JPH1089123A - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンにて駆動されるバキュームポンプに
より制動倍力用の負圧を発生させるハイブリッド車（Ｈ
Ｖ）において、バキュームポンプにおける負圧（ポンプ
負圧）に不足が発生した場合でも、制動倍力用の負圧を
確保できるようにする。 【解決手段】 インテークマニホールド２２の負圧（イ
ンマニ負圧）をバキュームタンク１０に導入するための
配管２８を設け、配管２８の上にチェックバルブ２６を
設ける。ポンプ負圧が低下したときにチェックバルブ２
６が開きインマニ負圧がバキュームタンク１０に導入さ
れる。バキュームタンク１０の圧力が増大したときやバ
キュームポンプ１２のオルタＬ端子電圧が低下したりし
たときに、ＨＶＥＣＵ３２がスロットルバルブ２４を閉
じ側に制御し、インマニ負圧を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド自動
車（以下「ＨＶ」）に搭載される制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】制動倍力機構（ブレーキブースタ等と呼
ばれる）は車両操縦者のブレーキペダル踏力をアシスト
する機能を有する機構であり、制動倍力機構を搭載した
ＨＶとしては特開平７−２５３０５８号公報に記載の例
がある。なお、本願でいうＨＶとは、エンジン及びこれ
に連結された回転電機を備える車両である。即ち、エン
ジンにて発電機又は発電機兼用モータを駆動しその結果
得られる電力にて車両走行用モータを駆動する車両（こ
れはシリーズＨＶ：ＳＨＶの一形態である）や、在来エ
ンジン車両と同様エンジンを駆動輪を機械的に連結しつ
つもエンジンと駆動輪の間に発電機、モータ又は発電機
兼用モータを付加した車両（これはパラレルＨＶ：ＰＨ
Ｖの一形態である）や、これらの複合形態を、いずれも
含んでいる。

【０００３】ＨＶの利点の一つは、エンジンを良好な効
率で運転できることにある。例えばＳＨＶでは、エンジ
ンと駆動輪との間に機械的な連結が存在しないため、ア
クセル操作等に応じてエンジントルクを発生させる必要
がない。また、ＰＨＶでは、エンジンと駆動輪とが連結
されてはいるものの、加速要求等に応じたトルクの出力
は回転電機のアシストの下に賄うことができるから、在
来のエンジン車両と比べればエンジン出力の変動を抑制
できる。このような利点を実際に提供するため採用でき
る運転方法としては、ポンピング損失を抑圧するためガ
ソリンエンジンのスロットルバルブを原則として一定の
開度（例えば全開）とする、という方法がある。なお、
エンジン運転効率の改善という目的を達成する必要上、
ＨＶでは、低回転領域等効率確保のためにスロットル開
度の調整が必要な運転領域ではスロットル開度をしかる
べく調整する。言い換えれば、ＨＶには、スロットルバ
ルブや、必要なエンジン回転数等に応じたスロットル開
度の制御手段を、設けるのが望ましい。その意味で、Ｈ
Ｖは、ディーゼルエンジン車のようにスロットルバルブ
なしの車両とは一線を画している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
運転方法には、スロットルバルブを原則として一定の開
度（例えば全開）としているため、エンジンのインテー
クマニホールドにおける負圧（以下「インマニ負圧」）
がさほど大きくないことが多く、従って、制動倍力機構
にインテークマニホールドの負圧を導入するという在来
のガソリンエンジン車での仕組みをそのままＨＶに転用
したのでは、ブレーキ踏力を十分アシストできないとい
う問題がある。

【０００５】この問題を解消する手法の一つとして、デ
ィーゼルエンジン車における負圧発生方法の転用が考え
られる。即ち、ＨＶのエンジンにてバキュームポンプ等
の負圧発生機構をベルト駆動し、当該ポンプ負圧発生機
構にて発生させた負圧（以下「ポンプ負圧」）を制動倍
力機構に導入する、という方法が考えられる。しかし、
ＨＶには、エンジンの負荷となりうるコンポーネント
（例えば発電機として動作しているときの回転電機や、
大電力を消費するエアコン等の補機）が比較的多く搭載
されているから、ディーゼルエンジン車における負圧発
生方法の単純転用では、バキュームポンプ駆動用のベル
トが切れる等、上記ポンプ負圧発生機構に関連する異常
乃至故障が、発生しやすくなる。

【０００６】本発明の目的の一つは、ディーゼルエンジ
ン車における負圧発生方法をＨＶに転用することによっ
て、スロットルバルブが原則として一定の開度（例えば
全開）で運転されているにもかかわらず制動倍力用の負
圧を確保することができるＨＶを提供することにある。
本発明の目的の一つは、ディーゼルエンジン車における
負圧発生方法をガソリンエンジン車における負圧発生方
法と組み合わせてＨＶに適用すると共に、インマニ負圧
に対するポンプ負圧の相対的な減少の発生に応じてイン
マニ負圧を制動倍力機構へと導入する自律的な機構を設
けることにより、ポンプ負圧発生機構に異常乃至故障が
発生したときであっても、制動倍力用の負圧を確保する
ことができるＨＶを提供することにある。本発明の目的
の一つは、ＨＶのエンジンに設けられているスロットル
バルブの制御により、より確実にかつより大きな制動倍
力用の負圧を確保することができるＨＶを、提供するこ
とにある。本発明の目的の一つは、上記各目的の達成を
通じ、ブレーキ踏力の面で車両操縦者に大きな負担を及
ぼさないＨＶを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係りエンジン及びこれに連結された回
転電機を備えるＨＶに搭載される制御装置は、発生させ
たポンプ負圧を制動倍力機構に供給するポンプ負圧発生
機構と、上記エンジンのインテークマニホールドにて発
生したインマニ負圧が上記ポンプ負圧よりも大きくなっ
たときに、インマニ負圧を上記制動倍力機構に自律的に
導入するインマニ負圧導入機構と、を備えることを特徴
とする。

【０００８】このように、本発明においては、ディーゼ
ルエンジン車のそれに類するポンプ負圧発生機構を用い
ているため、スロットルバルブ開度が例えば全開のとき
でも、制動倍力用の負圧が確保される。更に、インマニ
負圧を制動倍力機構に導入するインマニ負圧導入機構を
設けているため、在来のガソリンエンジン車と同様にイ
ンマニ負圧を利用して制動倍力を実行することも可能で
ある。加えて、インマニ負圧導入機構（例えばチェック
バルブを有する配管）は、インマニ負圧がポンプ負圧よ
りも大きくなったときに、かつ自律的に、インマニ負圧
を制動倍力機構に導入する。即ち、ポンプ負圧発生機構
に異常乃至故障が発生しその結果ポンプ負圧が相対的に
減少したときに、自動的に、制動倍力用負圧の供給元が
インマニに変わるから、上記異常乃至故障が発生したと
き少なくともインマニ負圧相当の制動倍力用負圧をただ
ちに確保できる。なお、本発明が、ディーゼルエンジン
車における負圧発生方法とガソリンエンジン車における
負圧発生方法との単純な組合せをＨＶに適用する発明で
はない点に、留意されたい。また、ポンプ負圧発生機構
の駆動源は、エンジンであってもよいし、エンジン以外
のコンポーネント（例えば電気式ポンプ）であってもよ
い。

【０００９】ポンプ負圧導入機構の異常乃至故障によら
ず制動倍力用負圧を確保しこれによりブレーキ踏力負担
を軽減する、という作用効果を発生させるには、上述の
構成に、更に、ポンプ負圧発生機構に生じる異常を検出
する異常検出手段と、上記異常が検出されたときに、上
記エンジンを運転しつつ当該エンジンのスロットルバル
ブを閉じ側に制御することにより、上記インマニ負圧を
増大させるインマニ負圧増大制御手段と、を付加するの
が好ましい。このように、ポンプ負圧導入機構に異常乃
至故障が発生したときにインマニ負圧を増大させること
により、インマニ負圧導入機構をより確実に動作させる
こと及びより大きな制動倍力用の負圧をより確実に確保
することが、可能になる。その際、ＨＶにて従来から使
用されているスロットルバルブ及びその制御機能を利用
できるため、追加コストもほとんど発生しない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。

【００１１】図１に、本発明の一実施形態にかかるＨ
Ｖ、特に制動倍力に関連する制御部の構成を示す。図中
符号１０で表されているのはバキュームタンクであり、
図示しないブレーキブースタと合わせ、制動倍力機構を
構成している。バキュームタンク１０に導入すべき負圧
すなわち制動倍力用の負圧を発生させる機構としては、
第１に、バキュームポンプ１２が設けられている。バキ
ュームポンプ１２は、車両駆動系統を構成するエンジン
１４からベルト、プーリー等の動力伝達部材１６を介し
て動力の供給を受け、前述のポンプ負圧を発生させる。
発生したポンプ負圧は、配管１８やスリーウェイ２０を
介しバキュームタンク１０に導入される。更に、この図
に示されているバキュームポンプ１２はオルタネータ一
体バキュームポンプであり、エンジン１４からの動力供
給に応じて発電するオルタネータとしての機能をも有し
ている。なお、バキュームポンプ１２をエンジン１４以
外のコンポーネント例えば電気的ポンプにて駆動するよ
うにしてもよい。

【００１２】バキュームタンク１０に導入すべき負圧を
発生させる機構としては、更にエンジン１４のインテー
クマニホールド２２を利用した機構が採用されている。
エンジン１４のインテークマニホールド２２において
は、エンジン１４が運転されているときスロットルバル
ブ２４の開度に応じた負圧が発生しており、この負圧す
なわちインマニ負圧は（チェックバルブ２６が開いてい
れば）配管２８及びスリーウェイ２０を介しバキューム
タンク１０に導入される。チェックバルブ２６は、イン
マニ負圧がポンプ負圧に比べ小さいとき（言い換えれば
インテークマニホールド２２における圧力がバキューム
ポンプ１２における圧力よりも大きいとき）にインテー
クマニホールド２２からバキュームタンク１０側への負
圧の導入を阻止し、逆の場合には許容する手段である。

【００１３】本実施形態においては、このように２系統
設けられている負圧発生乃至導入機構を次のように使い
分けている。まず、通常は、バキュームポンプ１２を用
いて発生させたポンプ負圧をバキュームタンク１０側へ
導入する。すなわち、ＨＶではスロットルバルブ２４は
通常は全開またはそれに近い開度でありしたがってイン
マニ負圧はさほど高くないため、チェックバルブ２６は
閉じた状態を保ち、ポンプ負圧が制動倍力用の負圧とし
て用いられる。動力伝達部材１６やバキュームポンプ１
２に異常乃至故障が発生したときには、ポンプ負圧が徐
々にまたは急峻に小さくなっていきある時点でインマニ
負圧を下回ることになる。この場合には、チェックバル
ブ２６が開くため、インマニ負圧がバキュームタンク１
０側に導入される。従って、本実施形態においては、動
力伝達部材１６やバキュームポンプ１２に異常乃至故障
が発生したときでも、少なくともインマニ負圧程度の負
圧であれば、制動倍力用の負圧として確保することがで
きる。

【００１４】また、本実施形態においては、動力伝達部
材１６やバキュームポンプ１２に異常乃至故障が発生し
たときにより確実により大きなインマニ負圧をバキュー
ムタンク１０側に導入できるよう、ポンプ負圧の低下の
検出、これに応じたスロットル開度の制御等を実行して
いる。この制御は、車両制御用の電子制御ユニットすな
わちＨＶＥＣＵ３２により図２の手順に従い実行されて
いる。

【００１５】ＨＶＥＣＵ３２は、ポンプ負圧の低下をオ
ルタＬ端子電圧及びバキュームタンク圧力という２通り
の指標から検出している。すなわち、ＨＶＥＣＵ３２
は、バキュームポンプ１２と一体化しているオルタネー
タのＬ端子電圧、すなわちオルタネータが動作している
ときに高い値となる電圧を入力し、この電圧が閾値Ｖ_AL
T を上回っているか否かを判定する（１００）。オルタ
Ｌ端子電圧がＶ_ALT を上回っていれば、少なくとも、エ
ンジン１４からバキュームポンプ１２への動力伝達は正
常に行なわれていると見なすことができる。また、ＨＶ
ＥＣＵ３２は、バキュームタンク１０に付設されている
バキュームセンサ３０によってバキュームタンク１０の
圧力を検出し、この圧力が閾値Ｐ_VAM を上回っているか
否かを判定する（１０２）。バキュムセンサ３０によっ
て検出される圧力がＰ_VAM 以下であれば、すなわちバキ
ュームタンク１０に導入されているポンプ負圧が−Ｐ
_VAM 以上であれば、バキュームタンク１０には少なくと
も−Ｐ_VAM 相当の負圧が導入されていると見なすことが
できる。なお、バキュームセンサ３０に代え、バキュー
ムタンク１０の圧力がＰ_VAM を上回るか否かによりオン
／オフするバキュームスイッチを設けるようにしても構
わない。

【００１６】ＨＶＥＣＵ３２は、オルタＬ端子電圧がＶ
_ALT を上回っていないとき及びバキュームタンク１０の
圧力がＰ_VAM を上回っているとき、オートドライブ用ス
ロットルアクチュエータ３４にスロットル開度に関する
指令ＳＬＴを与え、スロットルバルブ２４の開度を０％
とする（１０６）。これによってインマニ負圧が上昇す
る結果、チェックバルブ２６が確実に開きインマニ負圧
がバキュームタンク１０に導入される。さらに、このよ
うにして導入されるインマニ負圧は、スロットルバルブ
２４を閉じる制御を行わない場合に比べ、大きな負圧で
ある。なお、本発明は、スロットル開度を０％にする構
成に限定して解釈されるべきものではなく、例えば、ス
ロットルバルブ２４をそれ以前に比べ閉じ側に制御する
構成（すなわち全閉するとは限らない構成）をも包含す
るものである。

【００１７】ＨＶＥＣＵ３２は、スロットルバルブ２４
を閉じるのと前後して、発電機（または発電機兼用モー
タ）３６に対しその発電出力を０とする旨の発電指令Ｐ
ｇを与え（１０４）、またエアコン用マグネットクラッ
チ３８に対しこれをオフさせるための駆動信号を供給す
る（１０８）。これらは、エンジン１４の負荷を軽減す
ること、またこれによりいわゆるエンストを防止するこ
とを目的としている。まず、図１に示されている発電機
（または発電機兼用モータ）３６は、ＳＨＶの場合には
車両走行用モータへの駆動電力の供給、車載バッテリへ
の充電電力の供給、エンジン１４の始動等に用いられ、
またＰＨＶの場合にはエンジン１４の出力のアシスト、
車載バッテリへの充電電力の供給等に用いられる回転電
機であり、エンジン１４の主たる負荷である。従って、
発電指令Ｐｇを０とすることにより、エンジン１４の回
転数をアイドル回転数に移行させることができる。これ
によって、エンストを防ぎ、インマニ負圧を発生させ続
けることができる。また、エアコン用マグネットクラッ
チ３８は、エンジン１４と図示しないエアコンとの機械
的な連結を開閉するためのクラッチであり、このクラッ
チに対しオフせよとの駆動信号を与えることにより、エ
ンジン１４から比較的大きな機械的補機を切り離すこと
ができる。これも、いわゆるエンストの防止に寄与して
いる。

【００１８】このように、本実施形態においては、ポン
プ負圧の導入系統とインマニ負圧の導入系統とを並立さ
せると共に、インマニ負圧導入系統の側にチェックバル
ブ２６を設けポンプ負圧の低下と共に自立的にインマニ
負圧を導入できるようにしたため、ポンプ負圧の発生、
伝達にかかる部材になんらかの異常乃至支障が発生した
場合でも、インマニ負圧を利用して制動倍力用の負圧を
バキュームタンク１０へ、さらにはブレーキブースタへ
と導入することができる。加えて、オルタＬ端子電圧や
バキュームタンク圧力から上述の異常乃至故障を検出
し、スロットルバルブ２４をこれに応じて閉じインマニ
負圧を増大させるようにしているため、インマニ負圧を
導入する機構を確実に動作させることができ、かつ導入
するインマニ負圧を十分な大きさとすることができる。
加えて、発電機（または発電機兼用モータ）３６やクラ
ッチ３８の制御によってエンジン１４の負荷を軽減する
ようにしているため、エンストを防止しインマニ負圧を
確保することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、ポンプ負圧発生機構を
用いるようにしたため、スロットルバルブ開度が例えば
全開のときでも、制動倍力用の負圧を確保できる。本発
明によれば、更に、インマニ負圧がポンプ負圧よりも大
きくなったときにかつ自律的にインマニ負圧を制動倍力
機構に導入するインマニ負圧導入機構を、設けたため、
ポンプ負圧発生機構に異常乃至故障が発生しその結果ポ
ンプ負圧が相対的に減少したときでも、少なくともイン
マニ負圧相当の制動倍力用負圧をただちにかつ自動的
に、確保できる。従って、ポンプ負圧導入機構の異常乃
至故障によらず制動倍力用負圧を確保できこれによりブ
レーキ踏力負担を軽減できる。

【００２０】特に、ポンプ負圧発生機構の異常を検出
し、これに応じエンジンを運転しつつそのスロットルバ
ルブを閉じ側に制御する手段乃至機構を設けることによ
り、さしたる追加コストなしで、ポンプ負圧導入機構に
異常乃至故障が発生したときにインマニ負圧を増大させ
ることができ、従ってより大きな制動倍力用の負圧をよ
り確実に確保可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施形態にかかるＨＶの制御装
置、特に制動倍力用の負圧の発生乃至導入にかかる部分
の構成を示すブロック図である。

【図２】 この実施形態におけるＨＶＥＣＵ３２の動作
の流れ、特にポンプ負圧のフェイルの検出及びこれらの
対処に関する手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ バキュームタンク、１２ オルタネータ一体バキ
ュームポンプ、１４エンジン、１６ 動力伝達部材、１
８，２８ 配管、２０ スリーウェイ、２２インテーク
マニホールド、２４ スロットルバルブ、２６ チェッ
クバルブ、３０ バキュームセンサ、３２ ＨＶＥＣ
Ｕ、３４ オートドライブ用スロットルアクチュエー
タ、３６ 発電機、３８ エアコン用マグネットクラッ
チ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発生させたポンプ負圧を制動倍力機構に
   供給するポンプ負圧発生機構と、 エンジンのインテークマニホールドにて発生したインマ
   ニ負圧が上記ポンプ負圧よりも大きくなったときに、イ
   ンマニ負圧を上記制動倍力機構に自律的に導入するイン
   マニ負圧導入機構と、 を備え、上記エンジン及びこれに連結された回転電機を
   備えるハイブリッド自動車に搭載されることを特徴とす
   る制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の制御装置において、 上記ポンプ負圧発生機構に生じる異常を検出する異常検
   出手段と、 上記異常が検出されたときに、上記エンジンを運転しつ
   つ当該エンジンのスロットルバルブを閉じ側に制御する
   ことにより、上記インマニ負圧を増大させるインマニ負
   圧増大制御手段と、 を備えることを特徴とする制御装置。