(57)【要約】【課題】エアタンクの内圧をリアルタイム且つ高精度に予測して、応答遅れを回避することができるブレーキ機構、及びハイブリッド車両、並びにブレーキ機構の制御方法を提供する。【解決手段】ブレーキ機構５１を、制御装置７０により、パラメータとしてブレーキ圧Ｐｂ及び機械式ブレーキ５５が作動した作動時間Ｔｂに基づいて、エアタンク５３の内圧の推定値Ｐｘを算出し、算出したこの推定値Ｐｘに基づいて空気用ポンプ５２の駆動を制御するように構成にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気用ポンプと、この空気用ポンプにより内圧が変化するエアタンクと、ブレーキペダルと、このブレーキペダルの踏み込み量に応じたブレーキ圧を前記エアタンクの内圧により調節するブレーキ圧調節装置と、そのブレーキ圧により作動する機械式ブレーキと、を備えたブレーキ機構において、
パラメータとして前記ブレーキペダルの踏み込み量又は前記ブレーキ圧のどちらか一方及び前記機械式ブレーキが作動した作動時間を取得するパラメータ取得装置と、前記空気用ポンプの駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置により、前記パラメータ取得装置の取得したパラメータに基づいて前記エアタンクの内圧の推定値を算出し、算出したこの推定値に基づいて前記空気用ポンプの駆動を制御する構成にしたことを特徴とするブレーキ機構。
【請求項２】
前記空気用ポンプがエンジンにより駆動するポンプであり、
前記制御装置により、前記推定値に基づいて前記エンジンの駆動を制御する構成にした請求項１に記載のブレーキ機構。
【請求項３】
前記制御装置により、前記ブレーキペダルの踏み込み量又は前記ブレーキ圧のどちらか一方と、前記作動時間と、比例係数との積から算出される負圧減少量に基づいて、前記推定値を算出する構成にした請求項１又は２に記載のブレーキ機構。
【請求項４】
前記エアタンクの内圧に基づいて入切するスイッチ装置を備え、
前記スイッチ装置の入切のうちの一方が前記エアタンクの内圧が大気圧近傍の第一閾値になったときに、他方が大気圧遠方の第二閾値になったときにそれぞれ設定されており、
前記制御装置により、前記スイッチ装置が入切したときの前記エアタンクの内圧と前記推定値との差分に基づいて前記比例係数を更新する構成にした請求項３に記載のブレーキ機構。
【請求項５】
前記制御装置により、前記差分、又は前記比例係数に基づいて、前記スイッチ装置の故障を判定する構成にした請求項４に記載のブレーキ機構。
【請求項６】
前記空気用ポンプがバキュームポンプであり、前記エアタンクの内圧が負圧であり、前記ブレーキ圧調節装置が負圧式のブレーキブースタである請求項１〜５のいずれか１項に記載のブレーキ機構。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のブレーキ機構と、エンジンと、このエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターと、を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項８】
空気用ポンプによりエアタンクの内圧を調節し、ブレーキペダルの踏み込み量に応じて前記エアタンクの内圧により機械式ブレーキのブレーキ圧を調節するブレーキ機構の制御方法において、
前記ブレーキペダルの踏み込み量又は前記ブレーキ圧、及び前記機械式ブレーキが作動した作動時間をパラメータとして取得し、
取得したそのパラメータに基づいて、前記エアタンクの内圧の推定値を算出し、
算出したその推定値に基づいて、前記空気用ポンプの駆動を制御することを特徴とするブレーキ機構の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ機構、及びハイブリッド車両、並びにブレーキ機構の制御方法に関し、詳しくは、エアタンクの内圧を推定するブレーキ機構、及びハイブリッド車両、並びにブレーキ機構の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのインテークマニホールドの負圧を利用した負圧式のブレーキブースタ（バキュームサーボ）を有するブレーキ機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、ブレーキブースタの負圧と運転者の制動操作とに基づいて、その負圧が所定の閾値よりも小さくなる場合にエンジンを自動始動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３７６８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、ブレーキブースタの負圧として、エンジンや電動機により駆動するバキュームポンプにより内圧が負圧に維持されたエアタンクを利用するブレーキ機構も提案されている。このように、エアタンクに負圧を蓄圧する場合は、特許文献１に記載の方法では、エアタンクの負圧を検出するためにバキュームセンサが必要になり高価である。また、バキュームセンサが故障した場合には負圧のセンシングできないという問題がある。
【０００５】
安価なシステムでは、ブレーキブースタの負圧としてエアタンクを利用する場合は、エアタンクの内圧に基づいて入切するバキュームスイッチを備えている。バキュームスイッチは、その入切に基づいてエアタンクの負圧を監視し、主にバキュームポンプ、エアタンク、及びエア配管の故障による警報用として機能しているが、負圧をリニアにセンシング出来ない欠点がある。
【０００６】
それ故に、燃費削減を目的としてバキュームポンプの駆動を停止した場合に、バキュームスイッチによりエアタンクの内圧が大気圧近傍になったことを検知してから、バキュームポンプを駆動する方式では、予備的に負圧の低下を予測出来ずバキュームポンプの駆動タイミングに遅れが生じる。特に、エンジンによりバキュームポンプを駆動している場合は、エンジンが停止してモーター走行している状態でバキューム圧の低下を検知した場合エンジンの始動可能な条件に入るまでに時間が掛かる場合があることから、このタイミング遅れが顕著になることがある。
【０００７】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、エアタンクの内圧をリアルタイム且つ高精度に推定して、エンジン始動タイミング遅れを回避することができるブレーキ機構、及びハイブリッド車両、並びにブレーキ機構の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明のブレーキ機構は、空気用ポンプと、この空気用ポンプにより内圧が変化するエアタンクと、ブレーキペダルと、このブレーキペダルの踏み込み量に応じたブレーキ圧を前記エアタンクの内圧により調節するブレーキ圧調節装置と、そのブレーキ圧により作動する機械式ブレーキと、を備えたブレーキ機構において、パラメー
タとして前記ブレーキペダルの踏み込み量又は前記ブレーキ圧のどちらか一方及び前記機械式ブレーキが作動した作動時間を取得するパラメータ取得装置と、前記空気用ポンプの駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置により、前記パラメータ取得装置の取得したパラメータに基づいて前記エアタンクの内圧の推定値を算出し、算出したこの推定値に基づいて前記空気用ポンプの駆動を制御する構成にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、上記に記載のブレーキ機構と、エンジンと、このエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターと、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記の目的を達成する本発明のブレーキ機構の制御方法は、空気用ポンプによりエアタンクの内圧を調節し、ブレーキペダルの踏み込み量に応じて前記エアタンクの内圧により機械式ブレーキのブレーキ圧を調節するブレーキ機構の制御方法において、前記ブレーキペダルの踏み込み量又は前記ブレーキ圧、及び前記機械式ブレーキが作動した作動時間をパラメータとして取得し、取得したそのパラメータに基づいて、前記エアタンクの内圧の推定値を算出し、算出したその推定値に基づいて、前記空気用ポンプの駆動を制御することを特徴とする方法である。
【００１１】
なお、上記のブレーキ機構においては、負圧を利用するものに限定されずに、正圧を利用するものも含むものとする。つまり、空気用ポンプとしては、バキュームポンプ、ブロアポンプ、エアコンプレッサなどが例示できる。以下、大気圧よりも低い圧力を負圧とし、大気圧よりも高い圧力を正圧とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エアタンクの内圧が機械式ブレーキの作動状態に応じて変化することを利用して、ブレーキペダルの踏み込み量又はブレーキ圧と機械式ブレーキが作動した作動時間とに基づいてエアタンクの内圧の推定値を算出する。それ故、エアタンクの内圧をバキュームスイッチで検知するシステムでも予備的に負圧の低下を推定する事ができる。また、バキュームスイッチやバキュームセンサなどの故障をリアルタイム且つ高精度に推定して、負圧推定によりバックアップできる。これにより、空気用ポンプの駆動のタイミング遅れを回避するには有利になり、エアタンクの内圧不足を確実に回避することができる。
【００１３】
特に、エンジンにより駆動する空気用ポンプを備えたブレーキ機構においては、燃費削減を目的とするアイドリングストップや惰行走行におけるエンジン停止中に、推定値に基づいてエンジンの始動を適切なタイミングで制御できる。さらに、空気用ポンプを駆動する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車両においては、エンジンを停止して、モータージェネレーターの駆動力で走行するモーター単独走行中に、エアタンクが内圧不足になる前にエンジンを確実に始動できる。また、エアタンクが内圧不足に陥るおそれがある場合はモーター単独走行を禁止することもできる。
【００１４】
更に、バキュームセンサやバキュームスイッチの検出値と推定した推定値が著しく乖離した場合には、バキュームセンサやバキュームスイッチの故障を推定する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施形態からなるブレーキ機構を搭載したハイブリッド車両の構成図である。
【図２】図１の制御装置を例示するブロック図である。
【図３】本発明のブレーキ機構の制御方法のうち、推定値を算出する方法を例示するフロー図である。
【図４】本発明のブレーキ機構の制御方法のうち、比例係数を算出する方法を例示するフロー図である。
【図５】本発明のブレーキ機構の制御方法のうち、エンジンを始動する方法を例示するフロー図である。
【図６】ハイブリッド車両がエンジンを停止した走行中の、推定値の時間変化を例示する関係図である。
【図７】本発明の第二実施形態からなるブレーキ機構を搭載したハイブリッド車両の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、第一実施形態のブレーキ機構５１を搭載したハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）を示す。なお、以下の説明では、大気圧Ｐ０より低い圧力を負圧とし、高い圧力を正圧とする。
【００１７】
このＨＥＶは、普通乗用車又はバスやトラックなどの大型自動車であり、エンジン１０、モータージェネレーター２１及びトランスミッション３０と、運転状態に応じて車両を複合的に制御するハイブリッドシステム２０とを主に備えている。
【００１８】
エンジン１０においては、エンジン本体１１に形成された複数（この例では４個）の気筒１２内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト１３が回転駆動される。このエンジン１０には、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが用いられる。クランクシャフト１３の一端は、エンジンクラッチ１４（例えば、湿式多板クラッチなど）を介してモータージェネレーター２１の回転軸２２の一端に接続されている。
【００１９】
モータージェネレーター２１には、発電運転が可能な永久磁石式の交流同期モーターが用いられている。このモータージェネレーター２１の回転軸２２の他端は、トランスミッションクラッチ１５（例えば、湿式多板クラッチなど）を通じて、トランスミッション３０のインプットシャフト３１に接続されている。
【００２０】
トランスミッション３０には、ＨＥＶの運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ自動的に変速するＡＭＴ又はＡＴが用いられている。なお、トランスミッション３０は、ＡＭＴのような自動変速式に限るものではなく、ドライバーが手動で変速するマニュアル式であってもよい。
【００２１】
トランスミッション３０で変速された回転動力は、アウトプットシャフト３２に接続されたプロペラシャフト３３を通じてデファレンシャル３４に伝達され、後輪である一対の駆動輪３５にそれぞれ駆動力として分配される。
【００２２】
ハイブリッドシステム２０は、モータージェネレーター２１と、そのモータージェネレーター２１に電気的に接続するインバーター２３、高電圧バッテリー２４、ＤＣ／ＤＣコンバーター２５及び低電圧バッテリー２６とを有している。
【００２３】
高電圧バッテリー２４としては、リチウムイオンバッテリーやニッケル水素バッテリーなどが好ましく例示される。また、低電圧バッテリー２６には鉛バッテリーが用いられる。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣコンバーター２５は、高電圧バッテリー２４と低電圧バッテリー２６との間における充放電の方向及び出力電圧を制御する機能を有している。また、低電圧バッテリ
ー２６は、各種の車両電装品２７に電力を供給する。
【００２５】
このハイブリッドシステム２０における種々のパラメータ、例えば、電流値、電圧値やＳＯＣなどは、ＢＭＳ２８により検出される。
【００２６】
これらのエンジン１０及びハイブリッドシステム２０は、制御装置７０により制御される。具体的には、ＨＥＶの発進時や加速時には、ハイブリッドシステム２０は高電圧バッテリー２４から電力を供給されたモータージェネレーター２１により駆動力の少なくとも一部をアシストする。その一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター２１による回生発電を行い、プロペラシャフト３３等に発生する余剰の運動エネルギーを電力に変換して高電圧バッテリー２４を充電する。また、このＨＥＶは、エンジンクラッチ１４を断状態、かつトランスミッションクラッチ１５を接状態にすることで、モータージェネレーター２１のみを駆動源とする、いわゆるモーター単独走行が可能となる。
【００２７】
なお、モータージェネレーター２１を接続するエンジン１０の駆動力を駆動輪３５に伝達する出力軸としては、クランクシャフト１３、トランスミッション３０の各シャフト、及びプロペラシャフト３３が例示される。また、モータージェネレーター２１とそれらの出力軸との接続機構としては、回転軸２２に取り付けられた第１プーリーとそれらの出力軸に取り付けられた第２プーリーとの間に無端状のベルト状部材を掛け回した機構、ギアボックスなどの減速機構、及びＰＴＯなどの動力取り出し機構などが例示される。
【００２８】
また、このＨＥＶは、運転者によりブレーキペダル５０が踏み込まれたときに作動するブレーキ機構５１を備えている。ブレーキ機構５１は、負圧式のバキュームブレーキであり、各駆動輪３５及び図示しない各従動輪のそれぞれに制動力を付与する。ブレーキ機構５１は、ブレーキペダル５０、空気用ポンプ５２、エアタンク５３、ブレーキ圧調節装置５４、機械式ブレーキ５５、及びスイッチ装置５６を有している。空気用ポンプ５２、エアタンク５３、及びブレーキ圧調節装置５４はエア配管５７により互いに接続されている。ブレーキ圧調節装置５４と機械式ブレーキ５５とはブレーキ圧配管５８により互いに接続されている。
【００２９】
空気用ポンプ５２は、エンジン１０の駆動力により駆動するポンプであり、クランクシャフト１３に動力伝達機構５９を介して接続されている。この実施形態の空気用ポンプ５２は、エアタンク５３から空気を吸い出すバキュームポンプである。動力伝達機構５９としては、クランクシャフト１３に取り付けられた第３プーリーと空気用ポンプ５２の回転軸に取り付けられた第４プーリーとの間に無端状のベルト状部材を掛け回した機構やギアボックスなどの減速機構などが例示される。
【００３０】
エアタンク５３は、空気用ポンプ５２とブレーキ圧調節装置５４との間に介在するタンクである。この実施形態では、エアタンク５３の内部の空気が、空気用ポンプ５２により吸い出されることで、エアタンク５３の内圧が負圧に維持されている。
【００３１】
ブレーキ圧調節装置５４は、ブレーキペダル５０の踏み込み量に応じたブレーキ圧Ｐｂをエアタンク５３の内圧により調節する装置である。この実施形態のブレーキ圧調節装置５４は、運転者のブレーキペダル５０の踏力をエアタンク５３に蓄圧された負圧によって補助するブレーキブースタ（倍力装置）である。
【００３２】
ブレーキ圧調節装置５４において、ブレーキペダル５０に踏力が生じた場合は、オペレーテイングロッド５４ａの作動により、バルブプランジャ５４ｂが移動してエアバルブ５４ｃを開放する。開放されたエアバルブ５４ｃから大気がパワーシリンダ５４ｄ内の大気室に流入する。これによりパワーシリンダ５４ｄ内の大気室と負圧室との間に圧力差が生じ、その圧力差によりパワーピストン５４ｅにアシスト力が発生する。このアシスト力によりプッシュロッド５４ｆがマスターシリンダ５４ｇを押して、作動油による油圧をブレーキ圧Ｐｂとして機械式ブレーキ５５に供給する。
【００３３】
一方、ブレーキペダル５０に踏力が生じない場合は、リターンスプリング５４ｈがパワーピストン５４ｅを押して、オペレーテイングロッド５４ａが作動する。オペレーテイングロッド５４ａの作動により、バルブプランジャ５４ｂが移動してエアバルブ５４ｃを塞ぐとともにバキュームバルブ５４ｉを開放する。開放されたバキュームバルブ５４ｉによりパワーシリンダ５４ｄ内の大気室をエアタンク５３と連通する。これにより、パワーシリンダ５４ｄの大気室の気圧は負圧室と同じ負圧になり、パワーピストン５４ｅにアシスト力が発生しない。
【００３４】
機械式ブレーキ５５は、マスターシリンダ５４ｇから供給されたブレーキ圧Ｐｂにより作動して、駆動輪３５に押し付けたドラムやディスクの摩擦により運動エネルギーを熱エネルギーに変換するブレーキである。
【００３５】
スイッチ装置５６は、エアタンク５３の内圧に基づいて入切するブレイク型のスイッチである。この実施形態のスイッチ装置５６は、バキュームスイッチである。スイッチ装置５６は、エアタンク５３の内圧が大気圧近傍の第一閾値Ｐ１になったときにオン（入）になり、大気圧遠方で真空近傍の第二閾値Ｐ２になったときにオフ（切）になる。第二閾値Ｐ２は、大気圧Ｐ０及び第一閾値Ｐ１よりも真空側（ゼロ側）に設定されている。この実施形態では、ブレイク型のスイッチを用いたがメイク型を用いてもよい。
【００３６】
スイッチ装置５６は、入切に基づいてエアタンク５３の負圧を監視し、警報用として機能している。スイッチ装置５６は、負圧を数値として測定可能なバキュームセンサとは異なるものであり、バキュームセンサよりも安価なスイッチである。
【００３７】
本発明のブレーキ機構５１は、ブレーキ圧センサ６１と制御装置７０とを備えて構成されている。ブレーキ機構５１は、制御装置７０により、ブレーキ圧センサ６１が取得したブレーキ圧Ｐｂと、機械式ブレーキ５５が作動した作動時間Ｔｂとに基づいてエアタンク５３の内圧の推定値Ｐｘを算出する。
【００３８】
なお、以下では、推定値Ｐｘは圧力として説明するが、エアタンク５３の内圧と、エアタンク５３に貯蔵されている負圧の空気量（体積）とは比例関係にあることから、推定値Ｐｘの代わりに、流量や体積を用いてもよい。
【００３９】
ブレーキ圧センサ６１は、パラメータ取得装置の一部として機能する装置であり、この実施形態では、マスターシリンダ５４ｇから機械式ブレーキ５５に供給される油圧をブレーキ圧Ｐｂとして取得するセンサである。パラメータ取得装置としては、ブレーキ圧Ｐｂがブレーキペダル５０の踏み込み量に比例することを利用して、ブレーキ圧センサ６１の代わりに、ブレーキ開度センサを用いてもよい。
【００４０】
制御装置７０は、各種情報処理を行うＣＰＵ、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成される。この制御装置７０は、信号線（一点鎖線で示す）を介してスイッチ装置５６及びブレーキ圧センサ６１に接続される。また、制御装置７０は、信号線を介してエンジン本体１１及びモータージェネレーター２１のトルクを制御するインバーター２３のそれぞれに接続される。
【００４１】
図２に示すように、制御装置７０は、各機能要素として、制御部７０１と予測モデル７
０２とを有しており、予測モデル７０２は、パラメータ取得部７０３、推定値算出部７０４、及び比例係数算出部７０５を有している。この実施形態で、各機能要素は、プログラムとして内部記憶装置に記憶されているが、各機能要素が個別のハードウェアで構成されてもよい。
【００４２】
制御部７０１は、上述したように、エンジン１０、エンジンクラッチ１４、トランスミッションクラッチ１５、インバーター２３、及びトランスミッション３０を制御する機能要素である。
【００４３】
予測モデル７０２は、一定周期（サンプリング周波数）Ｔａごとに、ブレーキ圧Ｐｂ、機械式ブレーキ５５の作動時間Ｔｂ、及び比例係数αに基づいて、エアタンク５３の内圧の推定値Ｐｘを推定して、制御部７０１に出力する機能要素である。
【００４４】
パラメータ取得部７０３は、クロック機能を有しており、ブレーキ圧センサ６１が検出したブレーキ圧Ｐｂが入力されて、一定周期Ｔａごとにブレーキ圧Ｐｂを推定値算出部７０４に出力する機能要素である。
【００４５】
ブレーキ圧Ｐｂは、運転者のブレーキペダル５０の踏み込み量の変化に応じて時々刻々と変化する値である。そこで、パラメータとして一定周期Ｔａごとにブレーキ圧Ｐｂを出力することで、変化するパラメータを精度良く取得できる。例えば、パラメータ取得部７０３は、機械式ブレーキ５５が作動を開始してから、作動を停止するまでの作動時間Ｔｂの間で、一定周期Ｔａごとにブレーキ圧Ｐｂを出力する。
【００４６】
推定値算出部７０４は、パラメータ取得部７０３で取得されたパラメータが入力されて、推定値Ｐｘを、一定周期Ｔａごとの機械式ブレーキ５５の作動による負圧減少量（内圧の増加量）Ｐｙの累積量ΣＰｙに基づいて算出する機能要素である。
【００４７】
比例係数算出部７０５は、スイッチ装置５６がオンになったときに作動し、スイッチ装置５６がオンになったときの実際のエアタンク５３の内圧である第一閾値Ｐ１と推定値Ｐｘとに基づいて、比例係数αを算出する機能要素である。比例係数αは学習値であり、スイッチ装置５６がオンになったときに更新される値である。
【００４８】
次に、本発明のブレーキ機構５１の制御方法のうちの推定値Ｐｘの算出方法を、図３に基づいて以下に説明する。以下の算出方法は、エンジン１０を停止して、空気用ポンプ５２の駆動が停止すると開始されて、一定周期Ｔａごとに繰り返し行われてリアルタイムにエアタンク５３の内圧を予測する。そして、エンジン１０が始動して、空気用ポンプ５２が駆動すると終了する。
【００４９】
初期値として、エアタンク５３の内圧には第二閾値Ｐ２が入力されており、比例係数αには前回、スイッチ装置５６がオンになったときに算出された値が入力されている。
【００５０】
エンジン１０が停止して、空気用ポンプ５２の駆動が停止すると、制御装置７０が、信号線を介してブレーキ圧センサ６１の検出値を取得し、ブレーキ圧Ｐｂを取得する（Ｓ１１０）。ブレーキ圧Ｐｂは、機械式ブレーキ５５が作動していない場合にゼロになる。
【００５１】
次いで、制御装置７０が、ブレーキ圧Ｐｂ、一定周期Ｔａ、及び比例係数αに基づいて一定周期Ｔａにおける負圧減少量Ｐｙを算出する（Ｓ１２０）。
【００５２】
次いで、制御装置７０が、第二閾値Ｐ２に累積量ΣＰｙを足して推定値Ｐｘを算出する（Ｓ１３０）。累積量ΣＰｙは、一定周期Ｔａにおける負圧減少量Ｐｙの累積であり、空
気用ポンプ５２の駆動が停止してからのこのステップまでの間で、機械式ブレーキ５５が作動した作動時間Ｔｂにおける負圧減少量の累積である。
【００５３】
次いで、一定周期Ｔａが経過する（Ｓ１４０）と、制御装置７０が、信号線を介してスイッチ装置５６がオフか否かを判定する（Ｓ１５０）。このステップでは、実際のエアタンク５３の内圧が第一閾値Ｐ１になり、エンジン１０を始動して、空気用ポンプ５２を駆動するか否かを監視している。そこで、スイッチ装置５６がオフか否かを判定する代わりに、エンジン１０が始動したか否か、あるいは空気用ポンプ５２が駆動したか否かを判定してもよい。
【００５４】
このステップで、スイッチ装置５６がオフと判定すると、スタートへ戻る。このように、上記の一連のステップにより推定値Ｐｘを一定周期Ｔａごとに出力する。
【００５５】
一方、スイッチ装置５６がオンと判定すると、制御装置７０が、推定値Ｐｘをリセットして（Ｓ１６０）、この算出方法は完了する。
【００５６】
以上のように、エアタンク５３の内圧が機械式ブレーキ５５の作動状態に応じて変化することを利用して、機械式ブレーキ５５に供給されたブレーキ圧Ｐｂと機械式ブレーキ５５が作動した作動時間Ｔｂとに基づいてエアタンク５３の内圧の推定値Ｐｘを算出する。それ故、エアタンク５３の内圧をバキュームセンサなどにより直接測定すること無く、リアルタイム且つ高精度に推定できる。
【００５７】
次に、本発明のブレーキ機構５１の制御方法のうちの比例係数αの算出方法を、図４に基づいて以下に説明する。この算出方法は、スイッチ装置５６がオンになったときに開始されて、比例係数αを制御装置７０の内部記憶装置に記憶すると終了する。
【００５８】
スイッチ装置５６がオンになると、制御装置７０が、第一閾値Ｐ１とスイッチ装置５６がオンになった時点の推定値Ｐｘとの差分ΔＰを算出する（Ｓ２１０）。
【００５９】
次いで、制御装置７０が、差分ΔＰに基づいて、比例係数αを算出する（Ｓ２２０）。このステップでは、差分ΔＰをゼロにする比例係数αを算出する。具体的に、この実施形態では、ブレーキ圧Ｐｂの平均値、作動時間Ｔｂ、及び比例係数αを用いて、実際のエアタンク５３の内圧と推定値Ｐｘとにおける一定周期Ｔａの負圧の減少量を比較するとよい。
【００６０】
次いで、制御装置７０が、算出した比例係数αが所定の正常範囲Ａに入っているか否かを判定する（Ｓ２３０）。正常範囲Ａは、スイッチ装置５６が正常に動作している場合の比例係数αの範囲を示しており、予め実験や試験により求めておく。
【００６１】
比例係数αが正常範囲Ａの範囲内に入っていると判定すると、制御装置７０が、算出した比例係数αを、内部記憶装置に記憶して（Ｓ２４０）、この算出方法は完了する。
【００６２】
一方、比例係数αが正常範囲Ａの範囲外になると判定すると、制御装置７０が、図示しない警告装置によりスイッチ装置５６の故障を運転者に警告する（Ｓ２５０）。比例係数αは、差分ΔＰに基づいた値であり、差分ΔＰが大きくなるに伴って、比例係数αの絶対値は大きくなる。つまり、推定値Ｐｘと第一閾値Ｐ１とが大きく乖離した場合に比例係数αの絶対値は大きくなり、正常範囲Ａの範囲外になる。
【００６３】
次いで、制御装置７０が、算出した比例係数αをリセットして（Ｓ２６０）、この算出方法は完了する。
【００６４】
以上のように、エアタンク５３の内圧が大気圧近傍の第一閾値Ｐ１になったときに、スイッチ装置５６がオンになることを利用して、第一閾値Ｐ１とそのときの推定値Ｐｘとを比較することで、最適な比例係数αを学習することができる。これにより、推定誤差の低減には有利になり、推定値Ｐｘを高精度に推定できる。
【００６５】
また、比例係数αを学習することで、ＨＥＶの走行状況、周囲環境（気温、標高）、ブレーキ圧センサ６１の経時劣化などの変化による推定誤差の低減には有利になり、推定値Ｐｘを高精度に推定できる。
【００６６】
加えて、スイッチ装置５６がオンになるごとに、比例係数αを算出するので、算出した比例係数αを利用して、スイッチ装置５６やブレーキ圧センサ６１の故障判定を行うことも可能になる。この実施形態では、比例係数αが正常範囲Ａの範囲内か否かで故障判定を行ったが、例えば、比例係数αの変化量が連続的に所定値よりも大きくなった場合に、故障と判定してもよい。また、差分ΔＰが所定の閾値以上の場合に、故障と判定してもよい。
【００６７】
次に、本発明のブレーキ機構５１の制御方法について、図５を参照しながら説明する。以下の制御方法は、ＨＥＶがエンジン１０を停止して走行する場合に開始される。エンジン１０を停止した走行としては、モータージェネレーター２１の駆動力のみで走行するモーター単独走行、モータージェネレーター２１も停止した惰行走行、モータージェネレーター２１で回生発電する減速走行などが例示される。
【００６８】
ＨＥＶがエンジン１０を停止した走行を開始すると、制御装置７０は、上記の算出方法により算出した推定値Ｐｘが予め設定した始動判定値Ｐ３よりも高い圧力になったか否かを判定する（Ｓ３１０）。
【００６９】
始動判定値Ｐ３は、第一閾値Ｐ１よりも低く、第二閾値Ｐ２よりも高い値であり、第二閾値Ｐ２側よりも第一閾値Ｐ１側の値に設定されている。始動判定値Ｐ３は、この始動判定値Ｐ３を指針としてエンジン１０の始動を開始した場合で、エンジン１０が始動して空気用ポンプ５２が駆動するまでの間にエアタンク５３の内圧が第一閾値Ｐ１を超えないに設定されることが好ましい。例えば、始動判定値Ｐ３は、回転軸２２が最大回転速度で駆動している場合に、運転者がブレーキペダル５０を最大踏み込み量で踏み込んだときを想定して設定するとよい。
【００７０】
このステップで推定値Ｐｘが始動判定値Ｐ３以下の圧力であると判定すると、スタートへ戻る。
【００７１】
一方、推定値Ｐｘが始動判定値Ｐ３よりも高い圧力になったと判定すると、制御装置７０は、エンジンクラッチ１４の前後の回転速度差ΔＮが予め設定した判定値Ｎａよりも大きいか否かを判定する（Ｓ３２０）。
【００７２】
回転速度差ΔＮは、スタータを用いずにエンジン１０をモータージェネレーター２１により始動する場合は、モータージェネレーター２１の回転軸２２の回転速度Ｎｍに等しくなる。回転速度Ｎｍは、インバーター２３や、図示しない回転速度センサから取得するとよい。
【００７３】
判定値Ｎａは、エンジンクラッチ１４を接状態にしても、エンジンクラッチ１４の摩耗や損傷の影響が少ない回転速度に設定されている。
【００７４】
このステップで回転速度差ΔＮが判定値Ｎａよりも大きいと判定すると、制御装置７０は、回転速度差ΔＮを低減する（Ｓ３３０）。このステップでは、回転速度差ΔＮを低減できればよく、例えば、モータージェネレーター２１の回転速度Ｎｍを低減する制御や、トランスミッション３０のギア段をシフトダウンする制御が例示できる。
【００７５】
このようにして、回転速度差ΔＮが判定値Ｎａ以下になり、スイッチ装置５６がオンになると、制御装置７０は、エンジンクラッチ１４を接状態にする（Ｓ３４０）。次いで、エンジンクラッチ１４を接状態にしたことで、クランクシャフト１３が回転し始めると、制御装置７０は、燃料の噴射を開始して、エンジン１０を始動する（Ｓ３５０）。そして、エンジン１０の始動に伴って、空気用ポンプ５２を駆動する（Ｓ３６０）と、この制御方法は完了する。
【００７６】
図６は、ＨＥＶがモーター単独走行中に、ブレーキ機構５１により減速する状況において、上記の制御方法による推定値Ｐｘの時間変化と、従来技術によるエアタンク５３の内圧の時間変化とを例示している。
【００７７】
エンジン１０が停止して、空気用ポンプ５２が停止して時間（ゼロ）から時間ｔ１までは、ブレーキ機構５１の作動が停止しており、この区間では、推定値Ｐｘとして第二閾値Ｐ２を出力する。
【００７８】
時間ｔ１から時間ｔ３までは、ブレーキ機構５１が作動しており、この区間では、算出した推定値Ｐｘを出力する。時間ｔ２においては、一定周期Ｔａの負圧減少量Ｑｘを算出して、時間ｔ１から時間ｔ２までの作動時間Ｔｂの累積量ΣＱｘを算出する。そして、第二閾値Ｐ２にその累積量ΣＱｘを足して推定値Ｐｘを算出する。
【００７９】
時間ｔ３から時間ｔ４までは、ブレーキ機構５１の作動が停止しており、この区間では、推定値Ｐｘとして時間ｔ３で算出された推定値Ｐｘを出力する。
【００８０】
時間ｔ４から時間ｔ５までは、ブレーキ機構５１が作動しており、この区間では、算出した推定値Ｐｘを出力する。時間ｔ５で、推定値Ｐｘが始動判定値Ｐ３を超えると、エンジン１０の始動準備を開始する。
【００８１】
時間ｔ５から時間ｔ６までは、モータージェネレーター２１の回転軸２２の回転速度Ｎｍを低減する。エンジン１０を始動可能な、つまり、エンジンクラッチ１４を接状態にすることが可能な状態になり、時間ｔ６では、エアタンク５３の内圧が第一閾値Ｐ１になり、スイッチ装置５６がオンになった時に、エンジンクラッチ１４を接状態にする。また、時間ｔ６では、推定値Ｐｘと第一閾値Ｐ１とを比較して比例係数αを更新する。
【００８２】
時間ｔ６から時間ｔ７までは、エンジン１０の駆動により空気用ポンプ５２を駆動して、エアタンク５３の内圧を真空に近づける。時間ｔ７では、エアタンク５３の内圧が第二閾値Ｐ２になり、スイッチ装置５６がオフになった時に、エンジンクラッチ１４を断状態にして、エンジン１０を停止して、再びモーター単独走行を開始する。
【００８３】
以上のように、推定値Ｐｘをリアルタイムに予測することで、エアタンク５３の内圧が第一閾値Ｐ１になりスイッチ装置５６がオンになる前に、エンジン１０を始動する制御を開始することができる。これにより、エンジン１０を速やかに始動できない状況が発生していても、空気用ポンプ５２の駆動の応答遅れを回避するには有利になり、エアタンク５３の内圧不足を確実に回避することができる。
【００８４】
特に、燃費削減を目的とするアイドリングストップ、惰行走行、モーター単独走行にお
けるエンジン１０の停止中に、推定値Ｐｘを利用することで、空気用ポンプ５２を駆動するために行われるエンジン１０の始動を適切なタイミングで制御できる。また、ＨＥＶにおいては、エンジン１０を停止して、モータージェネレーター２１の駆動力で走行するモーター単独走行中に、エアタンク５３が内圧不足になる前にエンジン１０を確実に始動できる。
【００８５】
この実施形態では、始動判定値Ｐ３が、エンジン１０が始動して空気用ポンプ５２が駆動するまでの間にエアタンク５３の内圧が第一閾値Ｐ１を超えないに設定される。それ故に、エアタンク５３の内圧が始動判定値Ｐ３から第一閾値Ｐ１になるまでの間を、エンジン１０を始動する制御を開始してからエンジン１０が始動するまでの準備期間として利用できる。これにより、空気用ポンプ５２の駆動の応答遅れをより確実に回避することができる。
【００８６】
エンジンクラッチ１４を接状態にする前に、回転速度差ΔＮを低減しておき、エンジンクラッチ１４を接状態可能な状態に保持する。そして、その状態で、スイッチ装置５６がオンになるタイミングでエンジンクラッチ１４を接状態にする。これにより、機械式ブレーキ５５の作動遅れを生じない範囲で、エンジン１０の停止期間を延ばすことができるので、燃費の向上には有利になる。
【００８７】
上述したブレーキ機構５１においては、推定値Ｐｘを利用してエアタンク５３の内圧をリアルタイムに監視することが可能になるので、エンジン１０のクランクシャフト１３と空気用ポンプ５２との間の動力の伝達を断接する装置を設けてもよい。この断接する装置としては、クラッチ装置などが例示できる。
【００８８】
このように、クラッチ装置などの断接する装置を備えることで、スイッチ装置５６がオフになったときに、クランクシャフト１３と空気用ポンプ５２との間の動力の伝達を切断することができるので、燃費の向上には有利になる。クラッチ装置などの断接する装置は、推定値Ｐｘが始動判定値Ｐ３を超えたときに接状態にするとよい。
【００８９】
パラメータ取得部７０３は、記述した実施形態に限定されない。ブレーキ圧Ｐｂがブレーキペダル５０の踏み込み量に比例することを利用して、例えば、ブレーキ圧Ｐｂの代わりに、その踏み込み量をパラメータとしてもよい。また、ブレーキ圧Ｐｂごとに、ブレーキ圧Ｐｂとそのブレーキ圧Ｐｂに維持された時間の合計値としての作動時間Ｔｂを出力しもよい。パラメータとして、ブレーキ圧Ｐｂごとの作動時間Ｔｂを用いる場合に、推定値算出部７０４は、作動時間Ｔｂごとの負圧減少量Ｐｙを算出するとよい。
【００９０】
空気用ポンプ５２は、エンジン１０により駆動するものに限定されない。例えば、空気用ポンプとしては、電動機により駆動する電動ポンプを用いてもよい。この場合も、推定値Ｐｘをリアルタイム且つ高精度に推定することで、電動ポンプの始動、停止を最適にコントロール可能になり、消費電力の低減には有利になる。
【００９１】
ＨＥＶがエンジン１０を始動するスタータを備えてもよい。この場合に、回転速度差ΔＮは、エンジン１０のクランクシャフト１３の回転速度Ｎｅと回転速度Ｎｍとの差分になる。この場合に、制御部７０１は、エンジン１０が始動して回転速度Ｎｅが上昇し、回転速度Ｎｅと回転速度Ｎｍとの差分が小さくなったときに、エンジンクラッチ１４を接続するとよい。
【００９２】
上記の算出方法では、推定値Ｐｘを空気用ポンプ５２が停止してから算出する構成を例に説明したが、推定値Ｐｘを全域で推定してもよい。空気用ポンプ５２が駆動してからスイッチ装置５６がオフになるまでのエアタンク５３の内圧は、空気用ポンプ５２の吸い出
し量に基づいており、その吸い出し量はエンジン１０の回転速度Ｎｅに比例する。そこで、エンジン１０の回転速度Ｎｅを利用して、スイッチ装置５６がオンになってからオフになるまで、あるいは、スイッチ装置５６がオンになってから空気用ポンプ５２が停止するまでの間の推定値を算出してもよい。この場合は、スイッチ装置５６がオフになったときに、推定値Ｐｘと第二閾値Ｐ２とを比較して、補正係数を算出するとよい。
【００９３】
上記の制御方法では、ＨＥＶがエンジン１０を停止して走行する場合を例に説明したが、ＨＥＶがエンジン１０を停止して走行する前に、あるいは、ＨＥＶが一時的にアイドリングストップする前に、エンジン１０を停止するか否かの判定に推定値Ｐｘを利用してもよい。この場合は、推定値Ｐｘに基づいて、ＨＥＶがエンジン１０を停止途中に再始動する可能性を予測し、停止途中に再始動する可能性があれば、エンジン１０の停止を禁止する制御を行うとよい。
【００９４】
図７は、第二実施形態のブレーキ機構５１を搭載したＨＥＶを示す。第二実施形態のブレーキ機構５１は、第一実施形態に対してフルエアブレーキである点で異なる。ブレーキ機構５１は、空気用ポンプ５２としてエアコンプレッサを、ブレーキ圧調節装置５４としてリレーバルブを、スイッチ装置５６としてアンローダバルブを備えている。
【００９５】
ブレーキ機構５１においては、ブレーキペダル５０の踏み込み量をブレーキ開度センサ６０により検出し、検出したブレーキ開度に基づいて、空気用ポンプ５２によりエアタンク５３に蓄圧された圧縮空気を、ブレーキ圧調節装置５４を介して機械式ブレーキ５５に供給している。
【００９６】
スイッチ装置５６は、エアタンク５３の内圧に基づいて、入切するアンローダバルブである。スイッチ装置５６は、エアタンク５３の内圧が大気圧近傍の第一閾値Ｐ１になったときにオン（入）になり、空気用ポンプ５２へ大気を流入して、空気用ポンプ５２からエアタンク５３への圧縮空気を供給する。一方、スイッチ装置５６は、大気圧遠方でエアタンク５３の耐久性に基づいて設定された第二閾値Ｐ２になったときにオフ（切）になり、空気用ポンプ５２への大気の流入を停止して、空気用ポンプ５２からエアタンク５３への圧縮空気の供給を停止する。第二閾値Ｐ２は、大気圧Ｐ０よりも高圧側に設定されている。
【００９７】
フルエアブレーキのブレーキ機構５１においても、上述と同様の算出方法や制御方法を適用できる。但し、第二実施形態では、推定値Ｐｘを、第二閾値Ｐ２から累積量ΣＰｙを減じて算出する点が異なる。
【００９８】
このように、ブレーキ機構５１が圧縮空気を利用した構成であっても、ブレーキ圧Ｐｂと機械式ブレーキ５５が作動した作動時間Ｔｂとに基づいてエアタンク５３の内圧の推定値Ｐｘを、リアルタイム且つ高精度に推定できる。これにより、空気用ポンプ５２の駆動の応答遅れを回避するには有利になり、エアタンク５３の内圧不足を確実に回避することができる。
【００９９】
記述した実施形態では、スイッチ装置５６として、バキュームスイッチやアンローダバルブを用いた例を説明した。このスイッチ装置５６に代えて、エアタンク５３の内圧をセンシングするバキュームセンサなどの圧力センサを用いてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１０  エンジン
１３  クランクシャフト
２１  モータージェネレーター
５０  ブレーキペダル
５１  ブレーキ機構
５２  空気用ポンプ
５３  エアタンク
５４  ブレーキ圧調節装置
５５  機械式ブレーキ
５６  スイッチ装置
６１  ブレーキ圧センサ（パラメータ取得装置）
７０  制御装置
Ｐｘ  推定値
【図１】
2017218024.tif 000003
【図２】
2017218024.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017218024.tif 000006
【図５】
2017218024.tif 000007
【図６】
2017218024.tif 000008
【図７】
2017218024.tif 000009