(57)【要約】【課題】電力消費を抑え、バッテリー負荷を低減しつつ燃料消費を抑えることで、電力消費と燃料消費のバランスをとりながらもブレーキ負圧を確保する。【解決手段】自動車は、複数の気筒を備え、燃料を供給されて前記複数の気筒を所定のタイミングで所定の順番に爆発させることを繰り返して通常作動するエンジンと、前記エンジンに連結し、電力を供給されて前記エンジンを電力作動させるジェネレータと、前記エンジンに接続し、前記エンジンが作動することにより前記気筒から負圧を供給されるブレーキブースタとを備える自動車であって、前記エンジンが停止しているときに、前記ブレーキブースタの負圧が所定の値より低下した場合に、前記ジェネレータによる前記電力作動と、前記気筒の爆発回数が前記通常作動に比較して少ない特殊作動とにより、エンジンを作動して負圧をブレーキブースタに供給することを特徴とする。【選択図】図３
2019064463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を備え、燃料を供給されて前記複数の気筒を所定のタイミングで所定の順番に爆発させることを繰り返して通常作動するエンジンと、
前記エンジンに連結し、電力を供給されて前記エンジンを電力作動させるジェネレータと、
前記エンジンに接続し、前記エンジンが作動することにより前記気筒から負圧を供給されるブレーキブースタとを備える自動車であって、
前記エンジンが停止しているときに、前記ブレーキブースタの負圧が所定の値より低下した場合に、
前記ジェネレータによる前記電力作動と、前記気筒の爆発回数が前記通常作動に比較して少ない特殊作動とにより、エンジンを作動して負圧をブレーキブースタに供給することを特徴とする、自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキブースタにエンジンから負圧を供給するハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
従来より、エンジンを駆動源として走行するエンジン自動車がある。近年は、エンジン自動車に代わって、自動車の駆動源としてエンジンの他にモータを備えたハイブリッド自動車が知られている。エンジン自動車、ハイブリッド自動車にかかわらず、少なくともエンジンを駆動原とする自動車には、エンジンが駆動する際の気筒の動作を利用して、負圧をブレーキブースタに供給し、ブレーキペダルの操作を増幅してブレーキを作用させているものがある。
【０００３】
ブレーキブースタを利用したブレーキは、てこの原理を利用したブレーキペダルの操作だけでは、得ることのできない制動力を生じることができ、自動車を確実に減速、停止する。しかし、このようなブレーキブースタにより制動力を増幅しているブレーキではアイドリングストップや気筒休止などにより、エンジンが停止しているときに、ブレーキブースタの負圧が所定の値より低下すると、制動力が必要な状況であってもブレーキが作用しなくなるといった不具合が生じてしまう。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載のハイブリッド車両は、エンジンの気筒休止により、燃費向上を図るものであるが、気筒休止によりブレーキブースタの負圧が不足することを防止するために、ブレーキブースタ（倍力装置）に負圧センサが設けられて負圧を監視し、負圧が所定の閾値以上の大気側にある場合（負圧が所定の値より低下した場合）には、エンジンの気筒休止を禁止し、負圧を確保する制御がされている。
【０００５】
このようにブレーキブースタによりブレーキを作用させる自動車では、ブレーキブースタの負圧が不足するとブレーキが適切に作用しないため、負圧を確保する必要がある。エンジン自動車の場合は、エンジンが停止したときに負圧を確保するために、エンジンに燃料を供給し再始動させなければならなかった。しかし、ハイブリッド自動車では、モータまたはバッテリーからの電力でエンジンを作動させることができるため、エンジンを再始動させなくても、エンジンを電力作動させることで負圧を確保できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のハイブリッド自動車では、バッテリーに蓄えられた電力またはモータの回生電力によりエンジンに連結したジェネレータを駆動して、エンジンを電力作動させることでブレーキブースタに負圧を供給しているため、電力消費が大きく、バッテリー負荷が高いという問題があった。
【０００８】
また、ハイブリッド自動車であってもモータを介して電力作動することなく、エンジンを燃料により通常作動させ、ブレーキブースタに負圧を供給することもできるが、この場合は通常の走行時等と同量の燃料を消費するため、燃費が悪くなるという問題があった。
【０００９】
本発明に係る自動車は、上記のような問題に鑑み、電力消費を抑え、バッテリー負荷を低減しつつ燃料消費を抑えることで、電力消費と燃料消費のバランスをとりながらもブレーキ負圧を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る自動車は、複数の気筒を備え、燃料を供給されて前記複数の気筒を所定のタイミングで所定の順番に爆発させることを繰り返して通常作動するエンジンと、前記エンジンに連結し、電力を供給されて前記エンジンを電力作動させるジェネレータと、前記エンジンに接続し、前記エンジンが作動することにより前記気筒から負圧を供給されるブレーキブースタとを備える自動車であって、前記エンジンが停止しているときに、前記ブレーキブースタの負圧が所定の値より低下した場合に、前記ジェネレータによる前記電力作動と、前記気筒の爆発回数が前記通常作動に比較して少ない特殊作動とにより、エンジンを作動して負圧をブレーキブースタに供給することを特徴とする。
【００１１】
このような自動車によれば、エンジンが停止しているときに、ジェネレータに電力を供給してエンジンを電力作動すると同時に、気筒の爆発回数は通常作動より少ないながらもエンジンに燃料を供給して、エンジンを特殊作動する。これにより、電力作動のみでエンジンを作動してブレーキブースタに負圧を供給する場合に比較して、電力消費を抑制してバッテリー負荷を低減でき、かつ負圧を供給可能なエンジン回転数に素早く到達させることができる。さらに、所定のタイミングで順番に気筒を爆発させるエンジンの通常作動よりも少ない爆発回数の特殊作動によりエンジンを作動するため、燃料消費を抑制することもできる。
【００１２】
したがって、電力消費を抑え、バッテリー負荷を低減しつつ燃料消費を抑えることで、電力消費と燃料消費のバランスをとりながらもブレーキ負圧を確保することができる。
【００１３】
前記した自動車では、前記エンジンは、奇数個の前記気筒を備え、前記特殊作動は、前記通常作動に比較して、各気筒の爆発回数が１／２回であってもよい。このような自動車によれば、各気筒の爆発回数を均等に間引くことができ、各気筒の発熱や負荷を揃えることができる。これにより、エンジンの劣化を抑制できる。
【００１４】
前記した自動車では、前記エンジンは、３気筒エンジンであり、前記特殊作動は、前記通常作動に比較して、各気筒の爆発回数が１／２回であってもよい。このような自動車によれば、各気筒の爆発回数を均等に間引くことができ、各気筒の発熱や負荷を揃え、エンジンの劣化を抑制できるとともに、隣り合う気筒が順に爆発するようになりエンジンの振動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、電力消費を抑え、バッテリー負荷を低減しつつ燃料消費を抑えることで、電力消費と燃料消費のバランスをとりながらもブレーキ負圧を確保する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る自動車の機能ブロック図である。
【図２】図１におけるエンジンの模式図である。
【図３】図２におけるエンジンの気筒の通常作動の爆発パターンと特殊作動の爆発パターンとを示す図である。
【図４】本発明の変形例にかかるエンジンの気筒の通常作動の爆発パターンと特殊作動の爆発パターンとを示す図であり、（Ａ）は４気筒エンジン、（Ｂ）は５気筒エンジン、（Ｃ）は６気筒エンジンのパターンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る自動車Ａについて、図１〜図３を用いて説明する。
【００１８】
図１に示すように、自動車Ａは、複数の気筒１１を備えるエンジン１と、エンジン１に接続し、エンジン１に燃料を供給する燃料タンク２と、エンジン１に接続し、エンジン１から負圧を供給されるブレーキブースタ３と、エンジン１に連結するジェネレータ４と、ジェネレータ４に接続するバッテリー５と、ジェネレータ４およびバッテリー５に接続するモータ６と、モータ６に連結する駆動系７とを備える。
【００１９】
エンジン１が作動することにより、連結したジェネレータ４を駆動し、ジェネレータ４が電力を生成する。生成された電力は、バッテリー５に蓄積され、または、モータ６に供給することにより、モータ６を作動して走行することができる。
【００２０】
図２に示すように、エンジン１は、従来よく知られるように、複数の気筒１１を備える。本実施形態のおいて、エンジン１は、いわゆる３気筒エンジンであり、第１の気筒１１ａ、第２の気筒１１ｂおよび第３の気筒１１ｃを備える。気筒１１ａ〜１１ｃは、所定のタイミングと所定の順番で繰り返して動作することにより、エンジン１のクランクシャフト（図示しない）を回転させる。駆動系７はクランクシャフトに連結しており、クランクシャフトの回転により駆動する。また、ジェネレータ４は、クランクシャフトに連結しており、クランクシャフトの回転により駆動する。
【００２１】
エンジン１の各気筒１１は、吸気、圧縮、爆発、排気のサイクルを繰り返して動作し、吸気の際にブレーキブースタ３に負圧を供給することができる。エンジン１の３つの気筒１１ａ〜１１ｃは、所定のタイミングで順番に連続して動作するため、連続的にブレーキブースタ３に負圧を供給することができる。
【００２２】
再び図１を参照するに、モータ６は、駆動系７に連結しており、電力を供給されてモータシャフト（図示しない）を回転し、モータシャフトに連結した駆動系７を駆動する。また、モータ６は、駆動系７が惰性走行する際には、モータ６は発電機として機能し、回生電力を発生する。
【００２３】
モータ６、バッテリー５およびジェネレータ４は相互に接続しており、電力をやり取りすることができる。例えば、モータ６は、バッテリー５またはジェネレータ４から電力を受けてモータシャフトを回転することができる。また、例えば、モータ６は、駆動系７が惰性走行する際に回生エネルギを発生し、バッテリー５に蓄えたり、ジェネレータ４を駆動することができる。
【００２４】
エンジン１に連結するジェネレータ４は、エンジン１が動作することにより発電し、バッテリー５やモータ６に電力を供給する。また、ジェネレータ４は、モータ６またはバッテリー５を電力供給源として電力を供給されることにより、エンジン１を電力作動させることができる。エンジン１が電力作動するときも、クランクシャフトが回転することにより、気筒１１は膨張、圧縮、吸気の動作を行う。これにより、エンジン１は、ブレーキブースタ３に負圧を供給することができる。
【００２５】
ブレーキブースタ３は、ブレーキペダル（図示しない）を踏まれることで負圧を消費し、ブレーキが作用する。ブレーキブースタ３は、負圧を負圧センサにより常時監視しており、負圧が所定の値を下回った場合に、エンジン１から負圧の供給を受けることができる。このような制御は、従来よく知られるように、自動車Ａの制御装置（図示しない）により行われる。
【００２６】
自動車Ａは、通常の走行時は、エンジン１の気筒１１ａ〜１１ｃが通常の爆発パターンで作動（以下「通常作動」とも称する。）しているため、ブレーキブースタ３には、必要時に必要な負圧が供給される。一方、エンジン１は、燃料の消費を抑制する目的で、通常作動よりも爆発回数を少なくした特殊作動をすることができる。通常作動と特殊作動の爆発パターンについて、図３を用いて説明する。
【００２７】
図３では、通常作動、特殊作動のそれぞれに、横方向に〈１〉〜〈３〉の枠が設けられており、各列が３気筒エンジンであるエンジン１の３つの気筒１１ａ〜１１ｃを表し、〈１〉の列は第１の気筒１１ａ、〈２〉の列は第２の気筒１１ｂ、〈３〉の列は第３の気筒１１ｃの爆発サイクルを示す。また、縦方向に（１）〜（１２）の枠が設けられており、（１）〜（１２）の流れで時間の経過を示す。なお、（１）〜（１２）の各行は、同一の時間間隔を示す。そして、記号「●」が気筒１１の爆発することを示し、特殊作動の記号「×」は気筒１１が通常作動では爆発するタイミングで爆発しないことを示す。
【００２８】
本実施形態において、通常作動の爆発パターンでは、（１）のタイミングで第１の気筒１１ａが爆発し、（２）のタイミングで第３の気筒１１ｃが爆発し、（３）のタイミングで第２の気筒１１ｂが爆発し、この順番で（１）〜（１２）以降も繰り返すことにより、所定のタイミングで所定の順番に気筒１１ａ〜１１ｃが動作し、エンジン１は通常作動することが示されている。
【００２９】
通常作動の爆発パターンと比較して、特殊作動の爆発パターンでは、（２）のタイミングで第３の気筒１１ｃが爆発しない。また、（４）、（６）、（８）、（１０）、（１２）のタイミングで、それぞれ、第１の気筒１１ａ、第２の気筒１１ｂ、第３の気筒１１ｃ、第１の気筒１１ａ、第２の気筒１１ｂが爆発しないことを示す。
【００３０】
このように、特殊作動では、通常作動よりも、各気筒１１の爆発回数が１／２に間引かれている。気筒１１の爆発回数を間引くことで、エンジン１の作動による燃料の消費を抑制することができる。また、３気筒エンジンであるエンジン１は、特殊作動で、第１の気筒１１ａ、第２の気筒１１ｂ、第３の気筒１１ｃの順で爆発することになり、隣り合う気筒１１が順番に爆発することにより、エンジン１の振動を抑制することができる。
【００３１】
自動車Ａは、燃料消費を抑制するために、アイドリングストップのようにエンジン１を停止する場合がある。このようなエンジン１が停止したときに、ブレーキブースタ３に負圧が必要となる場合がある。例えば、エンジン１が停止し、自動車Ａが坂道で停止している場合は、ブレーキペダルを踏んでブレーキを作用させる必要がある。
【００３２】
また、例えば、自動車Ａが走行中であっても、燃費低減のために、モータ６により駆動系７を駆動して走行し、エンジン１を停止する場合がある。このような場合は、走行中の自動車Ａを減速、停止したい場合に、ブレーキペダルを踏んでブレーキを作用させる必要がある。これらのように自動車Ａは、様々な状況でエンジンを停止することがある。なお、エンジンを停止する場合には、気筒休止の場合も含んでもよい。
【００３３】
しかし、エンジン１が停止している状態では、気筒１１が動作していないため、ブレーキブースタ３に負圧を供給することができない。そこで、自動車Ａでは、ブレーキブースタ３に負圧を供給するために、エンジン１を電力作動と特殊作動により作動する。これにより、エンジン１が停止しているときに、ジェネレータ４に電力を供給してエンジン１を電力作動するとともに、気筒１１の爆発回数は通常作動より少ないながらもエンジン１に燃料を供給してエンジン１を特殊作動する。
【００３４】
したがって、電力のみでエンジン１を作動してブレーキブースタ３に負圧を供給する場合に比較して、電力消費を抑制してバッテリー５の負荷を低減でき、かつ負圧を供給可能なエンジン回転数に素早く到達させることができる。さらに、所定のタイミングで所定の順番に気筒１１を爆発させるエンジン１の通常作動よりも少ない爆発回数の特殊作動によりエンジン１を作動するため、燃料消費を抑制することもできる。
【００３５】
次に、図４を用いて自動車Ａのエンジン１の変形例について説明する。図４は、エンジンの気筒の通常作動の爆発パターンと特殊作動の爆発パターンとを示す図であり、（Ａ）は４気筒エンジン、（Ｂ）は５気筒エンジン、（Ｃ）は６気筒エンジンの爆発パターンを示す。
【００３６】
図４では、４気筒エンジン、５気筒エンジン、６気筒エンジンに対応して、それぞれ、横方向に〈１〉〜〈４〉、〈１〉〜〈５〉、〈１〉〜〈６〉の枠が設けられており、各列がエンジンの各気筒の爆発パターンを示す。ここで、〈１〉〜〈６〉の枠は、それぞれ、第１〜第６の気筒を示す。また、４気筒エンジン、５気筒エンジン、６気筒エンジンのそれぞれに、図３と同様に、縦方向に（１）〜（１２）の枠が設けられており、（１）〜（１２）の流れで時間の経過を示す。なお、（１）〜（１２）の各行は、同一の時間間隔を示す。そして、記号「●」が気筒の爆発することを示し、記号「×」は特殊作動において気筒が通常作動では爆発するタイミングで爆発しないことを示す。
【００３７】
４気筒エンジン、６気筒エンジンは、特殊作動の状態で爆発回数を１／２に間引いた場合に、特定の気筒が爆発しなくなることがわかる。これに対して、５気筒エンジンは、特殊作動の状態で爆発回数を１／２に間引いた場合であっても、３気筒エンジンの場合と同様に、各気筒が交互に爆発することがわかる。
【００３８】
このように、奇数気筒のエンジンでは、特殊作動により爆発回数を１／２に間引いた場合に、各気筒の爆発回数を均等に間引くことができ、各気筒の発熱や負荷を揃え、エンジンの劣化を抑制できる。
【００３９】
本実施形態において、３気筒〜６気筒エンジンを例に説明したが、エンジンは、他の気筒数であってもよい。また、特殊作動は、爆発回数を１／２に間引いた場合を説明したが、場爆発回数を間引く割合は適宜設定でき、例えば、１／３に間引いてもよい。
【００４０】
但し、上記各実施形態に示す構成は構成要素の具体例を挙げたものであり、各構成、形
状、又は取り付け態様は本発明の趣旨を逸脱しない限り、実施形態として示すものに限定
されることなく、種々の変形ないし変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、エンジンからブレーキブースタに負圧を供給するハイブリッド自動車に適用できる。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ    自動車
１    エンジン
２    燃料タンク
３    ブレーキブースタ
４    ジェネレータ
５    バッテリー
６    モータ
７    駆動系
１１ａ    第１の気筒
１１ｂ    第２の気筒
１１ｃ    第３の気筒
【図１】
2019064463.tif 000003
【図２】
2019064463.tif 000004
【図３】
2019064463.tif 000005
【図４】
2019064463.tif 000006