JPH10236301A

JPH10236301A - ハイブリッド電気自動車におけるブレーキシステム

Info

Publication number: JPH10236301A
Application number: JP4258897A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hirano; 弘之平野; Shinichiro Kitada; 眞一郎北田; Toshio Kikuchi; 俊雄菊池; Eiji Inada; 英二稲田; Takeshi Aso; 剛麻生; Yutaro Kaneko; 雄太郎金子
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1998-09-08
Anticipated expiration: 2017-02-26
Also published as: JP3371736B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電気自動車の実走行距離を向上し、さらに、
電動負圧ポンプが発生する騒音を抑制することができる
ハイブリッド電気自動車におけるブレーキシステムを提
供する。【解決手段】電動負圧ポンプ３９によって、車両に設
けられたブレーキ倍力装置３５ａからワンウェイチェッ
ク弁４３ｂを介して吸気する一方、スロットル１９ｂに
よっても、ブレーキ倍力装置３５ａから吸気する際の吸
気量を調整し、電動負圧ポンプ３９とスロットル１９ｂ
の調整によってブレーキ倍力装置３５ａに生じる負圧レ
ベルが所定の値になるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｖベルトのような
ベルトによって内燃機関の回転力を伝達して、発電機を
回転駆動し、この発電機の発電する電力によって蓄電池
を充電するハイブリッド電気自動車におけるブレーキシ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような電気自動車におけるブ
レーキシステムとしては、例えばセドリック・グロリア
電気自動車整備要領書（平成６年２月）に記載されたも
のが知られている。

【０００３】この従来のブレーキシステムは、負圧力を
生ずる電動負圧ポンプを２個搭載し、並列にブレーキ倍
力装置に接続するような構成となっている。通常のブレ
ーキング時には１個の電動負圧ポンプで負圧力を賄える
が、ポンピングブレーキ等の連続的なブレーキ使用時に
も十分な負圧を確保するために、電動負圧ポンプを２個
搭載している。

【０００４】そして、電動負圧ポンプとブレーキ倍力装
置間の配管上に、高圧用、低圧用、さらに低圧の負圧警
報用の負圧スイッチを備えている。イグニッションキー
がＯＮ状態になると電動負圧ポンプが作動して負圧が上
昇し、高圧用ＳＷが作動すると電動負圧ポンプを停止さ
せる。また、ポンピングブレーキング等により負圧が低
下し、低圧用ＳＷが作動すると電動負圧ポンプを起動し
負圧を供給する構成としている。この時、電動負圧ポン
プが作動中にもかかわらず、何らかの理由で、さらに負
圧が低下し負圧警報用ＳＷが作動すると、警告灯を点灯
させる等により運転者に異常を知らせる構成となってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電気自動車におけるブレーキシステムにあっ
ては、イグニッションキーがＯＮ状態の間、すなわち車
両運転中の間はブレーキングにより使用する負圧は全て
電動負圧ポンプの運転により賄う構成となっていたた
め、いわゆる補機による電力使用が多大となり、車両駆
動用モータが使用できる電力が減少し、実走行距離が短
くなるといった問題があった。

【０００６】また、電動負圧ポンプの運転頻度が多いこ
とで、電動負圧ポンプが発生する騒音に起因して不快感
を与えるといった問題があった。

【０００７】本発明は上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的としては、電気自動車の実走行距離を向上するこ
とができ、さらに、電動負圧ポンプが発生する騒音を抑
制することができるハイブリッド電気自動車におけるブ
レーキシステムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
よれば、上記課題を解決するため、車両を駆動する電動
モータへ蓄電池から電力を供給する一方、内燃機関を用
いて発電機を回転させ、発電された電力を蓄電池または
／および車両負荷に供給するハイブリッド電気自動車に
備えられ、車両を減速停止させるブレーキシステムにお
いて、前記車両に設けられたブレーキ倍力装置から第１
の方向弁を介して吸気する電動負圧ポンプと、電動負圧
ポンプに生じる負圧レベルを検出する第１の検出手段
と、前記内燃機関に設けられ、ブレーキ倍力装置から第
２の方向弁を介して吸気する際の吸気量を調整するスロ
ットルと、スロットルの調整によって生じる負圧レベル
を検出する第２の検出手段と、第１および第２の検出手
段による検出結果に基づいて、ブレーキ倍力装置に生じ
る負圧レベルが所定の値になるように、スロットルと電
動負圧ポンプを制御する制御手段とを有することを要旨
とする。

【０００９】請求項２記載の本発明によれば、上記課題
を解決するため、前記制御手段は、内燃機関運転時に
は、前記電動負圧ポンプを停止するように制御すること
を要旨とする。

【００１０】請求項３記載の本発明によれば、上記課題
を解決するため、前記制御手段は、内燃機関運転時に、
前記ブレーキ倍力装置に生じる負圧レベルが所定値以下
に減少した場合には、負圧レベルが該所定値よりも高く
なるまで前記スロットルを所定量閉じるように制御する
ことを要旨とする。

【００１１】請求項４記載の本発明によれば、上記課題
を解決するため、前記制御手段は、前記ブレーキ倍力装
置に生じる負圧レベルが所定値以下に減少した場合に、
前記蓄電池の残存容量が予め設定された設定値以下にな
ったときには、前記内燃機関の回転数を上げ、スロット
ルを所定量閉じて運転するように制御することを要旨と
する。

【００１２】請求項５記載の本発明によれば、上記課題
を解決するため、前記制御手段は、前記ブレーキ倍力装
置に生じる負圧レベルが所定値以下に減少した場合に
は、負圧レベルが所定値以上に回復するまで、前記電動
負圧ポンプを運転するように制御することを要旨とす
る。

【００１３】請求項６記載の本発明によれば、上記課題
を解決するため、前記制御手段は、発電終了時には、前
記スロットルを所定時間閉じて前記内燃機関の回転数を
低くして運転を行なう一方、ブレーキ倍力装置に供給す
る負圧レベルを所定値まで高めた後に、内燃機関の運転
を停止するように制御することを要旨とする。

【００１４】請求項７記載の本発明によれば、上記課題
を解決するため、前記制御手段は、前記内燃機関が停止
している場合に、前記電動負圧ポンプを運転し、ブレー
キ倍力装置に供給する負圧レベルが所定値以下に減少し
たときには、負圧レベルが所定値よりも高い値に回復す
るまで、スロットルを閉じて運転するように制御するこ
とを要旨とする。

【００１５】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、電動負
圧ポンプによって、車両に設けられたブレーキ倍力装置
から第１の方向弁を介して吸気する一方、スロットルに
よっても、ブレーキ倍力装置から吸気する際の吸気量を
調整し、電動負圧ポンプとスロットルの調整によってブ
レーキ倍力装置に生じる負圧レベルが所定の値になるよ
うに制御することで、電動負圧ポンプの使用頻度が減
り、電気自動車の実走行距離を向上し、さらに、電動負
圧ポンプが発生する騒音を抑制することができる。

【００１６】また、請求項２記載の本発明によれば、内
燃機関運転時には、電動負圧ポンプを停止させ、スロッ
トルのみで負圧の調整を行うため、電動負圧ポンプで消
費する電力が減るため、電気自動車の実走行距離を向上
し、さらに、電動負圧ポンプが発生する騒音を抑制する
ことができる。

【００１７】請求項３記載の本発明によれば、内燃機関
運転時に、ブレーキ倍力装置に生じる負圧レベルが所定
値以下に減少した場合には、負圧レベルが該所定値より
も高くなるまでスロットルを所定量閉じるように制御す
ることで、電動負圧ポンプを用いずに速やかに負圧を高
くすることができ、電気自動車の実走行距離を向上し、
さらに、電動負圧ポンプが発生する騒音を抑制すること
ができる。

【００１８】請求項４記載の本発明によれば、ブレーキ
倍力装置に生じる負圧レベルが所定値以下に減少した場
合に、前記蓄電池の残存容量が予め設定された設定値以
下になったときには、内燃機関の回転数を上げ、スロッ
トルを所定量閉じて運転するように制御することで、電
動負圧ポンプを用いずに、速やかに負圧を高くすること
ができ、電気自動車の実走行距離を向上し、さらに、電
動負圧ポンプが発生する騒音を抑制することができる。

【００１９】請求項５記載の本発明によれば、ブレーキ
倍力装置に生じる負圧レベルが所定値以下に減少した場
合には、負圧レベルが所定値以上に回復するまで、電動
負圧ポンプを運転するように制御することで、電動負圧
ポンプの使用を抑制しつつ、速やかに負圧を高くするこ
とができ、電気自動車の実走行距離を向上し、さらに、
電動負圧ポンプが発生する騒音を抑制することができ
る。

【００２０】請求項６記載の本発明によれば、発電終了
時には、スロットルを所定時間閉じ、内燃機関の回転数
を低くして運転を行ない、ブレーキ倍力装置に供給する
負圧レベルを所定値まで高めた後に、内燃機関の運転を
停止するように制御することで、電動負圧ポンプを用い
ずに、速やかに負圧を高くすることができ、電気自動車
の実走行距離を向上し、さらに、電動負圧ポンプが発生
する騒音を抑制することができる。

【００２１】請求項７記載の本発明は、内燃機関が停止
しているときには、電動負圧ポンプの運転によって負圧
レベルを調整し、ブレーキ倍力装置に供給する負圧レベ
ルが所定値以下に減少したときには、負圧レベルが所定
値よりも高い値に回復するまで、スロットルを閉じて内
燃機関を運転するように制御することで、電動負圧ポン
プの使用頻度が減り、電気自動車の実走行距離を向上
し、さらに、電動負圧ポンプが発生する騒音を抑制する
ことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００２３】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態のシステム構成を示した図である。

【００２４】同図において、車両駆動用電動モータ１は
Ｕ，Ｖ，Ｗ三相誘導モータからなり、蓄電池３の直流電
力を所望の交流電力に変換するインバータ５の出力によ
って回転駆動されるものである。インバータ５は、モー
タコントローラ（図中、ＭＣで示す）７を介して、後述
するＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）コント
ローラ（図中、ＥＣＵで示す）９に接続されている。

【００２５】前記車両駆動用電動モータ１には、その回
転出力を減速する減速機１１が設けられており、この減
速機１１の中に設けられた差動装置（図示せず）によっ
て左右の車輪１３ａ、１３ｂを駆動するよう構成されて
いる。前記蓄電池３は、充電スタンドや家庭用電源から
も充電できるように充電器１５が接続できるようになっ
ている。また、蓄電池３は、充電量と放電量とをモニタ
管理しているバッテリコントローラ（図中、ＢＣで示
す）１７を介してＥＶコントローラ９に接続されてい
る。

【００２６】これら駆動系の動作を制御するために、車
両駆動用電動モータ１には、車両駆動用電動モータ１の
回転子（図示せず）の回転数（速度）を計測する回転セ
ンサ１ａが取り付けられている。さらに、減速機１１に
は、車両の走行速度を計測する車速センサ１１ａが取り
付けられている。これらのセンサ１ａ，７ａはＥＶコン
トローラ９に接続されている。

【００２７】また、蓄電池３を充電し、また蓄電池３電
力が不足するときに直接車両駆動用電動モータ１にも電
力を供給するための伝動力源として、内燃機関（図中、
ＥＮＧで示す）１１が設けられており、この内燃機関１
９は、Ｖベルト２１を介して発電機２３が回転原動力を
受けるように接続されている。内燃機関１９の原動力
は、内燃機関１９近傍に設置されたスロットル１９ｂに
よって調整される。また、発電機２３は、コンバータ２
５を介して蓄電池３とインバータ５の接続点に接続され
る。さらに、発電機２３は、発電機２３の発電電力の電
圧、電流をモニタする発電機コントローラ（図中、ＧＣ
で示す）２７を介して、ＥＶコントローラ９と接続され
ている。

【００２８】この内燃機関１９には、内燃機関１９の回
転速度を計測する回転センサ１９ｃが取り付けられてい
る。さらに、発電機２３にも回転センサ２３ａが取り付
けられており、これらの回転センサ１９ｃ，２３ａはＥ
Ｖコントローラ９に接続されている。この内燃機関１９
は、内燃機関コントローラ（図中、ＥＣＣＳで示す）２
９によって制御されるが、この内燃機関コントローラ２
９はＥＶコントローラ９に接続される。

【００２９】ＥＶコントローラ９は、セレクトレバー３
１の位置情報、アクセルペダル３３の踏み込み量情報、
ブレーキペダル３５の踏み込み量情報、スタートキー３
７の位置情報を受け取って、車両駆動用電動モータ１に
指令すべき出力や回転数を演算し、モータコントローラ
７やバッテリコントローラ１７等に各種指令信号を出力
するものである。

【００３０】次に、上記ハイブリッド電気自動車の制御
動作について説明する。

【００３１】蓄電池３が充分な残存容量を蓄電している
場合、運転手がスタートキー３７をＯＮ状態にし、セレ
クトレバー３１をドライブレンジ（Ｄレンジ）またはリ
バースレンジ（Ｒレンジ）に操作し、アクセルペダル３
３を踏み込む操作を行うことによって、ＥＶコントロー
ラ９は、駆動指令信号と共にスタートトルクを発生でき
るだけの出力電圧、電流、周波数指令信号をモータコン
トローラ７に出力する。この出力電圧、電流、周波数指
令信号を受け取ったモータコントローラ７は、インバー
タ５の電圧、周波数制御を行い、蓄電池３の電力を所望
の電圧、周波数の三相交流電力に変換して車両駆動用電
動モータ１に供給し、車両をスタートさせる。

【００３２】そして、車両スタート後は、運転手が踏み
込むアクセルペダル３３の踏み込み量の増減に応答して
インバータ５を制御して車両駆動用電動モータ１に対す
る供給電力を調整し、車両駆動用電動モータ１のトルク
制御、速度制御を行う。

【００３３】バッテリコントローラ１７は、蓄電池３の
残存容量を電池電圧によって監視し、残存容量が予め設
定されている充電開始点まで低下するとＥＶコントロー
ラ９に充電要求を出力し、ＥＶコントローラ９は内燃機
関コントローラ２９に起動指令信号を与える。内燃機関
コントローラ２９は起動指令信号を受け取ると、スター
タ１９ａを作動させて内燃機関１９を始動させ、回転セ
ンサ１９ｃの検出信号に基づいて内燃機関１９を所望の
原動力が得られるようにスロットル１９ｂを開閉制御す
る。

【００３４】この内燃機関１９の回転原動力は、Ｖベル
ト２１によって発電機２３に伝達され、発電機２３が回
転して三相交流発電を行い、この三相交流電力がコンバ
ータ２５によって直流電力に変換されて蓄電池３に充電
される。この発電機２３の発電電力指令信号は、ＥＶコ
ントローラ９から発電機コントローラ２７に与えられ、
発電機コントローラ２７が発電機２３の発電電力の電
圧、電流をモニタしながらコンバータ２５を制御する。
これによって、発電機２３からは、所望の発電電力を出
力することができる。

【００３５】蓄電池３の充電電圧が充電停止点まで上昇
すると、バッテリコントローラ１７はＥＶコントローラ
９に充電停止要求信号を出力し、この信号を受信する
と、ＥＶコントローラ９は内燃機関コントローラ２９に
停止指令信号を出力し、内燃機関１９が停止される。

【００３６】このようにして、蓄電池３の残存容量を常
に監視していて、残存容量が充電開始点まで低下する
と、内燃機関１９を起動して発電機２３によって発電
し、蓄電池３を再充電し、残存容量が充電停止点まで上
昇すると発電を停止する動作を繰り返し、おもに、蓄電
池３の電力によって車両駆動用電動モータ１を駆動して
車両を走行させるものである。

【００３７】次に、図２に上記ハイブリッド電気自動車
の発電機２３の出力特性を示す。

【００３８】同図において、横軸に内燃機関１９の回転
数ＮE 、縦軸に発電機２３の発電出力ＰO を表わす。通
常の発電モードでは、出力特性（イ）で示したように、
内燃機関１９の回転数ＮE に比例して発電出力ＰO が増
加する設定となっている。第２発電モードは出力特性
（ロ）で示したように、通常の発電モードと比較する
と、同じ発電出力ＰO においては、内燃機関１９の回転
数ＮE が高回転となるように設定されている。また、ア
イドル運転時は、内燃機関１９の回転数ＮE が約７５０
［ｒｐｍ］で、発電出力ＰO は０［ｋＷ］である。

【００３９】次に、図３に内撚機関１１の吸気管１９ｄ
に生じる負圧の特性模式図を示す。

【００４０】同図において、横軸に内燃機関１９の回転
数ＮE 、縦軸に内燃機関１９に発生するトルクＴE を表
わす。

【００４１】通常の発電モードでは、吸気管１９ｄに生
じる負圧は約−２５０〜−３５０［ｍｍＨｇ］となり、
内燃機関回転数ＮE にかかわらず、ほぼフラットな特性
を示す。一方、第２の発電モードでは、吸気管１９ｄに
生じる負圧は約−３５０〜−４５０［ｍｍＨｇ］とな
り、通常の発電モードよりも吸気管１９ｄに生じる負圧
レベルは高くなる。また、同図に発電機２３の出力特性
もあせて記す。

【００４２】また、図４に蓄電池３（例として、リチウ
ム−イオン蓄電池）の充・放電特性を示す。

【００４３】同図において、横軸に蓄電池残存容量（Ｓ
ＯＣ）、縦軸に蓄電池電圧ＶＢを取ると、蓄電池３の残
存容量の減少に伴なって蓄電池電圧ＶＢも漸減し、点Ｂ
３で急激に電圧が低下する特性を示す。そこで、実用的
にはこの電圧が急低下する点Ｂ３を残存容量０％に設定
している。

【００４４】蓄電池３を充電する場合、同図に示す特性
曲線は右下から左上がりに蓄電池電圧ＶＢが上昇してい
く。充電（発電）完了点Ｂ１は、回生充電（回生ブレー
キ時に車両駆動用電動モータ１が発電機２３となって蓄
電池３に回生電力を充電する動作）による余裕を考慮し
て残存容量８０％程度の点に設定している。また、蓄電
池３が放電によって電圧を低下させていった場合に再充
電を開始する点、つまり充電（発電）開始点Ｂ２は車両
駆動用電動モータ１の出力（電力消費）が発電容量、例
えば２０ｋＷより大きい場合には、蓄電池３からの放電
が過多になることを考慮して残存容量４０％の点に設定
している。

【００４５】図５には、車両駆動用電動モータ１の出力
特性を示す。

【００４６】同図において、実線を用いて最大出力線図
を、破線を用いて定格出力線図を示すものである。な
お、最大出力は定格出力のほぼ２倍に設定する。

【００４７】次に、図１を参照して、本実施の形態のブ
レーキシステムの負圧配管の構成について説明する。

【００４８】電動負圧ポンプ３９と内燃機関１９運転時
に、吸気管１９ｄ内に発生する負圧の２系統を負圧源と
し、負圧センサ４１ａ、４１ｂとワンウェイチェック弁
４３ａ、４３ｂを介して並列に負圧タンク４５に接続
し、さらに負圧タンク４５からブレーキ倍力装置３５ａ
へ接続される構成となっている。

【００４９】負圧センサ４１ａは、吸気管１９ｄに生じ
る負圧レベルを検出するものであり、負圧センサ４１ｂ
は、電動負圧ポンプ３９によって生じる負圧レベルを検
出するものである。また、ワンウェイチェック弁４３
ａ、４３ｂを介することにより、ブレーキ倍力装置３５
ａに的確に負圧を生じさせることができる。

【００５０】次に、図６に負圧センサ４１ａ、４１ｂの
設定（特性）を示す。

【００５１】同図において、負圧の高い方から順に負圧
ＦHi、負圧ＦLow 、負圧ＦCAの３点を設定している。

【００５２】本実施の形態では、負圧ＦHiは、内燃機関
１９においてスロットル１９ｂ開度が閉じ方向となる−
６００mmＨｇ程度に設定している。負圧ＦLow は、ブレ
ーキ操作力を十分に低減可能な値として−３５０mmＨｇ
程度に設定している。負圧ＦCAは、これ以上負圧が低下
するとブレーキ操作力低減に支障を来たす恐れがある−
２５０mmＨｇ程度に設定している。

【００５３】次に、図７に内撚機関１１のスロットル１
９ｂの開度特性模式図を示す。

【００５４】同図において、横軸に内燃機関回転数ＮE
、縦軸に内撚機関発生トルクＴE を表わす。スロット
ル１９ｂ開度線は右肩下りの特性を示す。本図に発電機
出力特性も合せて記す。

【００５５】内燃機関１９が同じ回転数であれば、スロ
ットル１９ｂを閉じると、内燃機関１９に発生するトル
クＴE が小さくなり、発電出力ＰO が小さくなる。

【００５６】図８に示すフローチャートを用いて、第１
の実施の形態の負圧制御処理を説明する。

【００５７】まず、ステップＳ１０では、ＥＶコントロ
ーラ９は、回転センサ１９ｃからの検出信号によって内
撚機関１１が現在運転中か否かを判断する。回転センサ
１９ｃが内燃機関１９の回転数を検出し、運転中と判断
される場合はステップＳ２０に進み、運転されていない
と判断される場合はステップＳ１１０に進む。ステップ
Ｓ２０では、現在のスロットル１９ｂ開度を検出する。

【００５８】次に、ステップＳ３０に進み、負圧センサ
４１ａによって、内撚機関１１の吸気管１９ｄに発生す
る負圧レベルが、図６に示す負圧ＦLow より高いか否か
を判断する。負圧ＦLow より高い場合はステップＳ４０
に進み、負圧ＦLow 以下の場合にはステップＳ１８０に
進む。次に、ステップＳ４０では、ブレーキ倍力装置に
生じる負圧は、吸気管１９ｄに生じる負圧で充分賄える
ものとみなし、電動負圧ポンプ３９を停止させる。すで
に停止している場合はそのままの状態を維持する。次
に、ステップＳ５０では、内撚機関１１の吸気管１９ｄ
に発生する負圧レベルが負圧ＦHiより高いか否かを判断
する。高い場合はステップＳ６０に進む一方、負圧ＦHi
以下の場合はステップＳ８０に進み、上記ステップから
復帰する。ステップＳ６０では、ステップＳ２０で検出
したスロットル１９ｂ開度によって、内撚機関１１が通
常の発電モードで運転されているか、第２の発電モード
で運転されているかを判断する。このとき、通常の発電
モードで発電されている場合はステップＳ７０に進み、
この状態を維持するために復帰して、上記ステップを繰
返す。

【００５９】一方、ステップＳ６０で内撚機関１１の運
転状況が通常の発電モードではなく、第２の発電モード
で運転されている場合、ステップＳ９０では、スロット
ル１９ｂ開度を所定量ΔＴＨ開けることによって内燃機
関１９の運転を通常の発電モードに移行させ、ステップ
Ｓ１００に進み、復帰して、上記ステップを繰返す。

【００６０】一方、ステップＳ１０で内撚機関１１が運
転されていない場合は、ステップＳ１１０に進む。ステ
ップＳ１１０では、負圧センサ４１ｂによって、電動負
圧ポンプ３９に生じる負圧レベルが負圧ＦHiより高いか
否かを判断する。負圧ＦHiより高い場合はステップＳ１
２０に進み、負圧ＦHi以下の場合はステップＳ１４０に
進む。ステップＳ１２０では、ブレーキ倍力装置３５ａ
には充分な負圧が生じていると判断し、電動負圧ポンプ
３９の運転を停止させる。すでに停止している場合はそ
のままの状態を維持する。

【００６１】ステップＳ１１０で負圧レベルが負圧ＦHi
以下と判断された場合、ステップＳ１４０では、電動負
圧ポンプ３９に生じる負圧レベルが負圧ＦLow より高い
か否かを判断する。負圧ＦHiより高いと判断された場合
は、そのままステップＳ１５０で復帰され、上記ステッ
プが繰返される。すなわち、既に電動負圧ポンプ３９が
運転されている場合はそのまま運転が続行され、運転が
停止されている場合はそのまま停止状態を続行する。ス
テップＳ１４０で負圧レベルが負圧ＦLow 以下と判断さ
れた場合、ステップＳ１６０では、電動負圧ポンプ３９
の運転が開始され、負圧の供給が始まる。

【００６２】次に、ステップＳ３０で内撚機関１１が運
転中にもかかわらず、吸気管１９ｄの負圧レベルが負圧
ＦLow 以下と判断された場合、ステップＳ１８０では、
吸気管１９ｄの負圧レベルが負圧ＦCAより高いか否かを
判断する。負圧ＦCAよりも高い場合は、ステップＳ１９
０に進み、負圧ＦCA以下の場合にはステップＳ２１０に
進む。ステップＳ１９０では、スロットル１９ｂ開度を
所定量ΔＴＨ閉じる制御を行なう。図７で説明すると、
初期に２０ｋＷの発電を行なっている場合にＧ１点とな
るが、スロットル１９ｂ開度を所定量閉じることで内燃
機関１９の回転数が低下してＧ２点での運転に変更され
る。従って、図３に示すように、初期の定常負圧−２７
０mmＨｇに対して−３００mmＨｇ程度まで負圧を高めら
れる。更に回転が安定するまでの過渡期間に高負圧が発
生することが期待できる。

【００６３】ステップＳ１８０で負圧レベルが負圧ＦCA
以下と判断された場合には、負圧低下の緊急性が高いの
で、ステップＳ２１０では、発電を中断してスロットル
１９ｂ開度の全閉操作を行なうＧ３点でのアイドル運転
に切換える。この操作により負圧が−６００mmＨｇ以上
の領域での運転となり負圧の確保が確実に行える。

【００６４】次に、図１３に示すタイムチャートを用い
て、上記ブレーキシステムにおける負圧制御動作を説明
する。

【００６５】蓄電池残量容量が４０％以下になると、内
燃機関１９が通常の発電モードで運転を開始し、蓄電池
３に充電が開始される。このとき吸気管１９ｄの負圧レ
ベルはＦLow よりも高い。このため、ブレーキ倍力装置
３５ａで必要となる負圧は、内燃機関１９に発生する負
圧のみで賄い、電動負圧ポンプ３９の運転を停止する。
この間にブレーキ操作が行われると、ブレーキ操作が行
われている間、負圧レベルが低下する。この負圧レベル
は短時間でＦHiまで回復するが、ポンピングブレーキの
ように連続してブレーキ操作を行うとＦLow 以下に低下
する。ＦLow 以下に低下すると、スロットル１９ｂ開度
を所定量閉じて、通常の発電モードよりも高い負圧を生
じる第２の発電モードに移行し、速やかに負圧レベルを
高める。また、負圧がＦHiまで回復したとき、再び通常
の発電モードに移行し、発電を行う。

【００６６】さらに、負圧レベルがＦCAまで低下した場
合は、負圧供給の緊急性が高いので、より高い負圧を生
じさせるために、スロットル１９ｂを全閉にして負圧レ
ベルを急速に高める。なお、このときには発電を行わな
いものとする。

【００６７】また、内燃機関１９が運転されていない場
合には、電動負圧ポンプ３９の運転によって負圧を賄う
ようにする。

【００６８】このように、第１の実施の形態に係るブレ
ーキシステムによれば、電動負圧ポンプ３９の稼働頻度
を減らすことが可能となり、蓄電池３の消耗を極力防ぐ
ことができる。また、電動負圧ポンプ３９の発する騒
音、振動も低減することができる。

【００６９】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態について、図９に示すフローチャートを用
いて説明する。第２の実施の形態のブレーキシステムの
機能構成は、図１に示した第１の実施の形態と同様であ
るが、第１の実施の形態との相違点は、負圧レベルが負
圧ＦCA以下に低下した場合に、電動負圧ポンプ３９に加
えて内撚機関１１の負圧の２系統で負圧を供給すること
にある。なお、同一の処理ステップには同一のステップ
番号を付加するので、その説明を省略する。

【００７０】まず、ステップＳ１０〜Ｓ１６０では、第
１の実施の形態と同一の処理が行われ、電動負圧ポンプ
３９の運転を開始させる。そして、ステップＳ２５０に
進み、電動負圧ポンプ３９に生じる負圧レベルが負圧Ｆ
CAより高いか否かを判断し、負圧ＦCAよりも高い場合は
ステップＳ２６０で復帰され、負圧ＦCA以下の場合には
ステップＳ２７０に進む。ステップＳ２７０では、内撚
機関１１をスロットル１９ｂ全閉で運転を行なう。この
とき、発電は行われないものとする。

【００７１】一方、ステップＳ１０で内燃機関１９が運
転中の場合、ステップＳ１５に進み、発電中か否かを判
断する。発電中の場合はステップＳ２０に進み、発電中
でない場合（アイドル運転中の場合）はステップＳ２９
０に進む。ステップＳ２９０では、負圧センサ４１ａに
よって内撚機関１１の吸気管１９ｄに発生する負圧レベ
ルが負圧ＦHiより高いかを否かを判断する。負圧レベル
が負圧ＦHiより高い場合はステップＳ３００に進み、負
圧ＦHi以下の場合は、ステップＳ３２０でリターンされ
る。ステップＳ３００では、ブレーキ倍力装置３５ａに
は負圧が充分生じているため、内燃機関１９の運転を停
止し、ステップＳ３１０でリターンして上記ステップを
繰り返す。

【００７２】このように、第２の実施の形態では、内燃
機関１９が停止、電動負圧ポンプ３９が稼働している状
況で，連続ブレーキング等により負圧レベルが所定値以
下に低下し、負圧供給の緊急性が高い場合には、内燃機
関１９をスロットル１９ｂ全閉で運転することで、より
速やかに負圧レベルを確保することができる。

【００７３】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について、図１０に示すフローチャートを
用いて説明する。第３の実施の形態のブレーキシステム
の機能構成は、図１に示した第１の実施の形態と同様で
あるが、第１の実施の形態との相違点は、スロットル１
９ｂ開度が閉じ気味で所定の発電量が確保されない状態
が続く場合には第２発電モードに移行することにある。
なお、同一の処理ステップには同一のステップ番号を付
加するので、その説明を省略する。

【００７４】まず、ステップＳ１０〜Ｓ１９０では、第
１の実施の形態と同様の処理を行い、スロットル１９ｂ
開度を所定量ΔＴＨ閉じる操作を行なうと、次に、ステ
ップＳ３４０では、時間Ｎのカウントを行う。そして、
ステップＳ３５０では、所定時間ＮT が経過したか否か
判断する。所定時間ＮT が経過した場合にはステップＳ
３６０に進み、所定時間ＮT が経過していなければステ
ップＳ３８０に進む。ステップＳ３６０では、内燃機関
１１の回転数を高くして、より高い負圧を生じる第２発
電モードに移行させる制御を行なう。

【００７５】例えば通常の発電モードにおいては、２０
ｋＷ発電点（Ｇ１）では負圧レベル−２７０mmＨｇ程度
確保できる。一方、第２発電モードにおいては２０ｋＷ
発電点（Ｇ４）では負圧レベルが−３５０mmＨｇ程度確
保できる。

【００７６】一方、ステップＳ３５０で所定時間ＮT が
経過していない場合には、ステップＳ３８０で復帰して
上記ステップを繰り返す。

【００７７】このように、第３の実施の形態によれば、
スロットル１９ｂ開度が閉じ気味で所定の発電量が確保
されない状態が続く場合には、図５に示す第２発電モー
ドに移行することにより、発電量を確保しながら同時
に、負圧レベルも確保することができる。

【００７８】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態について、図１１に示すフローチャートを
用いて説明する。第４の実施の形態のブレーキシステム
の機能構成は、図１に示した第１の実施の形態と同様で
あるが、第１の実施の形態との相違点は、負圧レベルが
負圧ＦCA以下の場合には、内燃機関１９の負圧と電動負
圧ポンプ３９の２系統で負圧を供給することにある。な
お、同一の処理ステップには同一のステップ番号を付加
するので、その説明を省略する。

【００７９】まず、ステップＳ１０〜Ｓ１６０では、第
１の実施の形態と同様の処理を行い、電動負圧ポンプ３
９の運転を開始する。そして、ステップＳ２５０に進
み、負圧レベルが負圧ＦCAよりも高いか否かを判断す
る。負圧ＦCAよりも高い場合は、そのままステップＳ２
６０で復帰し、負圧ＦCA以下の場合にはステップＳ２７
０に進む。ステップＳ２７０では、内撚機関１１をスロ
ットル１９ｂ全閉でアイドル運転を行ない、電動負圧ポ
ンプ３９と吸気管１９ｄの２系統を用いてブレーキ倍力
装置３５ａに負圧を供給する。

【００８０】また、ステップＳ１０〜Ｓ１８０で、第１
の実施の形態と同一の処理を行い、負圧レベルが負圧Ｆ
CA以下であった場合はステップＳ４００に進む。ステッ
プＳ４００では、電動負圧ポンプ３９の運転を開始す
る。

【００８１】このように、第４の実施の形態によれば、
負圧レベルが負圧ＦCA以下で負圧供給の緊急性が高い場
合には、吸気管１９ｄの負圧に加え電動負圧ポンプ３９
の２系統を用いて負圧を供給することで、より速やかに
負圧レベルを確保することができる。

【００８２】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態について、図１２と図１３を用いて説明す
る。第５の実施の形態のブレーキシステムの機能構成
は、図１に示した第１の実施の形態と同様である。

【００８３】まず、図１２に示したフローチャートを用
いて本実施の形態を説明する。

【００８４】ステップＳ５１０では、内撚機関１１が現
在運転中か否かを判断する。運転中でなければステップ
Ｓ５７０でそのまま復帰し、運転中の場合はステップＳ
５２０に進む。ステップＳ５２０では、現在発電中か否
かを判断する。発電中の場合はステップＳ５３０に進
み、発電中ではない場合にはステップＳ６１０に進む。
ステップＳ５３０では、蓄電池残存容量（ＳＯＣ）が、
図６に示すように、充電（発電）完了点Ｂ１以上か否か
を判断する。充電（発電）完了点Ｂ１以上の場合はステ
ップＳ５４０に進み、充電（発電）完了点Ｂ１よりも低
い場合はステップＳ５８０で復帰され、上記ステップが
繰返される。ステップＳ５４０では、負圧レベルが負圧
ＦHiよりも高いか否かを判断する。負圧レベルが既に負
圧ＦHiよりも高い場合は、ステップＳ５５０で内燃機関
１９停止及び発電停止を行い、負圧レベルが負圧ＦHi以
下と判断された場合は、ステップＳ５９０で発電を停止
するとともに内燃機関１９をスロットル１９ｂ全閉のア
イドル運転に移行する。アイドル運転は負圧レベルが負
圧ＦHi以上となるまで続けられ、その後、内燃機関１９
が停止される。

【００８５】ステップＳ５２０で発電停止中と判断され
た場合、ステップＳ６１０では、蓄電池残存容量が充電
（発電）開始点Ｂ２以下か否かを判断する。充電（発
電）開始点Ｂ２以下の場合にはＳ６２０に進み、充電
（発電）開始点Ｂ２よりも高い場合にはステップＳ６４
０に進む。ステップＳ６２０では、内燃機関１９を始動
し、かつ、所定の発電量で発電を開始する。充電（発
電）開始点Ｂ２よりも高い場合、ステップＳ６４０で
は、負圧レベルが負圧ＦHiよりも高いか否かを判断す
る。負圧レベルが負圧ＦHiよりも高い場合はステップＳ
６５０に進み、負圧ＦHi以下の場合にはステップＳ６７
０に進む。ステップＳ６５０では、内燃機関１９を停止
させる。負圧ＦHi以下の場合、ステップＳ６７０では、
内撚機関１１をスロットル１９ｂ全閉のアイドル運転に
移行する。アイドル運転は負圧レベルが負圧ＦHi以上と
なるまで続けられ、その後、内燃機関１９が停止され
る。

【００８６】このように、第５の実施の形態によれば、
蓄電池３への充電（発電）が終了した時点で、負圧レベ
ルが所定値以下になった場合には、内燃機関１９をスロ
ットル１９ｂ全閉アイドル運転に移行して負圧レベルを
確保することで、電動負圧ポンプ３９の稼働を減らし蓄
電池３の消耗を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド
電気自動車におけるブレーキシステムのシステム構成を
示す図である。

【図２】第１の実施の形態の発電機出力特性を示す図で
ある。

【図３】第１の実施の形態の内燃機関の負圧特性を示す
図である。

【図４】第１の実施の形態の蓄電池特性を示す図であ
る。

【図５】第１の実施の形態のモータ出力特性を示す図で
ある。

【図６】第１の実施の形態の負圧センサの設定を示す図
である。

【図７】第１の実施の形態の内燃機関のスロットル開度
特性を示す図である。

【図８】第１の実施の形態のフローチャートを示す図で
ある。

【図９】第１の実施の形態のタイムチャートを示す図で
ある。

【図１０】第２の実施の形態のフローチャートを示す図
である。

【図１１】第３の実施の形態のフローチャートを示す図
である。

【図１２】第４の実施の形態のフローチャートを示す図
である。

【図１３】第５の実施の形態のフローチャートを示す図
である。

【符号の説明】

１車両駆動用電動モータ３蓄電池９ＥＶコントローラ１１減速機１３ａ，１３ｂ駆動輪１９内燃機関１９ｂスロットル１９ｄ内燃機関の吸気管２１Ｖベルト２３発電機２５コンバータ２９内燃機関用コントローラ３１セレクトレバー３３アクセルペダル３５ブレーキペダル３５ａブレーキ倍力装置３９電動負圧ポンプ４１ａ，４１ｂ負圧センサ４３ａ，４３ｂワンウェイチェック弁４５倍力負圧タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲田英二神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者麻生剛神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者金子雄太郎神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両を駆動する電動モータへ蓄電池から
電力を供給する一方、内燃機関を用いて発電機を回転さ
せ、発電された電力を蓄電池または／および車両負荷に
供給するハイブリッド電気自動車に備えられ、車両を減
速停止させるブレーキシステムにおいて、前記車両に設けられたブレーキ倍力装置から第１の方向
弁を介して吸気する電動負圧ポンプと、電動負圧ポンプに生じる負圧レベルを検出する第１の検
出手段と、前記内燃機関に設けられ、ブレーキ倍力装置から第２の
方向弁を介して吸気する際の吸気量を調整するスロット
ルと、スロットルの調整によって生じる負圧レベルを検出する
第２の検出手段と、第１および第２の検出手段による検出結果に基づいて、
ブレーキ倍力装置に生じる負圧レベルが所定の値になる
ように、スロットルと電動負圧ポンプを制御する制御手
段とを有することを特徴とするハイブリッド電気自動車
におけるブレーキシステム。
【請求項２】前記制御手段は、内燃機関運転時には、前記電動負圧ポンプを停止するよ
うに制御することを特徴とする請求項１記載のハイブリ
ッド電気自動車におけるブレーキシステム。
【請求項３】前記制御手段は、内燃機関運転時に、前記ブレーキ倍力装置に生じる負圧
レベルが所定値以下に減少した場合には、負圧レベルが
該所定値よりも高くなるまで前記スロットルを所定量閉
じるように制御することを特徴とする請求項１、または
請求項２記載のハイブリッド電気自動車におけるブレー
キシステム。
【請求項４】前記制御手段は、前記ブレーキ倍力装置に生じる負圧レベルが所定値以下
に減少した場合に、前記蓄電池の残存容量が予め設定さ
れた設定値以下になったときには、前記内燃機関の回転
数を上げ、スロットルを所定量閉じて運転するように制
御することを特徴とする請求項１、または請求項２記載
のハイブリッド電気自動車におけるブレーキシステム。
【請求項５】前記制御手段は、前記ブレーキ倍力装置に生じる負圧レベルが所定値以下
に減少した場合には、負圧レベルが所定値以上に回復す
るまで、前記電動負圧ポンプを運転するように制御する
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動
車におけるブレーキシステム。
【請求項６】前記制御手段は、発電終了時には、前記スロットルを所定時間閉じて前記
内燃機関の回転数を低くして運転を行なう一方、ブレー
キ倍力装置に供給する負圧レベルを所定値まで高めた後
に、内燃機関の運転を停止するように制御することを特
徴とする請求項１、または請求項２、または請求項３、
または請求項４記載のハイブリッド電気自動車における
ブレーキシステム。
【請求項７】前記制御手段は、前記内燃機関が停止している場合に、前記電動負圧ポン
プを運転し、ブレーキ倍力装置に供給する負圧レベルが
所定値以下に減少したときには、負圧レベルが所定値よ
りも高い値に回復するまで、スロットルを閉じて運転す
るように制御することを特徴とする請求項１、または請
求項５記載のハイブリッド電気自動車におけるブレーキ
システム。