した車両の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した車両の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

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。

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、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄのブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２と、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。

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。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。

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。

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。

ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速Ｖとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄに作用するよう油圧パイプ９３ａ〜９３ｄを介してブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄに制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、図示しない信号ラインにより、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄに取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄのいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３９ａ，３９ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。なお、ブレーキＥＣＵ９４には、油圧パイプ９３ａ〜９３ｄの各々に設けられた油圧を検出する油圧センサ９５ａ〜９５ｄからの信号も入力されている。ブレーキＥＣＵ９４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

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ＥＣＵ９４と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例では、シフトポジションＳＰとして、駐車用の駐車ポジション（Ｐポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）、後進走行用のリーバースポジション（Ｒポジション）などがある。

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。

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、特にシフトポジションがＮポジションに設定された際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Ｎポジション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、シフトレバー８１がＮポジションに操作されたあと実行される。

Ｎポジション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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎや車速センサ８８からの車速Ｖ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の入出力制限Ｗｉｎは、温度センサ５１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の入力制限Ｗｉｎは、電池温度Ｔｂに基づいて入力制限Ｗｉｎの基本値Ｗｉｎｔｍｐを設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて入力制限用補正係数を設定し、設定した入力制限Ｗｉｎの基本値Ｗｉｎｔｍｐ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。

こうしてデータを入力すると、車両に対する運転者の制動要求があるか否かを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に基づいて判定する（ステップＳ１１０）。車両に対する運転者の制動要求があると判定されたときには、ブレーキアクチュエータ９２により作動するブレーキに異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、ブレーキの異常としては、ブレーキアクチュエータ９２が正常に作動しないことによる異常やブレーキＥＣＵ９４とハイブリッド用電子制御ユニット７０との通信が正常に行なうことができない通信異常などが含まれる。また、こうしたブレーキの異常の判定は、例えば、ブレーキＥＣＵ９４によるブレーキアクチュエータ９２の制御に異常が認められたときに設定されるブレーキ異常フラグの値を調べたり、ブレーキＥＣＵ９４とハイブリッド用電子制御ユニット７０との通信異常が生じたときに設定される通信異常フラグの値を調べたりすることにより、行なうことができる。なお、ブレーキアクチュエータ９２の異常としては、例えばブレーキアクチュエータ９２とブレーキホイールシリンダ９６ａとの間の油圧パイプ９３ａ〜９３ｄでの液漏れなどが挙げられる（図１参照）。本実施例では、ブレーキ異常として、油圧パイプ９３ａでの液漏れを油圧センサ９５ａの信号に基づいて検出した場合について説明する。ここでは、油圧パイプ９３ａで液漏れが検出されたときには、この液漏れが検出された油圧パイプ９３ａに設けられた図示しない油圧バルブを閉じることにより、液漏れの生じていない他の油圧パイプ９３ｂ〜９３ｄの油圧を確保するものとした。このような状態では、ブレーキホイールシリンダ９６ｂ〜９６ｄは正常に作動するが、ブレーキホイールシリンダ９６ａは正常に作動しないため、全体として制動力が低い状態となることからブレーキ異常であると判定される。

ステップＳ１２０でブレーキアクチュエータ９２により作動するブレーキに異常が生じていない、即ちブレーキが正常であると判定されたとき、又は、ステップＳ１１０で車両に対する運転者の制動要求がないと判定されたときには、モータＭＧ１，ＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに不要な駆動トルクが出力されないようにするため、モータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２をゲート遮断する（ステップＳ１３０）。続いて、シフトポジションがＮポジションから変更されたか否かをシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰに基づいて判定し（ステップＳ１４０）、シフトポジションがＮポジションから変更されていないと判定されたときには、上述のステップＳ１００以降の処理を実行し、シフトポジションがＮポジションから変更されたと判定されたときには、このルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１２０でブレーキに異常が生じていると判定されたときには、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆより高いか否かを判定する（ステップＳ１５０）。この閾値Ｖｒｅｆは、異常が生じたブレーキにより得られる制動力によっても十分に車両を停止可能な車速（例えば５ｋｍ／ｈや１０ｋｍ／ｈなど）に設定されている。車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆよりも高くない、即ち閾値Ｖｒｅｆ以下であると判定されたときには、現状のブレーキにより制動可能であるものとして、ステップＳ１３０でモータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２をゲート遮断し、ステップＳ１４０以降の処理を実行する。一方、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆより高いと判定されたときには、異常が生じている現状のブレーキでは制動力が足りない可能性があるものとして、インバータ４１，４２のゲート遮断を実行せずに、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が所定値Ｗｉｎｒｅｆより大きいか否かを判定する（ステップＳ１６０）。この所定値Ｗｉｎｒｅｆは、入力制限Ｗｉｎの最大値の所定割合（例えば２０％や３０％など）に定められている。なお、入力制限Ｗｉｎの最大値は、入力制限Ｗｉｎの基本値Ｗｉｎｔｍｐの最大値に補正係数「１」を乗算して得られる値である。入力制限Ｗｉｎが現在のバッテリ５０の温度を考慮したバッテリ５０へ充電可能な電力であることから、このステップＳ１６０の判定は、モータＭＧ２で発電した電力などをバッテリ５０が十分に充電可能か否かを判定するものである。

ステップＳ１６０でバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが所定値Ｗｉｎｒｅｆより大きいと判定されたときには、バッテリ５０が十分に充電可能な状態であるものとみなし、モータＭＧ２による回生ブレーキを出力させる回生ブレーキ処理を実行する（ステップＳ１７０）。ここで、モータＭＧ２による回生ブレーキ処理について説明する。本実施例では、回生ブレーキの実行は、入力されたブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて車両に要求される制動トルクとして駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求制動トルクＴｒ＊を設定し、要求制動トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗算して要求制動パワーＰｒ＊を計算し、この計算した要求制動パワーＰｒ＊と現在のブレーキの状態で出力可能な制動力との差分よりモータＭＧ２に必要とされる回生制動パワーを求め、この求めた回生制動パワーがモータＭＧ２から出力されるようインバータ４２のスイッチング制御を行うよう設定されている。要求制動トルクＴｒ＊は、実施例では、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求制動トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求制動トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図５に要求トルク設定用マップの一例を示す。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。このように、バッテリ５０が蓄電可能な状態であるときには、モータＭＧ２の回生制動パワーによってブレーキの制動力を補うのである。

一方、ステップＳ１６０でバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが所定値Ｗｉｎｒｅｆより大きくない、即ち入力制限Ｗｉｎが所定値Ｗｉｎｒｅｆ以下であると判定されたときには、バッテリ５０が十分に充電可能な状態でないものとみなし、エンジン２２のエンジンブレーキを出力させるエンジンブレーキ処理を実行する（ステップＳ１８０）。ここで、エンジンブレーキ処理について説明する。本実施例では、エンジンブレーキ処理は、ステップＳ１７０と同様に算出した要求制動パワーＰｒ＊と現在のブレーキの状態で出力可能な制動力との差分よりエンジンブレーキで必要な制動パワーを求め、この求めた制動パワーがリングギヤ軸３２ａに出力されるエンジン回転数Ｎｅ＊となるようモータＭＧ１のインバータ４１のスイッチング制御を行うよう設定されている。このエンジンブレーキ処理は、モータＭＧ１により強制的にエンジン２２をモータリングし、このモータリングにより生じる反力トルクをリングギヤ軸３２ａに出力させる処理である。ここで、動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示し、「ρ」は、動力分配統合機構３０のギヤ比を示す。図６に示すように、モータＭＧ１が回転数Ｎｍ１，トルクＴｍ１で駆動するとリングギヤ軸３２ａには（−１／ρ・Ｔｍ１）のトルクが制動トルクとして作用する。このように、バッテリ５０が蓄電可能な状態でないときには、モータＭＧ１によりバッテリ５０の電力を消費しエンジン２２をモータリングし、いわゆるエンジンブレーキをリングギヤ軸３２ａに出力させてブレーキの制動力を補うのである。

そして、ステップＳ１７０又はステップＳ１８０のあと、ステップＳ１５０以降の処理を実行し、ステップＳ１５０で車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下であると判定されたときには、ステップＳ１３０でモータＭＧ１，ＭＧ２のインバータ４１，４２をゲート遮断し、ステップＳ１４０でシフトポジションがＮポジションから変更されていないと判定されたときには、上述のステップＳ１００以降の処理を実行し、シフトポジションがＮポジションから変更されたと判定されたときには、このルーチンを終了する。

以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトポジションがＮポジションでありブレーキが正常状態である正常時にはインバータ４１，４２をゲート遮断し、シフトポジションがＮポジションでありブレーキが異常状態である異常時にはモータＭＧ２によってリングギヤ軸３２ａの動力を電力に変換することによる回生制動パワーをリングギヤ軸３２ａに出力するようインバータ４２を制御する。このように、正常時にはインバータ４１，４２をゲート遮断してモータＭＧ１，ＭＧ２から動力が出力するのを防止し、異常時には、インバータ４１，４２をゲート遮断せずにモータＭＧ２による回生制動パワーをリングギヤ軸３２ａに出力するのである。したがって、シフトポジションがＮポジションでありブレーキに異常が生じたときでも制動力を確保することができる。

また、異常時には、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングすることによるエンジンブレーキによる制動パワーをリングギヤ軸３２ａに出力させるようインバータ４１を制御するため、異常時においてエンジン２２の制動パワーも合わせた制動力を確保することができる。更に、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが所定値Ｗｉｎｒｅｆより大きいとき（バッテリ５０に電力を十分に充電可能なとき）にはモータＭＧ２の回生制動パワーの出力で生じる電力をバッテリ５０に蓄電すると共に回生制動力をリングギヤ軸３２ａに出力し、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが所定値Ｗｉｎｒｅｆ以下のとき（バッテリ５０に電力を十分に充電可能でないとき）には、モータＭＧ２による回生制動力をリングギヤ軸３２ａに出力させるのを制限すると共にモータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングすることによるエンジンブレーキの制動パワーをリングギヤ軸３２ａに出力するため、バッテリ５０を保護すると共に車両の制動力を確保することができる。更にまた、異常時に、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下であるときには異常時であってもインバータ４１，４２をゲート遮断するため、インバータ４１，４２から電力が供給されるのを防止しモータＭＧ１，ＭＧ２から動力が出力されてしまうのを防止することができるし、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆよりも高いときにはインバータ４１，４２をゲート遮断せずモータＭＧ２による回生制動パワーの出力又はモータＭＧ１のモータリングによるエンジンブレーキによる制動パワーをリングギヤ軸３２ａに出力するため、制動力を確保できる。なお、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下であるときには、異常が生じたブレーキによって制動可能である。

なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施例では、モータＭＧ２による回生制動パワーとモータＭＧ１のモータリングによるエンジン２２の制動パワーとを利用するものとしたが、モータＭＧ１のモータリングによるエンジン２２の制動パワーのみを利用するものとしてもよい。こうしても、シフトポジションがＮポジションでありブレーキに異常が生じたときでも制動力を確保することができる。

上述した実施例では、ステップＳ１６０で入力制限Ｗｉｎが所定値Ｗｉｎｒｅｆより大きいときには、ステップＳ１７０でモータＭＧ２による回生制動パワーのみを利用するものとしたが、これに加えてモータＭＧ１のモータリングによるエンジン２２の制動パワーを利用するものとしてもよい。こうすれば、ブレーキに異常が生じ、バッテリ５０が充電可能な状態であるときに、より一層制動力を確保することができる。

上述した実施例では、ステップＳ１６０で入力制限Ｗｉｎが所定値Ｗｉｎｒｅｆ以下であるときには、ステップＳ１８０でモータＭＧ１のモータリングによるエンジン２２の制動力のみを利用するものとしたが、これに加えてモータＭＧ１で消費する電力に相当するモータＭＧ２による回生制動パワーをも利用するものとしてもよい。こうすれば、ブレーキに異常が生じ、バッテリ５０が十分に充電可能な状態でないときに、より一層制動力を確保することができる。

上述した実施例では、ステップＳ１６０で入力制限Ｗｉｎに基づいてモータＭＧ２による回生制動パワーとモータＭＧ１のモータリングによるエンジン２２の制動パワーとを切り替えるものとしたが、この処理を省略してもよい。このとき、モータＭＧ２による回生制動パワーを利用するものとしてもよいし、モータＭＧ１のモータリングによるエンジン２２の制動パワーを利用するものとしてもよいが、モータＭＧ１のモータリングによるエンジン２２の制動パワーを利用すると共にモータＭＧ１で消費する電力に相当するモータＭＧ２による回生制動パワーを利用するものとすることがバッテリ５０の保護の観点からは好ましい。

上述した実施例では、ステップＳ１６０で入力制限Ｗｉｎに基づいてモータＭＧ２による回生制動パワーとモータＭＧ１のモータリングによるエンジン２２の制動パワーとを切り替えるものとしたが、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいてこの切り替えを行ってもよい。こうしても、バッテリ５０が十分に充電可能か否かによりブレーキの異常時の制動状態を切り替えるため、バッテリ５０の保護することはできる。

上述した実施例では、ステップＳ１５０で車速Ｖに基づいてインバータ４１，４２のゲート遮断するか否かを判定するものとしたが、この処理を省略し、ステップＳ１４０でブレーキに異常があると判定されたときには常にインバータ４１，４２のゲート遮断を行わないものとしてもよい。

上述した実施例では、要求制動パワーＰｒ＊と現在のブレーキの状態で出力可能な制動力との差分よりモータＭＧ２に必要とされる回生制動パワーを求めるものとしたが、モータＭＧ２から出力可能な最大の回生制動パワーを算出し、算出した回生制動パワーと要求制動パワーＰｒ＊との差分をブレーキから出力させるものとしてもよい。こうすれば、できる限り大きい回生制動パワーをバッテリ５０に充電することができる。なお、モータＭＧ１のモータリングによるエンジン２２の制動パワーについても同様である。

上述した実施例では、ブレーキに異常が検出され車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上であるときにインバータ４１，４２をゲート遮断しないものとしたが、ステップＳ１７０やステップＳ１８０で現在のブレーキの状態で制動力が足りないものと推定されたときにインバータ４１，４２をゲート遮断しないものとし、それ以外ではインバータ４１，４２をゲート遮断するものとしてもよい。こうすれば、Ｎポジション時にモータＭＧ１，ＭＧ２から駆動トルクが出力されるのを一層防止することができる。

上述した実施例では、油圧パイプ９３ａ〜９３ｄからの液漏れが検出されたときには、液漏れしている油圧パイプに設けられた図示しない油圧バルブを閉じるものとしたが、これを省略してもよい。このとき、インバータ４１，４２のゲート遮断の可否を判定する閾値Ｖｒｅｆは、このように異常が生じ油圧が低下したブレーキによっても停車可能な車速に定めるものとする。

上述した実施例では、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７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪３９ｅ，３９ｆに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

上述した実施例では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

上述した実施例では、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えたハイブリッド自動車２０としたが、図９の変形例に示すように、モータＭＧ２の動力を駆動輪３９ａ，３９ｂに出力する電気自動車３２０としてもよい。あるいは、上述した実施例では、シリーズ−パラレルハイブリッド自動車としたが、シリーズハイブリッド自動車としてもよいし、パラレルハイブリッド自動車としてもよい。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両などに適用してもよい。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。

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。 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Ｎポジション時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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。 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。 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。 動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 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。 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。 変形例の電気自動車３２０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 減速ギヤ、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、３９ｃ，３９ｄ 従動輪、３９ｅ，３９ｆ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、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、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ ブレーキマスターシリンダ、９２ ブレーキアクチュエータ、９３ａ〜９３ｄ 油圧パイプ、９４ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９５ａ〜９５ｄ 油圧センサ、９６ａ〜９６ｄ ブレーキホイールシリンダ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、３２０ 電気自動車、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (9)

1. 駆動軸が車軸に接続されて走行する車両であって、
   前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、
   前記電動機を駆動するための駆動回路と、
   前記駆動回路を介して前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   流体圧を利用して車両に制動力を出力可能な制動力付与手段と、
   前記制動力付与手段の状態を検出する状態検出手段と、
   シフトポジションがニュートラルポジションであり前記状態検出手段によって前記制動力付与手段が正常状態であると検出された正常時には前記駆動回路を作動停止させ、シフトポジションがニュートラルポジションであり前記状態検出手段によって前記制動力付与手段が異常状態であると検出された異常時には前記電動機によって前記駆動軸の動力を電力に変換することによる回生制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御する制御手段と、
   を備えた車両。
2. 請求項１に記載の車両であって、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記内燃機関をモータリング可能であり電力と動力と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前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
   を備え、
   前記駆動回路は、前記電力動力入出力手段をも駆動可能であり、
   前記蓄電手段は、前記駆動回路を介して前記電力動力入出力手段と電力のやり取りが可能であり、
   前記制御手段は、前記異常時には、前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングすることにより該内燃機関による制動力をも前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御する、
   車両。
3. 前記制御手段は、前記異常時には、前記蓄電手段の入力可能電力に基づいて前記電力動力入出力手段による制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御する、
   請求項２に記載の車両。
4. 前記制御手段は、前記異常時に前記蓄電手段の入力可能電力に基づいて前記駆動回路を制御するに際して、前記蓄電手段の入力可能電力が所定電力より大きいときには、前記電動機による回生制動力を前記駆動軸に出力させ、前記蓄電手段の入力可能電力が所定電力以下のときには、前記電動機による回生制動力を前記駆動軸に出力させるのを制限すると共に前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングすることにより該内燃機関による制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御する、
   請求項３に記載の車両。
5. 前記電力動力入出力手段は、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な回転軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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、前記内燃機関をモータリング可能であり前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である、請求項２〜４のいずれかに記載の車両。
6. 前記駆動回路は、インバータであり、
   前記制御手段は、前記駆動回路の作動停止として前記インバータの遮断を行う、
   請求項１〜５のいずれかに記載の車両。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の車両であって、
   車速を検出する車速検出手段、を備え、
   前記制御手段は、前記異常時に、前記車速検出手段によって検出された車速が所定車速以下であるときには前記異常時であっても前記駆動回路を作動停止させ、前記車速検出手段によって検出された車速が前記所定車速よりも高いときには前記駆動回路を作動停止させない、
   車両。
8. 駆動軸が車軸に接続されて走行する車両であって、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記内燃機関をモータリング可能であり電力と動力と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前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
   前記電力動力入出力手段を駆動するための駆動回路と、
   前記駆動回路を介して前記電力動力入出力手段と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   流体圧を利用して車両に制動力を出力可能な制動力付与手段と、
   前記制動力付与手段の状態を検出する状態検出手段と、
   シフトポジションがニュートラルポジションであり前記状態検出手段によって前記制動力付与手段が正常状態であると検出された正常時には前記駆動回路を作動停止させ、シフトポジションがニュートラルポジションであり前記状態検出手段によって前記制動力付与手段が異常状態であると検出された異常時には前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングすることにより該内燃機関による制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御する制御手段と、
   を備えた車両。
9. 駆動軸が車軸に接続されて走行する、前記駆動軸に動力の入出力が可能な電動機と、前記電動機を駆動するための駆動回路と、流体圧を利用して車両に制動力を出力可能な制動力付与手段と、を備えた車両の制御方法であって、
   シフトポジションがニュートラルポジションであり前記制動力付与手段が正常状態である正常時には前記駆動回路を作動停止させ、シフトポジションがニュートラルポジションであり前記制動力付与手段が異常状態である異常時には前記電動機によって前記駆動軸の動力を電力に変換することによる回生制動力を前記駆動軸に出力させるよう前記駆動回路を制御する、
   車両の制御方法。

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