JP3954578B2 - ハイブリッド車の駆動制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド車の駆動制御装置に係り、特に内燃機関と電動機とを駆動源とし、ブレーキ作動用負圧を発生するバキュームポンプが内燃機関の回転に伴って駆動されるよう構成されているハイブリッド車の駆動制御装置に係る。
車輛のブレーキに於いては、ブレーキの作動力を負圧により高める負圧アシストブレーキが知られている。かかる負圧アシストブレーキの負圧源を生成するバキュームポンプとしては、通常、内燃機関のクランク軸またはカム軸等に直に連結され、内燃機関の運転によるこれらの軸の回転に伴って駆動されるようになっているものが知られている。しかし、このようにバキュームポンプが内燃機関の回転に伴って駆動されるようになっていると、近年大気汚染防止の観点から実施が進んでいるハイブリット車やアイドルストップ車に於いては、車輛運転に於ける内燃機関の作動率が低下したとき、ブレーキ作動用負圧に不足をきたす場合がある。かかる問題について、下記の特許文献１には、内燃機関の自動停止中にブレーキアシスト力が低下したときには、内燃機関の自動停止を中止し、内燃機関を再始動させる制御を行うことが提案されている。
特開２０００-１０４５８６
また、車輛駆動用に内燃機関およびこれとは別の原動機が設けられている車輛に於いて、内燃機関と車輪との間の動力伝達経路の途中に設けられたクラッチの係合による内燃機関の始動が不能な運転領域では、クラッチを開放してスタータモータにより内燃機関を始動させ、クラッチの係合による内燃機関の始動が可能な運転領域では、クラッチを係合させることにより内燃機関を始動させるよう、内燃機関の始動を２通りに制御することが下記の特許文献２に記載されている。
特開２００１-１０７７６３
本発明は、内燃機関と電動機とを駆動源とし、ブレーキ作動用負圧を発生するバキュームポンプが内燃機関の回転に伴って駆動されるよう構成されているハイブリッド車に於いて、内燃機関を停止させた電動駆動中にブレーキ作動用負圧が不足したとき、内燃機関を再始動させることなく、ブレーキ作動用負圧の回復を図ることができるようハイブリッド車を制御する装置を提供することを課題としている。
上記の課題を解決するものとして、本発明は、内燃機関と電動機とを駆動源とし、ブレーキ作動用負圧を発生するバキュームポンプが前記内燃機関の回転に伴って駆動されるよう構成されているハイブリッド車の駆動制御装置にして、前記内燃機関を停止させ該内燃機関をトランスミッション主軸に連結するクラッチを解除した電動駆動中にブレーキ作動用負圧が不足したとき、前記トランスミッション主軸の回転数が第一の所定値以上であって該第一の所定値より高い第二の所定値以下であることを確認の上前記クラッチを係合させて前記内燃機関を車輪駆動系に連結してクランキングし、該内燃機関のクランキングフリクショントルクを前記電動機により補うよう前記電動機の出力を制御するようになっており、前記トランスミッション主軸の回転数が前記第二の所定値以上であることを確認の上前記クラッチを係合させて前記内燃機関を車輪駆動系に連結してクランキングするに先立って前記内燃機関をそのスタータにより予め加速するようになっていることを特徴とする駆動制御装置を提案するものである。
前記駆動御装置は、前記トランスミッション主軸の回転数が前記第二の所定値より高い第三の所定値以上であることを確認の上前記内燃機関をスタータによりクランキングするようになっていてよい。
前記駆動御装置は、前記トランスミッション主軸の回転数が前記第一の所定値以下であることを確認の上前記内燃機関をスタータによりクランキングするようになっていてよい。
上記の如く、内燃機関と電動機とを駆動源とし、ブレーキ作動用負圧を発生するバキュームポンプが前記内燃機関の回転に伴って駆動されるよう構成されているハイブリッド車に於いて、前記内燃機関を停止させ該内燃機関をトランスミッション主軸に連結するクラッチを解除した電動駆動中にブレーキ作動用負圧が不足したとき、前記トランスミッション主軸の回転数が第一の所定値以上であって該第一の所定値より高い第二の所定値以下であることを確認の上前記クラッチを係合させて前記内燃機関を車輪駆動系に連結してクランキングし、該内燃機関のクランキングフリクショントルクを前記電動機により補うよう前記電動機の出力を制御するような駆動制御装置が設けられていれば、前記第一および第二の所定値を適当に設定しておくことにより、内燃機関を停止させた電動駆動中にブレーキ作動用負圧が不足したとき、内燃機関を再始動させることなく、また電動機による車輛駆動に違和感を与えるような変動をトランスミッション主軸に生じさせることなく、ブレーキ作動用負圧の回復を図ることができる。尚、クランキングフリクショントルクとは、内燃機関を非作動状態でクランキングするに要するトルクであり、シリンダ、クランクシャフト、カムシャフト等の摺動部の摩擦抵抗、シリンダ室に於ける空気の圧縮による抵抗、潤滑油の粘性が呈する抵抗等によるものである。そして更に、駆動制御装置が、トランスミッション主軸の回転数が前記第二の所定値以上であることを確認の上前記クラッチを係合させて内燃機関を車輪駆動系に連結してクランキングするに先立って内燃機関をそのスタータにより予め加速するようになっていれば、内燃機関を再始動させることなく駆動系に連結することをより滑らかに達成することができ、電動機による車輛駆動に違和感を与えるような変動を生ずることなくブレーキ作動用負圧の回復を図ることをより好ましい態様にて達成することができる。
トランスミッション主軸の回転数が前記第第二の所定値より高い三の所定値以上であることを確認の上前記内燃機関をスタータによりクランキングすれば、トランスミッション主軸の回転数があまり高いとき内燃機関を車輪駆動系に連結させることにより車輪の駆動系に急激な減速を生じさせて車輛の快適な走行性を失わせることを回避し、また逆にトランスミッション主軸の回転数が前記第一の所定値以下であることを確認の上内燃機関をスタータによりクランキングすれば、トランスミッション主軸の回転数が低いとき内燃機関を車輪駆動系に連結させて車輛の走行を妨げることを回避した上で、トランスミッション主軸の回転数がかなり高いときにも、またトランスミッション主軸の回転数がかなり低いときにも、内燃機関を再始動させることなく、また電動機による車輛駆動に違和感を与えるような変動を生ずることなく、ブレーキ作動用負圧の回復を図ることができる。
図１は本発明による駆動制御装置を組み込んだハイブリッド車の駆動系の一つの実施の形態を示す概略図である。図に於いて、１０は内燃機関（ＥＮＧ）、１２は電動発電機（ＭＧ）であり、一対の車輪１４,１６はこれらの内燃機関と電動発電機とを駆動源として駆動されるようになっている。内燃機関１０はカム軸１８を備え、該カム軸にはバキュームポンプ２０直結され、このバキュームポンプにより発生された負圧がバキュームタンク２２に蓄えられ、図には示されていない車輛のブレーキを作動させるようになっている。２４はスタータである。電動発電機１２およびスタータ２４はバッテリ２６を電源として作動する。尚、電動発電機１２はインバータ２８を介してバッテリ２６と連結されており、車輛が内燃機関を動力源として運転されているとき、或いは車輛の慣性走行中、適宜発電機として作動してバッテリ２６を充電するようになっている。
内燃機関１０のクランク軸３０はクラッチ３２を介してトランスミッション３４の主軸３６を駆動するようになっている。主軸３６には第１速用の駆動側歯車３８および第２速用の駆動側歯車４０が固定されている。これら第１速用および第２速用の駆動側歯車３８および４０は、それぞれ第１速用および第２速用の被駆動側歯車４２および４４と噛み合っている。第１速用および第２速用の被駆動側歯車４２および４４はカウンタ軸４６上に遊転可能に装着され、連結切換装置４８により選択的に何れか一方がカウンタ軸４６にトルク伝達関係に連結され得るようになっている。
主軸３６には更に第３速用の駆動側歯車５０および第４速用の駆動側歯車５２が遊転可能に装着され、連結切換装置５４により選択的に何れか一方が主軸３６にトルク伝達関係に連結され得るようになっている。主軸３６には更に第５速用の駆動側歯車５６が遊転可能に装着され、連結切換装置５８により選択的に主軸３６にトルク伝達関係に連結され得るようになっている。主軸３６上の第３速用、第４速用、第５速用の駆動側歯車５０、５２、５６は、それぞれカウンタ軸４６上の第３速用、第４速用、第５速用の被駆動側歯車６０、６２、６４と噛み合っている。このうち第３速用被駆動側歯車６０は連結切換装置６６により選択的にカウンタ軸４６にトルク伝達関係に連結され得るようになっており、第４速用および第５速用の被駆動側歯車６２および６４はカウンタ軸４６上に固定されている。
主軸３６上には後進用駆動歯車６８が固定されており、この歯車６８は後進用中間歯車７０を介して連結切換装置４８の回転する外殻に固定された歯車７２に選択的に噛み合わされるようになっている。第３速用被駆動側歯車６０には、電動発電機１２のロータにより担持された歯車７４が噛み合わされている。
カウンタ軸４６上にはトランスミッションの出力歯車７６が固定されており、これに差動歯車装置７８の入力歯車８０が噛み合わされている。差動歯車装置７８は入力側歯車対８２、８４と出力側歯車対８６、８８とを有し、出力側歯車対８６と８８が車輪１４および１６に対する車軸９０および９２と連結されている。
内燃機関１０、クラッチ３２、連結切換装置４８、５４、５８、６６、後進用中間歯車７０、インバータ２８、スタータ２４は、マイクロコンピュータを備えた電子式制御装置（ＥＣＵ）９４よりそれぞれ制御ラインａ〜ｉを経て制御されるようになっている。電子式制御装置９４にはバキュームタンク２２内の負圧レベルを検出するバキュームセンサ９６からの信号が信号ラインｊを経て供給されているほか、内燃機関や車輛の運転状態に関する種々の情報Ｑが供給されており、電子式制御装置９４はこれらの情報に基づいて、そこに組み込まれている制御プログラムに従って制御計算を行い、上記の制御ラインａ〜ｉによる制御のほか、車輛の運行に関する種々の制御を行う。そのうち、特に本発明による内燃機関を停止させた電動駆動中のブレーキ作動用負圧が不足したときの、内燃機関を車輪駆動系に連結してクランキングし、内燃機関のクランキングフリクショントルクを電動機により補うようその出力を制御し、或は内燃機関をスタータによりクランキングしてブレーキ作動用負圧を回復する制御は、その一つの実施の形態として、下記の要領にて行われる。
図２は、上記の一つの実施の形態をその作動について示すフローチャートである。かかるフローチャートに沿った制御は、図には示されていないイグニションスイッチの閉成により図１に示す車輛駆動装置の運転が開始されると同時に開始される。
制御に於いては、先ずステップ１にて、車輛の運転が内燃機関１０を停止させ、動力源としては電動機のみ、即ち電動発電機（ＭＧ）１２を作動させる電動走行中であるか否かが判断される。電動走行中には、勿論クラッチ３２は開放されている。答がノーであるとき、即ち内燃機関１０が作動されているときには、以下の制御は行われないので、このフローチャートによる制御はそのまま終了する。答がイエスのとき、制御はステップ２へ進む。
ステップ２に於いては、バキュームタンク２２内の圧力（負圧）Ｐvがブレーキの正常な作動を確保するに必要な或る所定の値Ｐvo（負の値）以下であるか否かが判断される。答がイエスであれば、以下の制御は必要ないので、さしあたり制御はそのまま終了する。答がノーであれば、制御はステップ３へ進む。
ステップ３に於いては、主軸３６の回転数Ｎpが或るかなり高い所定の回転数Ｎph以上であるか否かが判断される。この基準値Ｎphの値としては、例えば、３０００rpm程度の値が採用されてよい。答がイエスであれば、制御はステップ４へ進み、スタータ２４を作動させて内燃機関１０をクランキングし、これによってバキュームポンプ２０を駆動し、バキュームタンク２２内の負圧を回復させる制御が行われる。これは、主軸３６の回転数があまり高いときクラッチ３２を係合させて内燃機関を主軸３６に連結させたのでは、車輪の駆動系に急激な減速を生じさせ、車輛の快適な走行性が失われるからである。ステップ２に於ける上記の所定値Ｐvoが適当に選定されれば、スタータにより内燃機関ごとバキュームポンプ２０を駆動してバキュームタンク２２内の負圧レベルを正常範囲に回復するに要するスタータの作動時間は１０秒程度以下とすることができるので、スタータのみの作動により内燃機関ごとバキュームポンプを駆動する操作によっても、支障なくバキュームタンク内負圧レベルを回復させることができる。
ステップ３の答がノーであるときには、制御はステップ５へ進み、主軸数回転数Ｎpが或る中程度の所定値Ｎpm以上であるか否かが判断される。この基準値Ｎpmの値としては、例えば、２０００rpm程度の値が採用されてよい。答がイエスであれば、制御はステップ６へ進み、スタータ２４を作動させて内燃機関１０をクランクアップし、クラッチ３２が係合されても車輛の快適な走行性が失われることのないよう、クランクシャフト３０の回転数が或る適当な値に達したところで、クラッチ３２を係合させ、それ以後は内燃機関のクランキングによる空転に要するトルクを電動発電機１２によりアシストしつつ、バキュームポンプ２０を車輪駆動系より駆動してバキュームタンク２２内の負圧レベルを回復する操作が行われる。
ステップ５の答がノーであるときには、制御はステップ７へ進み、主軸数回転数Ｎpが或る低い所定値Ｎpl以上であるか否かが判断される。この基準値Ｎplの値としては、例えば、２００rpm程度の値が採用されてよい。答がイエスであれば、制御はステップ８へ進み、直ちにクラッチ３２を係合させ、内燃機関のクランキングによる空転に要するトルクを電動発電機１２によりアシストしつつバキュームポンプ２０を車輪駆動系より駆動してバキュームタンク２２内の負圧レベルを回復する操作が行われる。主軸数回転数ＮpがＮpl以上であってもＮpm以下であるような状態では、クラッチ３２を直ちに係合させて内燃機関の空転クランキングごとバキュームポンプを駆動する操作が行われても、車輛の快適な走行性が失われることはないと考えられ、またＮpmおよびＮplの値はそのように選定されればよい。
ステップ７の答がノーであるときには、制御はステップ9へ進み、スタータ２４を作動させて内燃機関１０をクランキングしてバキュームポンプ２０を駆動し、バキュームタンク２２内の負圧を回復させる制御が行われる。これは、主軸３６の回転数が例えば２００rpm程度以下であるように低いときクラッチ３２を係合させて内燃機関を主軸３６に連結させたのでは、車輛の走行が妨げられる恐れがあるからである。
以上に例示した如き要領によれば、内燃機関と電動機とを駆動源とし、ブレーキ作動用負圧を発生するバキュームポンプが内燃機関の回転に伴って駆動されるよう構成されているハイブリッド車に於いて、内燃機関を停止させた電動駆動中にブレーキ作動用負圧が不足したとき、内燃機関を再始動させることなく、また電動機による車輛駆動に違和感を与えるような変動を生ずることなく、ブレーキ作動用負圧の回復を図ることができる。
以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
本発明による駆動制御装置を組み込んだハイブリッド車の駆動装置の一つの実施の形態を示す概略図。 図１に示すハイブリッド車駆動制御装置の作動を示すフローチャート。
符号の説明
１０…内燃機関、１２…電動発電機、１４，１６…車輪、１８…カム軸、２０…バキュームポンプ、２２…バキュームタンク、２４…スタータ、２６…バッテリ、２８…インバータ、３０…クランク軸、３２…クラッチ、３４…トランスミッション、３６…主軸、３８…第１速用駆動側歯車、４０…第２速用駆動側歯車、４２…第１速用被駆動側歯車、４４…第２速用被駆動側歯車、４６…カウンタ軸、４８…連結切換装置、５０…第３速用の駆動側歯車、５２…第４速用駆動側歯車、５４…連結切換装置、５６…第５速用駆動側歯車、５８…連結切換装置、６０…第３速用被駆動側歯車、６２…第４速用被駆動側歯車、６４…第５速用被駆動側歯車、６６…連結切換装置、６８…後進用駆動歯車、７０…後進用中間歯車、７２，７４…歯車、７６…トランスミッション出力歯車、７８…差動歯車装置、８０…差動歯車装置の入力歯車、８２，８４…差動歯車装置入力側歯車対、８６，８８…差動歯車装置出力側歯車対、９０，９２…車軸、９４…電子式制御装置、９６…バキュームセンサ

Claims (3)

  1. 内燃機関と電動機とを駆動源とし、ブレーキ作動用負圧を発生するバキュームポンプが前記内燃機関の回転に伴って駆動されるよう構成されているハイブリッド車の駆動制御装置にして、前記内燃機関を停止させ該内燃機関をトランスミッション主軸に連結するクラッチを解除した電動駆動中にブレーキ作動用負圧が不足したとき、前記トランスミッション主軸の回転数が第一の所定値以上であって該第一の所定値より高い第二の所定値以下であることを確認の上前記クラッチを係合させて前記内燃機関を車輪駆動系に連結してクランキングし、該内燃機関のクランキングフリクショントルクを前記電動機により補うよう前記電動機の出力を制御するようになっており、前記トランスミッション主軸の回転数が前記第二の所定値以上であることを確認の上前記クラッチを係合させて前記内燃機関を車輪駆動系に連結してクランキングするに先立って前記内燃機関をそのスタータにより予め加速するようになっていることを特徴とする駆動制御装置。
  2. 前記トランスミッション主軸の回転数が前記第二の所定値より高い第三の所定値以上であることを確認の上前記内燃機関をスタータによりクランキングすることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
  3. 前記トランスミッション主軸の回転数が前記第一の所定値以下であることを確認の上前記内燃機関をスタータによりクランキングすることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動制御装置。
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