(57)【要約】【課題】運転者がブレーキペダルを踏む力を増大させることが可能な倍力機構を有するブレーキ装置を備えるものにおいて、運転者のブレーキペダルの踏み込みに応じて制動力が付与されるのをより適正に補助できる車両とする。【解決手段】モータ走行の最中にモータからのトルク出力を停止すべき所定の異常として補機バッテリの電圧が閾値未満にまで低下する異常が生じたときには、エンジンが始動されて自立運転されると共にモータからのトルク出力が停止されるようエンジンとモータとを制御する。これにより、降坂路などで所定の異常が生じてモータからのトルク出力が停止されたとき以降に運転者によりブレーキペダルが踏み込まれたときに、補機バッテリからの電力を用いることができないときでもエンジンの負圧によって倍力機構が作動するから、より確実に車両に制動力を付与することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、前記バッテリからの電力が供給される補機バッテリと、運転者がブレーキペダルを踏む力を前記エンジンの負圧を用いて増大させることが可能であると共に前記補機バッテリからの電力を用いて増大させることが可能な倍力機構を有し、運転者によるブレーキペダルの踏み込みに応じて前記倍力機構を介して得られる作動油圧に相当する制動力を車両に付与するブレーキ装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記エンジンの運転を停止して前記モータからの動力により走行している最中に前記補機バッテリの電圧が予め設定された閾値未満となる異常が生じて前記モータからの駆動力の出力を停止するよう指示されたときには、前記エンジンが始動されて自立運転されると共に前記モータから駆動力が出力されないよう該エンジンと該モータとを制御する異常時制御手段
を備えることを特徴とするハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、バッテリからの電力が供給される補機バッテリと、運転者がブレーキペダルを踏む力を増大させることが可能な倍力機構を有し、運転者によるブレーキペダルの踏み込みに応じて倍力機構を介して得られる作動油圧に相当する制動力を車両に付与するブレーキ装置と、を備えるハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車が備えるブレーキ装置としては、運転者によるブレーキペダルの操作力をエンジンの回転に伴って生じる負圧を倍力源として用いて増大させることが可能なブレーキブースタを有し、エンジンの自動停止および自動始動を行なう自動車に搭載されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、降坂路などでエンジンを停止して走行している最中に車間距離が基準値以下となったときには、エンジンを始動することにより、ブレーキブースタに用いられるエンジンの負圧を確保し、運転者のブレーキ操作力を補助する性能が低下することに伴ってブレーキ操作上の違和感が生じるのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０３８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の自動車では、エンジンを停止して走行する場合があることを考慮すると、ブレーキ操作力の補助性能を確保するために、ブレーキ踏力を増大させるブレーキブースタの倍力源として、エンジンの負圧に加えて電動ポンプによる油圧などの他のものを利用可能な構成とすることや、エンジンを始動する条件として、車間距離が基準値以下となるとき以外の条件を追加することなどが考えられる。特に、ブレーキブースタを有するブレーキ装置を搭載し、モータからの動力のみにより走行することが可能なハイブリッド自動車では、エンジンを停止して走行する場合が比較的多いため、こうした構成や条件の追加はより効果的なものとなる。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、運転者がブレーキペダルを踏む力を増大させることが可能な倍力機構を有するブレーキ装置を備えるものにおいて、運転者のブレーキペダルの踏み込みに応じて制動力が付与されるのをより適正に補助できる車両とすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、前記バッテリからの電力が供給される補機バッテリと、運転者がブレーキペダルを踏む力を前記エンジンの負圧を用いて増大させることが可能であると共に前記補機バッテリからの電力を用いて増大させることが可能な倍力機構を有し、運転者によるブレーキペダルの踏み込みに応じて前記倍力機構を介して得られる作動油圧に相当する制動力を車両に付与するブレーキ装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記エンジンの運転を停止して前記モータからの動力により走行している最中に前記補機バッテリの電圧が予め設定された閾値未満となる異常が生じて前記モータからの駆動力の出力を停止するよう指示されたときには、前記エンジンが始動されて自立運転されると共に前記モータから駆動力が出力されないよう該エンジンと該モータとを制御する異常時制御手段
を備えることを特徴とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、運転者がブレーキペダルを踏む力をエンジンの負圧や補機バッテリからの電力を用いて増大させることが可能な倍力機構を有するブレーキ装置を備え、エンジンの運転を停止してモータからの動力により走行している最中に補機バッテリの電圧が予め設定された閾値未満となる異常が生じてモータからの駆動力の出力を停止するよう指示されたときには、エンジンが始動されて自立運転されると共にモータから駆動力が出力されないようエンジンとモータとを制御する。したがって、異常が生じてモータからの駆動力が出力されなくなったとき以降に運転者によりブレーキペダルが踏み込まれたときに、補機バッテリからの電力を用いることができないときでもエンジンの負圧を用いて倍力機構が作動するから、より確実に車両に制動力を付与することができる。この結果、運転者のブレーキペダルの踏み込みに応じて制動力が付与されるのをより適正に補助できる車両とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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。
【図２】モータ走行中にモータ４２からのトルク出力を停止すべき所定の異常が生じたときの処理の一例を概念的に説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１１】
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、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン３２と、エンジン３２の状態に関するデータを入力すると共にエンジン３２を駆動制御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）３６と、エンジン３２のクランクシャフト３４にキャリアが接続されると共に駆動輪２６ａ，２６ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３８と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３８のサンギヤに接続されたモータ４１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸２２に接続されたモータ４２と、モータ４１，４２を駆動するためのインバータ４３，４４と、モータ４１，４２の状態に関するデータを入力すると共にインバータ４３，４４の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータ４１，４２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４６と、インバータ４３，４４に接続された電力ライン４５にリレー４９を介して接続されリチウムイオン電池などの二次電池として構成されたバッテリ４８と、図示しない補機に電力を供給する鉛蓄電池などの二次電池として構成された補機バッテリ５２と、電力ライン４５からの電力をその電圧を降圧して補機バッテリ５２に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５４と、運転者がブレーキペダル７５を踏む力に応じて車両に制動力を付与可能に構成され装置全体をコントロールするブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）６８を有するブレーキ装置６０と、バッテリ４８の電圧や補機バッテリ５２の電圧などのバッテリ４８や補機バッテリ５２の状態に関するデータやシフトレバー７１のポジションを検出するシフトポジションセンサ７２からのシフトポジション，アクセルペダル７３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７４からのアクセル開度，ブレーキペダル７５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７６からのブレーキポジション，車速センサ７８からの車速などを入力すると共にリレー４９をオンオフする駆動信号やＤＣ／ＤＣコンバータ５４を駆動制御する制御信号などを出力し且つエンジンＥＣＵ３６やモータＥＣＵ４６，ブレーキＥＣＵ６８と通信して車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。ここで、補機バッテリ４８は、バッテリ４７より低い定格電圧（例えば１２Ｖなど）の二次電池として構成されているものとした。
【００１２】
ブレーキ装置６０は、運転者がブレーキペダル７５を踏む力（ブレーキ踏力）が増大するよう補助するブレーキブースタ６１と、ブレーキブースタ６１により増大されたブレーキ踏力を受けて油圧による操作圧力を生じさせるマスタシリンダ６４と、マスタシリンダ６４の操作圧力に応じて駆動輪２６ａ，２６ｂや従動輪２８ａ，２８ｂに設けられたブレーキホイールシリンダ６９ａ〜６９ｄに作用する油圧を調整するブレーキアクチュエータ６６と、ブレーキブースタ６１やブレーキアクチュエータ６６を制御して装置全体を制御するブレーキＥＣＵ６８と、を備え、運転者がブレーキペダル７５を踏み込めばブレーキ踏力に応じた油圧ブレーキによる制動トルクを車両に付与することができるようになっている。ブレーキブースタ６１は、実施例では、エンジン３２の吸気管に配管６３および逆止弁６３ａを介して接続されてエンジン３２の吸気負圧と外気の圧力との差圧により図示しないダイアフラムを用いてブレーキ踏力を増大可能であると共に、補機バッテリ５２からの電力により駆動する電動ポンプ６２からの油圧を用いてブレーキ踏力を増大可能な倍力機構として構成されており、ブレーキアクチュエータ６６が正常に作動可能なうちに電動ポンプ６２によりブレーキ踏力を増大させるのに必要な油圧を十分に作用させることがでなくなった場合には、エンジン３２の負圧を用いてブレーキ踏力を増大させるようになっている。また、実施例のブレーキアクチュエータ６１や電動ポンプ６２は、基本的には補機バッテリ５２からの電力により作動するが、補機バッテリ５２からの電力がある程度低下すると、図示しないバックアップ電源（例えばキャパシタなど）からの電力により作動するものとした。
【００１３】
実施例のハイブリッド自動車２０は、基本的には、ＨＶＥＣＵ７０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。ＨＶＥＣＵ７０では、まず、アクセルペダルポジションセンサ７４からのアクセル開度と車速センサ７８からの車速とに応じて走行のために駆動軸２２に要求される要求トルクを設定し、要求トルクに駆動軸２２の回転数（例えば、モータ４２の回転数や車速に換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーを計算すると共に計算した走行用パワーからバッテリ４７の充電容量の割合（ＳＯＣ）に応じて得られるバッテリ４７を充放電するための補正パワー（バッテリ４７から放電するときが正の値）を減じてエンジン３２から出力すべきパワーとしてのエンジン指令パワーを設定する。そして、エンジン指令パワーをエンジン３２を始動したり停止したりするための始動停止閾値と比較し、エンジン３２の運転を停止しているときにエンジン指令パワーが始動停止閾値以上となったときにはエンジン３２を始動し、エンジン３２を運転しているときにエンジン指令パワーが始動停止閾値未満となったときにはエンジン３２の運転を停止する。エンジン３２の運転を継続しているときやエンジン３２を始動した後は、エンジン指令パワーを効率よくエンジン３２から出力することができるエンジン３２の回転数とトルクとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン３２の目標回転数と目標トルクとを設定し、バッテリ４８を充放電することができる最大電力としての入出力制限の範囲内で、エンジン３２の回転数が目標回転数となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータ４１から出力すべきトルクとしてのトルク指令を設定すると共に、要求トルクからモータ４１をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ３８を介して駆動軸２２に作用するトルクを減じて得られるトルクをモータ４２のトルク指令として設定する。そして、設定したエンジン３２の目標回転数と目標トルクとについてはエンジンＥＣＵ３６に送信し、モータ４１，４２のトルク指令についてはモータＥＣＵ４６に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジンＥＣＵ３６は、目標回転数と目標トルクとによってエンジン３２が運転されるようエンジン３２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行し、モータ４１，４２のトルク指令を受信したモータＥＣＵ４６は、モータ４１，４２がトルク指令で駆動されるようインバータ４３，４４のスイッチング素子をスイッチング制御する。これにより、基本的には、要求トルクに対応する走行用パワーをエンジン３２から出力して要求トルクにより走行すること（以下、エンジン運転走行という）ができる。一方、エンジン３２の運転停止を継続しているときやエンジン３２の運転を停止した後は、モータ４１のトルク指令に値０を設定すると共にバッテリ４８の入出力制限の範囲内で要求トルクをモータ４２のトルク指令に設定し、設定したモータ４１，４２のトルク指令をモータＥＣＵ４６に送信する。モータ４１，４２のトルク指令を受信したモータＥＣＵ４６は、モータ４１，４２がトルク指令で駆動されるようインバータ４３，４４のスイッチング素子をスイッチング制御する。これにより、エンジン３２の運転を停止してモータ４２からの動力のみを用いて要求トルクにより走行すること（以下、モータ走行という）ができる。実施例のハイブリッド自動車２０は、こうした制御により、エンジン３２の間欠運転を伴ってバッテリ４８の入出力制限の範囲内でバッテリ４８を充放電しながらアクセル開度に応じた要求トルクを駆動軸２２に出力して走行する。なお、エンジン３２の始動制御は、エンジン３２をモータリングするためのトルクをモータ４１のトルク指令に設定すると共に、要求トルクからモータ４１をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ３８を介して駆動軸２２に作用するトルクを減じて得られるトルクをモータ４２のトルク指令として設定し、設定した各トルク指令をモータＥＣＵ４６に送信する処理を繰り返し実行し、エンジン３２の回転数が燃料噴射と点火を開始する点火開始回転数に至ったときに燃料噴射と点火を開始する指示信号をエンジンＥＣＵ３６に送信する、ことにより行なわれる。
【００１４】
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特に降坂路などでモータ走行を行なっている最中にモータ４２からのトルクの出力を停止すべき所定の異常が生じた際の動作について説明する。図２は、モータ走行中にモータ４２からのトルク出力を停止すべき所定の異常が生じたときに車両が停止するまでの処理の一例を概念的に説明する説明図である。ここで、所定の異常は、実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４が正常に駆動しないなどにより補機バッテリ５２の電圧が閾値未満にまで低下する異常であるものとし、この閾値としては、ＨＶＥＣＵ７０が種々のデータを正しく入力したりデータを用いて正しく車両の状態を判定することができなくなる可能性が生じる電圧として予め定められた値（例えば９Ｖや９．５Ｖなど）やこの値より若干大きい値を用いるものとした。
【００１５】
モータ走行中に所定の異常が生じると、ＨＶＥＣＵ７０は、前述の駆動制御に代えて、以下に説明する異常時制御を実行する。ＨＶＥＣＵ７０、まず、エンジン３２をモータリングするためのトルクをモータ４１のトルク指令に設定すると共に要求トルクとモータ４１のトルク指令とに基づいてモータ４２のトルク指令を設定して各トルク指令をモータＥＣＵ４６に送信する処理を繰り返し実行し、エンジン３２が点火開始回転数に至ったときに燃料噴射と点火を開始する指示信号をエンジンＥＣＵ３６に送信する前述の始動制御を実行する。モータ４１，４２のトルク指令を受信したモータＥＣＵ４６は、モータ４１，４２がトルク指令で駆動されるようインバータ４３，４４のスイッチング素子をスイッチング制御する。また、指示信号を受信したエンジンＥＣＵ３６は、燃料噴射制御と点火制御とを開始する。こうしてエンジン３２が始動されると、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジン３２が所定回転数で自立運転されるようエンジンＥＣＵ３６に指示信号を送信すると共に、インバータ４１，４２のゲート遮断を指示する指示信号をモータＥＣＵ４６に送信する。指示信号を受信したエンジンＥＣＵ３６は、エンジン３２が所定回転数で自立運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの各種制御を実行する。ここで、エンジン３２の自立運転を行なう所定回転数は、実施例では、ブレーキ装置６０のブレーキブースタ６１に用いられるエンジン３２の負圧を十分に確保可能な回転数として予め実験などにより求められた回転数を用いるものとした。また、指示信号を受信したモータＥＣＵ４６は、インバータ４１，４２のゲート遮断を行なう。
【００１６】
こうしてインバータ４２のゲート遮断によりモータ４２のトルク出力が停止されると、車両は走行用の駆動力を得ることはできず、しばらくは慣性に従って退避走行を行なうことができるが、運転者（ユーザ）によりブレーキペダル７５が踏み込まれると、ブレーキ装置６０によって油圧ブレーキによる制動トルクを車両に作用させて、車両停止に至る。車両停止は、実施例では、駆動輪２６ａ，２６ｂや従動輪２８ａ，２８ｂにそれぞれ取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速をブレーキＥＣＵ６８から通信により入力することにより判定可能であるものとした。こうして車両停止を判定すると、ＨＶＥＣＵ７０は、リレー４９をオフとしてバッテリ４８を電力ライン４５から切り離し、システム停止の状態とする。ここで、降坂路でモータ走行中に補機バッテリ５２の電圧が閾値未満にまで低下する所定の異常が生じたときを考える。このとき、エンジン３２が始動され自立運転されている状態でモータ４２のトルク出力が停止された後でも、降坂路では、車両への重力に従って比較的長い時間に亘って走行を継続する場合が想定される。この場合でも、ブレーキアクチュエータ６６やブレーキブースタ６１の電動ポンプ６２は、ある程度の時間は補機バッテリ５２からの電力や図示しないバックアップ電源からの電力により作動することができるが、こうした走行が比較的長い時間に亘って継続すると、ブレーキブースタ６１は作動可能な範囲内で電動ポンプ６２からの油圧に代えてエンジン３２の負圧を用いて機能する状態となる。こうした状態になったときに、エンジン３２が運転されていないと、エンジン３２の負圧を用いることができず、運転者は車両を停止させるのに比較的大きな力でブレーキペダル７５を踏み込む必要が生じるが、こうした状態になったときでも、実施例では、エンジン３２が自立運転されているから、運転者は比較的小さな力でブレーキペダル７５を踏み込むだけで、車両を停止させることができるものとなる。
【００１７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータ走行の最中にモータ４２からのトルク出力を停止すべき所定の異常として補機バッテリ５２の電圧が閾値未満にまで低下する異常が生じたときには、エンジン３２が始動されて自立運転されると共にモータ４２からのトルク出力が停止されるようエンジン３２とモータ４２とを制御するから、降坂路などで所定の異常が生じてモータ４２からのトルク出力が停止されたとき以降に運転者によりブレーキペダル７５が踏み込まれたときに、補機バッテリ５２やバックアップ電源からの電力を用いて電動ポンプ６２を作動することができないときでも、エンジン３２の負圧によって倍力機構が作動するから、より確実に車両に制動力を付与することができる。この結果、運転者のブレーキペダル７５の踏み込みに応じて制動力が付与されるのをより適正に補助できる車両とすることができる。
【００１８】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン３２が「エンジン」に相当し、モータ４２が「モータ」に相当し、バッテリ４８が「バッテリ」に相当し、ブレーキ装置６０が「ブレーキ装置」に相当し、モータ走行の最中にモータ４２からのトルク出力を停止すべき所定の異常として補機バッテリ５２の電圧が閾値未満にまで低下する異常が生じたときには、エンジン３２が始動されて自立運転するためのトルク指令や指示信号をモータＥＣＵ４６やエンジンＥＣＵ３６に送信すると共にモータ４２からのトルク出力を停止するための指示信号をモータＥＣＵ３６に送信するＨＶＥＣＵ７０と指示信号を受けてエンジン３２の運転制御を行なうエンジンＥＣＵ３６とトルク指令を受けてインバータ４１，４２のスイッチング素子を制御するモータＥＣＵ４６とが「異常時制御手段」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００１９】
以上、本発明を実施するため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】
【００２０】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
２０  ハイブリッド自動車、２２  駆動軸、２４  デファレンシャルギヤ、２６ａ，２６ｂ  駆動輪、２８ａ，２８ｂ  従動輪、３２  エンジン、３４  クランクシャフト、３６  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、３８  プラネタリギヤ、４１，４２  モータ、４２ａ  温度センサ、４３，４４  インバータ、電力ライン  ４５、４６  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４８  バッテリ、４９  リレー、５２  補機バッテリ、５４  ＤＣ／ＤＣコンバータ、６０  ブレーキ装置、６１  ブレーキブースタ、６２  電動ポンプ、６３  配管、６３ａ  逆止弁、６４  マスタシリンダ、６６  ブレーキアクチュエータ、６８  ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、６９ａ〜６９ｄ  ブレーキホイールシリンダ、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７１  シフトレバー、７２  シフトポジションセンサ、７３  アクセルペダル、７４  アクセルペダルポジションセンサ、７５  ブレーキペダル、７６  ブレーキペダルポジションセンサ、７８  車速センサ。
【図１】
2011230735.tif 000003
【図２】
2011230735.tif 000004